Sự cần thiết của việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong thăm dò, khai thác khoáng sản

Theo ông Nguyễn Văn Nguyên, Phó Cục trưởng Cục Địa chất Việt Nam, kết quả công tác điều tra, đánh giá, thăm dò khoáng sản đã thực hiện đến nay cho thấy nước ta có nguồn tài nguyên khoáng sản khá đa dạng và phong phú với trên 5000 mỏ, điểm quặng của 60 loại khoáng sản khác nhau; có một số loại khoáng sản quy mô trữ lượng đáng kể, tầm cỡ thế giới, có ý nghĩa chiến lược và là nguồn lực để phát triển KT-XH đất nước.

Tăng cường nguồn lực thực hiện công tác điều tra cơ bản địa chất; ứng dụng khoa học, công nghệ tiên tiến, hiện đại trong thăm dò, khai thác khoáng sản là một trong những nhiệm vụ, giải pháp được nêu ra tại Nghị quyết số 10-NQ/TW của Bộ Chính trị về định hướng chiến lược địa chất, khoáng sản và công nghiệp khai khoáng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.

Trong đó, nhấn mạnh việc ưu tiên bố trí ngân sách nhà nước kết hợp huy động và sử dụng hiệu quả các nguồn lực trong xã hội cho công tác điều tra cơ bản địa chất, khoáng sản, đánh giá tiềm năng khoáng sản phục vụ quy hoạch thăm dò, khai thác. Đồng thời, khuyến khích đầu tư, đổi mới đồng bộ công nghệ, thiết bị tiên tiến, hiện đại, thân thiện với môi trường cho công tác điều tra cơ bản tài nguyên địa chất, khoáng sản.

Trước thực tế đó, Việt Nam đã và đang đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ hiện đại trong công tác thăm dò khoáng sản và phương pháp quang phổ khoáng vật viễn thám là một phương tiện hiện đại được nghiên cứu để áp dụng khảo sát, thăm dò và đánh giá tài nguyên của các loại khoáng sản tại nước ta. Được biết, phương pháp này sử dụng các cảm biến vệ tinh từ xa để đo lường phản xạ ánh sáng từ các khoáng vật trên bề mặt Trái đất, từ đó xác định vị trí và trữ lượng của các loại khoáng sản tiềm năng. Với lợi ích vượt trội hơn rất nhiều so với các phương pháp khảo sát khoáng sản truyền thống, phương pháp quang phổ khoáng vật viễn thám mang lại nhiều lợi ích vượt trội. 

Tích hợp công nghệ viễn thám trong hoạt động khai thác mỏ 

TS. Đào Hồng Quảng - Viện trưởng Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ cho biết, viễn thám trong khai thác mỏ bao gồm sử dụng hình ảnh vệ tinh hoặc trên không để theo dõi và quản lý hoạt động thăm dò và sản xuất khoáng sản. Các ứng dụng then chốt bao gồm xác định các mỏ khoáng sản, đánh giá tác động môi trường, giám sát sức khỏe cơ sở hạ tầng và phát hiện các hoạt động bất hợp pháp. Với sự phát triển của công nghệ viễn thám và sự cải thiện độ phân giải không gian cũng như quang phổ của dữ liệu hình ảnh, công nghệ này đã góp phần cải thiện hiệu quả cũng như tính bền vững trong lĩnh vực khai thác mỏ.

Bằng cách sử dụng các kỹ thuật viễn thám, ngành khai thác mỏ có thể đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác dựa trên dữ liệu toàn diện và thời gian thực. Một trong những thách thức cơ bản trong khai thác mỏ là lựa chọn địa điểm phù hợp để khai thác tài nguyên. Công nghệ viễn thám cung cấp cái nhìn toàn cảnh, cho phép các nhà địa chất và kỹ sư khảo sát cảnh quan rộng lớn một cách hiệu quả. Hình ảnh vệ tinh và trên không cung cấp chế độ xem có độ phân giải cao hỗ trợ xác định các địa điểm giàu khoáng sản tiềm năng. Phương pháp tiếp cận dựa trên dữ liệu này giảm thiểu nhu cầu thăm dò mặt đất quy mô lớn đồng thời giảm chi phí liên quan.

Các phương pháp thăm dò thông thường có thể tốn thời gian và tiêu hao tài chính, trong khi đó, viễn thám cho phép các nhà khai thác mỏ nhắm mục tiêu vào các khu vực cụ thể có tiềm năng khoáng sản cao. Bằng cách tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm hình ảnh vệ tinh và bản đồ địa hình, các công ty khai thác có thể tập trung nỗ lực vào những khu vực có nhiều khả năng mang lại nguồn tài nguyên quý giá nhất, giúp tiết kiệm cả thời gian và tài nguyên.

Ngoài ra, viễn thám hỗ trợ tìm hiểu các đặc tính của mỏ khoáng sản trước khi khai đào. Ví dụ, công nghệ LiDAR (Phát hiện và đo ánh sáng) cho phép lập bản đồ 3 chiều chi tiết của các địa điểm khai thác. Dữ liệu này hỗ trợ ước tính số lượng và chất lượng tài nguyên, tạo điều kiện quản lý và quy hoạch tài nguyên tốt hơn. Không chỉ quan sát bề mặt, viễn thám còn cho phép thăm dò dưới bề mặt. Radar xuyên đất và các kỹ thuật tiên tiến khác giúp tạo ra hình ảnh của các cấu trúc dưới bề mặt, tiết lộ các mỏ khoáng sản tiềm năng ẩn bên dưới các lớp đất và đá. Công nghệ này giúp giảm nhu cầu khoan đào trên quy mô lớn, nâng cao hiệu quả cho quá trình thăm dò và tiết kiệm chi phí.

TS. Đào Hồng Quảng cho biết thêm, trong hoạt động khai thác mỏ, công nghệ viễn thám cung cấp giám sát thời gian thực các điều kiện nguy hiểm, chẳng hạn như độ dốc không ổn định, sụt lún và chuyển động của mặt đất. Bằng việc liên tục đánh giá rủi ro, các công ty khai thác mỏ có thể triển khai các biện pháp chủ động để đảm bảo an toàn cho lực lượng lao động và thiết bị của họ. Do vậy, giám sát thời gian thực các hoạt động khai thác mỏ có vai trò vô cùng quan trọng để tối ưu hóa sản xuất. Công nghệ viễn thám cung cấp thông tin cập nhật về hiệu suất thiết bị, chuyển động vật liệu và tốc độ khai thác tài nguyên. Cách tiếp cận dựa trên dữ liệu này cho phép ra quyết định kịp thời để nâng cao năng suất, đảm bảo tuân thủ các quy định và giảm thiểu thiệt hại về môi trường.

Viễn thám hỗ trợ giám sát các hoạt động khai thác nhằm đảm bảo chúng phù hợp với các quy định về môi trường và an toàn. Hình ảnh vệ tinh và phân tích dữ liệu giúp các nhà chức trách theo dõi các hoạt động khai thác mỏ và thực thi việc tuân thủ các quy định pháp luật. Sau khi các hoạt động khai thác mỏ kết thúc, viễn thám tiếp tục đóng vai trò giám sát cảnh quan sau khai thác nhằm đánh giá hiệu quả của các nỗ lực cải tạo. Đánh giá dựa trên dữ liệu này là cơ sở cho các dự án cải tạo trong tương lai và góp phần vào các hoạt động khai thác mỏ bền vững.

Theo PGS, TS. Hoàng Thị Thanh Thủy - Đại học TN&MT, TP. Hồ Chí Minh, cùng với việc tăng sản lượng khai thác, bảo đảm an toàn cho người lao động, giảm thất thoát tài nguyên đang là mục tiêu hàng đầu của ngành khoáng sản. Vì vậy, giải pháp về quản lý, việc sử dụng công nghệ kỹ thuật phụ trợ cho công việc quản lý đạt hiệu quả tốt hơn đang được ứng dụng rộng rãi. Điển hình là việc tạo ra mô hình mỏ thông minh bằng ứng dụng Mạng lưới vạn vật kết nối internet (IoT) vào hoạt động khai khoáng nhằm đảm bảo tường minh các dữ liệu hoạt động của mỏ, trong đó bao gồm cả sản lượng khai thác.

Một ứng dụng kỹ thuật nữa là sử dụng máy bay không người lái (UAV) để đo đạc một cách chi tiết bề mặt địa hình, phục vụ cho việc tính trữ lượng tài nguyên được khai thác một cách chính xác. Lợi thế khi sử dụng UAV là chất lượng ảnh, dữ liệu tốt hơn ảnh hàng không do UAV hoạt động ở tầng thấp, có thể hoạt động trong thời tiết nhiều mây hay vùng có nhiều thực vật; đo đạc bản đồ tỷ lệ lớn so với phương pháp ảnh hàng không; dễ tiếp cận nơi có địa hình phức tạp mà phương pháp trắc địa khó tiếp cận; tăng cao hiệu suất bay quét bản đồ so với phương pháp trắc đạc. Ngoài ra, sử dụng UAV sẽ tiết kiệm chi phí, nhân lực so với những phương pháp truyền thống; tích hợp các thiết bị quét laser, cảm biến, định vị phục vụ nhiều mục đích khác nhau như lập bản đồ 2D, 3D, các bản đồ chuyên đề.

Theo PGS, TS. Hoàng Thị Thanh Thủy, bằng những vượt trội về hiệu suất và chất lượng dữ liệu, sử dụng UAV là một giải pháp triển vọng để đánh giá trữ lượng khoáng sản, cho phép đánh giá với sai số nhỏ hơn những phương pháp truyền thống. Từ đó, hỗ trợ nhà quản lý đưa ra các kế hoạch vận hành, bảo vệ tính bền vững của các hoạt động khai thác mỏ cũng như bảo vệ môi trường khu vực trong và ngoài mỏ.

HƯƠNG TRÀ
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 1+2 năm 2025