Evaluation of risks impeding sustainable mining using Fermatean fuzzy score function based SWARA method

Sustainability in the mining and raw materials sector is a key target in the EU Green deal agenda. The aim of this work is to determine the degree of importance of risks that may impede sustainable mining, considering UN Sustainable Development Goals (SDGs) indicators and EU initiatives, taking as a case study the mining sector in Greece. A total of 49 risks for sustainable mining, under six categories, were identified by means of expert consultation and review of the literature. The identification and prioritization of potential risks can provide a pathway towards sustainable mining operations. The risks factors weighting is enhanced using a new Fermatean fuzzy score function with Stepwise Weight Assessment Ratio Analysis (SWARA). The proposed model is a powerful tool to handle the uncertainties and inaccuracies in the information regarding the weights of the risks. The main research findings indicate that the most important risks for sustainable mining in Greece are irresponsible mining, the lack of license to operate, and poor environmental monitoring, which are directly connected to the aim and scope of SDG12: responsible consumption and production. In addition, according to the results the category with the highest risk for sustainable mining is the one of “Risk to Environment”. A complete list of risks and risk categories, and their ranking is presented and discussed creating a priority of actions in the framework of European and international initiatives to set a road map to sustainable mining. This work provides a benchmark for future studies, with the aim of providing a tool for evaluating and ranking global risk factors that may affect sustainable mining development

Wpływ wydajności elektrowni, jakości węgla brunatnego oraz cząstek nieorganicznych na emisję dwutlenku węgla i konkurencyjność greckiego węgla brunatnego

Greece, mining approximately 70 Mt annually, is the second lignite producer in the EU and fifth largest in the world. Lignite is a key strategic fuel for Greece because it's a very cheap and stable source of energy that is readily available in large quantities. The future exploitation of lignite and hard coal deposits in Greece and Europe depends on the possibility of the coal industry to adapt the environmental requirements of Kyoto Protocol, regarding the control of greenhouse gas emissions. The CO2 charges through the Emission Trading Scheme (ETS) will increase the operating cost of existing coal fired power plants and currently is the main reason for a lack of investment in coal fired units in many EU member states. CO2 reductions through fuel switching (from coal to gas) have become increasingly expensive and risks jeopardising European competitiveness. Furthermore technologies for CO2 capture in fossil-fuel power plants and CO2 sequestration could be exploited only in the longer term (after 2020). To remain lignite as a major component of the Greek energy mix, technological solutions and policies are needed which will enable lignite to contribute to the solutions for climate change. In the short and medium term the increased power plant efficiency and the continuous application of qualitative criteria in lignite deposit exploitations (improved calorific value and reduced CaCO3 content) will be proved as the only capable of delivering competitive lignite/coal - fired generation and contributing to preserve resources and reduce CO2 emissions.Grecja, gdzie wydobywa się około 70 mln ton węgla brunatnego rocznie, jest drugim producentem tego surowca w UE i piątym z największych na świecie. Węgiel brunatny jest strategicznym surowcem energetycznym w Grecji, ponieważ jest to bardzo tanie i stabilne źródło energii, łatwo dostępne w dużych ilościach. Przyszłość eksploatacji złóż węgla brunatnego i kamiennego w Grecji i Europie zależy od możliwości przystosowania się przemysłu węglowego do wymagań środowiskowych Protokołu z Kioto, związanych z emisją gazów cieplarnianych. Limity emisji CO2 ustalone przez uregulowania dotyczące handlu emisjami zwiększą koszty eksploatacji istniejących elektrowni węglowych i są obecnie głównym powodem braku inwestycji w tych elektrowniach w wielu krajach UE. Zmniejszenie emisji CO2 poprzez zmianę paliwa (z węgla na gaz) staje się coraz droższe i zagraża konkurencyjności Europy. Co więcej, technologie przechwytywania CO2 w elektrowniach zasilanych paliwami stałymi oraz separacji CO2 mogą być stosowane jedynie w perspektywie długookresowej (po 2020 roku). Aby móc wykorzystać węgiel brunatny jako główny surowiec energetyczny w Grecji, koniecznie jest znalezienie rozwiązań technologicznych i przyjęcie odpowiedniej polityki, co pozwoli na ograniczenie wpływu sektora węglowego na zmiany klimatu. W średnio- i krótkoterminowej perspektywie możliwe jest jedynie zwiększenie wydajności elektrowni węglowych oraz ciągłe egzekwowanie kryteriów jakościowych przy eksploatacji złóż węgla (zwiększenie kaloryczności i zmniejszenie zawartości CaCO3). Pozwoli to na ochronę złóż oraz zmniejszenie emisji CO2

A framework for assessing hazards related to pit lakes: application on European case studies

International audienceThe number of abandoned mines is continuously increasing in the world. The sustainable exploitation of these abandoned mines is a top priority globally. Pit lakes created in abandoned mining sites provide benefits and present risks for the mining region. This paper presents a methodology to assess the mining and natural hazards related to pit lakes. The proposed methodology framework is based on well-established and internationally accepted risk management standards and allows the assessment of the long-term stability of pit lakes. Potential ground movements, water pollution, fire hazards are presented, and their impact evaluated based on feedback and international experience. The methodology was applied for 13 European pit lakes created in former European coal and lignite mines. A risk assessment of the Most lake was carried out, using qualitative and a weighted probabilistic approach that considers the overall and the individual effect of identified mining and natural hazards. Results showed that the main potential hazards are the ground movements, slope stability, and flooding

Eksperymentalny projekt zastosowania metod geofizycznych w badaniu przestrzennego rozkładu twardych formacji w czole zabierki urabianej wielonaczyniową koparką kołową

The estimation of hard formations spatial distribution is critical for the planning of the Bucket Wheel Excavator’s (BWE) operation. It can be made by the application of geophysical methods in correlation to drilling data and other geological criteria. The main objective of this work was to design an expert monitoring measurement system, intended to inform in advance the BWE operators for the occurrence of hard rock inclusions or difficult or even non-diggable geological formations. In this framework, numerous technical limitations were taken into consideration, regarding mainly the interference of the measuring device with the metal structure of the bucket wheel and its boom. Moreover, field tests were carried out regarding the operation of the hard rocks detection system, which was installed on a BWE that operated in several locations within the overburden strata of South Field Mine, Ptolemais, Greece. The selection of the measuring excavation face positions was based on specific criteria. Field tests were performed in excavation faces where the hard rock inclusions had been mapped in detail, as well as in others where the locations of the hard formations were unknown. According to the results of these tests, the response of the detection system to the variations of hard rock layers thickness is satisfactory. However, further work is required for improving the rigidity of the detection system, as well as the accuracy of the GPS device that monitors the position of the bucket-wheel in real time.Oszacowanie rozkładu przestrzennego twardych formacji skalnych ma kluczowe znaczenie dla planowania pracy wielonaczyniowej koparki kołowej (BWE). Można to osiągnąć, stosując metody geofizyczne w zestawieniu z danymi wiertniczymi i innymi kryteriami geologicznymi. Głównym celem tej pracy było zaprojektowanie eksperckiego systemu monitorowania, mającego na celu wcześniejsze informowanie operatorów koparki wielonaczyniowej BWE o występowaniu wtrąceń twardych skał lub trudnych, a nawet nieurabialnych formacji geologicznych. W tym kontekście brano pod uwagę liczne ograniczenia techniczne, dotyczące głównie interferencji urządzenia pomiarowego z metalową konstrukcją koła czerpakowego i jego wysięgnika. Ponadto przeprowadzono testy terenowe dotyczące działania systemu wykrywania twardych skał, który został zainstalowany na koparce BWE i działał w kilku miejscach w obrębie pięter nadkładowych w kopalni South Field Mine, Ptolemais w Grecji. Wybór zabierek wybranych do badań terenowych oparto na określonych kryteriach. Testy polowe przeprowadzono na skarpach czołowych wybieranych zabierek, w których wgłębienia z twardego kamienia zostały wcześniej szczegółowo odwzorowane, a także w innych, gdzie umiejscowienia twardych formacji były przed badaniem nieznane. Zgodnie z otrzymanymi wynikami można stwierdzić, że zastosowanie układu detekcyjnego dla wykrywania zmian grubości twardych warstw skał jest zadowalające. Konieczne są jednak dalsze prace nad poprawą konstrukcji mocowania systemu detekcji, a także nad dokładnością urządzenia GPS, które monitoruje pozycję koła czerpakowego w czasie rzeczywistym

Automatyczne wykrywanie wtrąceń nieurabialnych podczas urabiania koparką wieloczerpakową kołową przy użyciu czujnika elektromagnetycznego (EM) i GPS

This work describes a methodology for the automatic detection of unmineable inclusions while bucket wheel excavator (BWE) digging, using electromagnetic (EM) sensor and GPS. The overall methodology consists of data collection, pre-processing and evaluation. Two different data evaluation approaches were developed and implemented in Matlab programming environment. A relatively simple one called Simple Mode, based on statistical process control and a more sophisticated one, called Advanced Mode, based on Position Prominence Index (PPI) and on Neural-Network based Pattern Recognition (NNPR). Synthetic electromagnetic data created and used (both in simple and advanced mode) for testing the algorithms extensively. Real data, surveyed by moving the EM sensor (CMD2 of GF Instruments) and GPS against a mine slope, were examined with the proposed methodology as well. Advanced Mode provided more accurate results than Simple Mode in automatic detection of unmineable inclusions. However it is sensitive in positioning accuracy and it requires access to EM data acquired in successive bucket wheel cuts.W pracy opisano metodologię automatycznego wykrywania nieurabialnych wtrąceń podczas normalnej pracy koparki wielonaczyniowej (BWE) przy użyciu czujnika elektromagnetycznego (EM) i GPS. Ogólna metodologia obejmuje gromadzenie danych, wstępne przetwarzanie oraz ocenę. Opracowano dwa różne warianty oceny danych i wdrożono je w środowisku programowania Matlab. Stosunkowo prosty, zwany Simple Mode, oparty na statystycznej kontroli procesu i bardziej zaawansowany, zwany Advanced Mode, oparty na Position Prominence Index (PPI) oraz na Neural-Network based Pattern Recognition (NNPR). Utworzono i wykorzystano syntetyczne dane elektromagnetyczne (zarówno w trybie prostym, jak i zaawansowanym) do wszechstronnego testowania algorytmów. Uzyskane w warunkach terenowych dane pochodzące z czujnika EM (CMD2 z GF Instruments) i GPS przesuwanych na skarpie zabierki, zostały również przeanalizowano przy zastosowaniu ww. metodologii. Tryb zaawansowany (Advanced Mode) zapewnia dokładniejsze wyniki niż tryb prosty (Simple Mode) w automatycznym wykrywaniu nieurabialnych inkluzji. Jest jednak wrażliwy na dokładność pozycjonowania i wymaga dostępu do danych czujnika elektromagnetycznego (EM) uzyskanych w kolejno wybieranych przez koparkę wielonaczyniową pasmach zabierki