Wits geofysiker har uppfunnit kostnadseffektiva och miljövänliga seismiska tekniker som kommer att bidra till hållbar gruvprospektering.

Innovationen, ett projekt som leds av Wits Seismic Research Center vid School of Geosciences, är ett svar på Advanced Orebody Knowledge-uppmaningen med titeln "Utveckla teknologier som kommer att användas för att få information före gruvytan, såsom Tunnel Seismic Prediction (TSP)."

Leds av professor Musa Manzi, Direktör för Wits Seismic Research Centre, Denna innovativa aktiv-passiva seismiska strategi är tänkt att återuppliva de seismiska gruvmetoderna i landet och kommer att bidra till hållbar gruvverksamhet. Manzi säger att denna innovation, född i november 2020, strävar efter att ta itu med utmaningar med hållbar utforskning av mineraltillgångar som är avgörande för ekonomin och tekniska framsteg inom den afrikanska kontinenten och i världen.

"Av ekonomiska och miljömässiga skäl, Användningen av traditionella aktiva seismiska metoder har långsamt övergivits i Sydafrika. Vårt innovativa seismiska tillvägagångssätt ger vissa förhoppningar om att återuppliva denna verksamhet och föra lösningar till gruvindustrin, säger Manzi.

Projektet syftar till att kombinera aktiva och passiva seismiska metoder, med en kombination av innovativa instrument, för utforskning i bullriga, gruvnära miljöer på 300-3500 m djup.

"Vårt projekt har tillgång till underjordiska guld- och platinagruvor i Sydafrika. Testplatserna valdes baserat på befintliga data för valideringsändamål, men också för utsikterna för nya prospekteringsmål."

Förra året, teamet testade sin seismiska metod vid en underjordisk platinagruva i Rustenburg för att möta utmaningen med djupa mineralutforskningar i Sydafrika. Experimentet syftade till att minska borrningskostnaderna, lägre prospekteringskostnader, maximera min säkerhet, öka möjligheten att hitta nya möjligheter, och öka mitt liv.

Utrustningen som används i denna innovation är flexibel och mångsidig. De trådlösa inspelningssystemen är enkla att använda eftersom de kräver mindre fältlogistik än kabelanslutna system. Dessa system är också autonoma och kan lämnas på marken eller inuti gruvtunneln för att registrera batteriets livslängd, vilket kan vara runt en månad. Manzi tillägger att deras innovation också är "lättare att anpassa till en småskalig seismisk undersökning inne i gruvan där utrymmet är begränsat och förhållandena är utmanande." Landstreamern sparar tid eftersom den eliminerar behovet av att plantera traditionella geofoner på marken, vilket också kan vara svårt att göra i gruvgångar säger Manzi.

Teamet samarbetar med lokala och internationella forskare för att förbättra innovationens passiva seismiska bildupplösning. Detta kommer att öka kraften i resolutionen för att säkerställa att den seismiska innovationen är tillräcklig för alla mineralprospekteringsprojekt.

Den begränsade forskningen och innovativa initiativen kring gruvutforskningar i världen har gett en möjlighet för teamet att utveckla och testa seismisk teknologi med djupa sydafrikanska gruvor, säger Manzi. Han tillägger att det också har bidragit till seismisk kunskapsuppbyggnad och utveckling av mänsklig kapacitet i Sydafrika.

"Till exempel, projektet involverade mer än 25 unga yrkesverksamma (heder, mästare, Ph.D., forskare och teknikutvecklare i tidiga karriärer), som kommer att hjälpa till att möta det akuta behovet av mineralprospekteringsspecialister i Afrika. De insamlade uppgifterna kommer att fortsätta att användas för forskningsändamål på forskarnivå vid Wits."

Manzi tror att detta projekt har potential att berika utforskningsgeofysiken i Afrika med ett brett utbud av innovationer, allt från nya instrument och enkätdesignmetoder som gör att vi kan inhämta och bearbeta data bättre. "De två nyckelelementen i vår framgång är det starka samarbetet mellan industrin och akademin, och det tvärvetenskapliga tillvägagångssättet som integrerade mineralprospekteringsmål med oro för säkerheten, miljön och samhället."