پیش¬بینی¬های نگارنده نشان می¬دهد که در سال ۲۰۴۰ حدودا ۹۰ میلیارد تن کانی و فلز لازم است تا نیازهای بشر در صنایع مختلف تامین شود. سؤال این است که آموزش و پژوهشی که در دانشکده‌ها و دانشگاه‌های فعلی معدن ایران و جهان اجرا می‌شود تا چه حد در راستای نیازهای بخش معدنکاری در آینده است؟ چالش¬های آینده معدنکاری شامل معدنکاری در راستای توسعه پایدار، استخراج مواد معدنی کم¬عیار و عمیق، استخراج از اقیانوس¬ها، دریاها، دریاچه¬ها، رودخانه-ها و شط¬ها، استخراج از سیارات (ماه)، و استفاده از رباتیک، تکنولوژی¬های دیجیتال، هوش مصنوعی به¬جای هوش طبیعی خواهد بود. در این تحقیق ابتدا برنامه آموزشی و پژوهشی ده دانشگاه برتر جهان در رتبه‌بندی سال ۲۰۲۲ از وب‌سایت آن دانشگاه¬ها تهیه گردید. اولین نکته مشخص این بود که هیچ¬یک از این دانشگاه¬ها برنامه درسی مشابه یکدیگر را ارائه نمی¬دهند. درحالی‌که در دانشگاه¬های ایران برنامه درسی یکسان در تمام دانشکده¬های مهندسی معدن ارائه می¬شود. تفاوت عمده دیگر دانشگاه¬های معدن ایران با دانشگاه¬های برتر جهان، جدا کردن رشته و گرایش به‌جای تخصص است. در برنامه درسی دانشگاه¬های ایران گرایش¬های جداگانه با عناوین استخراج معدن، اکتشاف معدن، فراوری مواد معدنی، و مکانیک سنگ تعریف شده است که چنین تقسیم¬بندی در دانشگاه¬های برتر جهان وجود ندارد. در ادامه، برنامه درسی برترین دانشگاه معدنی جهان در رتبه‌بندی جهانی QS در سال ۲۰۲۲ دانشگاه معدن کلرادو که مقام اول را از میان ۵۰ دانشکده معدن برتر جهان را به خود اختصاص داده است و دانشگاه‌های معدن ایران ارائه و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که تعداد واحدهای درسی جهت کسب مدرک کارشناسی رشته مهندسی معدن در دانشگاه‌های معدن ایران ۱۴۰ واحد و در دانشگاه کلرادو ۵/۱۳۲ واحد است که ۵/۱۲۳ واحد آن دروس مشخص و یکسان برای کلیه دانشجویان مهندسی معدن جهت کسب مدرک کارشناسی است و دانشگاه با ارائه مجموعه متنوعی از دروس انتخابی، به دانشجویان این اختیار را می‌دهد تا با توجه به موضوع پایان¬نامه خود و با توجه به تخصصی که به آن علاقه¬مند هستند، ۹ واحد از بین این دروس اختیاری انتخاب کنند. با بررسی برنامه درسی این دانشگاه¬ها و مقایسه آن با نیازهای آینده صنعت معدنکاری مشخص شد که در مجموع ۲۴ واحد از ۵/۱۳۲ واحد ارائه‌شده در دانشگاه کلرادو دروس مرتبط با شاخص¬های توسعه پایدار ۱۸ درصد از کل دروس را به خود اختصاص می‌دهد. درحالی‌که در دانشگاه‌های معدن ایران جمعاً ۳% از کل دروس ارائه‌شده مرتبط با شاخص¬های توسعه پایدار است. هیچ‌کدام از این دانشگاه¬ها دروس مرتبط با نیازهای آینده معدنکاری مانند آموزش استخراج از ذخایر عمیق و کم‌عیار، استخراج از عمق منابع آب را در سیلابس خود ندارند. اما در دانشگاه کلرادو یک گرایش فرعی با عنوان معدنکاری از سیارات ارائه‌شده است. همچنین می¬توان مشاهده کرد که در دانشگاه‌های معدن ایران و کلرادو واحدهای درسی مرتبط با آموزش تکنولوژی¬های جدید، طراحی ماشین¬آلات و تجهیزات معدنی مخصوص معادن بزرگ¬مقیاس و عمیق، آموزش روش¬های فراوری کانسنگ¬های کم‌عیار و یا دارای عناصر مزاحم، و فناوری¬های دیجیتال مورد استفاده در معدنکاری گنجانده نشده است.

کلمات کلیدی
سیلابس دانشگاه، آینده معدنکاری، توسعه پایدار، استخراج ذخایر عمیق و کم‌عیار، استخراج از سیارات

۱- مقدمه
معدنکاری یکی از اساسی‌ترین صنایع موردنیاز بشر برای بهبود و رشد استانداردهای زندگی است. مصرف مواد معدنی از دیرباز و در دوران باستان (مانند عصر آهن و فولاد) موردتوجه بوده است. در دو دهه اخیر، نرخ افزایش سالانه ۳/۱ درصدی جمعیت جهان منجر به افزایش ۵/۱ درصدی مصرف مواد معدنی شده است[۱]. با افزایش مصرف مواد معدنی و کاهش معادن با عیار بالا و نزدیک به زمین، مهندسان معدن مواد معدنی را با عیار پایین‌تر و از اعماق بیشتر استخراج می‌کنند که منجر به تغییرات متعدد در شرایط معدن (تسریع اثرات زیست‌محیطی ناشی از فعالیت‌های معدنی [۲-۶] و تغییر تجهیزات و ماشین‌آلات مورداستفاده مانند به‌کارگیری سنگ‌شکن‌های درون پیت [۷]) شد. چالش‌های اصلی که در حال حاضر شرکت‌های معدنی با آن مواجه هستند با مسائل پایداری مرتبط است: مشکلات زیست‌محیطی و اجتماعی-اقتصادی در منطقه معدن و جوامع مجاور. همچنین موضوع استخراج از اعماق بیش از ۱۰۰۰ متری، استخراج معادن در اعماق اقیانوس¬ها و دریاها و استخراج در ماه در میان کشورها در سال‌های اخیر رواج یافته است.
آنچه در این زمینه حیاتی است این است که آموزش و صنعت باید متناسب با یکدیگر رشد کرده باشند. برنامه‌های آموزشی باید شامل آموزش فن‌آوری‌های جدید، روش‌های جدید استخراج و پردازش، ایمنی منابع انسانی، معدنکاری سبز، و به‌طورکلی در راستای توسعه پایدار باشد و مدیران صنعتی نیز باید در به‌کارگیری دانش به‌روز پژوهشگران دانشگاهی کوشاتر باشند. در بعضی دیدگاه¬ها، تأکید بر آموزش بومی و متکی بر معدنکاری بومی است. این دیدگاه باعث می‌شود تا دانش‌آموختگان رشته مهندسی معدن از دستاوردهای علمی که حاصل تلاش پژوهشگران جهان در ۲۵۰ سال گذشته بوده است محروم شوند. به عبارتی در امر دسترسی به تازه‌های علمی متوقف شوند. در آینده استفاده از نیروی انسانی زیاد و کم مهارت جای خود را به انسان¬های آهنی یا همان رباتیک خواهد داد و به‌جای استفاده از هوش طبیعی از هوش مصنوعی که دست¬ساز خود بشر است استفاده خواهد شد.
مراکز آموزشی مرتبط با حوزه معدن بهترین بستر برای تربیت افراد واجد شرایط کار در صنعت است. درنتیجه، همگام‌سازی نیازهای صنعت دانش‌محور امروزی با آموزش‌های ارائه‌شده به دانشجویان در مراکز علمی و دانشگاه‌ها و ارتباط دانشگاه و بازار کار از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
آنچه از یک فارغ‌التحصیل مهندسی معدن در سراسر جهان انتظار می‌رود تقریباً در همه کشورها یکسان است و تفاوت‌ها بیشتر در شکل و الگوی آموزش و مدت‌زمان برنامه آموزشی دانشگاه‌های مختلف است. نهادهای بین‌المللی مانند SME ،IOM ، ICMM ، و دستورالعمل‌هایی مانند EIA و LCA نیز نقش اساسی در کیفیت آموزش و توسعه استانداردهای حرفه‌ای و تخصصی برای بخش معدن دارند که در برنامه درسی دانشگاه منعکس شده است.
طی مطالعه¬ای در بخش مهندسی معدن دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC) که در حال حاضر دهمین دانشگاه برتر جهان در موضوع آموزش مهندسی معدن است، از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ یک فرآیند یادگیری با هدف درک ماهیت و ارتباط ارزش‌های توسعه پایدار با بخش معدن و جوامع آن توسعه داد[۸]. این مطالعه اشاره می¬دهد که چگونه توسعه پایدار باید به‌طور مؤثر در فرهنگ دانشگاهی گنجانیده شود. مسائل اساسی در فرآیند یادگیری شامل موارد زیر است:
آ. واکنش دانشگاه به افزایش آگاهی جامعه و همچنین مسئولیت‌های زیست‌محیطی در برنامه‌ریزی، طراحی، توسعه، بهره‌برداری و بستن معادن از سوی معدنکاران چگونه باید باشد؟
ب. چه مدل آموزشی می‌تواند توانایی دانشکده‌های معدن را در راستای توسعه پایدار تقویت کند؟
ج. چه ابزار تعاملی میان‌رشته‌ای می‌تواند به توسعه آموزشی و پژوهشی در دانشگاه‌ها و مؤسسات کمک کند؟
د. مسئولیت¬پذیری اجتماعی شرکت¬های معدنی و مهندس معدن چیست؟
نیکیتوف (۲۰۱۱) نقش و جایگاه آموزش‌وپرورش را در توسعه نوآورانه اقتصاد بررسی کرد و به این نتیجه رسید که تغییرات اساسی در سیاست‌های آموزشی، نوسازی آموزش‌وپرورش از طریق ایجاد انواع جدید مؤسسات آموزشی، استفاده از فناوری‌های جدید و ایجاد همکاری بین دانشگاه‌ها و شرکت‌ها با حمایت دولت، کیفیت آموزش را تحت تأثیر قرار می‌دهد [۱۰].
فرولووا و همکاران (۲۰۱۷) نشان دادند که مدیران معدنکاری آینده به مهارت‌هایی نیاز دارند که در برنامه درسی سنتی دانشگاه‌های معدن ارائه نشده است، مانند مهارت‌های محیطی و اجتماعی. فرولووا سه مشکل اصلی را برای پرسنل مدرن در بخش معدن بیان می‌کند: (۱) عدم ارتباط نزدیک بین تولید، آموزش و علم، (۲) بودجه ناکافی برای تحقیق و توسعه، و (۳) کمبود پرسنل بسیار ماهر برای اطمینان از توسعه خلاقانه صنعت [۱۲].
برای اینکه سرفصل‌های درسی در مراکز آموزشی دارای محتوایی در راستای نیازهای صنعت در آینده باشد، محتوای سرفصل دروس مهندسی معدن باید شامل مباحث فنی، زیست‌محیطی و اجتماعی باشد. به این منظور این مطالعه به بررسی واحدهای دانشگاهی مقطع کارشناسی در برترین دانشگاه معدنی جهان یعنی دانشگاه مدرسه معدن کلرادو در ایالات‌متحده امریکا و دارای رتبه اول جهان از میان ۵۰ دانشکده در رشته مهندسی معدن در سال ۲۰۲۲ بر اساس رتبه‌بندی جهانی QS [۱۳] پرداخته خواهد شد تا مشخص شود آیا برنامه درسی برای تربیت مهندسان معدن واجد شرایط برای آینده معدنکاری دارند یا خیر. همچنین سیلابس درسی این دانشگاه با سیلابس دانشگاه‌های معدن ایران در سال ۲۰۲۲ مقایسه خواهد شد. آنچه در این تحقیق اهمیت دارد یافتن پاسخ این سؤال است که آیا دانشکده مهندسی معدن دانشگاه‌های ایران دارای سیلابس درسی مشابه با سیلابس بهترین دانشگاه معدنی جهان یعنی دانشگاه کلرادو و براساس مشکل¬های آینده صنعت معدنکاری هست یا خیر. آیا آموزش¬های موجود در دانشکده-های معدن سراسر ایران و جهان، به پرورش نسلی برای مواجهه با چالش¬های معدنکاری در آینده می¬پردازند؟ به‌بیان‌دیگر، آیا مهندسینی که از این مراکز آموزشی فارغ¬التحصیل می¬شوند، می‌توانند مشاغلی متناسب با شرایط آینده معدنکاری را تصاحب کنند و در آن موفق باشند؟
به این منظور ابتدا به معرفی ۱۰ دانشگاه¬ برتر معدن در جهان پرداخته و سپس آینده معدنکاری جهان بررسی خواهد شد. در بخش چهارم با بررسی سیلابس درسی دانشگاه‌های کلرادو و دانشگاه‌های ایران و مقایسه دروس ارائه‌شده در این دو، نتایج بیان‌شده و بخش بعدی به بحث در مورد این نتایج می‌پردازد. نهایتاً جمع‌بندی ارائه خواهد شد.
۲- روش تحقیق
برای شناسایی مدارس معدنی برتر دنیا، از رتبه‌بندی دانشگاه جهانی QS برای رشته دانشگاهی مهندسی معدن برای سال ۲۰۲۲ استفاده‌شده است. بر اساس این رتبه‌بندی، از ۵۰ دانشگاه برتر جهان برای برنامه مهندسی معدن، ۱۰ دانشگاه در اقیانوسیه، ۱۴ دانشگاه در آمریکای شمالی، ۴ دانشگاه در آمریکای لاتین، ۱۴ دانشگاه در اروپا، ۶ دانشگاه در آسیا و ۲ دانشگاه در آفریقا قرار دارند. جدول (۱) و شکل (۱) مکان ۵۰ دانشگاه برتر را بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه‌های جهانی QS نشان می‌دهد.
آنچه در ابتدای این تحقیق مشخص است، هیچ¬یک از دانشگاه‌های ایران در رتبه‌بندی جهانی جزو ۵۰ دانشگاه برتر جهان در رشته مهندسی معدن قرار ندارند. جدول (۲) نام و مکان ۱۰ دانشگاه برتر را نشان می‌دهد. بر اساس این جدول، ۴ دانشگاه از ۱۰ دانشگاه برتر جهان در استرالیا قرار دارند. ۳ دانشگاه در کانادا، ۱ دانشگاه در روسیه، ۱ دانشگاه در ایالات‌متحده و ۱ دانشگاه در شیلی.
۱-۲ . دانشکده معادن کلرادو
دانشکده معادن کلرادو در سال ۱۸۷۴ تأسیس شد. در تمام رتبه‌بندی دانشگاه‌های جهانی QS از سال ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۲، این دانشگاه به‌عنوان برترین دانشکده مهندسی معدن رتبه‌بندی شد.
۲-۲. دانشگاه کرتین
دانشگاه کرتین در سال ۱۹۶۶ به‌عنوان موسسه فن‌آوری استرالیای غربی (WAIT) تأسیس شد. کرتین بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه‌های جهانی QS برای سال ۲۰۲۲ رتبه اول استرالیا و دومین در جهان را برای آموزش مهندسی معدن کسب کرده است.
۳-۲. دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW Sydney)
دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) توسط قانون پارلمان سیدنی نیو ساوت ولز در سال ۱۹۴۹ افتتاح شد. UNSW بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه جهانی QS برای سال ۲۰۲۲ رتبه دوم را در استرالیا و سوم را در جهان برای آموزش مهندسی معدن دارد.
۴-۲. دانشگاه کوئینزلند (UQ)
دانشگاه کوئینزلند به‌طور رسمی در سال ۱۹۱۰ تأسیس شد. طبق رتبه‌بندی دانشگاه جهانی QS برای سال ۲۰۲۲، UQ چهارمین دانشگاه برای برنامه‌های مهندسی معدن در سطح جهان و سومین دانشگاه برتر مهندسی معدن در استرالیا است.
۵-۲. دانشگاه استرالیای غربی (UWA)
دانشگاه استرالیای غربی (UWA) در سال ۱۹۱۱ به رسمیت شناخته شد. UWA بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه‌های جهانی QS برای سال ۲۰۲۲ رتبه چهارم در استرالیا و پنجم
در جهان را برای آموزش مهندسی معدن دارد.
۶-۲. دانشگاه مک گیل
دپارتمان مهندسی معدن در دانشگاه مک¬گیل در سال ۱۸۷۱ ایجاد شد تا به قدیمی‌ترین مدرسه معدن در کانادا تبدیل شود [۱۴]. بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه‌های جهانی QS برای سال ۲۰۲۲، مک گیل ششمین دانشگاه برای برنامه‌های مهندسی معدن در سراسر جهان و نخستین در کانادا است.
۷-۲. دانشگاه معدن سنت پترزبورگ
دانشگاه معدن سنت پترزبورگ در سال ۱۷۷۳ در سنت پترزبورگ، روسیه تأسیس شد. بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه‌های جهانی QS برای سال ۲۰۲۲، دانشگاه معدن سنت پترزبورگ هفتمین دانشگاه برای برنامه‌های مهندسی معدن در سطح جهانی است. آموزش در دانشکده مهندسی معدن دانشگاه سنت پترزبورگ به زبان روسی است.
۸-۲. دانشگاه شیلی
دانشگاه شیلی یک دانشگاه دولتی در سانتیاگو، شیلی است. این دانشگاه در سال ۱۸۴۲ تأسیس شد و قدیمی‌ترین دانشگاه در این کشور است. رتبه‌بندی QS در سال ۲۰۲۲، دانشگاه شیلی را به‌عنوان اولین دانشگاه آمریکای لاتین و هشتمین در سراسر جهان برای برنامه مهندسی معدن رتبه‌بندی می‌کند. رشته مهندسی معدن "مهندسی عمران در معدن" است که در دانشکده علوم فیزیکی و ریاضیات (Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas) طبقه‌بندی می‌شود. دانشگاه شیلی یک برنامه دوره ثابت برای دو سال اول همه رشته‌های مهندسی ارائه می‌دهد و دانشجویان دوره‌های مرتبط با مهندسی معدن را در سال سوم شروع می‌کنند.
۹-۲. دانشگاه کوئینز در کینگستون
دانشگاه کوئینز در کینگستون در سال ۱۸۴۱ در انتاریو کانادا تأسیس شد. این دانشگاه بر اساس رتبه‌بندی دانشگاه جهانی QS برای سال ۲۰۲۲ در رتبه نهم برای برنامه‌های مهندسی معدن در جهان و رتبه دوم در کانادا قرار دارد. دفتر پایداری کوئینز ، ایجادشده در سال ۲۰۰۸ با برنامه اقتصاد سبز دانشگاه و ایجاد شناخت مسائل زیست‌محیطی مرتبط است. در سال ۲۰۰۹، با امضای دانشگاه‌های انتاریو متعهد به توافقنامه دنیای سبزتر، کوئینز موظف شد محوطه دانشگاه خود را به مدلی از مسئولیت زیست‌محیطی تبدیل کند. کوئینز دومین دانشگاه انتاریو بود که در سال ۲۰۱۰ بیانیه اقدام روسای دانشگاه‌ها و کالج‌ها در مورد تغییرات آب و هوایی کانادا را امضا کرد.
۱۰-۲. دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC)
دانشگاه بریتیش کلمبیا که در سال ۱۹۰۸ تأسیس شد، قدیمی‌ترین دانشگاه در بریتیش کلمبیا است. این دانشگاه در بین سه دانشگاه برتر کانادا قرار دارد. در این رتبه‌بندی، UBC برای برنامه‌های مهندسی معدن جایگاه ۱۰ را در سراسر جهان و جایگاه سه در کانادا را دارد. UBC یک برنامه دوره ثابت برای سال اول همه رشته‌های مهندسی ارائه می‌دهد و دانشجویان دوره‌های مرتبط با مهندسی معدن را در سال دوم شروع می‌کنند.
۳- آینده معدنکاری و معدنکاری در آینده
همان‌طور که در مقدمه به آن اشاره شد، با بررسی روند رشد جمعیت در دو دهه اخیر (بین سال¬های ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۰)، مشخص شد که جمعیت جهان سالیانه ۳/۱ درصد افزایش می¬یابد و به دنبال آن، مصرف کانی¬ها و فلزات نیز افزایش چشمگیری خواهد داشت. تحقیقات نشان می‌دهد در سال ۲۰۴۰ جمعیت جهان به ۲/۹ میلیارد نفر خواهد رسید و این جمعیت به ۹۰ میلیارد تن فلز و کانی نیاز دارد و با توجه به کاهش ذخایر پر عیار و نزدیک سطح زمین، مهندسی معدن ناگزیر به استخراج مواد معدنی موردنیاز بشر با استفاده از تکنولوژی¬های دیجیتال و رباتیک، از اعماق بیشتر و با عیار کمتر، از بستر دریاها و رودخانه¬ها، و یا از سیارات نزدیک به زمین خواهند بود. این امر همچنین منجر به مواجهه با آثار زیست¬محیطی متفاوت و جدید خواهد شد. آنچه امروز برای همه مهندسین معدن مشخص است، لزوم توجه به شاخص¬های توسعه پایدار در یک پروژه معدنی است. به‌طور خلاصه چالش¬های آینده معدنکاری را می¬توان به عناوین زیر بیان کرد:
۱-۳-معدنکاری در راستای توسعه پایدار
مفهوم توسعه پایدار از گزارش برونتلند موسوم به «آینده مشترک ما» (۱۹۸۷) آغاز شد. پس از آن کنفرانس ریو دژانیرو (۱۹۹۲) با محوریت توسعه پایدار برگزار شد و بعدازاین کنفرانس، مفهوم توسعه پایدار تقریباً در تمامی اسناد مربوط به محیط‌زیست نمود یافت. در معدنکاری نیز لزوم ارزیابی¬های مربوط به توسعه پایدار در سال¬های گذشته موردتوجه محققین و پژوهشگران بوده است. اما ازآنجایی‌که معدنکاری در ذات خود در مفهوم توسعه پایدار نمی‌گنجد، یکی از چالش¬های آینده بخش معدنکاری، رعایت اصول توسعه پایدار در معادنی با عیار کمتر، عمق بیشتر، باطله¬های بیشتر و درنتیجه آسیب¬های منفی شدیدتر خواهد بود.
۲-۳- به‌کارگیری تکنولوژی¬های دیجیتال مانند رباتیک و هوش مصنوعی
یکی از اصلی¬ترین چالش¬های آینده معدنکاری، به‌کارگیری و اعمال تکنولوژی¬های جدید مانند تکنولوژی¬های دیجیتال ، رباتیک و یا هوش مصنوعی در فرایند معدنکاری خواهد بود. با پیشرفت روزافزون این تکنولوژی¬ها و کاربرد سریع و دقیق آن‌ها در صنایع مختلف، محققین در بخش مهندسی معدن نیز به پیشرفت¬های قابل‌توجهی در این زمینه دسترسی پیدا کردند. بااین‌وجود، معادن محدودی در سراسر جهان این تکنولوژی¬ها را در مقیاس صنعتی به کار می¬گیرند. استفاده از هوش مصنوعی، دوقلوی دیجیتال ، یادگیری ماشین ، یادگیری عمیق ، و رباتیک یکی از اصلی‌ترین پیشرفت¬های آینده معدنکاری خواهد بود.
۳-۳- استخراج از اعماق
در اعماق، به دلیل عیار کمتر مواد معدنی، اصلی¬ترین چالش پیش ¬روی معدنکاران پیچیدگی¬های زیاد عملیات معدنکاری به دلیل شرایط دسترسی سخت خواهد بود. روش¬های استخراج سطحی و زیرزمینی همگی مشکلاتی در اعماق بیشتر از ۱۰۰۰ متر خواهند داشت. به‌عنوان‌مثال، در معادن سطحی که تا اعماق نزدیک به ۱۰۰۰ متر پیشروی داشتند و سپس به معدنکاری زیرزمینی تغییر روش دادند (مانند معدن چوکوییکاماتا در شیلی، بینگهام کانیون در ایالات‌متحده، و گرسبرگ در اندونزی)، میزان تولید به دلیل شرایط متفاوت معدنکاری زیرزمینی به یک‌سوم قبل (یعنی زمانی که از روش استخراج روباز استفاده می‌شد) کاهش پیدا کرد. کاهش تولید به معنای کاهش درآمد و در ادامه آن افزایش قیمت فلز مس خواهد بود.همچنین استخراج از اعماق بیشتر و با عیار کمتر منجر به تولید باطله زیاسسد هم در بخش استخراج و هم در بخش فراوری خواهد شد. علاوه بر مشکلات مربوط به مدیریت باطله¬ها، یک مشکل اساسی مربوط به مسائل زیست¬محیطی باطله¬های معدن و آسیب¬های زیست¬محیطی معادن عمیق در پیش روی مهندسین آینده معادن خواهد بود.
۴-۳- استخراج از بسترهای آبی
منظور از استخراج از بسترهای آبی،استخراج مواد معدنی از بستر اقیانوس¬ها، دریاها، دریاچه¬ها، شط¬ها، و رودخانه¬ها است. با افزایش جمعیت جهان و کاهش ذخایر موجود در بخش خشکی زمین، مهندسین آینده لاجرم به سمت استخراج هرچه بیشتر از بسترهای آبی خواهند رفت. کف دریا، درست مانند خشکی، از رشته‌کوه‌ها، فلات‌ها، قله‌های آتش‌فشانی، دره‌ها و دشت‌های وسیع تشکیل شده است. بستر دریا شامل عناصر فلزی متنوعی مانند منگنز، مس، و نیکل است و امروزه مطالعات متعددی در زمینه استخراج آن‌ها از کف دریاها در حال انجام است. مواد معدنی و ذخایر بستر دریا عمدتاً تا ۶ کیلومتر زیر سطح اقیانوس واقع‌شده‌اند.
۵-۳- استخراج از سیارات
با کاهش ذخایر موجود در پوسته زمین، و با افزایش دانش و پیشرفت تکنولوژی، معدنکاری از سیارات نزدیک به زمین (که مهم‌ترین و نزدیک‌ترین آن‌ها سیاره ماه است)، امری اجتناب‌ناپذیر و ضروری خواهد بود. بااین‌حال چالش¬های فنی و اقتصادی متعددی در این زمینه مطرح شده است و محققین بر روی تکنولوژی¬های امکان¬پذیر برای رفع مشکلات استخراج از ماه در حال تحقیق و پژوهش هستند.
۴- نتایج
در این بررسی، برنامه درسی دوره کارشناسی دانشگاه‌های معدنی ایران و مدرسه معدن کلرادو برای سال تحصیلی ۲۰۲۳ مشاهده و ارزیابی شد و دروس و واحدهای درسی در مقطع کارشناسی رشته مهندسی معدن طبقه‌بندی شد. تعداد واحدهای درسی هر دسته با جمع‌آوری داده‌های برنامه درسی از وب‌سایت دانشگاه‌ها شمارش شد. جدول شماره ۳ برنامه درسی دانشگاه‌ معدن کلرادو و جدول ۴ برنامه درسی دانشگاه‌های معدنی ایران را در سال ۲۰۲۲ به تفکیک هر ترم نشان داده است.
دانشگاه کلرادو در بخش برنامه درسی خود، سه رشته فرعی را برای رشته مهندسی معدن معرفی می¬کند: مهندسی معدن برای غیر دانشجویان معدن، تونل¬سازی و فضاهای زیرزمینی و مهندسی انفجار، و استخراج از سیارات.
در گرایش استخراج از سیارات، دانشجویان دانشی از زمین‌شناسی سیاره‌ای، روش‌های اکتشاف، و برآورد و ارزش‌گذاری منابع/ذخایر، کاربرد تجهیزات مختلف لازم برای حفاری و تولید مواد اولیه موردنیاز برای ایجاد زیستگاه‌ها و زیرساخت‌های پایدار در فضا به دست خواهند آورد.
۵- بحث
۱. از مهم‌ترین یافته¬های این تحقیق می¬توان به این امر اشاره کرد که پس از بررسی سیلابس درسی ۱۰ دانشگاه برتر جهان در رشته مهندسی معدن در سال ۲۰۲۲ مشخص شد که هیچ‌کدام از این ۱۰ دانشگاه دارای سیلابس درسی مشابه یکدیگر نبودند. حتی دانشگاه‌های مک¬گیل، کوئینز، و بریتیش کلمبیا که هر سه در کانادا هستند یا دانشگاه‌های کرتین، نیوساوت¬ولز، کوئینزلند، و استرالیای غربی که همگی در استرالیا قرار دارند نیز برنامه درسی مشابه یکدیگر ندارند. درحالی‌که در ایران، تمامی دانشکده¬های معدن دارای برنامه درسی یکسان و مشخص هستند. این امر منجر به از دست رفتن فرصت¬های بی‌شماری در دانشگاه‌های معدن ایران خواهد شد. به باور نویسنده، هر دانشگاه باید با توجه به سه عامل (۱) موقعیت جغرافیایی که در آن قرار دارد، (۲) شرایط و پتانسیل-های معدنی منطقه، و (۳) متخصصین بومی خود، برنامه آموزشی خود را تنظیم کند تا باعث پرورش پتانسیل¬های موجود در آن منطقه شود. داشتن یک برنامه ثابت برای کشوری مانند ایران که از شمال تا جنوب آن شرایط معدنکاری متفاوت و مواد معدنی متنوعی دارد، باعث نادیده گرفته شدن تخصص¬ها و خلاقیت¬ها می¬شود.
۲. یکی دیگر از تفاوت¬های اصلی بین دانشگاه‌های ایران با ده دانشگاه برتر معدنی جهان این بود که این دانشگاه¬ها گرایش¬های جداگانه¬ای تحت عنوان اکتشاف، استخراج، فراوری، و مکانیک سنگ برای رشته مهندسی معدن تعریف نکردند و دانشجویان همگی با یک تخصص یعنی مهندسی معدن از دانشگاه فارغ¬التحصیل می¬شوند. البته در تمامی دانشگاه¬ها، تنوع بالایی از دروس اختیاری ارائه می¬شود که هر دانشجو با توجه به تخصصی که به آن علاقه دارد، می¬تواند از بین این دروس اختیاری تعدادی را انتخاب کند.
۳. پس از بررسی برنامه درسی مدرسه معدن کلرادو و مقایسه آن با برنامه درسی دانشگاه‌های معدن ایران مشخص شد مدرسه معدن کلرادو ۵/۱۳۲ واحد درسی در برنامه کارشناسی خود ارائه می‌دهد که ۵/۱۲۳ واحد آن دروس مشخص و یکسان برای کلیه دانشجویان مهندسی معدن جهت کسب مدرک کارشناسی است و دانشگاه با ارائه مجموعه متنوعی از دروس انتخابی، به دانشجویان این اختیار را می‌دهد تا با توجه به موضوع پایان¬نامه خود و با توجه به تخصصی که به آن علاقه¬مند هستند، ۹ واحد از بین این دروس اختیاری انتخاب کنند.
۴. در دانشگاه‌های ایران، گذراندن ۱۴۰ واحد جهت اخذ مدرک کارشناسی ضروری است که تعداد واحدهای ثابت در برنامه درسی برای کلیه دانشجویان مهندسی معدن ۱۲۵ واحد است و دانشجویان پس از تعیین گرایش، ملزم به گذراندن ۱۵ واحد درسی از دروس انتخابی گرایش خود هستند.
۵. تفاوت دیگر در فراوانی دروس علوم مانند زمین¬شناسی، ژئوفیزیک و ژئوشیمی در میان دروس مهندسی معدن دانشگاه¬های ایران است که مقایسه با ۱۰ دانشگاه معدنی برتر جهان نشان می¬دهد که تعداد این دروس در دانشگاه¬های برتر جهان در حد یک الی دو درس است.
۶. نتایج بررسی¬های انجام‌گرفته در برنامه درسی مدرسه معدن کلرادو و مدارس معدنی ایران در مورد ۵ چالش مطرح شده در بخش سوم مقاله نیز نشان داد که دانشگاه‌های ایران هیچ برنامه درسی در مورد استخراج از ذخایر عمیق و کم‌عیار، استخراج از بسترهای آبی، استخراج از سیارات (ماه)، و به‌کارگیری تکنولوژی¬های دیجیتال مانند هوش مصنوعی و رباتیک، طراحی ماشین¬آلات و تجهیزات معدنی مخصوص معادن بزرگ¬مقیاس و عمیق، آموزش روش¬های فراوری کانسنگ¬های کم‌عیار و یا دارای عناصر مزاحم، و فناوری¬های دیجیتال تعریف نکردند. در مدرسه معدن کلرادو، یک تخصص فرعی تحت عنوان استخراج از سیارات ارائه می¬شود که بین دروس ارائه‌شده در آن، عناوین مرتبط با اکتشاف در فضا، استخراج از ذخایر در سیارات، و رباتیک گنجانده‌شده است.
چنانچه دروس مرتبط با شاخص¬های توسعه پایدار یعنی اقتصاد، اجتماع، و محیط‌زیست در برنامه درسی مدرسه معدن کلرادو و دانشگاه‌های معدنی ایران جستجو شود، نتایج نشان می‌دهد که دانشگاه کلرادو ۱۶ واحد درسی را به دروس مرتبط با مسئولیت¬پذیری در مقابل جامعه، ۸ واحد مربوط به اقتصاد، و ۱۰ واحد مربوط به محیط¬زیست ارائه می‌دهد. درحالی‌که در دانشگاه‌های معدن ایران، دروس مرتبط با شاخص جامعه ارائه نمی¬شود و در گروه شاخص¬های اقتصاد و محیط‌زیست نیز تعداد دروس ارائه‌شده کمتر از دانشگاه کلرادو است (جدول ۶). در مجموع ۳۴ واحد از ۵/۱۳۲ واحد ارائه‌شده در دانشگاه کلرادو مرتبط با شاخص¬های توسعه پایدار است که ۲۶ درصد از کل دروس را به خود اختصاص می‌دهد. در حالیکه در دانشگاه‌های معدن ایران جمعاً ۳% از کل دروس ارائه‌شده مرتبط با شاخص¬های توسعه پایدار است.
۶- جمع‌بندی
یکی از اصلی¬ترین چالش¬های آینده معدنکاری در بخش خشک زمین به منظور تأمین فلز و کانی موردنیاز بشر و کمبود ذخایر پرعیار نزدیک به سطح زمین و نتیجتاً مواجهه با شرایط ناشناخته استخراج از ذخایر کم‌عیار و در اعماق زیاد، ذخایر در بستر دریاها، و استخراج از ماه خواهد بود. آنچه در این زمینه اهمیت دارد دانستن این موضوع است که آیا برنامه‌های درسی دانشگاه‌های معدنی در راستای نیازهای صنعت، دانش کافی برای دانشجویان فراهم می‌کند؟
در این مطالعه به بررسی برنامه درسی دانشگاه معدن کلرادو به عنوان برترین دانشگاه معدنی جهان و دانشگاه‌های معدن ایران پرداخته شد تا بتوان به این سؤال پاسخ داد که آیا این دانشگاه¬ها دارای برنامه درسی مشابه یکدیگر هستند و آیا این برنامه درسی مرتبط با وضعیت آینده معدنکاری هست یا خیر. نتایج این تحقیق نشان داد که در دانشگاه کلرادو تعداد کل واحدهای لازم برای اخذ مدرک کارشناسی ۵/۱۳۲ واحد است. در حالیکه تعداد واحدهای درسی در دانشگاه‌های معدن ایران برای اخذ مدرک کارشناسی ۱۴۰ واحد است.
همچنین نتایج نشان داد که سیلابس درسی دانشگاه‌های معدن ایران نسبت به پنج چالش مطرح شده برای آینده صنعت معدنکاری، شامل معدنکاری در راستای توسعه پایدار، استخراج از ذخایر عمیق و کم‌عیار، استخراج از بسترهای آبی، استخراج از سیارات (ماه)، و به‌کارگیری تکنولوژی¬های دیجیتال مانند هوش مصنوعی و رباتیک بی‌توجه بوده و دانشجویان را برای آینده این صنعت تربیت نمی¬کنند. در مدرسه معدن کلرادو، یک تخصص فرعی تحت عنوان استخراج از سیارات ارائه می¬شود که بین دروس ارائه‌شده در آن، عناوین مرتبط با اکتشاف در فضا، استخراج از ذخایر در سیارات، و رباتیک گنجانده‌شده است. همچنین حدود ۲۷% از کل واحدها، دروس مرتبط با شاخص¬های توسعه پایدار هستند. اما واحدهای درسی مرتبط با استخراج از ذخایر عمیق و کم‌عیار و استخراج از بسترهای آبی در بین دروس این دانشگاه دیده نشد.
آنچه مشخص است، در صورت داشتن مهندسین معدن با دانش به‌روز و مرتبط با آینده معدنکاری، آثار سوء فعالیت‌های معدنی در آینده جزئی خواهد بود. پیشنهاد می¬شود با تشکیل گروه¬هایی از متخصصین صنعت، اساتید دانشگاه، و مدیران و برنامه¬ریزان، بازنگری برنامه درسی دانشگاه¬ها در دستور کار قرار گیرد تا بتوان با آموزش هدفمند، در راستای تربیت متخصصین معدنی در راستای نیازهای آینده گام¬های اساسی برداشت.
۷- تقدیر و سپاسگذاری
از استاد و دانشمند گرانقدر، جناب آقای دکتر مرتضی اصانلو که در تدوین این مقاله با سعه صدر و گشاده رویی در کنار من بودند و از راهنمایی‌های علمی ایشان بهره جسته‌ام کمال تشکر و قدردانی را دارم.
۸- منابع و مراجع
[۱] M. Osanloo, "Future challenges in mining division, are we ready for these challenges? Do we have solid educational program?," Cuprum: czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud, no. ۳, pp. ۶۱-۷۰, ۲۰۱۲.
[۲] Z. Wang, W. Zhou, I. M. Jiskani, X. Ding, & H. Luo, "Dust pollution in cold region Surface Mines & its prevention & control," Environmental Pollution, vol. ۲۹۲, p. ۱۱۸۲۹۳, ۲۰۲۲/۰۱/۰۱/ ۲۰۲۲, doi: https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.envpol.۲۰۲۱.۱۱۸۲۹۳.
[۳] C. B. Tabelin et al., "Copper & critical metals production from porphyry ores & E-wastes: A review of resource availability, processing/recycling challenges, socio-environmental aspects, & sustainability issues," Resources, Conservation & Recycling, vol. ۱۷۰, p. ۱۰۵۶۱۰, ۲۰۲۱/۰۷/۰۱/ ۲۰۲۱, doi: https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.resconrec.۲۰۲۱.۱۰۵۶۱۰.
[۴] W. Zhang et al., "Analyzing the environmental impact of copper-based mixed waste recycling-a LCA case study in China," Journal of Cleaner Production, vol. ۲۸۴, p. ۱۲۵۲۵۶, ۲۰۲۱/۰۲/۱۵/ ۲۰۲۱, doi: https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jclepro.۲۰۲۰.۱۲۵۲۵۶.
[۵] Z.-X. Zhang, D.-F. Hou, A. Aladejare, T. Ozoji, & Y. Qiao, "World mineral loss & possibility to increase ore recovery ratio in mining production," International Journal of Mining, Reclamation & Environment, pp. ۱-۲۲, ۲۰۲۱.
[۶] S. Amirshenava & M. Osanloo, "Mined l& suitability assessment: a semi-quantitative approach based on a new classification of post-mining l& uses," International Journal of Mining, Reclamation & Environment, pp. ۱-۲۱, ۲۰۲۱.
[۷] M. Osanloo & M. Paricheh, "In-pit crushing & conveying technology in open-pit mining operations: a literature review & research agenda," International Journal of Mining, Reclamation & Environment, vol. ۳۴, no. ۶, pp. ۴۳۰-۴۵۷, ۲۰۲۰.
[۸] M. M. Veiga, M. Scoble, & M. L. McAllister, "Mining with communities," in Natural Resources Forum, ۲۰۰۱, vol. ۲۵, no. ۳: Wiley Online Library, pp. ۱۹۱-۲۰۲.
[۹] S. Costa & M. Scoble, "An interdisciplinary approach to integrating sustainability into mining engineering education & research," Journal of Cleaner Production, vol. ۱۴, no. ۳-۴, pp. ۳۶۶-۳۷۳, ۲۰۰۶.
[۱۰] A. Nikitov, "The role of education in the development of innovative economy," Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета, no. ۳, pp. ۸۷-۹۰, ۲۰۱۱.
[۱۱] S. Zhironkin, M. Tyulenev, O. Zhironkina, & M. C. Hellmer, "The global determinants of mining higher education development," Metallurgical & Mining Industry, no. ۲, pp. ۶۲-۶۷, ۲۰۱۶.
[۱۲] S. T. K. Henriksson, SW), Muotka, Ragnar Ludvig (۹۸۱ ۰۰ Kiruna, SW), "METHOD OF OPEN-PIT MINING," United States Patent Appl. ۳۶۹۲۳۶۴, ۱۹۷۲. [Online]. Available: https://www.freepatentsonline.com/۳۶۹۲۳۶۴.html
[۱۳] QS. "QS University Rankings." https://www.topuniversities.com/universities/subject/engineering-mineral-mining (accessed ۰۹, ۲۰۲۰).
[۱۴] McGill. "Mining B.Sc. Program." https://www.mcgill.ca/study/۲۰۲۰-۲۰۲۱/faculties/engineering/undergraduate/programs/bachelor-engineering-beng-mining-engineering (accessed ۱۰, ۲۰۲۰).