Гірничодобувна справа – одна з найбільш ризикованих та небезпечних галузей промисловості. Допомогти знизити ці ризики та зменшити витрати на проведення гірничодобувних робіт покликані безпілотні літальні апарати (БпЛА). Їх використання дозволяє автоматизувати процеси, підвищити точність отриманих даних та безпеку персоналу, а також збільшити прибутковість підприємств.
Традиційні «наземні» методи маркшейдерських робіт в кар’єрах пов’язані з підвищеним рівнем небезпеки, потребують більших витрат часу та не завжди ефективні на складних та важкодоступних ділянках. Розповідаємо, як БпЛА прискорюють і здешевлюють процеси гірничодобувних підприємств та допомагають здійснювати контроль і аудит видобутої та складованої сировини.
Маркшейдерія з повітря: як БпЛА використовують при розробці та вимірюванні в кар’єрах
Щоб забезпечити безпечність та правильність видобутку сировини у шахтах та на кар’єрах, проводяться маркшейдерські роботи. Це комплекс заходів з освоєння родовищ, за допомогою яких визначають обсяг та терміни проведення видобувних робіт.
Традиційно маркшейдерські роботи на кар’єрах відкритого типу виконуються інструментальним методом за допомогою тахеометра і геодезичних GNSS-приймачів. Отримані дані про зміну рельєфу використовують для подальшого отримання цифрової моделі місцевості.
БпЛА вже давно зарекомендували себе як ефективний інструмент для вирішення багатьох маркшейдерських завдань. На відміну від наземних методів знімання, безпілотники підвищують швидкість збору даних та дозволяють отримати достовірні геометричні дані про поверхню видобутку навіть у важкодоступних місцях. До того ж аерофотознімання за їх допомогою може проводитись навіть під час робочої зміни, не зупиняючи роботу на ділянці. Це забезпечує оперативність прийняття рішень та дозволяє підвищити прибутковість за рахунок зменшення простоїв кар’єрної техніки.
Обов’язковим видом робіт в гірничодобувній промисловості є регулярний підрахунок об’єму та ваги сипучої сировини та продукції (щебінь, пісок тощо). Даний тип матеріалів досить складно піддається точному обліку, а стандартна маркшейдерська зйомка не дозволяє робити точні розрахунки за допомогою визначення характерних точок (верх насипу, бровка, укіс).
Метод визначення об’єму насипів за допомогою БпЛА передбачає побудову максимально наближеної до реальності цифрової моделі усіх видимих поверхонь об'єкта – хмари точок, на основі якої проводять всі необхідні розрахунки.
Основні переваги цього методу:
● висока геометрична точність отриманих моделей;
● висока швидкість та доступна вартість створення моделей на основі даних хмари точок;
● спрощення обробки даних завдяки можливості їх трансформації;
● менша у порівнянні з маркшейдерською зйомкою трудомісткість та повна безпечність.
Обчислення об’ємів та аудит сировини за допомогою БпЛА – безпечно, точно та ефективно
Використання безпілотників у гірничодобувній галузі дозволяє значно підвищити безпеку персоналу підприємств та всіх задіяних осіб. Працівникам, маркшейдерам та геодезистам немає необхідності відвідувати такі небезпечні зони, як схили, урвища, дороги для проїзду техніки тощо. Повна автоматизація процесу зйомки дозволить персоналу отримувати повні та вичерпні дані, не наражаючись на небезпеку.
Менша трудомісткість та порівняно невелика вартість зйомки об’єктів за допомогою дронів дозволяє проводити обльоти швидко та так часто, як це необхідно підприємству. Завдяки актуальним та регулярно оновлюваним даним вимірювань, зростає ефективність управління ресурсами, визначення обсягів виїмки тощо. Висока якість та точність отриманих геопросторових даних дозволить створити та підтримувати актуальну гірничо-графічну інформацію.
Створення високоточних цифрових моделей місцевості за допомогою БпЛА дозволить також аналізувати стан схилів та створювати профілі рельєфу, щоб вчасно виявляти деформації та зсуви на основі порівняння даних зйомок. Це допоможе уникнути обвалів, правильно складати плани робіт, ефективно експлуатувати техніку, розраховувати відвали та вберегти працівників від травм.
Також використання БпЛА доцільне для проведення повторних зйомок кар’єрів та місць видобутку гірничих порід. Це дасть можливість досліджувати кількість добутої сировини, визначати об’єм земляних насипів на поверхні та глибину ущелин, що утворилися після проведених робіт, прогнозувати кількість залишків породи та перевіряти стійкість поверхні на ділянці.
За допомогою новітнього програмного забезпечення обробка отриманих за допомогою БпЛА даних займає лічені години, що в кілька разів скорочує витрати на рутинні операції на підготовку звітної документації, пов’язаної з контролем за виконанням державного плану розкривних і видобувних гірничих робіт та обліку руху промислових запасів, втрат і розубожіння корисної копалини. Це також мінімізує людський фактор у роботі з даними та дає можливість переходу на безпаперову технологію при обробці просторових даних і формування звітної документації та бухгалтерського обліку.
Розрахунок об'єму та визначення кількості – які ще матеріали можна досліджувати за допомогою БпЛА
За умови, що сипучу сировину та іншу продукцію повністю видно з повітря, за допомогою БпЛА можна визначати об'єм, вагу та кількість наступних матеріалів:
● матеріали органічного походження (наприклад, деревина та продукти з неї);
● мінеральна сировина (гравій, пісок, галька, каміння, гіпс, вугілля, силікат натрію, кальцій, глина тощо).
Як Culver Aviation розраховує об’єм сипучої продукції
Culver Aviation надає послуги підрахунку об’ємів сировини та твердої породи за допомогою безпілотників власної розробки та виробництва.
В рамках одного з останніх реалізованих за цим напрямком проєктів Culver Aviation провела розрахунок об’єму штабелів щебня різних фракцій на території діючого асфальтобетонного заводу. Спеціалістами компанії було створено ортофотоплан місцевості, а також визначено площу 3D поверхні та загальний об’єм насипів за допомогою методу аерофотознімання.
Для підтвердження отриманих даних було проведено контрольне вимірювання одного зі штабелів інструментальним методом за допомогою тахеометра і геодезичних GNSS-приймачів. Різниця в даних, отриманих за допомогою різних методів вимірювання, склала близько 1,8%, що дозволяє говорити про точність обох інструментів.
Однак швидкість отримання інформації за допомогою БпЛА виявилася значно вищою: так, обліт всієї території асфальтобетонного заводу коптером зайняв у спеціалістів Culver Aviation менше години, тоді як на вимірювання лише одного з насипів «наземним» методом довелося витратити близько двох годин. Таким чином, можна говорити про значну економію часу, оскільки на вимірювання інструментальним методом всіх штабелів щебню довелося б витратити майже цілий день.
