Деятельность любого горнодобывающего предприятия невозможна без отлаженной маркшейдерской службы. Геолого-маркшейдерское обеспечение горных работ включает в себя решение вопросов рационального использования месторождения, охраны недр и прилегающей поверхности, сооружений и объектов, а также вопросы безопасного обеспечения работ, осуществления контроля, подсчета запасов и составления планов горных работ. Эти процессы достаточно трудоемкие, требующие высококвалифицированных кадров, дорогостоящего оборудования и специализированного программного обеспечения (ПО). При этом современные подходы позволяют отрасли автоматизировать процессы и сократить расходы при выполнении тяжелых работ. Каково преимущество в этом беспилотных летательных аппаратов, разберем в материале.
Внедрение БПЛА или дронов позволяет горнодобывающей промышленности выходить на новый виток технологического развития, находить более простые и безопасные решения при картографировании месторождений и подсчета объемов запаса. Дроны дают не только общую информацию об объектах и территориях предприятий, но и помогают отслеживать перемещение и состояние оборудования и планировать дальнейшие работы. Они невероятно эффективны, экономичны в использовании на любом этапе работ: при разведке, планировании, согласовании, на горных работах и рекультивации.
Столь же быстро растут возможности беспилотников. Их полезная грузоподъемность, качество съемки, дальность полета. Современные модели обладают улучшенными техническими характеристиками, способны обрабатывать бо́льшие пространства и обеспечивают максимальную точность выполнения работ. Все чаще предприятия прибегают к использованию дронов на своих объектах и месторождениях для снижения затрат и роста эффективности.
Преимущества точного измерения запасов
Горнодобывающие компании и угольные ТЭС применяют беспилотные летательные аппараты для оценки месторождений и подсчета объемов запасов. Дроны используют для построения объемной 3D-модели с точностью до сантиметра. Далее на основе полученных данных ведется подсчет угля на электростанциях, руды и иного сырья на месторождении. Данная оценка и мониторинг запасов позволяют контролировать и анализировать измерения в объеме для оценки производительности проводимых горных работ и дальнейшего планирования. К тому же, применение БПЛА значительно экономит средства и время, предоставляя при этом уникальные и ценные результаты для решения конкретных задач.
В среднем работы по измерению запасов в течение одного светового могут осуществляться на площади до 70 км2. На съемку одного объекта требуется порядка 15 минут и, что важно, модель создается сразу же после проведения съемки. На обработку данных уходит от 1,5 до 2 часов в зависимости от умений и опыта специалиста.
Основными преимуществами использования БПЛА при измерении запасов являются:
- быстрый и эффективный мониторинг на более крупных площадях до 200 га и более;
- сбор данных о ландшафте вокруг объекта/участка с использованием аэрофотоснимков;
- контроль за производительностью горных работ;
- эргономичность при проведении горных работ (рациональное распределение функций между человеком и дронов на всех этапах; БПЛА позволяют не прерывать основную деятельность по добыче и переработке сырья);
- анализ данных и дальнейшее выстраивание логистических цепочек поставок (при точном подсчете данных производитель может принимать решения о следующей выемке и поставках);
- финансовые прогнозы (производитель сможет отслеживать текущие запасы и планировать работы. В дальнейшем эти сведения потребуются для определения цен на продукцию и потребностей в заказах от бизнеса и предприятий);
- экономия средств в перспективе за счет получения точных данных об объемах запасов и эффективности выполнения работ.
Дроны v. традиционные методы измерения
Современным горнодобывающим предприятиям жизненно необходим постоянный контроль над объектами и месторождениями. Подходы к слежению объектами различные. До некоторых пор главными помощниками в этом были ручные методы с использованием лазерных сканов. Безусловно, они имеют свое преимущество; они точны в получении и обработке данных; они также на порядок дешевле в сравнении с покупкой беспилотного летательного аппарата. Но время, которое тратится на выполнение этих работ, существенно. К тому же, зачастую малейшая ошибка маркшейдера при подсчете объемов запасов с помощью лазерного сканера может привести к сбою рабочего процесса и всей цепочки поставок в дальнейшем. И еще это опасно для здоровья человека, который вдыхает в себя вредные органические вещества, или когда речь идет о подсчете объемов на шахте или стройплощадке, где присутствует риск получить травму.
Во всех этих отношениях беспилотные летательные аппараты намного выгоднее. С помощью дронов предприятия могут точно определить объемы запаса буквально за считанные часы. Это экономит время, а также полностью уводит в ноль вопрос безопасности. Человек, управляющий беспилотником, находится на земле или в помещении и следит за устройством удаленно через пульт управления. Данные, получаемые с БПЛА гораздо более точны; их легко обрабатывать.
Таксация леса с применением БПЛА
До недавних пор большинство производств в лесной отрасли производили таксацию в ручном режиме. Она буквально была подеревной. Бригада из нескольких человек выезжает на местность со специальным оборудованием, измеряя каждое дерево по отдельности. Стоит представить, какое количество времени занимает весь процесс. И уж насколько это экономически затратно. После сбора данных информация отправляется в штаб, где проводится анализ и формируется отчет. Если сравнивать измерение объемов запасов на месторождении, где используются пусть и наземные машины и более современное оборудование типа лазерных сканеров, то при таксации леса речь идет именно о полностью “ручной” работе. Точность данных в таком случае буквально сведена к минимуму.
Для начала, определимся в понятиях. Таксация леса - это огромный комплекс процедур для выявления, учета и оценки количественных и качественных характеристик лесных ресурсов. Сюда входит определение границ лесных насаждений и общая оценка леса, исследование основных параметров древесины (высота, диаметр), выявление заболеваний древесины, выявление преобладающих и сопутствующих пород, контроль заготовления древесины и учет пиломатериалов.
Работы проводятся на лесных участках, в лесопарках и лесничествах при подготовке территорий к рубке и лесоустройстве. Целью мероприятий является контроль и учет за лесничествами, ведение лесного хозяйства и планирование работ.
Беспилотные летательные аппараты — это современный подход к таксации. Применение дронов практически исключает использование ручного труда и значительно упрощает проведение работ. В частности, беспилотник способен обследовать даже труднодоступные территории, которые сегодня зачастую упускают из виду. Тем самым эти территории как бы “обнуляются”, их не существует в отчетах. Дроны и современные технологии исключает этот фактор, позволяя значительно быстрее и точнее собирать и обрабатывать данные с подеревной таксацией и контролем за лесными хозяйствами. В отличие от ручного способа дроны способны наиболее точно выявлять класс и возраст деревьев, их состояние и возможные заболевание от грибов. Дроны выявляют наиболее опасные участки, которые могут подвергаться заболеваниям или засушливости.
Как использовать беспилотник для измерения объема запасов
Для измерения объема запасов дроны обычно используют процесс моделирования, называемый фотограмметрией для создания 3D-карты местности и подсчета объем пустого пространства на нем. Фотограмметрия БПЛА включает в себя получение нескольких изображений объекта с разных точек или линий визирования и дальнейшее их сшивание с помощью картографического программного обеспечения. Спустя определенный промежуток времени беспилотник осуществляет еще один вылет для уже подсчета объема материалов или сырья на объекте. В программном обеспечении на основе всех полученных данных создается ортомозаичная и цифровая модель поверхности.
Непосредственно после программной обработки ортомозаичной модели с ее преобразованием в трехмерную модель производится расчет объемов и площади карьера или любого другого топографического объекта.
В некоторых случаях также используются методы моделирования с использованием лидаров. Лидар использует импульсы света, а не цифровые изображения, оценивая запасы на месторождении. В отличие от фотограмметрии лидарный метод более затратный. Вместе с тем точность данных, полученных тем или другим способом, не сильно разнится.
Аэрофотосъемка объекта
Сперва вам необходимо сделать серию аэроснимков общей рабочей площадки, прежде чем делать серию кадров непосредственно объекта или месторождения. Эти изображения дадут полную картину для создания точного масштаба. Для достижения лучших результатов изображения должны быть привязаны точно к координатам GPS.
Использование картографического программного обеспечения
После выполнения основных работ по аэросъемке данные с дрона необходимо загрузить в соответствующее программное обеспечение. Далее вы создаете в программе 3D-модель объекта. Чтобы использовать модель для точного расчета объема запасов, сначала необходимо создать модель основного уровня объекта или месторождения. На изображении это основание и прямоугольная площадь, на которой в дальнейшем ведется подсчет объема запасов. В отдельных случаях программное обеспечение может самостоятельно идентифицировать основной уровень объекта. Таковым является DJI Terra — ведущее картографическое программное обеспечение, которое помогает специалистам в удобном формате изучать и анализировать полученные данные с беспилотника и эффективно их использовать.
Расчет тоннажа
Точный расчет объемов запасов дает вам полную информацию в виде точек - расстояния на карте, где и в каком количестве расположены запасы. Для получения расчета общего тоннажа этих запасов вам потребуется онлайн-калькулятор. Он имеется в программном обеспечении при обработке данных.
В последнее время две близкие технологии — беспилотные летательные аппараты и аэрогеофизическая съемка слились воедино. Дроны все активнее применяют на предприятиях, сама же технология использования беспилотных решения прочно укрепила свои позиции. Очевидно, что распространение БПЛА в отрасли будет приобретать еще более массовый характер. И в скором мы сможем наблюдать скачок в промышленности за счет автоматизации процессов при значительном сокращении времени на выполнение этих работ.
Автор: Кристина Волкова
