ارزش افزوده پهپادها در صنعت معدنکاری

ارزش افزوده چشمگیر پهپادها در صنعت معدنکاری

دقیق، به صرفه و ایمن

در حال حاضر، ارزش افزوده فراوانی که پهپادها در اختیار صنعت معدنکاری قرار داده‌اند روز‌به‌روز در حال افزایش است. به کمک پهپادها، بازدهی معادن بزرگ و مدیریت کارگاه‌های معدنی با ارائه سریع داده‌های کامل و دقیق از شرایط معدن بهبود یافته و با ایجاد هماهنگی بیشتر میان تیم‌های مختلفی که بر روی یک سایت کار می‌کنند دید وسیعی از کلیه عملیات انجام شده در یک پروژه در اختیار مدیران قرار گرفته است. از همه مهم‌تر، تمام این اطلاعات با ایمنی بسیار زیاد، کمترین کار میدانی و هزینه‌های پایین‌تر نسبت به روش‌های سنتی نقشه‌برداری فراهم می‌شود.

برتری دیگری که پهپادها در صنعت معدنکاری ایجاد کرده‌اند، دقت بالای اطلاعاتی است که توسط آنها جمع آوری می شود. خروجی این پرنده‌های کوچک نسبت به روش های سنتی نقشه‌برداری (روش های زمینی) دارای دقت بالاتری برای محاسبه احجام هستند؛ بنابراین در محاسبه حجم دپوها، موجب ارائه تحلیل‌های دقیق‌تری می‌شوند.

مزایای استفاده از پهپاد در معدنکاری

اندازه گیری بسیار دقیق

در نقشه‌برداری هوایی با پهپاد، برای انجام اندازه‌گیری‌های مربوط به هر دپو اطلاعات هزاران نقطه از آن جمع‌آوری می‌شود؛ بنابراین دقت این روش بسیار بالاتر از استفاده از توتال‌استیشن‌ها است که در آن تعداد نقاط معدودی برداشت می‌شود. در روش هوایی، تمام سطح زمین مورد مطالعه و تشخیص قرار می‌گیرد و به‌این‌ترتیب اختلافات در محاسبات حجم دپوها تا حد زیادی کاهش می‌یابد. این مسئله امکان ارائه گزارش‌های شفاف‌تر و دقیق‌تر مالی و اجرایی را برای کارشناسان و مدیران معادن فراهم می‌کند.

نمودار شماتیک نقاط برداشت شده توسط روش های سنتی نقشه برداری

در روش‌های زمینی با استفاده از GNSS اطلاعات مربوط به تعداد کمی از نقاط برداشت می‌شود و معمولاً به دلیل سختی دسترسی، در محل حفره‌ها و شیب‌های تند داده‌های کمتری جمع‌آوری می‌شود.

نمودار شماتیک نقاط برداشت شده با پهپاد

در نقشه‌برداری با پهپاد، اطلاعات نقاط بی‌شماری در همه محل‌ها شامل شیب‌های تند و حفره‌هایی که در سایر روش‌ها قابل دسترسی نیستند مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

سرعت بیشتر و تکرارپذیری عملیات با هزینه پایین

مزیت دیگر کاربرد پهپادها در صنعت معدنکاری افزایش سرعت انجام امور نقشه‌برداری است. جمع‌آوری اطلاعات با استفاده از پهپاد تا ۳۰ برابر سریع‌تر از روش‌های سنتی نقشه‌برداری است و نیازی به مراجعه نقشه‌بردار به تمام نقاط مورد مطالعه وجود ندارد.

در روش هوایی می‌توان در بازه‌های مختلف زمانی، عملیات نقشه‌برداری را تکرار کرد و تغییرات در این بازه‌ها را اندازه‌گیری نمود. مشاهده می‌شود که در دراز مدت، هزینه های عملیات نقشه‌برداری به طرز چشمگیری نسبت به روش های زمینی کاهش می‌یابد

بهبود مدیریت ایمنی کارکنان و معدن

پهپادها مطالعه محل‌هایی از معدن که در شرایط عادی با استفاده از روش‌های سنتی و زمینی نقشه‌برداری دشوار یا حتی غیر قابل دسترسی هستند را نیز ممکن می‌سازند.

با به‌کارگیری پهپادها، مخاطراتی که در اثر پیمایش پیاده در محل های دشوار و خطرناک مانند پرتگاه‌ها، بخش‌های فعال معدن، عبور از میان ماشین‌آلات و بالا و پایین رفتن از دپوها و ارتفاعات رخ می‌دهد، حذف می‌شود و فرآیند نقشه‌برداری بدون ایجاد اختلال یا توقف در عملیات معدنکاری و حرکت ماشین‌آلات قابل دسترسی است.

کاربردهای اصلی پهپاد در معدنکاری

ساماندهی و مدیریت دپوها

دپوها در معادن معمولاً دارای شکل هندسی نامنظمی هستند و تخمین حجم دقیق آن‌ها با استفاده از ابزارهای رایج در روش‌های سنتی نقشه‌برداری کار ساده‌ای نیست. روش‌های سنتی با عملیات زمینی هزینه بالاتری دارند، زمان‌بر هستند و گاهی به دلیل عبور از محل های نامناسب و یا دشوار، خطراتی برای نقشه‌بردار به همراه دارند.

از مزایای روش هوایی با استفاده از پهپاد نسبت به روش های زمینی نقشه‌برداری، می‌توان به تعداد داده‌های جمع‌آوری شده بیشتر، تکرارپذیری آسان‌تر عملیات و هزینه‌های پایین‌تر آن اشاره کرد.

کاربرد پهپادها در صنعت معدن کاری

پایش عملیات معدن کاری

با استفاده از مدل سه‌بعدی دقیق از سایت معدن، مدیران می‌توانند طراحی بهینه‌تری برای عملیات معدنکاری ارائه دهند و هماهنگی بیشتر میان تیم‌های مختلف ایجاد کنند؛ زیرا اطلاعات بیشتری از وضعیت معدن و حجم مصالح و مواد معدنی که باید استخراج کنند در اختیار خواهند داشت.

نقشه‌برداری در بازه‌های مختلف زمانی، روند تغییرات را به صورت بصری ارائه می دهد و می توان از آن برای بررسی میزان پیشرفت عملیات استفاده کرد.

تحلیل های پیش و پس از حفاری و انفجار

مقایسه پیش و پس از عملیات حفاری و انفجار

با استفاده از مدل‌های سه‌بعدی پیش و پس از عملیات حفاری و انفجار که با صرف هزینه و زمان نسبتا کمی به دست می‌آیند تحلیل‌های مختلفی قابل انجام است. به عنوان مثال، با محاسبه حجم سنگ های خرد شده، محاسبه دقیق‌تری از تعداد ماشین‌آلات مورد نیاز برای جابجایی آن‌ها انجام‌پذیر است. همچنین از این اطلاعات برای تصحیح طراحی انفجارهای بعدی می توان استفاده نمود.

مطالعه محل های مخاطره انگیز

امنیت جانی کارکنان بالاترین اولویت را دارد. با استفاده از تصاویر با کیفیت که توسط پهپادها به دست می‌آید، محل‌هایی که دسترسی به آن‌ها دشوار یا خطرناک است، بدون به خطر انداختن جان کارکنان و نقشه‌برداران قابل مطالعه خواهد بود.

خروجی پردازش تصاویر پهپادی

پس از پردازش تصاویر اخذ‌شده با پهپاد توسط نرم‌افزارهایی که برای این کار طراحی و بهینه‌سازی شده‌اند، اطلاعاتی به دست می‌آید که در اینجا به مهم‌ترین آن‌ها اشاره شده است.

تصویر ارتوموزائیک

تصویر ارتوموزایئک معدن روباز

عکس‌های پهپادی برای تولید تصاویر ارتوموزائیک با کیفیت بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این تصاویر ، پیکسل‌ها حامل اطلاعات مکانی نقاط روی زمین بوده و معمولاً برای ترسیم نقشه‌ها، محاسبات و اندازه گیری‌های دو‌بعدی می‌توان از آن استفاده کرد.

تصاویر ارتوموزائیک معمولاً با فرمت‌های GeoTiff ، Jpeg و kml ارائه می‌شوند.‌

ابر نقطه سه بعدی

ابر نقطه سه بعدی پردازش شده برای یک معدن روباز

با استفاده از تصاویر پهپادی می‌توان توده متراکمی از نقاط تولید کرد که در آن، هر نقطه حامل اطلاعات مکانی (طول، عرض و ارتفاع) و اطلاعات مربوط به رنگ آن نقطه می‌باشد. این اطلاعات برای محاسبات سه بعدی مانند اندازه‌گیری احجام و ارائه شکل بصری منطقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ابر نقطه معمولاً با فرمت‌های las ، laz ، ply و xyz ارائه می‌شود.

مدل دیجیتالی سطح زمین (DTM)

مدل ارتفاعی سطح زمین DTM برای یک معدن روباز

پس از فیلتر کردن عوارضی مانند ساختمان‌ها، ماشین‌آلات، درختان و … می توان با پردازش تصاویر پهپادی، مدل DTM را تولید نمود. در این مدل، پیکسل‌ها حاوی اطلاعات طول، عرض و ارتفاع نقاط روی زمین می‌باشند. این اطلاعات برای تشخیص تغییرات در شکل هندسی منطقه، دپوها و پیت‌های معدنی مناسب است.

معمولاً DTM با فرمت GeoTIFF ارائه می شود.

مدل سه بعدی دارای بافت

مدل سه بعدی از پله های معدن روباز

مدل های سه بعدی شامل رئوس، یال‌ها، وجه‌ها و بافت بصری که با استفاده از تصاویر هوایی تهیه شده است می‌باشد و امکان مشاهده آسان شکل منطقه و عوارض مورد مطالعه به خصوص در محل‌هایی با دسترسی دشوار را فراهم می‌آورند.

مدل‌های سه‌بعدی معمولاً با فرمت‌های dxf ، fbx ، ply و obj ارائه می شوند.