سیستم های هوایی بدون سرنشین در حال تغییر بسیاری از صنایع هستند. صنعت معدنکاری نیز منافع زیادی از این سیستم جمع آوری دیتاهای هوایی بدست آورده و روز به روز این کاربردها در حال توسعه هستند. پهپادها کاربردهای وسیعی در قسمت های مختلف چرخه معدنکاری از اکتشاف، طراحی، عملیات معدنی و حتی بازسازی دارند روش های مرسوم جمع آوری داده های فضایی در شرکت های معدنی شامل استفاده از تصاویر ماهواره ایی و یا استفاده از پرنده های با سرنشین برای مساحت های بزرگ مانند پهنه های اکتشافی در حال انجام است. اما آنچه امروزه در شرکت های معدنی پیشرو استفاده میشود کاربری پهپادها برای مقاصد اکتشافی، نظارتی، ایمنی، زیست محیطی و مدل سازی سه بعدی سطح زمین برای جانمایی مسیر، ترانشه و محل های حفر گمانه می باشد.

 

اکتشافات جدید

کشف منابع جدید معدنی اغلب در مناطق دور افتاده اتفاق می افتد، یعنی مناطقی که نقشه های موجود رزولوشن مناسبی ندارند، به عبارتی نقشه های بزرگ مقیاس موجود نیستند. در مراحل اولیه اکتشاف داشتن یک دید کلی از محدوده بسیار سودمند است . کاری که غالباً شرکت های مشاوره یا جویندگان مواد معدنی به کمک تصاویر ماهواره ایی و نرم افزار های رایگان از آن بهره می جویند. اما قدرت تفکیک بهترین تصاویر ماهواره ایی نیز از ۳۰ سانتی متر تجاوز نمیکند. و این بدان معنی است که تشخیص یک عارضه با ابعاد کمتر از ۶۰ سانتی متر در این تصاویر ناممکن است. به عبارتی نقشه های تهیه شده بر مبنای این تصاویر حداکثر مقیاس ۱:۵۰۰۰ خواهند داشت. در حالی که در تصاویر تهیه شده با پهپادهای فتوگرامتری در صورت رعایت اصول مربوطه، امکان دستیابی به رزولوشن ۳ سانتی متر نیز فراهم خواهد آمد و این یعنی امکان تهیه نقشه های ۱:۱۰۰۰ و ۱:۵۰۰ توپوگرافی و زمین شناسی در این روش وجود دارد.

کاربرد پهادها در مطالعات زمین شناسی و مهندسی معدن شامل:

۱-دورسنجی

دورسنجی در اکتشافات پهپادی توسعه مناسبی یافته است. سنجنده هایی مانند مادون قرمز، دوربین های هایپر/مولتی اسپکترال و لیدار فراتر از دیتاهای ماهواره ایی برای شناسایی رخنمون های مواد معدنی بسیار کابردی هستند.

۲-ژئوفیزیک

کمپانی GEM یک مدل مگنتومتر پتاسیم بسیار سبک به بازار عرضه کرده است که بر روی پرنده های بال ثابت و مولتی روتر ها تست و اجرایی شده است.

GEM GSMP-35U: Ultra Light-Weight Potassium Magnetometer

 

Magnetometer Specifications

Sensitivity: 0.0002 nT @ 1 Hz

Resolution: 0.0001 nT

Absolute Accuracy: +/- 0.1 nT

Heading Error: + / – ۰٫۰۵ nT

Dynamic Range: 15,000 to 120,000 nT

Gradient Tolerance: 50,000 nT/m

Sampling Intervals: 1, 2, 5, 10, 20 Hz

Operating Temperature: -40°C to +55°C

دستگاه پرنده کمپانی جم GEM System’s AirBIRD:

این دستگاه مگنتومتری با وزن  Kg 3.5 مناسب برای مولتی روتر های متوسط تا بزرگ است. این دستگاه برای اسان کردن عملیات برداشت، مجموعه متعلقات مورد نیاز برای مغناطیس سنجی هوابرد را در یک سیستم (تصویر فوق)جای داده است و مستقل از پرنده بوده  و نیازمند هیچ ارتباطی با خود پرنده نیست. سنجنده GEM GSMP-35U که بر روی گیبال نصب شده است و اجازه چرخش تا ۴۵ درجه را از سنسور میگیرد،  برداشت داده های مغناطیسی را انجام میدهد به علاوه  پارامترهای پروازی نظیر ارتفاع، موقعیت مکانی، پیچ؛ رول، یاو، و.. را میتواند برداشت و در لحظه به ایستگاه زمینی و نرم افزار GEMDAS Acquisition System منتقل  نماید. این سیستم قادر است برای ۱٫۵ ساعت مداوم، برداشت مغناطیسی را  انجام دهد.

 

۳- برنامه ریزی و مجوز های معدنکاری

پس از شناسایی اولیه محدوده های اکتشافی مستعد برای عملیات اکتشاف میدانی و تفضیلی، یکی از بزرگترین مشکلات، مجوزهای منابع طبیعی و سازمان حفاظت محیط زیست است.  تصاویر ارزان قیمت تهیه شده توسط پهپادها میتوانند تاسیسات و متعلقات یک معدن را با جزئیات باور نکردنی ترسیم نمایند. تصاویر هوایی به سادگی قادر خواهند بود:درختان و بوته ها و سطح پوشش در یک محدوده را مستند نمایند،رودخانه ها  و ابراهه ها را مشخص کنند، جاده های موجود و خطوط انتقال را برداشت نمایند و قبل/بعد به هم ریختگی سطح زمین را مشخص کنند.  تصاویر ماهواره ایی دقت بالا نظیر تصاویر ماهواره Word view 3 با دقت مکانی ۳۰ سانتی متر اگر چه برای مطالعات اکتشافی عمومی و مقدماتی و تا حدی نیمه تفضیلی مناسب هستند. ولی دوره های برداشت تصاویر در انها ۱ ساله یا حداقل ۶ ماهه است این درحالی است که در روش های زمینی و پهپادی امکان برداشت هفتگی وجود دارد

۴-عملیات معدنکاری

 

در فاز اجرایی معدنی، پهپادها مزایای بسیاری دارند. امروزه یکی از بیشترین کاربردهای پهپادها در معدنکاری حجم سنجی دپوها می باشد. مزیت این روش جدید علاوه بر دقت بالاتر به خصوص در دپوهای برهم ریخته و نا منظم، مراقبت از سلامت پرسنل زمینی و جلوگیری از خطرات ناشی از تماس افراد با دپو ها باطله به خصوص دپوهای آلاینده در کارخانه فراوری می باشد. در بحث ایمنی محیط کار، با استفاده از پهپادها میتوان نیروی انسانی‌ را از محل‌های خطرناک دور کرد. می‌توان تشخیص داد چه نقاطی از معدن‌کاری دارای ریسک بالا هستند یا کجاها برای حضور معدن‌کاران ایمن‌اند.

تعمیر و نگهداری و شناسایی نقاط حرارتی ماشین الان از جمله کاربردهای قابل اجرا برای معادن بزرگ است، از قابلیت تشخیص حرارتی پهپادها برای شناسایی مشکلات تجهیزات هوا استفاده می‌شود می‌توان نرخ اصطکاک بالا در تجهیزات را به‌موقع شناسایی کرد تا تیم‌های تعمیر و نگه‌داری را قبل از این‌که مسائل غیرقابل حل شوند، مطلع نمود. بدین ترتیب هزینه های بازرسی و تعمیر و نگهداری نیز کاهش خواهد یافت.

---

مثال های اجرایی:

ریوتینتو یکی از اولین شرکت‌هایی بود که به استفاده از پهپادها برای معدن‌کاری روی آورد. در حال حاضر در عملیات معدن‌کاری مس Kennecott واقع در یوتا امریکا، ریوتینتو از این تکنولوژی استفاده می‌کند.

بی‌اچ‌پی بیلیتون» هم از دیگر شرکت‌هایی است که از این ابزارهای پرنده برای اندازه‌گیری میزان باطله‌های دپو شده و سنجش موقعیت جغرافیایی مناطق استفاده می‌کند.

معدن گل گوهر سیرجان از معادنی است که کاربرد پهپاد برای محاسبه احجام دپو های ماده معدنی با دقت بالا در آن توسط شرکت آرکا انجام شد.

(برای مشاهده لیست پروژه های داخلی مرتبط با این موضوع به لیست پروژه ها در وب سایت ارکا مراجعه نمایید)

 

سایر کاربردهای استفاده از پهپادها در مطالعات زمین شناسی و معدنکاری:

• تهیه نقشه های توپوگرافی دقت بالا
• شناسایی بصری و تفکیک واحدهای سنگی و تسهیل در تهیه نقشه های زمین شناسی
• نظارت و بازرسی
• دپومتری
• پایش های زیست محیطی آلودگی های ناشی از معدنکاری
• بررسی مخاطرات (فروچاله-زمین لغزش- حرکات گسل ها و….
• مطالعات ریز زمین ساختی
• درجه بندی سنگ های ساختمانی در معادن روباز (شکستگی ها، رنگ و بافت و…)

---

مزایای استفاده از پهپادها

• هزینه داده های نقطه ایی کمتر
• افزایش بهره وری
• حساسیت بالاتر
• دسترسی به نواحی سخت و مخاطره آمیز
• تولید داده های بیشتر
• افزایش قابل توجه، سرعت در تهیه نقشه ها

جمع بندی

به کارگیری پهپادها در عملیات معدنکاری از اکتشاف تا بازسازی نهایی بی شک یکی از دستاوردهای سودمند تکنولوژی های پروازی می باشد. تجربه داشتن یک تصویر مختصات دار بسیار دقیق به همراه مدل سه بعدی قابل کار در دفتر،  از محدوده اکتشافی  یا معدنی حس بسیار خوبی است که نه تنها قدرت تصمیم گیری را برای کارشناسان و مدیران مجموعه های معدنی دو چندان می کند بلکه کمک شایانی در درک واقعیت وضعیت موجود از محدوده دارد. بسیاری از اندازه گیری ها و محاسبات به این طریق در دفتر کار و با یک سیستم کامپیوتری قوی، قابل انجام هستند. کشف و شناسایی محدوده در ابعاد سانتی متر برای مناطق بکر و کار نشده میسر خواهد شد و در نهایت پس از شروع حفریات و با برداشت های دوره ایی امکان اصلاح و به روز رسانی همه مدل ها فراهم خواهد بود.