Wykorzystanie dronów w górnictwie: nowoczesne rozwiązania dla przemysłu

Drony, czyli bezzałogowe statki powietrzne (UAV), odgrywają coraz większą rolę w górnictwie, przynosząc korzyści dla przedsiębiorstw oraz pracowników. Dzięki swoim zaletom, takim jak szybkość, precyzja i zdolność do pokrywania swoim zasięgiem dużych obszarów, drony stały się niezbędnym narzędziem w górnictwie, zarówno odkrywkowym, jak i głębinowym. W tym artykule omówimy najważniejsze zastosowania dronów w górnictwie oraz przyszłe perspektywy ich wykorzystania. Zwrócimy również uwagę na nasze doświadczenie w tym zakresie.

1. Fotogrametria w górnictwie

1.1. Rozwój technologii dronów w fotogrametrii

Fotogrametria, czyli nauka o pomiarach na podstawie zarejestrowanych obrazów, była obecna w górnictwie już od zeszłego wieku. Dopiero teraz przeżywa jednak prawdziwy rozkwit. To właśnie drony pozwoliły na szybkie i precyzyjne pozyskanie dużej ilości danych, co jest szczególnie istotne w górnictwie odkrywkowym oraz na naziemnych częściach kopalni głębinowych.

Technologia dronów pozwala na dokładne mapowanie zasobów oraz wykonywanie precyzyjnych pomiarów, które są niemożliwe do osiągnięcia przez ludzi. Drony wykorzystywane w górnictwie są wyposażone w specjalne czujniki, które umożliwiają określenie składu chemicznego złóż, generowanie precyzyjnych map 3D oraz monitorowanie i kontrolowanie złóż z dużo większą dokładnością niż w przypadku tradycyjnych metod.

1.2. Fotogrametria niskiego pułapu w górnictwie odkrywkowym

Prawdziwy przełom w fotogrametrii niskiego pułapu nastąpił wraz z pojawieniem się pierwszych systemów bezzałogowych. Drony pozwoliły na wykonywanie zdjęć całego obszaru z powietrza, podobnie jak w fotogrametrii lotniczej. Dzięki dronom, górnictwo odkrywkowe zyskało dostęp do precyzyjnych map oraz modeli 3D, które pozwalają na lepsze zrozumienie złóż oraz planowanie efektywnych dróg eksploatacji.

2. Mapowanie i inwentaryzacja zasobów

2.1. Numeryczny model terenu (NMT)

Podstawowym produktem wykorzystywanym w górnictwie jest numeryczny model terenu (NMT), który pozwala na dokładne określenie objętości urobku oraz na sporządzenie mapy wyrobiska. Na podstawie NMT można porównać dwa modele z różnych okresów i sporządzić dokumentację górniczą, która następnie składana jest do urzędów górniczych, celem naliczenia opłat eksploatacyjnych.

2.2. Obliczenia objętości mas ziemnych

Dzięki dronom, przy zachowaniu zasad sztuki geodezyjnej, można uzyskać dokładny model terenu. W przeciwieństwie do technik klasycznych, gęsta chmura punktów pozwala dokładnie zobrazować nieregularne bryły. Drony pomagają obliczać objętości z błędem nawet tylko 0,5%, co stanowić może dużą korzyść dla decydentów odpowiedzialnych za finanse kopalni.

3. Monitorowanie i kontrola środowiska

Drony są również wykorzystywane do monitorowania i kontrolowania środowiska wokół złóż, takich jak sytuacja geologiczna, a także do oceny ryzyka i bezpieczeństwa. Wszystkie te czynniki mają ogromne znaczenie dla firm górniczych, które świadczą swoje usługi dla kopalni.

3.1. Monitorowanie jakości powietrza

Drony mogą być wykorzystywane do pomiarów i analizy składu chemicznego powietrza w celu wykrycia niebezpiecznych substancji. Badania takie mogą być wykonane bardzo szybko i bez narażania zdrowia osób je prowadzących.

4. Bezpieczeństwo pracy górników

Drony w górnictwie wyraźnie poprawiły bezpieczeństwo pracy górników, ponieważ mogą one wykorzystywać szereg narzędzi do monitorowania i kontrolowania sytuacji na terenie kopalni. Technologia ta jest niezbędna do zapewnienia bezpieczeństwa i zmniejszenia zagrożeń związanych z pracą górników.

4.1. Zmniejszenie ryzyka dla pracowników

Drony mogą być wykorzystywane do wykonywania zadań, które wcześniej wymagały wysokiego poziomu ryzyka dla pracowników. Mogą one być wykorzystywane do monitorowania pracy górników pod ziemią, aby upewnić się, że są oni bezpieczni. Drony mogą być również wykorzystywane do inspekcji hal i korytarzy w celu wykrycia niebezpiecznych warunków, takich jak wycieki gazu.

4.2. Ograniczenie wejścia na teren wyrobiska

Wykorzystując drony, niemal wszystkie prace można wydatnie skrócić, a co ważniejsze, zwiększyć dokładność pomiaru. Dla przykładu, pomiar kilkunastu składowisk metodami klasycznymi zajmuje cały dzień i jest obarczony błędem generalizacji, natomiast wykorzystując fotogrametrię niskiego pułapu pomiar trwa kilkanaście minut. Metoda ta nie wymaga (lub zmniejsza do minimum) wejścia na teren wyrobiska, szczególnie na obszary niebezpieczne.

5. Planowanie i projektowanie eksploatacji

5.1. Optymalizacja planowania i prowadzenia eksploatacji złóż

Szybkie mapowanie i modelowanie dużych obszarów za pomocą dronów pozwala na uzyskanie danych do dokładnych modeli 2D i 3D, które są niezbędne dla optymalizacji planowania i prowadzenia eksploatacji złóż.

5.2. Kontrola zgodności robót górniczych z zatwierdzonym planem ruchu

Drony umożliwiają kontrolę zgodności robót górniczych z zatwierdzonym planem ruchu i dokumentowanie tych kontroli w tzw. „książce uwag”.

6. Prace budowlane i naprawcze w kopalniach

Drony są również szeroko stosowane do przeprowadzania prac budowlanych i naprawczych w kopalniach. Wykorzystując zdjęcia, tworzymy równolegle dokumentację 2D w czasie rzeczywistym, aby zespoły mogły natychmiast wizualizować pokrycie terenu i identyfikować wszelkie zmiany.

7. Inne zastosowania dronów w górnictwie

7.1. Użycie systemów bezzałogowych do badania zmian na terenach objętych wpływem eksploatacji górniczej

W miejscach, gdzie osiadania gruntu przekraczają 10 cm, pozyskane modele pozwalają precyzyjnie modelować niecki osiadań. Gęsta chmura punktów pozwala na pełne zobrazowanie zjawiska, co ma szczególne znaczenie na terenach zurbanizowanych, gdzie ważne jest bezpieczeństwo.

7.2. Inspekcja maszyn i urządzeń

Ortofotomapa umożliwia inwentaryzację wyrobiska oraz stanu maszyn i urządzeń w zakładzie górniczym. Drony świetnie nadają się do oceny kondycji wież szybowych oraz wyciągów. Możliwość szybkiego wykonania nalotu zapewnia stałą aktualność danych.

8. Przykłady wykorzystania dronów w kopalniach w Polsce i na świecie

Drony są szeroko wykorzystywane w kopalniach na całym świecie, zarówno w górnictwie odkrywkowym, jak i głębinowym. W Polsce, drony coraz częściej znajdują swoje zastosowanie na terenach kopalń. Z przyjemnością przedstawimy Państwu nasze referencje w zakresie wykonywania tego typu zleceń.

9. Podsumowanie

Drony, jako nowoczesne narzędzie, przynoszą wiele korzyści dla przemysłu górniczego w Polsce i na świecie. Dzięki swojej wszechstronności i elastyczności, są w stanie znacząco usprawnić procesy poszukiwania złóż i wydobycia surowców, co przyczynia się do poprawy wydajności i rentowności przemysłu. Skontaktuj się z nami i dowiedz się, jak IWING może pomóc Ci udoskonalić zarządzanie kopalnią.