Система телеинспекции на базе противоударного квадрокоптера ELIOS обследует шахту по добыче палладия

Обследование шахты

Обследование квадрокоптером шахты по добыче палладия

Неуязвимый квадрокоптер Elios выбран не случайно. Уникальность беспилотника в том, что он защищён вращающимся сферическим каркасом, установленным на подвесе с системой стабилизации после столкновений.  Каркас из углеволокна защищает лопасти, камеру и тепловизор дрона, а система стабилизации позволяет лететь по заданной траектории не боясь столкновений. Эта концепция эффективней, чем системы распознавания и уклонения от препятствий, которые используются, например, в DJI Phantom.

В статье мы расскажем как беспилотник Elios компании Flyability, устойчивый к столкновениям с препятствиями, используется на шахте горнодобывающей компании North American Palladium, расположенной недалеко от Тандер-Бей, Онтарио.

Преимущества в двух словах

Использование БПЛА там, где нет GPS, света и недоступно для человека

Палладий является драгоценным редкоземельным металлом. NAP – это один из крупнейших производителей чистого палладия в мире. Большим запасом таких руд славится российское Заполярье, Африка и Канада. Его сложно добывать, он практически не встречается в виде самородков как золото. Палладий чаще всего присутствует в составе различных минералов, сформированных в условиях высоких давлений и температур на большой глубине. Главным источником для добычи благородного металла является платиновая, серебряная, никелевая и медная руда. Извлечение чистого палладия из руд – довольно трудоемкий и длительный процесс и начинается он с добычи руды в шахте.

Как на открытой, так и на подземной шахте их интенсивная эксплуатация требует частых инспекций для мониторинга состояния грунта и обеспечения безопасности и производительности труда шахтеров и технических специалистов.

Группа экспертов по беспилотным летательным аппаратам (UAS Inc.) предложила проводить инспекции дроном в самых сложных условиях. Мэтт Макиннон и Джейсон Кариньян, основатели UAS Inc., используют дрон Flyability Elios для выполнения сложных подземных обследований шахт, бункеров и коллекторов в условиях ограниченного доступа и плохой видимости.

Обследование шахты и поиск пустот в горной породе

Подземные шахты могут быть опасными местами, особенно после выемки грунта. Одна из задач – получение информации о каверне (пустоты в горной породе), возникшей при экскавации открытым способом. После того, как вся руда извлечена из забоя, извлеченный материал должен быть заменен – процесс, известный как «засыпка» – для того, чтобы предотвратить обрушение в окрестностях шахты и обеспечить безопасность и непрерывность работы в шахте. Районы, которые могут быть нестабильными, полностью недоступны для сотрудников из-за их чрезвычайной опасности. 

До появления неуязвимого беспилотника Elios единственным доступным инструментом для оценки условий перед засыпкой была съемка каверны на тележке или стреле: неэффективная при прохождении через высокие груды отвалов, или из-за угла, или при появлении длинной бровки. Другой метод, используемый для доступа к большой площади забоя, - это скважинная камера, которая может быть опущена в забой через существующую буровую скважину: она также может быть неэффективной при полном осмотре выработанной области из-за ограничения фактического местоположения отверстия.

Оценка состояния шахты имеет решающее значение для эффективного планирования и дальнейшей её эксплуатации. «Условия в шахте очень важны», - говорит Джейсон Кариньян. «Земля может осыпаться и образуется завал». Без достоверных данных о том, насколько велико пустое выработанное пространство в шахте, трудно определить, сколько засыпного материала требуется для заполнения пустоты и обеспечения безопасности. Обратная засыпка требует много времени и это дорогое удовольствие. «В прошлом это была игра в угадайку даже на самых современных шахтах», - говорит Мэтт Маккиннон. «Очень, очень дорогая игра в угадайку». Это отсутствие информации в конечном счёте привело к тому, что шахты выработки засыпали породой просто угадывая количество требуемого материала. Шахта – не магазин и не завод, её не закроешь, как избушку на клюшку. Под землёй остаются километры отработанных горных выработок, их нужно изолировать, поскольку опустевшие недра таят в себе угрозу обрушения или скопления метана в пустотах.

Ещё одна потребность в инспекции возникает, когда компании необходимо оценить высоту и состояние потолочного перекрытия и несущих конструкций. Обычно выполняется лазером CMS на кабеле – несовершенное или иногда недоступное решение, в зависимости от условий свода – эксперты должны знать, как выглядит задняя часть свода после взрывных работ, чтобы предотвратить будущие проблемы на других уровнях шахты, которые потенциально могут угрожать жизни и производству.

Принцип работы CMS лазера - пустоты остаются незамеченными

Применение БПЛА

Команда UAS Inc. использовала беспилотник Elios компании Flyability в обоих случаях, предоставляя компании информацию, ранее недоступную для них. Команда управляла дроном из безопасного места, собрали информацию о состоянии поверхности, геологических особенностях и линиях разлома, которые могут указывать, где может произойти обвал. Удаленно управляемый пилотом БПЛА изучил состояние шахты, её несущих конструкций, обнаружил пустоты, которые требуется засыпать.

Команда дрона Elios смогла точно оценить высоту выработанных областей, определить их состояние. Всё это вдвое быстрее, чем традиционные методы, которые использовали до появления неуязвимого БПЛА. Имея эти данные на руках, компания может использовать AutoCad для создания черновой модели забоя, используемой для оценки рисков и планирования дальнейших работ.

Результаты обследования шахты при помощи БПЛА

Обычно традиционное обследование занимает день или более, в зависимости от наличия оборудования, чтобы оценить каверну (найти пустоты и оценить их масштаб) для засыпки, противоударный БПЛА Elios смог выполнить миссию за 1 час.

Но реальная экономия — это не только время осмотра. Это ранее недоступные данные, предоставляемые беспилотником Elios, которые позволяют принимать критически важные решения. «Как вы можете это оценить?» - говорит Мэтт. «Может идти речь не только об экономии в сотнях тысяч, но и о сохранении десятков человеческих жизней».

Видео: обследование шахты с помощью БПЛА

Вывод

Горнодобывающая промышленность является критически важной, но опасной отраслью. Из-за сложности рельефа забоев, наземные роботы и сканеры не всегда могут обеспечить надёжное решение для оценки угроз обрушения. Беспилотник Elios позволяет собирать и проверять данные в местах, небезопасных для людей, и предоставляет горнодобывающей промышленности инструменты для поддержания безопасности, сокращения расходов и увеличения производства.

Теперь определять состояние забоя и места возможного обрушения кровли, находить и вести мониторинг скопления воды, обнаруживать пустоты, а также находить пропущенные при разработке участки, богатые драгоценной рудой можно при помощи БПЛА в несколько раз быстрее и при этом полностью безопасно для людей.