Небесные маркшейдеры

На смену традиционным методам маркшейдерских измерений приходят технологии использования беспилотных комплексов


Им сверху видно все

Одним из путей улучшения показателей угледобывающего предприятия является автоматизация маркшейдерских работ.

Еще недавно вершиной технологического развития инструментарных средств измерения можно было назвать лазерный сканер, который хоть и позволяет за считанные секунды получить геопространственные данные о поверхности разреза, но при этом имеет целый ряд существенных недостатков. Это и наличие слепых зон, и необходимость подхода с нескольких сторон, ведущая к снижению оперативности получения данных, и большой вес сканера, затрудняющий его ручную транспортировку.

Наличие этих недостатков привело к появлению нового инструмента — беспилотного летательного аппарата (БПЛА), в составе аппаратно-программного фотограмметрического комплекса, оснащенного метрической камерой и спутниковым геодезическим приемником. Такой комплекс позволяет в течение дня получить геопространственные данные о поверхности всего разреза и прилегающей территории, не имеет слепых зон и не требует транспортировки в разрез.

Уже сегодня комплекс Luftera внедряется на ряде российских и зарубежных предприятий. Проведенное всестороннее тестирование комплекса в наиболее сложных погодных условиях подтвердило возможность получения данных без явных ограничений в эксплуатации аналогично привычному инструментарию.

Многократное тестирование точности получаемых геопространственных данных свидетельствует о возможности получения топографической основы для маркшейдерских планов масштаба 1:200. За эталон при проведении тестирования на точность брались данные инструментальных замеров, а также данные, полученные при помощи лазерного сканера. Сравнению подвергались не только отдельные точки, но и целиком полученные поверхности.

Проведенный анализ показал достаточную сходимость в соответствии с п. 90 и 98 Инструкции по производству маркшейдерских работ и п. 2.13.1 и 2.14 Инструкции по топографической съемке ГКИНП-02-033-082.

При отсутствии наземной геодезической инфраструктуры комплекс имеет возможность уточнять свои данные, используя точные эфемериды спутников. В этом случае можно получать геопространственные данные в любой точке земного шара с точностью, соответствующей масштабу 1:1000.

С точки зрения законодательства применение АПК для получения геопространственных данных легитимно: на борту беспилотного летательного аппарата установлен геодезический GNSS-приемник, который внесен в реестр средств измерений, а камера проходит калибровку в Московском институте геодезии и картографии (МИИГАиК) с выдачей соответствующего сертификата. Помимо этого, на использование АПК в условиях угледобывающего предприятия разрабатывается методика применения, а также вносятся изменения в документ «Проект производства маркшейдерских работ» в части применения АПК с последующим утверждением в Ростехнадзоре. О сервисном же обслуживании комплекса позаботится компания-разработчик. При этом комплекс сам уведомит о необходимости сервисного обслуживания при достижении регламентного срока эксплуатации.

Под контролем БПЛА

Помимо данных о поверхности разреза, комплекс участвует в подготовке и сопровождении буровзрывных работ. В частности, при помощи комплекса проводится:

  •  предпроектная подготовка, интеграция данных в Micromine и другое специализированное маркшейдерское ПО;
  •  составление паспорта на бурение и проекта массового взрыва на основе данных аэрофотосъемки;
  •  контроль фактических параметров развала взорванной угольной массы (ВУМ);
  •  оперативная оценка результатов.

АПК производит контроль положения скважин (там, где не реализовано высокоточное позиционирование буровых станков), а также оценку классности взорванной угольной массы.

Стоит упомянуть и о том, что сегодня все более актуальным становится вопрос контроля нарушения кадастровых границ землепользований. Весной этого года Росреестр анонсировал новость о развитии проекта использования БПЛА с целью земельного надзора, и уже с 2019 года в региональных управлениях Росреестра открываются соответствующие центры использования БПЛА. Угольные разрезы, по мере увеличения добычи, регулярно расширяют свои границы, и зачастую в связи с недостатком актуальных и достоверных данных выходят за отведенные участки, что приводит к наложению штрафов и дополнительным расходам, связанным с оформлением дополнительных земельных отводов. Использование БПЛА на предприятии позволяет своевременно контролировать процесс работ в пределах собственных границ и прогнозировать расширение земельных участков.

Применение комплекса имеет следующую этапность:

1. Выбор интересующей зоны или объекта для получения геопространственных данных, программа управления ПАК автоматически сформирует полетное задание. Аппарат в полностью автоматическом режиме выполняет полет, по завершении полета имеется набор данных;

2. Уточнение координат центров фотографирования с использованием дифференциальной поправки от базовой станции;

3. Фотограмметрическая обработка при помощи специализированного программного обеспечения.

Результатом работы комплекса являются облака точек, аналогичные облакам точек, полученным в результате лазерного сканирования, и ортофотоплан, который позволяет точно идентифицировать объекты. Дальнейшая работа с данными производится в привычных для угледобывающих предприятий программных продуктах.

Применение такого комплекса имеет ряд преимуществ не только в плане удобства, экономии времени и средств, но и с точки зрения безопасности:

  •  отсутствует необходимость заезжать в разрез, съемка производится дистанционно;
  •  съемка может проводиться сразу после взрыва;
  •  установленные на борту газоанализаторы позволят определить ПДК продуктов взрыва и быстрее возобновить работы на объекте.

По принципу геодезической привязки — уже сегодня доступна возможность ее обеспечения при отсутствии наземных базовых станций. При использовании точных эфемерид спутников имеется возможность получать фотограмметрические данные для топопланов масштабов 1:1000 и выше. Это актуально для территорий с отсутствующей геодезической инфраструктурой.

Таким образом, основными преимуществами комплекса Luftera являются:

1. Высокая скорость получения и обработки данных.

Так, например, на объект площадью 6 км2 с точностью, достаточной для масштаба 1:500, уходит всего 1 день при помощи бригады из двух человек.

2. Безопасность проведения заме-
ров.

3. Отсутствует необходимость нахо-
ждения специалистов внутри разреза.

4. Полная автоматизация работы беспилотного летательного аппарата.

5. Минимизация человеческого фактора при эксплуатации комплекса.

Наши специалисты уже сейчас смотрят в будущее и разрабатывают беспилотный летательный аппарат с навеской портативного лазерного сканера, что позволит обеспечить максимальную скорость получения данных. Это решение объединит в себе преимущества сканера и мобильность БПЛА.

Наука не стоит на месте, поэтому вполне возможно, что скоро появятся еще более совершенные и точные инструменты для маркшейдерских работ. Но уже сегодня компания «АЗОТТЕХ» готова предложить наиболее актуальные и эффективные решения для задач, касающихся мониторинга объектов угольной промышленности.

ООО «АЗОТТЕХ»
Тел.: +7 495 120 43 30
E-mail: office@azottech.ru
Сайт: www.azottech.ru


БИОТ-2019