Беспилотники УГМК исследуют Учалинский ГОК

Учалинский горно-обогатительный комбинат продолжает цифровизировать производство. Теперь маркшейдерские съемки труднодоступных мест будут проводиться с беспилотных летательных аппаратов. Применение квадрокоптеров позволит сэкономить огромное количество времени и сделать работу максимально безопасной для специалистов холдинга.

Новую методику опробовали и усовершенствовали ученые Технического университета УГМК совместно со специалистами Учалинского ГОКа (предприятие сырьевого комплекса УГМК).

Подобная технология уже используется в строительстве, при создании цифровых моделей поселков и городской застройки, памятников архитектуры, топографических планов. По заданию УГМК ее адаптировали для горной промышленности, пояснил руководитель проекта консультант генерального директора ОАО «УГМК» Геннадий Смыслов.

«Это еще один шаг на пути создания «Цифрового рудника» – предприятия с отлаженной системой автоматизированного оперативно-диспетчерского управления», – заявил он.

Традиционный способ маркшейдерской съемки очень сложен и требует массу времени и трудозатрат. К тому же границы положения и объемов объектов наблюдения постоянно изменяются.

«Для выполнения тахеометрической съёмки одного объекта требуется как минимум два специалиста на продолжительный период времени. Что называется, и в дождь, и в стужу с десятками килограммов оборудования им приходится обходить километры объектов», – рассказывает директор Технического университета УГМК Вячеслав Лапин.

Применение же беспилотников позволяет сократить время и исключить риск, которому подвергаются специалисты, исследуя труднодоступную местность.

Кроме того, ученые УГМК использовали альтернативную технологию, более экономичную и перспективную. В настоящее широко применяются очень дорогие беспилотники, оснащенные лазерными 3Д-сканерами. Специалисты ТУ УГМК оснастили квадрокоптеры высокоточными камерами и оборудованием для последующей цифровой обработкой отснятого материала.

Так, объекты Учалинского ГОКа снимал квадрокоптер DJI Phantom со встроенным модулем RTK, который позиционирует коптер в режиме реального времени с точностью до сантиметра и с минимальной абсолютной погрешностью метаданных изображения. Процесс съемки полностью автоматизирован, оборудование позволяет с высокой точностью определить траекторию полета беспилотника и настроить все необходимые параметры отображения. Более того, программа позволяет прервать процесс, если батарея коптера разрядится, а после ее замены продолжить запись из той же точки.

Экспериментальная серия съемок отвала коптером происходила с высоты 100 и 200 м, рассказал руководитель кафедры разработки месторождений полезных ископаемых ТУ УГМК Алексей Красавин. Весь процесс занял всего 1,5 часа вместе с подготовкой и непосредственно облетом территории. Еще менее 4 часов потребовалось на обработку полученных данных. Для сравнения, обычная съемка с использованием электронных тахеометров заняла бы от 3 до 5 дней вместе с обработкой данных.

После обработки результатов полевых работ была создана высокоточная цифровая модель объекта. Погрешность съемки составила 0,061 м в плане и 0,067 м – по высоте объекта (всего около 6 см на объект площадью около 80 тысяч кв. м). Это полностью подтверждает возможность использования съемки с БПЛА в качестве топографической основы и модели при подсчете объёмов горных выработок.

Полученные результаты возможно интегрировать в цифровую модель рудника – геоинформационную систему Micromine, пояснил генеральный директор АО «Учалинский ГОК» Закария Гибадуллин. Это позволит актуализировать цифровую модель всего горно-обогатительного производства предприятия и расширить возможности учета и контроля объемов горных работ и объектов.

УГМК вкладывает много ресурсов в цифровизацию промышленного производства. Так, например, в ОАО «Уралмеханобр» недавно приобрели специальное оборудование для внедрения и использования технологии лазерного сканирования подземных объектов. С помощью прибора можно оперативно построить точную 3D модель рудника, а соответствующее программное обеспечение позволяет проводить анализ ведения горных работ.

С новым оборудованием работают специалисты проектного направления института, применяя технологию при построении горно-капитальных выработок месторождений полезных ископаемых.

Сканер в руках специалиста, перемещающегося по подземному руднику, осуществляет высокоточную съемку объекта. Данные переносятся в компьютер и автоматически конвертируются, после чего программа выдает готовую модель горной выработки.

«Использование лазерного сканера до десяти раз сокращает время съемки объекта по сравнению с традиционным геодезическим оборудованием», – пояснила инженер отдела геотехнологий ОАО «Уралмеханобр» Анна Вахрушева.

Технологии, предназначенные для измерения геометрического положения объекта в пространстве, за последнее десятилетие шагнули далеко вперед, рассказал начальник отдела геотехнологий ОАО «Уралмеханобр» Илья Захаров. В отличие от стандартного оборудования мобильные сканирующие станции позволяют выполнять десятки тысяч измерений в секунду. Это значительно упрощает и ускоряет работу инженеров-технологов, которые интегрируют готовую трехмерную съемку выработок в ГИС-программы.

Программное обеспечение использует специализированные алгоритмы, которые обрабатывают данные сканирования, создавая в итоге трехмерное облако точек с пространственными координатами и фотоизображениями объекта.

В дальнейшем построенную 3D модель рудника можно использовать для анализа ведения горных работ, например, совместить факты выработки с проектом.