پهپادها به طور منظم در بسیاری از سایت های معدن مورد استفاده قرار می گیرند و از یک چیز جدید به یک قطعه دیگر از تجهیزات تولید تبدیل شده اند. اکثر معادن آنها را در حال حاضر دارند و تقریباً در هر عملیاتی در ابتدا از آنها برای بررسی ذخایر استفاده می شود، که برای آنها مناسب است. 

در حالی که ارزش هواپیماهای بدون سرنشین دیگر مورد بحث نیست، آنها تا حدی قربانی موفقیت خود هستند. همانطور که آنها به نشان دادن ارزش خود ادامه می دهند، گروه های بیشتری در سایت می خواهند از آنها استفاده کنند. 

عملیات فعلی پهپاد به یک خلبان، شخصی نیاز دارد که پهپاد را بیرون بیاورد، بسته بندی آن را باز کند، پرتاب کند، پروازش را تماشا کند، فرود بیاورد، باتری را عوض کند، اگر کار بیشتری باید انجام شود، راه اندازی مجدد، و غیره. با افزایش تعداد گروه ها در معدن. سایت ارزش پهپادها را ببینید، در دسترس بودن خلبانان به سرعت به یک محدودیت برای پرواز تبدیل می شود. 

اما اگر به خلبان نیاز نداشتید چه می‌شد؟ اگر پهپاد واقعا خودمختار بود چه؟ من دو مورد استفاده برای پهپادهای خودران را شرح خواهم داد، جایی که می توان از آنها برای خودکارسازی پروازهای معمول استفاده کرد و خلبانان را برای مأموریت های معمولی دیگر در دسترس قرار داد.

یک نمونه خوب از یک سیستم هواپیمای بدون سرنشین خودمختار مقرون به صرفه، سکوی پهپاد خودران skymineUAV برای استخراج است که توسط DroneCore Asylon طراحی شده است. این پهپاد خودران در یک جعبه مقاوم در برابر آب و هوا قرار دارد و برای دسترسی آسان به منطقه ای که نیاز به پرواز منظم دارد، قرار می گیرد. این سیستم شامل یک ایستگاه هواشناسی است، بنابراین پهپاد می‌تواند قبل از پرتاب از ایمن بودن پرواز مطمئن شود. 

اگر شرایط آب و هوایی در محدوده قابل قبول باشد، جعبه باز می شود، پهپاد پرتاب می شود، ماموریت را انجام می دهد و به جعبه باز می گردد. جعبه دارای 12 باتری است، بنابراین هنگامی که پهپاد فرود آمد، باتری تخلیه شده خارج شده و در یک شارژر قرار می گیرد و یک باتری کاملا شارژ شده در پهپاد قرار می گیرد. در این مرحله پهپاد می تواند دوباره بلند شود، اگر ماموریت های دیگری برای تکمیل وجود داشته باشد، یا جعبه تا ماموریت برنامه ریزی شده بعدی بسته می شود. تعویض باتری فقط 3 دقیقه طول می کشد، بنابراین می توانید ماموریت های پهپاد را به مدت 50 دقیقه در هر ساعت انجام دهید. این سیستم همچنین قابلیت تغییر محموله را دارد که انعطاف پذیری آن را بیشتر می کند.

این مقاله بر دو مورد استفاده برای یک سیستم پهپاد مستقل متمرکز خواهد بود - انبارهای کوتاه مدت و نظارت بر سدهای باطله.

انبارهای کوتاه مدت

اولین مورد استفاده از پهپادهای خودران، حجم انبارهای کوتاه مدت است. برای بسیاری از انبارها، یک پرواز هفتگی یا حتی روزانه تنها چیزی است که لازم است و می تواند به راحتی توسط خلبان انجام شود. اما چه اتفاقی می‌افتد وقتی بیشتر حجم می‌خواهید؟ 

به عنوان مثال، فرض کنید یک سری ذخایر کوچک و کوتاه مدت دارید که یک سنگ شکن را تغذیه می کند. اندازه و ترکیب این ذخایر به طور منظم در طول روز و شب تغییر می کند، زیرا مواد جدید روی انبارها ریخته می شود و مواد ذخیره موجود به سنگ شکن منتقل می شود. در حالت ایده آل، حجم ذخایر هر 6 ساعت یکبار به روز می شود و اطلاعات دقیق مورد نیاز برای بهینه سازی پردازش سنگ معدن را در اختیار عملیات قرار می دهد. از آنجایی که حمل و تغذیه سنگ شکن 24 ساعت شبانه روز انجام می شود، به روز رسانی حجم در 24 ساعت شبانه روز مورد نیاز است. این فراوانی به‌روزرسانی‌ها در شب و روز به این معنی است که استفاده از خلبان برای مدیریت پروازها غیرواقعی است.

اما با یک سیستم خودمختار، نیازی به خلبان نیست. جعبه هواپیمای بدون سرنشین در نزدیکی انبار قرار می‌گیرد، شرایط آب و هوایی که اجازه می‌دهد پروازها هر 6 ساعت یکبار انجام می‌شود، و داده‌ها جمع‌آوری می‌شوند، در یک راه‌حل پردازش ابری، مانند Propeller یا Delair.ai آپلود می‌شوند و داده‌های پردازش شده ارسال می‌شوند. به معدن 

پس از راه‌اندازی این سیستم، جمع‌آوری و پردازش داده‌ها به صورت خودکار انجام می‌شود و داده‌ها در صورت نیاز در پورتال آنلاین ظاهر می‌شوند. این امر کارشناسان سایت را از مشقت های جمع آوری و پردازش داده ها رها می کند و به آنها اجازه می دهد تا بر تجزیه و تحلیل و تفسیر تمرکز کنند. 

این راه حل همچنین خلبانان سایت را برای انجام پروازهای معمولی دیگر آزاد می کند، به این معنی که سایت می تواند کارهای بیشتری را با پهپادهای موجود انجام دهد. علاوه بر این، از آنجایی که نظارت بر انبارها فقط باید هر 6 ساعت انجام شود، و جعبه پهپاد دارای باتری زیادی است، پهپاد خودران را می توان برای انجام کارهای دیگر، مانند نظارت بر جاده های حمل و نقل، برنامه ریزی کرد. البته به صورت مستقل

علاوه بر این، با ترکیب داده های بار کامیون از سیستم Dispatch، و کنترل محل ریخته شدن سنگ و بارگیری از انبارها، می توان تا حدودی از ترکیب دقیق - درجه، کانی شناسی و غیره - از سنگ روی آن مطلع شد. انبار دانستن اینکه چگونه ترکیب ذخایر هر 6 ساعت یا حتی هر سه ساعت تغییر می‌کند، همانطور که برخی پیشنهاد کرده‌اند، به عملیات معدن کنترل بی‌سابقه‌ای بر آنچه به سنگ شکن می‌رود می‌دهد و به تنظیم دقیق کارخانه فرآیند برای مطابقت با خوراک فعلی اجازه می‌دهد. . 

با گذشت زمان یک مدل سه بعدی از ذخایر ایجاد خواهد شد، که کنترل بسیار دقیقی را بر آنچه که به سنگ شکن ارسال می‌شود، ارائه می‌کند و به تیم فرآیند اجازه می‌دهد تا اولویت‌بندی انواع سنگ‌های خاص را برای بهینه‌سازی استفاده و بازیابی معرف درخواست کند.

پایش سد باطله

سدهای باطله یک ویژگی ناگوار، اما ضروری در عملیات معدنی است. و گاهی اوقات شکست می خورند. تنها در سال 2019، 4 شکست مهم رخ داده است که منجر به مرگ نزدیک به 300 نفر، خسارات مالی عظیم و تخریب محیط زیست شده است. هر چیزی که بتواند به جلوگیری از بلایای بیشتر کمک کند، شایسته توجه دقیق است. 

نظارت بر سدهای باطله فرآیند پیچیده ای است که از فناوری های مختلفی استفاده می کند، از جمله نظارت از راه دور از طریق ماهواره، دوربین های ثابت، سنسورهای مختلف استرس و حفر دستی گودال ها و ترانشه ها برای بررسی نشت و نشت. یک سیستم پهپاد مستقل می‌تواند مکمل مفیدی برای روش‌های موجود باشد، با مزیت افزوده خودکار و انعطاف‌پذیر بودن.

سیستم پهپاد خودران یک راه سریع و آسان برای رسیدگی به دو مورد از علل رایج شکست سد باطله ارائه می دهد:

  • مشکلات نشت و/یا لوله کشی
  • مدیریت و نگهداری ضعیف 

نشت و نشت لوله ها

معمولاً با استفاده از مشاهده سطحی و گاهاً از طریق حفر گودال ها و استفاده از رطوبت سنج ها و سایر تجهیزات ژئوتکنیکی، تلاش می شود تا مشکلات نشت را شناسایی کند. اینها  راه حل های دستی هستند که کند، پرهزینه، دشوار و محدود به مناطق ایمن در دسترس سد هستند. 

اینجاست که پهپادها می توانند کمک کنند. سه چیز برای یک راه حل نظارت بر هواپیماهای بدون سرنشین سریع، آسان، ایمن و ارزان مورد نیاز است: 

  • یک پهپاد مستقل، 
  • یک دوربین حرارتی نصب شده روی پهپاد
  • یک قابلیت پردازش داده مبتنی بر ابر برای پردازش، تجزیه و تحلیل، ذخیره و مدیریت داده های حرارتی

در این مورد از یک پهپاد مستقل در جعبه استفاده می شود که در نزدیکی سد باطله قرار می گیرد. برنامه ریزی می شود که با استفاده از دوربین حرارتی برای جمع آوری تصاویر، کل محیط سد را با هر فرکانسی که لازم است طی کند. در مورد تأسیسات باطله بزرگ، که ممکن است یک پرواز برای پوشش کل سد کافی نباشد، قابلیت تعویض باتری سیستم به پهپاد اجازه می دهد تا به پایگاه بازگردد، باتری جدید دریافت کند و بررسی را به پایان برساند. 

پس از انجام بررسی، تصاویر در مرکز پردازش ابری انتخاب شده آپلود می‌شوند و برای شناسایی تضادهای حرارتی که نشان‌دهنده نشت یا نشت لوله است، پردازش می‌شوند. در صورت شناسایی، هشداری به همراه تصاویر به افراد مربوطه در معدن ارسال می شود. شکل 4 که از مقاله ای در نسخه 13 ژوئن 2018 مجله PositionIT گرفته شده است، تضاد مورد انتظار بین نشت سد باطله و سنگ اطراف را نشان می دهد.  

این پهپاد همچنین تصاویر RGB از سد را جمع‌آوری می‌کند که برای ایجاد یک DEM سه بعدی از سد استفاده می‌شود. این در ابر ذخیره می شود و داده های هر پرواز را می توان با داده های پروازهای قبلی مقایسه کرد تا هرگونه تغییر در اندازه، شکل یا ساختار سد را تشخیص دهد.

مدیریت و نگهداری ضعیف

برنامه محیط زیست سازمان ملل در سال 2017 گزارشی را با عنوان ذخیره سازی باطله معدن: ایمنی بدون تصادف منتشر کرد. یکی از نتایج آنها این بود:

در ادبیات مربوط به این موضوع، اکثر خرابی‌های انبار باطله مورد بحث را می‌توان به چند عامل نسبت داد - به ویژه، عدم تداوم مدیریت و منابع ناکافی (به ویژه مالی) برای تأسیسات. در موارد خرابی ناشی از مکانیسم هایی مانند سرپوشیدن یا لوله کشی، مدیریت ناکافی در یک دوره زمانی رخ داده است. ممکن است این خرابی در نهایت توسط یک مکانیسم خاص ایجاد شده باشد، اما تاسیسات ذخیره باطله هرگز نباید اجازه می‌گرفت تا به نقطه‌ای برسد که در وهله اول مستعد چنین مکانیزم تحریکی باشد. 

راه حل ارائه شده در بالا با خودکار کردن بررسی ها، پردازش داده ها و تجزیه و تحلیل اولیه به این مسئله مدیریت و نگهداری می پردازد. از آنجایی که نظارت و پردازش داده به صورت خودکار اتفاق می‌افتد، احتمال نادیده گرفته شدن یا فراموشی آن بسیار کمتر است و هم کمبود منابع و هم مشکلات تداوم را برطرف می‌کند.

راه حل پیشنهادی همچنین سطح بالایی از انعطاف پذیری را فراهم می کند. نظرسنجی‌ها را می‌توان برای هر فرکانسی که لازم است برنامه‌ریزی کرد، و می‌توان آن را برای تطبیق با شرایط محلی تغییر داد.  

به عنوان مثال، آب و هوا و رویدادهای لرزه ای می توانند از عوامل موثر در شکست سد باطله باشند. سطوح غیرمعمول رواناب، ذوب برف یا بارندگی می تواند به سد فشار بیاورد. با یک پهپاد خودران می‌توانید به راحتی آن را طوری برنامه‌ریزی کنید که در صورت بروز این شرایط، بیشتر پرواز کند و مشکلات اولیه را قبل از جدی شدن تشخیص دهید. اگر پرواز نظارتی معمولی هر هفته انجام می شود، اما اخیراً یک رویداد لرزه ای یا بارندگی قابل توجهی رخ داده است، تعداد پروازها را می توان به دفعات هر ساعت افزایش داد. 

این ماهیت مستقل این راه حل است که آن را بسیار قانع کننده می کند. پس از راه اندازی، هیچ دخالت انسانی دیگری لازم نیست. پروازها، آپلود داده ها، پردازش داده ها و ارتباط نتایج همه به طور خودکار اتفاق می افتد. هنگامی که آنها خوشحال هستند که جمع آوری و پردازش داده ها به درستی انجام می شود، تمام دغدغه معدن داده ها است. با راه‌حل پهپاد خودران، داده‌ها را به‌طور خودکار دریافت می‌کنند و می‌توانند زمان و تخصص خود را بر تجزیه و تحلیل و تفسیر دقیق متمرکز کنند.