無人機在采礦領域的應用

無人駕駛飛機簡稱“無人機”,英文縮寫為“UAV”,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機,或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。

與有人駕駛飛機相比,無人機往往更適合那些太“愚鈍,骯臟或危險”的任務。并且無人機的靈活、操作簡單、經濟等優點使各個領域都爭先恐后的引入無人機,礦山也不例外。它在礦業的各個重要環節都能派上用場,例如爆破、規劃、測量、礦山監察以及礦井的生態重建。

1爆破

礦井所在地往往在比較偏遠的地區,現有的地圖信息就有可能很不全面。在爆破工作初期倘若能夠大致看一眼周邊整體環境,對爆破行動而言十分有益。在過去,這一任務往往由專業的航拍公司來完成,因其飛行高度一般得保持在2000-2500英尺,必須配備8000萬像素以上的攝像頭,相應的成本也十分昂貴,導致了在實際操作過程中只有到后期爆破階段才會采用航拍手段來獲取地圖。

而在今天,無人機可以以較低的成本完成更好的工作。它用時短,無人機可以在一天之內制作出一個地區的高清地圖,有時快的話只需幾個小時;成本低,無人機最低可以飛行在250英尺的高度,只需配備一個1600萬像素的攝像頭就能夠繪制出更好效果的地圖,是一雙飛翔在天空上的“眼睛”。



2測量

礦山測量從傳統意義上講是利用各種測量手段對礦山規劃區進行各種地圖的測繪工作。 隨著現代礦山建設需求,如今的礦山測量和傳統的測量工作有了質的變化, 現代礦山測量不僅包括各種圖件的測繪, 同時也包括目標區的各種信息的采集,如目標區的各種影像數據的采集與處理、目標區的現狀信息、環境等監測工作。因此,無論從測量手段、方法和技術上都有了長足的發展。無人機技術應運而生, 一開始就充滿了美好的應用前景。

無人機技術與衛星和其他航空遙感數據獲取手段相比,它具有數據獲取周期短、數據分辨率高、經濟效益好的特點。由于操作簡單、運營成本低,與其他技術手段相比是高性價比的獲取方法,所以這種技術尤其顯得經濟效益高 , 推廣價值很大 。



3礦山地質災害監測

采礦等地下活動可能會直接誘發地質災害和次生地質災害,如滑坡、泥石流、塌陷等,造成極大危害。無人機航空遙感系統具有時效性強、機動快速、影像分辨率高、經濟快捷的特點,能夠在高危地區作業,可幫助預判泥石流、沉陷等現象,也可以在礦區災害應急救援指揮中發揮重要作用。

5月25日至26日,在成都舉行的第二屆三維激光掃描技術國際論壇上,展示了一臺“巨無霸”無人機。它便是屢次在礦山隱患排查中立功,避免了重特大安全事故發生的三維激光掃描無人機。

它不僅能夠掃描出完整的彩色空間數字圖,還能準確的分辯出礦山上哪些是樹木,從數字處理上像“剃頭”一樣去除樹木所占空間,得出礦山本來的面目。這臺“巨無霸”信息采集能力很強,1秒鐘可以采集100萬個點的數據。電腦自動比對篩查異常,工作人員經過數據處理,就能在電腦屏幕上看到礦山細微的變化,這種變化達到毫米級,可幫助預判泥石流、沉陷等現象進行預判。

該無人機接下來將應用于礦山巡查、工程建設和文物保護等領域。尤其是人不能進去的危險地帶,比如震后的山坡、泥石流的現場,它飛過去采集數據就能為應急救援提供依據。



4生態重建

地下開采活動也會對地表建筑物、地形與地貌、耕地與植被、景觀等生態環境產生巨大影響。隨美國西弗吉尼亞州于1939年頒布了第一部《復墾法案》后, 我國國務院1988年頒布,于1989年1月1日實施了《土地復墾規定》,該規定將土地復墾定義為:對在生產建設過程中,因挖損、塌陷、壓占等造成破壞的土地,采取整治措施,使其恢復到可供利用狀態的活動。

在礦井的生態重建階段,了解到礦井在開采前后的模樣十分重要。通過無人機獲取數據生成準確的三維圖像可以幫助礦區盡可能地恢復到開采之前的模樣;利用無人機定期調查還能幫助人們了解到生態恢復的進程如何。這對礦山的生態重建起到了巨大的促進作用。



5礦山監管

由于礦山資源的稀缺性與不可再生的特點,出現了多起亂采亂挖礦山的現象。而傳統的人力監察有著四大難題:1.違法開采地區十分隱蔽、不易察覺; 2.盜采人員設置崗哨、阻斷道路逃避擊打;3.違法開采地區覆蓋面積廣、范圍大;4.大部分違法開采行為基本在夜間實施以避監察。換句話說就是“發現難、制止難、取證難、查處難”。

而無人機在礦山治理過程中的應用,將會有效解決以上問題。首先,無人機輕便易攜,操作簡單、智能化程度高,受環境因素影響小。 其次,無人機可迅速到達需要監察的區域,獲得準確的視頻和高精度的圖像,為快速發現違法行為人越界開采、無證開采、非法盜采國土資源行為提供視頻影像證據; 第三,無人機克服了動態巡查的效率低、有盲區的問題,同時彌補了遙感衛星執法周期長、分辨率低缺點。可以有效地實現監管,有力的打擊違法開采資源的活動。



如今,無人機已在許多礦山進行監督執法的應用,如廣東英德市白沙鎮、廣東青州市、福建省寧德市古田縣等,并獲得了一定成績。

經過使用后的反饋,我們發現我國無人機還存在許多不足:信號不夠強,電池使用時限短,直線飛行距離不足,內存卡儲量小等。然而,無人機的使用仍然起了巨大作用。而且我們相信,隨著科技的發展,這些缺陷也將會被一一克服,使無人在礦山的應用中發揮更大的作用。



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