露天礦區中的大疆機場,如何助力環境治理與修復?

海州露天煤礦,位于遼寧省阜新市城區南部,是新中國成立后第一座現代化、機械化的露天煤礦,曾是當時世界第二、亞洲最大的露天煤礦。經過半個多世紀大規模開采,海州露天礦變成生態環境破壞的“重災區”。


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海州露天礦


在該露天礦的綜合治理中,阜新市生態環境治理發展有限公司引入 2 臺大疆機場無人值守設備,為生態環境重建項目提供重要數據支撐。




露天礦生態環境治理

人工巡查難度大,危險性高


1953 年,海州露天礦正式投產;2005 年,礦區因資源枯竭關停;2014 年,礦區宣布全面關閉。


在長達 60 余年的開采中,該露天礦形成了東西長 3.9 公里、南北寬 1.8 公里、深約 350 米的城市“傷疤”,同時在礦坑周邊還存在近 20 平方公里的矸石山和工礦廢棄地,殘煤自燃問題突出,生態環境退化,地質災害頻發,極端天氣下礦坑(區)水災嚴重,影響周邊群眾的生命財產安全。


在海州露天礦的生態環境治理中,傳統人力巡查面臨諸多難題。該露天礦總面積達 8 平方公里,礦區道路崎嶇難行,且礦坑內早晚霧氣繚繞,施工區域煙塵過大,導致能見度低,人工難以對關鍵區域進行快速清晰的巡查。此外,礦區地質災害頻發、殘煤自燃等安全隱患,人工巡查危險性極高。


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海州露天礦煙塵過大,能見度低


為此,海州露天礦區部署 2 臺大疆機場,遠程制定飛行計劃、自動執行任務。大疆機場有著強大的環境適應性,具備 IP55 高防護等級,可從容應對海州露天礦區的煙塵環境,在礦區建模、礦區日常巡檢、自燃點監測等場景得到應用。


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部署于海州露天礦的大疆機場




重建礦區模型:

分析土方量、監測道路和邊坡裂縫

礦區的實景模型是進一步監控、分析的數字基礎。海州露天礦區 2 臺大疆機場分別設在南幫項目和北幫項目,工作人員利用大疆司空 2 新版本航線編輯器,以第一視角,“所見即所得”高效地大疆機場遠程規劃航線。


海州露天礦共規劃 25 條航線,無需人員抵達現場,無人機即可全自動化采集數據,并通過大疆智圖建模軟件生成三維模型,提供數據基礎。


在南幫中部項目,現場需要治理的土地約 27000 平方米。施工過程中,土方量測量是一個重要環節。為實現對土方量的計算,工作人員將航線高度設置為 100 米,大疆機場每月進行 1 次土方量測量,并通過精細化建模,計算土方填充量。


用于計算土方量的模型


國開行項目區位于礦區西南側,為了平整路面,該區域鋪設了長達 1400 米的水泥路面。該區域地勢較低,山體信號遮擋嚴重。得益于 M30T 機場版搭載 4G 模塊,有效解決無人機作業中的信號不佳問題。


工作人員規劃 2 條航線,無人機每周執行一次任務,對水泥路面裂縫進行檢查。同時,通過周期性建模,多期數據分析對比,對裂縫擴大趨勢進行預判。


通過模型發現水泥路裂縫


邊坡地質監測是露天礦區管理中必不可少的內容之一?;谇捌诘木毣瘜嵕澳P停刭|工程師分析查看邊坡裂縫,工作人員為大疆機場設置周期性帶狀航線,采集數據建模。


與此同時,結合地面人工的查看,與無人機采集數據建成的模型,兩者相結合分析得出邊坡裂縫趨勢。未來,隨著無人機應用的深入,人工實地查看將被完全取代,實現空地一體的全方位、全自動邊坡地災監測。


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邊坡裂縫




監測殘煤自燃:

紅外熱成像相機及時發現燃點

由于廢棄露天礦遺留殘煤太多,礦區自燃現象時有發生,影響生態環境和居民健康。通常而言,自燃的火源點存在于多個地方,并且位置比較隱蔽,單靠人工巡查難以及時發現。


為了實現對自燃點的預測和實時監控,工作人員基于前期制作的紅外三維模型,并結合海州露天礦的特殊地形,針對性規劃仿地飛行航線。


大疆經緯 M30T 機場版無人機自帶紅外熱成像相機,可穿透礦區現場的濃煙、大霧,實時對礦區燃點進行測溫,并直接獲取現場燃點信息、地理位置信息等。


殘煤自燃現象最高溫度可達 400℃,利用熱成像相機的溫度告警功能,無人機一旦發現高溫區域將立即報警,方便工作人員快速定位,及時通過注水降溫、注漿隔氧等方式滅火。


紅外相機識別到自燃點




遠程監測礦區:

大疆機場“指令飛行”高效巡查


在海州露天礦現場,利用無人機高空視角,可實現 360 度無死角航拍,實時監測礦區是否有違規作業、偷排垃圾、違規取土、挖采煤矸石、違規排水等現象。


一旦發現異常,即可立刻開啟大疆機場指令飛行功能,下達指點飛行任務,飛至目標點,對現場進行偵查、標記,并及時通知工作人員前往處理。靈活機動的操作,大大提高處置效率。


大疆機場執行指令飛行任務


在長期治理中,礦山植被修復取得一定成效,但這也引來周圍牧民違規放牧。由于礦區面積大,牧民違規放牧難以管理。部署大疆機場后,工作人員每天規劃 5 個巡查架次,通過 M30T 機場版的變焦相機,最大 16 倍光學變焦,200 倍混合變焦,清晰捕捉羊群影像信息。


無人機巡查違規放牧


大疆機場覆蓋區域廣闊,可在機場 7 公里半徑內執行巡查任務。在海州露天礦,大疆機場還可以對礦區周圍生態環境治理區域的全方位巡查。在周邊的礦山公園旅游景點,無人機對礦區假山、噴泉等設施進行巡查,在周末或節假日旺季,監測景區人員流動情況,景區管理更高效、更智能化。


無人機對周圍進行巡查


通過大疆機場,工作人員不再需要深入危險區域,直接利用無人機進行高空拍攝、巡查,有效降低了人員現場作業的風險。與此同時,無人機還具備高效、機動性等優勢,快速發現問題,管理人員及時處理,避免安全事故發生。未來,礦山治理將向智慧型轉變,通過大疆機場與其他智能化設備,逐步實現無人化治理。



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