Когда говорят о беспилотниках, обычно думают про съемки красивых мест с воздуха во время путешествий. Но возможности таких устройств гораздо шире — дроны умеют залетать в шахты и анализировать руду, следить за состоянием дорог и даже ловить преступников. Вместе с Эдуардом Абатуровым, ведущим маркшейдером АО «Стойленский ГОК» группы НЛМК, разбираемся, как коптеры меняют металлургию.
Виды летательных аппаратов
Сейчас есть два варианта беспилотников: самолетного типа (для удобства будем называть его крылом) и квадрокоптеры. Исходя из конструктивных особенностей, они нужны для разных целей.
Крыло за счет высокой скорости полета позволяет за один вылет (продолжительностью около часа) снять примерно 2-3 кв. км. Поэтому его используют для масштабных съемок: облет карьера или даже всего предприятия — например, для оценки состояния горных работ в конкретный момент.
Один вылет квадрокоптера — это около 20-30 минут, а его скорость сильно ниже, чем у крыла. Правда, он может зависать в воздухе, резко менять направление полета, им легче управлять. Поэтому его используют для точечных съемок — например, для оценки крупных агрегатов и другой инфраструктуры.
Месторождения железной руды влияют на магнитные поля, а вместе с этим и на встроенные в коптер компас и гироскоп, из-за чего иногда полеты превращаются в попытку обуздать автоматику и вернуть гаджет на нужный курс.
Крыло для полетов не нуждается в ориентировании на стороны света, им управляет пилот и сигнал GPS. Поэтому его можно запускать там, где коптеру летать не стоит, рядом с крупными залежами.
Для чего нужны беспилотники?
- Подземные и заброшенные шахты
Шахты, которые пока разрабатываются, — не всегда безопасны для людей, а заброшенные еще более опасны. Вероятность обвала, горючие природные газы, низкое содержание кислорода — все это легко может стать угрозой для жизни и здоровья человека.
Квадрокоптеры за счет небольшого размера и высокой маневренности легко могут разведать даже самые удаленные уголки подземных лабиринтов. При этом помимо обычных камер на них можно поставить инфракрасные детекторы и эхолокаторы. Они построят 3D-модель пространства даже без света и помогут геологам выяснить размер залежей и содержание железа в руде. Кроме того, дрон всегда можно оборудовать детектором газов — данные помогут принять меры предосторожности при дальнейшей работе.
- Помощь геологам в подготовке взрывов
Руда добывается при помощи взрывов. Для этого на карьере бурят скважины, куда закладывается взрывчатка. При этом геологам важно понимать, куда именно их именно закладывать: какого размера область с залежами руды, какое в них содержание железа, нет ли возможных осложнений вроде подземного резервуара с метаном или опасными тяжелыми металлами.
Дроны с тепловизорами, лидарами и фотокамерой умеют точно рассчитывать все эти параметры и повышают точность определения зоны взрыва. А прямо перед взрывом с помощью дронов можно убедиться, что рядом нет людей или техники, которые могут пострадать.
Картинка с воздуха дает возможность проанализировать, какой должна быть сетка скважин со взрывчаткой, ведь плотность взрывов также влияет как на «поведение» руды, так и на размер фрагментов породы.
- Оценка гранулометрического состава
Звучит сложно, но пугаться не стоит.
После взрыва в карьере образуется развал. Это огромная куча кусков породы разного размера. Потом они отправляются в мельницу для дробления. Чтобы использовать время и ресурсы эффективно, нужно заранее вносить в программу мельницы параметры получившейся породы, включая ее размер. Важно и содержание в руде железа.
Людям нельзя находиться в месте развала после взрыва, поэтому возможность применять беспилотники стала очень важным и полезным решением. Крыло помогает делать снимки кусков породы с разной высоты и в разном масштабе. Дальше их анализирует специальный софт — и на выходе специалисты понимают, с какой рудой имеют дело и где расположены более мелкие или крупные куски.
За счет более точной настройки простои мельниц сокращаются на несколько часов в месяц — это экономия больших сумм.
- Оценка качественного состава руды
Горная порода после взрыва неоднородна: где-то железа больше, где-то меньше — куски разлетаются в разные стороны, и замеры, сделанные геологами, теряют смысл. Но когда руду отправляют на дробление и дальнейшую обработку, очень важно понимать, сколько железа содержится в субстрате.
Людям на месте развала по технике безопасности находиться нельзя, до использования беспилотников состав руды моделировался специальным софтом. Из-за крайне большого числа факторов, влияющих на поведение породы после взрыва, точность таких моделей не идеальна — порядка 80%.
Кадры, сделанные при помощи крыла, повышают точность модели до 99%. Геологи определяют, какое содержание железа в разных местах развала еще до моделирования. И, исходя из этих данных, карьерные экскаваторы и самосвалы направляют к нужным участкам взорванной породы.
- Анализ состояния инфраструктуры
На предприятиях есть крупные агрегаты — например, отвалообразователи или роторные комплексы. Каждый из них — в высоту в несколько десятков метров. Детали оборудования нужно регулярно инспектировать. Раньше для проверок привлекали рабочих с вышкой, но это сложный процесс, который занимает часы.
Сейчас для этого используют квадрокоптеры с камерой высокого разрешения. Так можно увидеть даже больше нюансов, чем при осмотре вручную: компактный и маневренный дрон легко подлетает даже к тем частям агрегата, куда человеку забраться затруднительно. Если команда рабочих за один раз может осмотреть только несколько точек, то на кадрах с коптера видно куда больше.
Еще один сценарий использования: квадрокоптеры помогают быстрее среагировать в случае, если где-то произошла авария. Беспилотник можно оперативно запустить и в течение пары часов понять, что именно случилось и какой масштаб повреждений.
Дроны позволяют облетать территорию предприятия, цеха и другие здания, объекты горных работ, накопители промышленных отходов и временные свалки для оценки их состояния. А поскольку производители предлагают множество вариантов навесного оборудования, квадрокоптер можно использовать, например, для оценки теплопотерь — для этого применяется тепловизор.
- Построение транспортной логистики
Карьерные самосвалы работают круглосуточно и за один день перевозят по несколько тысяч тонн руды. За счет своих размеров и массы грузов они потребляют крайне много топлива; снижение скорости езды из-за ям и других препятствий может обойтись предприятию в миллионы рублей.
Карьер — это несколько десятков километров дорог. Пути самосвалов меняются раз в несколько недель — после каждого нового взрыва. Логистам нужно иметь очень четкое представление о том, как и где лучше всего проложить маршрут: какие дороги уже перестали существовать, какие стали слишком узкими, где машины проезжают слишком часто или слишком медленно.
Если раньше осмотры велись «с земли», то теперь специалисты наблюдают за состоянием дорог с высоты птичьего полета. До недавнего времени кадры с беспилотника обрабатывали вручную. Сейчас используют специальные программы, алгоритмы по фотографии определяют, где именно может проехать самосвал и исходя из этого строят карту расположения дорог. Дальше программа автоматически выделяет цветом износ и загруженность: зеленый — нормально, красный — критично.
Все это помогает гораздо быстрее направить бригаду для ремонтных работ или просто перераспределить транспортные потоки, чтобы не было заторов и простоев. За счет применения новых технологий процесс оценки состояния дорог ускоряется до пяти раз, потребление топлива сокращается на 6%, снижается изнашиваемость шин.
Дроны повышают эффективность бизнеса, скорость проведения работ — задачи, решение которых раньше занимало около двух недель, с помощью беспилотников решаются за 2-3 дня. Они также повышают производительность труда и безопасность сотрудников. Беспилотники — уже надежные помощники для нас, но для них можно придумать еще десятки применений.
Читать далее:
Ученые приблизились к разгадке тайн пирамид: как древние люди смогли их построить
Раскрыт механизм сохранения здоровья печени в пожилом возрасте
Физики объяснили «космическую нестыковку» Хокинга: как это изменит науку