Маркшейдерская съемка лазерными сканерами. Подземные выработки, очистные пространства, склады и насыпи
Современной тенденцией и необходимостью является использование современных лазерных сканеров для сложных и опасных работ в горнодобывающей промышленности. На данный момент мобильные 3D сканеры используются для построения цифровых моделей рудников, расчета объемов выработки/камер, определения объемов складов и отслеживания измений. Наши работы по использованию лазерных сканеров в горном деле представлены:
Yotube Alfascaner LLC
Неоспоримые плюсы использования портативных лазерных сканеров:
- Легкость сканера и высокая скорость сканирования. Маркшейдерская съемка происходит во время обхода горной выработки, склада со сканирующим сенсором в руках. Сенсор устанавливается на веху длиной до 6 метров. Дальность действия сканера 100 метров. Процесс набора измерений отображается на контрольном устройстве. Любой человек может провести съемку на ходу и создать цифровую модель. Такая оперативность получения данных дает возможность вовремя и точно определять геометрические параметры рудников и складов с наименьшими рисками. Высокая детализация объектов изысканий позволяет получать точные данные, на основе которых в программах можно быстро построить каркас шахты или создать цифровую модель, произвести расчеты;
- Сканирование не требует дополнительного съемочного обоснование. Координатная привязка происходит по контрольным точкам (тахеометрическим), которые фиксируются в процессе сканирования;
- Точные результаты получаются в самых сложных условиях: пыль, влага, полная темнота, удаленность.
- Большим преимуществом систем является возможность загрузки облаков точек в ГГИС предприятия, для дальнейшего использования и обработки.
Одним из лидером в производстве портативных 3D лазерных сканирующих систем и ПО к ним для применения на земле, под землёй и в воздухе является американская компания Greenvalley Intrnational, имеющая сборочное производство в Шеньджене. Ее решение LiBackpack 50 в рюкзаке является самым быстрым и точным для решения задач горнодобывающих предприятий. Мобильные сканирующие решеия LiBackpack получают широкое применение в маркшейдерском деле в условиях цифровизации в горнодобывающей отрасли на рудниках с подземным способом отработки для получения актуальной информации о состоянии горных выработок, очистных камер, складов и прочих объектов рудника и дальнейшая адаптация результатов для использования в ГГИС. Проведенные нами испытания портативных лазерных 3D систем показали самую высокую точность с наименьшим шумом, отсутствием параллельных линий и артефактов. Компания является разработчиком математических SLAM алгоритмов и собственного ПО, что позволяет достигать самой протяжённой траетктории сканироания более 2000 метров в отличие от аналогичных систем.
Портативный лазерный сканер LiBackpack состоит из лидара, контрольного устройства, рюкзака, аксессуаров и программного обеспечения. Есть портативные сканеры со встроенным модулем ГНСС для сканирования крупных наземных объектов и панорамной камерой для детализации мелких объектов и просмотра любого момента съемки с разворотом на 360о.
Важное значение имеет промышленное исполнение. Для применения сканера в условиях рудника необходима высокая защищенность сканера, использование промышленных LEMO разъёмов, специальных материалов, встроенной быстрозаряжаемой и ёмкой интелектуальной батареи для обеспечения работы системы и автоматической сшивки на ходу.
По облаку точек в специализированных программах строится цифровая модель объекта с возможностью исчислений геометрических параметров: объемов, длин, сечений и т.д.
Облако точек загружается в ГГИС предприятия с целью дальнейшей обработки и использования. Возможна дополнительная обработка результатов лазерного сканирования в различных программных обеспечениях, Кредо Майнфрейм, Surpac и др.
Расчет объема горной выработки по результатам сканирования портативным сканером LiBackpack является самым точным (3см) и оперативным решением на современном этапе. При проведении промышленных испытаний данный метод определения выработки показал высокую точность по сравнению с традиционными методами. Неоспоримым преимуществом является легкость и быстрота получения данных. На съемку и привязку объекта к местной системе координат протяженностью 150 метров уходит 15 минут. На обработку и получение объемов менее 1 часа. Большая встренная пямять более 500 Гб.
Портативная лазерная сканирующая система это инструмент получения оперативной и достоверной метрической информации о сложных объектах и это первооснова цифрового двойника. Ведь эффективно управлять можно тем, что можно точно измерить. Ведуще горнодобывающие предприятия в России, а также ВГСЧ МЧС России уже используют LiBackpack.
Применение LiBackpack 50 на примере подземной выработки
- Быстрое определение объемов выработки
- Построение сечений тоннелей
- Подготовка цифровых моделей подземных объектов для планирования расположения оборудования, датчиков и т.д
- Сбор фактических данных для определения отклонения фактического и проектного расположения объектов
- Сбор данных для геоинформационных систем ГГИС Micromine и др.
Применение LiBackpack 50 для определения объемов продукции, сырья, вскрыши на открытых/закрытых складах и отвалах
