Обнаружение изменений и мониторинг конвергенции

Геотехнические решения

Достижение большей наглядности в масштабе для подтверждения стабильности
В подземной добыче смещение массива горных пород вследствие выемки может иметь серьёзные последствия — от травмирования персонала до незапланированных задержек с последующими финансовыми потерями.
В шахте редко можно предсказать, где произойдут резкие изменения, поэтому способность эффективно и оперативно контролировать изменения и сходимость по всей выработке имеет решающее значение для предотвращения инцидентов и минимизации влияния на производство и, следовательно, на прибыльность.
Однако лишь малая часть кубических километров, затронутых горнодобывающими процессами, доступна для наблюдения через скважины или фронты выемки. Поэтому получение достаточного объёма данных, позволяющего подтвердить стабильность всех зон выработки, представляет собой серьёзную задачу.
Кроме того, обработка данных до состояния, пригодного для анализа, — крайне трудоёмкий и ручной процесс. В результате многие горнодобывающие предприятия отстают по частоте и масштабу мониторинга, часто не достигая ни собственных стандартов, ни требований, необходимых для оптимальной безопасности и операционной эффективности.

Ограничения традиционных методов
В настоящее время основным методом оценки изменений в подземной добыче является damage mapping (картографирование повреждений), включающее аннотирование двумерных разрезов шахты с выделением зон повреждений. Несмотря на то, что данный подход позволяет охватить значительную площадь, он подвержен человеческим ошибкам.
Другой вариант — использование ленточных или цифровых экстензометров для измерения конкретных точек в шахте. Хотя такие устройства обеспечивают высокую точность, из-за неоднородности массива горных пород (разные свойства в различных местах выработок, тоннелей или сечений) полученные результаты не могут отразить изменения по всей выработке.
Более современные технологии, такие как тахеометры или стационарные лазерные сенсоры, обеспечивают высокую точность, однако их возможности ограничены малой зоной охвата.
Каждый из этих методов имеет своё применение, но и свои ограничения. В результате многие подземные рудники сталкиваются с нехваткой масштаба, частоты и надёжности мониторинга, подвергая риску как безопасность, так и прибыльность.

Дополнение традиционных методов с помощью SLAM
Использование SLAM-технологии (Simultaneous Localization and Mapping, одновременная локализация и картографирование) в дополнение к традиционным практикам позволяет внедрить более совершенную систему мониторинга. Например, SLAM способен быстро отсканировать всю шахту и выявить смещения с умеренной или высокой точностью. Это обеспечивает более точные и количественные данные, чем damage mapping.
В случае с экстензометрами карта шахты, созданная с помощью SLAM, позволяет точно определить места для их установки в будущем для подтверждения смещений. Или, например, тахеометр может зафиксировать изменение в конкретной инфраструктуре (например, смещение на 1–2 мм у входа в шахту), а SLAM дополнит это возможностью быстрого картографирования больших площадей. Аналогично, стационарный лазер может отслеживать смещение камеры дробилки во время очистных работ, тогда как SLAM обеспечит контроль гораздо большей зоны.
Многие рудники уже используют SLAM-технологии для сканирования всей площадки и создания базовой модели. Однако совмещение этих сканов остаётся трудоёмким и ручным процессом, обычно требующим применения сложного стороннего программного обеспечения.

Оптимизированное для замкнутых пространств и подземных шахт, применимое как в твёрдых породах (обнаружение изменений), так и в мягких (контроль сходимости), решение Emesent по обнаружению изменений и контролю сходимости сочетает в себе мобильную SLAM-технологию быстрого сбора данных с более быстрым, простым и повторяемым процессом обработки. Это позволяет горнодобывающим компаниям регулярно сканировать выработки на больших площадях и контролировать изменения с использованием точных количественных данных.
Решение устраняет необходимость сегментации данных, ручного совмещения или использования стороннего программного обеспечения и требует минимального участия пользователя. В итоге обеспечиваются более стабильные и количественно измеримые результаты относительно зон изменений или дилатации, а также скорости их развития на больших площадях. Эти данные могут быть дополнены другой информацией для проведения анализа первопричин или выяснения факторов, вызвавших изменения. Такой подход делает возможным более регулярный и масштабный мониторинг, помогая инженерам — от геомехаников до маркшейдеров — принимать более обоснованные решения и снижать риски.

Решение Emesent