Wysokie loty

Liczne możliwości zastosowania i potencjalne korzyści sprawiają, że bezzałogowe pojazdy latające (unmanned aerial vehicles – UAV), zwane potocznie dronami, są w kopalniach coraz częstszym widokiem.

W porównaniu z większymi samolotami załogowymi, drony zapewniają większą precyzję i manewrowalność. Mogą one latać na niższych wysokościach i monitorować nierówne powierzchnie, takie jak rozpadliny i elementy wystające.

Wszystkie te zalety, a także niskie zużycie paliwa, sprawiają, że można oczekiwać szybkiego wzrostu stosowania dronów w kopalniach. Coraz więcej firm projektuje drony przeznaczone specjalnie do zastosowań w górnictwie, takich jag odwzorowywanie terenu, monitoring i komunikacja.

Przykładem może być produkująca drony firma  Aibotix, zakupiona w lutym 2014 r. przez szwedzką Hexagon Group. Dron Aibot X6 tej firmy jest wyposażony w wiele inteligentnych czujników, takich jak odbiornik GPS, żyroskop, akcelerometr, barometr, magnetometr oraz czujniki ultradźwiękowe. Wszystko to umożliwia lot bezzałogowy. Dron startuje, ląduje oraz wykonuje zdjęcia całkowicie automatycznie. Może również lecieć po trasie ustalonej wcześniej na komputerze.  Dron posiada zabezpieczenia takie jak GPS używane do celów szkoleniowych oraz funkcję powrotu do domu na wypadek awarii sygnału lub wyczerpania się baterii.

Podczas swoich autonomicznych lotów Aibot X6 może wykonywać georeferencyjne zdjęcia o wysokiej rozdzielczości kopalni odkrywkowych za pomocą cyfrowych aparatów fotograficznych, czujników hiperspektralnych oraz termowizorów.  Zdjęcia są potem przerabiane na ortofotografie, modele w 3D oraz chmury punktowe obrazujące teren z dokładnością do 10 mm. Drony te stosowane są do monitorowania kopalni odkrywkowych, zwłaszcza w Australii i Ameryce Południowej.

– Zastosowanie dronów w tych częściach świata, a także w Afryce, ma ogromny potencjał – mówi  Jörg Lamprecht, dyrektor wykonawczy Aibotix.

Mapy i monitorowanie

Drony mogą być dziś wykorzystywane do generowania map w 2D i 3D istniejących kopalni oraz w ramach prac poszukiwawczych. Można z ich użyciem tworzyć również „ortomozaiki”, korzystając z procesu zwanego ortorektyfikacją, który przekształca zdjęcia terenu w ortozdjęcia. Mają one podobne właściwości jak mapy, jednak deformacje optyczne, np. spowodowane perspektywą, są skorygowane. Połączone ze sobą ortozdjęcia tworzą ortomozaikę. Jest to niezwykle zaawansowany produkt, stosowany do uaktualniania map, pokazujący w szczegółowy sposób krajobraz i będący nieocenioną pomocą w pracach poszukiwawczych.

Inną przydatną funkcją dronów jest monitorowanie, stosowane głównie w celu szacowania ilości składowanego materiału i odpadów. Oznacza to na przykład ocenę zapasów czy obliczanie ilości składowanego i wywiezionego materiału. Drony mogą również monitorować rurociągi, stabilność stoków i przestrzeganie norm ekologicznych. Znajdują również zastosowanie w ochronie terenu kopalni. Są także przydatne w inspekcjach zbiorników flotacyjnych, zwłaszcza tych położonych w niebezpiecznych i trudno dostępnych miejscach.

W 2014 r. jedna z największych kopalni diamentów w Australii Zachodniej z powodzeniem wykonała monitoring swojej kopalni za pomocą drona Aibot X6. Podczas ośmiu lotów, każdy trwający 10-15 minut, dron wykonał przegląd prawie stuhektarowego terenu kopalni. Wszystkie zebrane dane posłużyły jako podstawa dla stworzenia ortofotografii – chmury punktowej w 3D z dokładnością odwzorowania 2 – 6 cm.

– Dzięki zastosowaniu Aibot X6 otrzymaliśmy niezwykle precyzyjne dane o kopalni odkrywkowej, co nie byłoby możliwe z użyciem samolotu załogowego – podkreśla Sam van Eldik z firmy CADS Survey, która wykonała pracę

Bardzo niskie koszty

Jedną z największych zalet dronów są niskie koszty ich użytkowania. W porównaniu z helikopterem lub samolotem załogowym, dron jest z reguły znacznie tańszy i wymaga obsługi jedynie jednej osoby, a nie kilkuosobowego zespołu.

W kopalni Pueblo Viejo w Republice Dominikańskiej do gromadzenia danych wcześniej stosowano detektor świetlny oraz lokację skanerową (LiDAR). Zastosowanie drona eBee firmy SenseFly spowodowało dziewięciokrotne obniżenie kosztów.

– Całkowity koszt zakupu, napraw i modernizacji sześciu dronów wyniósł 120 000 dolarów w ciągu dwóch lat – mówi Sean Jefferys, główny geodeta w firmie Puablo Viejo. – Jeden dron wykonuje około 300 lotów zanim potrzebne są jakiekolwiek naprawy. Możemy zbadać dużo większe obszary, uzyskując znacznie pełniejsze dane, niż jakąkolwiek inna metodą.

Przyszłość latania

Podobnie jak jest to ze wszystkimi nowymi technologiami, regulacje dotyczące dronów są jeszcze w powijakach i w wielu krajach ich stosowanie może być utrudnione z powodu ograniczeń prawnych. Nie istnieją powszechnie uznane standardy i protokoły regulujące sposób, w jaki drony i samoloty załogowe mają dzielić między sobą przestrzeń powietrzną. W USA drony mogą być używane jedynie przez instytucje publiczne, podczas gdy w wielu innych krajach muszą one pozostać w zasięgu wzroku operatora. Jednak szybki rozwój tej technologii zmusi niebawem rządy do stworzenia odpowiednich uregulowań prawnych.

Obecnie drony są raczej technologią uzupełniającą samoloty załogowe. Mają one ograniczony okres eksploatacji i mogą przenosić jedynie niewielkie ładunki, co ogranicza wielkość obszaru, jaki mogą badać. W przemyśle górniczym zaczynają one odgrywać coraz większą rolę. Perspektywy są obiecujące, tym bardziej, że technologia ta szybko się rozwija.