مقدمة:
معظم المناجم والمعادن توجد في مناطق جبلية. تتميز هذه المناطق بتضاريس مرتفعة جدًا، ومنحدرات حادة، ومناطق صخرية. لذا، فإن إجراء عمليات المسح والرسم الخرائطي في هذه المناطق ليس بالأمر السهل للبشر. إن عمليات المسح والرسم الخرائطي في صناعة التعدين تعتبر واحدة من أصعب الصناعات وأكثرها خطورة في العالم. يتم استخدام الطائرات بدون طيار(الدرون) في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل المسح والرسم الخرائطي والبحث والإنقاذ والمراقبة والتخطيط العمراني والإدارة. في الآونة الأخيرة، أظهرت صناعة التعدين زيادة في استخدام الطائرات بدون طيار(الدرون) للعمليات الروتينية في التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض. تهدف هذه الدراسة إلى إجراء مراجعة لتطبيق تكنولوجيا الطائرات بدون طيار(الدرون) في مجال المسح والرسم الخرائطي في صناعة التعدين.
ما هو المسح التعدين بواسطة الطائرات بدون طيار(الدرون)؟
يمكن للمتخصص الحصول على بيانات جوية دقيقة عن مواقع التعدين باستخدام مسوحات التعدين بواسطة الطائرات بدون طيار(الدرون)، مما يمكن أن يحسن الإنتاجية والتخطيط والسلامة وإدارة المخزون وغيرها من المجالات. تستخدم مسوحات التعدين بواسطة الطائرات بدون طيار(الدرون) في قطاع التعدين مركبات جوية بدون طيار مجهزة بكاميرات RGB لالتقاط صور للموقع من زوايا متعددة. بعد ذلك، يتم تحليل البيانات باستخدام برامج التصوير الفوتوغرامي المتطورة لإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد مع وسم الموقع الجغرافي وخطوط المستوى ونماذج السطح الرقمي (DSMs) ونماذج التضاريس الرقمية (DTMs) وتمثيلات أخرى لموقع التعدين يمكن للمشغلين استخدامها للدراسة المعمقة.
يمكن لمشغلي الطائرات بدون طيار(الدرون) ذوي الخبرة أيضًا الحصول بسهولة على تقدير واضح لحجم المخزون، مما يساعد في الرقابة على المخزون والمخزونات. يمكن أيضًا استخدام الطائرات بدون طيار (الدرون) عالية الجودة بالاشتراك مع برامج التعدين المتطورة للحصول على بيانات متخصصة في الصناعة، مثل ارتفاعات الحواجز الأمنية والقمم والأصابع وحدود الطرق والعرض والقمم والمنحدرات والطول أو التغيير في الارتفاع لموقع التعدين. بغية حماية سلامة العمال، يمكن أيضًا للذكاء الاصطناعي تحديد بسهولة المناطق في موقع التعدين التي قد تكون خطرة.
لماذا يتم استخدام الطائرات بدون طيار(الدرون) في التعدين؟
أصبح استخدام الطائرات بدون طيار(الدرون) في التعدين أمرًا شائعًا في العديد من الشركات بسبب تطبيقاتها الحاسمة والثورية. بفضل تكنولوجيا الطائرات بدون طيار(الدرون) والذكاء الاصطناعي، جلبت مركبات الطائرات بدون طيار(الدرون) الحياة إلى قطاع التعدين. بفضل القدرة على إدارة مواقع التعدين الضخمة بكفاءة، وتوفير إدارة شاملة للمحاجر، وتوفير معلومات موثوقة عن حالة الموقع، يمكن لشركات التعدين اتخاذ القرارات بسرعة وبدون تردد. بفضل الإضاءة الشاملة على مشاريع التعدين، أصبح من الأسهل التنسيق مع أعضاء الفريق، سواء داخل الموقع أو خارجه، بطريقة أكثر موثوقية.
أحد الأسباب الرئيسية التي جعلت الطائرات بدون طيار(الدرون) شائعة جدًا في صناعة التعدين هو أن البيانات التي تحصل عليها مركبات الطائرات بدون طيار(الدرون) تقلل من الحاجة إلى عمال في الموقع لاستخدام تقنيات المسح التقليدية التي تتطلب منهم زيارة مواقع التعدين الخطرة أو الصعبة الوصول. وليس هذا فحسب، بل بفضل التطورات في التكنولوجيا، يمكن إكمال المسوحات بواسطة الطائرات بدون طيار (الدرون) بتكلفة تقريبًا تصل إلى نصف تكلفة الأساليب التقليدية الأكثر موثوقية وتعطي بيانات أكثر دقة.
ما هي التطورات التي تؤثر على قطاع التعدين؟
مراقبة وتفتيش - يعتقد أن قطاع التعدين هو أحد أكثر القطاعات خطورة بالنسبة للعمال. وترتبط أنشطة التعدين بمخاطر عديدة، بما في ذلك سقوط الصخور، والرطوبة الزائدة، وتسربات الغاز، وانفجارات الغبار، والفيضانات، وغيرها من الحالات غير الملائمة التي تعرض سلامة العمال للخطر. اعتمد قطاع التعدين على الطائرات بدون طيار وتكنولوجيا الطائرات بدون طيار(الدرون) لأغراض المراقبة الشاملة والتفتيش على الآبار العميقة. يمكن الآن إجراء فحص معدات التعدين بسرعة وبتكلفة معقولة دون الحاجة إلى قوة عمل ذات خبرة مثلما كان في الماضي. تكون صور الطائرات بدون طيار(الدرون) الجوية، التي تعتمد على أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) ومستشعرات RGB المتميزة لجمع البيانات، أكثر دقة وموثوقية من أي نوع من تقنيات المراقبة أو التفتيش التقليدية. تستخدم الطائرات بدون طيار(الدرون) على نطاق واسع في صناعة التعدين لأنها توفر بيانات تقلل من الحاجة إلى عمال في الميدان لزيارة مناطق التعدين الخطرة أو الصعبة الوصول، وهذا أحد أسباب شعبية تلك الاستخدام. علاوة على ذلك، فإن قياسات الطائرات بدون طيار(الدرون) تكاد تكون مجانية تقريبًا مقارنة بالأساليب التقليدية الأكثر شيوعًا، وتقدم التطور التكنولوجي جمع بيانات أدق.
رسم الخرائط - إحدى المهام الأصعب والأكثر استهلاكًا للوقت التي يجب على صناعة التعدين القيام بها بشكل منتظم هو رسم الخرائط الجوية. يتم تقليل تكلفة التصوير الجوي الدقيق بنسبة 90٪ مقارنةً بطائرات الطيران المسيرة التقليدية بفضل استخدام طائرات بدون طيار(الدرون) عالية الجودة وطياري طائرات بدون طيار(الدرون) على الموقع الملمين. يمكن تحويل البيانات الجغرافية المجمعة إلى صور جوية مصدقة ونماذج ثلاثية الأبعاد مع قياسات حجم مهمة.
تخزين المخزون - تتطلب مهمة تتبع المخزون جهدًا شاقًا ولكنه ضروري للسلامة في أي صناعة. يشكل التغير المستمر في ارتفاع ومساحة الكومة المخفية في الموقع مشكلة مستمرة لقطاع التعدين. نظرًا لأن هذه المخزونات غير منتظمة، فمن الصعب تحديد كميتها بدقة باستخدام الأساليب التقليدية مثل قياس GNSS. تعجز التقنيات التقليدية لهذا النوع من العمليات عن إنتاج قياسات متسقة وقد تضع مساحي الأراضي في خطر. تمكّن الطائرات بدون طيار الشركات التعدينية من الحصول بكفاءة وبشكل متكرر على معلومات حيوية.
اجهزة الاستشعار المستخدمة في الطائرات بدون طيار (الدرون) في التعدين:
الضوء بالأشعة تحت الحمراء (IR).
أجهزة استشعار فوق الصوتية.
أجهزة استشعار الألوان الأحمر والأخضر والأزرق (RGB).
كاميرات ثنائية العدسة.
أجهزة استشعار ليزر لقياس المسافات.
أجهزة استشعار LiDAR.
رادار فائق العرض النطاق الترددي (UWB).
التصوير الفضائي فوق الطيفي.
أجهزة استشعار مغناطيسية جوية.
الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة (VNIR).
أجهزة استشعار جودة الهواء.
فوائد تكنولوجيا الطائرات بدون طيار(الدرون) في صناعة التعدين:
تجميع بيانات عالية الدقة
توفر تقنية التصوير بواسطة الطائرات بدون طيار(الدرون) صورًا وفيديوهات دقيقة وعالية الدقة بالمقارنة مع التفتيش التقليدي والمسوحات والرسم البياني للمناجم التي تتم على الأرض.
جمع البيانات بشكل أسرع
تسمح مسوحات الطائرات بدون طيار(الدرون) لمواقع المناجم بجمع البيانات بشكل أسرع بمعدل يصل إلى 30 مرة أسرع من المسوحات التقليدية التي يقوم بها العاملون.
زيادة كفاءة العمل
أصبح استخدام بيانات الصور من الطائرات بدون طيار(الدرون) في عمليات التعدين أكثر إنتاجية وكفاءة. يعتمد العمال على المعلومات الدقيقة التي تقدمها الطائرات بدون طيار(الدرون) ويتخذون قرارات مستنيرة بشكل أسرع. تم تحويل الوقت الذي كان يستخدم في تفتيش مواقع المناجم في العمليات التقليدية إلى تنفيذ عمليات تعدين أخرى مهمة من قبل العمال.
اقتصادية (نهج فعال من حيث التكلفة)
تقنية المسوحات والرسم البياني بواسطة الطائرات بدون طيار(الدرون) توفر العديد من التكاليف والموارد والوقت مقارنة بالمسوحات التقليدية التي تتم على الأرض.
دقة أعلى
يتم تجميع الصور من الطائرات بدون طيار(الدرون) بدقة أعلى مقارنة بالمسوحات التقليدية. تشجع تكنولوجيا الطائرات بدون طيار(الدرون) صناعة التعدين على الحصول على بيانات صور أكثر دقة ومنهجية لعمليات التعدين مثل تقدير حجم المناجم. وفقًا لمواصفات الطائرة بدون طيار، يتوفر دقة تصل إلى ± 10 سم في تجميع بيانات الصور.
أمان العمال
يتم إجراء المسوحات والرسم البياني والتفتيش والمراقبة للمناجم باستخدام الطائرات بدون طيار(الدرون) في مناطق بعيدة تمامًا، ولا يتطلب وجود أعضاء الطاقم في الجرف أو منطقة الجبل أو المواقع الخطرة.
الاستنتاج:
لزيادة الإنتاجية والسلامة في المناجم، من الضروري الاستفادة من التقدم التكنولوجي وتنفيذه. حلول جمع البيانات وتصورها بواسطة الطائرات بدون طيار(الدرون) ضرورية أيضًا. يتيح التقدم في تقنيات الاستشعار والطائرات بدون طيار(الدرون) القدرة على جمع مختلف أنواع البيانات بكفاءة مع وجود ترميز جغرافي وتغطية مسافات ضخمة في المناجم. يمكن إرسال الفريق الفني بسرعة إلى مناطق التعدين الحرجة بفضل قدرة الطائرات بدون طيار(الدرون) على توفير كميات ضخمة من البيانات للدراسة والتقييم، على الرغم من وجود بعض القلق بشأن البيئة قد يمنع استخدام الطائرات بدون طيار(الدرون) في جميع الحالات. يمكن إنشاء أجهزة استشعار لجمع البيانات الخاصة بقطاع التعدين مع توسع استخدام تكنولوجيا الطائرات بدون طيار(الدرون) في القطاع. يمكن أيضًا توجيه الجهود البحثية نحو تطوير أنظمة ملاحة مناسبة للاستخدام في المناجم السطحية وتحت الأرض، حيث قد لا تكون إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دائمًا متاحة. سيعزز هذا قدرة الطائرات بدون طيار(الدرون) على العمل في مساحات ضيقة ومليئة بالغبار.