Применение беспилотных летательных аппаратов в горнодобывающей промышленности

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-33-37

А.М. Кулешов , А.Г. Богачук, К.А. Колесников, И.О. Паничкин, М.А. Марковский
Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.33-37

Резюме: На протяжении последних десяти лет беспилотные летательные аппараты активно применяются в горнодобывающей отрасли для выполнения различных задач, начиная от разведки полезных ископаемых и заканчивая рекультивацией промышленных территорий. Особое внимание в исследовании уделено задачам аэромагнитной съемки, маркшейдерских работ и мониторинга хвостохранилищ. Преимущества использования беспилотных летательных аппаратов заключаются в повышении эффективности, снижении операционных затрат и рисков, а также в улучшении качества данных, получаемых в режиме реального времени. Приведены примеры успешного применения беспилотных летательных аппаратов для создания цифровых моделей рельефа, картирования геологических структур и мониторинга состояния склонов и горных выработок. Отмечена высокая точность и оперативность получения данных с использованием современных технологий фотограмметрии и программного обеспечения, что способствует оптимизации процедуры планирования и обеспечению более высокого уровня безопасности производственных процессов. Несмотря на значительный прогресс в использовании беспилотных летательных аппаратов, существует необходимость в дальнейшем изучении их применения для более комплексных задач, таких как интеграция данных цифровых моделей в производственные процессы и разработка методов их использования в подземных условиях.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, маркшейдерское дело, трехмерные модели, хвостохранилище, аэромагнитная съемка

Для цитирования: Кулешов А.М., Богачук А.Г., Колесников К.А., Паничкин И.О., Марковский М.А. Применение беспилотных летательных аппаратов в горнодобывающей промышленности. Горная промышленность. 2024;(5S):33–37. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-33-37

Информация о статье

Поступила в редакцию: 21.07.2024

Поступила после рецензирования: 02.10.2024

Принята к публикации: 09.10.2024

Информация об авторах

Кулешов Артем Михайлович – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Колесников Константин Александрович – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Богачук Анатолий Григорьевич – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Паничкин Илья Олегович – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Марковский Максим Андреевич – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Гришин И.А., Козлова А.Е., Дерина Н.В., Великанов В.С., Хамидулина Д.Д., Логунова Т.В. Реализация возможностей использования беспилотных летательных аппаратов в горном деле. Уголь. 2022;(5):36–41. https://doi.org/10.18796/00415790-2022-5-36-41 Grishin I.A., Kozlova A.E., Dyorina N.V., Velikanov V.S., Khamidulina D.D. Logunova T.V. Implementing the potential of unmanned aerial vehicle in mining. Ugol’. 2022;(5):36–41. (In Russ.) https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-5-36-41

2. Тихонов А.А., Акматов Д.Ж. Актуальность применения мультикоптеров на производстве. Горный информационноаналитический бюллетень. 2019;(1):55–62. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2019/1/55_62_1_2019.pdf (дата обращения: 06.09.2024). Tikhonov A.A.1, Akmatov D.Zh. Time to use multicopters in industry. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(1):55–62. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2019/1/55_62_1_2019.pdf (accessed: 06.09.2024).

3. Иванова Ю.Н., Иванов К.С., Бондарева М.К. Иванов И.Г., Жуковe А.О. Применение беспилотных летательных аппаратов при геологоразведочных и поисково-оценочных работах. Исследование Земли из космоса. 2021;(1):78–88. https:// doi.org/10.31857/S0205961421010061 Ivanova Yu.N., Ivanov K.S., Bondareva M.K., Ivanov I.G., Zhukov A.O. The use of unmanned aerial vehicles for the search and prediction of ore mineralization. Issledovanie Zemli iz Kosmosa. 2021;(1):78–88. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/ S0205961421010061

4. Ren H., Zhao Y., Xiao W., Hu Z. A review of UAV monitoring in mining areas: current status and future perspectives. International Journal of Coal Science & Technology. 2019;6:320–333. https://doi.org/10.1007/s40789-019-00264-5

5 Dering G.M., Micklethwaite S., Thiele S.T., Vollgger S.A., Cruden A.R. Review of drones, photogrammetry and emerging sensor technology for the study of dykes: Best practises and future potential. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2019;373:148–166. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.01.018

6. Park S., Choi Y. Applications of unmanned aerial vehicles in mining from exploration to reclamation: A review. Minerals. 2020;10(8):663. https://doi.org/10.3390/min10080663

7. Malehmir A., Dynesius L., Paulusson K., Paulusson A., Johansson H., Bastani M. et al. The potential of rotary-wing UAV-based magnetic surveys for mineral exploration: A case study from central Sweden. The Leading Edge. 2017;36(7):552–557. https:// doi.org/10.1190/tle36070552.1

8. Døssing A., da Silva E.L.S., Martelet G., Rasmussen T.M., Gloaguen E., Petersen J.T., Linde J. A high-speed, light-weight scalar magnetometer bird for km Scale UAV magnetic surveying: on sensor choice, bird design, and quality of output data. Remote Sensing. 2021;13(4):649. https://doi.org/10.3390/rs13040649

9. Parshin A., Bashkeev A., Davidenko Yu., Persova M., Iakovlev S., Bukhalov S. et al. Lightweight unmanned aerial system for time-domain electromagnetic prospecting – the next stage in applied UAV-Geophysics. Applied Sciences. 2021;11(5):2060. https://doi.org/10.3390/app11052060

10. Курбатова В.В., Волин А.М., Ломакина Н.Е., Гарифулина И.Ю. Обоснование рационального применения беспилотных летательных аппаратов при маркшейдерском обслуживании открытых горных работ на руднике «Дукат». Горный журнал. 2023;(4):16–19. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.04.03 Kurbatova V.V., Volin A.M., Lomakina N.E., Garifulina I.Yu. Justification of UAV smart use range in surveying of Dukat open pit mining area. Gornyi Zhurnal. 2023;(4):16–19. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2023.04.03

11. Martelet G.; Gloaguen E.; Døssing A.; Lima Simoes da Silva E.; Linde J.; Rasmussen T.M. Airborne/UAV multisensor surveys enhance the geological mapping and 3D model of a pseudo-skarn deposit in Ploumanac’h, French Brittany. Minerals. 2021;11(11):1259. https://doi.org/10.3390/min11111259

12. Акматов Д.Ж., Николайчук В.В., Тихонов А.А., Шевчук Р.В. Радарная интерферометрия как дополнение к классическим методам наблюдений за сдвижением земной поверхности. Горная промышленность. 2020;(1):144–147. https:// doi.org/10.30686/1609-9192-2020-1-144-147 Akmatov D.Zh., Nikolaichuk V.V., Tikhonov A.A., Shevchuk R.V. Radar interferometry as supplement to classical methods to observe earth’s surface displacement. Russian Mining Industry. 2020;(1):144–147. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/16099192-2020-1-144-147

13. Raj P. Use of drones in an underground mine for geotechnical monitoring. Master’s. Thesis, The University of Arizona, Phoenix, AZ, USA, 2019. Available at: https://core.ac.uk/download/pdf/222806204.pdf (accessed: 06.09.2024).

14. Turner R.M., MacLaughlin M.M., Iverson S.R. Identifying and mapping potentially adverse discontinuities in underground excavations using thermal and multispectral UAV imagery. Engineering Geology. 2020;266:105470. https://doi.org/10.1016/j. enggeo.2019.105470

15. Татаринов В.Н., Акматов Д.Ж., Маневич А.И., Шевчук Р.В. Иерархический подход к оценке устойчивости геологической среды в геомеханических исследованиях. Горный журнал. 2024;(1):15–21. https://doi.org/10.17580/gzh.2024.01.03 Tatarinov V.N., Akmatov D.Zh., Manevich A.I., Shevchuk R.V. Hierarchical approach to assessing sustainability of geological environment in geomechanical studies. Gornyi Zhurnal. 2024;(1):15–21. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2024.01.03

16. Rauhala A., Tuomela A., Davids C., Rossi P.M. UAV remote sensing surveillance of a mine tailings impoundment in sub-arctic conditions. Remote Sensing. 2017;9(12):1318. https://doi.org/10.3390/rs9121318

17. Тихонов А.А., Акматов Д.Ж. Обзор программ для обработки данных аэрофотосъемки. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(12):192–198. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-12-0-192-198 Tikhonov A.A., Akmatov D.Zh. Review of aerophotography data processing programs. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2018;(12):192–198. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-12-0-192-198