استفاده از تکنولوژی پهپاد ها در طراحی استخراج معادن روباز و زیرزمینی، وضعیت کنونی، چالش های پیش رو و چشم اندازهای آینده

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 گروه استخراج،دانشکده معدن ،دانشگاه صنعتی اصفهان،اصفهان،ایران

2 گروه استخراج، دانشکده معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشگاه صنعتی اصفهان دانشکده مهندسی معدن

چکیده

فتوگرامتری دیجیتال در حال تبدیل شدن به یک روش رایج، پرکاربرد و پرطرفدار برای نقشه برداری و مدلسازی های زمین شناسی و برداشت ویژگی های توده های سنگی است که در معادن به طور گسترده استفاده می شود. چالش ثبت داده‌های زمین‌شناسی و ساختاری در مناطق غیرقابل دسترس معادن، حتی در صورت استفاده از روش‌های فتوگرامتری زمینی،کماکان پابرجاست. بنابراین مدل‌های ژئوتکنیکی معادن و بانک داده‌های ژئومکانیکی معادن به صورت مجموعه داده‌های ناقص باقی می‌مانند. حفریات عظیم زیرزمینی نگهداری نشده مانند کارگاه های استخراج، پتانسیل ایجاد ریزش های بزرگ را دارند، اما با رفع خلاء های برداشت داده‌های ژئوتکنیکی در مناطق غیرقابل دسترس، می‌توان خرابی‌های احتمالی را از طریق تحلیل سینماتیکی ناپیوستگی‌های برداشت شده‌ی منطقه پیش‌بینی کرد. پیاده‌سازی عملیات و سهولت کار با این پهپاد ها در معادن زیرزمینی و پیشرفت‌های اخیر در سیستم‌های تشخیص موانع، امکان بررسی های دقیقترو انجام فتوگرامتری در معادن را فراهم کرده است. همواره مساله مدلسازی توده سنگ درزه دار مورد توجه متخصصان و مهندسان علم مکانیک سنگ بوده است، زیرا شناخت هرچه بهتر توده سنگ اثر مستقیم بر طراحی ، هندسه معدن و سیستم نگهداری دارد. در این مطالعه مروری، ابتدا درآمدی بر اهمیت مطالعه درزه سنگها و عوامل موثر بر مکانیزم تشکیل آنها بیان شده و سپس مطالعات موردی از مدلسازی توده سنگ درزه دار با استفاده از داده های هوابرد از طریق پهپاد ها ارائه شده است. همچنین چالش های استفاده از انواع پهپاد ها در صنعت معدنکاری برای مطالعات پیش رو ذکر شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Implementation and Integration of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Technology in Open-Pit and Underground Mining Operations: A Comprehensive Analysis of Current Applications, Emerging Challenges, and Future Prospects in the Mining Engineering

نویسندگان [English]

  • amirhossein vahedi 1
  • Alireza Baghbana 2
  • Amin Azhari 3
  • Ahmad Rahmani-Shahraki 4
1 department of mining engineering, isfahan university of technologyTisfahan, iran
2 department of mining engineering, Isfahan university of technology, Isfahan, Iran
3 Department of Mining Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
4 دانشگاه صنعتی اصفهان دانشکده مهندسی معدن
چکیده [English]

Digital photogrammetry has emerged as a prevalent, widely adopted, and popular technique for mapping and modeling geological features, as well as for the characterization of rock masses in mining operations. Despite the utilization of ground-based photogrammetry methods, the persistent challenge of capturing geological and structural data in remote mining regions remains, leading to incomplete geotechnical models of mines and geomechanical mining databases. The lack of comprehensive data acquisition in inaccessible areas can have significant consequences, such as the potential for major collapses in massive underground excavations, including extraction stopes.

The kinematic analysis of a region's discontinuities can serve as a valuable tool for predicting potential failures by addressing the gaps in geotechnical data acquisition in inaccessible areas. The practical implementation and ease of use of unmanned aerial vehicles (UAVs) or drones in underground mines, coupled with recent advancements in obstacle detection systems, have facilitated precise photogrammetric surveys in mining environments. These technological advancements have enabled the collection of high-resolution imagery and accurate topographic data, even in challenging mining conditions.

The modeling of jointed rock masses has long been a focal point for geomechanics specialists and rock mechanics engineers, given the direct influence of a comprehensive understanding of rock masses on design, mining geometry, and maintenance systems. This review study initially underscores the significance of investigating jointed rock masses and elucidates the factors influencing their formation mechanisms, including geological structures, tectonic forces, and weathering processes. By examining these factors, researchers can develop more accurate models of jointed rock masses, which can inform decision-making in mining operations.

The study then presents case studies of modeling jointed rock masses using aerial data collected via drones, highlighting the potential of this technology for enhancing the accuracy and efficiency of geotechnical data acquisition. The use of drones in data collection offers several advantages, including reduced costs, increased safety, and the ability to collect data in challenging environments. However, the challenges of utilizing various drones in the mining industry for future studies should not be overlooked. These challenges include the need for specialized training, regulatory compliance, and the development of robust data processing and analysis protocols. By addressing these challenges, researchers can fully leverage the potential of digital photogrammetry and drone technology for geotechnical modeling and mining operations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • rock mass modeling
  • 3D modeling
  • fracture mapping
  • 3D visualization
  • photogrammetry

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 14 مهر 1403
  • تاریخ دریافت: 21 فروردین 1403
  • تاریخ بازنگری: 14 مهر 1403
  • تاریخ پذیرش: 14 مهر 1403