Статья опубликована на сайте Geology for Investors (https://www.geologyforinvestors.com). Переведено и напечатано с разрешения владельцев ресурса. Перевод с англ.: С. С. Верхозин, АО «Иргиредмет»
Не по дням, а по часам
Рынок беспилотных летательных аппаратов (БПЛА или дронов) развивается с такой огромной скоростью, что не каждая горнодобывающая компания успевает за его тенденциями. Можно даже сказать, что за один календарный месяц сектор производства БПЛА делает скачок, эквивалентный одному году, и уследить за всеми изменениями в этой отрасли очень и очень сложно. А дроны предлагают горнодобывающей промышленности все более невероятные возможности. В связи с этим каждой компании, предприятию или инвестору необходимо понимать и углублять свои знания в этой новой и перспективной области.
Внедрение БПЛА превращает горнодобывающую промышленность в настоящий фронт технологического развития, помогает находить более простые и безопасные способы разведки и картографирования месторождений полезных ископаемых. Благодаря возможностям контролировать объемы и состояние отвалов, изучать и наносить на карты объекты разведки, отслеживать перемещение и состояние оборудования — спектр потенциальных сфер применения дронов на рудниках практически бесконечен. БПЛА невероятно эффективны, экономичны в использовании на любом этапе работ: при разведке, планировании, согласовании, на горных работах, рекультивации.
Столь же быстро увеличивается и полезная грузоподъемность дронов (вес приборов и оборудования, которые он может на себе нести). Задачи, которые было проблематично выполнить с помощью БПЛА еще год назад, сегодня можно решить с помощью новых моделей. Самые заметные успехи применения современных дронов наблюдаются в сельском хозяйстве, однако геологоразведочное и горнодобывающее направления отстают не так уж сильно. Удивительно, что перемены, которые привносят дроны в разведку и добычу, происходят именно там, где несколько лет назад от подобных технологий только отмахивались. В значительной степени распространение БПЛА было обусловлено энтузиазмом инвесторов, вкладывающих средства в занимающиеся дронами стартапы.
Одно из самых замечательных преимуществ использования беспилотных летательных аппаратов — экономичность. В использовании они обходятся намного дешевле, чем пилотируемые аппараты, что полностью меняет подход к исследованию новых участков, за меньшую стоимость дает более качественные результаты. Дроны все чаще закупаются предприятиями для промышленных целей, позволяя существенно экономить и предоставляя при этом уникальные, ценные и важные для решения конкретных задач результаты. Так, например, сегодня составление карты участка в высоком разрешении с помощью БПЛА занимает меньше одного рабочего дня, а то и вовсе пару часов. Камеры на современных аппаратах дополняются миниатюрными и высококачественными датчиками.
В дополнении к вышесказанному, миниатюризация различных компонентов БПЛА вроде модулей GPS и компьютерных плат внесла свой вклад в то, что применяемые промышленностью дроны стали легче, то есть могут проводить в воздухе больше времени и покрывать большую площадь. Поскольку аппараты беспилотные, они способны летать на очень малых высотах, что позволяет получать снимки невероятного разрешения. И напротив, обычному пилотируемому аппарату, который летает на высоте 600–1500 м, для аэросъемки нужны чрезвычайно мощные камеры. Дрон в свою очередь может пролететь над участком на высоте порядка 75 м, требования к разрешению съемки при этом снижаются, а качество данных увеличивается.
Сегодня с помощью БПЛА уже на ранних этапах геологоразведочных работ можно получить аэроснимки местности за сумму в пару тысяч долларов США. Использование обычного летательного аппарата для решения этой же задачи даст не только менее качественные результаты, но и обойдется раз в десять дороже. Благодаря такой экономии необходимые изображения поступают в распоряжение специалистов очень быстро, что выгодно с точки зрения снижения объемов полевых работ.
Кроме аэроснимков, полученные дроном данные могут быть использованы для построения точных топографических карт и подготовки ГИС-информации по отдаленным участкам. Обычно за топографическую съемку отвечают геодезисты, которые работают с земли. Раньше приходилось оплачивать работу целой партии, которая обходила объект, устанавливала специальные позиционные точки, которые впоследствии использовались при создании карты. В наши дни все это можно проделать при помощи БПЛА, без необходимости установки контрольных точек на поверхности (конечно, в зависимости от масштаба: если речь идет о точности в пределах сантиметра, без наземных контрольных точек не обойтись). На основе сочетания аэроснимков и данных по разведке местности современный специалист получает подробную репрезентацию любого объекта в трехмерном масштабе. Такие возможности на ранних стадиях способствуют существенному повышению качества планирования проекта, снижению расходов на разведку, ускоряют процесс выполнения полевых работ.
БПЛА в моделировании ресурсов
Горнодобывающие компании также применяют беспилотные летательные аппараты и другие методы высокоточного топографического картографирования для оценки размеров месторождения и, следовательно, его ценности. Дроны в этом случае используют с целью построения объемной трехмерной модели запасов с точностью в пределах сантиметра. Затем на основе построенной модели определяется количество руды или минерального сырья месторождения. Мониторинг запасов позволяет с течением времени анализировать измерения в их объемах, что очень полезно с точки зрения переработки материала.
Аналогичный подход внедряется и для количественного изучения размеров карьера: строится трехмерная модель объекта, затем подсчитывается объем пустого пространства. Спустя определенный промежуток времени совершается новый пролет БПЛА по объекту, определяется объем материала в карьере, производится контроль за производительностью горных работ. На рис. 1 представлен пример использования программного пакета Pix4D для создания ортомозаичной и цифровой моделей поверхности (англ. Digital Surface Model, DSM) на основе данных, полученных с использованием БПЛА eBee RTK, оснащенного камерой SODA.
После программной обработки ортомозаичной модели с ее преобразованием в трехмерную модель производится расчет объемов и площади карьера или любого другого топографического объекта. Программное обеспечение зачастую продают в комплекте с БПЛА в виде комплексного продукта, однако на рынке можно найти и отдельные решения, например Drone Deploy. В Drone Deploy данные загружаются на сервер, где обрабатываются и отправляются в окончательном виде пользователю. На рис. 2. показан пример применения данного программного обеспечения для анализа объемов и площади карьера.
БПЛА в геофизических исследованиях
Наконец, самая передовая сфера применения дронов в горнодобывающей промышленности — получение геофизических данных. Одним из лидеров в данном направлении является канадская компания Pioneer Aerial Surveys, входящая в состав крупной компании Global UAV Technologies, занимающейся использованием БПЛА для дистанционного зондирования, а также беспилотных аппаратов вертолетного типа вроде Procyon 800E.
Специалисты Pioneer Aerial Surveys разработали первый на рынке БПЛА, оборудованный аэромагнитным сенсором systemin 2014, и впоследствии стали крупнейшей на сегодня фирмой по предоставлению услуг в области геофизических исследований с использованием дронов. Она сотрудничает с такими компаниями, как DeBeers Diamonds, Rio Tinto, TECK, SSR Mining, работает на четырех континентах в более десятка стран мира.
Еще одним крупным игроком в этом секторе является компания GEM Systems, разработавшая квантовый магнитометр GEM DRONEmag™, предназначенный специально для проведения магнитных исследований. Этот ультралегкий калиевый магнитометр позволяет получать изображения высокого разрешения и низкого шумового порога (высокой чувствительности), который можно использовать в комбинации с разными моделями БПЛА, выпускаемыми GEM Systems, в том числе дроном-градиентомером с фиксированным крылом Monarch, многороторным дроном GEM Copter, беспилотным летательным аппаратом вертолетного типа GEM Hawk. Таким образом, заказчик может приобрести как отдельный датчик, так и полный комплект средств. В отличие от исключительно сервисной фирмы Pioneer Aerial Surveys, GEM Systems также продает комплектующие компаниям, желающим организовать изыскания самостоятельно.
Выводы
Хотя число горнодобывающих компаний, заинтересованных в проведении исследований с помощью БПЛА, постоянно растет, многие из них сталкиваются с определенными трудностями, связанными в частности с необходимостью принятия решения касательно организации собственного профильного отдела или обращения в сторонние фирмы, предоставляющие соответствующие услуги.
Организация исследований с использованием БПЛА своими силами требует существенных инвестиций в обучение персонала и закупку оборудования, поэтому большинство компаний выбирают вариант сотрудничества со специализированными фирмами. Кроме того, многие геологоразведочные подрядчики располагают и дронами, и сопутствующим оборудованием и могут выполнять соответствующие работы.
Конечно, маловероятно, что дроны будут применять на каждом предприятии, но сама технология, совершенно очевидно, в горнодобывающей промышленности прижилась. Пока инвесторы и геологоразведчики будут стремиться к получению комплексной информации по интересующим их объектам, распространение БПЛА в отрасли будет приобретать более массовый характер. Более того, все чаще полученные дронами данные начинают использовать для продвижения и рекламы проектов, поэтому с точки зрения инвестиций становится как никогда важно понимать основы работы беспилотных летательных аппаратов, их ограничения и преимущества.
