نوشته شده توسط علی احمدیان | 11 ژوئن 2025 | زمان انتشار: 11:33
مقدمه
نقشه برداران معدن به طور دقیق عملیات مربوط به معدن را اندازه گیری می کنند تا طراحی، برنامه ریزی عملیات و تعیین و بهبود ایمنی هر عملیات معدنی سطحی و زیرزمینی را انجام دهند. برای اینکه پروژه به نتیجه مطلوب برسد، تمام این جنبه ها از اهمیت بالایی برخوردار هستند. با تجهیزات مناسب، یک نقشه بردار معدن با تجربه می تواند مناطق سطحی و زیرزمینی سایت معدن را ترسیم کند و خطراتی را که می تواند برای پرسنل خطرآفرین باشد شناسایی کند و بسیاری از امور مثل هدایت ماشین آلات در معدن را انجام دهد. در مجموع، نقشه برداری با کیفیت پروژه های معدنی می تواند در بهبود ایمنی، کارایی و بهره وری عملیات استخراج تفاوت چشمگیری ایجاد کند.
سیستم های کنترل ماشین یک پیشرفت باورنکردنی برای صنعت ساخت و ساز است. اما منظور از کنترل ماشین چیست؟ اساساً به این معنی است که ماشینهای مورد استفاده در ساختوساز با دقت بیشتری کنترل میشوند تا در محیط خود به طور مؤثر کار کنند.
پس چگونه این کار را انجام می دهند؟ کلید سیستم های کنترل ماشین به GPS و GNSS مربوط می شود. به این صورت که سیگنالهای GPS و GNSS توسط گیرنده دریافت میشوند و مرجع موقعیت و ارتفاع را در نقطه مورد نظر ارائه میدهند.
نقشه برداری دقیق در هدایت ماشین آلات در پروژه های معدنی به این شکل عمل می کند که اطلاعات GNSS برای مدیریت موثر استخراج معدن و جابجایی مواد زائد مورد استفاده قرار می گیرد. تجهیزات GNSS بر روی بیل ها و کامیون های حمل و نقل نصب شده و اطلاعات موقعیت را به یک سیستم کنترل کامپیوتری برای مسیریابی بهینه ماشین آلات حمل و نقل ارائه می دهد. همچنین از اطلاعات موقعیت یابی برای ردیابی سطل های مواد استخراج شده توسط بیل استفاده می شود تا به مکان مناسب در معدن (سنگ شکن، زباله دان و …) هدایت شوند. اطلاعات موقعیت یابی توسط مته های سوراخ انفجاری برای بهبود شکستگی مواد سنگ و کنترل عمق حفر استفاده می شود. در ادامه به چگونگی استفاده این تکنولوژی در معدن و اثرات آن در عملیات خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
نقشه برداری در صنعت معدن کارکردی حیاتی در ارائه اطلاعات ضروری به عملیات معدنی دارد. از توسعه سایت معدن گرفته تا بررسی های توپوگرافی، آنتن ها یا گیرنده های هوشمند GNSS، کنترلرها و تبلت های داده های میدانی و نرم افزارهای نقشه برداری و نگاشت، همگی دقت و کارایی بالاتر را برای سایت های استخراج معدن به ارمغان می آورند.
یکی از راه حل های بهینه و کاربردی ای که نقشه برداری در عملیات معدن ارائه می دهد هدایت و ناوبری ماشین آلات معدنی است. سنسورهای گیرنده GNSS به طور خاص برای موقعیت یابی دقیق و قابل اعتماد، اتوماسیون و هدایت کامیون های حمل و نقل، ماشین های حفاری، نوار نقاله معدن، بیل مکانیکی، بولدوزر و سایر ماشین ها طراحی شده اند. در واقع استفاده از GPS در معادن بهینه سازی حمل و نقل و مدیریت ناوگان را به همراه دارد. حمل و نقل و مدیریت ناوگان کارآمد برای یک عملیات معدنی موفق ضروری است. گیرنده های GPS نصب شده بر روی ماشین آلات معدن، سیگنال های شبکه ای از ماهواره ها را دریافت می کنند که به دور زمین می چرخند. این سیگنال ها اطلاعات موقعیت یابی آنی را ارائه می دهند و به اپراتورها این امکان را می دهند که مکان دقیق تجهیزات خود را در هر زمان مشخص کنند.
فناوری GPS امکان ردیابی دقیق وسایل نقلیه و تجهیزات، بهینه سازی مسیرها و کاهش مصرف سوخت را فراهم می کند. با استفاده از داده های موقعیت یابی آنی، اپراتورهای استخراج می توانند کارآمدترین مسیرها را شناسایی کنند، از مناطق شلوغ اجتناب کنند و استفاده از ناوگان خود را بهینه کنند. این گیرنده ها بهره وری و ایمنی اپراتور را افزایش می دهد و در عین حال صحت داده های ارائه شده توسط تجهیزات را افزایش می دهند و استخراج روباز را مقرون به صرفه تر و کارآمدتر می کند.
علاوه بر این، فناوری GPS هماهنگی و اعزام موثر ناوگان را تسهیل می کند. اپراتورها می توانند محل وسایل نقلیه را نظارت کنند، منابع را به طور موثر تخصیص دهند و به نیازهای عملیاتی در حال تغییر به موقع پاسخ دهند. این رویکرد ساده زمان بیکاری را به حداقل می رساند، بهره وری را بهبود می بخشد و هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.
همچنین گیرنده GPS به معدن چیان کمک میکند تا بلوک حفاری را که از آن حفاری میکنند و کامیونهای بارگیری را ردیابی کنند. دانستن اینکه از کدام بلوک حفاری بارگیری می شود، به مسیریابی برای اپراتورهای کامیون کمک میکند تا درمورد محل تخلیه بار اطلاع داشته باشند. این یعنی نقشه برداری دقیق در حمل محموله و مواد استخراج شده از معدن کاربرد مهمی دارد.
در صورتی که بتوان موقعیت سه بعدی المان های حفاری ماشین آلات معدن و مکانیسم های استخراج مرتبط با آن را با دقت نسبتا مشخصی تعیین کرد، می توان چندین کار در رابطه با کنترل ماشین آلات را با سرعت بیشتر و به صورت راحت تری انجام داد. در این رابطه:
از جمله مواردی است با استفاده از نقشه برداری دقیق می توان آن ها را تسهیل کرد.
اما به صورت کلی استفاده از فناوری کنترل ماشین آلات معدنی با استفاده از GNSS در معدن می تواند در بهبود عملکرد و کارایی مزایای زیر را داشته باشد:
یک پیمانکار از اهمیت درست و دقیق بودن اطلاعات در محل سایت اطلاع دارد. فناوری کنترل ماشین آلات اندازه گیری های دقیقی را که برای به دست آوردن استانداردهای دقت بالا نیاز دارید را فراهم می کند. این سیستم شما را قادر میسازند تا سریعتر کار کنید و پروژههای خود را طبق برنامه به اتمام برسانید. متعاقبا می توان کارهای بیشتری را انجام داد و درآمد را افزایش داد. همچنین با کاهش خطاهای انسانی، زمان لازم برای تنظیمات دستی کاهش پیدا خواهد کرد که زمان و بهره وری پروژه را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
سیستمهای کنترل ماشین آلات میتوانند حوادث را در محل کار کاهش دهند. این حوادث می توانند منجر به دور ماندن اعضای تیم از کار، منجر به پرداخت غرامت گران به کارگران، کاهش بهره وری شوند. این تکنولوژی به افراد کمک می کند تا با بهبود دید و آگاهی، به اهداف پروژه دست یابند و اعضای تیم را قادر می سازد تا موقعیت های بالقوه خطرناک را پیش از وقوع پیش بینی کرده و از آنها اجتناب کنند. به عنوان مثال، سایت های شغلی معمولا مکان های پر خطر با ماشین های متعدد در حال حرکت هستند. حسگرهای مجاور ماشین ها به اپراتورها برای جلوگیری از برخورد کمک می کنند.
کنترل ماشین آلات در معدن کمک می کند تا ضایعات کمتری تولید شود هزینه های مربوط به آن کاهش یابد. همچنین شرکت ها به دنبال راه هایی برای کاهش مصرف و کاهش هزینه های مربوط به سوخت هستند. کنترل ماشین آلات معدنی با استفاده از فناوری GNSS کمک می کند عملیات کارآمدتر و مقرون به صرفه تر پیش برود. همچنین این اتوماسیون می تواند دوباره کاری را کاهش دهد.این مزیت دیگری است که از تاخیرهای پیش بینی نشده و گران پروژه جلوگیری کنید و سود حاصل از عملیات افزایش می یابد.
زمان در پروژه های ساخت و ساز یک نوع سرمایه است. هرچه یک شرکت بتواند سریع تر پروژه های خود را تکمیل کند، درآمد بیشتری از طریق افزایش حجم کار ایجاد می کند. افزایش سرعت کار توسط کنترل ماشین آلات در پروژه های ساخت و ساز معمولاً قابل توجه، قابل اندازه گیری و تاثیرگذار است. با دسترسی به دادههای مرتبط و آنی، میتوانید تصمیمات سریعتر و آگاهانهتری بگیرید که به شرکت شما مزیت رقابتی میدهد.
کنترل ماشین آلات معدنی به شما کمک میکند تا زمانهای چرخه سریعتر و افزایش خروجی را در فرآیند کار داشته باشید. همچنین ممکن است با استفاده بهینه از تجهیزات خود عملکرد بهتری را تجربه کنید.
در یک پروژه عموما کارفرما به دنبال راههایی برای به حداقل رساندن هزینههای نیروی کار است که میتواند یکی از بزرگترین هزینهها در یک پروژه ساخت و ساز باشد. فناوری پیشرفته کنترل ماشین آلات می تواند اتکای پروژه به نیروی انسانی را برای بسیاری از وظایف محل کار کاهش دهد و به افزایش سودآوری کمک کند.
استفاده از داده های GNSS برای کنترل ماشین آلات معدنی به این معنی است که می توان سرعت، عملکرد و بهره وری را با حفظ کیفیت بالا افزایش داد. سیستمهای کنترل ماشین آلات، استانداردسازی روشهای عملیاتی را آسان و عملی میکنند و آنها را قابل پیشبینیتر میکنند.
آینده نگرترین پروژه های معدنی برای برنامه ریزی و اجرای موفقیت آمیز هر مرحله پروژه بر داده های هدفمند و مرتبط تکیه می کنند. برخی از با ارزشترین مزایای کنترل ماشین آلات معدنی، قابلیتهای دقیق و جامع جمعآوری دادهها، از جمله نظارت و گزارشدهی آنی درست و در دسترس است.
کسی که مسئول پروژه است می تواند تصمیمات سریع و دقیق مبتنی بر داده بگیرد که دقت را افزایش می دهد و بازار و مزیت رقابتی قابل توجهی به دست می آورد. همچنین ممکن است پیشرفت های قابل توجهی را در بهینه سازی فرآیند تجربه کند که به نیروی کار این اجازه را می دهد که کارهای بیشتری را در زمان کمتری انجام دهند.
از جمله فناوری هایی که در گیرنده های GNSS برای هدایت ماشین آلات استفاده می شود عبارتنداز:
فناوری سیستم موقعیت یاب جهانی(GPS) در صنعت معدن، کارایی عملیات استخراج را افزایش داده است که مزایای کلیدی متعددی را برای اپراتورهای معدن ایجاد کرده است. علاوه بر دسترسی به دادههای مکان مبنای دقیقتر بهعنوان یک کاربرد کلیدی GPS در استخراج، فناوری GPS میتواند به روشهای مختلفی در پروژه استفاده شود تا بر حوزههای کلیدی عملیات استخراج معدن تأثیر بگذارد و سود حاصل از پروژه را افزایش دهد.
دراینجا به بررسی پنج جنبه کلیدی استخراج معدن می پردازیم که از فناوری موقعیت یابی و ردیابی آنی(Real-Time ) بهره می برند و سبب افزایش دقت کار و کاهش خطا می شوند.
1) هدایت حفاری برای دقت بالاتر عملیات:
یکی از کاربردهای اصلی GPS در استخراج از معدن، هدایت ماشین آلات حفاری به هنگام عملیات است. سیستم های حفاری انفجاری مبتنی بر GPS نیاز به بررسی دستی معدن را از بین می برند و در عین حال هنگام هدایت دکل حفاری برای افزایش ایمنی، دقت و بهره وری عملیات حفاری و شمع بندی، کنترل و هدایت میکنند.
2)مدیریت کارآمد ناوگان:
یکی دیگر از کاربردهای GPS در استخراج، مدیریت بهتر ناوگان است. وسایل نقلیه مدیریت ناوگان مانند کامیون ها، گریدرها، بولدوزرها و لودرها با ردیاب های GPS برای موقعیت یابی آنی و نظارت بر تجهیزات معدن نصب شده اند. از طریق این ردیابها، ایستگاه کنترل مرکزی همیشه به مکان دقیق همه تجهیزات دسترسی خواهد داشت. این امر به اپراتورها امکان دسترسی به اطلاعات مفید در طول زمان بندی و برنامه ریزی را می دهد و همچنین نیازهای ضروری تجهیزات را در هر زمان و موقعیت و در هر بخشی از عملیات که ایجاد میشوند، برطرف میکند. با دید جامع تر بر روی محل کار، اپراتورهای معدن تصمیمات به موقع و آگاهانه تری برای پشتیبانی کارآمدتر از عملیات استخراج می گیرند.
3)نقشه برداری و نگاشت:
نقشه برداری و نگاشت از عملیات حیاتی در استخراج معادن هستند زیرا باعث به حداقل رساندن ریسک یافتن مناطقی با منابع ناکافی برای توجیه حفاری می شوند. هنگام نقشه برداری محل معدن، نقشه برداران به دنبال نشانه هایی از ذخایر معدنی با غلظت بالای سنگ معدن هستند که بازده بالقوه عملیات معدن را افزایش می دهد. با استفاده از ردیابی موقعیت مبتنی بر ماهواره در طول بررسیهای زمینشناسی، نقشهبرداران میتوانند دادههای مکانی دقیقتر و صحیح تری را در مکانهای معدنی بالقوه به دست آورند. این امر از طریق به دست آوردن مختصات دقیق سایت های حفاری و در عین حال به حداقل رساندن خطر ناشی از بودن در مناطق پر خطر امکان پذیر است. علاوه بر این، فناوری GPS به خط دید متکی نیست و بدون توجه به شرایط آب و هوایی قابل استفاده است. این راه را برای دستیابی به داده های مکانی دقیق و قابل اعتماد هموار می کند.
4)افزایش ایمنی و امنیت محل سایت:
سایتهای معدن با خطرات ایمنی بسیاری مواجه هستند و احتمال آسیب یا مرگ همیشه وجود دارد. با این حال، پذیرش فناوری GPS می تواند به کاهش بسیاری از نگرانی های مربوط به ایمنی و رفاه کارگران در داخل سایت معدن کمک کند. در حالی که یک ردیاب GPS برای تجهیزات می تواند برای افزایش کارایی استفاده شود، می توان از آن برای کاهش خطراتی که کارگران روی زمین با آن مواجه هستند نیز استفاده کرد. از طریق این ردیاب ها می توانید فعالیت های پرسنل عملیاتی تجهیزات سنگین را ثبت و پیگیری کنید. این به شما امکان می دهد رفتارهای بالقوه پرخطر را شناسایی کرده و اقدامات اصلاحی سریع را برای از بین بردن آن خطر انجام دهید. ردیاب GPS برای تجهیزات همچنین می تواند همراه با برنامه های کاربردی مفیدی که برای هشدار دادن به اپراتورها در مورد خطرات در محل یا در صورت نیاز به کمک برنامه ریزی شده اند، استفاده شود.
GPS همچنین دارای قابلیتی است که به اپراتورهای معدن اجازه میدهد محیطهایی مجازی را برای ایمن کردن یک منطقه در هنگام انجام فعالیتهای بالقوه خطرناک، تنظیم کنند. اینها شامل مناطق انفجار، مناطق ممنوعه، مناطق اضطراری و اعمال محدودیت سرعت در برخی از مناطق معدن است. پس از اعمال تنظیمات لازم در مناطق، کارگران هر زمان که وارد منطقهای شوند که برای ایمنی آنها خطری ایجاد میکند، فوراً مطلع میشوند، مانند زمانی که وارد منطقه انفجار میشوند.
5)ردیابی بهتر
با استفاده از فناوری GPS، اپراتورهای معدن قادر به دریافت تصویر دقیقی از تجهیزات در طول هر عملیات هستند. میتوانید اطلاعات را روی یک نقشه تجسم کنید که به شما این امکان را میدهد که دقیق تر ببینید کدام تجهیزات در حال حاضر استفاده میشوند و کدام ها میتوانند برای استفاده در مناطق دیگر ارسال شوند. به این ترتیب، تجهیزات شما می تواند به طور موثرتری در اطراف محل کار مدیریت شود و به این شکل خطای ناشی از مدیریت غیردقیق عملیات کاهش یابد.
1)تکنولوژی صورت فلکی چندگانه
امروزه صورتهای فلکی GNSS نه تنها GPS آمریکایی، بلکه گالیله اروپایی، گلوناس روسی و همچنین BeiDou چینی را نیز شامل میشود که بیشترین تعداد ماهواره را در مدار خود دارند. گیرنده هایی که به بیشترین تعداد ماهواره ها دسترسی دارند، زمانی که آسمان تا حدی توسط سازه های بلند یا ماشین آلات مسدود شده باشد، بهترین موقعیت یابی را ارائه می دهند.
هر چه گیرنده بتواند به سیگنال های بیشتری دسترسی داشته باشد، اطلاعات بیشتری را می تواند از ماهواره های موجود جمع آوری کند. به عنوان مثال برای صورت فلکی گالیله، گیرنده های چند فرکانسی از 5 سیگنال استفاده می کنند، در حالی که گیرنده های دو فرکانس می توانند تنها از 2 سیگنال استفاده کنند. این باعث می شود که موقعیت یابی گیرنده های چند فرکانس در مناطقی که تعداد ماهواره های قابل مشاهده محدود است قابل اطمینان تر باشد. گیرنده های چند فرکانسی نیز با رفع خطاهای یونسفر که هنگام عبور سیگنال های GNSS از جو ایجاد می شوند، دقت موقعیت یابی را بهبود می بخشند.
3)حذف خطای خطای چند مسیری(Multipath mitigation)
حصارهای فلزی در اطراف محل پروژه نه تنها ماهواره های ارتفاع پایین را مسدود می کنند بلکه باعث ایجاد خطای “چند مسیری” نیز می شوند. فناوری ردیابی پیشرفته مانندAPME+ خطاهای ناشی از سیگنال های منعکس شده را کاهش می دهد تا تأثیر آن بر محاسبه موقعیت یابی به حداقل برسد. این قابلیت به گیرنده ها این امکان را می دهد تا در برابر خطای چند مسیری بهتر کار کنند.
4)مقاومت در برابر ضربه و لرزش
حفاریها باعث لرزشها و تکانهای شدید می شود. الگوریتم هایی مانند LOCK+ حتی در هنگام تغییر سریع موقعیت آنتن، موقعیت یابی با صحت بالا را تضمین می کنند.
5)تاخیر کم (Low latency)
یک کابین بیل مکانیکی می تواند یک چرخش کامل را در کمتر از 5 ثانیه انجام دهد. در این سرعت حتی یک تاخیر کوچک در موقعیت گزارش شده می تواند منجر به حفاری اشتباه شود. داشتن نرخ به روز رسانی بالا با تاخیر کم، یک حلقه کنترل پایدار و اجرای عملیات دقیق را تضمین می کند.
هدایت دقیق ماشین آلات معدنی، سرعت پروژه های معدنی را بیش از 30 درصد سرعت می بخشد و با کاهش مصرف سوخت، انتشار کربن دی اکسید را کاهش می دهد. چنین سیستمهای هدایتی به موقعیتیابی دقیق بستگی دارند، اما گیرندههای GNSS به فناوری پیشرفته نیاز دارند تا بتوانند در محیطهای پر چالش کار کنند. با استفاده از گیرنده های قوی با کیفیت بالا در سیستم های کنترل ماشین آلات، باعث صرفه جویی در هزینه های دستگاهی و هزینه های تعمیر می شود که اجرا و تکمیل پروژه را بدون مشکل تضمین می کند.
ردیابی موقعیت مکانی مبتنی بر ماهواره با GNSS در معدن پیشرفت قابل توجهی را در پروژه های معدنی فراهم کرده است. این ردیابی مکانی امکان هدایت ماشین آلات معدن را در تمام مراحل کار به معدن کاران می دهد. این ردیابی زمان مورد نیاز نقشه برداران را برای صرف در میدان و در مکانهای آسیبپذیر کاهش میدهد و ایستگاه کنترل مرکزی را قادر میسازد تا همیشه از مکان هر وسیله نقلیه در ناوگان مطلع باشد. ردیابی مستمر به این معنی است که مکان وسایل نقلیه می تواند به طور مداوم نظارت شود و ردیابی و ثبت حوادث، مدیریت عملیات و جلوگیری از خطرات را آسان تر می کند. مزایای چشمگیر این فناوری در معدن به قدری است که در آینده نه چندان دور تمام مهندسان پروژه های معدنی را به سمت استفاده از آن سوق خواهد داد.
منابع: