В статье рассмотрено применение современных приборов при определении объема товарной руды лазерным сканером.
Ключевые слова : месторождения, склады, лазерный сканер, трехмерная модель, полезные ископаемые, маркшейдерские замеры, съемка.
The article discusses the use of modern devices, including laser scanners in the conduct of ground and underground surveying. The results of determining the volume of commercial ore by a laser scanner are presented. The results obtained were used in the dissertations of undergraduates and doctoral students, as well as in the educational process of Satbayev University.
Keywords : deposits, warehouses, laser scanner, three-dimensional model, minerals, surveying measurements, survey.
Введение. ВДонском ГОКе с открытия месторождения до сегодняшнего дня решаются различные технологические вопросы,важнейшей задачей стоит маркшейдерское обеспечение ведения горных работ. В последние годы в маркшейдерско-геодезической практике работы шагнули далеко вперёд. В связи с этим перед инженерно-техническим персоналом встала задача, связанная с внедрением в производство высокотехнологичных методов ведения маркшейдерских работ. Создание и внедрение в практику маркшейдерских работ современных (цифровых, лазерных и GPS приборов приборов) явилось значимым этапом развития инновационных технологий в маркшейдерии. Одним из реальных примеров является внедрение лазерного сканирования на рудниках Донского ГОКа при маркшейдерском контроле учета добычи [1].
Основное содержание . При добыче полезных ископаемых производится контроль горных работ с утвержденным проектом. Способом такого контроля является производство ежемесячных замеров горных работ с последующим подсчётом объёмов добычи, для чего проводится съёмка складов полезного ископаемого и отвалов породы различными (тахеометрический, фототеодолитный, лазерный) способами (рис. 1).
Лазерное сканирование является сегодня новейшей технологией, несмотря на относительно небольшой срок своего существования. Этот метод съемки позволяет создавать цифровую модель окружающих объектов, которая представлена в виде 3D-облака точек с координатами. Основной особенностью лазерного сканирования является высокая скорость измерений. Скорость съемки сканирования может быть от 40 000 до 2 000 000 точек в секунду. Сканирование может производиться совместно с фотографированием, что позволяет более быстро и детально построить модель.
Рис. 1. Внешний вид отвалов и штабелей на рудниках Донского ГОКа
Сканирование объектов ситуации выполняется со всех сторон для получения аналога цифровой модели. Путем 3D-сканирования можно получить облако точек с координатами с высокой точностью, по скану строится каркасная модель данного объекта, по которым можно быстро и оперативно рассчитать объемы и площади [2–5].
Мгновенная трёхмерная визуализация, высокая точность и степень детализации, высокая производительность труда, комфортные условия полевых работ, получение результата при любых условиях освещения, обеспечение безопасности при съёмке труднодоступных и опасных объектов — вот главные из многочисленных преимуществ метода перед тахеометрическою сьемкой и другими наземными видами съёмки. На сегодня имеются несколько видов лазерных сканеров (рис. 2).
Рис. 2. Виды 3D лазерных сканеров:
а) Faro Focus 3D; б) сканер MINEI; в) 3D-сканер 6DOF; г) процесс съемки
FARO Focus 3D X130 США (рис. 2а) — высокоскоростной 3D-сканер для детализированных измерений и документации. Focus использует лазерные технологии для создания превосходных трехмерных изображений окружающей среды и геометрии за несколько минут. Focus оснащён сенсорным экраном для управления функциями и параметрами сканирования [6–8]. Trimble RealWorks — это многофункциональное офисное ПО для обработки данных лазерного сканирования и создания 3D-модели (Рис. 3).
Рис. 3. 3D-модели отсканированного объекта
Усовершенствованное управление данными и возможность визуализации в сочетании с высоким уровнем автоматизации позволяют быстро обрабатывать данные лазерного сканирования с высокой точностью. Trimble RealWorks предлагает эффективные инструменты для точного измерения сложных 3D-объектов, проведения специализированных проверок с возможностью создания подробных отчетов. С помощью этой программы был получен объем — 450,677 м 3 (Рис. 4).
Рис. 4. Результат подсчёта объёма объекта
Выводы: Объем товарной руды с высокой точностью определен методом лазерного сканирования. Технологии лазерного сканирования позволяет получать трёхмерную модель объекта. Мгновенная трёхмерная визуализация, высокая точность и степень детализации, высокая производительность труда, получение результата при любых условиях освещения, обеспечение безопасности при съёмке труднодоступных объектов вот главные из многочисленных преимуществ метода перед тахеометрическою съемкой и другими наземными видами съёмки.
Исследование выполнено в рамках ГФ МНиВО РК АР23489269 «Геотехническое мониторирование геодинамического состояния геолого-структурной среды массива горных пород при освоении недр для обеспечение промышленной надежности».
Литература:
- Нурпеисова М. Б. «Опыт использования лазерно-цифровой технологии при маркшейдерском обеспечении горной промышленности» //Труды Междун. Форума маркшейдеров: «Инновационные технологии в геодезии, маркшейдерии и геотехнике». — Караганда: КарГТУ, 14–15.09.2017 г. — с. 25–30.
- Середович В. А. «Наземное лазерное сканирование: Монография» — Новосибирск: СГГА, 2009. — 261 с.
- Гусев В. Н., Науменко А. И. и др. Основы наземной лазерно-сканирующей съемки. — Санкт-Петербург: 2008г.– 80 с.
- Рысбеков К. Б., Нурпеисова М. Б.. «Основы лазерного сканирования» (учебник) — Алматы: КазНИТУ, 2021г. — 248.
- Середович А. В. «Применение программного продукта RISCAN PRO для регистрации сканов» Электронный ресурс // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2011. — № 2.
- Нурпеисова М. Б., Солтабаева С. Т., Кожаев Ж. Т. «Инновационные методы съемки подземных полостей» //Горный журнал Казахстана, № 8. — с.25–30.
- Нурпеисова М. Б., Киргизбаева Д. М. «Лазерная съемка трещиноватости горных пород и создание 3D моделей» / / Сб. Научн. Статей межд. НПК «Проблемы и пути инновационного развития ГМК», -Ташкент, 2014г. С. -55–60.
