شبكة تيانباو L2pro تفتح التعدين تحت الأرض بكفاءة وأمان بقياس نفق 8 كيلومترات بخطأ 0.6%

ومع تسارع بناء المناجم الرقمية، أصبحت تكنولوجيا الحصول على البيانات المكانية بمثابة دعم حاسم للتحول الرقمي لصناعة التعدين. في هذا السياق، أكملت Tianbaonet تطبيقًا متعمقًا لتقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد SLAM 3D المحمولة باليد Lixel L2pro في منجم ذهب كبير، مما أدى إلى حل تحديات عملية التعدين باستخدام التكنولوجيا المتطورة. يهدف هذا المشروع إلى إنشاء قاعدة رقمية مزدوجة للأنفاق تحت الأرض، مما يتيح قياسًا دقيقًا للمخزون ومراقبة السلامة والمسح الجيولوجي، وبالتالي تحقيق رقمنة العملية الكاملة لإنتاج التعدين، وتعزيز الكفاءة التشغيلية، وضمان سلامة الإنتاج، وتلبية معايير الدقة الصناعية.

خلفية المشروع

ويضم منجم الذهب الكبير تحت الأرض المملوك للدولة، والذي له تاريخ طويل في التعدين، أكثر من 8 كيلومترات من الأنفاق، تغطي مناطق متعددة مثل وجوه التنقيب، وأنفاق النقل، والغرف، والمخزونات. تواجه عملية الإنتاج الحالية عدة تحديات:

• لا توجد إشارة GPS تحت الأرض، والأنفاق الضيقة ذات الميزات الضعيفة، وتقنيات المسح التقليدية المعتمدة على المحطات ذات كفاءة منخفضة ونقاط عمياء، مما يجعل من الصعب إكمال جمع البيانات المكانية بالكامل بسرعة.
• يتم قياس المخزون يدويًا بهامش خطأ يتراوح بين ±5% إلى 10%، وهو ما لا يمكنه تلبية متطلبات الدقة الخاصة بمحاسبة المخزون والتسوية المالية، مما يسبب إزعاجًا للتحكم في التكاليف.
• إن تكرار مراقبة تشوه الأنفاق منخفض، ومن الصعب اكتشاف المخاطر الخفية في الوقت المناسب، مما يشكل مخاطر على السلامة.
• يمثل المسح الجيولوجي تحديًا كبيرًا، حيث أن الطرق اليدوية والمساحية الضوئية غير فعالة وغير دقيقة وتشكل مخاطر على السلامة.

الهدف الأساسي لهذا المشروع هو الاستفادة من تقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد Lixel L2pro لإنشاء قاعدة رقمية مزدوجة للأنفاق تحت الأرض. يتضمن ذلك النمذجة الرقمية لكامل المساحة للأنفاق، والقياس الدقيق للمخزون، وحساب حجم الفراغ، وتشوه الأنفاق ومراقبة سلامتها، والمسح الجيولوجي. ويهدف المشروع إلى تحقيق إدارة رقمية ومرئية ومحسنة كاملة لإنتاج التعدين، وتحسين الكفاءة التشغيلية وضمان السلامة مع تلبية معايير الدقة الصناعية.

اختيار المعدات

بالنظر إلى متطلبات المشروع وبيئة العمل المعقدة تحت الأرض، تم اختيار الماسح الضوئي الليزري ثلاثي الأبعاد المحمول باليد Lixel L2pro، المصمم خصيصًا لمثل هذه البيئات، لهذا المشروع. يدمج الجهاز وحدات استشعار متعددة، جنبًا إلى جنب مع خوارزميات الذكاء الاصطناعي الذكية، ويمكنه إخراج البيانات السحابية النقطية في الوقت الفعلي بدقة مماثلة لنتائج ما بعد المعالجة، مما يجعله مناسبًا لعمليات التعدين تحت الأرض.

أبرز النقاط الفنية:

• القدرة على التكيف البيئي القوي:يدعم خوارزمية الدمج متعددة المصادر Multi-SLAM، والليزر + الرؤية + تحديد المواقع التعاوني IMU، والتشغيل المستقر في البيئات ذات الميزات الضعيفة.
• دقة عالية وأداء في الوقت الحقيقي:الدقة المطلقة المستوية/الارتفاع ≥ 3 سم، والدقة النسبية ≥ 2 سم، وسمك السحابة النقطية 5 مم فقط، والسحب النقطية الكثيفة التي تبلغ 1 مليون نقطة لكل متر مربع يمكنها استعادة التفاصيل الدقيقة.
• محمولة وفعالة وآمنة:يزن 1.7 كجم فقط، ويمكن تشغيله بواسطة شخص واحد، كما أن قياس عدم الاتصال يقلل بشكل كبير من مخاطر السلامة.
• التكامل السلس للبيانات:يدعم RTK/CORS الخارجي، ويخرج مباشرةً سحب النقاط بإحداثيات مطلقة بتنسيقات LAS/PLY/DXF، ويتكامل بسلاسة مع نظم المعلومات الجغرافية ومنصات إدارة BIM وبرامج CAD، دون الحاجة إلى تحويل التنسيق الثانوي.

تنفيذ المشروع

تم تقسيم المشروع إلى أربع وحدات أساسية، وذلك بالاستفادة من الماسح الضوئي الليزري ثلاثي الأبعاد المحمول Lixel L2pro، وبرنامج المعالجة الذكية LixelStudio 3D، وتطبيق الهاتف المحمول LixelGo. كانت معاينة جودة السحابة في الوقت الفعلي متاحة على الهاتف المحمول، في حين أتاحت معالجة البيانات بنقرة واحدة على الكمبيوتر الشخصي التنسيق الفعال بين جمع البيانات الميدانية والمعالجة الداخلية.

01. النمذجة الرقمية لكامل المساحة للأنفاق تحت الأرض

• تحضير:قبل بدء العمل، تم إجراء مسح موقعي للأنفاق تحت الأرض، وتخطيط مسار مسح "شبكي". تم وضع نقاط التحكم العاكسة كل 80-100 متر وفقًا لمواصفات تخطيط نقطة التحكم لضمان التوزيع الموحد عبر منطقة المسح.

• جمع البيانات الميدانية:استخدم مشغل واحد جهاز L2pro، وقام بتهيئة الماسح الضوئي لمدة 15 ثانية، ثم تحرك على طول المسار المخطط له. يسمح تطبيق LixelGo الموجود على الجهاز المحمول بمراقبة البيانات السحابية النقطية في الوقت الفعلي. في المناطق المعقدة، أبطأ المشغل سرعته وبقي لفترة أطول للمسح، دون الحاجة إلى تغيير المحطات، وربط بيانات المسح بسلاسة.

• معالجة البيانات الداخلية:تم استيراد البيانات السحابية النقطية المجمعة إلى برنامج LixelStudio، حيث تعمل ميزات تقليل الضوضاء والتسجيل في البرنامج تلقائيًا على إزالة التداخل الديناميكي من الأفراد والمعدات، ومعايرة الإحداثيات باستخدام نقاط التحكم، وتحسين جودة السحابة النقطية باستخدام خوارزمية "WuJian"، مما يؤدي إلى إنشاء نموذج شبكي ثلاثي الأبعاد عالي الدقة وألوان حقيقية.

• النمذجة ثلاثية الأبعاد:تم تصدير بيانات السحابة النقطية بتنسيق LAS للنمذجة ثلاثية الأبعاد، واستكمال النسخ الرقمي لكامل المساحة للأنفاق والغرف والأنهار الجوفية. تمت استعادة التفاصيل الدقيقة مثل المسافات بين مسامير دعم النفق، وتخطيط خطوط الأنابيب، ومخطط الأنهار الجوفية بدقة، مما يلبي متطلبات بناء القاعدة الرقمية المزدوجة للمنجم.

02. حساب حجم الفراغ

بالنسبة لثلاث مناطق فارغة، تم استخدام L2pro لحساب الحجم، مع وجود أخطاء تبلغ 1% و0.6% و2% فقط، وهو أقل بكثير من معيار الصناعة الذي يبلغ ≥ 3%.

عملية التنفيذ:

• تم تركيب السحابة النقطية المجمعة ميدانيًا في نموذج شبكي مثلثي.
• تم استيراد نموذج الشبكة المثلثة المجهز إلى برنامج Geomagic، الذي قام تلقائيًا بحساب حجم النموذج.
• بالمقارنة مع القياسات اليدوية التقليدية، كان الحد الأدنى للخطأ 0.6% فقط، وكانت البيانات موضوعية وقابلة للتتبع، مما أدى إلى حل نزاعات التسوية بشكل فعال وتمكين إدارة المخزون المحسّنة.

03. تشوه النفق ومراقبة السلامة

تم إجراء المسح مرة واحدة في الأسبوع، باتباع نفس المسار والمعلمات مثل فترة خط الأساس لضمان الاتساق في جمع البيانات. بعد كل عملية مسح، تم استخدام برنامج FLAC3D لإجراء تحليل تفاضلي بين سحابة النقطة الحالية وسحابة النقطة الأساسية، بدقة تتجاوز بكثير طرق المراقبة التقليدية، مما يوفر دعمًا دقيقًا للبيانات للإنذارات المبكرة بالمخاطر.

04. المسح الجيولوجي

لقد أرست قدرات المسح القوية التي يتمتع بها L2pro الأساس لرقمنة المنجم، في حين أتاحت تقنية Lixel CyberColor (LCC) الاستعادة الكاملة لمظهر المنجم الحقيقي. استنادًا إلى الجيل الجديد من تقنية إنتاج المحتوى ثلاثي الأبعاد Multi-SLAM + 3D Gaussiansplash، يستخدم النظام خوارزميات خاصة وتحسينات لتقنية 3DGS لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد واقعية للغاية وواسعة النطاق تلقائيًا، وإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد واقعية بدقة على مستوى السنتيمتر تستعيد بدقة هياكل المنجم وتفاصيل المكونات الأساسية.

ملخص المشروع

لقد أثبت هذا المشروع بشكل كامل القدرة القوية على التكيف والتطبيق العملي لتقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد المحمولة باليد L2pro في بناء المناجم الرقمية. فهو لم يحل نقاط الضعف في الصناعة مثل عدم توفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والتعقيد المكاني، والمخاطر التشغيلية العالية، وعدم كفاية دقة البيانات فحسب، بل حقق أيضًا:

• النمذجة الرقمية لكامل المساحة للأنفاق
• قياس دقيق للمخزون وحساب حجم الفراغ
• تشوه النفق ومراقبة السلامة
• عملية كاملة للمسح الجيولوجي الرقمي

وبالمقارنة بالتقنيات التقليدية، لم تنجح L2pro في خفض تكاليف العمالة والمخاطر التشغيلية فحسب، بل حققت أيضًا الدقة وإمكانية التتبع في البيانات، لتصبح ميزة تنافسية أساسية لبناء المناجم الرقمية. مع استمرار التقدم في بناء المناجم الرقمية، ستعمل L2pro على توسيع نطاق تطبيقها في سيناريوهات مثل مراقبة المنحدرات في الحفرة المفتوحة، وتحليل استقرار الفراغ، ونمذجة الإنقاذ في حالات الطوارئ. وسوف يتكامل بعمق مع BIM وGIS وIoT وغيرها من التقنيات لإنشاء نظام رقمي مزدوج أكثر شمولاً وذكاءً للمناجم، مما يساعد صناعة التعدين على الانتقال إلى تطوير ذكي عالي الجودة وآمن وفعال.