Tianbaonet L2pro: Desbloquea la minería subterránea eficiente y segura con un error del 0,6% en mediciones de túneles de 8 kilómetros

Με την επιταχυνόμενη κατασκευή ψηφιακών ορυχείων, η τεχνολογία απόκτησης χωρικών δεδομένων έχει γίνει κρίσιμη υποστήριξη για τον ψηφιακό μετασχηματισμό της εξορυκτικής βιομηχανίας. Σε αυτό το πλαίσιο, η Tianbaonet ολοκλήρωσε μια εις βάθος εφαρμογή της τεχνολογίας σάρωσης λέιζερ SLAM 3D χειρός Lixel L2pro σε ένα μεγάλο χρυσωρυχείο, επιλύοντας προκλήσεις εξορυκτικών εργασιών με τεχνολογία αιχμής. Αυτό το έργο στοχεύει στη δημιουργία μιας βάσης ψηφιακού διδύμου για υπόγειες σήραγγες, επιτρέποντας ακριβή μέτρηση αποθεμάτων, παρακολούθηση ασφάλειας και γεωλογική χαρτογράφηση, επιτυγχάνοντας έτσι πλήρη ψηφιοποίηση της παραγωγής εξόρυξης, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα λειτουργίας, διασφαλίζοντας την ασφάλεια παραγωγής και πληρώντας τα πρότυπα ακρίβειας της βιομηχανίας.

Υπόβαθρο Έργου

Το μεγάλο κρατικό υπόγειο χρυσωρυχείο, με μακρά ιστορία εξόρυξης, έχει πάνω από 8 χιλιόμετρα σηράγγων, καλύπτοντας πολλαπλές περιοχές όπως μέτωπα εκσκαφής, σήραγγες μεταφοράς, θαλάμους και αποθέματα. Η τρέχουσα διαδικασία παραγωγής αντιμετωπίζει αρκετές προκλήσεις:

• Έλλειψη σήματος GPS υπόγεια, στενές σήραγγες με αδύναμα χαρακτηριστικά και παραδοσιακές τεχνικές σάρωσης σταθμών έχουν χαμηλή απόδοση και τυφλά σημεία, καθιστώντας δύσκολη τη γρήγορη ολοκλήρωση της πλήρους συλλογής χωρικών δεδομένων.
• Το απόθεμα μετράται χειροκίνητα με περιθώριο σφάλματος ±5% έως 10%, το οποίο δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις ακρίβειας για λογιστική απογραφής και οικονομικό διακανονισμό, φέρνοντας δυσκολίες στον έλεγχο κόστους.
• Η συχνότητα παρακολούθησης παραμόρφωσης σηράγγων είναι χαμηλή και οι κρυφοί κίνδυνοι είναι δύσκολο να εντοπιστούν έγκαιρα, θέτοντας κινδύνους ασφάλειας.
• Η γεωλογική χαρτογράφηση είναι δύσκολη, με χειροκίνητες και φωτογραμμετρικές μεθόδους να είναι αναποτελεσματικές, ανακριβείς και να θέτουν κινδύνους ασφάλειας.

Ο κύριος στόχος αυτού του έργου είναι η αξιοποίηση της τεχνολογίας σάρωσης λέιζερ 3D χειρός Lixel L2pro για τη δημιουργία μιας βάσης ψηφιακού διδύμου για υπόγειες σήραγγες. Αυτό περιλαμβάνει την ψηφιακή μοντελοποίηση πλήρους χώρου σηράγγων, ακριβή μέτρηση αποθεμάτων, υπολογισμό όγκου κενών, παρακολούθηση παραμόρφωσης και ασφάλειας σηράγγων και γεωλογική χαρτογράφηση. Το έργο στοχεύει στην επίτευξη πλήρους ψηφιακής, οπτικής και εκλεπτυσμένης διαχείρισης της παραγωγής εξόρυξης, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα λειτουργίας και διασφαλίζοντας την ασφάλεια, ενώ παράλληλα πληροί τα πρότυπα ακρίβειας της βιομηχανίας.

Επιλογή Εξοπλισμού

Λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις του έργου και το πολύπλοκο εργασιακό περιβάλλον υπόγεια, επιλέχθηκε για αυτό το έργο ο σαρωτής λέιζερ 3D χειρός Lixel L2pro, ειδικά σχεδιασμένος για τέτοια περιβάλλοντα. Η συσκευή ενσωματώνει πολλαπλές μονάδες αισθητήρων, σε συνδυασμό με αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης, και μπορεί να εξάγει δεδομένα νέφους σημείων σε πραγματικό χρόνο με ακρίβεια συγκρίσιμη με τα αποτελέσματα μετα-επεξεργασίας, καθιστώντας την κατάλληλη για υπόγειες εξορυκτικές εργασίες.

Τεχνικά Χαρακτηριστικά:

• Ισχυρή Προσαρμοστικότητα στο Περιβάλλον: Υποστηρίζει αλγόριθμο σύντηξης πολλαπλών πηγών Multi-SLAM, συνεργατική τοποθέτηση λέιζερ + όρασης + IMU, σταθερή λειτουργία σε περιβάλλοντα με αδύναμα χαρακτηριστικά.
• Υψηλή Ακρίβεια και Απόδοση σε Πραγματικό Χρόνο: Απόλυτη ακρίβεια επιπέδου/υψομέτρου ≤ 3cm, σχετική ακρίβεια ≤ 2cm, πάχος νέφους σημείων μόνο 5mm και πυκνά νέφη σημείων 1 εκατομμυρίου σημείων ανά τετραγωνικό μέτρο μπορούν να αποκαταστήσουν λεπτομέρειες.
• Φορητό, Αποτελεσματικό και Ασφαλές: Ζυγίζει μόνο 1,7 κιλά, μπορεί να λειτουργήσει από ένα άτομο, η μη επαφή μέτρησης μειώνει σημαντικά τους κινδύνους ασφάλειας.
• Απρόσκοπτη Ενσωμάτωση Δεδομένων: Υποστηρίζει εξωτερικό RTK/CORS, εξάγει απευθείας νέφη σημείων με απόλυτες συντεταγμένες σε μορφές LAS/PLY/DXF, ενσωματώνεται απρόσκοπτα με πλατφόρμες διαχείρισης GIS, BIM και λογισμικό CAD, χωρίς την ανάγκη δευτερογενούς μετατροπής μορφής.

Υλοποίηση Έργου

Το έργο χωρίστηκε σε τέσσερις βασικές ενότητες, αξιοποιώντας τον σαρωτή λέιζερ 3D χειρός Lixel L2pro, το λογισμικό έξυπνης επεξεργασίας 3D LixelStudio και την εφαρμογή κινητής τηλεφωνίας LixelGo. Η προεπισκόπηση της ποιότητας του νέφους σημείων σε πραγματικό χρόνο ήταν διαθέσιμη στο κινητό, ενώ η επεξεργασία δεδομένων με ένα κλικ στον υπολογιστή επέτρεψε την αποτελεσματική συντονισμό μεταξύ της συλλογής δεδομένων πεδίου και της εσωτερικής επεξεργασίας.

01. Ψηφιακή Μοντελοποίηση Πλήρους Χώρου Υπόγειων Σηράγγων

• Προετοιμασία: Πριν από την έναρξη των εργασιών, πραγματοποιήθηκε επιτόπια έρευνα των υπόγειων σηράγγων, σχεδιάζοντας μια διαδρομή σάρωσης "πλέγματος". Τοποθετήθηκαν ανακλαστικά σημεία ελέγχου κάθε 80-100 μέτρα σύμφωνα με τις προδιαγραφές διάταξης σημείων ελέγχου για να διασφαλιστεί ομοιόμορφη κατανομή σε όλη την περιοχή σάρωσης.

• Συλλογή Δεδομένων Πεδίου: Ένας μόνο χειριστής χρησιμοποίησε το L2pro, αρχικοποιώντας τον σαρωτή για 15 δευτερόλεπτα, και στη συνέχεια κινήθηκε κατά μήκος της σχεδιασμένης διαδρομής. Η εφαρμογή LixelGo στη κινητή συσκευή επέτρεψε την παρακολούθηση των δεδομένων νέφους σημείων σε πραγματικό χρόνο. Σε πολύπλοκες περιοχές, ο χειριστής επιβράδυνε και παρέμεινε περισσότερο για σάρωση, χωρίς να χρειάζεται να αλλάξει σταθμούς, συνδέοντας απρόσκοπτα τα δεδομένα σάρωσης.

• Επεξεργασία Δεδομένων Εσωτερικού Χώρου: Τα συλλεχθέντα δεδομένα νέφους σημείων εισήχθησαν στο λογισμικό LixelStudio, όπου οι λειτουργίες μείωσης θορύβου και καταχώρησης του λογισμικού αφαίρεσαν αυτόματα τη δυναμική παρεμβολή από προσωπικό και εξοπλισμό, βαθμονόμησαν τις συντεταγμένες χρησιμοποιώντας τα σημεία ελέγχου και βελτιστοποίησαν την ποιότητα του νέφους σημείων με τον αλγόριθμο "WuJian", δημιουργώντας ένα μοντέλο πλέγματος 3D υψηλής ακρίβειας, πραγματικού χρώματος.

• 3D Μοντελοποίηση: Τα δεδομένα νέφους σημείων εξήχθησαν σε μορφή LAS για 3D μοντελοποίηση, ολοκληρώνοντας την ψηφιακή αναπαραγωγή πλήρους χώρου σηράγγων, θαλάμων και υπόγειων ποταμών. Λεπτομέρειες όπως η απόσταση των μπουλονιών στήριξης σηράγγων, η διάταξη των αγωγών και το περίγραμμα των υπόγειων ποταμών αποκαταστάθηκαν με ακρίβεια, πληρώντας τις απαιτήσεις για την κατασκευή της βάσης ψηφιακού διδύμου για το ορυχείο.

02. Υπολογισμός Όγκου Κενών

Για τρεις περιοχές κενού, χρησιμοποιήθηκε το L2pro για τον υπολογισμό του όγκου, με σφάλματα μόλις 1%, 0,6% και 2%, πολύ κάτω από το βιομηχανικό πρότυπο ≤ 3%.

Διαδικασία Υλοποίησης:

• Το νέφος σημείων που συλλέχθηκε στο πεδίο προσαρμόστηκε σε ένα τριγωνικό μοντέλο πλέγματος.
• Το προσαρμοσμένο τριγωνικό μοντέλο πλέγματος εισήχθη στο λογισμικό Geomagic, το οποίο υπολόγισε αυτόματα τον όγκο του μοντέλου.
• Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές χειροκίνητες μετρήσεις, το ελάχιστο σφάλμα ήταν μόλις 0,6%, και τα δεδομένα είναι αντικειμενικά και ιχνηλάσιμα, επιλύοντας αποτελεσματικά τις διαφωνίες διακανονισμού και επιτρέποντας την εκλεπτυσμένη διαχείριση αποθεμάτων.

03. Παρακολούθηση Παραμόρφωσης και Ασφάλειας Σηράγγων

Η σάρωση πραγματοποιήθηκε μία φορά την εβδομάδα, ακολουθώντας την ίδια διαδρομή και παραμέτρους με την περίοδο αναφοράς για να διασφαλιστεί η συνέπεια στη συλλογή δεδομένων. Μετά από κάθε σάρωση, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό FLAC3D για να πραγματοποιηθεί διαφορική ανάλυση μεταξύ του τρέχοντος νέφους σημείων και του νέφους σημείων αναφοράς, με ακρίβεια που υπερβαίνει κατά πολύ τις παραδοσιακές μεθόδους παρακολούθησης, παρέχοντας ακριβή υποστήριξη δεδομένων για προειδοποιήσεις κινδύνου.

04. Γεωλογική Χαρτογράφηση

Οι ισχυρές δυνατότητες σάρωσης του L2pro έθεσαν τα θεμέλια για την ψηφιοποίηση του ορυχείου, ενώ η τεχνολογία Lixel CyberColor (LCC) επέτρεψε την πλήρη αποκατάσταση της πραγματικής εμφάνισης του ορυχείου. Βασισμένο στην τεχνολογία παραγωγής 3D περιεχομένου νέας γενιάς Multi-SLAM + 3D Gaussian splashing, το σύστημα χρησιμοποιεί ιδιόκτητους αλγορίθμους και βελτιστοποιήσεις της τεχνολογίας 3DGS για να δημιουργήσει αυτόματα εξαιρετικά ρεαλιστικά 3D μοντέλα μεγάλης κλίμακας, κατασκευάζοντας γρήγορα 3D μοντέλα πραγματικού κόσμου ακρίβειας εκατοστών που αποκαθιστούν με ακρίβεια τις δομές του ορυχείου και τις λεπτομέρειες των βασικών εξαρτημάτων.

Σύνοψη Έργου

Αυτό το έργο έχει επικυρώσει πλήρως την ισχυρή προσαρμοστικότητα και πρακτικότητα της τεχνολογίας σάρωσης λέιζερ 3D χειρός L2pro στην κατασκευή ψηφιακών ορυχείων. Όχι μόνο έλυσε προβλήματα της βιομηχανίας όπως η έλλειψη GPS, η χωρική πολυπλοκότητα, οι υψηλοί κίνδυνοι λειτουργίας και η ανεπαρκής ακρίβεια δεδομένων, αλλά και πέτυχε:

• Ψηφιακή μοντελοποίηση πλήρους χώρου σηράγγων
• Ακριβής μέτρηση αποθεμάτων και υπολογισμός όγκου κενών
• Παρακολούθηση παραμόρφωσης και ασφάλειας σηράγγων
• Ψηφιακή γεωλογική χαρτογράφηση πλήρους διαδικασίας

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνολογίες, το L2pro όχι μόνο μείωσε το κόστος εργασίας και τους κινδύνους λειτουργίας, αλλά και επέτυχε ακρίβεια και ιχνηλασιμότητα στα δεδομένα, καθιστώντας το ένα βασικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για την κατασκευή ψηφιακών ορυχείων. Καθώς η κατασκευή ψηφιακών ορυχείων συνεχίζει να προχωρά, το L2pro θα επεκτείνει περαιτέρω την εφαρμογή του σε σενάρια όπως η παρακολούθηση κλίσεων ανοιχτών ορυχείων, η ανάλυση σταθερότητας κενών και η μοντελοποίηση έκτακτης ανάγκης. Θα ενσωματωθεί βαθιά με τεχνολογίες BIM, GIS, IoT και άλλες για τη δημιουργία ενός πιο ολοκληρωμένου και έξυπνου συστήματος ψηφιακού διδύμου για ορυχεία, βοηθώντας την εξορυκτική βιομηχανία να μεταβεί σε υψηλής ποιότητας, ασφαλή και αποτελεσματική έξυπνη ανάπτυξη.