تیانباونت L2pro با خطای 0.6% در اندازه‌گیری تونل 8 کیلومتری، استخراج زیرزمینی کارآمد و ایمن را ممکن می‌سازد

با تسریع ساخت معادن دیجیتال، فناوری اکتساب داده‌های فضایی به یک پشتیبانی حیاتی برای تحول دیجیتال صنعت معدن تبدیل شده است. در این راستا، تیان‌بائونت کاربرد عمیقی از فناوری اسکن لیزری سه‌بعدی دستی SLAM مدل Lixel L2pro را در یک معدن طلای بزرگ به اتمام رسانده است و با فناوری پیشرفته، چالش‌های عملیات معدن‌کاری را حل کرده است. هدف این پروژه ایجاد پایگاه دوقلوی دیجیتال برای تونل‌های زیرزمینی، امکان اندازه‌گیری دقیق ذخایر، نظارت بر ایمنی و نقشه‌برداری زمین‌شناسی است، بنابراین دیجیتالی‌سازی کامل فرآیند تولید معدن را محقق می‌سازد، کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهد، ایمنی تولید را تضمین می‌کند و استانداردهای دقت صنعت را برآورده می‌سازد.

پیش‌زمینه پروژه

معدن طلای زیرزمینی بزرگ دولتی، با سابقه طولانی معدن‌کاری، بیش از ۸ کیلومتر تونل دارد که مناطق متعددی از جمله جبهه‌های استخراج، تونل‌های حمل و نقل، اتاق‌ها و ذخایر را پوشش می‌دهد. فرآیند تولید فعلی با چندین چالش روبرو است:

• عدم وجود سیگنال GPS در زیر زمین، تونل‌های باریک با ویژگی‌های ضعیف، و تکنیک‌های اسکن سنتی مبتنی بر ایستگاه، کارایی پایینی دارند و نقاط کور ایجاد می‌کنند، که تکمیل سریع جمع‌آوری داده‌های فضایی کامل را دشوار می‌سازد.
• ذخایر به صورت دستی با حاشیه خطای ±۵٪ تا ۱۰٪ اندازه‌گیری می‌شوند که نمی‌تواند الزامات دقت حسابداری موجودی و تسویه مالی را برآورده کند و باعث ناراحتی در کنترل هزینه می‌شود.
• فرکانس نظارت بر تغییر شکل تونل پایین است و تشخیص خطرات پنهان در زمان مناسب دشوار است و خطرات ایمنی را به همراه دارد.
• نقشه‌برداری زمین‌شناسی چالش‌برانگیز است، زیرا روش‌های دستی و فتوگرامتری ناکارآمد، نادرست هستند و خطرات ایمنی را به همراه دارند.

هدف اصلی این پروژه، استفاده از فناوری اسکن لیزری سه‌بعدی دستی Lixel L2pro برای ایجاد پایگاه دوقلوی دیجیتال برای تونل‌های زیرزمینی است. این شامل مدل‌سازی دیجیتال کل فضای تونل‌ها، اندازه‌گیری دقیق ذخایر، محاسبه حجم حفره، نظارت بر تغییر شکل و ایمنی تونل‌ها، و نقشه‌برداری زمین‌شناسی است. این پروژه با هدف دستیابی به مدیریت دیجیتال، بصری و پالایش شده کل فرآیند تولید معدن، بهبود کارایی عملیاتی و تضمین ایمنی در عین رعایت استانداردهای دقت صنعت انجام می‌شود.

انتخاب تجهیزات

با توجه به الزامات پروژه و محیط کاری پیچیده زیر زمین، اسکنر لیزری سه‌بعدی دستی Lixel L2pro که به طور خاص برای چنین محیط‌هایی طراحی شده است، برای این پروژه انتخاب شد. این دستگاه چندین ماژول حسگر را با الگوریتم‌های هوشمند هوش مصنوعی ترکیب می‌کند و می‌تواند داده‌های ابر نقطه را در زمان واقعی با دقتی قابل مقایسه با نتایج پس از پردازش خروجی دهد، که آن را برای عملیات معدن‌کاری زیرزمینی مناسب می‌سازد.

نکات برجسته فنی:

• سازگاری قوی با محیط: از الگوریتم ادغام چند منبع Multi-SLAM، موقعیت‌یابی مشارکتی لیزر + دید + IMU پشتیبانی می‌کند و در محیط‌های با ویژگی‌های ضعیف عملکرد پایداری دارد.
• دقت بالا و عملکرد بی‌درنگ: دقت مطلق صفحه/ارتفاع ≤ ۳ سانتی‌متر، دقت نسبی ≤ ۲ سانتی‌متر، ضخامت ابر نقطه فقط ۵ میلی‌متر، و ابر نقاط متراکم ۱ میلیون نقطه در متر مربع می‌تواند جزئیات ظریف را بازیابی کند.
• قابل حمل، کارآمد و ایمن: وزن فقط ۱.۷ کیلوگرم، قابل استفاده توسط یک نفر، اندازه‌گیری بدون تماس به طور قابل توجهی خطرات ایمنی را کاهش می‌دهد.
• ادغام بی‌درز داده‌ها: از RTK/CORS خارجی پشتیبانی می‌کند، ابر نقاط را مستقیماً با مختصات مطلق در فرمت‌های LAS/PLY/DXF خروجی می‌دهد، به طور بی‌درز با پلتفرم‌های مدیریت GIS، BIM و نرم‌افزارهای CAD ادغام می‌شود، بدون نیاز به تبدیل فرمت ثانویه.

اجرای پروژه

پروژه به چهار ماژول اصلی تقسیم شد، با استفاده از اسکنر لیزری سه‌بعدی دستی Lixel L2pro، نرم‌افزار پردازش هوشمند LixelStudio 3D و اپلیکیشن موبایل LixelGo. پیش‌نمایش کیفیت ابر نقطه در زمان واقعی بر روی موبایل در دسترس بود، در حالی که پردازش داده با یک کلیک بر روی کامپیوتر، هماهنگی کارآمد بین جمع‌آوری داده‌های میدانی و پردازش داخلی را امکان‌پذیر ساخت.

۰۱. مدل‌سازی دیجیتال کل فضای تونل‌های زیرزمینی

• آماده‌سازی: قبل از شروع کار، یک بررسی میدانی از تونل‌های زیرزمینی انجام شد و یک مسیر اسکن "شبکه‌ای" برنامه‌ریزی شد. نقاط کنترل بازتابنده در فواصل ۸۰-۱۰۰ متری طبق مشخصات چیدمان نقاط کنترل قرار داده شدند تا از توزیع یکنواخت در منطقه اسکن اطمینان حاصل شود.

• جمع‌آوری داده‌های میدانی: یک اپراتور تنها از L2pro استفاده کرد، اسکنر را به مدت ۱۵ ثانیه راه‌اندازی کرد و سپس در طول مسیر برنامه‌ریزی شده حرکت کرد. اپلیکیشن LixelGo بر روی دستگاه موبایل امکان نظارت بی‌درنگ بر داده‌های ابر نقطه را فراهم کرد. در مناطق پیچیده، اپراتور سرعت خود را کاهش داد و زمان بیشتری را برای اسکن صرف کرد، بدون نیاز به تغییر ایستگاه، و داده‌های اسکن را به طور بی‌درز به هم متصل کرد.

• پردازش داده‌های داخلی: داده‌های ابر نقطه جمع‌آوری شده در نرم‌افزار LixelStudio وارد شد، جایی که ویژگی‌های کاهش نویز و ثبت نرم‌افزار به طور خودکار تداخل پویا از پرسنل و تجهیزات را حذف کرد، مختصات را با استفاده از نقاط کنترل کالیبره کرد و کیفیت ابر نقطه را با الگوریتم "WuJian" بهینه کرد و یک مدل مش سه‌بعدی با دقت بالا و رنگ واقعی ایجاد کرد.

• مدل‌سازی سه‌بعدی: داده‌های ابر نقطه در فرمت LAS برای مدل‌سازی سه‌بعدی خروجی گرفته شد و مدل‌سازی دیجیتال کل فضای تونل‌ها، اتاق‌ها و رودخانه‌های زیرزمینی را تکمیل کرد. جزئیات ظریف مانند فاصله پیچ‌های پشتیبانی تونل، چیدمان خط لوله و طرح کلی رودخانه‌های زیرزمینی به دقت بازیابی شدند و الزامات ساخت پایگاه دوقلوی دیجیتال معدن را برآورده کردند.

۰۲. محاسبه حجم حفره

برای سه ناحیه حفره، L2pro برای محاسبه حجم استفاده شد، با خطاهایی فقط ۱٪، ۰.۶٪ و ۲٪، که به طور قابل توجهی کمتر از استاندارد صنعت ≤ ۳٪ است.

فرآیند اجرا:

• ابر نقطه جمع‌آوری شده در میدان در یک مدل مش مثلثی قرار گرفت.
• مدل مش مثلثی قرار گرفته در نرم‌افزار Geomagic وارد شد که به طور خودکار حجم مدل را محاسبه کرد.
• در مقایسه با اندازه‌گیری‌های دستی سنتی، حداقل خطا فقط ۰.۶٪ بود و داده‌ها عینی و قابل ردیابی هستند، که به طور موثری اختلافات تسویه را حل می‌کند و مدیریت موجودی پالایش شده را امکان‌پذیر می‌سازد.

۰۳. نظارت بر تغییر شکل و ایمنی تونل

اسکن هفتگی یک بار انجام شد، با دنبال کردن همان مسیر و پارامترهای دوره پایه برای اطمینان از ثبات در جمع‌آوری داده‌ها. پس از هر اسکن، نرم‌افزار FLAC3D برای انجام تحلیل تفاضلی بین ابر نقطه فعلی و ابر نقطه پایه استفاده شد، با دقتی بسیار فراتر از روش‌های نظارت سنتی، که پشتیبانی داده دقیق برای هشدارهای اولیه خطر را فراهم می‌کند.

۰۴. نقشه‌برداری زمین‌شناسی

قابلیت‌های اسکن قدرتمند L2pro پایه و اساس دیجیتالی‌سازی معدن را فراهم کرد، در حالی که فناوری Lixel CyberColor (LCC) امکان بازیابی کامل ظاهر واقعی معدن را فراهم کرد. بر اساس فناوری تولید محتوای سه‌بعدی نسل جدید Multi-SLAM + 3D Gaussian splashing، سیستم از الگوریتم‌های اختصاصی و بهینه‌سازی‌های فناوری 3DGS برای تولید خودکار مدل‌های سه‌بعدی در مقیاس بزرگ فوق‌واقع‌گرایانه استفاده می‌کند و به سرعت مدل‌های سه‌بعدی دنیای واقعی با دقت در سطح سانتی‌متر را می‌سازد که ساختارهای معدن و جزئیات اجزای اصلی را به دقت بازیابی می‌کند.

خلاصه پروژه

این پروژه سازگاری قوی و عملی بودن فناوری اسکن لیزری سه‌بعدی دستی L2pro را در ساخت معادن دیجیتال به طور کامل تأیید کرده است. این نه تنها نقاط درد صنعت مانند عدم دسترسی به GPS، پیچیدگی فضایی، خطرات عملیاتی بالا و دقت ناکافی داده‌ها را حل کرده است، بلکه به موارد زیر نیز دست یافته است:

• مدل‌سازی دیجیتال کل فضای تونل‌ها
• اندازه‌گیری دقیق ذخایر و محاسبه حجم حفره
• نظارت بر تغییر شکل و ایمنی تونل
• نقشه‌برداری زمین‌شناسی دیجیتال کل فرآیند

در مقایسه با فناوری‌های سنتی، L2pro نه تنها هزینه‌های نیروی کار و خطرات عملیاتی را کاهش داده است، بلکه دقت و قابلیت ردیابی در داده‌ها را نیز به دست آورده است و به یک مزیت رقابتی اصلی برای ساخت معادن دیجیتال تبدیل شده است. با پیشرفت مداوم ساخت معادن دیجیتال، L2pro کاربرد خود را در سناریوهایی مانند نظارت بر شیب‌های روباز، تحلیل پایداری حفره و مدل‌سازی نجات اضطراری گسترش خواهد داد. این فناوری به طور عمیق با BIM، GIS، IoT و سایر فناوری‌ها ادغام خواهد شد تا یک سیستم دوقلوی دیجیتال جامع‌تر و هوشمندتر برای معادن ایجاد کند و به صنعت معدن در گذار به توسعه هوشمند با کیفیت بالا، ایمن و کارآمد کمک کند.