Số 22/2019: Xu hướng đo đạc trong công nghiệp khoáng sản - Số 4

Image Content

Tổng quan các kỹ thuật địa không gian trong công nghiệp khoáng sản

Wim van Wegen & GIM

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam dịch và biên soạn.

QUÉT LASER 3D HÀNG KHÔNG

Một phương pháp thu thập số liệu toàn bộ khu vực khai thác mỏ cũng đang được rất nhiều công ty khai thác khoáng sản lựa chọn là quét laser 3 chiều hàng không (hay còn có tên gọi khác là LiDAR hàng không). Trong phương pháp này các máy quét laser 3 chiều và thiết bị hỗ trợ sẽ được lắp trên các nền tảng gồm máy bay có người lái và máy bay không người lái UAS, như vậy sẽ đảm bảo khả năng thu thập số liệu trong mọi điều kiện thực địa khác nhau, kể cả trong những điều kiện thực địa khó khăn nhất.

Hệ thống máy quét laser 3D (LiDAR hàng không) lắp đặt trên máy bay trực thăng có người lái.

Hệ thống máy quét laser 3D (LiDAR hàng không) lắp đặt trên thiết bị bay không người lái của hãng Phoenix. 

Quét laser 3 chiều hàng không mang lại rất nhiều lợi thế đối với ngành công nghiệp khoáng sản, chúng có khả năng ghi nhận hàng triệu điểm đo trên mỗi cây số vuông, đây là điều mà chúng ta không bao giờ có thể làm được nếu sử dụng máy toàn đạc điện tử hoặc máy GNSS RTK. Tập hợp số liệu mật độ cao này giúp chúng ta dễ dàng tạo ra các mô hình số độ cao DTM (Digital Terrain Model) hoặc các mô hình số địa hình DEM (Digital Evelation Model) để phục vụ cho tất cả các ứng dụng tính toán khác trong ngành khai thác khoáng sản như:

o   Tính toán thể tích (trước, trong và sau khai thác);

o   Tính toán thể tích lý thuyết (bằng cách đánh tụt độ cao trên mô hình 3D);

o   Xây dựng bản đồ địa mạo học;

o   Xây dựng bản đồ cấu trúc địa chất và địa động lực;

o   Phân tích sườn;

o   Xây dựng mô hình phân tích xu thế biến động bề mặt trong quá trình khai thác;

o   Xây dựng mô hình đánh giá tác động môi trường;

o   Thành lập bản đồ thể tích khai thác theo thời gian;

o   Mô hình hoá và thành lập bản đồ địa hình để giám sát biến dạng khu khai thác.

Số liệu do các hệ thống quét laser 3 chiều hàng không cung cấp có tính thời sự rất cao, có khả năng cập nhật theo giờ đối với các khai trường quy mô lớn có sự biến động liên tục. Với tốc độ phát triển nhanh chóng của các thiết bị bay không người lái UAS, ngày nay chúng ta hoàn toàn có khả năng triển khai kỹ thuật đo đạc cao cấp này ở những khu mỏ có diện tích nhỏ.

QUÉT LASER 3D CẦM TAY

Xu hướng công nghệ mới nhất trong đo đạc phục vụ công nghiệp khoáng sản đó là việc sử dụng các loại máy quét laser 3 chiều cầm tay (thực chất không phải để chỉ riêng loại máy cầm tay mà để chỉ chung các loại máy quét laser 3 chiều có kích thước vô cùng nhỏ, gọn và nhẹ). Kỹ thuật đo này đặc biệt phù hợp với những môi trường hoạt động vô cùng khó khăn trong khai thác khoáng sản vì có những khe hẹp, hầm sâu thiếu không khí không thể tiếp cận được trực tiếp hoặc những lỗ khoan … Các loại máy quét laser 3 chiều cầm tay đều rất dễ sử dụng, với ưu điểm nhỏ gọn chúng có thể gắn trên các thiết bị không người lái điều khiển từ xa (ví dụ ô tô đồ chơi), chúng là các thiết bị đo lý tưởng nhất trong đo đạc phục vụ khai thác hầm lò, tính toán thể tích dự trữ dựa trên lỗ khoan hoặc các hang hốc nhỏ hay theo dõi biến dạng các khe nứt.

Là thiết bị di động, một số máy quét cầm tay sử dụng thuật toán SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping) – đây là kỹ thuật cho phép nắn ghép chính xác số liệu từ những đám mây điểm đã quét được lại với nhau bằng cách sử dụng mô hình hình học của môi trường xung quanh.

Các loại máy quét cầm tay thế hệ mới được lựa chọn sử dụng nhiều trong lĩnh vực khai thác khoáng sản, đặc biệt ở các hang sâu và khu vực nguy hiểm khó tiếp cận.

Việc gia tăng sử dụng các loại máy quét cầm tay cũng đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất buộc phải nghiên cứu, cải tiến và nâng cấp cho những thế hệ kế tiếp vì vậy máy quét laser 3 chiều cầm tay thế hệ mới đang là lựa chọn thay thế cho nhiều thiết bị đo định vị vệ tinh GNSS, bởi kỹ thuật đo này thường gặp nhiều khó khăn trong môi trường bị che khuất hoặc khi vào khu vực hầm lò khai thác. Ở thời điểm hiện tại, chúng ta hoàn toàn có thể nói rằng kỹ thuật quét laser 3 chiều sẽ trở thành phương pháp thu thập số liệu đo đạc bản đồ rất phổ biến trong ngành công nghiệp khoáng sản những năm tới, và trong đó các máy quét laser 3 chiều cầm tay là thiết bị đo có khả năng bổ sung thêm một chiều mới trong quá trình thu thập số liệu địa không gian phục vụ chuyên ngành này. Một trong những lý do vô cùng quan trọng mang đến lợi thế cho kỹ thuật quét laser 3 chiều cầm tay đó là các máy quét luôn có giá thành hợp lý.

(Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn