مهندسی مواد

پکیج های آموزشیبهترین ها برای شما

پهپادها به کمـک معادن می‌آیند

وسایل نقلیه بدون سرنشین و پهپادها از این مواردند که به کمک فعالان معدنی آمده‌اند. این در حالی است که ابتدا، تنها کامیون‌ها و قطارهای بدون راننده، جایگاه خود را در معادن جهان باز کردند.

در ایران، آذر سال گذشته برای نخستین بار، یک معدن شن و ماسه در استان کرمان، برای نظارت و تعیین حجم برداشت از معادن و نقشه‌برداری، از پهپاد استفاده کرد.مهدی حسینی‌نژاد، سرپرست آن زمان سازمان صنعت، معدن و تجارت استان کرمان در حاشیه رونمایی از این پهپاد بیان کرد: با پیشرفت فناوری تصمیم گرفتیم برای بهتر شدن امور از این علم استفاده کنیم و این کار با بیشترین دقت انجام شود.

با استفاده از این دستگاه ۶هزار محدوده معدنی را می‌بینیم یا برخی دیگر را تعیین تکلیف می‌کنیم.وی افزود: با رصد کلی این معادن از برداشت‌های غیر مجاز جلوگیری می‌شود و برداشت سالانه و مقدار برداشت شده نیز مشخص می‌شود.وی اظهار کرد: میانگین برداشت هر معدن با این پهپاد ۱۰ دقیقه است، در حالی که با روش‌های پیشین۳ تا۴ روز بوده است. برای همین باید از فناوری کمک بگیریم و به دنبال آن هستیم تا سنسورهای ژئوفیزیک را روی این پهپاد نصب کنیم.حسینی‌نژاد هزینه تمام شده این پهپاد را ۸۰ میلیون تومان برآورد کرد و گفت این وسیله تولید داخلی به وسیله سازمان نظام مهندسی معدن استان ساخته شده است.

هدف شرکت‌های بزرگ معدنی جهان از بکارگیری این فناوری، کسب مزیت رقابتی در مقایسه با دیگر فعالان بازار است و این روند در استرالیا با شدت بیشتری نسبت به دیگر مناطق جهان ادامه یافته است. با توجه به آنکه خطوط راه‌آهن و اسکله‌ها پراکندگی بسیاری دارند و صدها کیلومتر را در کشورهای مختلف شامل می‌شوند، از هواپیماهای بدون سرنشین برای بررسی تجهیزات، سنجش ذخایر معدنی و اطمینان یافتن از تعهدات زیست‌محیطی شرکت‌ها، استفاده می‌شود؛ کاربردهایی که به سرعت در حال افزایش هستند و مزایای بسیاری را برای استفاده‌کنندگان از آنها به دنبال دارند.استفاده از پهپادها در جامعه معدنی جهان رو به گسترش است و هر روز شرکت جدیدی به آن روی می‌آورد.

«فورتسکیو متالز گروپ» از شرکت‌هایی است که پس از آزمایش موفقیت‌آمیز پهپادها در سال گذشته، به زودی به طور رسمی از آنها استفاده خواهد کرد. «بی‌اچ‌پی بیلتون» هم از دیگر شرکت‌هایی است که از این ابزارهای پرنده برای اندازه‌گیری میزان باطله‌های دپو شده و سنجش موقعیت جغرافیایی مناطق استفاده می‌کند.در حقیقت ربات‌ها در معادن در حال جایگزینی با انسان‌ها هستند و این امکان وجود دارد که روزی همه ذخایر معدنی جهان با استفاده از ربات‌ها بهره‌برداری شوند.دکتر برنارد یونگ، استاد علوم کامپیوتر دانشگاه معدن و فناوری فرایبرگ آلمان در گفت‌وگو با ان‌بی‌سی‌ نیوز در این باره می‌گوید: این احتمال وجود دارد که معادن به طور خودکار و بدون بکارگیری نیروی انسانی بهره‌برداری شوند. «خودکارسازی» به این معناست که معدنکاری در آینده می‌تواند در بستر اقیانوس‌ها یا در فضا هم انجام شود و بهره‌گیری از توان ربات‌ها ممکن است تنها فرصتی باشد که ما برای دستیابی به مواد معدنی موجود در این نواحی دور از دسترس، در اختیار داریم. وقتی هواپیماهای بدون سرنشین می‌توانند با خلبان‌هایی که هزارها کیلومتر با آنها فاصله دارند، رانده شوند پس بر عملیات معدنی خودکار هم می‌شود از فاصله دور نظارت کرد.

پرواز بر فراز معادن
با این حال یک نکته در استفاده از پهپادها باید مورد توجه قرار بگیرد و آن هم محدودیت یا ممنوعیت استفاده از پهپادها در مناطق دورافتاده و غیرشهری است که احتمالا با گرفتن مجوزهای ویژه از سازمان‌های مربوط مانند سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح (سازمان جغرافیایی کشور) که یکی از سازمان‌های وابسته به وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران است و به‌منظور دستیابی سریع و دقیق به اطلاعات مکانی کشور و سایر مناطق مورد نیاز نیروهای مسلح ایجاد شده است و نباید مانع دیگری داشته باشد.سازمان جغرافیایی کشور در کنار سازمان نقشه‌برداری کشور به انجام امور مربوط به نقشه‌برداری و تهیه و تولید اطلاعات مکانی می‌پردازد. محمدحسین بصیری، استاد دانشگاه تربیت مدرس معتقد است که برای توسعه استفاده از پهپادها در معادن ایران، احتمالا مشکل و موانع قانونی ویژه‌ای وجود ندارد. از نظر قوانین و مقررات هم با توجه به آنکه استفاده از ربات‌ها و پهپادها در معادن مفید است و بیشتر معادن هم در مناطق دورافتاده و غیرشهری قرار دارند، دور از ذهن است که کاربرد آنها در معادن ایران با مشکلات قانونی روبه‌رو شود. وی همچنین تاکید می‌کند: استفاده از این فناوری‌ها به شکل معمول در مناطق شهری و حساس با واکنش روبه‌رو می‌شود.

فناوری پهپاد در معدنکاری
استفاده از فناوری پهپاد در فعالیت‌های معدنی، یکی از موضوع‌هایی است که امروز از سوی فعالان بخش معدن و بهره‌برداران معدنی در جهان مورد توجه قرار گرفته و توانسته جایگاه خود را برای انجام مطالعات در زمینه‌های مختلف معدنی پیدا کند. در واقع به صرفه بودن استفاده از پهپاد در مقایسه با هواپیما یکی از دلایل استفاده از این فناوری نوین است که باعث شده برای انجام پروژه‌های کوچک و متوسط از آن استفاده شود. کارشناس ارشد اکتشافات معدنی در گفت‌وگو با صمت درباره استفاده از پهپادها در فعالیت‌های معدنی اظهار کرد: پرواز پهپادها در بخش معادن و صنایع معدنی، فناوری تازه پذیرفته شده‌ای است که برای مجموعه گسترده‌ای از فعالیت‌های معدنی مورد استفاده قرار گرفته است. رشید کتال با بیان این مطلب در ادامه افزود: در چند سال گذشته، این هلیکوپترهای مینیاتوری به صنعت معدنکاری کمک کرده‌اند تا راه‌های ارزان‌تر و امن‌تری برای بررسی و کشف منابع معدنی به وسیله کنترل از راه دور پیدا شود. این فناوری ایمن، کاربری آسانی دارد به طوری که می‌توان آن را در یک جعبه کوچک قرار داد و با خود حمل کرد. به گفته وی، هر شخصی که با معدنکاری در ارتباط باشد، بر این موضوع واقف است که ایمنی کارکنان از مهم‌ترین اصول این صنعت است. با فراهم کردن شرایط برای نقشه‌برداران به منظور جمع‌آوری داده‌های فضایی دقیق از بالا، فناوری پهپادها می‌تواند با به حداقل رساندن زمان حضور کارکنان در محیط‌های معدنکاری، به طور گسترده خطرات محیطی را کاهش دهد. این فعال معدنی در ادامه سخنانش افزود: جمع‌آوری داده‌ها با استفاده از پهپادها همچنین می‌تواند بهره‌وری را افزایش دهد. پروژه‌های نقشه‌برداری که اجرای آنها با استفاده از روش‌های سنتی، روزها یا هفته‌ها زمان می‌برد، اکنون تنها در چند ساعت قابل اجراست. علاوه بر این، با استفاده از قابلیت پهپادها برای برداشت داده‌ها از بالا، زمانی به منظور جابه‌جایی نقشه‌برداران در محوطه یک پیت معدنی تلف نمی‌شود، همانطور که هنگام استفاده از ماهواره‌های سنجش از دور اینگونه مشکلات وجود ندارد. کتال ادامه داد: با تعداد نفر ساعت کمتر برای برداشت و تولید داده‌های وسیع و دقیق مورد نیاز، هیچ نیازی به تهیه تصویرهای منابع خارجی نیست و در نتیجه هزینه‌ها به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. در حقیقت، بسیاری از استفاده‌کنندگان از این تجهیزات گزارش داده‌اند که یک پهپاد تصویربرداری در مقایسه با نرخ یک حمل‌کننده GPS زمینی می‌تواند تنها در چند ماه تمام هزینه‌های خود را پوشش دهد. به گفته این کارشناس ارشد اکتشافات معدنی، از کاربردهای دیگر پهپاد می‌توان به پایش سدهای باطله، تهیه نقشه‌های اکتشافی، مسیریابی تجهیزات معدنی، نمونه‌برداری از خاک و آب و برداشت‌های ژئوفیزیکی اشاره کرد. ضمن اینکه مهم‌ترین مزایای استفاده از پهپادها هزینه‌های کم آن است. وی افزود: در واقع پهپادها موجب تغییر شیوه نقشه‌برداری شرکت‌های معدنی با فراهم کردن نتایج بهتر و هزینه‌های کمتر شده‌اند. بر اساس گفته کارشناسان سازمان زمین‌شناسی امریکا اجاره یک هلیکوپتر حدود ۲۰۰۰ دلار به ازای هر ساعت است در حالی که با استفاده از پهپاد به زیر ۲۰۰ دلار در هر ساعت کاهش می‌یابد. به گفته کتال، سرمایه‌گذاری برای پهپادها در چند سال گذشته، رشد چشمگیری داشته است. صنایع معدنی استرالیا به تنهایی ۷/۳میلیارد دلار در یک سال در تحقیق و توسعه و افزایش کارایی بیشتر در مناطق دورافتاده سرمایه‌گذاری کرده است. شرکت ریوتینتو یکی از پیشگامان سرمایه‌گذاری و استفاده از این فناوری بوده است. این شرکت پهپادها را برای اکتشاف، نقشه‌برداری و کنترل مراحل مختلف پروژه‌های معدنکاری به کار گرفته است. به عقیده وی، انتظار می‌رود این هواپیماهای بدون سرنشین در سال‌های آینده در صنایع معدنی از نظر بهره‌وری، هزینه و کارآیی، تاثیر بسیار مهمی داشته باشند در حالی که به نظر می‌رود هنوز در ابتدای راه است.

وی ادامه داد: با وجود تمامی موارد یادشده، بازرسی و کنترل معادن با توجه به ریزش سنگ‌ها و زمین ناپایدار می‌تواند خطرناک باشد. با این حال، ارسال ربات پرنده به چنین مناطقی با توجه به وجود موانعی مانند دریافت نکردن سیگنال و… دارای محدودیت‌هایی است اما با توسعه این فناوری، تغییر شگرفی به وجود خواهد آمد. این کارشناس ارشد اکتشافات معدنی افزود: در حالی که مزیت‌های استفاده از پهپاد روشن است، تیم کنترل پرواز باید بر مشکلات مختلف موجود در محیط کار معدنی غلبه کند. مشکل اصلی، انتشار سیگنال بوده که موضوع بسیار حساسی است. در واقع برای کنترل پهپاد، نیاز به یک ارتباط رادیویی بین دستگاه و اپراتور است و محیط‌های سنگی یا بتونی، انرژی سیگنال‌ها را جذب می‌کنند. اگر پهپادها خیلی دور شوند سیگنال از دست می‌رود و برگرداندن آن امکان‌پذیر نیست. به گفته وی، موردنظر قرار دادن قوانین کشور نیز در استفاده از پهپادها ضروری است. در ایالات متحده، تنها سازمان‌های دولتی مجوز پرواز پهپادها را در اختیار دارند. در کانادا افراد و شرکت‌ها باید از دولت مجوز دریافت کنند اما به طور کلی در بیشتر کشورها پهپادها نباید از افق دید اپراتورها خارج شوند.

عکس‌برداری با پهپاد آسان است
همانگونه که گفته شد، امروز پهپاد برای فعالیت‌های معدنی به کار می‌رود و داشتن صرفه اقتصادی نسبت به هواپیما، یکی از دلایل اصلی آن است. مدیر ژئومتیکس سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور نیز در زمینه استفاده از پهپاد در فعالیت‌های معدنی به صمت گفت: اکنون در دنیا استفاده از پهپادها برای انجام مطالعات آن هم به شکل موضوعی دیده می‌شود و بسیاری از کشورها به این سمت حرکت کرده‌اند اما اینکه توقع داشته باشیم هر گونه فعالیت در بخش معدن به ویژه اکتشافات معدنی را بتوانیم با پهپاد انجام دهیم، موضوعی است که باید بررسی شود.
وحید فتوتی در ادامه افزود: به عنوان مثال اگر قرار به عکس‌برداری با استفاده از پهپاد باشد، باید دوربین‌های کم حجم روی پهپاد گذاشته شود یا اگر قرار بر تولید داده‌های فراطیفی است و نیاز به دوربین‌های بزرگ و سنگین است، نمی‌توان از پهپاد برای این کار استفاده کرد. به گفته وی، اکنون در زمینه لیدار(لیزر هوایی) و تصویربرداری از پهپاد استفاده می‌شود. حتی از این وسیله به عنوان پیک بادپا استفاده می‌شود. در واقع کسانی که استفاده از پهپاد را در برنامه‌های خود قرار داده‌اند، روی یک موضوع ویژه تمرکز کرده و بر آن مبنا پهپاد را طراحی می‌کنند. به عنوان نمونه از پهپادها در ژئوفیزیک هوایی استفاده می‌شود به این شکل که روی یکسری از سنسورهای مغناطیس‌سنجی، فعالیت‌هایی در حال انجام است اما اینکه بتوانیم از پهپاد برای برداشت فراطیفی استفاده کنیم امکان‌پذیر نیست. در واقع از پهپاد برای انجام پروژه‌های کوچک استفاده می‌شود. به گفته مدیر ژئومتیکس سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، اکنون در همه جای دنیا از پهپاد استفاده می‌شود و البته نمی‌توان آن را به عنوان جایگزین داشت. در واقع استفاده از پهپاد بیشتر به دلیل مباحث اقتصادی آن مطرح است زیرا تهیه هواپیما هزینه بسیار بالایی دارد و این در حالی است که ساخت پهپاد هزینه کمتری دارد. به عنوان مثال، استفاه از پهپاد برای یک پروژه کوچک تعریف می‌شود و قرار است با به کارگیری آن نقشه برداری برای یک منطقه کوچک انجام شود اما برای انجام پروژه‌های کشوری و بزرگ نمی‌توان از پهپاد استفاده کرد. فتوتی ادامه داد: درحال‌حاضر در ایران نیز سپاه و ارتش از پهپاد استفاده می‌کنند.

کاربردهای فتوگرامتری با پهپاد در معادن
امروز پهپاد در معادن و صنایع معدنی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اتفاق در معادن جهان چند سالی است که رخ داده و ایران نیز در حال پیوستن به این جنبش است.در اینجا به طور خلاصه گذری داریم بر مهم‌ترین کاربردهای پهپادها در معادن و صنایع معدنی.از جمله کاربردهای فتوگرامتری با پهپاد در معادن، خدمات ویژه در حوزه معادن روباز است که در بخش‌های طراحی کوتاه‌مدت شامل مدیریت پیت و دامپ‌های معدنی و باطله، بررسی تغییرات روزانه، هفتگی و ماهیانه پلان معدنکار و بهینه‌سازی مسیر باربری می‌شود اما در طراحی بلندمدت، طراحی پیت، دامپ‌ها و مسیر باربری، ژئوتکنیک، پایش پایداری شیب، برداشت ناپیوستگی‌ها و نقشه‌برداری نقاط غیرقابل دسترس را شامل می‌شود.از دیگر خدمات پهپادها در حوزه معادن روباز، حفاری و انفجار، بهینه‌سازی محدوده حفاری و انفجار، جمع‌آوری اطلاعات پیش و پس از انفجار (بلوکومتری و…)، بررسی عملکرد انفجار و آسیب به دیواره‌ها در فرآیند انفجار است. همچنین در شاخه زمین‌شناسی؛ مدیریت انباشت مواد معدنی و طراحی اکتشاف و تهیه نقشه عیار از دیگر خدمات پهپادها در حوزه معادن به شمار می‌روند. در ادامه، تاثیر این خدمات را در حوزه هیدرولوژی و هیدروژئولوژی داریم که با زهکشی و مدیریت آب، تهیه نقشه هیدرولوژی و مدیریت سد باطله می‌تواند خدمات نوینی را ارائه کند.در بخش اکتشاف مواد معدنی نیز پهپادها در محاسبه ذخیره ماده معدنی و تهیه تصاویر هوایی با رزولوشن بالا در فرآیند اکتشاف مواد معدنی کمک زیادی می‌کنند.پهپادها همچنین در بخش محیط‌زیست می‌توانند به بررسی انواع فرسایش، تغییرات پوشش گیاهی، شناسایی محدوده‌های آبگیر و بررسی پایداری و نشت لوله‌های انتقال مواد خروجی از کارخانه فرآوری بپردازند. همچنین پهپادها با مانیتورینگ معادن می‌توانند شیب پله‌ها، شیب کلی پیت، انفجار، سد باطله و محیط‌زیست را پایش کنند.

نقش پهپادها در ساخت‌وساز
علاوه بر تمام کاربردهایی که اشاره شد، پهپادها در ساخت‌وساز واحدهای فرآوری مواد معدنی نقش موثری می‌توانند داشته باشند.

نقش پهپادها در صنایع معدنی
پهپادها در صنایع معدنی نیز مانند معادن کاربرد دارند، از جمله در تهیه و تکمیل مطالعات امکان‌سنجی ساختگاه‌های تاسیسات سد و هیپ لیچینگ پهپادها بسیار به کار آمده و در پایش و بررسی روند پیشرفت کار می‌توانند نقش موثری داشته باشند. از طرف دیگر، یکی از مشکلات و مناقشات معادن مربوط به تعیین دقیق محدوده‌های معدنی در تعارضات بومی- محلی، محیط‌زیست و منابع طبیعی است که پهپادها بدون شک می‌توانند نقش بسیار موثری در اندازه‌گیری دقیق محدوده‌ها داشته باشند و در نهایت در حل و فصل پرونده‌های حقوقی به کمک مدیران معادن می‌آیند.همچنین پهپادها در موضوعات حقوقی معادن در بخش کاداستر، تعیین محدوده مالکیت، شناسایی تغییرات احتمالی و تهیه گزارشات برای پرداخت حقوق قانونی، یک وسیله و ابزار بی‌بدیل به شمار می‌روند.

سرعت بالا در برداشت داده‌ها
کارشناسان به مزیت‌های دیگر و کاربردهای فتوگرامتری با پهپاد در معادن نیز اشاره دارند که از آن جمله، سرعت بالا در برداشت داده‌ها، کیفیت و تراکم بالای داده‌ها، کاهش زمان و هزینه، امکان تولید محصولات تصویری علاوه بر نقشه‌های CAD، امکان تولید ارتو فتوموزائیک(عکس قائم رقومی) با قدرت تفکیک مکانی بالا، مدل‌های سه بعدی با ابر نقاط رنگی با تراکم بالا، مدل رقومی سطح (DSM)، امکان تهیه تصاویر چند طیفی برای مطالعات دورسنجی است.یکی از شرکت‌های بزرگ جهانی که در این حوزه فعالیت می‌کند کمپانی امریکایی airware است.

زکات علم نشر آن است. حضرت علی (ع)

شما نیز می توانید مستندات علمی اعم از مقاله ، فیلم ، گزارش ، تحقیق و پژوهش ، کتاب الکترونیک خود را برای ما ارسال کنید تا با ذکر نام شریفتان از وبسایت ایران مواد منتشر گردد .

فایل خود را ارسال کنید

دیدگاه کاربران ۰دیدگاه

دیدگاه خود را بنویسید