La penultima sfida per qualsiasi esplosione controllata in una miniera è la sicurezza, per attrezzature e strutture, ma soprattutto per le persone. Indipendentemente dal tempo o dalla supervisione che vengono dedicati alla preparazione, lo sfortunato potenziale di errore umano rimanex Quando le squadre eseguono i controlli perimetrali, c'è sempre la possibilità che ci siano dei "punti ciechi". Inoltre, deve essere presa in considerazione la sfida di supervisionare il personale che sta effettuando la supervisione effettiva.
Questo è il motivo per cui si presta molta attenzione quando si stabiliscono i diversi tipi di zone di pericolo per l'esplosione: una zona pericolosa per le persone, un'altra per le attrezzature e una terza per le strutture. Poiché le violazioni di questi perimetri di zona possono portare a gravi conseguenze fisiche, oltre che finanziarie o amministrative, le aziende stabiliscono norme specifiche per l'istituzione di zone e procedure di sicurezza. Tuttavia, anche con estrema attenzione e supervisione dedicata, ogni esplosione ha il potenziale di creare variabili imprevedibili. Qui è dove i test della tecnologia dei droni industriali per un livello di sicurezza ottimale entrano in gioco.
La promozione dell’utilizzo dei droni nelle operazioni in cava
Molti nel settore vedono l’utilizzo dei droni per le operazioni di estrazione mineraria come un modo per rimanere competitivi per il futuro. Ferrexpo AG, un importante produttore di minerale di ferro che opera nella regione di Poltava, in Ucraina, si è impegnato nell’investimento di utilizzare i droni per eliminare i rischi sulla sicurezza e allo stesso tempo ridurre i costi. La compagnia mineraria con sede in Svizzera rimane un eccellente esempio di come sfide iniziali per l'allestimento di una cava con nuove attrezzature possano portare risultati positivi. Alexander Tubaltsev, capo minatore di Ferrexpo nella Cava di Yeristovo, in Ucraina, ha elaborato il passaggio ad esplosioni più intelligenti, “La sicurezza del nostro personale, insieme alla presenza di osservatori indesiderati entro la zona di pericolo, è la nostra priorità. Teoricamente, con i droni come parte integrante delle nostre operazioni, il numero di incidenti ha il potenziale di poter essere ridotto a zero.”
Prepararsi per l’esplosione
Per questa ragione, DroneUA, uno dei più grandi integratori di sistema internazionali nel mondo delle soluzioni senza pilota, ha rifornito Ferrexpo di due dei droni DJI Enterprise a lungo raggio. Alla Cava di Yeristovo di Ferrexpo è stato fornito un Matrice 300 RTK (M300 RTK) di DJI, per condurre un test sul campo. La missione serviva per determinare come un programma commerciale per droni da estrazione mineraria potesse portare l’esecuzione più sicura ed economica di un’operazione di esplosione in una cava programmata. Tubaltsev, che era anche responsabile delle esplosioni controllate, ha aggiunto “Anche se i droni non sostituiranno il personale sul campo durante la preparazione pre-esplosione, questi hanno il potenziale di monitorare i lavoratori responsabili per i perimetri attivi, allertare le persone indesiderate e offrire maggiore confidenza nella gestione degli operatori.”
Per l’operazione di Yeristovo, i due M300 RTK sono stati utilizzati per controllare il perimetro della cava durante l’esplosione, con 4 obiettivi:
- Assicurare il livello di sicurezza durante le preparazioni di pre-esplosione
- Eliminare tutti i “punti ciechi” lungo il perimetro di sicurezza
- Supervisionare la disposizione ed il comportamento del personale nelle proprie postazioni
- Condurre un’ispezione delle apparecchiature dopo l’esplosione
La sfida nell’utilizzare dispositivi inanimati in una cava può essere ottenuto con piattaforme industriali adattabili al lavoro in ambienti soggetti ad anomalie magnetiche e a condizioni climatiche difficili. Con questo in mente, Matrice 300 RTK è stato considerato come una soluzione paragonabile.
Alexander Tubaltsev, capo minatore di Ferrexpo nella Cava di Yeristovo, "Alcuni dei parametri più critici che stiamo cercando per supportarci nell'esplosione sono il tempo di trasmissione generale del drone, le capacità di sospensione, il metodo di trasmissione del segnale e la qualità complessiva del segnale".
Conto alla rovescia della flotta dei droni: un’ora prima dell’esplosione
Le vedette che monitorano il perimetro si dirigono ai loro posti concordati. Per accompagnare la loro presenza fisica, i due M300 RTK sono stati implementati per monitorare il perimetro dall'alto per 1-2 ore, per creare una sovrapposizione di più prospettive di sorveglianza.
Ci sono due opzioni su come gestire il supporto dei droni.
Opzione 1: Alimentazione a batteria
L’autonomia di volo media di M300RTK è di 30-40 minuti. L’autonomia di volo è indubbiamente influenzata dalle condizioni meteorologiche sul sito, dall’intensità del volo, dal tipo e dalla quantità di accessori (carichi) usati.
Con queste restrizioni in mente, è stato stabilito che sarebbero servite almeno due set di batterie per monitorare il perimetro per due ore. Inoltre, se il drone avesse dovuto condurre un’ispezione post-esplosione per monitorare le condizioni delle attrezzature della cava e le condizioni dell’ambiente, sarebbero servite delle batterie supplementari.
Alimentazione a batteria
Vantaggi: Nessuna restrizione di altitudine, manovre e movimento
Svantaggi: 3-5 minuti di pausa necessari per il ritorno e la sostituzione delle batterie (intervallo di tempo misurato durante i test)
Opzione 2: Installazione di una sorgente di alimentazione continua
Se il drone è collegato ad una sorgente di alimentazione a terra, esso potrà stazionare in aria per diverse ore. Tuttavia, il cavo di connessione ne ridurrà la mobilità. Fortunatamente, le capacità delle moderne fotocamere possono compensare facilmente questo deficit.
Sorgente di alimentazione a terra
Vantaggi: Capacità di rimanere sospesi in aria per 4-6 ore senza dover atterrare per cambiare la batteria.
Svantaggi: Raggio e portata ridotti drasticamente Tuttavia, questa rimane un'opzione preziosa per progetti lunghi all'interno di un'area di dimensioni ridotte.
Vista dal centro di comando della cava
Durante il test, i droni sono stati controllati dall'Ufficio delle costruzioni minerarie. Questa posizione era adatta e precedentemente confermata per l'esplosione di Yeristovo. Tuttavia, lavorare da uno spazio aperto come il tetto di un edificio consente la visibilità diretta con il drone e può ridurre le limitazioni durante il pilotaggio.
Per lo studio di Yeristovo, il terreno aperto della cava e il breve raggio del perimetro hanno reso l'ufficio il centro di comando adatto. Ciò significava anche che il test del raggio di trasmissione non serviva che venisse sfruttato. Non è stato necessario condurre il test oltre un raggio di 2 km, anche se l'M300 RTK ha un portata massima di 8 km. In questo caso, la capacità delle telecamere del drone era più che adeguata per fotografare gli indicatori necessari all'interno della zona, più piccola di 2 km.
Esplorate le capacità di comunicazione e fotocamera fuoribordo
Un altro elemento altrettanto importante per questo particolare scenario era la trasmissione del segnale. Sono elevate le richieste dalle zone industriali per garantire un segnale costante nei momenti più critici. Anche se l'area della cava era, in effetti, una zona soggetta ad anomalie magnetiche note per influenzare bussole, GPS e trasmissioni di segnali radiocomandate, i droni DJI sono risultatii eccezionalmente efficienti in queste condizioni. Nel caso del drone M300 RTK, quando equipaggiato con la telecamera H20T (vedi la tabella di sotto), la qualità dell'immagine trasmessa in termini di dettagli, la velocità di trasmissione e l'assenza di fotogrammi esclusi o congelati sul monitor era di uno standard significativamente elevato, che corrispondeva perfettamente al grado di responsabilità necessario durante un'esplosione di massa.
La trasmissione del segnale video al punto di risposta (display, monitor o TV) è possibile:
- tramite HDMI (nel caso in cui un operatore di droni si trovi nelle vicinanze di un edificio). Questa era l'opzione usata per questo test.
- attraverso il sistema Flight Hub, utilizzando una connessione Internet.
Poiché il drone stesso è essenzialmente una piattaforma per il montaggio di varie apparecchiature compatibili (fino a 2,7 kg) con funzionalità e capacità diverse, non tutte le opzioni disponibili sono state utilizzate per il test di Yeristovo. In questo caso, le telecamere con un'elevata capacità di zoom ottico e la termografia erano le più rilevanti per il progetto. È stato valutato in anticipo che la migliore fotocamera per questo genere di attività fosse la Zenmuse H20T.
Grazei alle modalità intelligenti disponibili con Zenmuse H20T, l'interfaccia della fotocamera con zoom ottico si è rivelata preziosa per il rilevamento automatico di persone e veicoli.
Figura 1: distanza tra persona e drone a 1,5 km
Sorveglianza
Testando da una distanza di 1,5 km e applicando più livelli di funzionalità dello zoom, Zenmuse H20T ha individuato facilmente e tracciato automaticamente oggetti e persone nelle diverse zone.
Figura 2: Con uno zoom di 80x, il sistema ha facilmente trovato automaticamente l'oggetto o la persona
Tracking
La fotocamera consente inoltre la piena sincronizzazione di un telemetro laser con i sensori integrati nella sospensione della fotocamera. Ciò consente di visualizzare le coordinate di un oggetto direttamente sullo schermo.
Figura 3: Ottieni facilmente coordinate di oggetti che vanno da 3 ma 1200 m
Tagging
Non solo la telecamera può identificare e tracciare le coordinate di persone e oggetti, ma è anche possibile aggiungere tag per la documentazione. Quando si riceve materiale fotografico/video, il modello del drone, il numero di serie, la data/ora, le coordinate, l'altitudine e altre note vengono aggiunti all'immagine. Ciò è incredibilmente inestimabile in caso di attività future in un'area ripetuta e per la documentazione complessiva, sia per riferimento che per garanzie legali.
Figura 4: Timestamp personalizzabili per una supervisione continua da progetto a progetto
Immagini termiche
Anche l'utilizzo della termocamera potrebbe rivelarsi vitale per uno scenario di tipo esplosivo. Anche se la termocamera non è così efficace a lunghe distanze a causa della ridotta lunghezza focale dei parametri, che fa apparire gli oggetti troppo piccoli, la funzione fotocamera può comunque essere utilizzata per un'esplosione di massa. Il test sul sito di Yeristovo ha portato a queste intuizioni:
- Per massimizzare l'utilizzo della termografia, è sufficiente ridurre la distanza dall'oggetto e volare più vicino all'area di pattuglia. Ricorda: il drone è meglio per avvicinarsi alle zone di pericolo rispetto alle persone.
- L'utilizzo della telecamera con una lunghezza focale più lunga (da installare separatamente) consente di ottenere eccellenti ispezioni dettagliate delle infrastrutture.
I risultati sul campo
Nel complesso, entrambi i droni Matrice 300 RTK con telecamere Zenmuse H20T come carico utile hanno mostrato la loro piena funzionalità durante l'analisi, soprattutto in termini di controllo e opportunità decisionali operative.
L'M300 RTK si è comportato particolarmente bene durante le seguenti attività:
- Verifica del rispetto delle distanze minime di prelievo
- Correggere le posizioni delle vedette, controllare quando sono si sono appostate e monitorare le loro azioni
- Sostituzione del bypass del veicolo di ispezione
- Osservazione dei punti ciechi
- Rilievo generale e registrazione dell'esplosione di massa
Rischi ridotti con soluzioni di mining intelligenti
In definitiva, il compito di qualsiasi drone su un sito di esplosione mineraria non è quello di sostituire gli esperti sul campo, ma di aggiungere un'intelligenza digitale a questo mix, che può fornire ulteriori protezioni salvavita e profitti a lungo termine attraverso la riduzione degli errori. Alexander ha detto questo sull'uso degli UAV nell'operazione: “Usare un drone per la sicurezza perimetrale è aiutare le persone incaricate a far uscire le persone dalla zona pericolosa dell'esplosione. Non solo via radio e telefono, ma anche tramite video aereo, garantendo una migliore supervisione. Ciò apporta un valore aggiunto al processo, che garantisce un controllo migliore".
