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無人機(jī)在采礦領(lǐng)域的應(yīng)用

無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，或者由車載計(jì)算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。
與有人駕駛飛機(jī)相比，無人機(jī)往往更適合那些太“愚鈍，骯臟或危險(xiǎn)”的任務(wù)。并且無人機(jī)的靈活、操作簡單、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)使各個(gè)領(lǐng)域都爭先恐后的引入無人機(jī)，礦山也不例外。它在礦業(yè)的各個(gè)重要環(huán)節(jié)都能派上用場(chǎng)，例如爆破、規(guī)劃、測(cè)量、礦山監(jiān)察以及礦井的生態(tài)重建。
1爆破
礦井所在地往往在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，現(xiàn)有的地圖信息就有可能很不全面。在爆破工作初期倘若能夠大致看一眼周邊整體環(huán)境，對(duì)爆破行動(dòng)而言十分有益。在過去，這一任務(wù)往往由專業(yè)的航拍公司來完成，因其飛行高度一般得保持在2000-2500英尺，必須配備8000萬像素以上的攝像頭，相應(yīng)的成本也十分昂貴，導(dǎo)致了在實(shí)際操作過程中只有到后期爆破階段才會(huì)采用航拍手段來獲取地圖。
而在今天，無人機(jī)可以以較低的成本完成更好的工作。它用時(shí)短，無人機(jī)可以在一天之內(nèi)制作出一個(gè)地區(qū)的高清地圖，有時(shí)快的話只需幾個(gè)小時(shí);成本低，無人機(jī)最低可以飛行在250英尺的高度，只需配備一個(gè)1600萬像素的攝像頭就能夠繪制出更好效果的地圖，是一雙飛翔在天空上的“眼睛”。
2測(cè)量
礦山測(cè)量從傳統(tǒng)意義上講是利用各種測(cè)量手段對(duì)礦山規(guī)劃區(qū)進(jìn)行各種地圖的測(cè)繪工作。 隨著現(xiàn)代礦山建設(shè)需求，如今的礦山測(cè)量和傳統(tǒng)的測(cè)量工作有了質(zhì)的變化, 現(xiàn)代礦山測(cè)量不僅包括各種圖件的測(cè)繪, 同時(shí)也包括目標(biāo)區(qū)的各種信息的采集，如目標(biāo)區(qū)的各種影像數(shù)據(jù)的采集與處理、目標(biāo)區(qū)的現(xiàn)狀信息、環(huán)境等監(jiān)測(cè)工作。因此，無論從測(cè)量手段、方法和技術(shù)上都有了長足的發(fā)展。無人機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生, 一開始就充滿了美好的應(yīng)用前景。
無人機(jī)技術(shù)與衛(wèi)星和其他航空遙感數(shù)據(jù)獲取手段相比，它具有數(shù)據(jù)獲取周期短、數(shù)據(jù)分辨率高、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。由于操作簡單、運(yùn)營成本低，與其他技術(shù)手段相比是高性價(jià)比的獲取方法，所以這種技術(shù)尤其顯得經(jīng)濟(jì)效益高 , 推廣價(jià)值很大 。
3礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)
采礦等地下活動(dòng)可能會(huì)直接誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和次生地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、泥石流、塌陷等，造成極大危害。無人機(jī)航空遙感系統(tǒng)具有時(shí)效性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)快速、影像分辨率高、經(jīng)濟(jì)快捷的特點(diǎn)，能夠在高危地區(qū)作業(yè)，可幫助預(yù)判泥石流、沉陷等現(xiàn)象，也可以在礦區(qū)災(zāi)害應(yīng)急救援指揮中發(fā)揮重要作用。
5月25日至26日，在成都舉行的第二屆三維激光掃描技術(shù)國際論壇上，展示了一臺(tái)“巨無霸”無人機(jī)。它便是屢次在礦山隱患排查中立功，避免了重特大安全事故發(fā)生的三維激光掃描無人機(jī)。
它不僅能夠掃描出完整的彩色空間數(shù)字圖，還能準(zhǔn)確的分辯出礦山上哪些是樹木，從數(shù)字處理上像“剃頭”一樣去除樹木所占空間，得出礦山本來的面目。這臺(tái)“巨無霸”信息采集能力很強(qiáng)，1秒鐘可以采集100萬個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。電腦自動(dòng)比對(duì)篩查異常，工作人員經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，就能在電腦屏幕上看到礦山細(xì)微的變化，這種變化達(dá)到毫米級(jí)，可幫助預(yù)判泥石流、沉陷等現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)判。
該無人機(jī)接下來將應(yīng)用于礦山巡查、工程建設(shè)和文物保護(hù)等領(lǐng)域。尤其是人不能進(jìn)去的危險(xiǎn)地帶，比如震后的山坡、泥石流的現(xiàn)場(chǎng)，它飛過去采集數(shù)據(jù)就能為應(yīng)急救援提供依據(jù)。
4生態(tài)重建
地下開采活動(dòng)也會(huì)對(duì)地表建筑物、地形與地貌、耕地與植被、景觀等生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。隨美國西弗吉尼亞州于1939年頒布了第一部《復(fù)墾法案》后, 我國國務(wù)院1988年頒布，于1989年1月1日實(shí)施了《土地復(fù)墾規(guī)定》，該規(guī)定將土地復(fù)墾定義為：對(duì)在生產(chǎn)建設(shè)過程中，因挖損、塌陷、壓占等造成破壞的土地，采取整治措施，使其恢復(fù)到可供利用狀態(tài)的活動(dòng)。
在礦井的生態(tài)重建階段，了解到礦井在開采前后的模樣十分重要。通過無人機(jī)獲取數(shù)據(jù)生成準(zhǔn)確的三維圖像可以幫助礦區(qū)盡可能地恢復(fù)到開采之前的模樣;利用無人機(jī)定期調(diào)查還能幫助人們了解到生態(tài)恢復(fù)的進(jìn)程如何。這對(duì)礦山的生態(tài)重建起到了巨大的促進(jìn)作用。
5 礦山監(jiān)管
由于礦山資源的稀缺性與不可再生的特點(diǎn)，出現(xiàn)了多起亂采亂挖礦山的現(xiàn)象。而傳統(tǒng)的人力監(jiān)察有著四大難題：1.違法開采地區(qū)十分隱蔽、不易察覺; 2.盜采人員設(shè)置崗哨、阻斷道路逃避擊打;3.違法開采地區(qū)覆蓋面積廣、范圍大;4.大部分違法開采行為基本在夜間實(shí)施以避監(jiān)察。換句話說就是“發(fā)現(xiàn)難、制止難、取證難、查處難”。
而無人機(jī)在礦山治理過程中的應(yīng)用，將會(huì)有效解決以上問題。首先，無人機(jī)輕便易攜，操作簡單、智能化程度高，受環(huán)境因素影響小。 其次，無人機(jī)可迅速到達(dá)需要監(jiān)察的區(qū)域，獲得準(zhǔn)確的視頻和高精度的圖像，為快速發(fā)現(xiàn)違法行為人越界開采、無證開采、非法盜采國土資源行為提供視頻影像證據(jù); 第三，無人機(jī)克服了動(dòng)態(tài)巡查的效率低、有盲區(qū)的問題，同時(shí)彌補(bǔ)了遙感衛(wèi)星執(zhí)法周期長、分辨率低缺點(diǎn)?？梢杂行У貙?shí)現(xiàn)監(jiān)管，有力的打擊違法開采資源的活動(dòng)。
如今，無人機(jī)已在許多礦山進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)法的應(yīng)用，如廣東英德市白沙鎮(zhèn)、廣東青州市、福建省寧德市古田縣等，并獲得了一定成績。
經(jīng)過使用后的反饋，我們發(fā)現(xiàn)我國無人機(jī)還存在許多不足：信號(hào)不夠強(qiáng)，電池使用時(shí)限短，直線飛行距離不足，內(nèi)存卡儲(chǔ)量小等。然而，無人機(jī)的使用仍然起了巨大作用。而且我們相信，隨著科技的發(fā)展，這些缺陷也將會(huì)被一一克服，使無人在礦山的應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。

（信息來源：中國選礦技術(shù)網(wǎng)，中林設(shè)計(jì)整理，轉(zhuǎn)載注明出處）