W branżach takich jak górnictwo, budownictwo, rolnictwo i logistyka pomiar zwałowisk jest kluczowym zadaniem, które może wpływać na planowanie, zmieniać harmonogramy projektów, a ostatecznie oddziaływać na wynik finansowy. Niezależnie od tego, czy chodzi o węgiel, żwir, rudę, zboże czy piasek, zrozumienie objętości tych materiałów sypkich w zwałach ma zasadnicze znaczenie dla planowania strategicznego i produkcji. Tradycyjnie proces ten był pracochłonny i czasochłonny, jednak dzięki technologii skanowania laserowego 3D można mierzyć nieregularne zwały szybciej i dokładniej.

Wady tradycyjnych metod

Tradycyjne obliczenia objętości zwałowisk często opierały się na szacunkach dokonywanych na podstawie ładowności środków transportu, na przykład masy lub objętości przewożonej przez wywrotki. Powszechnie stosowano również pomiary ręczne i metody geodezyjne z wykorzystaniem narzędzi takich jak tachimetry i odbiorniki RTK do pomiaru punktów i linii oraz obliczania odległości, powierzchni i objętości. 

Do wad należą:

• Niska wydajność: Pomiary ręczne są czasochłonne i wymagają skoordynowanego wysiłku zespołów, aby szybko wykonać obliczenia.
• Niska dokładność: Błędy są nieuniknione, a niedokładne dane mogą prowadzić do większej niepewności operacyjnej i strat finansowych.
• Zagrożenia dla bezpieczeństwa: Nagłe uwolnienie dużych ilości ciężkich materiałów stanowi poważne zagrożenie. Czynniki takie jak intensywne opady deszczu, zamarzanie i odmarzanie oraz inne warunki mogą zwiększać ryzyko, prowadząc do potencjalnych obrażeń pracowników i uszkodzeń sprzętu podczas pracy w pobliżu zwałowisk.
  
  

Wykorzystanie technologii skanowania laserowego 3D

Technologia skanowania laserowego 3D zrewolucjonizowała sposób pomiaru zwałowisk. Oto dlaczego stanowi przełom:

Szybkość i wydajność

Dzięki skanowaniu laserowemu 3D geodeci nie muszą już oznaczać powierzchni zwałowiska ani wyznaczać linii odniesienia. Skaner szybko i dokładnie rejestruje całe zwałowisko za pomocą wiązek laserowych. Obejście docelowego zwałowiska z bezpiecznej odległości w ciągu kilku minut może dostarczyć bogatego zestawu danych, którego pozyskanie tradycyjnymi metodami mogłoby zająć godziny lub dni.

Dokładne modele 3D umożliwiające podejmowanie świadomych decyzji

Skanery laserowe 3D dostarczają kompleksowych danych, generując model chmury punktów zwałowiska o dokładności centymetrowej. Dane te można szybko i szczegółowo analizować, zapewniając operatorom precyzyjne punkty danych niezbędne do podejmowania świadomych decyzji.

Oszczędności w dłuższej perspektywie

Choć początkowa inwestycja w rozwiązanie oparte na skanerze laserowym nie jest mała, w dłuższej perspektywie oszczędności mogą być znaczne. Czas i środki zaoszczędzone dzięki ręcznym metodom naziemnym można przeznaczyć na zadania zwiększające produktywność. Ponadto dane umożliwiające śledzenie zmian w zwałowisku usprawniają operacje i sprzyjają lepszej komunikacji między zespołami.

Proces: skanowanie, przetwarzanie i uzyskiwanie wyników

Pozyskiwanie danych

Użyj zintegrowanego rozwiązania, takiego jak skaner 3D LiDAR FJD Trion S1, aby pozyskać dokładne dane.

1. Zbadaj teren: Przed skanowaniem dokładnie oceń teren, aby przeanalizować otoczenie i zidentyfikować potencjalne przeszkody na trasie przejścia, unikając przemieszczania ludzi lub maszyn. 
2. Zaplanuj trasę: Zaplanuj trasę skanowania z wystarczającym nakładaniem się pomiarów (co najmniej 5 m) w punktach początkowym i końcowym skanowania, aby zapewnić co najmniej jedno zamknięcie pętli.
3. Skanowanie: Podczas skanowania poruszaj się powoli, unikaj szybkich lub nagłych skrętów i upewnij się, że skaner jest skierowany bezpośrednio na hałdę, aby zmaksymalizować integralność danych. Jeśli hałdy znajdują się na zewnątrz, a warunki pogodowe są sprzyjające, użyj kinematyki czasu rzeczywistego (RTK), aby wspomóc proces mapowania. 

Przetwarzanie danych

Przetwórz model chmury punktów w programach takich jak FJD Trion Model.

1. Przycinanie granic: Usuń obiekty znajdujące się poza docelową hałdą.
2. Odszumianie chmury punktów: Automatycznie lub ręcznie usuń punkty szumu spowodowane przez czynniki środowiskowe, takie jak poruszające się osoby.
3. Wypełnianie otworów: Uzupełnij brakujące punkty danych, stosując siatkę opartą na krzywiźnie.

Po zakończeniu wszystkich edycji wygeneruj raport objętości.

Zastosowanie wyników

1. Objętość hałdy: Określ całkowitą objętość mierzonej hałdy.
2. Obrys: Uzyskaj rzut powierzchni zajmowanej przez hałdę.
3. Wysokość hałdy: Zmierz wysokość hałdy w różnych lokalizacjach.
4. Powierzchnia: Dokładnie oblicz powierzchnię hałdy.
5. Objętość wykopu i nasypu: Utwórz płaszczyznę do obliczania objętości podczas wykonywania wykopów i nasypów.
6. Mapy warstwicowe: Wygeneruj mapy warstwicowe z możliwością dostosowania odstępów.

Zastosowania

Przyjrzyjmy się kilku rzeczywistym przykładom tego, jak FJD Trion S1 zmienia sposób pomiaru hałd:

Przypadek 1: Inwentaryzacja w elektrowni

W elektrowni w Azji Południowo-Wschodniej trójwymiarowy skaner laserowy FJD Trion S1 został wykorzystany do obliczenia objętości hałdy węgla o powierzchni 18 000 metrów kwadratowych. Cała operacja, obejmująca skanowanie i przetwarzanie danych, została ukończona w zaledwie 19 minut. Szczegółowe dane uzyskane za pomocą oprogramowania do przetwarzania chmury punktów Trion Model umożliwiły dokładną ocenę zapasów węgla, optymalizację harmonogramów pracy i zapewnienie sprawnego funkcjonowania zakładu.

Przypadek 2: Kruszywa w Polsce

W Polsce comiesięczne pomiary objętości kruszywa w mobilnych wytwórniach betonu były zazwyczaj wykonywane za pomocą fotogrametrii z wykorzystaniem dronów. Jednak ze względu na strefy zakazu lotów związane z obronnością kraju konieczna była zmiana metody pomiarowej.

W tym celu wykorzystano skaner FJD Trion S1 wyposażony w zestaw RTK (Real-Time Kinematic). 

W zaledwie 30 minut geodeta zmierzył objętość hałd przekraczającą 15 000 metrów sześciennych, uzyskując wyjątkową dokładność. 

Dane z chmury punktów przetworzono i przekształcono do krajowego układu współrzędnych, co umożliwiło porównanie ich z wcześniejszymi pomiarami.

Wnioski

Technologia skanowania laserowego 3D, której przykładem jest skaner FJD Trion S1, zmienia sposób pomiaru hałd. Zapewnia szybkość, dokładność i wydajność, z którymi tradycyjne metody nie mogą się równać. Dzięki wdrożeniu tej technologii przedsiębiorstwa mogą podejmować bardziej świadome decyzje, zwiększać wydajność i bezpieczeństwo operacyjne oraz uzyskiwać przewagę konkurencyjną.

Dowiedz się więcej o skanerze FJD Trion S1 tutaj.