Применение технологий высокоточной спутниковой навигации в горнодобывающей отрасли

На современном этапе развития горного производства широко используются автоматизированные системы управления горно-транспортным комплексом, основанные на технологиях спутниковой навигации. Широкое применение таких систем обусловлено их высокой эффективностью, достигаемой за счет повышения производительности оборудования на 15-25% , при этом срок возврата инвестиций составляет от нескольких месяцев до полутора лет.

Для решения задач управления и мониторинга горно-транспортным комплексом используются технологии навигации, позволяющие определить местоположение техники на карте с точностью 5-15 метров. Для большинства задач применение оборудования такого класса точности обосновано. В горнодобывающей отрасли существует комплекс производственно-технических задач, для решения которых требуется существенно более высокая точность позиционирования мобильной техники или ее отдельных частей.

К таким задачам относятся, прежде всего:

·         Проведение буровзрывных работ

·         Управление качеством добываемого полезного ископаемого

·         Построение интеллектуальных роботизированных карьеров

Для эффективного решение таких задач требуется сантиметровая точность определения местоположения, и точность порядка десятых долей градуса в определении направления.

Как правило, системы высокоточного позиционирования, применяемые для решения задач управления качеством полезного ископаемого, строятся с использованием двухантенного высокоточного навигационного оборудования, работающего в дифференциальном режиме с использованием поправок от местной корректирующей станции, а также высокоскоростной системы передачи данных, бортового компьютера с возможностью визуализации геологической модели, серверного программного обеспечения, интегрированного с геологической системой предприятия.

Структурная схема построения подобной системы показана на рисунке 1 на примере системы SkarEx ProNavi, разработанной российской компанией ООО «ВИСТ Групп».

Рисунок 1 – Структурная схема системы SkarEx ProNavi

За счет использования в системе высокоточного бортового навигационного оборудования ГЛОНАСС/GPS и местной станции дифференциальной коррекции Trimble в динамике достигается дециметровая точность определения точки черпания и высотной отметки. Это позволяет в режиме реального времени контролировать объемы и качество полезного ископаемого, оперативно вносить изменение в работу машиниста экскаватора.

Аналогичные системы разработаны также ведущими интеграторами систем диспетчеризации, такими как Wenco (Канада), Modular Mining (США), Caterpillar (США) совместно с производителями навигационного оборудования Trimble (США), Novatel (Канада) и др.

Типовая схема процесса управления качеством добываемых полезных ископаемых с использованием системы высокоточного позиционирования приведена на рисунке 2.

Рисунок 2- Cхема работы системы SkarEx ProNavi

Система базируется на построении плана качества для горизонта работы экскаватора на основе геологической модели, данных опробования буровых работ и другой информации. Далее производится проектирование небольших контуров работы экскаватора, в пределах которых при планировании можно усреднить качественные показатели полезных ископаемых.

Выдача сменного задания машинисту каждого из экскаваторов производится путем передачи цифрового плана с указанными контурами для отработки. Эти данные, а также продвижение работ отображается на экране машиниста. Оперативный контроль выполнения работ в соответствии с планом производится инженерными службами на автоматизированных рабочих местах, что позволяет вносить изменения в работу, при возникновении нештатных ситуаций.

Использование для решения данных задач системы высокоточного позиционирования позволяет производить точный учет качественного содержания полезных ископаемых на складах и оперативно корректировать геологическую модель в соответствии с отработанными контурами.

В настоящее время горнодобывающие предприятия России и ближнего зарубежья проявляют все больший интерес к использованию высокоточных систем спутниковой навигации, что обусловлено потребностью к повышению производительности горного производства. Основным препятствием повсеместного использования является высокая стоимость, используемых в системе высокоточных навигационных комплексов. В связи с этим компанией ООО «ВИСТ Групп» ведутся НИОКР по построению систем с использованием оборудования ГЛОНАСС/GPS отечественного производства и применением интеллектуальных алгоритмов обработки информации.

Развитие и повсеместное использование технологий высокоточной навигации в горнодобывающей отрасли России и СНГ позволят качественно повысить показатели эффективности работы горных предприятий и создадут предпосылки для развития роботизированных карьеров.