2020年12月28日,气温零下30度,西北风4— 5级,高空最大阵风达到15米/秒,伊敏露天矿技术人员自主操作JOUAV CW-15Q无人机正在进行采剥场验收测量。4个小时内,无人机以航向、旁向8°的倾斜姿态抗风飞行,最大姿态修正角度达到20°,累计飞行8个架次,圆满完成4.8平方公里测量任务,顺利通过了大风极寒天气下技术指标验证,成为国内首个高寒地区煤矿成功采用无人机测量系统实现采剥场验收测量相关工作的典型,翻开了矿山测量系统的新篇章。

研判形势 革故鼎新
随着无人机、激光雷达、卫星遥感等高效测绘技术手段的发展,测绘学科迎来了新的技术变革。伊敏露天矿紧紧抓住这个重要的拐点,开启了新的测量系统探索。
“相较于目前我矿使用的GNSS - RTK采剥量验收测量方式,无人机测量系统大幅度提高了作业效率、采剥量计算的整体精度和测量的安全性。”伊敏露天矿矿长、党委副书记张波介绍到。
采用传统GNSS-RTK测量方式进行外业数据采集,需要4名技术人员携带仪器徒步行走4天完成测量,内业数据处理3天,而无人机测量系统,外业数据采集效率是GPS-RTK测量方式的4倍,内外业整体效率提高将近160%。无人机测量系统外业数据采集系统中测量点密度约为20个/平方米,远远超过GPS-RTK方式1个/25米,高密度点云数据可以更加清晰的反映生产现场真实高程变化情况,而且其误差为5cm左右,相当于GPS-RTK方式3cm的三维精度。GNSS-RTK测量方式需要技术人员到达指定位置才能完成测量采点,存在与矿用卡车、电铲、工程机械等设备的交叉作业,安全风险较大,而无人机测量系统,仅需在地面站掌控无人机的飞行状态,安全性较高。
自2015年起,伊敏露天矿组织以技术专家和技术带头人为骨干的专业团队开始持续关注无人机、激光雷达等先进测绘技术的高寒矿山可行性应用;2018年联合高等院校深入现场进行无人机适用性研究;根据研究成果,2019年启动无人机测量系统购置工作;2020年进入无人机测量系统测试工作。

科技领先 智能全面
伊敏露天矿无人机测量系统软硬件均属于最新科技产品。飞行平台选用大鹏纵横最新款的CW-15Q四旋翼无人机;任务载荷类型全面,可完成各类矿山工作:CA-102相机用于正射影像采集,JR-503五镜头用于倾斜三维实景建模,JoLiDAR-Mini激光雷达用于高密度点云数据采集;地面控制站采用最新款的飞图地面站系统;矿山软件采用元智智能化测绘系统。
得益于先进的软硬件系统,伊敏露天矿无人机测量系统可以胜任各种矿山测量工作。矿区地形图绘制、采剥场验收测量、采剥工程平面图绘制、矿山实景三维模型的建立、采矿三维设计、矿区绿化成果展示、储煤场库存盘点等。成熟、稳定的无人机测量系统将会是矿山测量的小能手。

攻坚克难 永立潮头
无人机在矿山领域的应用没有经验可以借鉴,服务器怎么部署、系统怎么搭建;无人机系统采用什么样的坐标系统;倾斜、正射、点云数据怎样有效结合;如何根据工作需求实现采剥工程量、煤场堆体体积的计算;如何获取台阶坡顶、底台阶线,一系列问题需要根据伊敏露天矿实际情况来确定软件系统构架。
伊敏露天矿测量专业向来都是一个能打硬仗、敢打敢拼的团队。制定详细的关键技术攻关方案及实施细则,以党员为先锋,依托创新工作室的资源优势,团队成员精诚合作,加班加点,攻克了一道道难关。2020年6月底,伊敏露天矿无人机测量系统成功搭建,并成功建立矿区、新源区的三维实景模型建立。2020年8月21日至12月10日,无人机测量系统多次在不同气温和大风天气下作业测试,系统安全稳定、数据真实精准。目前,伊敏露天矿无人机测量系统已经正式取代使用了16年之久的GNSS - RTK采剥量验收测量方式,使高寒地区矿山测量方式迎来了历史性的变革。
战未言歇马,扬鞭再踏征程。伊敏露天矿将继续扬起科技创新的风帆,为智能化矿山建设推进提供保障。