Obecně platí, že podzemní doly se nacházejí v rozlehlých a odlehlých horských oblastech, což je extrémně náročné a vyžaduje rozsáhlé pracovní síly k monitorování důlních operací a související infrastruktury.
Sběr geotechnických dat z těchto obtížných nebo nemožných přístupných oblastí a mapování inženýrské geologie nebo charakterizace lokality a měření atmosférických parametrů a koncentrace plynů jsou pro těžaře vždy výzvou, používajíce tradiční metody, které jsou časově i finančně náročné.
Dnešní drony, vybavené různými typy senzorů, přijdou horníkům vhod k bezpečnému plnění většiny nebezpečných úkolů v podzemních dolech, jako je monitorování, průzkum, mapování prostředí a doručování výbušnin a balíčků, což vede k lepšímu hodnocení a strategickému plánování. koordinace, řízení a dodržování předpisů.
Navzdory významnému pokroku v technologii dronů a četným potenciálním aplikacím v podzemních dolech bylo použití dronů omezeno kvůli několika výzvám, jako je prostředí s odmítnutím GPS, stísněné prostory, nedostatek bezdrátového signálu, koncentrace prachu a plynů a obecně drsná prostředí. .
Tento příspěvek upozorní na některé běžné výzvy a potenciální řešení pro používání technologie dronů v podzemních dolech.
Drsné podzemní prostředí
Drsné podzemní prostředí představuje několik překážek pro létající drony. Omezený prostor, teplo a vlhkost, snížená viditelnost, rychlost vzduchu, koncentrace prachu, špatné světelné podmínky a chybějící bezdrátový komunikační systém znesnadňují operátorovi létat s dronem v podzemních oblastech. Navíc je pro operátora dronu prakticky nemožný přístup do nedostupných a dokonce nebezpečných míst v podzemních dolech.
Aby se to vyřešilo, měly by být drony vyrobeny tak, aby byly odolné proti srážkám. Kromě toho by měl být dron schopen detekovat a vyhýbat se překážkám během letu. Měl by také tolerovat drsné prostředí podzemních dolů a létat v těžkém prachu a kouři. Měl by být vodotěsný, prachotěsný, nárazuvzdorný a měl by odolávat změnám tlaku, teploty a vlhkosti v celém místě dolu. Minimálně by měl mít dron plně autonomní navigaci v prostředí zcela bez GPS a bez jiného osvětlení, než jaké poskytuje dron.
Šíření signálu
Pro létání s dronem je potřeba bezproblémové spojení rádiového signálu mezi dronem a dálkovým ovladačem. Kvůli přítomnosti překážek a prostředí, které neustále pohlcuje energii signálu, se šíření signálu stalo významnou výzvou při používání dronů v podzemních dolech. Pokud dron letí daleko v podzemí, ztratí signál a v důsledku toho se nemůže vrátit do místa nasazení. Vzhledem k tomu, že lokality podzemních dolů se neustále rozšiřují, oblast pokrytí komunikace se s pokračujícím provozem zvyšuje, což představuje výzvu pro drony pokrýt celý důl během běžných pracovních operací a mimořádných událostí.
K vyřešení tohoto problému by měl být s dronem integrován přenosový systém. To může umožnit dronu letět daleko do dolů zakřivených podzemních chodeb a tunelů bez ztráty signálu. Měl by také posílat nepřetržitý videostream toho, co kamera dronu nahrává.
Výdrž baterie
Životnost baterie je dalším limitujícím faktorem, protože může omezit dobu letu. V mnoha případech je pro prodloužení doby letu nutná výměna baterie. Životnost baterie může ovlivnit i povětrnostní situace v podzemních dolech. Drony obvykle běží na baterii a spotřebovávají energii na visení, bezdrátové připojení, zpracování dat a obrazu. Vlhkost nebo únik vody navíc poškozuje elektronické součásti dronů a narušuje komunikaci mezi dronem a jeho ovladačem. Některé drony využívají hybridní napájecí systémy (tj. baterie a spalovací motor) k provádění misí s delší dobou trvání. Kvůli omezením napájení je třeba rozhodnout, zda by se analýza dat a obrazu měla provádět na palubě v reálném čase nebo offline, aby se snížila spotřeba energie. Kvůli přítomnosti metanu a potenciálnímu nebezpečí výbuchu/požáru musí být baterie a elektronické senzory izolovány.
Závěr
Jak již bylo zmíněno, při používání dronů v podzemních prostředích existuje mnoho problémů. Abychom se vypořádali se všemi těmito výzvami, je potřeba navrhnout optimalizovaný dron – ideálně dron s rotačním křídlem (podobný helikoptérám) se schopností vznášení se a vysokou manévrovatelností v každém směru, horizontálně i vertikálně.