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Kartierung eines unterirdischen, wassergesättigten Bergwerks mit LiDAR

Untertagebergwerke können extrem gefährlich sein. Das Bergwerk Nexa Vazante weist einen der höchsten Wasserdurchflussmengen unter den lateinamerikanischen Bergwerken auf. Dies erschwert die Kartierung mit Bergbaudrohnen, was Anlass zur Sorge gibt, da diese Methode zur Erhöhung der Personensicherheit eingesetzt wird.

Die hohe Luftfeuchtigkeit aufgrund des Wassergehalts kann zu Kondensation im LiDAR führen, wodurch die Menge der erfassten Informationen verringert und SLAM beeinträchtigt wird. Das Wasser sammelt sich zudem in Pfützen und bildet große reflektierende Flächen, die zu Laserspiegelungen und Reflexionen führen können. Beides erschwert den Einsatz LiDAR und autonomen Bergbaudrohnen zur Erfassung von Daten für die Vermessung und Gewinnung topografischer und geotechnischer Informationen. Trotz dieser Hindernisse erzielt der Bergbaubetrieb rekordverdächtige Zinkfördermengen, was den Bedarf an einer intelligenten, hocheffizienten Lösung vorantreibt.

Auf der Suche nach einer Drohnentechnologie für den Bergbau, die mehr Sicherheit und eine bessere Zugänglichkeit in den Arbeitsablauf bringen könnte, probierte Nexa Resources viele Optionen aus, doch keine davon lieferte zuverlässig die gewünschten Ergebnisse. Das Unternehmen wandte sich an Emesent in Brasilien ansässigen Emesent Gestão Engenharia.

Für die Demonstration wählte Nexa zwei Bereiche innerhalb des Bergwerks aus, die erfasst werden sollten. Der erste war ein wassergesättigter Bereich, der zweite ein enges Stollengebiet, in dem sich Maschinen und ein Materialhaufen befanden, der zu einem Abbaugebiet führte.

Clayton da Silva, Emesent Spezialist bei Gestão Engenharia und Emesent , begab sich zu dem Bergwerk, das etwa 8,5 km von der Gemeinde Vazante im brasilianischen Bundesstaat Minas Gerais entfernt liegt, um die Leistungsfähigkeit Hovermapzu demonstrieren.

In der feuchten Umgebung führte Clayton Scans durch, um Daten von den Galeriewänden und dem freiliegenden Boden zu erfassen. Zu diesem Zweck montierte er Hovermap einer Drohne und vermied es, in der Nähe der Spiegelbecken zu fliegen. Um die Feuchtigkeit im Lichtpaket zu verringern, hielt er das LiDAR bis zum Flug mit einer Flanellhülle LiDAR Raumtemperatur, um Kondenswasserbildung zu vermeiden.

Innerhalb von fünf Minuten Hovermap Clayton und der Hovermap aussagekräftige und zuverlässige Daten der Wände und des Bodens erfasst.

Im zweiten Testbereich befand sich der Abbauabschnitt hinter dem Materialhaufen. Clayton setzte eine an einer Drohne montierte Hovermap Pilot-Assist-Modus ein. Diese Funktion bietet dem Bediener eine Rundum-Kollisionsvermeidung. Der Pilot-Assist-Modus fungiert als Sicherheitszone für die Drohne und unterstützt den Piloten dabei, das Fluggerät und die Ausrüstung zu schützen und gleichzeitig einen stabilen Flug zu gewährleisten.

Das folgende Video zeigt, dass der Weg zum Abbaugebiet im Grunde ein Hindernisparcours war, den Clayton mit Hilfe von Hovermap bewältigte. Nachdem er das Abbaugebiet und einige angeforderte Einzelbilder erfasst hatte, vergewisserte sich Clayton anhand der Echtzeit-Punktwolke auf dem Tablet, dass das gesamte Abbaugebiet kartiert worden war. Anschließend nutzte er die „Return to Home“-Funktion, und auf Knopfdruck navigierte Hovermap aus dem Abbaugebiet heraus und kehrte zum Startpunkt zurück.