В ИРНИТУ создают принципиально новую систему автоматизированного маркшейдерского учёта объёмов сырья и готовой продукции в крытых складах на горных и перерабатывающих предприятиях. Она основана на использовании цифровых фотографий сечений, полученных с помощью вертикального проецирования лазерной плоскости на поверхность сырья. Данная система учета значительно упростит работу маркшейдеров, повысит качество работы и оперативность, в целом улучшит планирование технологической цепочки предприятия.
Над проектом работают доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии ИРНИТУ Семен Гриднев, который решает инженерную задачу, и выпускница кафедры, аспирантка Вероника Вальдман. Она занимается научной стороной вопроса, исследуя погрешности, возникающие при измерениях. Также аспирантка работает над обоснованием параметров системы и способов вычисления объёма, классификацией складов по группам сложности и т.д.
С предложением создать эффективную систему учета объёмов в крытых складах к сотрудникам кафедры маркшейдерского дела и геодезии обратилось руководство ЗАО «Кремний» (г. Шелехов). Это единственное в России предприятие, где производится рафинированный кремний. На складах компании находится большое количество такого дорогостоящего сырья как кварцит, колумбийский уголь и др. Ежемесячно маркшейдерской службе требуется определять объёмы складированного сырья в довольно стеснённых условиях из-за множества стен и перегородок. Кроме того, часто измерять вручную просто невозможно, так как по сыпучему сырью опасно передвигаться.
По информации разработчиков, актуальность проекта связана с тем, что процессы обогащения и переработки полезных ископаемых постоянно усложняются и требуют более оперативного и точного учёта объёмов. Маркшейдеры ИРНИТУ в настоящее время выполняют подобные работы с использованием наземной лазерной сканирующей системы. Это точный и надёжный метод, однако очень трудоемкий (необходимо сделать 8-10 сканпозиций) и дорогой (стоимость приборов приборы 5-10 млн рублей). Для проведения съёмки и обработки данных требуются высококлассные специалисты. Кроме того, при измерении (съемке) требуется останавливать работу склада.
«Наша система интересна тем, что она основана на применении лазера и цифровой фотограмметрии. Устройство для съёмки склада, состоящее из цифровой калиброванной фотокамеры, лазерного построителя плоскости и лазерной рулетки, мы планируем закрепить на кран-балке. Оно будет перемещаться вдоль всего склада. Принцип измерения основан на построения следа лазерной плоскости на разных объектах. Когда лазерная плоскость попадает на предметы, то огибает их, по сути, строит сечение. Методом фотограмметрии мы трансформируем изображение и получаем метрическое сечение. Множество таких сечений дают точное представление об объекте и позволяют сразу выполнить подсчет объёмов способом вертикальных сечений», - пояснил С. Гриднев.
Чтобы подтвердить работоспособность данного способа С. Гриднев и В. Вальдман создали прототип устройства и выполнили эксперимент, имитирующий склад в кабинетных условиях. В качестве построителя плоскости разработчики использовали обычный строительный лазерный нивелир. Для получения цифровых изображений применили цифровую камеру с широкоуголным объективом Nikon D70. Устройство передвигалось по краю стола с размеченной через 10 см шкалой.
В реальной ситуации определение местоположения системы будет удобно выполнять с помощью определения расстояния лазерным дальномером. В конечном варианте разработанная система мониторинга объёмов должна работать автоматически и дистанционно передавать данные на компьютер пользователя, где в специальной программе можно будет посмотреть сразу готовые цифры по интересующим объёмам.
Отметим, что разработчики системы приобрели на свои средства лазерный дальномер и заказали специальный адаптер для подключения к компьютеру.
«Востребованность системы автоматизированного маркшейдерского учёта объёмов сырья в настоящее время является очень высокой. Она поможет решить производственные задачи АО «Разрез Тугнуйский» (Республика Бурятия), Железногорскому ГОКу и многим другим предприятиям. Кроме того, предлагаемый нами метод универсален – данная система может применяться в зернохранилищах, при инспекции загруженности вагонов и конвейерных лент», - сообщил С. Гриднев.
Подчеркнем, что данному перспективному направлению посвящено диссертационное исследование В. Вальдман (рабочее название - «Разработка и исследование технологии маркшейдерского учёта объёмов в крытых складах и на конвейерах»). Научный руководитель – заведующий кафедрой маркшейдерского дела и геодезии ИРНИТУ, профессор Анатолий Охотин.
В 2016 году аспирантка представляла эту тему на кафедре маркшейдерского дела Уральского государственного горного университета (г. Екатеринбург), где планирует защищаться. Доценты, профессора, входящие в состав диссертационного совета, специально собрались, чтобы оценить актуальность исследований аспирантки. Ведущие эксперты в области маркшейдерского дела одобрили тему и дали рекомендации, в каком направлении продолжить работу.
В 2016 году С. Гриднев и В. Вальдман опубликовали результаты своих исследований в одном из престижных международных изданий, входящих в базу данных Scopus.
