Tin tức

15Tháng 12015

Quét Laser 3 chiều – Xu hướng công nghệ tất yếu trong công nghiệp khai mỏ

Quét laser 3 chiều (3D Laser Scanning) và số liệu đám mây điểm (3D Point Cloud) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc và xây dựng, tới thời điểm hiện tại những ưu thế vượt trội của công nghệ quét laser 3 chiều và các ứng dụng của nó cũng đang rất thành công trong lĩnh vực khai mỏ từ Hoa Kỳ, Nga, Úc đến Indonesia ... trên các khai trường rộng lớn, lộ thiên hay hầm ngầm đều đã có sự xuất hiện của máy quét laser 3 chiều. Công nghệ thu thập số liệu tiên tiến này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giúp công tác khái thác vận hành an toàn hơn rất nhiều.

          Đo đạc khống chế, tính toán thể tích và xác định trữ lượng khoáng sản một cách chính xác nhất luôn là những yếu tố sống còn, đối với bất kỳ nhà quản lý hoạt động khai khoáng nào trên trái đất. Việc đo đạc và xác định sai trữ lượng của các khu mỏ có thể dẫn tới những quyết định đầu tư sai lầm lên tới hàng triệu đôla, kéo dài hàng năm trời và không có khả năng hồi phục.


       Các phương pháp đo đạc truyền thống đều có chung một điểm hạn chế cố hữu, đó là giới hạn số liệu thu được trên tất cả các dạng khai trường khác nhau. Điều này là nguyên nhân chính, dẫn tới việc đưa ra các số liệu tính toán và ước định không chính xác sau này, từ số liệu ước định thiếu chính xác, mà những quyết định đầu tư vào nhà máy công xưởng sẽ vô cùng lãng phí. Công nghệ quét laser 3 chiều có khả năng giảm thiểu tối đa những hạn chế cố hữu của các kỹ thuật đo thu số liệu cũ, thay vào vài nghìn điểm đo thưa thớt không đủ miêu tả chính xác thực địa, máy quét laser 3 chiều có khả năng tạo ra hàng triệu điểm đo mỗi giây, đảm bảo tái lập một cách chính xác toàn bộ bề mặt của bất kỳ đối tượng nào khi tia laser quét qua. Những số liệu quý giá này có khá năng chuyển đổi liền mạch sang các mô hình 3 chiều có độ chính xác cao, sử dụng cho việc xây dựng kế hoạch khai thác, phát triển khai trường hợp lý cũng như đầu tư xây dựng nhà máy xử lý chế biến khoáng sản phù hợp với từng giai đoạn phát triển.


        Có thể khẳng định chắc chắn rằng, máy quét laser 3 chiều và mô hình đám mây điểm mà chúng tạo ra, sẽ ngày càng trở nên phổ biến và dễ dàng sử dụng hơn, đặc biệt trong các ứng dụng phục vụ công tác khai mỏ. Các máy quét laser 3 chiều thu thập số liệu bằng cách đo tính phản xạ của tia laser khi gặp phải các vật thể trên đường di chuyển, những số liệu quan trọng này sẽ giúp chúng ta dựng lại chính xác mô hình 3 chiều của tất cả các đối tượng trên thực địa. Độ chính xác của các phép đo mà máy quét laser 3 chiều tạo ra hiện rất ổn định và đã lên tới cỡ mm. Thực tiễn hầu hết các chuyên gia đều cho rằng, các phép đo trong lĩnh vực khai mỏ không cần thiết phải đạt độ chính xác cao tới như vậy. Khối lượng số liệu khổng lồ mà máy quét tạo ra để mô tả một cách chính xác toàn bộ những chi tiết dù là nhỏ nhất của khai trường hay đường hầm khai thác luôn vượt quá yêu cầu của ngành. Thách thức lớn nhất ở đây là làm thế nào để có thể xử lý khối số liệu thô theo đúng cách của các chuyên gia khai khoáng để cuối cùng đó chính là mô hình “đúng với mục đích” cũng như biến khối số liệu quá chính xác kia thành những tài liệu “không thể thiếu” trong lĩnh vực khai mỏ hiện tại và tương lai.


        Mặc dù công nghệ quét laser 3 chiều là công nghệ tương đối mới, tuy nhiên tốc độ phổ biến của nó ở thời điểm hiện tại khá nhanh. Việc sử dụng đám mây điểm để tạo ra các sản phẩm dẫn xuất đang phát triển và khá phổ biến, đây thực sự sẽ là cuộc cách mạng số liệu trong vòng 5 năm tới. Bạn khó có thể hình dung thực tiễn được tái dựng một cách chính xác như thế nào, với sự kết hợp của đám mây điểm và ảnh chụp toàn cảnh phủ trùm phía trên. Đã thành xu thế phát triển tất yếu của công nghệ, ngay với các hãng phát triển phần mềm đồ hoạ và xử lý số liệu phục vụ các chuyên ngành khác đều đã và đang đi theo khẩu hiệu “hỗ trợ số liệu đám mây điểm” (Support Point Cloud Data), cho dù đó là phần mềm thiết kế, kiến trúc, xây dựng, hay văn hoá nghệ thuật phim ảnh … đều đang sẵn sàng cho cuộc cách mạng số liệu mà máy quét laser 3 chiều tạo ra.


        Thực tiễn cho thấy trong khai thác khoáng sản, chúng ta có thể tiêu tốn hàng trăm nghìn đô la để điều chỉnh lại chính xác một phần rất nhỏ của một tuyến đường hầm theo đúng với thiết kế, vì chỉ có đúng với thiết kế mới cho phép lắp đặt chính xác các thiết bị kỹ thuật ở giai đoạn tiếp theo. Tuy nhiên chúng ta lại chỉ biết được điều này và tiến hành sửa chữa khi bắt đầu lắp đặt. Nhưng với sự tham gia của máy quét laser 3 chiều thì mọi việc hoàn toàn khác, mô hình hầm đào thực tiễn sẽ được so sánh ngay và liên tục với mô hình hầm thiết kế, bất kỳ một sai khác nào đều sẽ được chỉ ra một cách rõ ràng, đủ thông số liên quan và vị trí chính xác. Bằng cách sử dụng máy quét laser 3 chiều, phần mềm xử lý số liệu chuyên ngành và các kỹ thuật mô hình cao cấp khác, chúng ta có thể tạo ra rất nhiều các ứng dụng cũng như dịch vụ đặc thù phục vụ chuyên ngành khai mỏ như:
     - Xây dựng phương án tích hợp thiết bị kỹ thuật hiện có với thiết bị mới trong các khu vực khai thác cũng như chế biến xử lý khoáng sản;
     - Phân tích và kiểm soát thông tin số lượng quá trình khai thác thông qua các bước phát triển khai trường mang tính mô phỏng lý thuyết;
     - Đánh giá độ chính xác cũng như chất lượng của các công trình xây dựng phục vụ công tác khai thác và chế biến;
     - An toàn và sức khoẻ, phân tích toàn cảnh những vụ tai nạn trong quá trình khai thác và vận hành, xác định phương pháp phòng tránh, khắc phục và xử lý. Mô phỏng đào tạo công nhân;
     - Đo đạc và xây dựng mô hình phối kết hợp vận hành cho các hợp phần khai thác trên công trường như công nhân, máy móc khai thác, phương tiện vận chuyển, cứu hộ …;
     - Mô hình hoá, giám sát, phân tích và đánh giá quy mô khai thác thiết kế với thực tiễn triển khai trên khai trường;
     - Xác định chính xác các chỉ số đào đắp trên khai trường lộ thiên cũng như hầm lò;
     - Tổng hợp các báo cáo kỹ thuật, bản vẽ phục vụ cho tất cả các đối tượng khác nằm trong cùng một dự án khai mỏ;
     - So sánh và đánh giá chính xác mô hình, tốc độ và số lượng khai thác trên khai trường thông qua việc so sánh mô hình khai trường ở những thời điểm khác nhau;
     - Giám sát quá trình khai thác, quá trình hoàn trả mặt bằng cũng như công tác đảm bảo vệ sinh và bảo vệ môi trường cảnh quan;
     - Cập nhật số liệu định kỳ trong thời gian ngắn hơn với độ chính xác và mức độ chi tiết cao hơn rất nhiều so với tất cả các phương pháp đo đạc thu thập số liệu truyền thống.


       Ngoài ra trong thực tiễn triển khai chúng ta có thể ứng dụng máy quét laser 3 chiều và số liệu đám mây điểm cho rất nhiều các ứng dụng cũng như các sản phẩm dẫn xuất khác. Việc ứng dụng rộng rãi công nghệ tiên tiến này chỉ còn là vấn đề của nhận thức, bởi những lợi thế về mặt kỹ thuật đã được chứng minh một cách rõ ràng. Nhiệm vụ thu thập số liệu thực địa và những ứng dụng của số liệu quét laser 3 chiều hỗ trợ các nhà quản lý và điều hành khai mỏ rất nhiều, công tác theo dõi, kiểm soát và tối ưu hoá khai thác mỏ lộ thiên cũng như hầm lò mang tính thực tiễn rất cao và đặc biệt phù hợp với những đặc thù của ngành công nghiệp khai khoáng. Quá trình xử lý số liệu thu được từ máy quét laser 3 chiều giúp cho các kỹ sư và nhà quản lý điều hành nắm chắc hơn, hiểu rõ hơn, tăng cường độ chính xác, tiết kiệm thời gian và tiền bạc, khác phục sự cố phát sinh nhanh chóng … Hội tụ tất cả đó chính là tiền đề của ngành công nghiệp khai mỏ hiện đại.

 

(Theo Anthi.com.vn)