В рамках работ по цифровизации подземной инфраструктуры и контроля состояния горных выработок, специалисты Qazaq Geophysics успешно реализовали проект по высокоточному 3D-сканированию вентиляционного ствола на руднике Нурказган. Основной задачей проекта было создание детализированной цифровой модели ствола глубиной 449 метров, которая позволит провести анализ геометрии, выявить потенциальные деформации и сформировать основу для инженерных решений по обеспечению безопасности.
Оборудование и технология
Ключевым инструментом сканирования стал Hovermap ST — передовой мобильный лазерный сканер, основанный на технологии SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Эта технология позволяет получать трёхмерные данные в условиях полной отсутствия GPS-сигнала, что делает её незаменимой при работе в подземных условиях, таких как шахты, туннели и вентиляционные стволы.
Конструкция и организация работ
Проект был реализован с использованием максимально простой, но надёжной инженерной конструкции, специально адаптированной под условия вентиляционного ствола:
Сканер был установлен в защитную клеть, созданную под габариты Hovermap ST, для предотвращения повреждений при возможном касании стенок ствола.
Клеть с закреплённым сканером была подвешена на металлическом тросе, длиной 500 метров, собранном на барабан лебёдочного механизма.
Для направления троса использовался монтажный ролик, установленный на крюк стрелы манипулятора спецтехники, что обеспечило безопасное и ровное опускание сканера вдоль оси ствола.
Скорость опускания была задана как 0,2 метра в секунду, что позволило получить оптимальную плотность данных при минимизации вибраций.
Контроль точности
Перед началом сканирования по краям вентиляционного ствола были установлены опознавательные знаки, координаты которых были заранее фиксированы с помощью высокоточного GNSS-оборудования. Эти контрольные точки позволили впоследствии геопривязать облако точек, повысить пространственную точность модели и обеспечить её интеграцию с другими инженерными данными.
Процесс сканирования
Сканирование выполнялось в два этапа:
При опускании сканера в ствол.
При подъёме обратно на поверхность.
Таким образом, были получены двойные данные, что обеспечило перекрытие и увеличенную плотность точек, особенно в сложных участках. Общая продолжительность сканирования составила 74 минуты (1 час 14 минут).
Результат и значение
После завершения полевых работ данные были загружены, обработаны и сшиты в единое облако точек высокой плотности, на основе которого была построена трёхмерная модель вентиляционного ствола.
Эта модель позволяет:
- Провести визуальный и метрический анализ геометрии ствола;
- Оценить степень его вертикальности, сужений и расширений;
- Выявить возможные деформации и отклонения;
- Получить цифровую основу для последующего мониторинга состояния выработки;
- Интегрировать модель в систему технической документации рудника.
Заключение
Проект продемонстрировал эффективность применения мобильного сканера Hovermap ST в условиях ограниченного пространства и отсутствия спутниковой навигации. Успешная реализация работ на руднике Нурказган открывает широкие перспективы для аналогичных проектов по цифровизации подземной инфраструктуры в горнодобывающей отрасли Казахстана и способствует повышению безопасности горных работ на всех этапах эксплуатации месторождения
