Оборудование

Моделирование глубочайшей шахты в мире

Авторы: Реха Воралия и Джеймс Джоблинг Персер

Шахта Мпоненг – часть системы Western Deep Levels (недалеко от Йоханнесбурга, ЮАР) – находится в собственности Anglo Gold Ashanti, и в ней работают 6000 человек. С прошлого года шахта занесена в книгу рекордов Гиннесса как самая глубокая в мире. Нижняя ее отметка находится на глубине 4,1 км; температура грунта там составляет + 60° С, а воздух нагревается до + 36° С. Чтобы выявить потенциальные проблемы до того, как на шахте будут установлены новые конвейер, монорельс и кресельный подъемник, потребовалось выполнить исполнительную съемку шахты и создать ее точную 3D модель.

Трехмерная модель позволила бы увидеть, как совмещается устанавливаемое оборудование с фактическим ландшафтом. Небольшие отклонения от проекта могли стать причиной больших проблем при монтаже, так что создание трехмерной модели было необходимо, чтобы избежать задержек и лишних затрат.

Поскольку существовали опасения, что некоторые штольни отклонились от планового положения, необходимо было отснять их 3-километровый участок, чтобы в дальнейшем не возникло проблем при монтаже оборудования. Проект включал в себя четыре параллельные штольни, пробуренные с уклоном 7,5 градусов от уровня 120 до уровней 122 и 126. Перед маркшейдерами из компании 3D MSI стояли три задачи: исследовать 3 из 4 штолен в 3D, использовать 3D модель для поиска возможных проблемных зон и привязать их к чертежам систем обеспечения, чтобы потом идентифицировать эти проблемные зоны.

Британская компания 3D Mine Surveying International Ltd (3D MSI) специализируется на съемке подземных объектов и 3D моделировании. На всех этапах работы – от съемки до обработки данных и моделирования – специалисты 3D MSI использовали самые современные лазерные сканеры. У них также была специально сконструированная тележка для удаленного сканирования, которая позволяла ускорить полевой этап. Работая вместе с маркшейдерами, проектировщики и инженеры по безопасности труда использовали данные, полученные с помощью современных технологий съемки, чтобы сделать работы на шахте безопаснее и эффективнее.

Для съемки шахты были использованы лазерные сканеры Leica ScanStation C10, Leica HDS6100 и Leica HDS6000. Обработка облаков точек производилась в программном обеспечении Leica Cyclone, а моделирование – в 3D Reshaper. Из-за сложностей совмещения фактического положения штолен с проектным специалисты 3D MSI отсняли 3 900 км шахт. Было выполнено около 240 сканов в 3 штольнях.

Каркасную сеть строили отдельно для каждой штольни при помощи 3D Reshaper – это позволило сравнить результаты съемки с проектными чертежами. После того как были созданы сети, стало возможным совместить их с CAD моделями оборудования, которое необходимо было установить в штольни, и выяснить, пройдет ли его монтаж так, как было запланировано.

Одно из крупных несовпадений было обнаружено в верхней части штольни 2. Если бы конвейер монтировали согласно проекту, он бы уперся в стену через 1,2 км. После наложения модели конвейера на модель штольни удалось найти решение этой проблеме: в проект внесли изменения, сдвинули конвейер влево на 0,5 м, что позволило обойтись без дополнительных работ.

Работа в горнодобывающей промышленности очень трудна. Маркшейдеры не только должны мириться с работой в замкнутом пространстве, но также справляться с постоянными потоками грязи и сильной жарой. Любые проволочки в горном деле могут привести к большим суммам недополученных доходов, поэтому специалисты 3D MSI находились под постоянным давлением: их работа должна была быть выполнена максимально быстро и с минимальным ущербом для повседневной работы шахты. Их бизнес зависит от надежности, быстроты и точности применяемых технологий, поэтому работа с Leica Geosystems имеет основополагающее значение для успеха 3D MSI.

Скорость и точность технологий Leica могут избавить горнодобывающие компании от финансовых потерь всего одним контрактом.


к другим материалам