一般に、地下鉱山は広大で遠隔地の山岳地帯にあるため、鉱山の操業と関連するインフラストラクチャを監視することは非常に困難であり、多大な労力を必要とします。
これらのアクセスが困難または不可能な地域から地盤工学データを収集し、土木地質学またはサイトの特性をマッピングし、大気パラメータとガス濃度を測定することは、時間とコストのかかる従来の方法を使用して、鉱夫にとって常に課題です。
さまざまなタイプのセンサーを備えた今日のドローンは、鉱山労働者が地下鉱山での監視、調査、環境のマッピング、爆発物や荷物の配達などの危険なタスクのほとんどを安全に実行するのに役立ち、より良い評価、戦略的計画につながります、調整、管理、およびコンプライアンス。
ドローン技術の大幅な進歩と地下鉱山での多くの潜在的なアプリケーションにもかかわらず、GPSが拒否された環境、限られたスペース、無線信号の欠如、ほこりやガスの集中、一般的に過酷な環境などのいくつかの課題のため、ドローンの使用は制限されています。
この投稿では、地下鉱山でドローン技術を使用するための一般的な課題と潜在的な解決策のいくつかに焦点を当てます。
過酷な地下環境
過酷な地下環境は、ドローンの飛行にいくつかの障害をもたらします。限られたスペース、熱と湿度、視界の低下、風速、ほこりの集中、劣悪な照明条件、および無線通信システムの欠如により、オペレーターは地下エリアでドローンを飛ばすことが困難になっています。さらに、地下鉱山の到達不能で危険な場所へのアクセスは、ドローンオペレーターにとって事実上不可能です。
これを解決するには、ドローンを衝突耐性のあるものにする必要があります。さらに、ドローンは飛行中に障害物を検出して回避できる必要があります。また、過酷な地下鉱山環境に耐え、重いほこりや煙の中を飛ぶ必要があります。防水性、防塵性、耐衝撃性があり、鉱山現場全体の圧力、温度、湿度の変化に耐える必要があります。少なくとも、ドローンは、完全にGPSが拒否された環境で、ドローンが提供するもの以外の照明がない状態で、完全に自律的なナビゲーションを行う必要があります。
信号の伝播
ドローンを飛ばすには、ドローンとリモコンの間にシームレスな無線信号接続が必要です。障害物が存在し、信号のエネルギーを継続的に吸収する環境があるため、信号の伝播は地下鉱山でドローンを使用する際の重要な課題になっています。ドローンが地下を遠くまで飛ぶと、信号が失われ、その結果、展開ポイントに戻ることができなくなります。地下鉱山のサイトは継続的に拡大しているため、運用が継続するにつれて通信のカバレッジエリアが拡大します。これは、通常の作業や緊急時にドローンが鉱山全体をカバーするという課題を生み出します。
これを解決するには、伝送システムをドローンと統合する必要があります。これにより、ドローンは信号を失うことなく、下向きに湾曲した地下通路やトンネルに遠くまで飛ぶことができます。また、ドローンカメラが記録しているものの一定のビデオストリームを送信する必要があります。
バッテリー寿命
バッテリーの寿命は、飛行時間を制限する可能性があるため、もう1つの制限要因です。多くの場合、飛行時間を延長するにはバッテリーの交換が必要です。地下鉱山の気象状況もバッテリーの寿命に影響を与える可能性があります。通常、ドローンはバッテリーで動作し、ホバリング、ワイヤレス接続、データ、および画像処理のためにエネルギーを消費します。さらに、湿気や水漏れはドローンの電子部品を損傷し、ドローンとそのコントローラー間の通信を妨害します。一部のドローンは、ハイブリッドパワーシステム（つまり、バッテリーと燃焼エンジン）を使用して、より長時間のミッションを実行します。電力制限のため、エネルギー消費を削減するために、データと画像の分析をオンボードで実行するかオフラインで実行するかを決定する必要があります。メタンが存在し、爆発/火災の危険が生じる可能性があるため、バッテリーと電子センサーは絶縁する必要があります。
結論
前述のように、地下環境でドローンを使用することには多くの課題があります。これらすべての課題に対処するには、最適化されたドローンを設計する必要があります。理想的には、ホバリング機能とあらゆる方向、水平、垂直での高い操縦性を備えた回転翼ドローン（ヘリコプターに類似）です。