Наши комплексные решения, применяемые при инспекции шахтных стволов, разработаны для горно-добывающих предприятий с целью обеспечения безопасной и более эффективной эксплуатации стволов. Программная составляющая комплекса, называемая Shaft Inspector, используется как неотъемлемая часть системы лазерного сканирования стволов (Mine Shaft Scanning System – MS3), производящей автоматическую инспекцию, мониторинг и профилирование шахтного ствола. Shaft Inspector обеспечивает трёхмерную обработку данных сканирования, полученных с помощью MS3.
Shaft Inspector состоит из нескольких архитектурно-разделённых, но логически связанных частей:
- базы данных конструктивных элементов шахтного ствола и результатов сканирования (в качестве СУБД могут использоваться SQL Server или Oracle);
- методы доступа к данным и методы обработки данных;
- системы представления данных и их визуализации.
Архитектурное разделение составных частей системы даёт возможность расширять функциональность отдельных компонент, улучшать их производительность и даже полностью заменять их без вовлечения в этот процесс других частей системы. Это позволяет легко адаптировать продукт к специфическим условиям и требованиям клиента. Вместе с тем, логическая связность компонент позволяет построить эффективный рабочий процесс обработки данных инспекций и мониторинга шахтных стволов, делая его быстрым, эффективным и хорошо организованным.
Предлагаемый порядок работы предусматривает следующие стадии прохождения и обработки информации:
1. Создание базы данных конструктивных элементов комплекса шахтного ствола
База данных конструктивных элементов комплекса шахтного ствола является центровым информационным ресурсом всей технологии. Она может быть эффективно использована и как отдельный продукт, и в комбинации с MS3. Сама по себе база обслуживает потребности инженерно-технического персонала, обеспечивая быстрый и удобный метод отслеживания и хранения информации обо всех модификациях, строительных и ремонтных работах, произведенных в шахтном стволе и на копре.
База данных конструктивных элементов шахтного ствола может быть создана двумя способами:
- С использованием существующих чертежей комплекса шахтного ствола (планов, разрезов, описаний, представленных в любых известных графических форматах).
- На основании результатов первичного трёхмерного сканирования с последующей специализированной обработкой полученного “облака точек”.
В некоторых случаях оба метода могут быть скомбинированы для получения более высокого качества моделей элементов. Процесс выделения/построения элементов осуществляется с помощью специализированных полуавтоматических инструментов.
2. Моделирование конфигурации устройства
Все шахтные стволы уникальны, и редко можно найти два подобных ствола. Поэтому, одной из основных проблем проектировщиков является адаптация MS3 под специфику конкретного шахтного ствола.
С целью сделать этот процесс хорошо определённым и согласованным, в состав Shaft Inspector включен специальный инструмент – симулятор сканирования. Используя начальную модель шахтного ствола, и проверяя различные комбинации параметров системы сканирования (количество и расположение сканеров, скорость их вращения, угол сканирования, ориентацию и т.д.) инструмент помогает инженеру-конструктору найти оптимальную конфигурацию MS3.
- используя симулятор, становится возможным найти оптимальную конфигурацию MS3 для конкретного шахтного ствола;
- инструмент позволяет определить количество требуемых сканеров, их ориентацию, положение и другие настраиваемые параметры перед непосредственной сборкой системы сканирования шахтного ствола;
- основной целью моделирования является обеспечение максимально возможного качества сканов (минимизация или отсутствие недостижимых для обзора зон, оптимальное соотношение между плотностью сканирования и скоростью его выполнения и т.д.).
3. Обработка первичного скана и обновление начальной модели
После сборки устройства необходимо произвести первое реальное сканирование шахтного ствола. Начальная модель ствола, построенная только по имеющимся техническим материалам (чертежам), иногда может быть генерализованной и/или недостаточно точной. Использование первого реального скана даёт возможность пополнить модель вновь появившимися элементами, улучшить описание топологии, метрических параметров и других свойств. На этом этапе также требуется определить величину всех допустимых отклонений для списка тех параметров, которые предполагается проверять в ходе автоматической инспекции.
- база данных конструктивных элементов анализируется на предмет отличий между предварительным «теоретическим» описанием элементов и результатами их первичного сканирования. Описание элементов приводится к их фактическому состоянию;
- полученная база устанавливается как эталонный шаблон для последующих автоматических инспекций;
- генерируется база данных проверяемых параметров с указанием допустимых границ отклонений для каждого элемента и параметра.
4. Получение и анализ сканов в процессе регулярных инспекций
В соответствии с требованиями горного законодательства, применяемыми практически во всех горнодобывающих странах, инспекции шахтных стволов должны производиться по определённому графику: ежедневно, еженедельно, ежемесячно и т.д. В технологической парадигме MS3 это означает, что согласно заранее известному расписанию, осуществляется получение нового скана. Результаты сканирование могут дополняться синхронными фотографиями высокого разрешения.
Сразу после того, как новый скан становится доступным, Shaft Inspector начинает его обработку. При этом, предусмотрен следующий порядок работы:
- проводится сравнение текущего скана с эталонной моделью для определения проблемных зон, включая смещения и трещины в крепи, смещения направляющих, расстрелов и трубопроводов, а также для визуальной маркировки всех элементов, фрагментов конструкции и областей, претерпевших изменения;
- готовится отчёт, который содержит все найденные и отмеченные изменения, обнаруженные в результате сравнения;
- используя средства, встроенные в Shaft Inspector, и основываясь на результатах автоматического и визуального анализа данных, инженер, ответственный за техническое состояние и эксплуатацию шахтного ствола, готовит наряды на осуществление дополнительной целевой проверки указанных зон и элементов конструкции, или наряды на осуществление ремонтных работ;
- после осуществления ремонтных работ производится обновление эталонной модели шахтного ствола. Новое состояние отремонтированных элементов является теперь эталонным.
