Généralement, les mines souterraines sont situées dans des zones montagneuses vastes et éloignées, ce qui rend extrêmement difficile et nécessite une main-d'œuvre importante pour surveiller les opérations minières et les infrastructures associées.
La collecte de données géotechniques dans ces régions difficiles ou impossibles d'accès, la cartographie de la géologie technique ou la caractérisation du site, et la mesure des paramètres atmosphériques et de la concentration de gaz sont toujours un défi pour les mineurs, en utilisant des méthodes traditionnelles qui prennent du temps et de l'argent.
Les drones d'aujourd'hui, équipés de différents types de capteurs, sont pratiques pour les mineurs pour accomplir en toute sécurité la plupart des tâches dangereuses dans les mines souterraines telles que la surveillance, l'arpentage, la cartographie de l'environnement et la livraison d'explosifs et de colis, conduisant à une meilleure évaluation, planification stratégique , coordination, gestion et conformité.
Malgré des progrès significatifs dans la technologie des drones et de nombreuses applications potentielles dans les mines souterraines, l'utilisation des drones a été limitée en raison de plusieurs défis tels que les environnements sans GPS, les espaces confinés, le manque de signal sans fil, la concentration de poussière et de gaz et les environnements généralement difficiles. .
Cet article mettra en évidence certains des défis communs et des solutions potentielles pour l'utilisation de la technologie des drones dans les mines souterraines.
Environnements souterrains difficiles
Les environnements souterrains difficiles posent plusieurs obstacles aux drones volants. L'espace confiné, la chaleur et l'humidité, la visibilité réduite, la vitesse de l'air, la concentration de poussière, les mauvaises conditions d'éclairage et l'absence de système de communication sans fil rendent difficile pour un opérateur de faire voler un drone dans les zones souterraines. De plus, l'accès à des endroits inaccessibles et même dangereux dans les mines souterraines est pratiquement impossible pour un opérateur de drone.
Pour résoudre ce problème, les drones doivent être conçus pour résister aux collisions. De plus, le drone doit être capable de détecter et d'éviter les obstacles pendant son vol. Il devrait également tolérer les environnements miniers souterrains difficiles et voler dans la poussière et la fumée épaisses. Il doit être étanche à l'eau, à la poussière, aux chocs et résister aux changements de pression, de température et d'humidité sur l'ensemble du site minier. Au minimum, le drone doit avoir une navigation entièrement autonome dans un environnement totalement dépourvu de GPS, sans éclairage autre que celui fourni par le drone.
Propagation du signal
Il est nécessaire d'avoir une connexion de signal radio transparente entre le drone et la télécommande pour piloter le drone. En raison de la présence d'obstacles et d'un environnement qui absorbe continuellement l'énergie du signal, la propagation du signal est devenue un défi important pour l'utilisation de drones dans les mines souterraines. Si un drone vole loin dans le sous-sol, il perdra son signal, et par conséquent, il ne pourra pas revenir au point de déploiement. Étant donné que les sites miniers souterrains ne cessent de s'étendre, la zone de couverture de communication augmente à mesure que l'opération se poursuit, ce qui crée un défi pour un drone de couvrir l'ensemble de la mine pendant les opérations de travail régulières et les urgences.
Pour résoudre ce problème, un système de transmission doit être intégré au drone. Cela peut permettre au drone de voler loin dans les passages souterrains et les tunnels incurvés vers le bas sans perdre le signal. Il doit également envoyer un flux vidéo constant de ce que la caméra du drone enregistre.
Autonomie de la batterie
La durée de vie de la batterie est un autre facteur limitant car elle peut limiter le temps de vol. Dans de nombreuses circonstances, le remplacement de la batterie est nécessaire pour prolonger le temps de vol. La situation météorologique dans les mines souterraines peut également affecter la durée de vie de la batterie. En règle générale, les drones fonctionnent sur batterie et consomment de l'énergie pour le vol stationnaire, la connexion sans fil, les données et le traitement des images. De plus, l'humidité ou les fuites d'eau endommagent les composants électroniques des drones et interfèrent avec la communication entre le drone et son contrôleur. Certains drones utilisent des systèmes d'alimentation hybrides (c'est-à-dire des batteries et un moteur à combustion) pour effectuer des missions de plus longue durée. En raison des restrictions d'alimentation, une décision doit être prise quant à savoir si l'analyse des données et des images doit être effectuée à bord en temps réel ou hors ligne pour réduire la consommation d'énergie. En raison de la présence de méthane et des risques potentiels d'explosion/d'incendie, la batterie et les capteurs électroniques doivent être isolés.
Conclusion
Comme mentionné, l'utilisation de drones dans des environnements souterrains présente de nombreux défis. Pour relever tous ces défis, il est nécessaire de concevoir un drone optimisé - idéalement un drone à voilure tournante (similaire aux hélicoptères) avec une capacité de vol stationnaire et une grande maniabilité dans toutes les directions, horizontalement, verticalement.