Đánh giá khả năng ứng dụng máy bay không người lái trong quan trắc và đánh giá độ ổn định bãi thải mỏ lộ thiên

Bài viết Đánh giá khả năng ứng dụng máy bay không người lái trong quan trắc và đánh giá độ ổn định bãi thải mỏ lộ thiên trình bày khả năng ứng dụng máy bay không người lái (UAV) trong quan trắc và đánh giá độ ổn định bãi thải cho các mỏ lộ thiên. Theo đó, công nghệ bay không người lái thành lập mô hình không gian 3D khu vực đổ thải đã được nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam.

NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI TRONG QUAN TRẮC VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI MỎ LỘ THIÊN Nguyễn Tam Tính Cơng ty Cổ phần đồng Tả Phời – Vinacomin Phạm Duy Thanh Sở Công Thương Quảng Ninh Email:tamtinhtkv@gmail.com TĨM TẮT Bài báo trình bày khả ứng dụng máy bay không người lái (UAV) quan trắc đánh giá độ ổn định bãi thải cho mỏ lộ thiên Theo đó, cơng nghệ bay khơng người lái thành lập mơ hình khơng gian 3D khu vực đổ thải nghiên cứu ứng dụng Việt Nam Bên cạnh đó, ứng dụng UAV quan trắc sụt lún, xói mịn bề mặt bãi thải giới thiệu nhằm quan trắc bãi thải cách toàn diện Kích thước cỡ hạt đất đá bãi thải xem yếu tố có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định bãi thải xem xét dựa công nghệ bay-chụp không người lái kết hợp với công nghệ phân tích cỡ hạt phần mềm Split-Desktop Các cơng nghệ cho phép kỹ sư nhà khoa học phân tích xác thành phần, kích cỡ phân bố đất đá bãi thải Từ đó, giải pháp đổ thải hợp lý nhằm ổn định lâu dài bãi thải mỏ lộ thiên đề xuất Từ khóa: bãi thải, Máy bay không người lái, mỏ lộ thiên, ổn định bãi thải ĐẶT VẤN ĐỀ Khai thác lộ thiên phương pháp phổ biến để khai thác tài ngun, khống sản có ích lịng đất Bên cạnh ưu điểm trội phương pháp khai thác lộ thiên như: có khơng gian thao tác rộng lớn, có đầy đủ ánh sáng khí trời, có khả giới hóa cao, suất lao động cao,… khai thác lộ thiên gây ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường xung quanh như: chiếm dụng diện tích đất đai lớn để làm khai trường bãi thải, phát sinh nhiều bụi, khí độc vào môi trường hoạt động khai thác (khoan, nổ mìn, xúc bốc, vận tải, đổ thải),… Đặc biệt, việc chiếm dụng diện tích đất đai để làm bãi thải không dừng lại việc chiếm dụng đất đai, mà tiềm ẩn nhiều nguy rủi ro, gây an toàn trượt lở bãi thải, ảnh hưởng điều kiện thời tiết khí hậu Trong năm gần đây, biến đổi khí hậu đóng vai trị vơ quan trọng khai thác mỏ nói chung khai thác mỏ lộ thiên nói riêng Một ảnh hưởng tiêu cực tượng biến đổi khí hậu kể đến đợt mưa tỉnh Quảng Ninh từ ngày 26/7/2015 đến ngày 5/8/2015 với cường độ cực lớn, lượng mưa vùng đo khoảng từ 1.100÷1600 mm, thời gian dài, gây xói lở ảnh hưởng lớn đến số bãi thải khu vực Cẩm Phả bãi thải Đông Cao Sơn khu vực giáp mặt sân công nghiệp +48 Công ty TNHH MTV 790; bãi thải Đông Khe Sim khu vực giáp mặt chế biến than +225 Xí nghiệp khai thác than 86 Hiện tượng xói lở bãi thải ảnh hưởng không nhỏ tới cơng trình xung quanh kế hoạch khai thác, đổ thải mỏ Để khắc phục ảnh hưởng mưa bão, mỏ phải tăng thời gian chi phí để cải tạo, gia cố cơng trình bảo vệ số khu vực số bãi thải Với phát triển khoa học công nghệ, UAV dần trở nên quen thuộc với người ứng dụng công nghiệp, đặc biệt khai thác mỏ Indresh Rathore & N Pavan Kumar đánh giá khả ứng dụng công nghệ UAV công nghiệp khai thác mỏ, tác giả đề xuất ứng dụng UAV xác định khu vực rủi ro nguy hiểm khai thác; khảo sát lập đồ khai thác, cung cấp liệu tính tốn trữ lượng khai thác thiết kế khoan nổ mìn; thu thập CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 85 ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA liệu địa kỹ thuật [1] McLeod đồng nghiệp đo đạc thành lập đồ địa hình khu vực bờ mỏ lộ thiên công nghệ UAV Dựa kết bay chụp, nhóm nghiên cứu xuất dịch chuyển không liên tục khối đá bờ tầng [2] Trong đó, Cryderman cộng áp dụng công nghệ UAV đo đạc đồ địa hình mỏ quặng Kết bay chụp giúp nhóm xác định trữ lượng quặng sắt thời gian ngắn [3] Trong nghiên cứu Lee Choi, thiết bị UAV lên thẳng sử dụng để bay chụp mỏ đá vôi vừa nhỏ, phục vụ thành lập đồ địa hình [4] Các tác giả công bố nghiên cứu ứng dụng UAV khảo sát địa hình mỏ đá vơi lộ thiên có qui mơ lớn Hàn Quốc, nghiên cứu liệu bay UAV thực nhanh chóng với diện tích đo đạc lớn, nên sử dụng hiệu mỏ khai thác lộ thiên quy mô lớn cơng cụ khảo sát địa hình [5] Ứng dụng thiết bị UAV quan trắc sụt lún ảnh hưởng khai thác mỏ nghiên cứu Jangwon công sự, thiết bị Phantom sử dụng việc thành lập mơ hình DEM khu vực sụt lún khai thác mỏ có chiều sâu 9,1 m, khơng thể tiếp cận đo đạc trực tiếp DEM tạo từ ảnh UAV có độ lệch lớn so vơi điểm GCP xấp xỉ 14 cm Các tác giả cho kết dùng để phản ánh sụt lún khu vực nghiên cứu đề xuất áp dụng phương pháp khảo sát lập đồ, bổ sung liệu cịn thiếu cho vị trí sụt lún khai thác [6] Nghiên cứu gần phải kể đến nghiên cứu tác giả Wierzbicki Nienaltowski, máy bay UAV tự chế giả rẻ trang bị camera chủ động để tăng góc chụp ảnh máy bay độ cao thấp sử dụng thành lập mộ hình 3D mỏ lộ thiên, khối lượng khai thác mỏ tính từ mơ hình 3D so sánh với tính từ số liệu đo GNSS/RTK (Định vị toàn cầu/ Đo động thời gian thực) cho độ lệch 1% [7] Có thể thấy, UAV ứng dụng rộng rãi giới hoạt động khai thác mỏ Tuy nhiên, Việt Nam, công nghệ chưa áp dụng rộng rãi Các ứng dụng UAV cho mỏ lộ thiên chủ yếu thực cho cơng tác thành lập đồ địa hình, mơ hình số bề mặt, thành lập đồ khai thác mỏ [8; 9;10] Để đo vẽ cập nhật trạng bãi thải, Việt Nam chủ yếu sử dụng thiết bị tồn 86 CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI đạc điện tử Tuy nhiên, với việc liệu đo điểm rời rạc, thành lập mơ hình 3D độ xác cao để phục nghiên cứu vụ đánh giá ổn định bãi thải Trên giới, việc thành lập mơ hình 3D mỏ lộ thiên bãi thải ứng dụng công nghệ đại quét laser 3D, UAV Trong đó, UAV cho thấy ưu điểm vượt trội mặt kỹ thuật kinh tế Vì vậy, sở thành tựu nước, báo đánh giá khả ứng dụng máy bay không người lái quan trắc đánh giá độ ổn định bãi thải cho mỏ lộ thiên Việt Nam NỘI DUNG TRAO ĐỔI 2.1 Về ứng dụng máy bay khơng người lái thành lập mơ hình khơng gian 3D khu vực đổ thải Hiện nay, bãi thải vùng Cẩm Phả có đan xen chồng lấn khơng gian đổ thải, tạo vùng có địa hình thường xun biến động Ngồi ra, khơng gian đổ thải hạn chế tăng sản lượng đất bóc mỏ, nên q trình đổ thải bãi thải phức tạp, làm cho công tác quản lý, an toàn bải thải trở nên khó khăn, gây an tồn cho người thiết bị mỏ tham gia đổ thải gây ổn định cho khu vực lân cận Để nâng cao hiệu hoạt động đổ thải, bên cạnh liệu truyền thống đồ địa hình tỷ lệ lớn, việc sử dụng mơ hình khơng gian 3D thể xác, chi tiết trạng bề mặt địa hình bãi thải cần thiết Đây liệu quan trọng phục vụ hiệu cho công tác quy hoạch, quản lý vận hành đổ thải mỏ Gần đây, công nghệ bay chụp không người lái UAV với sở khoa học phương pháp đo ảnh (UAV photogrammetry) tạo sản phẩm đám mây điểm (point cloud), ảnh trực giao (Orthophoto), mơ hình số bề mặt (DSM) Đây sản phẩm sử dụng cho nội dung xây dựng mơ hình khơng gian 3D với độ xác chi tiết cao Ngoài ra, với ưu điểm khả thu thập liệu nhanh chóng, xác, hiệu thời gian sức lao động, làm giảm giá thành sản xuất, công nghệ UAV thể tiềm lớn việc xây dựng mơ hình khơng gian 3D cho bãi thải Bãi thải mỏ đối tượng đặc biệt đặc điểm địa hình địa chất Đây nơi có hoạt động nhiều phương tiện đổ thải Địa hình biến đổi mạnh, kết hợp với trình dịch chuyển NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA biến dạng tự nhiên vật chất đổ thải tạo khu vực bất ổn định nguy hiểm Thực bay chụp thu thập liệu địa hình khu vực công nghệ UAV giải pháp hợp lý, vừa đảm bảo an toàn cho hoạt động thu thập liệu, vừa không ảnh hưởng gây gián đoạn hoạt động đổ thải mỏ Tuy nhiên, cần phải xây dựng quy trình kỹ thuật đảm bảo tính khoa học hiệu quả, đảm bảo an toàn cho người thực thiết bị UAV, dễ dàng vận hành Quy trình thành lập mơ hình 3D bãi thải cơng nghệ UAV gồm bước chính: Thiết kế phương án bay chụp; thành lập điểm khống chế ảnh điểm kiểm tra; bay chụp thu nhận ảnh; đánh giá chất lượng ảnh độ xác điểm khống chế ảnh; nhập liệu ảnh vào phần mềm; thiết lập hệ tọa độ VN2000 chuyển đổi hệ tọa độ tâm ảnh; ghép ảnh nắn ảnh; bình sai khối ảnh đánh giá độ xác; thành lập đám mây điểm, mơ hình DSM, ảnh trực giao; thành lập mơ hình khơng gian 3D; xuất kết H.1 Mơ hình khơng gian 3D bờ tầng bãi thải mỏ Đèo Nai 2.2 Về ứng dụng máy bay không người lái quan trắc sụt lún bề mặt bãi thải Dịch chuyển biến dạng bãi thải đặc trưng đất đá rời rạc, bị co nén chặt ổn định Độ ổn định bãi thải phụ thuộc vào tính chất học đất đá thải bãi thải, đặc điểm địa chất thủy văn bãi thải, điều kiện khí hậu, địa hình khu vực đổ thải, cơng nghệ đổ thải Theo quy luật tự nhiên, bãi thải có xu hướng lún xẹp đặc điểm co nén đất đá rời rạc Quá trình co nén diễn mạnh mẽ giai đoạn đầu sau đổ thải, giảm dần theo thời gian Theo đánh giá, thông thường 90-95% độ lún diễn tháng đầu với đất đá mềm, 10 tới 12 tháng đất đá cứng Đây q trình khơng gây nguy hại tới hoạt động đổ thải hay trường xung quanh Để đánh giá độ ổn định bãi thải, thông thường cần tiến hành quan trắc xác định tượng sụt lún, dịch chuyển biến dạng xảy bãi thải Phương pháp quan trắc thực trắc địa mỏ, sử dụng quy trình kỹ thuật thiết bị đo đạc theo TCVN-10673:2015 Tuy nhiên, thực tế, tượng sạt lở, xói lở, hay trượt khối với phạm vi đại lượng lớn thường diễn với tốc độ nhanh, thời gian ngắn, lúc tuân theo quy luật giới thiệu Các phương pháp quan trắc truyền thống độ xác cao không đảm bảo mức độ chi tiết yếu tố thời gian Do đó, giải pháp thu thập liệu chi tiết nhanh chóng, cho phép đánh giá nhanh trạng dự báo đại lượng dịch chuyển biến dạng bãi thải cần thiết Công nghệ bay chụp UAV nhiều nghiên cứu đánh giá đạt độ xác cỡ cm mặt độ cao thành lập mơ hình số bề mặt (DSM) Mặc dù khó đáp ứng u cầu độ xác theo TCVN-10673:2015, đáp ứng độ xác xác định tượng trượt lở, xói lở hay khối trượt bãi thải Một đặc điểm quan trọng khác công nghệ UAV so với công nghệ đo đạc truyền thống công tác đo đạc ngoại nghiệp nhanh chóng Sản phẩm đám mây điểm 3D dày đặc, mơ hình số độ cao, ảnh trực giao có độ phân giải cao, cho hình ảnh rõ nét đối tượng bãi thải Về bản, để xác định dịch chuyển biến dạng bề mặt bãi thải cần bay chụp hai chu kỳ: chu kỳ chu sau đổ thải diễn ra; chu kỳ chu kỳ sau, thực thời điểm cần đánh giá chuyển dịch biến dạng bãi thải Tại chu kỳ, tiến hành bay chụp UAV theo quy trình, bao gồm: thiết kế phương án bay chụp; lập điểm khống chế ảnh điểm kiểm tra; bay chụp thu nhận ảnh; xử lý ảnh; tạo DSM ảnh trực giao Tuy nhiên, để đảm bảo độ xác mặt độ cao cao cho sản phẩm ảnh trực giao DSM, cần lựa chọn độ cao bay chụp phù hợp lập điểm khống chế ảnh với độ xác tốt Về sụt lún, phát phạm vi từ 20 cm trở lên Về mặt bằng, cần kỹ thuật nâng cao để xác định dịch chuyển Cụ thể, phương pháp tương quan ảnh sử dụng nhằm xác định dịch chuyển điểm ảnh cặp ảnh Các điểm ảnh có giá trị hiệp phương sai (covariance) thấp bị loại bỏ Phép lọc làm mịn Gaussian áp dụng để loại bỏ nhiễu có tần số cao (high- CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 87 ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA frequency noise), sai số hệ thống nắn ảnh bị loại bỏ Dịch chuyển mặt phẳng nằm ngang theo hai hướng Đông – Tây Nam – Bắc xác định Bên cạnh việc sử dụng máy bay không người lái quan trắc sụt lún bề mặt bãi thải, cơng nghệ cịn ứng dụng giám sát xác định biến dạng bãi thải Các yếu tố gây biến dạng bãi thải bao gồm: độ dốc địa hình, lượng chất thải vỉa, số lượng, chiều rộng, chiều cao độ dốc tầng hình thành, gia tăng tải trọng tầng hình thành tầng phía trên, độ nghiêng dốc tổng thể phụ thuộc vào bề mặt địa hình hình thành sau đổ thải Phương pháp GNSS cơng nghệ UAV sử dụng để xác định tham số ảnh hưởng đến biến dạng bãi thải nêu Để theo dõi biến dạng này, mạng lưới GNSS bao gồm điểm tầng bãi thãi số điểm ổn định bên Các điểm chọn vị trí phẳng để thuận tiện cho việc đo đạc Trong phương pháp này, dịch chuyển định kỳ điểm xác định phương pháp GNSS Sau đó, khối lượng đất đá bãi thải, độ dốc biến dạng khu vực bãi thải xác định phương pháp chụp ảnh UAV 2.3 Về ứng dụng máy bay không người lại xác định xói mịn bề mặt bãi thải Lượng mưa yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tình trạng bãi thải khai thác Ngồi việc rửa trơi chất gây nhiễm từ chất thải, lượng mưa góp phần làm xói mịn sườn dốc kết hình thành nhiều rãnh xói mịn Hiện tượng ảnh hưởng đến tình trạng nhiệt bãi thải Dưới ảnh hưởng lượng mưa, hạt mịn vật liệu thải chất thành đống liên tục bị bào mòn từ mái dốc bãi chứa Ở khu vực có lượng mưa nhỏ, khả xói mịn thấp lượng mưa khơng đủ để tạo thành dịng chảy Q trình hình thành dịng chảy phụ thuộc nhiều vào cường độ trận mưa lượng mưa với cường độ lớn ảnh hưởng nhiều đến bãi thải khai thác, làm trôi trồng tỷ lệ sống không đảm bảo sườn dốc bị xói mịn Ngồi ra, tượng vận chuyển hạt mịn với nước xâm nhập vào bãi xảy mưa Kết tượng làm khơng khí nước thấm vào sâu Do đó, q trình oxy hóa cacbon 88 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI nhiệt độ thấp chất thải với diện oxy từ khơng khí nước tăng cường Nhiệt độ bất thường với lượng mưa lớn cung cấp độ ẩm thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự cháy nội sinh tự nhiên loại vật liệu bãi thải Hiện tượng cháy tính chất tự nhiên đất đá đặc biệt gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường Vì vậy, xác định tác động mưa đến xói mịn mái dốc bãi thải trạng thái nhiệt cần thiết Kỹ thuật trắc địa đại sử dụng năm gần mang lại nhiều hội để kiểm tra tình trạng loại bề mặt khác Cơng nghệ chụp ảnh tầm thấp quét laze cho phép lập đồ địa hình xác bề mặt bãi thải Các phương pháp có độ xác cao nhiều so với phương pháp trắc địa truyền thống [11] Với cơng nghệ UAV, điạ hình bề mặt dốc thể dạng đám mây điểm với toạ độ biết x, y, z Ngoài ra, Sườn dốc bãi thải thường thoải với góc dốc không lớn 30 độ Tuy nhiên, trường hợp khơng có hệ thống nước lớp phủ sinh học, nước mưa chảy mạnh theo dòng chảy Do đó, tượng xói mịn nước mưa xảy nhiều khu vực sườn bãi thải Xói mịn gia tăng làm ảnh hưởng đến nơi liên quan đến dịng trầm tích Đặc biệt, bãi thải tái sử dụng nhờ trồng để cải tạo phục hồi môi trường, vị trí xói mịn giảm sản lượng trồng trọt phá vỡ hệ sinh thái Ảnh thu từ thiết bị UAV sử dụng để thành lập ảnh trực giao, đám mây điểm bề mặt bãi thải sườn dốc, mơ hình số bề mặt, mơ hình số địa hình tồn bãi thải Chi tiết bề mặt bãi thải quan sát phân tích chi tiết dựa vào mơ hình 3D Ngồi ra, xác định kích thước đối tượng khu vực nghiên cứu vùng lân cận nó, ví dụ: chiều dài, chiều rộng, diện tích bề mặt phần tử bãi chứa, độ nghiêng mái dốc, mặt cắt, độ che phủ thảm thực vật, v.v (hình H.2) Từ mơ hình 3D sườn dốc phân tích tình trạng bề mặt chúng với phát triển xói mịn nước Các rãnh xói mịn riêng lẻ quan sát chi tiết mơ hình, xác định chiều dài, chiều rộng, chiều sâu biến dạng mặt cắt dọc theo hướng NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA đo đạc kích thước khối đất đá, cần đặt vào hai bóng có kích thước xác định (hình H.3) Kết phân tích kích cỡ hạt phần mềm hình H.4 H.2 Mơ hình 3D bãi thải than mặt cắt sườn bãi thải [11] 2.4 Về ứng dụng máy bay không người lái phân tích thành phần cỡ hạt đất đá bãi thải Trong trình khai thác mỏ, đặc biệt mỏ lộ thiên, đất đá thải xuất nhiều giai đoạn khác nhau, bao gồm lớp đất phủ, đất đá quanh quặng có giá trị khai thác kém, đất đá sau lọc lấy quặng Sau tồn q trình này, khối lượng lớn đất đá với cỡ hạt từ lớn tới vô mịn bị thải mơi trường Việc xác định xác kích cỡ hạt đất đá bãi thải có ý nghĩa quan trọng cho hoạt động quản lý đổ thải, đảm bảo an toàn cho bãi thải Nội dung có nhiều điểm tương đồng với phân tích thành phần kích cỡ hạt đất đá sau nổ mìn Trong lĩnh vực nổ mìn, việc đo đạc kích thước đất đá sau nổ mìn đóng vai trị quan trọng cho đánh giá tính hiệu hoạt động nổ mìn [12], kỹ thuật phân tích kích cỡ hạt đất đá sau nổ mìn kỹ thuật phân tích ảnh (image analysis techniques) Bên cạnh kỹ thuật trực tiếp kỹ thuật phân tích qua sàng lọc vốn tốn nhiều thời gian, sức lao động, đắt đỏ [13], kỹ thuật phân tích ảnh kỹ thuật gián tiếp đánh giá đại, hiệu quả, nhanh chóng, xác Hiện nay, kỹ thuật phân tích ảnh số ngày trở lên phổ biến nhờ tiến vượt bậc xử lý phân tích ảnh số Phần mềm Split-Desktop sử dụng phổ biến phân tích kích cỡ hạt đất đá sau nổ mìn, có bước để thực với phần mềm này, bao gồm: xác định tỉ lệ ảnh (scale) ảnh; vẽ đường phân mảnh khối đất đá ảnh; chỉnh sửa đường ranh giới khối đất đá; tính tốn kích thước khối đất đá; hiển thị kết [14] Thông thường, ảnh đầu vào phần mềm ảnh chụp trực tiếp bãi đất đá Để H.3 Ảnh chụp bãi đất đá sau nổ mìn phân mảnh khối đất đá [14] H.4 Kết xác định kích cỡ hạt đất đá [14] Tuy nhiên, việc xác định kích cỡ hạt đất đá sau nổ mìn thường thực cho khu vực có phạm vi nhỏ, đó, phạm vi bãi thải cần xác định kích thước hạt thường lớn nhiều, đó, cần nhiều ảnh chụp Điều dẫn tới tốn thời gian sức lao động, người chụp ảnh phải di chuyển bãi thải để chụp ảnh khu vực Một giải pháp sử dụng thiết bị UAV để chụp ảnh khu vực bãi thải phục vụ phân tích kích cỡ hạt đất đá xem hợp lý Như phân tích trên, cơng nghệ UAV có ưu điểm ảnh chụp có độ phân giải cao, an tồn, tiết kiệm thời gian sức lao động Người điều khiển không cần phải di chuyển trực tiếp bãi thải, nên tránh rủi ro trượt lở, sụt lún, hay tai nạn đá lăn, va chạm với thiết bị vận tải, san gạt hoạt động Về bản, quy trình bay chụp UAV bao gồm bước trình bày Tuy nhiên, để xác định kích thước hạt đất đá nhỏ cỡ mm, rõ ràng ảnh UAV chụp phải có độ phân giải cao Trong thơng số máy ảnh cố định, độ phân giải ảnh chụp UAV phụ thuộc vào chiều CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 89 ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA cao bay chụp Cần lựa chọn chiều cao bay chụp để đảm bảo điều Hiện nay, có hai chế độ bay, bao gồm chế độ bay với độ cao cố định (hình H.5), chế độ bay với chiều cao từ mặt đất tới máy bay thay đổi theo bề mặt địa hình hay UAV bay theo dáng địa hình (hình H.6) Trường hợp 1: Nếu UAV bay theo độ cao cố định, cần phải tính tốn lựa chọn vị trí cất cánh cho UAV đảm bảo an toàn cho thiết bị đồng thời đảm bảo độ xác theo yêu cầu Với trường hợp này, trình bay UAV bay độ cao cố định Để thực phương pháp bay khơng cần thiết phải biết trước DSM DEM địa hình Tuy nhiên, cần phải tính tốn chiều cao bay chụp để có GSD đảm bảo độ phân giải theo yêu cầu H.5 UAV bay theo độ cao bay cố định Trường hợp 2: UAV điều khiển bay theo dáng địa hình, khơng cần tính toán đến yếu tố cất cánh theo độ cao cho UAV, UAV sử dụng cảm biến phía máy bay để xác định chiều cao bay chụp, suốt trình bay chiều cao bay UAV giữ nguyên độ cao bay thay đổi theo dáng địa hình Ưu điểm phương pháp bay chiều cao bay chụp cố định, giảm thiểu ảnh hưởng thay đổi độ cao địa hình đến GSD Tuy nhiên, phương pháp lại đòi hỏi phải biết trước DSM DEM NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI địa hình (khơng phải lúc có được, đặc biệt vùng khảo sát mới) Nếu tính tốn bề mặt địa hình tham chiếu cho UAV sai dẫn tới an tồn cho UAV Ngồi ra, q trình bay chụp máy bay phải thay đổi độ cao bay liên tục tiêu hao nhiều lượng dẫn đến tốn nhiều pin H.6 UAV bay theo dáng địa hình KẾT LUẬN Thiết bị bay không người lái công nghệ đại, có khả thay người phương pháp truyền thống công tác quan trắc đánh giá độ ổn định bãi thải cho mỏ lộ thiên Các ưu điểm thiết bị bay không người lái chứng minh thông qua kết nghiên cứu thực nghiệm Với thành tựu áp dụng UAV giới, hoàn toàn áp dụng cơng tác quan trắc, đánh giá độ ổn định bãi thải cho mỏ lộ mang lại hiệu mặt kỹ thuật như: có khả quan trắc, đánh giá tồn diện hơn, quan trắc vị trí nguy hiểm mà người phương pháp truyền thống thực được; có khả mơ hình hóa 3D cách xác, ảnh chụp có độ phân giải cao giúp nhà khoa học kỹ sư phân tích kích thước cỡ hạt, đánh giá độ ổn định bãi thải xác hơn, mà cịn mang lại hiệu mặt kinh tế môi trường với khối lượng công việc lớn, thời gian xử lý nhanh chóng, xác, giảm thiểu tối đa nguy an toàn trượt lở bãi thải mỏ lộ thiên ❏ TÀI LIỆU THAM KHẢO Indresh Rathore, N.P Kumar (2015), Unlocking the potentiality of UAVs in Mining Industry and its Implications, in: International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, pp 852-855 T McLeod, C et al.(2013), Using Video Acquired from an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) to Measure Fracture Orientation in an Open-Pit Mine, GEOMATICA, 67 173-180 C Cryderman, et al.(2014), Evaluation of UAV Photogrammetric Accuracy for Mapping and Earthworks Computations, GEOMATICA, 68 ,309-317 Lee Sungjae, C Yosoon (2015), Topographic survey at small-scale open-pit mines using a popular rotary-wing unmanned aerial vehicle (drone), Tunnel & Underground Space, 25 90 CÔNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 NGHIÊN CỨU VÀ TRAO ĐỔI ĐỊA CƠ HỌC, ĐỊA TIN HỌC, ĐỊA CHẤT, TRẮC ĐỊA S Lee, Y Choi (2015), On-site demonstration of topographic surveying techniques at open-pit mines using a fixed-wing unmanned aerial vehicle (drone), Tunnel and Underground Space, 25, 527-533 J Suh, Y Choi (2017), Mapping hazardous mining-induced sinkhole subsidence using unmanned aerial vehicle (drone) photogrammetry, Environmental Earth Sciences, 76 ,144 D Wierzbicki, M Nienaltowski (2019), Accuracy Analysis of a 3D Model of Excavation, Created from Images Acquired with an Action Camera from Low Altitudes, ISPRS International Journal of GeoInformation, 83 Võ Chí Mỹ, Robert Duda (2014), Nghiên cứu khả ứng dụng máy bay không người lái (UAV) công tác trắc địa mỏ giám sát môi trường mỏ, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học-Cơng nghệ mỏ tồn quốc, Vũng Tàu Dieu Tien Bui, et al (2019), Lightweight Unmanned Aerial Vehicle and Structure-from-Motion Photogrammetry for Generating Digital Surface Model for Open-Pit Coal Mine Area and Its Accuracy Assessment, International Conference on Geo-Spatial Technologies and Earth Resources, (2017) 17-33 10 Nguyen Quoc Long, B.X Nam, C.X Cuong, L.V Canh, An approach of mapping quarries in Vietnam using low-cost Unmanned Aerial Vehicles, International Journal of Sustainable Development, 11(2):199-210 11 Różański, Zenon, et al (2021),The impact of precipitation on state of the slopes surface and thermal activity of the mine waste dump – preliminary study,” Journal of Sustainable Mining: Vol 20 : Iss 12 G.C Hunter et al (2021), A review of image analysis techniques for measuring blast fragmentation, Mining Science and Technology, 11 (1990) 19-36 13 M Esmaeili et al (2015), Application of PCA, SVR, and ANFIS for modeling of rock fragmentation, Arabian Journal of Geosciences, (2015) 6881-6893 14 F.I Siddiqui (2009), Measurement of size distribution of blasted rock using digital image processing, Engineering Sciences, 20 ASSESSMENT OF THE APPLICATION OF UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR MONITORING AND STABILITY ASSESSMENT OF WASTE DUMP Nguyen Tam Tinh, Pham Duy Thanh ABSTRACT This paper presents some results in terms of the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) applications for measuring and evaluating the stability of dump sites in open-pit mines Accordingly, UAV has been applied to establish the three-dimension map of dump sites The methodology as well as the image analyses, processing were also introduced in this work Besides, the application of UAV in measuring the subsidence of dump sites was also proposed in comprehensively Rock fragment sizes and their distribution were also taken into account as the significant factors that can affect the instability of dump sites Therefore, they have also been mentioned and discovered in this paper using the UAV technology and image analysis based on the Split-Desktop software These technologies allow engineers and researchers accurately analyze and calculate the components, size, and distribution of rocks in dump sites Finally, reasonable dumping solutions for long-term stabilization of dump sites/landfills in open-pit mines can be proposed Keywords: dump site, open-pit mine, unmanned aerial vehicle, waste dump stability Ngày nhận bài: 21/11/2021; Ngày gửi phản biện: 21/11/2021; Ngày nhận phản biện: 15/12/2021; Ngày chấp nhận đăng: 10/01/2022 Trách nhiệm pháp lý tác giả báo: Các tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm số liệu, nội dung công bố báo theo Luật Báo chí Việt Nam CƠNG NGHIỆP MỎ, SỐ - 2022 91 ... tựu nước, báo đánh giá khả ứng dụng máy bay không người lái quan trắc đánh giá độ ổn định bãi thải cho mỏ lộ thiên Việt Nam NỘI DUNG TRAO ĐỔI 2.1 Về ứng dụng máy bay không người lái thành lập... tầng bãi thải mỏ Đèo Nai 2.2 Về ứng dụng máy bay không người lái quan trắc sụt lún bề mặt bãi thải Dịch chuyển biến dạng bãi thải đặc trưng đất đá rời rạc, bị co nén chặt ổn định Độ ổn định bãi thải. .. xác định Bên cạnh việc sử dụng máy bay không người lái quan trắc sụt lún bề mặt bãi thải, công nghệ ứng dụng giám sát xác định biến dạng bãi thải Các yếu tố gây biến dạng bãi thải bao gồm: độ