Madencilik sektöründe lidar kullanımı

Madencilik Sektöründe LiDAR Sistemlerinin

LiDAR (Light Detection and Ranging), ışık darbeleri kullanarak bir nesne ya da yüzeyin uzaklığını belirlemeye yarayan uzaktan algılama teknolojisidir. Özellikle son yıllarda madencilik sektöründe yer altı ve yer üstü maden operasyonlarının daha güvenli, verimli ve hassas bir şekilde yürütülmesine olanak sağlayan bir araç haline gelmiştir.Bu belgede, LiDAR teknolojisinin madencilik sektöründe nasıl kullanıldığı, hangi alanlarda uygulama bulduğu, avantajları, kullanılan donanım ve yazılımlar, örnek uygulamalar ve gelecekteki potansiyeli detaylı şekilde incelenecektir. Madencilikteki kullanım alanları açık ocak madenciliğinden, yer altı madenlerine kadar oldukça geniştir. Aşağıda bu kullanım alanları konu başlıklarıyla detaylandırılacaktır.

1. LiDAR Teknolojisinin Temel Prensipleri

LiDAR sistemleri, lazer darbeleri göndererek bu darbelerin hedefe çarpıp geri dönme süresini hesaplar ve bu verilerden hedefin uzaklığı belirlenir. Bu sistem, milyonlarca nokta toplayarak yüksek çözünürlüklü üç boyutlu modeller oluşturabilir.LiDAR sistemleri üç temel bileşenden oluşur: Lazer tarayıcı, GPS/IMU sistemleri ve veri işleme yazılımları. Bu sistemlerin bir araya gelmesiyle birlikte, topoğrafik modelleme ve yüzey analizleri yapılabilir.Madencilik sektörü gibi hassas ve tehlikeli alanlarda bu teknoloji hem yüzey haritalaması hem de hacim hesaplamaları gibi işlerde kullanılır.

2. Madencilikte LiDAR Kullanım Alanları

- Açık Ocak Madenciliği: Ocak içerisindeki kazı alanlarının ve şevlerin üç boyutlu modellenmesinde kullanılır. Ocak duvarlarının deformasyonları, çökme riskleri LiDAR sayesinde erken tespit edilir.- Yer Altı Madenciliği: Yer altı tünellerinin taranması, galeri haritalarının çıkarılması ve hacim ölçümleri yapılır.- Stok Alanı Hacim Hesaplamaları: Maden sahasındaki cevher stoklarının hacmi periyodik olarak LiDAR ile ölçülür.- Deformasyon ve Stabilite Analizi: Zemin hareketlerinin ve çökme risklerinin izlenmesinde kullanılır.- Patlatma Öncesi ve Sonrası Analiz: Patlatma öncesi ve sonrası yüzeyler taranarak fark analizi yapılır.

3. Kullanılan LiDAR Sistemleri ve Donanımlar

Madencilikte kullanılan başlıca LiDAR sistemleri:- Yersel Lazer Tarayıcılar (Terrestrial Laser Scanners - TLS): Tripod üzerinde sabitlenen ve çevresini yüksek hassasiyetle tarayan sistemlerdir.- Mobil LiDAR Sistemleri: Araçlar üzerine monte edilen ve hareket halindeyken veri toplayan sistemlerdir.- Drone Tabanlı LiDAR Sistemleri: Özellikle ulaşılması zor alanların taranmasında kullanılır.- El Tipi LiDAR Sistemleri: Yer altı madenlerinde dar alanların hızlı taranması için kullanılır.Marka olarak Leica, Trimble, RIEGL, Faro gibi firmaların sistemleri yaygın şekilde tercih edilmektedir.

4. Yazılım ve Veri İşleme Süreçleri

LiDAR verileri toplandıktan sonra çeşitli yazılımlar aracılığıyla işlenir. Bu yazılımlar:- Trimble RealWorks, Leica Cyclone, Faro Scene: Ham verileri nokta bulutu haline getirir, hizalama ve filtreleme işlemleri yapılır.- CloudCompare, 3DReshaper: Veri temizliği, filtreleme ve yüzey oluşturma işlemlerinde kullanılır.- MinePlan, Surpac, Vulcan: Madencilik modelleme yazılımlarıdır. LiDAR verileri ile entegre edilerek 3D maden modelleri oluşturulur.Bu süreçler sayesinde topoğrafik modeller, hacim analizleri, kesitler ve deformasyon haritaları çıkarılır.

5. Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları:- Yüksek hassasiyet ve çözünürlük- Hızlı veri toplama- Ulaşılması zor veya tehlikeli alanlarda güvenli çalışma- Tekrarlanabilirlik ve otomatik analiz imkânı**Dezavantajları:**- Yüksek ilk yatırım maliyeti- Veri işleme sürecinin karmaşıklığı- Ortam koşullarına (toz, nem) duyarlılıkBu avantajlar sayesinde madencilikte iş güvenliği ve operasyon verimliliği önemli ölçüde artmaktadır.

6. Türkiye’de ve Dünyada Uygulama Örnekleri

Türkiye’de: Eti Maden, Tüprag, Koza Altın gibi firmalar açık ocak madenlerinde yüzey modellemeleri için LiDAR teknolojisinden faydalanmaktadır. Yerli firmalardan Sanal Harita Mühendislik, birçok maden sahasında drone ve yersel LiDAR uygulamalarıyla üç boyutlu modelleme hizmeti sunmaktadır.**Dünyada:** Rio Tinto, BHP Billiton gibi dev madencilik firmaları, LiDAR teknolojisini erken uyarı sistemleri, dijital ikiz oluşturma ve kaynak tahmini analizlerinde kullanmaktadır.

7. Gelecekte LiDAR Teknolojisi ve Madencilik

Yapay zekâ ile birleşen LiDAR sistemleri sayesinde maden alanlarında otomatik analiz, anlık veri güncellemeleri ve tahminleme sistemleri gelişmektedir. Ayrıca dijital ikiz (Digital Twin) modellerle entegre edilen sistemler, sanal maden yönetimi kavramını yaygınlaştırmaktadır.Önümüzdeki yıllarda sensör hassasiyetlerinin artması, cihaz boyutlarının küçülmesi ve maliyetlerin düşmesi ile LiDAR teknolojisinin maden sektöründe daha yaygın hale geleceği öngörülmektedir.