В умовах кар’єрних розробок Ці системи зарекомендували себе як спосіб скорочення витрат, підвищення точності, зниження забруднення та підвищення безпеки. Високоточні GPS-системи навігації для гірських екскаваторів і лопат Мають ряд ключових переваг для операторів машин. До їх числа відносяться: Точна Вибіркова видобуток мінералізованих горизонтів. Точне знаходження нижнього рівня при розробці вугільних родовищ, а відповідно, зниження переробки і втрат вугілля.

Точне уявлення про небезпечні зонах, таких, як заміновані території або райони, де раніше проводилися підземні роботи. Більш рівний траншеї, що дозволяють скоротити цикл робіт вантажівок, а також їх знос. Обсяг робіт для бульдозерів і грейдерів також зменшиться. Більш точна вирізки грунту, що знову подовжує термін експлуатації шин і час роботи вантажівки. Вибіркова видобуток вугілля, що дозволяє повне і точне відновлення багатих жил

Автоматичне генерування схеми робіт

Менша потреба у дослідникам на місцях і набагато менша — у кількості людей, які обслуговують важкі машини. Логічний вибір Впровадження систем GPS-наведення на екскаватори та інші лопати можна розглядати як логічний шлях розвитку для багатьох шахт, більшість з яких тепер використовують GPS для проведення досліджень. Тепер роботу групи людей, яка вимагала декількох днів по часу і достатніх витрат по устаткуванню, може замінити лише кілька годин роботи одного дослідника. GPS-системами наведення все частіше користуються безпосередньо на гірничодобувних машинах, перш за все бульдозерах.

Навіть самі елементарні вказівки GPS-системи дозволяють оператору провести повний комплекс земляних робіт без необхідності розставляти поля. А більш сучасні системи дозволяють в режимі реального часу здійснювати моніторинг та автоматичне створення цифрових карт місцевості / рельєфу. На додаток до бульдозерів, GPS тепер також використовуються і на інших видах гірничо-шахтного устаткування, включаючи вантажівки, грейдери, навантажувачі й екскаватори. Використання високоточних GPS для визначення положення ковша екскаватора і його зубів є одним з найбільш поширених видів його застосування — і це дивно, так як GPS може надавати набагато більше переваг при проведенні гірничих робіт.

Більшість людей знайомі з американською системою Navstar GPS, сигнал з якої йде на переважна більшість GPS-приймачів, починаючи від звичайних споживачів до підрозділів самих Сучасних військових і промислових систем. Відомо, що Navstar в даний час підтримує передачу сигналу з не менш ніж 24 супутників. Для досягнення необхідного рівня точності GPS-системи наведення Повинні мати можливість отримувати сигнал мінімум з 5 супутників (так звані «замок»). Слід відмінити, що у зв’язку з особливостями орбіт супутників системи Navstar, кілька разів на день супутників буде недостатньо для створення замків, і сигнал може втрачатися.

Ця проблема ускладнюється в глибоких кар’єру, де рудний горизонти обмежують видимий простір неба. Втрата сигналу може тривати від декількох хвилин до декількох годин протягом дня. GPS-системи наведення можуть в деякій мірі вирішити цю проблему, навіть спираючись на російську систему ГЛОНАСС, яка в даний час має в своєму розпорядженні мережу з 11 супутників (по завершенні створення мережі число супутників досягне 18). Це дає в загальній складності 35 супутників, що прискорює процес отримання сигналу від «замку» з 5 і більше супутників і дозволяє істотно скоротити втрати сигналу.

[Примітка: пропрієтарні системи, такі, як Novahant’s TerraliteXPS, також можуть подолати проблеми з доступом до супутникове зв’язку, використовуючи мережі наземної передачі даних, що транслює повну інформацію про положення машини на сумісні GPS-приймачі, встановлені на мобільні обладнанні.] Для досягнення максимальної точності , GPS-антени, встановлені на техніці і на базовій станції, в обов’язковому порядку фіксуються в нерухомій точці. Будь-яка кількість машин з GPS-системою на борту, можуть мати доступ до базової станції. Використання базових станцій дозволяє GPS-навігації досягати точності до 1 сантиметра.

Точність втрачається при зміні положення ковша, але навіть на величезних кар’єрних екскаватора можна досягти точності в 50 мм. Враховуючи розмір зубів ковша не менше 250 мм, такий рівень точності є цілком задовільним. Проте, точність також в певній мірі залежить від того, наскільки добре керований ківш. Навіть знос підшипників може спричинити додаткові помилки. Для невеликих машин, допуски можна посилити до 25 мм. Інформація про стан ковша повинна не тільки містити точні дані, а й чинити досить оперативно, Щоб оператор міг використовувати її безпосередньо під час екскаваціонних робіт.

Латентність — це час між досягненням ковшем певної позиції в просторі і відображення цього на екрані оператора. Для досягнення задовільно низького рівня латентності, GPS-приймачі та датчики Повинні мати високу швидкість відгуку, комп’ютер базової станції повинен бути достатньо Швидкими, а програмне забезпечення повинне використовувати ефективні алгоритми. Для GPS-приймачів, що діють на 5 Гц, датчиків на 20 Гц і комп’ютерів на 700 МГц, латентність становить близько 300 мілісекунд — задовільно, але Все ж відставання помітно. Комунікація між безпосереднім операторами машин та інженерами-управлінця є одним з найважливіших елементів успішності у застосуванні GPS-систем наведення.

Радиотелеметрические системи є найбільш ефективним засобом передачі сигналів корекції GPS, що дозволяє завантажити зразки для машин і завантажити Вбудовані карти рельєфу, коли робота завершена. Багато GPS-системи використовують також і УКХ-сигнали для коригування навігації. Хоча Ці радіостанції гарні для забезпечення покриття зв’язком, їх Пропускна здатність не дозволяє передавати складні конструкції. В якості альтернативи, УВЧ-станції, що діють на частотах від 400 до 900 МГц, відповідають відповідним вимогам. Бездротова локальна радіомережі, що вмонтовується на машину і діюча на 2,4 ГГц, дозволяє кар’єрного встаткування Підключатися через інтранет-системи або навіть через з’єднання віддаленого доступу (інтернет).

Такі системи Мають високу пропускну здатність каналу, але обмежені зоною прямої видимості і відстанню не більше 2 км. Однак деякі обмеження бездротових локальних мереж можна подолати шляхом «ув’язки» систем, в яких кожна машина є ретранслятором, здатним приймати сигнал з іншої машини і передавати його на наступний вузол. Крім того, можлива установка подвійної системи: УКВ або УВЧ Передає GPS критичні поправочний коефіцієнти, в той час як інші дані кешуються в встановлення локального з’єднання. Іншими важливими факторами, що забезпечують успішне застосування GPS-навігації для екскаваторів гідної лопат, є розміщення антен, кут обертання площини, сенсорні системи на стрілі і бортові комп’ютери.

Розміщення антени. Досвід показує, що використання двох антен GPS і двох приймачів дорожче, але дає більш швидкий і точний результат. Переважною місце розташування — кути зворотного боку відсіку для машин. В гол обертання площині. Облік спрямованості і положення машин дозволяє вирахувати положення ковша. Тим не менш, також важливо врахувати властивості майданчики і розгойдування машини для коригування результатів по кутах площині. Компоненти ковша. Нахил датчиків (для гідравлічно екскаваторів і лопат) і ротація кодерів на тросових барабанах для тросових екскаваторів) виявилися найнадійнішими і точними рішеннями.

Нахил датчиків є одним з найбільш важливих факторів ефективної GPS-системи наведення, особливо завдяки останнім досягненням в нанотехнології, давши як результат досить точні, надійні, послідовні і довговічні зразки. Датчик нахилу для відстеження кар’єрного обладнання повинен мати ряд можливостей: Швидке реагування, звітність не менше 10 разів на секунду. Акуратність, реалізована до 0,1 ° має важливе значення для досягнення точності за шкалою гірничого обладнання. Стійкість до вібрації. Опір перепадів, рідинні датчики, «биття». Стійкість до критичних і шоковим навантаженням, здатні витримувати високу силу тяжіння, обумовлену великий оперується масою. Низька необхідність в обслуговуванні.

Простота калібрування при установці в різних напрямках. Довговічність — не менше трьох років без скарг користувачів. Стабільний результат при різних режимах температури і вологості Комп’ютери, які використовуються на кар’єрно обладнанні, повинні витримувати важкі умови навколишнього середовища. Щоб бути корисним операторам, комп’ютер повинен бути простим у використанні, з сенсорним екраном для зручності відбору та перевірки варіантів, добре видимим в різних умовах освітлення. Переносні вінчестери в даному випадку Мають короткий термін служби, так що необхідно використання надійних жорстких дисків.

Для роботи операційної системи та програмного забезпечення необхідно від 2 Гбайт оперативної пам’яті. GPS-системи навігації для гірських екскаваторів і інших лопастей мають можливості забезпечення ще більших переваг, включаючи відстеження класів руди, розширену вибіркову здобич, включаючи використання спектрального аналізу для визначення класу руди, оперативна передача даних через мережі високої пропускної здатності.