Применение БПЛА в горнодобывающей промышленности и геологоразведке

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) в последние годы оказались в числе главных технологических инструментов модернизации промышленности. Если раньше дроны воспринимались как оборудование для фото- и видеосъёмки или оборонной сферы, то сегодня их активно применяют во многих промышленных отраслях. В том числе для добычи полезных ископаемых и геологоразведки.

В России работа дронов в горно-металлургической отрасли — повседневная практика. Это связано сразу с рядом факторов: нехваткой квалифицированных кадров, необходимостью повысить безопасность, а также стремлением сократить издержки. 

Одно из главных преимуществ БПЛА в том, что они работают без экипажа и способны выполнять задачи автономно, получая команды через программное обеспечение. Более того, в 2025 году на рынке доступны модели, которые не требуют постоянного контроля оператора и работают автоматически.

Состояние и перспективы рынка БПЛА в России 

В последние два года рынок гражданских беспилотников в стране растёт рекордными темпами. По данным Минпромторга, в 2024 году в России произведено около 16,4 тыс. гражданских БПЛА, что в 2,5 раза больше, чем годом ранее. При этом эксперты отмечают, что рынок гражданских дронов в РФ в 2023 году оценивался в 8–20 млрд рублей в зависимости от методики подсчёта, а к 2025 году может вырасти до 27–30 млрд рублей.

Государство активно поддерживает развитие отрасли:

• Уровень локализации комплектующих за 2024 год вырос до 30%, но большая часть электроники всё ещё зависит от импорта;
• Росавиация планирует сократить сроки выдачи разрешений на полёты дронов до 24 часов, а к 2027 году — до 12 часов;
• разрабатываются новые правила для эксплуатации БПЛА вблизи промышленных объектов и в районах добычи полезных ископаемых.

Таким образом, применение беспилотников в добывающем секторе становится не только технологическим, но и регуляторным трендом.

Сферы применения БПЛА в геологоразведке и добыче

В горнодобывающей отрасли дроны используются как над землёй, так и под ней. Они помогают ускорить процессы, снизить риски и сделать исследования более точными.

Геологоразведка

Геологоразведка включает в себя целый комплекс работ: от предварительного анализа карт и спутниковых данных до бурения и лабораторных исследований. За счёт БПЛА эта сфера упрощает проведение полевых этапов.

Применение БПЛА в геологоразведке:

• Аэрофотосъёмка и создание цифровых моделей местности.

Дроны оснащены высококачественными камерами и сенсорами, что позволяет получать детализированные изображения и 3D-модели рельефа. Это особенно полезно на ранних этапах разведки для оценки перспективности участка.

• Геофизические исследования.

БПЛА могут переносить различные геофизические приборы, такие как магнитометры или спектрометры, для проведения воздушных геофизических исследований, что позволяет выявлять аномалии и возможные месторождения полезных ископаемых.

• Мониторинг растительности и водоёмов.

Дроны используют для наблюдения за растительностью и водоёмами. Это помогает компаниям оценивать экосистемные изменения, что важно для экологического наблюдения за воздействием горнодобывающих проектов на экологию.

Компания «Норникель» активно использует БПЛА для геологоразведки в своих проектах. В частности, на руднике «Комсомольский» дрон с лазерным сканером помогал обследовать труднодоступные участки, такие как очистные камеры и выработки. Это позволило получить точные сведения без риска для сотрудников.

Маркшейдерия и геодезия

Маркшейдерские работы — это точные измерения и картография местности, без которых невозможно освоение месторождений.

Роль БПЛА в маркшейдерии:

• Быстрая и точная съёмка.

Дроны позволяют вести аэросъёмку больших территорий за короткое время, обеспечивая высокую точность информации. Это особенно важно при планировании разработки месторождений и составлении карт.

• Создание цифровых моделей местности.

С помощью фотограмметрии и лазерного сканирования дронов можно создавать детализированные 3D-модели рельефа, что помогает в анализе устойчивости склонов, планировании выемки и определении объёмов работ. 

• Мониторинг изменений.

Регулярные запуски БПЛА позволяют отслеживать изменения в рельефе и выявлять проблемы, такие как обрушения или просадки, что помогает своевременно реагировать и предотвращать аварии.

Например, компания «СУЭК» ещё в 2020 году внедрила БПЛА для маркшейдерских работ на своих разрезах. Это позволило значительно ускорить процесс получения данных и повысить точность планирования горных работ.

Подземные исследования

Подземные работы — одна из самых опасных сфер, где дроны показали себя особенно полезными.

Использование БПЛА в подземных исследованиях:

• Доступ на труднодоступные участки.

Дроны могут проникать на узкие и опасные участки, такие как очистные камеры, выработки и хвостохранилища, где присутствие человека ограничено или невозможно.

• Оснащение специализированными сенсорами.

Беспилотники можно оснастить тепловизорами, газоанализаторами, лидарными сканерами и камерами высокого разрешения, чтобы комплексно обследовать состояние подземных объектов.

• Снижение рисков.

Использование БПЛА избавляет персонал от необходимости присутствовать в опасных зонах, что уменьшает риски травматизма и повышает общую безопасность на предприятии.

Например, на руднике «Дукат» в Якутии проводили эксперимент по использованию БПЛА для маркшейдерских работ в подземных условиях. В результате получаемая информация стала точнее, а безопасность сотрудников повысилась.

Буровзрывные работы

Автоматизация взрывных работ стала важным направлением применения этих летательных аппаратов.

Дроны используют для планирования расположения зарядов по 3D-моделям местности. Перед взрывом беспилотники контролируют эвакуацию людей и техники.

Роль БПЛА в буровзрывных работах:

• Планирование расположения зарядов.

За счёт 3D-моделирования рельефа дроны помогают в точном определении местоположения зарядов, что оптимизирует процесс взрыва.

• Контроль эвакуации персонала.

БПЛА могут отслеживать процесс эвакуации работников с опасных участков, обеспечивая своевременное реагирование в случае необходимости.

• Оценка состояния зоны подрыва.

После проведения взрывных работ беспилотники обследуют зоны подрыва, выявляя возможные неразорвавшиеся снаряды, разрушения рельефа и другие потенциальные угрозы.

Так, эксперимент по использованию БПЛА для планирования и контроля буровзрывных работ проводили на одном из разрезов «Воркутауголь». Внедрение дронов позволило снизить время подготовки и повысить безопасность работ.

Инспекция инфраструктуры и экология

Дроны помогают контролировать состояние промышленных объектов: карьеров, шахт, дамб, трубопроводов, складов взрывчатых веществ. Они выполняют фото- и видеосъёмку в труднодоступных местах.

Применение БПЛА в инспекции инфраструктуры:

• Контроль состояния карьеров и шахт.

Дроны регулярно обследуют карьеры, шахты и другие объекты, выявляя изменения в рельефе, трещины, обрушения и другие проблемы.

• Мониторинг хвостохранилищ.

БПЛА помогают отслеживать состояние хвостохранилищ, выявлять утечки и другие экологические риски.

• Оценка состояния оборудования.

Дроны с тепловизорами и камерами высокого разрешения проводят обследование состояния оборудования, выявляя перегревы, износы и другие неисправности. 

Например, компания «Металлоинвест» использует БПЛА для регулярного мониторинга состояния своих хвостохранилищ и других объектов инфраструктуры. Это позволяет предприятию своевременно выявлять проблемы и принимать меры для их устранения.

Преимущества и ограничения применения БПЛА в горнодобывающей промышленности

Как можно судить по перечисленным ранее примерам применения беспилотных летательных аппаратов в горнодобывающей промышленности и геологоразведке, их внедрение открывает новые возможности для компаний. Однако, как и любая технология, дроны имеют свои сильные и слабые стороны.

Преимущества в применении промышленных дронов

1. Высокая скорость сбора и обработки данных.
БПЛА помогают существенно сократить время, которое требуется для проведения маркшейдерских, геолого-разведочных и подземных исследований. Если раньше полевой обход участка занимал несколько дней, дроны способны за несколько часов собрать аэрофотоснимки и лидарные сканы большой территории.

2. Возможность оснащения полезной нагрузкой.
Современные аппараты оснащены различными датчиками и приборами: лидарными сканерами для трёхмерного моделирования рельефа, тепловизорами для контроля температуры оборудования и складов, газоанализаторами для выявления опасных концентраций метана и углекислого газа, а также видеокамерами высокого разрешения. Такое оборудование позволяет получать комплексную информацию о состоянии месторождения и инфраструктуры без привлечения людей.

3. Снижение рисков для работников.
Беспилотники особенно ценны при проведении подземных и буровзрывных работ. Они заменяют человека в опасных и труднодоступных местах: очистные камеры, узкие выработки, зоны с высоким содержанием газов.

4. Высокая точность измерений.
Использование БПЛА обеспечивает более точные измерения по сравнению с традиционными методами, особенно при построении 3D-моделей карьеров и подземных выработок. Лидарные и фотограмметрические системы позволяют получать данные с точностью до миллиметра, что критически важно для планирования буровзрывных работ и расчёта объёмов добычи.

5. Исключение ошибок, связанных с человеческим фактором.
Автоматизация процессов сбора данных минимизирует риск ошибок, связанных с усталостью или невнимательностью сотрудников. Регулярные автоматические полёты обеспечивают стабильное качество информации, что важно для аналитики, планирования и принятия решений на основе объективных сведений.

Ограничения в применении дронов

1. Зависимость от погодных условий.
БПЛА чувствительны к внешним факторам: сильный ветер, снег, туман, дождь или пыль снижают точность съёмки, усложняют управление аппаратом и могут привести к его повреждению. В России, где климатические условия особенно суровы в северных регионах и горных районах, это становится ограничением для круглогодичного применения.

2. Ограниченная автономность полётов.
Время полёта большинства дронов ограничено аккумулятором, что влияет на покрываемую площадь и возможность работы на больших удалённых участках. Для комплексных исследований требуется либо повторная зарядка, либо использование нескольких дронов, что повышает логистическую сложность.

3. Сложности с подземной связью и передачей данных.
Подземные объекты и шахты создают сложные условия для передачи сигнала и видеопотока. Не все модели аппаратов могут эффективно работать под землёй, поэтому для подземных исследований применяются специализированные дроны с автономной записью данных, которые затем выгружают и обрабатывают на поверхности.

4. Требования законодательства.
Российское законодательство строго регулирует использование БПЛА. Все аппараты должны быть зарегистрированы в Росавиации, полёты требуют разрешений, а обработка данных — соблюдения правил хранения и передачи информации.

5. Вопросы кибербезопасности.
Данные, получаемые с помощью дронов, включают карты, информацию о месторождениях и производственные параметры. Необходима защита от несанкционированного доступа и взлома. В России пока ограничено количество сертифицированных платформ для безопасного хранения и обработки информации БПЛА, что требует дополнительного контроля со стороны компаний.

Юридические барьеры и нормативный контекст

Важно понимать, что применять беспилотники в горной промышленности — это не только про технологии и инновации, но и про умение лавировать в сложной юридической среде. Как мы отметили ранее, российское законодательство регулирует использование БПЛА: все аппараты весом от 150 граммов подлежат регистрации в Росавиации, а любые полёты вблизи населённых пунктов, аэродромов или стратегических объектов требуют специальных разрешений. Иными словами, даже если дрон способен работать на глубине карьера или вести съёмку в тайге, его применение ограничено воздушным правом.

Особенно остро эти вопросы проявились в последние годы. В 2023 году вступил в силу закон, который позволяет силовым ведомствам принудительно пресекать полёты беспилотников над охраняемыми объектами. А значит, даже крупные промышленные предприятия должны учитывать вероятность «неожиданной посадки» дрона в зоне действия систем радиоэлектронной борьбы.

Впрочем, вместе с запретами появляются и послабления. Так, с 1 сентября 2024 года введены зоны полётов, где дроны массой до 30 кг могут работать на высоте до 150 метров без обязательного согласования с органами контроля воздушного движения. Для горной отрасли это возможность экономить время на согласованиях и регулярно мониторить территории. Но вместе с тем сохраняются три ключевых правовых барьера:

• обязательная регистрация и сертификация БПЛА;
• получение разрешений на полёты вблизи стратегических объектов и населённых пунктов;
• строгие требования к хранению и обработке данных, полученных при съёмке.

Для горнодобывающих компаний всё это — часть производственного цикла. Любая ошибка в документации может обернуться штрафом или остановкой работ. Поэтому юридическая грамотность становится не менее важной, чем наличие на борту дрона лидара или тепловизора.

Несмотря на существующие ограничения, применение беспилотников в горной добыче и геологоразведке стало прорывом. Дроны повышают безопасность подземных и буровзрывных работ, а также ускоряют сбор маркшейдерских и геолого-разведочных сведений. Кроме того, использование БПЛА снижает затраты на традиционные методы мониторинга и обследований.