Use of Unmanned Aerial Vehicles in Open Mine Sites

Öz

Today, technological developments show themselves in the fields dealing with earth sciences as in every field. Unmanned aerial vehicles (UAV), one of these technological developments, have offered an innovative approach to many sectors. In addition to being used in various fields such as geodesy, disaster management, meteorology, agriculture and security, its use in mining has also become widespread. Topographic surveying problem in open pit mining sites is one of the important challenges to be overcome. Topographic measurements require expensive surveying equipment and professional technical personnel. UAV technology can easily produce solutions to the difficulties encountered in the fields by providing cost control. In recent years, in mining activities in the world; It is used in areas such as production planning, blasting, ore production and stock tracking and volumetric calculations, monitoring of slope sensitivities and changes, calculating the amount of waste, dust emission, security. The management of an open pit mine requires the acquisition, processing and storage of a large amount of information that is constantly changing over time. In this process, taking measurements quickly and accurately will be the key to an effective and stable operation. UAV can be an effective method in preventing unnecessary loss of time and cost control. Aerial monitoring, monitoring and management of the mine provides time savings and measurement accuracy compared to traditional methods. In this article, the structure of unmanned aerial vehicles, their advantages and areas of use in open mining sites, the availability of reasonable results and the benefits affecting the studies are explained by adding case studies in open mining areas.

Anahtar Kelimeler

• UAV
• Open Mine Sites
• Advantages of UAV Use

Açık Maden Sahalarında İnsansız Hava Araçlarının Kullanımı

Öz

Günümüzde teknolojik gelişmeler her alanda olduğu gibi yerbilimleri ile uğraşan alanlarda da kendini göstermektedir. Bu teknolojik gelişmelerden biri olan insansız hava araçları (İHA) birçok sektöre yenilikçi yaklaşım sunmuştur. Jeodezi, afet yönetimi, meteroloji, tarım, güvenlik gibi çeşitli alanlarda kullanılmasının yanı sıra madencilikte de kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Açık ocak maden sahalarında topoğrafik ölçme sorunu aşılması gereken önemli zorluklardan biridir. Topoğrafik ölçümler pahalı ölçme ekipmanı ve profesyonel teknik personeller gerektirmektedir. İHA teknolojisi sahalarda karşılaşılan zorluklara maliyet kontrolünü de sağlayarak kolaylıkla çözüm üretebilmektedir. Son yıllarda, dünyada madencilik faaliyetlerinde; üretim planlaması, patlatma, cevher üretim ve stok takibi ve hacimsel hesaplamaları, şev duyarlılıklarının ve değişimlerinin izlenmesi, pasa miktarının hesaplanması, toz emisyonu, güvenlik gibi alanlarda kullanılmaktadır. Bir açık maden ocağının yönetimi, zamanla sürekli değişen büyük miktarda bilginin elde edilmesini, işlenmesini ve depolanmasını gerektirir. Bu süreçte ölçümlerin hızlı, hassas bir şekilde alınması etkili ve istikrarlı bir çalışmanın anahtarı olacaktır. Gereksiz zaman kaybı ve maliyet kontrolünün önüne geçmede İHA etkili bir yöntem olabilmektedir. Madenin havadan izlenmesi, takibi ve yönetilmesi geleneksel yöntemlere göre zaman tasarrufu ve ölçüm hassasiyeti sağlamaktadır. Bu makalede açık maden sahalarında yapılan örnek çalışmalar da eklenerek insansız hava araçlarının yapısı, avantajları ve açık maden sahalarında kullanım alanları, makul sonuçların elde edilebilirliği ve çalışmalara etki eden faydaları açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• İHA
• Açık Maden Sahaları
• İHA Kullanım Avantajları

Kaynakça

1. Bui, X. N., Lee, C., Nguyen, Q. L. & Adeel, A. (2019). Use of Unmanned Aerial Vehicles for 3D topographic Mapping and Monitoring the Air Quality of Open-pit Mines. Journal of the Polish Mineral Engineering Society,01-07.06.2019, 222-238.
2. Carvajal, F., Aguer, F. & Perez, M. (2011). Surveying a Landslide in a Road Embarkment Using Unammaned Aerial Vehicle Photogrammetry. ISPRS, 2011. Vols. XXXVIII- 1/C22.
3. Deffontaines, B., Chang, K.J., Champenois, J., Fruneau, B., Pathier, E., Hu, J.C. & Liu, Y.C. (2016). Active interseismic shallow deformation of the Pingting terraces (Longitudinal Valley–Eastern Taiwan) from UAV high-resolution topographic data combined with InSAR time series. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 8(1), 120-136
4. Dunnington, L. & Nakagawa, M. (2017). Fast and safe gas detection from underground coal fire by drone fly over. Environ Pollut, 229, 139-145
5. Eisenbeiss, H. (2004). A mini unmanned aerial vehicle (UAV): system overview and image acquisition, Processing And Visualization Using High Resolution Imagery Workshop.
6. Erener, A. & Yakar, M. (2012). Monitoring coastline change using remote sensing and GIS technologies. Lecture Notes in Information Technology, 30, 310-314.
7. Erdoğan, A. (2016). Şeritvari haritaların insansız hava araçları ile üretimi. Yüksek lisans tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Harita Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya
8. Fidan, Ş. & Ulvi, A. (2021). Türk Hukuk Mevzuatında Sivil İnsansız Hava Araçları Hukukunun Güncel Durumu. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 3 (1), 28-35

9. Filipova, S. L., Filipov, D. G. & Raeva, P. L. (2016). Volume Computatıon Of A Stockpıle – A Study Case Comparıng Gps And Uav Measurements In An Open Pıt Quarry. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLI-B1, 2016 XXIII ISPRS Congress, 12–19 July 2016, Prague, Czech Republic
10. Gül, Y. (2019). Açık Maden İşletmelerinde İnsansız Hava Aracı (İHA) Uygulamaları. Türkiye Jeoloji Bülteni Geological Bulletin of Turkey, 62 (2019) 99-112 doi: 10.25288/tjb.519506
11. Hu, Z., Yang, G. & Xiao, W. (2014). Farmland damage and its impact on the overlapped areas of cropland and coal resources in the eastern plains of China. Res Con Rec, 86 (3):1-8
12. Jung, S. H., Lim, H. M. & Lee, J. K. (2009). Analysis of the Accuracy of the UAV Photogrammetric Method using Digital Camera, J. of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, 27(6), 741-747.
13. Kaya, Y., Yiğit, A. Y., Ulvi, A. & Yakar, M. (2021). Arkeolojik Alanların Dokümantasyonununda Fotogrametrik Tekniklerinin Doğruluklarının Karşılaştırmalı Analizi: Konya Yunuslar Örneği. Harita Dergisi, 87(165), 57-72.
14. Mırdan, O. & Yakar, M. (2017). Tarihi Eserlerin İnsansız Hava Aracı İle Modellenmesinde Karşılaşılan Sorunlar. Geomatik, 2 (3), 118-125.
15. Kun, M. & Guler, O. (2019). İnsansız Görüntüleme Sistemleri ile Elde Edilen Sayısal Yüzey Modellerinin Mermer Madenciliğinde Kullanımı. DEUFMD, 21(63), 1005-1013.
16. Lee, S. & Choi, Y. (2015). On-site Demonstration of Topographic Surveying Techniques at Open-pit Mines using a Fixed-wing Unmanned Aerial Vehicle (Drone). Tunnel Underground Space, 25(6), 527-533
17. Lee, S. & Choi, Y. (2015). Topographic survey at small-scale open-pit mines using a popular rotary-wing unmanned aerial vehicle (Drone). Tunn Undergr Sp Tech, 25(5), 462–469
18. Mazhdrakov, M. (2007). Mine Engineering. Sofia: Sofia Univerisity, 2007.
19. Niethammer, U., James, M. R., Rothmund, S., Travelletti, J. & Joswig, M. (2012). UAV-based remote sensing of the Super-Sauze landslide: Evaluation and results. Engineering Geology, 128, 2-11.
20. Park, M., Kim, S. G. & Choi, S. Y. (2013). The study about building medhod of geospatial informations at construction sites by unmanned aircraft system (UAS), Journal of the Korean Cadastre İnformation, 15, 1, 145-156
21. Rau, J. Y., Jhan, J. P., Lo, C. F. & Lin, Y. S. (2011). Landslide mapping using imagery acquired by a fixed-wing UAV. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci, 38(1/C22), 195-200.
22. Shi J., Jinling W. & Yaming X. (2011). Object-based change detection using georeferenced UAV images. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38, 177-182.
23. Siebert, S. & Teizer, J. (2014). Mobile 3D mapping surveying earthwork projects using an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) system. Automation in Construction, 41, 1-14
24. Ulvi, A. & Yiğit, A. Y. (2019). Kültürel Mirasın Dijital Dokümantasyonu: Taşkent Sultan Çeşmesinin Fotogrametrik Teknikler Kullanarak 3b Modelinin Yapılması. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 1(1), 1-6
25. Ulvi, A. & Yiğit, A. Y. (2020). İHA fotogrametrisi tekniği kullanarak 3B model oluşturma: Yakutiye Medresesi Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 2(2), 46-54
26. Ulvi, A. (2018). Analysis Of The Utility Of The Unmanned Aerıal Vehıcle (UAV) In Volume Calculatıon By Usıng Photogrammetrıc Technıques. International Journal of Engineering and Geosciences (IJEG), 3(2), 43-49,
27. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. Y. & Kaya, Y. (2020). İHA Ve Yersel Fotogrametrik Teknikler Kullanarak Aksaray Kızıl Kilisenin 3b Modelinin Ve Nokta Bulutunun Elde Edilmesi. Geomatik, 5(1) , 19-26.
28. Uysal, M., Toprak, A. S. & Polat, N. (2015). DEM generation with UAV Photogrammetry and accuracy analysis in Sahitler hill, Measurement, 73, 539-543.
29. Ünel, F. B., Kuşak, L., Çelik, M. Ö., Alptekin, A. & Yakar, M. (2020). Kıyı çizgisinin belirlenerek mülkiyet durumunun incelenmesi. Türkiye Arazi Yönetimi Dergisi, 2(1), 33-40.
30. Xiao, W., Chen, J. & Da, H. (2018a). Inversion and analysis of maize biomass in coal mining subsidence area based on UAV images. Trans Chin Soc Agric Eng, 49(8), 169–180.
31. Xiao, W., Hu, Z. & Chung, P. Y. (2011). A study of land reclamation and ecological restoration in a resource- exhausted city- a case study of Huaibei in China. Int J Min Reclam Env, 25(4), 332-341
32. Yakar, M. & Yılmaz, H. M. (2008). Kültürel miraslardan tarihi Horozluhan’ın fotogrametrik rölöve çalışması ve 3 boyutlu modellenmesi. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 23:2, 25-33.
33. Yakar, M. (2009). Digital elevation model generation by robotic total station instrument. Experimental Techniques, 33(2), 52-59.
34. Yakar, M. (2011). Using close range photogrammetry to measure the position of inaccessible geological features. Experimental Techniques, 35(1), 54-59.
35. Yakar, M., Orhan, O., Ulvi, A., Yiğit, A. Y., & Yüzer, M. M. (2015). Sahip Ata Külliyesi Rölöve Örneği. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 10.