Как роботы помогли восстановить работу обрушившейся шахты

Рано утром 13 августа 2021 года начальник известняковой шахты Lhoist в Северной Америке недалеко от Краб-Орчард (штат Теннесси) Джастин Дисней услышал звук, которого он никогда не слышал за 16 лет работы на шахте.

«Как дождь, падающий с колонн. В этот момент меня как раз что-то осенило, и я начал эвакуацию. В 6:40 все были учтены, а примерно в 6:59 и 48 секунд шахта рухнула»

Джастин Дисней начальник известняковой шахты Lhoist

Шахта, которой более 100 лет, выпустила порыв воздуха, грязи и обломков, движущийся со скоростью около 193 км/ч из всех порталов и вентиляционных шахт, когда рухнула. Благодаря эвакуации Диснея во время инцидента никто не пострадал. Было установлено, что это происшествие было вызвано обрушением очень старых опор (возрастом от 40 до 70 лет), что привело к существенному проседанию поверхности.

Управление безопасности горных работ и здравоохранения США (MSHA) быстро определило, что участок оседания поверхности шириной 244 метра и глубиной 30 метров, оставшийся после обрушения, слишком опасен для исследования человеком. Однако роботизированное решение тоже было бы непростым.

Перед обрушением горняки использовали двухстороннюю радиосистему, которая работала через прохудившийся фидер от PBE Group. Протекающий фидер не имел пропускной способности для поддержки беспилотных дронов или роботов. Даже если бы он мог, он не работал после обрушения.

«Это уникальная задача — попытаться создать систему связи под землей, чтобы обеспечить пропускную способность для обработки видео и приложений LiDAR, которые были необходимы без наземной инфраструктуры»

Уэс Леффел старший инженер по продажам в PBE Group

Директор по технологиям PBE Роб Кох в условиях отсутствия сети или питания после аварии решил, что лучшим решением будет беспроводная IP-сеть с малой задержкой и высокой пропускной способностью. В конце концов он остановился на использовании ячеистой IP-сети от Rajant и роботов от Australian Droid and Robot (ADR). PBE, Rajant и ADR совместно работали над предыдущими решениями.

Команда использовала 10 беспилотных роботов ADR Explora XL, беспроводную подземную коммуникационную сеть Rajant Kinetic Mesh, а также оборудование и технологии PBE. Роботы разместили внутри шахты три точки сетевой инфраструктуры, самая глубокая из которых составляет 1,7 км, и установили восемь робото-хабов.

«Мы смогли создать действительно хорошую визуализацию того, где произошел обвал, и безопасных зон, куда мы можем отправить пилотируемые исследования»

Каллум МакДермид старший инженер по робототехнике в ADR

Роботы ADR осмотрели все необходимые участки шахты, одновременно передавая видеоданные со скоростью до 80 Мбит/с. Роботы смогли завершить осмотр и позволить горнякам вернуться в шахту, чтобы восстановить электроснабжение и связь.

«ADR имеет небольшой парк роботов, готовых к работе в чрезвычайных ситуациях, но для этого потребуется больше единиц с различными датчиками и возможностями. Мы быстро построили больше роботов и провели тщательное тестирование, чтобы имитировать условия и расстояния, с которыми мы столкнулись бы в США. У нас были команды по всему Брисбену, и на одном этапе у нас были роботы, расставленные по нескольким пригородам, управляемые из центрального пункта. Роботы были отправлены в США менее чем через месяц в сопровождении Андре Преллера, главного инженера-электронщика, и Каллума МакДермида, старшего инженера-робототехника. После дневных испытаний на поверхности роботы вошли в шахту, и каждый робот передал сигнал связи следующему, создав в шахте гирляндную сеть с высокой пропускной способностью. Неделю спустя команда получила достаточно данных, чтобы горнодобывающая команда могла возобновить работу — единственная компания в мире, которая могла помочь с нужным оборудованием в нужное время»

Джо Кронин операционный менеджер и один из основателей Australian Droid & Robot

Шахта намерена внедрить сеть Kinetic Mesh по всей территории. В будущем, если у них когда-нибудь возникнет проблема нестабильности, они могут просто запустить в шахту одного робота ADR, используя ранее существовавшую сетевую инфраструктуру, защищая неприкосновенность безопасности рабочих и бесперебойную производительность.

«Когда мы узнали о необходимости беспилотной инспекции после обрушения, мы сосредоточились на поиске лучшего решения для быстрого, гибкого развертывания и высокой производительности. Шахте требовалась гибкая сеть передачи данных с высокой пропускной способностью для поддержки широкого и меняющегося набора инспекционных развертываний. Сетчатая технология Rajant была очевидным выбором для этой цели. При выполнении задача заключалась в том, чтобы спроектировать сетевые элементы, развертываемые в шахте самими роботами. Мы быстро перешли к поиску лучшей антенной технологии для роботов и транзитных узлов. Затем мы отправились на место, чтобы построить развертываемые узлы роботов и наземную сеть для передачи данных в операционный центр инспекции. Элементы сети и антенны предоставили достаточно времени для проведения инспекции. Мы рады, что шахта выбрала PBE для этого новаторского проекта, чтобы безопасно возобновить работу шахты с использованием наилучших доступных технологий»

Роб Кох директор по технологиям PBE Group