В обеспечении безопасности подземных горных работ одну из ключевых ролей играет точный контроль геометрии шахтных стволов.
Российская компания «Сибирский меридиан» предлагает для этой задачи собственные лазерные измерительные системы под брендом «ЛИС». Оборудование внесено в государственный реестр средств измерений РФ.
Предприятие было создано в 2006 году в рамках технопарка Иркутского национального исследовательского технического университета (ИРНИТУ) выпускниками кафедры маркшейдерского дела и геодезии.
У компании организовано производство полного цикла: от проверки научной гипотезы и изготовления первых лабораторных образцов до вывода на рынок серийных продуктов может пройти всего год. Собственный цех позволяет изготавливать все необходимые компоненты: металлоконструкции, печатные платы, корпусные изделия и пр.
Мы разобрались, как уникальные технологии «Сибирского меридиана» помогают маркшейдерам повышать точность данных и снижать риски на производстве. Подробности — в репортаже с выставки «Уголь России и Майнинг — 2026».
Станции для профилирования шахтных стволов «ЛИС 1» и «ЛИС-1М-РО»
Автоматизированная станция профилирования вертикальных шахтных стволов «ЛИС 1» — это первое выпускаемое компанией оборудование, разработка доцента кафедры маркшейдерского дела и геодезии ИРНИТУ Семёна Гриднева.
Специалисты запатентовали технологию в 2020 году, и сейчас оборудование для точного измерения и контроля геометрии горных выработок уже активно используют ЕВРАЗ, СУЭК, «Норильский никель», «ЕвроХим-ВолгаКалий» и пр.
Станцию высоко оценили специалисты немецкой компании «Тиссен Шахтбау ГмбХ», выполняющей строительство двух уникальных стволов глубиной 2052 метра на руднике «Скалистый» Заполярного филиала компании «Норникель» (самые глубокие стволы в Евразии).
У «Сибирского меридиана» также есть опыт внедрения прибора в Казахстане и Узбекистане.
Оборудование помогает оперативно и точно проводить маркшейдерский аудит, что крайне важно для безопасной работы шахтного подъёмного комплекса.
Станция состоит из лазерного сканера и двух кареток, которые можно прикреплять к подъёмной клети шахты с помощью распорных штанг. В конструкцию входят контроллеры, узлы прижимных и ходовых роликов. Плоскость сканирования расположена перпендикулярно оси ствола, обзор обеспечен на 360°.
Кроме того, компания выпустила вторую модификацию изобретения — «ЛИС-1М-РО» в рудничном особо взрывобезопасном исполнении. Модель разработали по заказу шахты «Распадская», и сейчас оборудование проходит сертификацию.
Руководитель Центра маркшейдерско-геодезических инноваций (ЦМГИ) ИРНИТУ и директор ООО «Сибирский меридиан» Евгений Беляев пояснил, что в этой версии используются магнитные датчики, беспроводные каналы связи и зарядка, трёхступенчатая защита электроники, а передача показаний с ходового ролика осуществляется через гибкий вал. Управлять станцией можно удалённо со взрывозащищённого телефона или планшета.
Кстати, новая версия «ЛИС-1М-РО» получила золотую медаль на конкурсе им. В. В. Некрасова, который традиционно проводится в рамках «Уголь России и Майнинг». Измерительная система стала лучшей в номинации «Разработка и внедрение новейших технологических решений для горного производства».
Евгений Беляев, директор ООО «Сибирский меридиан»
«Мы сами оказываем маркшейдерские услуги под ключ. К примеру, на регулярной основе обслуживаем подразделение «Росатома» в Забайкальском крае.
В прошлом году с помощью нашей станции обработали шесть стволов Краснокаменского рудника всего за два дня. Глубина стволов варьируется от 500 до 1000 метров.
Все измерения были выполнены без остановки производственного процесса во время обеденного перерыва горняков.
На классические методы профилирования уходит не одна смена и даже не одни сутки, а «ЛИС 1» позволяет облегчить и убыстрить этот процесс, тем самым повысив эффективность предприятия», — дополнил директор компании.
Система контроля загрузки самосвалов «ЛИС-А»
Ещё одна передовая разработка «Сибирского меридиана» — автоматизированная система контроля загрузки карьерных самосвалов. Максимальная производительность «ЛИС-А» составляет до 6 машин или вагонов в минуту.
Водителю необходимо проехать по измерительной площадке, где располагается устройство. Система уравнивает облака точек кузова до загрузки и после выгрузки, что исключает ошибки, связанные с просадкой подвески или налипанием сырья. Погрешность измерения не превышает 2%.
«Ключевое преимущество оборудования — возможность измерения на скоростях до 40 км/ч. Самосвалу не нужно притормаживать и терять инерцию, а это важный параметр, который позволяет экономить топливо и повышает ресурсоспособность машины.
Кроме того, технике не обязательно входить в поле действия сканера прямолинейно, система всё равно компенсирует вызванные при повороте искажения. «ЛИС-А» может распознавать каждый самосвал в отдельности, тем самым привязывая его к участку, карьеру, смене и т.д.
На нашей цифровой платформе можно ввести эту информацию, и в автоматическом режиме будут указаны объёмы, маршруты и количество рейсов. Учитывая недогрузы и перегрузы, можно оперативно внести корректировку в работу бригад», — рассказал Евгений Беляев.
«ЛИС-Кубометр» для съёмки и подсчёта объёмов
В компании систему «ЛИС-Кубометр» называют цифровым помощником маркшейдера и геодезиста. Съёмка и подсчёт сыпучих материалов на открытых площадках (склад, карьер) выполняются при помощи квадрокоптера и специализированного программного обеспечения.
По словам главы компании, БПЛА максимально облегчённый и ремонтопригодный, комплектующие для него можно выполнить на 3Д-принтере, соответственно, заказчик даже может не ждать доставку из Иркутска, а отремонтировать устройство своими силами.
Специалисту требуется задать параметры съёмки через интерфейс ПО на компьютере, а квадрокоптер сам выберет оптимальный маршрут.
Все данные передаются на сервер, программа обрабатывает кадры с использованием фотограмметрических методов и создаёт трёхмерную модель, а уже на её основе выполняется автоматический расчёт объёмов.
Тем самым маркшейдеру даже не нужно выезжать на объект, чтобы провести замеры. Это особенно актуально для небольших предприятий, которым приходится обращаться к сторонним организациям, если у них нет специалиста в штате.
Конечно же, первоначально настроить систему должен маркшейдер, но в дальнейшем система выполняет всё автоматически, а запустить БПЛА может любой сотрудник.
Инклинометры «ЛИС-И» для контроля деформаций
Не менее популярное направление в компании — умная система контроля деформаций на основе собственных автономных инклинометров. Они отслеживают геодинамические изменения конструкций вышек, нефтехранилищ, дамб хвостохранилищ, участков газо- и нефтепроводов, карьеров и пр.
В отличие от нивелирования, «ЛИС-И» работает непрерывно, вплоть до секундного интервала. Распределение датчиков, которые объединяются в единую сеть, помогает выявлять изменения поверхности в трёхмерном пространстве. Благодаря высокой чувствительности датчики можно использовать и для регистрации подземных толчков.
«Получая карту деформационных процессов, мы можем привязать данные геодезических измерений к усталости металла и спрогнозировать, например, сколько прослужит резервуар. Учитывается местность, в которой он расположен, погодные условия и суточные колебания температуры, влияющие на расширение и сужение конструкции.
Тем самым мы заблаговременно выявляем опасные зоны и снижаем риски возникновения аварийных ситуаций на промышленных объектах», — отметил руководитель ЦМГИ ИРНИТУ Евгений Беляев.
Самоходный снаряд обследования скважин «Вергилий»
Новое изобретение с таким метафорическим названием мы приберегли напоследок. В «Божественной комедии» Вергилий проводил главного героя через все круги подземного мира, и прибор с его именем, естественно, тоже работает под землёй.
Роботизированный снаряд предназначен для измерения геометрии восходящих скважин глубиной до 100 м. «Сибирский меридиан» уже запатентовал технологию обследования сложных скважин снизу вверх. Тестировать оборудование планируют на месторождении «Норникеля».
Автономное движение прибора происходит за счёт попеременного распирания передних и задних упоров. Встроенный инклинометр фиксирует глубину, траекторию и состояние объекта, а камера с освещением обеспечивает визуальный контроль.
«При подземной отработке месторождений многие скважины, как разведочные, так и взрывные, бурятся с нижележащих горизонтов в веерно-восходящем направлении. И для измерения их геометрии не было приборов, которые бы могли идти именно вверх. Мы создали и запатентовали снаряд с такой траекторией движения.
Наш робот-червь полезен не только для геологических, но и буровзрывных служб. Буквально на этой выставке нам обозначили ещё одну проблему недропользователей: когда соседние блоки взрываются, вновь пробуренные скважины ломаются или трескаются.
Чтобы понимать, какая скважина была испорчена, её можно осмотреть с помощью нашей технологии и заблаговременно забраковать или произвести новое бурение», — поделился Евгений Беляев.
Компания явно не собирается останавливаться на достигнутом, и выставка стала для неё дополнительной точкой роста. «Сибирский меридиан» и ЦМГИ ИРНИТУ продолжат создавать оборудование, которое не только замещает импортные аналоги, но и задаёт новые стандарты в маркшейдерском деле.
