鉱山・坑道点検｜人が入れん空洞を、先に飛んで確かめる

鉱山は、掘るたびに形が変わる「生きた構造物」じゃ。地下では天盤や側壁からの落石・肌落ち、支保（ロックボルト・金網・吹付けコンクリート）の劣化、掘った空洞が計画より大きく崩れる過掘り。露天掘りでは残壁の落石やすべり。そして鉱山の外で一番大きな災害につながりうるのが、鉱さいをためた堆積場（テーリングダム）の決壊なんよ。

2019年、ブラジル・ブルマジーニョの鉱さいダム決壊では、250人を超える命が失われた。これをきっかけに、鉱さい堆積場の管理の国際基準（GISTM）が2020年にまとめられ、日々の監視と記録の重みはぐっと増したんよ。

坑内では、保安の係員が決まった間隔で坑道を回って目で見て、浮き石をこじ落とし（棒や専用の重機で叩き落とす）、支保の状態を確かめる。人が入れん空洞は、空洞計測システム（CMS）と呼ばれるレーザースキャナを棒の先に付けて入口から差し込み、形を測ってきた。露天掘りでは測量と目視、堆積場では水位計や変位計と巡回が中心じゃ。

鉱山の痛みは、時間と危険が直結しとることじゃ。発破のあとはガスが抜けるまで入れん。空洞の形が分かるまで次の作業が進まん。急ぐほど人が危ない場所に近づく。「速く知る」と「安全に知る」を両立させるのが、鉱山の点検の課題なんよ。

坑内で使うドローンは、ほとんどが LiDAR で周りの形を測りながら自分の位置を推定する（SLAM）機体じゃ。GPS も操縦の電波も届かん所へ、自分で飛んで行って測り、戻ってくる。地上では、露天掘りや堆積場を写真測量で広く速く押さえるんよ。

坑内の飛ばし方の基本は、入口から見通しの外へ自律で入り、決めた時間で必ず戻ることじゃ。電波が切れても、機体は自分で作った地図を頼りに帰ってくる。戻れんかもしれん空洞へは、機体を失うことも前提に計画する。人が失われるより、ずっとええけぇね。

坑内は、ドローンにとって最も厳しい環境の一つじゃ。GNSS も電波も届かん、真っ暗、狭い、粉じんが舞う。発破のあとは有毒ガスや酸欠の心配があり、石炭の鉱山ではメタンによる爆発性雰囲気が付きまとうんよ。

• 非GPS環境：LiDAR SLAM で自己位置を推定し、通信が切れても自律で戻れる機体を選ぶ。非GPS環境
• 暗所：機体の照明と、明るさに頼らん LiDAR の組み合わせで飛ぶ。暗所
• 狭小空間：坑道の断面と立坑の径を確かめ、衝突しても落ちにくい機体を選ぶ。狭小空間
• 粉じん・煙：発破直後は粉じんで LiDAR もカメラも見えにくい。換気で落ち着くのを待つ。粉じん・煙
• 酸欠・有毒ガス：発破後のガスが抜ける前に、人の代わりに状況を見に行ける。ガス検知器を積む例もある。酸欠・有毒ガス
• 爆発性雰囲気：石炭の鉱山のようにメタンが出る所では、防爆の認定を受けた機器しか使えん場所がある。一般的なドローンは使えんと考える。爆発性雰囲気

鉱山のドローンの成果は、写真より点群が主役じゃ。空洞の点群を設計の形と重ねれば、過掘りと掘り残しが一目で分かる。前回の坑道の点群と重ねれば、内空がどれだけ縮んだかが分かる。ほいでも、支保を増やすか、人を入れてええかを決めるのは、岩盤の技術者と保安の責任者なんよ。

日本では、鉱山の保安は鉱山保安法のもとで、鉱業権者が危険を洗い出して対策をとることが求められ、経済産業省の産業保安監督部が監督しとる。日本で動いとる鉱山には石灰石などの露天掘りが多いとされ、ドローンの出番は測量と残壁の監視が中心じゃ。

飛ばす側では、露天掘りや堆積場の上は屋外なので航空法の対象になる。坑内のように囲まれた空間での飛行は扱いが変わりうるけぇ、事前に確かめようや。どちらでも、鉱山の保安規程と作業許可の中にドローンの飛行を書き込んでおくことが大事なんよ。

海外では、米国は MSHA（鉱山安全衛生局）が坑内で使う機器の防爆などを定め、オーストラリアでは州の鉱山規制当局と、航空の CASA の両方のルールがかかる。鉱さい堆積場には GISTM が国際的な基準として広がっとる。国ごとの飛行ルールは各国の規制で比べられるよ。

• 浮き石を落とす：こじ落としは、人と専用の重機の仕事じゃ。ドローンは浮き石の場所を見つけるところまで。
• 岩の中の状態：岩盤の応力や内部のき裂は、表面の形からは分からん。計器や地山の調査が要る。
• 爆発性雰囲気のある坑内：メタンの出る場所では、認定を受けた機器しか使えん。一般的なドローンは使えん。
• 発破直後の濃い粉じん：LiDAR もカメラも見えん。換気を待つしかない。
• 長時間の飛行：電池で飛べる時間は短く、広い坑内を一度に回ることはできん。
• 判定と責任：支保の追加、立入りの可否、堆積場の安全の判断は人じゃ。

発破のあと、ガスが抜けるのを待つ間に、ドローンが空洞に入って形を測り、戻ってくる。人が坑内に戻る頃には、過掘りの量と、次の発破の修正案と、支保を足すべき場所が画面に並んどる。坑道は毎週同じ経路で測られ、内空の縮みは数ミリ単位で追いかけられとる。

鉱さい堆積場は、衛星と地上の計器とドローンで、毎日どこかが見守られとる。「異常なし」を積み重ねた記録が、下流に住む人への説明になる。これは編集部の見立てじゃけど、浮き石を落とし、支保を打つ仕事は、その時代も人と機械が担っとるはずなんよ。