矿山检查：率先飞入人不得进入的空区

矿山是一个随每次爆破而改变形状的活的结构。井下：顶板和边墙的落石与片帮、支护劣化（锚杆、金属网、喷射混凝土），以及空区坍塌超出设计范围形成的超挖。露天矿：高边坡的落石和边坡失稳。还有一种灾害潜力远超矿山本身的危险：尾矿库溃坝。

2019年巴西布鲁马迪纽（Brumadinho）尾矿坝溃坝造成 250 多人死亡。此后，Global Industry Standard on Tailings Management（GISTM）于 2020年发布，大幅提高了日常监测和记录的重要性。

在井下，安全人员按规定间隔巡查巷道，目视检查，用撬棍或撬毛机撬落浮石，并检查支护。人员无法进入的采场则用空区监测系统（CMS）测量——即从采场边缘用悬臂推入的激光扫描仪。露天矿依靠测量和目视检查；尾矿库依靠孔隙水压计、位移监测和巡查。

在矿山，时间和危险紧密相连。爆破之后，炮烟散尽之前任何人不得进入；空区测量完成之前，下一道工序只能等待；而人越是着急，就越接近不安全的地带。难题在于既要快*又*要安全地掌握情况。

大多数井下无人机利用 LiDAR SLAM 一边构建周围环境地图一边自主定位。它们在 GPS 和无线电覆盖范围之外自主飞行、测量并返回。在地表，摄影测量能快速、大范围地覆盖露天矿和尾矿库。

井下的基本模式是从采场边缘自主飞入视线之外，并始终在设定时间内返回。无线电链路中断时，机体依靠自己构建的地图返航。对于可能有去无回的空区，要做好损失机体的准备——这远比损失一个人要好。

井下是无人机最严苛的环境之一：没有 GNSS 也没有无线电、完全黑暗、空间狭窄和粉尘。爆破后还有有毒炮烟和缺氧，煤矿则始终存在瓦斯爆炸性气氛的威胁。

• GNSS 拒止：选择能用 LiDAR SLAM 定位、并在链路中断时自主返航的飞行器。GNSS 拒止
• 黑暗：把机载照明与无需光线的 LiDAR 结合使用。黑暗
• 受限空间：核对巷道断面和竖井直径，并选择耐碰撞的飞行器。受限空间
• 粉尘与烟雾：爆破刚结束时，粉尘会让 LiDAR 和相机都失明。等通风把粉尘吹散。粉尘与烟雾
• 缺氧与有毒气体：在爆破炮烟散尽之前，无人机可以先去查看，有些还能携带气体检测仪。缺氧与有毒气体
• 爆炸性环境：在有瓦斯的地方，如煤矿，部分区域只允许使用经认证的防爆设备。应默认普通无人机不被允许。爆炸性环境

在矿山，点云比照片更重要。把采场扫描叠加在设计图上，超挖和欠挖一目了然；把巷道扫描叠加在上个月的数据上，收敛变形便清晰可见。但是否增加支护、是否允许人员返回，由岩土工程师和安全负责人决定。

在日本，矿山安全由《矿山保安法》规范，要求矿业权人识别危险并采取措施，并接受经济产业省各地方产业保安监督部的监督。据报道，日本许多在产矿山是石灰石矿等露天开采作业，因此无人机主要用于测量和边坡监测。

就飞行本身而言，露天矿和尾矿库属于室外，受航空法约束。封闭的井下空间内的飞行可能有不同的处理方式，请事先确认。无论哪种情况，都应把无人机飞行写入矿山的保安规程和作业许可制度。

在海外，美国矿山安全与健康管理局（MSHA）对井下使用的设备规定了防爆许可等要求；在澳大利亚，各州的矿业监管机构和航空监管机构 CASA 同时适用。在尾矿方面，GISTM 正逐渐成为国际基准。可在世界各国法规中比较各国的飞行规则。

• 撬除浮石：撬顶是人和撬毛机的工作。无人机只能找出需要撬除的位置。
• 岩体内部的状况：岩石应力和内部裂隙无法从表面形状读出。需要仪器和地质勘查。
• 有爆炸性环境的井下区域：在有瓦斯的地方，只能使用经认证的设备——不能用普通无人机。
• 爆破刚结束时的浓密粉尘：LiDAR 和相机都会失明。等待通风。
• 长距离飞行：电池续航短，大型矿山无法在一次飞行中覆盖。
• 决策与责任：追加支护、允许进入和判断尾矿库安全，仍由人来完成。

在爆破后炮烟散去的同时，无人机飞入空区、绘制地图并返回。等人员重返井下时，超挖情况、修订后的爆破设计和需要加强支护的位置已经显示在屏幕上。巷道每周沿同一航线扫描，收敛变形逐毫米跟踪。

尾矿库由卫星、地面仪器和无人机每天监视，积累下来的“无异常”记录成为对下游居民应尽的交代。这是我们编辑部的看法——而且我们认为，撬毛和安装支护仍将由人和机器来完成。