اطلاعاتی درباره نقشه برداری در معدن و تونل

نقشه برداری در معدن و تونل که از آن برای اکتشاف معادن و ایجاد تونل راه سازی استفاده می شود، جزء نقشه برداری زیر زمینی محسوب می شود. ما به نقشه برداری در معدن و تونل در جهت هدایت و اداره کردن معادن نیاز داریم تا هر گونه مشکلی در اکتشاف، آماده سازی، بهره برداری و استخراج از معادن را برطرف کنیم. در این مقاله نیر به بررسی اطلاعاتی درباره نقشه برداری در معدن و تونل خواهیم پرداخت.

تعریف نقشه برداری زیرزمینی

شاخه ای از رشته مهندسی نقشه برداری است که شامل طراحی تونل، عملیات اجزا، و برداشت فضاهای موجود طبیعی و مصنوعی زیرزمینی به منظور تهیه نقشه از آنها با توجه به شرایط خواص نقشه برداری در زیرزمین است

خلاصه نقشه برداری زیرزمینی شامل موارد زیر است 

• طراحی (در مرحله شروع پروژه)
• اجرای عملیات حفاری (نقشه برداری هدایت تونل را به عهده دارد)
• تهیه نقشه از زیرزمین (کنترل و نظارت)

نقشه برداری در معدن و تونل

نقشه برداری در معدن و تونل برای آگاهی از امنیت بخش های مختلف معادن مورد نیاز است. نقشه برداری در معدن و تونل با نقشه برداری سطحی فرق دارد زیرا هم فضا بسته تر است و هم نور کافی در معادن یا تونل ها وجود ندارد و محیط کار مناسب نیست. از دستگاه و نرم افزارهای مختلفی برای نقشه برداری در معدن و تونل استفاده خواهد شد و نقشه بردار نیز وظایفی در این رابطه خواهد داشت. نقشه برداری در معدن و تونل نیاز به دقت زیادی دارد و از اسکنر که روشی جدید است در پروژه های معدن استفاده خواهد شد تا سرعت کار بالا رود و خطرات احتمالی کمتر شود.

وظایف نقشه بردار در معدن

 از جمله وظایف نقشه بردار در معدن این است که خطرات احتمالی، محل های انفجار و ریزش را تشخیص دهد. یک نقشه بردار باید در زمینه خدمات زیرزمینی برنامه ریزی داشته باشد و به بررسی راه های حمل و نقل ذخایر معدنی بپردازد. نقشه بردار باید بتواند در جهت به ثبت رساندن معادن یک نقشه تقریبی ارائه دهد و برای اخذ مجوز استخراج از معادن نقشه ای دقیق ارائه دهد.

مراحل انجام پروژه معدن

نقشه برداری در معدن و تونل نیاز به طی کردن مراحلی دارد و هر مرحله نیاز به دقت و مهارت زیادی دارد. مراحل نقشه برداری در معدن و تونل و شروع به فعالیت آن شامل موارد زیر است:

•  با استفاده از روش های دقیق مثل روش تقاطع نقاط دقیق دهانه تونل و چاه را پیاده می کنیم و ابعاد مقطع حفاری و سینه کار را در آن نقاط مشخص می کنیم.
• با استفاده از جهت یابی مغناطیسی و تئودولیت چند متر ابتدایی حفاری را هدایت می کنیم.
• حداقل 2 نقطه کنترل مسطحاتی و ارتفاعی را به داخل تونل انتقال می دهیم
• با استفاده از نقاط کنترل و دستگاه های نقشه برداری به کنترل توام راستا و شیب تونل می پردازیم که این کار را با مشخص کردن امتداد افقی و قائم سینه کار انجام می دهیم.
• در فواصل معینی از نقاط زیرزمینی کنترل مقطع تونل را انجام می دهیم.
• از مرحله سوم، مراحل را تکرار می کنیم

دستگاه های استفاده در معدن و تونل

نقشه برداری در معدن و تونل و حفاری از آن نیاز به دستگاه هایی دارد. اولین دستگاه حفاری ساخته هنری جوزف ماوس است که دستگاه برش کوه می باشد و دارای 100 مته کوبه ای است. ماشین تونل زنی Beaumont نیز در فناوری تونل سازی انقلاب بزرگی ایجاد کرد که توسط کلنل فرد بومن ساخته شده است. یکی از دستگاه های استفاده شده در معدن یا تونل دیسک های حفار است که یک چرخ در قسمت جلویی دارند که چرخشی در جهت عقربه های ساعت دارد و شکافی در کوه ایجاد می کند.

دستگاه دیگر TBM است که پیشرفته است و در طول یک شبانه روز 35 متر می تواند حفاری کند و در مدت یک ماه 600 متر حفاری را انجام خواهد داد. مورد دیگر دستگاه زوکور است که برای حفاری در محیط های خاکی همگن و بالای سطح ایستابی به کار می رود، از این دستگاه در احداث خطوط چهارگانه متروی تهران استفاده شده است. دستگاه زوکور سیستم حفاری دارد که ضمن حفاری، خاک حفاری شده را به نوار نقاله هدایت می کند تا به قسمت عقب دستگاه برود. در نقشه برداری در معدن و تونل از دستگاه های سری 400 نیز استفاده می شود که در صنعت معدن و بناهای زیرزمینی کاربرد دارند، این دستگاه برای نقشه برداری زیرزمینی مثل برداشت پایه ها، برداشت های زیرزمینی به روش افست، اخراج عمود و مسیر حرکت پیاده کردن خطوط تراز کاربرد دارد، این دستگاه همچنین قابلیت تنظیم برای کلمه رمز عبور دارد. در روش های جدیدی که برای احداث تونل و معادن به کار می رود برای جهت یابی نیز به ابزارهای دقیق نیاز داریم که از GPS، ژیرو-تئودولیت و نرم افزار های محاسبات معدن و تونل استفاده خواهد شد.

نقش اسکنر ها در پروژه های معدن

سرعت انجام عملیات با وجود اسکنر ها افزایش پیدا کرده است. با بکارگیری اسکنر ابر نقطه ای سه بعدی که دارای میلیون ها نقطه از دپوها است برداشت شده و پردازش های مربوطه روی آن انجام می گیرد و در نهایت احجام محاسبه می شود. استفاده از اسکنر هم از لحاظ خطرات محیط کار و هم سرعت بهتر از روش های سنتی است. برای استفاده از اسکنر آن را روی سطح زمین قرار دهید و زمانی که ارتفاع دپوها زیاد می شود و در بخش بالایی دپوها فرورفتگی ایجاد می شود اسکن سطوح بالایی دپو و حجم های محاسبه شده دچار خطا خواهد شد.

بعضی از تعاریف مورد استفاده در معدن و تونل به شرح زیر است 

• گالری : دالان های افقی زیرزمینی که از یک طرف به منظور خاصی مسدود و یکی از راه های ورود به زیرزمین به شمار میرود.
• تونل : دالان عبوری عریضی است که از دوطرف باز میباشد مانند تونل های پروژه راهسازی، آب و فاضلاب و سد ها
• سنترلاین (centerline): خط وسط مرکزی تونل که معمولا روی سقف با نقاطی با فواصل منظم معلوم میگردد (نقاط روی محور تونل با CL نشان میدهند)
• ترانشه تونل (خندق) : دهانه ورودی تونل در قسمت های کم شیب دامنه کوهستان ها که بدون سقف می باشد .
• مقطع تونل : شکل هندسی خاص تونل که از تقاطع صفحه قائم و محور افق و صفحه افق به وجود می اید (شکل و مقطع تونل با توجه به کاربرد آن تهیه میشود . مقطع ایده آل شکل بیضی می باشد )
• سینه کار : به نقطه و محل پیشروی تونل که حفاری یا گودبرداری و یا اتشباری صورت میگیرد (نقشه بردار باید سینه کار را با علامت برای اکیپ حفاری مشخص کند )
• چاه (shaft) : گالری قائمی است که از راه های ورود به زیرزمین بوده و مقطع آن ممکن است دایره ای شکل باشد (در اروپا و آسیا مرسوم است ) و یا مستطیل شکل باشد (در آمریکا مرسوم است)
• گمانه (soundage) : چاه های کم قطر و عمیقی برای نمونه برداری از لایه های زمین و جهت دادن به امتداد حفاری

توجه شما را به دیدن ویدیو های زیر جلب میکنم