Tổng quan các kỹ thuật địa không gian trong công nghiệp khoáng sản

Wim van Wegen & GIM

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam dịch và biên soạn.

Xây dựng các mô hình và bản đồ 3D có độ chi tiết cao trước đây là việc khó khăn và tiêu tốn thời gian. Nhưng ở thời điểm hiện tại với sự hỗ trợ của kỹ thuật quét laser 3D mặt đất và hàng không, việc thành lập mô hình và bản đồ 3D chi tiết có thể thực hiện hàng ngày.

Không giống như khai thác lộ thiên, khai thác hầm lò đòi hỏi phải có phương án thiết kế tốt hơn, những kiến thức về đo đạc, toán học và hình học không gian cao cấp hơn nhiều. Tuy nhiên tất cả chỉ thực sự thay đổi ở khoảng thế kỷ 18 khi cuộc cách mạng trong lĩnh vực công nghiệp bùng nổ tại Vương quốc Anh và các nước thuộc địa, và chính ở thời điểm này vai trò của các nhà đo đạc trong công nghiệp khoáng sản mới thực sự được ghi nhận và phát triển rộng khắp.

Một trong những thiết bị được sử dụng ở giai đoạn đầu của kỹ thuật đo đạc trong ngành công nghiệp khoáng sản là ĐĨA XOAY (Dial) – đây chính là loại la bàn đặc biệt được chế tạo riêng phục vụ cho các mục đích đào hầm ngầm. Tuy nhiên kỹ thuật và thiết bị này thường không chính xác bởi các công cụ cầm tay bằng thép và các loại khoáng sản kim loại trong lòng đất gây nhiễu cho kim của la bàn đĩa xoay. Đến khoảng giữa thế kỷ 19, các thiết bị đo có độ phức tạp hơn được chế tạo phục vụ công tác đặc thù này. Máy kinh vỹ được trang bị các ống ngắm xa, có khả năng đo độ chênh cao, xác định góc ngang và đo góc đứng địa hình. Máy kinh vỹ làm cho các phép đo đạc trên thực địa đạt độ chính xác cao hơn dựa trên các đường truyền và phương pháp bình sai, ví dụ các phép đo tới những điểm cố định nằm trong khu vực khai thác, các kỹ sư đo đạc và công nhân mỏ không còn phải phụ thuộc hoàn toàn vào la bàn nữa. Và chỉ một thời gian ngắn sau, máy kinh vỹ đã thay thế hoàn toàn la bàn đĩa xoay để trở thành công cụ chính của các kỹ sư đo đạc trên mọi khai trường.

Ngày nay đo đạc trong công nghiệp khoáng sản là ngành khoa học chính xác, bởi chính nhà đo đạc là những người đưa ra thông tin có ảnh hưởng nghiêm trọng tới tất cả các giai đoạn liên quan đến ngành công nghiệp đặc thù này, bắt đầu từ khâu khảo sát, thiết kế..., đến khai thác, kiểm soát chất lượng, đảm bảo an toàn … Các loại máy kinh vỹ hiện đại (Thực tế đã được tích hợp sẵn bên trong máy toàn đạc điện tử. Máy toàn đạc điện tử là thiết bị đo hiện đại được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực, máy toàn đạc điện tử là sản phẩm tích hợp giữa một máy kinh vỹ điện tử và thiết bị đo khoảng cách điện tử khác) – sử dụng tia dẫn hướng laser, lưu trữ số liệu điện tử kết hợp với kỹ thuật đo đạc định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS (Global Navigation Satellite System) mang lại độ chính xác có lẽ còn cao hơn cả mong ước mà các nhà đo đạc trong quá khứ không bao giờ đạt tới với các thiết bị đo đơn giản như la bàn đĩa xoay hay thước dây.

ĐO ĐẠC TRONG CÔNG NGHIỆP KHOÁNG SẢN NGÀY NAY 

Đo đạc trong ngành công nghiệp khoáng sản luôn là hợp phần vô cùng quan trọng, chúng ta sử dụng công cụ và các kỹ thuật đo đạc cao cấp để có thể đào sâu xuống lòng đất bằng những đường hầm lò, chúng ta mở rộng những khai trường lộ thiên, tính toán diện tích và thể tích của các khối đất đá kèm khoáng sản … và còn nhiều hơn nữa trong thực tiễn. Ví dụ trong khai thác hầm lò ở độ sâu hàng trăm mét, chúng ta cần tới những kỹ thuật đo đạc phức tạp và cao cấp hơn nữa. Các nguyên lý và phương pháp đo đạc cơ bản vẫn duy trì gần như nguyên vẹn không thay đổi qua các thời kỳ, nhưng trang thiết bị để thực hiện những nguyên lý đo ấy đã thay đổi rất nhiều, thay đổi liên tục.

Các kỹ thuật công nghệ cao cấp phục vụ cho đo đạc bản đồ của ngành công nghiệp khoáng sản ngày nay thực sự đã thay đổi rất nhiều, danh mục các kỹ thuật công nghệ dưới đây được phân chia theo độ chính xác và mức độ xuất hiện tại các khu mỏ đang khai thác:

- Quét laser 3D mặt đất – Terrestrial Laser Scanning (LiDAR mặt đất);

- Quét laser 3D hàng không – Airborne Laser Scanning (LiDAR hàng không);

- Quét laser 3D cầm tay – Portable 3D Laser Scanning;

- Đo vẽ ảnh hàng không – Airborne Photogrammetry;

- Thiết bị bay không người lái – Unmanned Photogrametry Systems UAS;

- Ảnh vệ tinh – Satellite Imagery;

- Phần mềm xử lý số liệu – Đây là hợp phần vô cùng quan trọng trong lĩnh vực đo đạc phục vụ ngành công nghiệp khoáng sản ngày nay, những phần mềm thế hệ mới có khả năng cung cấp cho những người quản lý số liệu khai thác ngay trong chế độ thời gian thực, dựa trên đó mà quá trình phân tích đưa ra quyết định mang tính thực tiễn và chính xác hơn rất nhiều. Nếu bỏ qua hoặc không lưu ý tới hợp phần phần mềm xử lý, thì chắc chắn chúng ta không thể xây dựng được nền tảng đo đạc tiên tiến trong ngành công nghiệp khoáng sản hiện đại ngày nay.

(Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn