Wim van Wegen

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

Số liệu địa không gian hình thành nên nền tảng trong khai khoáng. Những tiến bộ và thay đổi liên tục trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất, đo đạc và bản đồ đã mang đến những cơ hội to lớn không thể hình dung được trong giai đoạn trước, tạo ra sự thay đổi mang tính bước ngoặt đối với chính các nhà đo đạc trong lĩnh vực đặc thù này cũng như toàn bộ ngành công nghiệp khai khoáng. Nếu là những người đã từng theo sát lĩnh vực khai thác khoáng sản, đặc biệt là trong kỹ thuật khảo sát, thì sẽ không quên được việc đã bắt đầu thực hiện những nhiệm vụ đo đạc mỏ từ đâu và như thế nào... cho đến thời điểm hiện tại. Những kỹ thuật đo đạc hiện đang được áp dụng trong công nghiệp mỏ, cụ thể hơn là các trang thiết bị đo và phần mềm xử lý hiện đại đã minh chứng sự thay đổi vô cùng lớn đến mức không tưởng này.

Các nhà đo đạc trong ngành công nghiệp khai khoáng có vai trò đặc biệt quan trọng bởi thông tin mà họ cung cấp có tính chất quyết định ngay từ bước thăm dò, kéo dài trong quá trình khai thác cho tới khi kết thúc vòng đời của một khu vực mỏ. Bất kỳ một thời điểm nào nhiệm vụ của các nhà đo đạc cũng hết sức quan trọng, họ đảm bảo các phép đo thể tích, diện tích, chênh cao … đạt độ chính xác cao nhất, đồng thời phải thể hiện được toàn bộ bề mặt khu vực khai thác lộ thiên cũng như các tuyến hầm trong khai thác ngầm và không chỉ là độ chính xác mà còn liên quan mật thiết đến an toàn khai thác.

NGƯỢC DÒNG LỊCH SỬ

Khi xem xét các nguyên tắc của đo đạc trong khai mỏ sẽ dẫn chúng ta quay lại thời kỳ cổ đại. Người Hy Lạp cổ đại không chỉ phát triển lĩnh vực hình học không gian, mà họ còn phát triển và sáng tạo ra các công cụ đo đạc đầu tiên trên thế giới, đó chính là thước ngắm (Diopter), đây chính là thiết bị đo đạc kết hợp thiên văn ra đời vào khoảng thế kỷ thứ ba trước công nguyên. Thước ngắm có thể coi là thiết bị cổ tiền nhiệm của máy đo kinh vĩ ngày nay. Thậm chí khi xem xét tiếp chúng ta sẽ thấy kỹ thuật đo đạc mặt đất còn xuất hiện sớm hơn nữa, trước đây khoảng xấp xỉ 3.000 năm khi các nhà đo đạc Ai Cập đã bắt đầu sử dụng công cụ đo để phân chia đất đai quanh khu vực rộng lớn của sông Nin (Nile). Tương tự như vậy, đo đạc trong lĩnh vực khai khoáng của có lịch sử rất dài. Những nghiên cứu khảo cổ đã chỉ ra rằng, khai thác khoáng sản luôn giữ vai trò tối quan trọng trong bất kỳ giai đoạn lịch sử nào của con người, ví dụ như mỏ đá lửa (Flint) đã được khai thác từ 4,000 năm trước ở các quốc gia mà ngày nay chúng ta gọi là Anh và Pháp.

Người La Mã thực sự là những người làm chủ những sáng tạo lớn trong lĩnh vực khai khoáng. Mỏ đồng lớn Rio Tinto tại Tây Ban Nha là minh chứng rõ ràng nhất về một khu vực khai thác khoáng sản cổ đại phức hợp đầu tiên trên thế giới. Trong khi khai thác lộ thiên là cách thức tiếp cận phổ biến nhất ở các chủng tộc khác thì người La Mã rõ ràng sở hữu và áp dụng những kỹ thuật và phương pháp đo đạc vượt trội và đã đi trước một bước trong việc khai thác hầm lò. Người La Mã bắt đầu đào các tuyến hầm để tìm kiếm và khai thác các loại khoáng sản có giá trị cao hơn như vàng và bạc, khai thác hầm lò đòi hỏi phải có phương án kỹ thuật tốt hơn, những kiến thức chặt chẽ về đo đạc, toán học nói chung và hình học không gian. Tuy nhiên, tất cả vẫn còn bị hạn chế cho tới khoảng thế kỷ thứ 18, khi cuộc cách mạng công nghiệp khởi hoạt từ Liên hiệp Anh thì vai trò quan trọng của các nhà đo đạc trong lĩnh vực khai khoáng mới được xác định và đánh giá một cách rõ ràng đồng thời được ghi nhận chính thức trong lĩnh vực đặc biệt quan trọng này của loài người.

Hai mẫu máy kinh vĩ cổ điển và máy toàn đạc điện tử tự động thế hệ mới nhất

Một trong những thiết bị đo được sử dụng nhiều trong thời kỳ trước đó là la bàn thợ mỏ (Miner Dial), đây là chiếc la bàn được thiết kế chuyên biệt cho các hoạt động trong hầm ngầm. Tuy nhiên thiết bị đo này không chính xác do chịu quá nhiều tác động của các yếu tố bên ngoài, ví dụ như các công cụ khai thác bằng kim loại hay chính các loại khoáng sản kim loại sẵn có trong lòng đất cũng gây ra sự giao thoa nhiễu loạn cho các hợp phần cũng như kim chỉ hướng của la bàn. Vào khoảng giữa thế kỷ 19 những thiết bị đo có cơ chế hoạt động phức tạp và độ chính xác cao hơn đã được nghiên cứu chế tạo. Trong đó có máy kinh vĩ được trang bị kính ngắm viễn vọng, bọt thuỷ cân bằng ngang và các cung phần tư thẳng đứng cho phép các nhà đo đạc có thể xác định các góc đứng với độ chính xác cao hơn. Sự xuất hiện của máy kinh vĩ đã giúp kỹ thuật đo đạc đạt độ chính xác cao hơn với phương pháp đo giao hội thông qua việc gắn kết các điểm đo với một điểm mốc cố định trong khu vực mỏ, máy kinh vĩ đã loại bỏ sự phụ thuộc của công nhân khai thác vào các la bàn thợ mỏ không có độ tin cậy cao. Và cũng chỉ một thời gian ngắn sau, máy kinh vĩ đã thay thế cho la bàn để trở thành thiết bị đo cơ bản đối với các kỹ sư đo đạc hoạt động trong lĩnh vực khai khoáng.

Ngày nay, đo đạc khai khoáng được coi là ngành khoa học về độ chính xác. Những mẫu máy kinh vĩ thế hệ mới (thực tế là máy kinh vĩ được tích hợp trong máy toàn đạc điện tử, đây chính là những máy đo đạc cao cấp nhất được cấu thành với máy kinh vĩ điện tử và máy đo khoảng cách điện tử) – Các loại máy đo thế hệ mới này sử dụng tia định hướng bằng laser và lưu trữ số liệu ngay trên bộ nhớ của máy – Kết hợp với kỹ thuật đo đạc dựa trên nguyên lý định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS có khả năng tạo ra các phép đo nhanh, chính xác đến mức vượt xa những giấc mơ hoang đường mà các nhà đo đạc ở thế kỷ 18, 19 thực hiện bằng các công cụ đo cổ điển như thước ngắm, la bàn hay máy kinh vĩ cổ xưa.

(Còn tiếp)

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