Về công tác nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ trong lĩnh vực trắc địa - bản đồ tại ngành mỏ

1. Ứng dụng thiết bị và công nghệ trong công tác trắc địa mỏ

Thiết bị toàn đạc điện tử

Thiết bị toàn đạc điện tử bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực trắc địa - bản đồ trong những năm cuối thâp kỷ 90. Nhiều nghiên cứu theo hướng xây dựng các phương pháp đo đạc phù hợp với việc ứng dụng thiết bị này trong ngành mỏ Việt Nam đã được tiến hành. Hiện nay, máy toàn đạc điện tử được coi là công cụ phổ biến và chủ công trong quá trình thực hiện các nội dung công tác trắc địa ở mỏ:

- Thành lập lưới khống chế cơ sở trên bề mặt mỏ;

- Thành lập lưới khống chế đo vẽ trong lòng mỏ lộ thiên;

- Đo vẽ cập nhật thành lập bản đồ và tính khối lượng trong mỏ lộ thiên và các kho than, bãi chứa;

- Quan trắc dịch chuyển đất đá và mặt đất do ảnh hưởng của quá trình khai thác mỏ.

Công nghệ định vị toàn cầu(GPS)

Sự xuất hiện công nghệ định vị toàn cầu có thể được coi như một cuộc cách mạng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực trắc địa - bản đồ. Tính hiệu quả lại càng được nâng cao hơn. khi GPS được sử dụng trong ngành mỏ Việt Nam nơi điều kiện địa hình khu mỏ rất phức tạp.

- Thành lập lưới khống chế bề mặt mỏ

Các nghiên cứu khoa học ứng dụng công nghệ GPS trong công tác trắc địa mỏ Việt Nam được bắt đầu khá sớm. Gần đây, đề tài hợp tác Nghị định thư Việt Nam – Ba Lan được coi là tập hợp nghiên cứu đầy đủ, tổng hợp các vấn đề ứng dụng công nghệ GPS trong việc thành lập mạng lưới khống chế cơ sở trên vùng mỏ Việt Nam. Với công nghệ GPS, mạng lưới khống chế cơ sở trên vùng mỏ sẽ được thành lập với độ chính xác cao hơn, giảm rất nhiều thời gian và công sức.

- Đo vẽ trong lòng mỏ lộ thiên

Phương pháp GPS động xử lý sau (PPK) đã được nghiên cứu tại các mỏ lộ thiên Việt Nam . Kết quả nghiên cứu cho thấy, sử dụng phương pháp GPS động đo vẽ cập nhật trong lòng mỏ lộ thiên có các ưu điểm:

Nâng cao độ chính xác cập nhật bản đồ và tính khối lượng khai thác;

Loại bỏ được nhiều công đoạn thành lập lưới khống chế;

Giảm thời gian và công sức.

Kỹ thuật Laser

Những điều kiện khó khăn, nguy hiểm trong mỏ hầm lò đặt ra một nhiệm vụ cấp thiết là nhanh chóng nghiên cứu ứng dụng công nghệ đo đạc hiện đại thay thế cho các phương pháp truyền thống (thước thép, dây dọi, máy quang cơ…) vốn cho độ chính xác không cao, tốn nhiều thời gian, công sức và không an toàn. Các thiết bị dựa trên nguyên lý laser đã thể hiện ưu thế nổi trội khi đo vẽ trong hầm lò. Ứng dụng kỹ thuật laser trong hầm lò được bắt đầu nghiên cứu từ năm 1989 tại bộ môn Trắc địa mỏ trường Đại học Mỏ - Địa chất. Nhiều hợp tác nghiên cứu với nước ngoài đã khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng thiết bị laser trong điều kiện hầm mỏ Việt Nam . Các nghiên cứu đã cho các kết quả rõ rệt. Một số các nội dung công tác trắc địa mỏ hầm lò truyền thống đang được thay thế dần bằng các thiết bị laser.

Đo chi tiết cập nhật tiến độ bằng thiết bị laser (TCR – 303, 305, 705, DISTO);

Đo chiều dài bằng thiết bị laser (TCR – 303, 305, 705, DISTO);

Định hướng đào lò bằng thiết bị laser (UMG – 05, 02, 05);

Lắp ráp thiết bị và chống lò có sự hỗ trợ của thiết bị laser.

Kỹ thuật viễn thám và GIS

Quan trắc (monitoring) môi trường vùng mỏ là vấn đề cấp thiết cần được tiến hành thường xuyên. Sự biến đổi các thành phần địa lý tự nhiên như bề mặt địa hình, thảm thực vật, sử dụng đất, mạng lưới thuỷ văn, sự bồi lấp đường biển… được quan trắc và theo dõi chính xác qua các tài liệu viễn thám đa thời gian. Nhiều công trình, dự án ứng dụng viễn thám để quan trắc sự biến đổi các yếu tố môi trường vùng mỏ đã được tiến hành cùng với hệ thống thông tin địa lý (GIS) để cập nhật, lưu trữ, phân tích, dự báo các hiện tượng biến đổi môi trường.

Công nghệ thông tin

Xuất phát từ yêu cầu cập nhật, tính toán, hiển thị, lưu trữ khối lượng thông tin lớn, trắc địa - bản đồ là một trong những bộ phận đã có những ứng dụng công nghệ tin học sớm nhất trong các đơn vị sản xuất mỏ. Các định hướng khoa học cũng bám sát các yêu cầu sản xuất để xây dựng các đề tài nghiên cứu phù hợp. Có thể nói hiện nay, hầu hết các phòng trắc địa, các bộ phận trắc địa ở các đơn vị quản lý hoặc sản xuất mỏ đều được trang bị các thiết bị phần cứng (máy tính), phần mềm và các thiết bị ngoại vi (máy quét, máy in, máy vẽ bản đồ số) đáp ứng yêu cầu công tác trắc địa - bản đồ phục vụ kịp thời nhu cầu sản xuất và quản lý mỏ.

2. Định hướng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ trắc địa - bản đồ phục vụ ngành mỏ trong thời gian tới

Các tiêu chí của các hoạt động khoa học - công nghệ thuộc lĩnh vực này bao gồm:

- Đáp ứng yêu cầu phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng của ngành mỏ Việt Nam ;

- Đẩy mạnh ứng dụng các thiết bị công nghệ mới nâng cao chất lượng công việc, nâng cao độ chính xác, giảm thời gian, công sức và bảo đảm an toàn lao động.

Song song với việc tiếp tục hoàn thiện các phương pháp ứng dụng công nghệ và các trang thiết bị hiện có, hoạt động nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ trong lĩnh vực trắc địa - bản đồ phục vụ phát triển ngành mỏ sẽ được đẩy mạnh theo các định hướng:

Đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong lĩnh vực sản xuất mỏ, bao gồm:

- Ứng dụng GPS xác định cung độ các phương tiện vận tải trong mỏ. Thông qua hệ thống GPS gắn trên xe vận tải và bộ phận radio – link, các thông tin về quá trình hoạt động vận chuyển của xe có thể được truyền về phòng điều khiển. Hệ thống phần mềm tại phòng điều khiển sẽ xác định được cung độ vận chuyển của các phương tiện và chỉ ra cung đường vận chuyển hiệu quả nhất cho từng phương tiện.

- Ứng dụng GPS điều phối đất đá thải. Bằng hệ thống GPS có thể theo dõi loại đất đá thải của từng phương tiện vị trí đổ thải. Trong trường hợp có sự nhầm lẫn, hệ thống sẽ thông báo kịp thời cho người điều khiển phương tiện.

- Ứng dụng GPS kiểm tra quá trình khai thác khoáng sản. Hệ thống GPS với màn hình gắn trên máy xúc cho phép người điều khiển máy xúc thấy rõ gương tầng đang xúc và điều khiển quá trình xúc bốc đất đá và khoáng sản theo đúng thiết kế.

- Ứng dụng GPS bố trí và kiểm tra khoan nổ mìn. Hệ thống GPS cho phép bố trí các lỗ khoan, xác định độ sâu lỗ khoan theo thiết kế.

- Ứng dụng GPS theo dõi và kiểm tra san lấp mặt bằng. Hệ thống GPS cho phép dẫn hướng máy gạt, xe ủi tăng cường hiệu quả công tác san lấp mặt bằng.

- Ứng dụng GPS quan trắc dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt mỏ, công trình với nhiều ưu điểm vượt trội, GPS sẽ tiếp tục tham gia hiện đại hoá các nội dung, hỗ trợ hiệu quả công tác sản xuất mỏ, nhằm nâng cao độ chính xác, giảm thời gian công sức, an toàn lao động, giảm chi phí sản xuất nhiều lần.

Nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) xây dựng cơ sở dữ liệu ngành mỏ nhằm hỗ trợ cho việc hoạch định các chính sách quản lý, xây dựng chiến lược phát triển và tổ chức sản xuất của ngành. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một phương tiện công cụ mạnh phục vụ cho việc quản lý, lưu trữ, cập nhật, khai thác, chia sẻ và phân phối thông tin.

3. Kế luận

Là một bộ phận của kỹ thuật mỏ, công tác trắc địa - bản đồ mỏ đã bám sát các yêu cầu của thực tế sản xuất, song hành với sự phát triển của ngành mỏ, trực tiếp góp phần vào sự phát triển của ngành. Các hoạt động khoa học đã nhạy bén nắm bắt được các tiến bộ khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới, nhanh chóng triển khai nghiên cứu ứng dụng, kịp thời phục vụ các yêu cầu sản xuất. Đẩy mạnh nghiên cứu áp dụng công nghệ mới trong điều kiện thực tế Việt Nam sẽ tiếp tục khai thác các ưu điểm và thế mạnh của công nghệ hiện đại nhằm nâng cao độ chính xác; giảm thời gian, công sức; bảo đảm an toàn lao động; nâng cao hiệu quả công tác trắc địa - bản đồ phục vụ sự phát triển ngành mỏ.