-->

Τετάρτη, 7 Δεκεμβρίου 2016

Εξοπλισμός παρακολούθησης της συμπεριφοράς των υπογείων

Διαξονικό Τασιόμετρο για την καταγραφή της μεταβολής
τάσεων στο εσωτερικό του πετρώματος (πχ. στύλου)
Κατά την διαμόρφωση ενός υπόγειου χώρου εκμετάλλευσης, πχ. μαρμάρου με την μέθοδο θαλάμων και στύλων,  ο εκμεταλλευτής τίθεται εν δυνάμει αντιμέτωπος με τις τυχόν ατέλειες (π.χ. τεκτονικές ασυνέχειες, καρστικοί σχηματισμοί κλπ) του φυσικού αυτού σχηματισμού. Απαιτείται συνεπώς ένα αποτελεσματικό σύστημα παρακολούθησης και αξιολόγησης των διαφόρων φυσικών φαινομένων κατά την εξέλιξη του έργου. Για τον λόγο αυτό, αλλά και για την γενικότερη παρακολούθηση της συμπεριφοράς του συστήματος θαλάμων και στύλων της υπόγειας εκμετάλλευσης του λατομείου, κρίνεται απαραίτητη η εγκατάσταση και λειτουργία μέσων /οργάνων παρακολούθησης που -κατ'ελάχιστον και ενδεικτικά- περιγράφονται παρακάτω. Τα όργανα παρακολούθησης εγκαθίστανται σε συγκεκριμένα σημεία της οροφής και σε στύλους της υπόγειας εκμετάλλευσης, παρέχοντας άμεσα μετρήσεις υψηλής ακρίβειας. Η αξιολόγηση των μετρήσεων μπορεί να οδηγήσει σε ασφαλή συμπεράσματα που αφορούν την εξέλιξη ή όχι ενός φαινομένου, καθώς και την απόφαση για την λήψη αναγκαίων μέτρων ανάλογα με την περίπτωση. Όλοι οι μηχανισμοί μετρήσεων πρέπει να έχουν ως αποτέλεσμα την λήψη μέτρων σε περίπτωση ακραίων τιμών, δηλ. όριο προειδοποίησης ή επιφυλακής «warning level», όριο συναγερμού ή «alarm level».

Ψηφιακά ρωγμή(ό)μετρα (crack meters)
Ψηφιακό Ρωγμήμετρο
εγκατεστημένο σε στύλο
Πρόκειται για ηλεκτρικά όργανα υψηλής ακρίβειας τα οποία καταγράφουν την μεταβολή της απόστασης μεταξύ των παρειών μιας ασυνέχειας. Αποτελούνται από έναν μεταλλικό κύλινδρο επάνω στον οποίο έχει προσαρμοσθεί ένας ηλεκτρικός αισθητήρας μέτρησης μήκους. Στα άκρα του οργάνου υπάρχουν μικρά ποδαρικά τα οποία πακτώνονται σταθερά εκατέρωθεν της ασυνέχειας. Οποιαδήποτε μεταβολή της απόστασης των παρειών της ασυνέχειας θα μεταβάλει και την απόσταση των σταθερά τοποθετημένων ποδαρικών του οργάνου, επιτρέποντας στον ηλεκτρικό αισθητήρα μέτρησης μήκους να καταγράψει τη μεταβολή.

Μηκυνσιόμετρα διατρήματος
Μηκυνσιόμετρο διατρήματος 
εγκατεστημένο σε στύλο
Είναι  ηλεκτρικά όργανα υψηλής ακρίβειας τα οποία τοποθετούνται μέσα σε διατρήματα  που ορύσσονται σχεδόν κάθετα στην διάταξη ενός συστήματος ασυνεχειών που φέρει το φυσικό πέτρωμα. Στόχος των οργάνων αυτών είναι η καταγραφή οποιασδήποτε μετακίνησης εδαφικού υλικού ή πετρώματος η οποία μπορεί να συντελεσθεί σε μεγαλύτερα βάθη, και όχι στην ορατή επιφάνεια εγκατάστασης του οργάνου. Οποιαδήποτε εδαφική μετακίνηση στη ζώνη στην οποία βρίσκεται το πακτωμένο άκρο του μηκυνσιομέτρου, μεταφέρεται μέσω ενός ή περισσοτέρων λεπτών συρματοσχοίνων στον αισθητήρα της κεφαλής του οργάνου, καταγράφοντας το φαινόμενο.

Κύτταρα Μέτρησης Φορτίου Αγκυρίων (load cells)
Κύτταρο μέτρησης φορτίου αγκυρίων
 εγκατεστημένο σε στύλο
Τα κύτταρα μέτρησης φορτίου αγκυρίων (load cells) έχουν το σχήμα μεταλλικού δαχτυλιδιού, στο οποίο εσωτερικά έχει τοποθετηθεί αισθητήρας μέτρησης φορτίου. Τα load cells τοποθετούνται ανάμεσα στην πλάκα αγκύρωσης του αγκυρίου και σε μεταλλική πλάκα η οποία εδράζεται στην επιφάνεια του πετρώματος. Στόχος του οργάνου, είναι η αποτύπωση της φόρτισης της πλάκας αγκύρωσης στην κεφαλή του αγκυρίου σε περίπτωση εξέλιξης κάποιου φαινομένου (π.χ. κίνηση μεταξύ των παρειών μιας ασυνέχειας) και η μετατροπή της σε ηλεκτρικό σήμα. Τα κύτταρα μέτρησης φορτίου αγκυρίων μπορούν να τοποθετηθούν στην οροφή και στις παρειές των στύλων της υπόγειας εκμετάλλευσης.

Διαξονικό τασιόμετρο . Το Διαξονικό Τασιόμετρο (βλ. φωτο παραπάνω) πχ. τύπου παλλόμενης χορδής (Vibrating wire stressmeters)  έχει την δυνατότητα να καταγράψει την μεταβολή των τάσεων στο εσωτερικό του πετρώματος (π.χ. στο κέντρο ενός στύλου). Έχει τη μορφή μεταλλικού κυλίνδρου στο εσωτερικό του οποίου έχουν εγκατασταθεί ηλεκτρικοί αισθητήρες. Το όργανο τοποθετείται κάθετα ως προς τον άξονα του στύλου, σε διάτρημα κατάλληλης διατομής ώστε να έρχεται σε πλήρη επαφή με τα τοιχώματα του διατρήματος. Οι ηλεκτρικοί αισθητήρες καταγράφουν την παραμόρφωση την οποία υφίσταται ο μεταλλικός κύλινδρος λόγω της αύξησης των τάσεων στον στύλο κατά την συνέχιση των εργασιών εξόρυξης, και η οποία μεταφράζεται σε ηλεκτρικό σήμα

Ψηφιακός Δονησιογράφος
Δονησιογράφος
Στοχεύει στην καταγραφή των δονήσεων που προκαλούνται από μικρομετακινήσεις στον σχηματισμό του μαρμάρου κατά μήκος ρηγμάτων και ασυνεχειών λόγω της αλλαγής του πεδίου τάσεων στον χώρο του λατομείου σαν αποτέλεσμα των εργασιών εξόρυξης. Περιλαμβάνει γεώφωνο το οποίο μπορεί να καταγράψει διαμήκη και εγκάρσια κύματα. Οι μετρήσεις αποθηκεύονται στην μονάδα και μπορούν να ανακτηθούν και να αξιολογηθούν με τη χρήση ειδικού λογισμικού.

Μηκυνσιόμετρο τύπου ταινίας 
Ψηφιακό Μηκυνσιόμετρο τύπου ταινίας
Με το ψηφιακό Μηκυνσιόμετρο τύπου ταινίας είναι δυνατή η λήψη μετρήσεων μήκους μεταξύ δύο σταθερών σημείων με μεγάλη ακρίβεια. Το όργανο μέτρησης διαθέτει βαθμονομημένη μεταλλική ταινία μέτρησης με εγκοπές και αισθητήρα με ψηφιακό μετρητή για την λήψη μετρήσεων ακριβείας. Η ακρίβεια του οργάνου είναι της τάξης 0,01mm. Το ψηφιακό Μηκυνσιόμετρο τύπου ταινίας χρησιμοποιείται κυρίως για καταγραφή της σύγκλισης μεταξύ της οροφής και του πατώματος της υπόγειας εκμετάλλευσης.

Τέλος, θα πρέπει να υφίσταται μονάδα καταγραφής των δεδομένων (datalogger) που θα συλλέγει όλα τα δεδομένα από τα όργανα ενσύρματα, θα εγκαθίσταται σε προστατευμένο εξωτερικό χώρο πλησίον κάποιας εισόδου στο υπόγειο και  θα  μεταδίδει όλα τα δεδομένα στα γραφεία με ασύρματο τρόπο.

[Επιμέλεια: Π. Τζεφέρης]

Υπόγεια εκμετάλλευση ελληνικού μαρμάρου στο Βώλακα