Andmed digitaalprojekteerimiseks: markšeideri mõõdistusvahendid

TTÜ mäeinstituut kasutab marškeider mõõdistamiseks järgmisi mõõteseadmeid:
- pihuarvuti T620
- käsi GPS
- vahemaade mõõtmiseks: mõõdulint, mõõteratas, laserkaugusmõõtja
- Tahhümeeter Trimble M3 Total Station

Tulemused:

Esimene etapp - mõõdistamine

From Ubja

Teine etapp - digitaalmudel

From Geodisain - geoloogia, maavarad, majandus

Kolmas etapp - makett

From makett_astangu_280309

Külmumine

Temperatuur all 0 kraadi C põhjustab puistematerjali külmumise, mille tulemusena muutuvad kõik ta füüsikalised omadused ja parameetrid. Tekib omamoodi kaljune kivim, kus tsementeerivaks materjaliks on jää.
Näiteks 20-25 % niiskusega liiva tugevus temperatuuril -1 kraad C on 0,5-0,6 MPa, temperatuuril -40 kraadi C aga 5-6 MPa. Edaspidine temperatuuri langus suurendab kivimi tugevust.

Tikstroopia

Tikstroopia on mõningat kivimite omadus raputamisel eraldada vett. Eraldub füüsikaliselt seotud vesi. Tikstroopsed on tavaliselt niisked savid, milles on üle 2 % osakesi mõõduga alla 0,002 mm.
Tikstroopiat põhjustavad raputused, vibratsioonid, ultraheli, elektrivool.

Kleepuvus

Kleepuvus on kivimite omadus teatud tingimustes kleepuda tööinstrumendi külge. Nähtuse füüsikaline olemus seisneb selles, et kivimiosakesi ümbritsevate veekilede paksus on selline, et nad kleepuvad ühesuguse jõuga nii naaberosakeste kui ka töövahendite külge.
Kleepuvust hinnatakse jõuga, mis on vajalik kivimi eemaldamiseks tööriistast (ühe ruutmeetri kohta). Ta sõltub kivimi omadustest, tööriista materjalist, pinnast ja ta kujust.

Puistemass

Puistemass on kobestatud kivimi massiühiku mass puistangus.

Loomuliku varisemise kaldenurk

Loomuliku varisemise kaldenurk on nurk, mille võtab vabas olekus kobestatud kivimi vaba pind horisontaaltasapinna suhtes. Ta on seotud materjali hõõrdeteguriga, niiskusega, osakeste kujuga, lõimisega, tihedusega.
Ligikaudselt on loomuliku varisemise kaldenurk võrdne sisehõõrde nurgaga.

Eripind

Eripind näitab ruumalaühikus olevate kivimi osakeste summaarset pindala. Osakest läbimõõdu vähenemisel eripind suureneb. Omab suurt tähtsust keemilist protsesside korral.

Lõimis

Lõimis (granulomeetriline koostis) näitab, kui mitu protsenti on temas eri suurusega osakesi. Eristatakse:
1. lihtne lõimis.
2. integraalne lõimis.

Üldteoreetiline taust

Mäetööde läbiviimisel ja pingete toimel kõvad kivimid purunevad, mis muudavad nende parameetreid.
Looduslikud puistematerjalid - liiv, kruus jne.
Nende materjalide kirjeldamiseks kasutatakse spetsiaalseid parameetreid.

Kivimite pasportiseerimine

Kivimite pasportiseerimine - tehnilisteks arvutusteks piisava täpsusega kompaktselt kirja pandud kivimite peamised füüsikalised parameetrid.
Kivimite pass koosneb kivimi nimetusest ja ehituse iseloomustusest, tihedus-, poorsus-, mehhaanilistest, soojuslikest, elektromagneerilistest jne. parameetritest.
Kivimite passist saadav informatsioon on piisab tehniliste ülesannete lahendamiseks. Baasomaduste kaudu on võimalik arvutada tehnoloogilisi ja muid parameetreid.

Kiirgusväli

Gamma kiirgus, tänu suurele energiale, kutsub kivimites esile füüsikalis-keemilisi muutusi, mille tulemusena väheneb kivimi tugevus, soojusmahtuvus ja -juhtivus, sulamistemperatuur; suureneb elektrijuhtivus.
Pikaajalin kiiritamine neutronitega muudab mineraalide ja kivimite omadusi. Selle tulemusena väheneb tihedus, soojusmahtuvus, muutuvad magnetilised omadused. Mõned kristallid muutuvad tugevamaks (NaCl, KCl jne.).

Elektromagnetväli

Elektromagnetvälja mõjul võivad kivimid kuumeneda, omadused muutuda ja toimuda elektriline läbilöök.
Kivimite kuumenemine toimub voolu toimel, mis muutub soojusenergiaks vastavlt Joule-Lenz'i seadusele. Elektriväli ainult ei kuumuta kivimeid, vaid mõjutab ka otseselt kristallvõret.
Kõrgete pingete korral Ohm'i seadus ei kehti ja voolu tugevus hakkab kiiresti suurenema. Seda nähtust nimetatakse elektriliseks läbilöögiks.

Soojusväli

Kivimimassiivis võivad esineda nii loomulikud kui ka kunstlikud soojusväljad. Sügavates kaevandustes ulatub kivimte looduslik temperatuur 80-90 kraadi C. Kivimimssiivi maapinnalähedane osa allub perioodilistele pingekõikumistele nii ööpäeva kui aasta lõikes. Näiteks -30 kraadi C korral ja 40 ööpäeva jooksul pinnas külmub 1,6-1,8 m sügavuseni.
Maakide ja kivisöe kaevandamisel võivad esineda lokaalsed kivimite kuumenemised, mida põhjustavad oksüdeerimisprotsessid.
Mäetehnoloogilised protsessid tõstavad kivimite temperatuuri. Näiteks puurimisel kuumenevad kivimid kuni 800 kraadi c.
Soojusväli tekitab kivimites termilisi pingeid, mitmesuguseid füüsikalisi ja termodünaamilisi protsesse:
1. kivimite kuivamine - eraldub vaba vesi.
2. kivimite üleminek ühest agregaatolekust teise - sulamine, kõvastumine, külmumine, aurustumine, veeldumine jne.
3. kivimite üleminek ühest kristallilisest vormist teise - ümberkristalliseerumine (grafiit teemandiks).
4. dehüdratiseerimine - keemiliselt seotud vee eemaldamine.
5. dissotsiatsioon - mineraali lagunemine gaaside eraldumisega.
6. oksüdeerumis-redutseeruisprotsessid.

Rõhuväli

Mehhaanilised pinged kivimimassiivis võivad olla:
1. kunstlikud, mis on põhustatud mäetööde protsesside poolt.
2. loomulikud, mida põhjustavad kivimite kaal, tektoonilised protsessid, gaaside surve, vete rõhk jne. Loomulikke pingeid mäemassiivis nimetatakse mäerõhuks.
Rõhk kivimites tihendab neid, surub poorid kokku, suurendab kontaktpinda.
Rõhu suurenemisel elastsusmoodul tõmbele väheneb, survele suureneb.
Ruumilises pingeolukorras (kolmeteljeline pingeolukord) on kivimite tugevusomaduse tunduvalt suuremad kui üheteljelises pingeolukorras (kuni 20 korda).
Survepinge suurendab kivimite soojusjuhtivust.
Elektrilisi omadusi mõjutab surve mitmeti. Näiteks eritakistus reeglina survepinge suurenedes väheneb.

Niiskusväli

Niiskus võib olla kivimites kui kivimi koostisosa või kui füüsiklis-keemiliselt aktiivne keskkond. Vedeliku mõju kivimile võib olla:
1. Dünaamiline - kutsub esile kivimi purunemise ja nihked
2. Staatiline - avaldub punsumisena, pehnemisena, lahustumisena. Aktiivselt lahustuvad väga vähesed kivimid ja mineraalid.
Kivimite küllastumine veega vähendab nende tugevust.
Kivimite niiskuse suurenemine suurendab nende soojusjuhtivustegurit, elektrijuhtivust ja dielektrilist läbitavust.

Väli

Väli on see energia või aine liik, mille mõju all on kivim antud hetkel.

Magnetväli

Kivimite magnetilisi omadusi iseloomustatakse absoluutse ja suhtelise magnetilise läbitavusega. Vastavalt absoluutsele magnetilisele läbitavusele materjalid jagatakse:
1. Diamagneetikud - praktiliselt ei magneetu.
2. Paramagneetikud - magneetuvad magnetväljas.
3. Ferromagneetikud.
Mõned ferromagneetikud omavad magnetstriktsioonilisi omadusi, s. o. magneetumisel nende lineaaresed mõõtmed kas suurenevad või vähenevad.

Elektrijuhtivus

Elektrijuhtivuse all mõistetakse laengute üleviimist juhi ühest punktist teise. Elektrijuhtivuslikke omadusi iseloomustatakse eritakistuse ja erijuhtivusega. Vastavalt elektrijuhtivuse suurusele klassifitseeritakse kõik materjalid dielektrikuteks, pooljuhtideks ja juhtideks.
Elektrijuhte on kivimite hulgas vähe, välja arvatud ehedad metallid. Enamus kivimid on kas pooljuhid või dielektrikud.

Polarisatsiooni eritüübid

1. Piesoelektriline efekt - jõu rakendamisel tekib keha külgedele vastasmärgilised laengud. Efekt on ka pööratav.
2. Püroelektriline efekt - kristalli kuumutamisel tema külgedele tekivad erinimelised laengud. Efekt on ka pööratav
3. Segnetelektriline efekt - nõrga elektrivälja korral ta polariseerub tugevasti.
4. Tribolektriline efekt - kehad polariseeruvad hõõrdumisel.
6. Elektrostriktsiooniline efekt - dielektriku deformeerumine elektriväljas.

Elektriline polarisatsioon

Kui kivimile mõjub väline elektriväli, siis toimub temas elektrilaengute ümberpaiknemine, mis on oma suunalt vastupidine välisele väljale ja nõrgendab selle mõju. Seda laengute ümberpaiknemist nimetatakse elektriliseks polarisatsiooniks. Sõltuvalt polarisatsiooni mehanismist ja osakeste tüübist eristatakse elektroonset, ioonset, dipoolset ja migratsioonset polarisatsiooni.

Reoloogia

Kivimite reoloogilised omadused iseloomustavad nende mehaaniliste karakteristikute muutumist ajas. Reoloogia on üldine teooria, mis haarab enda alla nii elastsus- kui ka plastsusteooria. Ta võtab arvesse kome komponenti: pinge, deformatsioon ja aeg. Kivimite reoloogiat iseloomustatakse kahe parameetriga:
1. Roomavus - deformatsiooni kasvamine ajas, kuid pinge on konstantne (muutumatu).
2. Relaksatsioon - pinge kahanemine ajas, kui deformatsioon on konstantne (muutumatu).
Reoloogia on seotud kivimite pikaajalise tugevusega - kivimi tugevus väheneb aja jooksul.
Kivimite reoloogilisi omadusi ja parameetreid kasutatakse all- ja pealmaa konstruktsioonide tugevusarvutustes.

Põhjavesi

Põhjavee all mõistetakse maakoore ülaosa kivimites, setete poorides ja lõhedes olevat vett, mis võib liikuda raskusjõu või rõhu toimel. Maapinnalähedane põhjavesi on vabapinnaline ja järgib üldiselt maapinna reljeefi. Sügavamal esineb põhjavesi tavaliselt vettpidavate kihtide vahel ja on seetõttu surveline. Survelist põhjavett nimetatakse ka arteesiaveeks.

Tuletõrje veehoidla

Kaevanduse territooriumil peab olema pidevalt veega täidetud kinnine tuletõrje veehoidla, mille mahtuvus kindlustab tulekahju kustutamise kolme tunni jooksul. Tuletõrje veehoidla ei või olla väiksem kui 250 m³. Tuletõrjeveehoidla tuleb pärast igakordset kasutamist täita.

Settebassein

Kaevandustest ja karjääridest väljapumbatud vesi suunatakse settebasseini.Settebasseine kasutatakse kaevandamisel tekkinud hõljumi setitamiseks.Settebasseinist suunatakse vesi edasi looduslikesse veekogudesse.

From Veekõrvaldus

Lõhketööde ajaloost

Üks inimkonna ajaloo suurim leiutis keemia vallas on kahtlemata musta püssirohu leiutamine. Kes, kus ja millal esimest korda kaaliumsalpeetri, puusöe ja väävli kokku segas ning selle segu plahvatama pani, jääb ilmselt igaveseks aegade hämarusse. Hinna allikatest on teada, et püssirohtu kasutati Hiinas juba VIII-IX sajandil pärast Kristuse sündi rakettide ja noolte lennutamiseks. Algselt kasutati püssirohtu peamiselt pürotehnilistel eesmärkidel (hiinlased on tänapäevani maailma kõige oskuslikumad ilutulestikumeistrid), mõnevõrra hiljem otsustati püssirohtu kasutada sõjanduses, lähtudes tema omadusest esemeid eemale paisata.


Lõhketööd. Tõnu Tomberg 1998

Plahvatus

Plahvatus - aine või tema oleku ülikiire muutus, millega kaasneb suure energiahulga vabanemine, temperatuuri järsk tõus ning lööklaine. Vabaneva energia liigi järgi eristatakse füüsikalist, keemilist ja tuumaplahvatust.

Lõhketööd 1998. Tõnu Tomberg

Topis

Topis on materjal, millega suletakse laenguruum (näiteks laenguauk) pärast laengu ja initseerimisvahendi paigaldamist. Topis tagab laengu töö suletud ruumis ning sellest lähtuvalt parema energia ülekande laengult teda ümbritsevale keskkonnale. Topisena kasutatakse kas laenguaugu suudme ümber kogunenud puurpuru (pealmaatöödel), savi, liiva, savi-liiva segu, killustikku või plastikampullides vett.

Lõhketööd. T. Tomberg 1998

Suundpuurimine

Suundpuurimine on juhitav puuraukude puurimine torustiku paigaldamise eesmärgil soovitud suunas. Väikese läbimõõduga, e. vähem kui 1 m läbimõõduga puurauke kasutatakse torude paigalduseks. Suuremaid, e. üle 60 cm läbimõõduga auke rajatakse ka mikrotunneltehnoloogia abil läbinduskilpidega. 

Puurpea surutakse puurvarda abil läbi puuritava pilootpuuraugu näiteks tee alt läbi. Varrast tagasi tõmmates lisatakse puurpeale laiendus, et saavutada vajalik augu läbimõõt. Puurvarrast tõmmates tõmmatakse august läbi ka paigaldatav toru. Toru ujutatakse hõõrdumise vähendamiseks savipulbis. Puurpea suunamiseks kasutakse juhtlaba ja spetsiaalset maaradarit. 

Suundpuurimine on alternatiiv kaevikute rajamisele.

Suundpuurimise masin

From Suundpuurimine

Pilootpuuri puurpea

From Suundpuurimine

Puuripea laiendi

From Suundpuurimine

Suuremaid > 1 m läbimõõduga suundpuurauke kasutatakse šurfide, šahtide, naftapuuraukude ja kivistuvate vaiaaukude rajamiseks.

Oherdi

From Suundpuurimine

Tiguoherdi

From Suundpuurimine

Katenditegur

Katenditegur iseloomustab katendi ja maavaralasundi suhet.
Katenditegur näitab mitu kuupmeetrit tuleb katendit eemaldada ühe tonni kaevise kohta. Ühik (m³/t).
Näide: kui katendi paksus on 0,4 m ning maavaralasundi paksus 8 m, siis K= 0,4/8 =0,05

Digitaalprojekteerimine ja Care Track

Mäemasinad kujundavadki maastikku ja kaevandavad maavarasid. Kas nad teevad seda ökonoomselt? Kas nende tööd saab paremaks muuta? Kõigile nendele küsimustele aitab kaasa digitaalprojekteerimine ning masinate jälgimissüsteem.

Mäemasinaid tootev Volvo nimetab jälgimissüsteemi Care Trackiks .

Care Track

Masina maksimaale tööshoidmine ei ole kerge ülesanne. Et võtta vastu otsuseid on väga oluline õigeaegne ja täpne informatsioon. Care Track annab teadmised ja informatsiooni, mis teeb Teie ettevõtte paindlikuks ja edukaks.

Care Trackiga saate:
1. "lukustada" geograafilise piirkonna, kus masin peab töötama - etteantud piiride ületamisel saadetakse alarm;
2.Jälgida hooldustähtaja saabumist ja tellida sellekohane alarm;
3. Suurendada masina tootlikust ja efektiivsust. Igal masinal saab jälgida näiteks mootori koormatust, pidurite kasutamist,diferentsiaalilukkude kasutamist jne.
4.kiiresti määrata masina asukoha, et teostada hooldustööd või tankimist.

Care Track on testitud mitmel kontinendil ja hinnatud klientide poolt hindamatuks.

Care Track jälgimissüsteem pakub erinevate mudelite puhul erinevaid lahendusi,
uuri meie spetsialistidelt pakutavaid võimalusi enne süsteemi paigaldamist.


Care Track kohta saad lugeda Volvo mäemasinate Eesti esindaja Swecon AS kodulehelt ja otseviide

Digitaalprojekteerimine ja KOMTRAX

Mäemasinad kujundavadki maastikku ja kaevandavad maavarasid. Kas nad teevad seda ökonoomselt? Kas nende tööd saab paremaks muuta? Kõigile nendele küsimustele aitab kaasa digitaalprojekteerimine ning masinate jälgimissüsteem.

Mäemasinate firma Komatsu nimetab jälgimissüsteemi KOMTRAXiks.

KOMTRAX võimaldab jälgida masina liikumisi ja tehnilisi parameetreid internetipõhiselt arvuti kuvarilt. KOMTRAX , Komatsu masina jälgimissüsteem tagab teabevahetuse kliendi ja hooldeteeninduse vahel, võimaldades olulisi töö- ja süsteemiandmeid kiiresti ja turvaliselt interneti vahendusel jagada. Süsteem annab omanikule instrumendi ka suure masinapargi tõhusaks haldamiseks, masina ennetavaks hoolduseks ning remondiks kuluva seisuaja vähendamiseks.

Andmed edastatakse Komatsu globaalsesse serverisse, kus need kokku kogutakse ja analüüsitakse ning seejärel kliendile edastatakse.

Komtrax kasutab moodsat GPS- ja satelliittehnoloogiat.

Komtrax võimaldab jälgida:
- Masina asukohta ja liikumisi
- Hooldevälpasid
- Masina tööaega, sealhulgas eraldi töötamist tühikäigul, reaalset tööaega ja lisaseadmete (näiteks hüdrovasar ) kasutamise aega
- Masina koormatust ( sobivust antud tööle )
- Kütuse taset paagis ja kütusekulu
- Jahtusvedeliku temperatuuri
- Masina rikke hoiatusi
- Kuu ja aasta aruandeid masina kasutuse kohta

KOMTRAXi kohta saad lugeda Komatsu Eesti esindaja Baltem AS kodulehelt ja otseviide