ATLAS INTERAKTYWNY

Spis treści

Kopalnia głębinowa1Kopalnia głębinowa

Elektrownia2Elektrownia

Zapora wodna3Zapora wodna

Tunel4Tunel

Kopalnia głębinowa

Jest to rodzaj zakładu górniczego w którym złoże kopaliny użytecznej eksploatuje się w głębi ziemi, a proces wydobycia kopaliny na powierzchnię odbywa się z wykorzystaniem szybu lub sztolni.

Obiekty i elementy kopalni głębinowej

Szyb kopalniany – stanowiący pionowe połączenie pomiędzy powierzchnią a podziemnymi wyrobiskami górniczymi, wewnątrz szybu wyróżnić należy jego obudowę, dźwigary oraz prowadniki.

Wieża szybowa wraz z urządzeniami do transportu – umożliwia transport pionowy ludzi, urobku oraz materiałów (w podziale na zastrzałową, kołową, wolno stojącą), wieża obsługiwana jest przez maszynownię.

Pod ziemią znajdują się m.in.:

- chodniki transportowe,
- wyrobiska górnicze,
- ślepe szyby wyciągowe - takie które nie wychodzą na powierzchnię,- podszybie - czyli wyrobisko przylegające bezpośrednio do szybu,
- nadszybie - odrębna budowla powiązana z szybem i wieżą szybową,
- przecznica - poziome wyrobisko w skale płonnej łączące szyb z pokładem lub pokłady ze sobą.

Osnowa realizacyjna

Jest to osnowa zakładana na powierzchni w procesie budowy zakładu górniczego. Zazwyczaj ma regularny kształt siatki kwadratów i prostokątów w której punkty stabilizuje się za pomocą kamieni z metalową płytką ze stali nierdzewnej, na której wstępnie oznacza się punkty. Po pomiarze i wyrównaniu osnowy na płytkach wprowadza się poprawki trasowania dla poszczególnych punktów i oznacza się je w sposób trwały, np. poprzez nawiercenie płytki.

Pomiary kontrolne – szyb górniczy

Można wyróżnić dwa rodzaje prac związanych z pomiarem kontrolnym w szybach górniczych.
W pierwszym przypadku pomiar dotyczy prostoliniowości prowadników oraz wielkości luzów pomiędzy nimi a prowadnicami ślizgowymi naczyń wydobywczych.
Drugi przypadek dotyczy pomiaru deformacji obudowy i zbrojenia szybu górniczego, wynikającego z prac eksploatacyjnych.
Osnowy poziome i wysokościowe w kopalniach głębinowych.
W kopalniach podziemnych panują szczególne warunki dla wykonywania prac geodezyjnych:
- powiązanie osnowy podziemnej z tą znajdującą się na powierzchni terenu może być zrealizowane tylko punktowo z wykorzystaniem szybów pionowych,
- spąg wyrobiska praktycznie uniemożliwia stabilizację punktów osnowy,
- deformacje wyrobisk górniczych wpływają na punkty osnowy, co ogranicza ich trwałość,
- układ wyrobisk wraz z panującymi w nich warunkami (zapylenie) wpływa na długość celowych,
- ryzyko wybuchu metanu sprawia, że nie każdy przyrząd geodezyjny może być zastosowany w tych warunkach.

Punkty osnów poziomych w kopalniach podziemnych mierzone są jako ciągi poligonowe. Stabilizację punktów można podzielić na punkty stałe i tymczasowe, przy czym podział ten nie zależy od rodzaju znaku a od miejsca jego stabilizacji:
- punkty stałe (umiejscowione w górotworze lub stałej obudowie – betonowej, murowanej),
- punkty tymczasowe (zakładane najczęściej w obudowie drewnianej wyrobiska).

Punkty osnów wysokościowych stabilizuje się jako znaki ścienne, zapewniając trwałość znaku w dłuższym okresie czasu.
W trakcie pomiaru oprócz typowych statywów wykorzystywanych powszechnie do ustawienia instrumentów stosuje się również: rozpory, wsporniki i sworznie.
Pomiar odległości wykonuje się przymiarami wstęgowymi, drutowymi, dalmierzami elektronicznymi oraz dalmierzami optycznymi.
Wśród szczegółów wyrobisk górniczych i elementów geologicznych złoża które podlegają pomiarowi geodezyjnemu należy wymienić: wyrobiska górnicze, otwory wiertnicze, urządzenia i wyposażenie transportowe, wentylacyjne, odwadniające, przeciwpożarowe i inne umiejscowione w tych wyrobiskach, elementy geologiczne budowy złoża (warstwy), nieciągłości (uskoki), a także elementy przejawów ciśnienia górotworu takie jak strefy spękań, zawałów.
Podstawową metodę pomiaru stanowi metoda rzędnych i odciętych.

Powrót do spisu treścisPowrót do spisu treści

Elektrownia

W Polsce głównym źródłem energii są elektrownie cieplne, wykorzystujące jako paliwo węgiel kamienny i brunatny. Dlatego też w omawianym przykładzie przedstawiona zostanie konstrukcja elektrowni węglowej.

W elektrowni zazwyczaj znajduje się kilka bloków o określonej mocy, które są w stanie produkować energię elektryczną. Głównymi obiektami takich nowo budowanych bloków są:

- kotłownia,
- maszynownia,
- budynek urządzeń elektrycznych,
- zbiorniki retencyjne popiołów,
- układ wody chłodzącej wraz z chłodnią kominową,
- układ IOS – służący do odsiarczania spalin,
- układ popiołów i żużli,
- układ wyprowadzania mocy,
- układ uzdatniania wody,
- system nawęglania.

Kluczowym elementem całej konstrukcji jest maszynownia w której znajduje się turbina napędzana przy użyciu pary wodnej. Prąd powstaje w generatorze który jest podpięty do wału turbiny.

Prace geodezyjne przy budowie bloku elektrowni

W przypadku rozbudowy już istniejących obiektów osnowę realizacyjną można stabilizować w postaci punktów nadziemnych umiejscowionych na budynkach w sąsiedztwie placu budowy. Dzięki temu nie zostaną one zniszczone w trakcie trwania prac budowlanych.

Dodatkowo utrwala się punkty naziemne mające na celu wzmocnienie sieci oraz poprawę jej geometrii. W oparciu o tą osnowę można później dla każdego kolejnego obiektu zakładać osnowę budowlano‑montażową.

W ramach prac realizacyjnych zespół geodezyjny, (w przypadku tak dużych inwestycji jest to kilka zespołów) realizuje na kolejnych etapach budowy głównie prace związane z tyczeniem osi konstrukcyjnych dla poszczególnych poziomów, ale również pomiary związane z inwentaryzacją szalunków i zbrojenia, czy tyczenie i inwentaryzację kotew ustawczych z milimetrową dokładnością. Najwyższej submilimetrowej dokładności wymaga pomiar związany z ustawieniem i montażem turbiny na fundamencie. W takich przypadkach używany jest specjalistyczny sprzęt pomiarowy. Dla pozostałych pomiarów stosuje się niwelatory cyfrowe oraz tachimetry elektroniczne o wysokiej dokładności 1‑3”.

Po realizacji inwestycji na jej terenie prowadzone są pomiary kontrolne, które mogą dotyczyć m.in. pomiaru osiadań dla poszczególnych obiektów, w oparciu o uprzednio zastabilizowane repery. W przypadku fundamentów turbiny wykonuje się okresowe pomiary ich deformacji. W przypadku obiektów powłokowych takich jak chłodnie kominowe najpierw wykonuje się pomiar inwentaryzacyjny, w celu weryfikacji zgodności wykonania obiektu z projektem. Kolejne okresowe pomiary kontrolne porównuje się z poprzednim pomiarem. Bardzo ważne jest aby realizować pomiar na tych samych miejscach na obiekcie wykorzystując do tego znaki osnowy trwale utrwalone w terenie. Pomiary kontrolne można wykonywać stosując jedną z kilku metod obserwacji wśród których wymienić należy:
- metodę otaczających stycznych,
- wcięć przestrzennych,
- biegunową 3D,
- fotogrametryczną.

Powrót do spisu treścisPowrót do spisu treści

Zapora wodna

Zapory wodne to budowle hydrotechniczne, budowane jako przegrody w dolinach rzecznych, dające możliwość piętrzenia i zatrzymywania wody w zbiorniku ograniczonym zboczami doliny.

Ze względu na materiał konstrukcyjny zapory można podzielić na:
- żelbetowe,
- kamienno‑betonowe,
- ziemne,
- ziemno‑betonowe.

Korpus zapory podzielony jest na poszczególne sekcje mierzące ok 15‑20 m wznoszone oddzielnie. Między sekcjami powstają zazębiające się szczeliny dylatacyjne, które uszczelnia się z wykorzystaniem grubej gumowej taśmy. Po obu stronach takiej dylatacji umieszcza się znaki, które podlegają następnie regularnym pomiarom wewnętrznym z wykorzystaniem szczelinomierzy. Dzięki temu możliwe jest uchwycenie zmian zachodzący w czasie pomiędzy poszczególnymi sekcjami.

Ilość sekcji jest zależna od konkretnej konstrukcji, np. zapora w Solinie składa się z 43 sekcji tworzących koronę zapory o długości 664 m.

Wewnątrz korpusu zapory budowane są szyby, galerie kontrolne czyli tunele komunikacyjne, sztolnie, spusty wody, komory na instalacje.

Wraz z budową zapory i sztucznego zbiornika powstaje zazwyczaj elektrownia, można wyróżnić elektrownie zbiornikowe oraz szczytowo‑pompowe. W pierwszym przypadku woda doprowadzana rurociągami bądź sztolniami napędza turbinę, w drugim przypadku w okresie zmniejszonego zapotrzebowania na energię elektryczną, pompuje się wodę do górnego zbiornika, a w okresie wzmożonego zapotrzebowania wodę wykorzystuje się do zasilenia dodatkowego turbozespołu w celu wytworzenia energii elektrycznej.

Osnowa realizacyjna

Cały obiekt powinien być objęty osnową realizacyjną rozwiązaną w układzie lokalnym, powiązaną z osią zapory. Osnowa ta musi gwarantować możliwość wytyczenia dowolnego fragmentu projektu w dowolnym okresie budowy, ponadto powinna umożliwiać inwentaryzację powykonawczą obiektu a także zapewnić możliwość wykonywania okresowych pomiarów kontrolnych.
Osnowa taka zazwyczaj jest dwurzędowa dzieląc się na podstawową oraz szczegółową.

Osnowa podstawowa utrwala w terenie główną oś zapory, a także punkty na wzniesieniach i zboczach doliny rzeki. W przypadku obserwacji kątowo‑liniowych prowadzonych na tych punktach wymagana jest widoczność pomiędzy punktami. Dla pomiarów statycznych warunek ten nie musi być zachowany. Punkty te powinny być zatabilizowane głowicami betonowymi z wymuszonym ustawieniem instrumentu.
Osnowę szczegółową dowiązaną do osnowy podstawowej mogą w szczególności tworzyć:
- pojedyncze punkty,
- ciągi poligonowe,
- osie konstrukcyjne innych wznoszonych obiektów,
- grupy punktów.

Dodatkowo stabilizuje się osnowę wysokościową w postaci reperów głębinowych (sięgających do podłoża skalnego) położonych w grupach w ilości od 3 do 5.

W galeriach kontrolnych wzdłuż osi zapory rozmiesza się w niewielkiej wysokości nad posadzką repery kontrolne, umożliwiające wykonanie pomiarów niwelacji precyzyjnej, dzięki czemu można kontrolować ruch zapory w płaszczyźnie pionowej.

Przemieszczenia w płaszczyźnie poziomej wyznacza się z wykorzystaniem metody prostej odniesienia w oparciu o zastabilizowane punkty osi zapory oraz punkty poszczególnych sekcji zastabilizowane w koronie zapory.

W trakcie pomiarów wykorzystuje się oprócz przyrządów specjalistycznych jak szczelinomierze oraz inklinometry, wykorzystuje się typowy sprzęt geodezyjny (niwelatory precyzyjne, tachimetry, oraz odbiorniki GNSS do pomiarów statycznych).

Powrót do spisu treścisPowrót do spisu treści

Tunel

W ruchu drogowym jest to budowla przeznaczona do przeprowadzenia drogi przez lub pod przeszkodą oznaczona odpowiednimi znakami. (definicja z Ustawy Prawo o ruchu drogowym – Art. 2 pkt 14). Wśród metod drążenia tuneli można wymienić, m.in.:

- metodę górniczą,
- metodę odkrywkową,
- metodę tarczową.

Dobór metody drążenia zależny jest od lokalnych uwarunkowań, np. tunel pod Świną (Świnoujście) był drążony z wykorzystaniem metody tarczowej, w której to metodzie korzysta się z maszyny borującej (TBM ang. Tunnel Boring Machine). W takim przypadku drążenie tunelu oraz montaż jego obudowy są zmechanizowane.

Osnowa podstawowa zakładana do obsługi prac związanych z budową tunelu musi zostać zlokalizowana na obu jego końcach w ilości kilku‑kilkunastu punktów. Punkty należy zastabilizować tak aby nie uległy zniszczeniu w trakcie trwania robót budowlanych. Stabilizacja zazwyczaj wykonywana jest poprzez nawiercenie otworu z wykorzystaniem wiertnicy o głębokości 1.3 – 2 m, ułożenie zbrojenia w otworze, nadstawienie szalunku (wykorzystać można rurę PCV średnica 20‑30 cm) z nawierconym miejscem na reper połączony ze zbrojeniem oraz z adapterem do montażu sprzętu, na koniec wykonuje się betonowanie takiej konstrukcji.

Pomiar takiej osnowy wykonuje się wykorzystując metodę statyczną GNSS, w nawiązaniu do punktów osnowy podstawowej oraz sieci stacji referencyjnych w wielu sesjach pomiarowych. Pamiętać należy o tym aby jeden punkt był stały w co najmniej dwóch kolejnych sesjach pomiarowych, lub też wybrać jeden punkt jako stały przez wszystkie sesje pomiarowe.

Pomiar wysokości punktów jest wykonywany z wykorzystaniem niwelacji precyzyjnej.
W trakcie prac, już wewnątrz tunelu wykorzystywana jest osnowa szczegółowa w postaci punktów stabilizowanych w obudowie ostatecznej tunelu w odległości co ok. 100 m. Punkty te wyznaczane są z wykorzystaniem tachmietru. Ponadto wykorzystuje się punkty osnowy pomiarowej stabilizowane w ociosach (bocznych ścianach) wyznaczane za pomocą wcięć.

Punkty te służą zarówno do prowadzenia na bieżąco obsługi drążenia tunelu jak również są wykorzystywane do pomiarów kontrolnych które monitorują wystąpienie naprężeń i odkształceń.

Powrót do spisu treścisPowrót do spisu treści

Powiązane ćwiczenia