Bükkábrány Bánya üzemeltetéséhez szükséges geodéziai és bányamérési tevékenységek bemutatása. Szakdolgozat

Átírás

1 Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Geofizikai és Térinformatikai Intézet Geodéziai és Bányaméréstani Intézeti Tanszék Bükkábrány Bánya üzemeltetéséhez szükséges geodéziai és bányamérési tevékenységek bemutatása Szakdolgozat Készítette: Kleiber Márk Bánya-és geotechnika szakirányos hallgató Konzulensek: Dr. Havasi István tanszékvezető, egyetemi docens Konkoly Ádám okl. bányamérnök, osztályvezető Bükkábrányi Bányaüzem Bányaművelési és Bányamérési Osztály Miskolc, 2013

2 Eredetiségi Nyilatkozat Alulírott Kleiber Márk, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy ezt a szakdolgozatot meg nem engedett segítség nélkül, saját magam készítettem, és a diplomatervben csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Miskolc, november 25.. Kleiber Márk

3 Tartalomjegyzék Bevezetés 1 A bányászati technológia alkalmazása 2 A bükkábrányi lignit keletkezése 4 1. Bányatérképek és az azokra vonatkozó általános követelmények A térképek követelményei A Bükkábrányi Bányaüzemben szerkesztett bányatérképek A hites bányamérő A bányászati főfolyamatok bányamérési tevékenységének jogi feltételei, követelmény rendszere Bükkábrány Bánya egymásra épülő főfolyamatai Szénigény Földtani kutatás, alapadatbázis kezelés Bányászati stratégiai tervezés A változási vázrajz Az ITR A bányatelek térkép Bányászati középtávú tervezés Éves tervezés A bányaművelési térkép és tervtérkép Elővíztelenítés és felszíni víztelenítés A környezetvédelmi térkép Meddőtermelés, széntermelés Tájrendezés Bányabezárás, szüneteltetés A tömegszámítások és köbtartalom meghatározás eszközeinek ismertetése Terepi mérésekhez használt elektronikus mérőállomás A terepi mérés megvalósulása, poláris koordinátamérés Köbtartalom számítás A tömbös módszer ismertetése A szelvényes módszer ismertetése 50 I

4 4. A műholdas helymeghatározó rendszer (GPS) alkalmazása a külszíni bányászatban A GNSS bemutatása A külfejtéses bányászatban felhasznált GPS műszerek, valamint azok alkalmazási háttere GPS segítségével végzett bányamérési munkák Szalagpálya létesítés és áthelyezés mérési tevékenysége Kúthálózatok mérése Mozgásvizsgálatok a bánya környezetében Hányómozgási és állékonysági vizsgálat Egyéb mérési munkák Az MT-14 kompakt kotrógépen megvalósuló GPS technológia alkalmazása Összefoglalás Summary Felhasznált irodalom Köszönetnyilvánítás 81 II

5 Bevezetés 2013 nyarán üzemi gyakorlatomat a Mátrai Erőmű Zrt. Bükkábrányi Bányájában töltöttem, ahol lehetőségem volt részt venni a Bányaművelési és Bányamérési Osztály mindennapi munkáiban. Maga a bányamérés, mint bányászathoz kapcsolódó tevékenységi kör rendkívül szerteágazó és változatos. A mérési folyamatok a legfontosabb alappillérei a bánya üzemeltetésének. Mérési munkák elvégzése nélkül maga a bánya megnyitása és a kitermelés megkezdése megvalósíthatatlan. A földterületekkel végzett előzetes munkák, a földterületek vásárlása, megosztása, a környezeti felmérések és hatástanulmányok, az előzetes tervezés, térképkészítési feladatok, valamint az adott technológia alkalmazhatóságának vizsgálata mind a bányamérés témakörébe tartozik. A legkisebb bányáktól kezdve a legnagyobb kiterjedésű bányaterületekig, a mélyművelésű és külszíni típusú bányatérségek üzemeltetéséhez elengedhetetlen a pontos tervezés és mérés, illetve a mérőeszközök és az azokat kezelni tudó szakemberek alkalmazása. Tanulmányaim során már volt alkalmam a geodéziai tantárgyak keretében érintőlegesen foglalkozni a bányamérés témakörével. Egyetemi oktatóim tudása és tapasztalata, az órák gyakorlatiassága és szakmai hasznosíthatósága révén pedig egyre jobban megszerettem a bányászati tevékenységek ezen oldalát. Éppen ezért különösen örültem, amikor a Mátrai Erőmű Zrt-nél tanszéki és ipari konzulensem segítségével lehetőségem adódott a nyári gyakorlatom eltöltésére és szakdolgozatom témájának egyeztetésére. Diplomamunkám célja, hogy átfogó, rendszerező képet alkossak a külszíni bányászathoz kapcsolódó bányamérési munkákról, valamint bemutassam az üzem egyes technológiai folyamataihoz kapcsolódó bányatérképeket. A dolgozat bevezetésében kitérek a bánya technológiai bemutatására, az ott felszínre hozott lignit földtörténeti sajátosságaira, ezen kívül megosztom a gyakorlat ideje alatt szerzett tapasztalataimat. Az első fejezetben a bányászati térképezés legfontosabb jogi, valamint szakmai hátterére, a bányatérképek általános követelményeire térek ki. Részletezem, hogy mi minősül bányatérképnek, és hogy a külfejtéses bányászat kapcsán melyek a nélkülözhetetlen térképtípusok. A második fejezetben a bányászati főfolyamatok bányamérési tevékenységeit megalapozó jogszabályokról, rendeletekről és ezek esetleges változásairól írok. Az ügyrendek által megfogalmazott előírások mellett, áttekintem a szabályzatokat, és kiemelem azokat a 1

6 jogszabályi fejezeteket és paragrafusokat, amelyek döntően befolyásolják a bányaüzem mérési feladatait. A harmadik fejezetet szakdolgozatom központi érdemi részének szánom, hiszen ebben a részben a bányászati kitermelés talán legfontosabb bányamérési munkafolyamatát, a tömegszámítások módszereit, illetve az azokhoz szükséges mérőeszközöket ismertetem. Dolgozatom utolsó fejezetében a bányamérés egyik legkorszerűbb adatnyerési módszeréről, a műholdas helymeghatározó rendszer hátteréről írok, bemutatom a bányaüzemben használt GPS készülékek tulajdonságait, felhasználási területüket, továbbá ismertetem a műholdas rendszer marótárcsás kotrón történő alkalmazásának előnyeit. Bányászati technológia alkalmazása [4] A Bükkábrányban létrehozott külfejtéses bányászati technológia legelső feladata a lignittelepek fölött elhelyezkedő meddőkőzet eltávolítása. Az így eltávolított meddő alól már lehetőség van kitermelni az ásványvagyont. Ahogy a bányászati tevékenység folyamatosan halad előre, úgy a letakarított meddőt vissza kell tölteni a nyitott bányatérségbe, azaz a létrehozott bányagödröt be kell tölteni (1.1. ábra) ábra: A bükkábrányi külfejtés 2

7 Ahhoz, hogy a termelési munkafolyamatok megkezdődhessenek, előzetes víztelenítés szükséges. Ennek folyamán a fedő- és köztes rétegekben lévő vizet a mélyebben fekvő víztároló kőzetképződményekbe vezetik, innen pedig búvárszivattyúk és kutak segítségével a felszínre hozzák, ahol aztán azt mesterséges és természetes vízfolyások segítségével vezetik el. A meddőkőzet eltávolítása marótárcsás kotrók alkalmazásával történik, valamint a kisebb munkafolyamatok esetén, illetve a marótárcsás gépek munkájának elősegítése érdekében egykanalas kotrógépek is felhasználásra kerülnek. A lignit, vagyis szén kitermelését merítéklétrás kotrógépekkel végzik (1.2. ábra) ábra: Merítéklétrás kotrógép a hozzá kapcsolódó szalagkocsival A bükkábrányi előfordulásban két széntelepet különböztetnek meg. A felszínhez közelebbi úgynevezett főtelepre kevesebb, az alsó telepre már több meddőbenyomódás jellemző. A két telep között körülbelül egy-két méter vastagságban köztes meddőtelep helyezkedik el, amelynek kitermelése mára már döntően marótárcsás kotróval, közvetlen átrakásos technológiával történik, ugyanakkor egykanalas kotrók alkalmazása is megvalósul. A szén esetében is nélkülözhetetlen az egykanalas kotrógépek munkája. A letermelt meddő- és nyersanyag elszállítása szalagpályákon történik. A különböző gépláncokon a feladott anyagtól függően eltérő hevederszélességű szalagokat alkalmaznak. 3

8 Bükkábrányban négy marótárcsás kotrót használnak a fedő meddő eltávolítására. A kotrók technológiától függően szalagkocsival, illetve saját szalagpálya rendszerrel rendelkeznek. Ezek hányóképző gépekhez kapcsolódva önálló elnevezésű gépláncokat alkotnak. Ha a géplánc csak a kotrógépből és hányóképzőből áll, akkor közvetlen átrakásos rendszer üzemel. A bükkábrányi külfejtésben a szenes géplánc esetében magyar fejlesztésű rézsűhidat alkalmaznak, amely 24 méteres emelési magasságával lehetővé teszi a szintkülönbségek áthidalását. A bányászati kitermelés során, a Bükkábrányban üzemelő törőmű segítségével a nagydarabos frakció leválasztható, amely lehetővé teszi a főtelepből felszínre hozott lignit lakossági célú értékesítését és felhasználását. A bükkábrányi lignit keletkezése [4] Magyarország meglehetősen nagy lignitvagyonnal rendelkezik, mely a 60-as-70-es években végzett földtani kutatások adataiból jól ismert. A Bükkaljai lignit a pliocén korban, azaz a földtörténeti újidő harmadidőszakának végén képződött. Ekkor az egyre jobban édesedő Pannon-beltengerben, amely a Thetysből különült el, elsősorban finomtörmelékes üledékek képződtek. A későbbi időszakban itt létrejött öblökben megindult a mocsarasodás, és a szubtrópusi éghajlat kedvezett a mocsári növények, például ciprus, sás és nádfélék valamint különféle fák, például fűz elterjedésének. Ezen növények maradványainak több millió éves felhalmozódásából keletkezett a lignit. Mivel ez a nyersanyag a szénülési folyamatok kezdeti fázisát képviseli, így a növényi maradványok még jól felismerhetőek benne. A Pannon-medence süllyedéses, illetve feltöltődéses folyamatai révén egyre több növényi maradvány halmozódott fel, így meglehetősen nagy kiterjedésű lignit-telepek jöttek létre. A bükkábrányi lignitre minőségi szempontból elsősorban a lignithez képest viszonylag magas fűtőérték, ugyanakkor a szintúgy magas kén-, hamu- és nedvességtartalom jellemző. A telepek közt váltakozóan homokos, agyagos, iszapos meddő található (1.3. ábra). 4

9 1.3. ábra: A lignit ( A Bükkábrányi Bányaüzemben eltöltött nyári szakmai gyakorlatom során elsősorban a bányamérő szakemberek munkáiban vettem részt, amelyek során egyre több ismeretet szereztem tevékenységi körükről. Közreműködtem a különböző kitűzési feladatokban. Erre példaként a következőket említeném meg. A szalagpálya rukkolását elősegítő kitűzést több alkalommal is végrehajtottuk és segédkeztem a rekultivált, fásított területet körülvevő kerítéssor pontjainak kijelölésében is. Jelen voltam a kúthálózat pontjainak kitűzésénél és geodéziai meghatározásánál, továbbá számos alkalommal karósorral kitűztük a marótárcsás kotrógépek által jövesztendő termelési blokkokat is. Ezeket a kitűzési munkálatokat a terepviszonyoknak megfelelő műszerekkel végeztük el, így főleg a GPS segítségét vettük igénybe, hiszen a mérési munkálatok esetén az egyik legfontosabb tényező az idő, azaz mindent a lehető leggyorsabban, ugyanakkor a legpontosabban kell meghatározni. A meddőhányók elhelyezése és felmérése kapcsán is sok elméleti és gyakorlati ismeretet szereztem. Tömeg- és térfogatszámításokhoz szükséges mérésekben is volt szerencsém részt venni. Ezeknél a feladatoknál is a terepi és a pontra állási lehetőségeket figyelembe véve választottunk meg a mérési módszert és a mérőműszert. Elektronikus mérőállomás segítségével határoztuk meg a lefejtett meddő számításához szükséges vízszintes és magassági részletpontokat. A terepi mérések befejezése után a mérőeszközök adatait 5

10 számítógépbe importáltuk és AutoCAD szoftver, valamint a már meglévő bányatérképek segítségével, azok kiegészítésével térképi ábrázolás készülhetett az adott kotró haladásáról, az általa lefejtett meddő paramétereiről. Ehhez kapcsolódóan egyéni feladatot kaptam a gyakorlat idején, besegítettem a hónap végi tömegszámításokba. Egy előre bemért és térképen ábrázolt területen én rajzoltam be a számításhoz szükséges tömböket, majd ezek területének, köbtartalmának kiszámítását az arra megfelelő segédeszközzel magam hajtottam végre. Azáltal, hogy a bányaterület közvetlen környezetében régészeti ásatások is folytak, lehetőségem volt az itteni kisgépes földmunkákat mérni, elsősorban GPS készülékkel. A bányaméréshez csak közvetetten kapcsolódó szén mintavételezési munkálatokba is bepillantást nyerhettem, tanulmányoztam a mintavételezés helyét jelző széntérképeket, ismereteket szereztem a szén lakossági célú felhasználási lehetőségeiről, vasúti kocsikon történő elszállításáról, betekintést nyertem a minőségi paramétereiről készült dokumentumokba. Mivel az egyetemi tanulmányaim során inkább a gyakorlatiasabb órákat kedveltem, külön örömöt jelentett számomra, hogy nyári gyakorlatom idején szinte minden nap kimehettem a bányaterületre (üzemi területre), ott műszerekkel mérhettem és segíthettem a bányamérő szakemberek aktuális munkáját. Rengeteg tapasztalatot szereztem a külszíni bányászat tevékenységéről, új ismereteket sajátítottam el. Addig kevésbé vagy egyáltalán nem ismert szoftvereket és műszereket láthattam és használhattam. Ami a legfontosabb, hogy lehetőségem volt megismerni a valós és gyakorlatban legtöbbször alkalmazott mérnöki feladatköröket. 6

11 1. Bányatérképek és az azokra vonatkozó általános követelmények 1.1. A térképek követelményei [1] A bányatérképek napjaink egy új elnevezése szerint - térképi adatbázisok, amelyek a bányászati tevékenység során bekövetkezett, és digitális mérőműszerekkel, például GPS készülékkel, vagy mérőállomással megállapított változásokat rögzítik. Mivel szakdolgozatom elsődleges célja, hogy részletesen bemutassa a külfejtéses bányászat jogi, törvényi és szakmai hátterét, éppen ezért a bányatérképek esetében, az általános követelményeken túl, elsősorban a legfontosabb térképtípusokkal és a külszíni fejtéssel összefüggő térképi ábrázolásokkal foglalkozom, amelyek a Bükkábrányi Bányaüzemben is megtalálhatók. A bányatérképekre vonatkozó törvényi előírásokat a 10/2010. (II.26.) KHEM rendelet rögzíti, amelynek legújabb formája től hatályos. A rendelet által megfogalmazott legfontosabb követelmények: - a térképeket digitális formában, térképező vagy térinformatikai szoftver felhasználásával kell elkészíteni, - a térképek készítése és kiegészítése során a bányavállalkozó vagy a hites bányamérő minden esetben az állami térképi adatbázis adatait köteles felhasználni, - mivel a bányafelügyelet méréseket végezhet, vagy végeztethet a térképek helyességének ellenőrzése végett, így ha az ellenőrzés eredményei úgy kívánják, a bányavállalkozó köteles a felülvizsgálatra és esetleges javításokra, további mérések elvégzésére, a térképkészítés során felhasznált mérési adatok és egyéb számítások dokumentumainak átadására, illetve teljesen új bányatérkép vagy térképmellékletek elkészítésére. A rendelet alkalmazásában bányatérképnek minősül: - a kutatási térkép, - a bányatelek térkép, - a bányaművelési térkép, 7

12 - a tervtérkép, - a légvezetési térkép, - a hidrogeológiai térkép, - a villamos hálózati térkép, - a fúrólyukas bányászati kitermelés üzemi és üzemi átnézeti térképei, - a kőolaj-, kőolajtermék- és földgázszállítás távvezetéki, távvezetéki átnézeti térképei, - és a környezetvédelmi térkép. A felsoroltak közül a rendelet szerint a kutatási, a bányatelek, a bányaművelési térkép, valamint a fúrólyukas bányászati kitermelés üzemi és üzemi átnézeti térképei, a kőolaj-, kőolajtermék- és földgázszállítás távvezetéki, távvezetéki átnézeti térképei és a környezetvédelmi térkép minősül bányászati szempontból alaptérképnek. A 10/2010. (II.26.) KHEM rendelet 4. és 5. -a kimondja, hogy minden bányatérképet, az EOV, azaz Egységes Országos Vetületi rendszerben kell elkészíteni, és a kinyomtatott térképeken fel kell tüntetni a rendszer keretjeleit is, amelyből adott esetben az EOV rendszer koordináta-hálózata megrajzolható. A mérési tevékenységhez minden esetben a földmérési és térképészeti állami alapadatokat szükséges felhasználni, vagy ezekre kell támaszkodni a vízszintes és magassági ponthálózatot létrehozásakor. A rendelet további előírásai elsősorban a térképek tartalmára és ábrázolási feladataira összpontosítanak. 4. (2) A bányatérképeken ábrázoltakat mérethelyesen, jelkulcsokkal és azok magyarázatával kell feltüntetni. [1] A jelkulcsok szabványait a rendelet 1. melléklete foglalja magába. Amennyiben azok a szabványoknak megfelelőek, úgy magyarázatukat nem szükséges feltüntetni, viszont a szabvány vagy jogszabály megnevezését igen. A térképek rétegkiosztásának részleteit a 2. mellékletben találjuk. A bányatérképeken a jogszabály szerint számos dolgot szükséges megadni, pl. a megnevezéseket, a méretarányokat, stb. Ezeket a rendelet 6. -a írja le: 6. (1) Minden bányatérképen fel kell tüntetni: a) a bányatérkép megnevezését, 8

13 b) a bányavállalkozó nevét, székhelyét, c) a kutatási terület megnevezését, ha a bányatérképen feltüntetett bányászati tevékenység ahhoz kapcsolódik, d) a bányatelek védnevét, a létesítmény vagy terület nevét, e) a bányatérkép vetületi rendszerét, magassági alapszintjét, a felhasznált vízszintes és magassági alappontok azonosító számát és magasságát vagy a felhasznált műholdas korrekciós szolgáltatás megnevezését, f) a koordináta-hálózatot értékeivel, a méretarányt, az EOV rendszer keretjeleit koordináta értékükkel, g) a közigazgatási határokat a települések nevének feltüntetésével, h) a bányatérkép készítésének idejét, forrásait és módját, valamint utolsó kiegészítésének időpontját, i) a nyilvántartási sorszámot, j) a bánya veszélyességi minősítését a minősítési fokozattal együtt, k) telepenként vagy telep-szeletenként készített bányatérkép esetében a telepek vagy telepszeletek megnevezését, l) a bányatérkép helyességéért felelős hites bányamérő nevét, nyilvántartási sorszámát, m) nyomtatott formátum esetében a hites bányamérő eredeti aláírását, valamint a bányavállalkozó eredeti cégszerű aláírását. (2) A mélyműveléses és külfejtéses bánya bányaművelési és tervtérképein haladéktalanul fel kell tüntetni a biztonsági, védő- és határpilléreket, az azokat megállapító bányafelügyeleti határozatok megjelölésével. [1] A rendeletben megtaláljuk a felelős műszaki vezetőre vonatkozó kötelező intézkedéseket is: 7. A bányaüzem felelős műszaki vezetője köteles: a) félévente ellenőrizni a bányatérképek készítését és kiegészítését, b) a hites bányamérőt mindazon adattal ellátni, melyet a bányatérképen haladéktalanul fel kell tüntetni, és c) a hites bányamérő rendelkezésére bocsátani minden olyan egyéb, nem mérésből származó adatot, melyet a bányatérképen ábrázolni kell. [1] 9

14 Az előzőekből is belátható, hogy a bányatérképek szerkesztésére, a rajtuk jelölni szükséges adatokra szakszerű szabályozások vonatkoznak. Az alapvetően feltüntetendő adatok mellett, természeten minden térképet, az arra a térképre jellemző legfontosabb speciális jellemzőkkel látnak el, biztosítva ezzel azt, hogy az adott térkép a funkcióját betöltse A Bükkábrányi Bányaüzemben szerkesztett bányatérképek A bányaüzemben a fúrólyukas bányászati kitermelés, a szénhidrogén szállítás, valamint a mélyművelés (légvezetési, hidrogeológiai, villamos hálózati) térképeit kivéve, a bányatérképnek minősülő és a jogszabályban rögzített térképek mindegyike előállításra kerül. Ezek részleges, vagy teljes körű megszerkesztése minden esetben a bányamérő szakemberek feladata. Minden egyes térképen külön jelölik annak megnevezését, méretarányát, készítésének és kiegészítésének dátumát, megadják a vonatkozó vetületet és magassági rendszert, a szabványokban rögzített jelkulcsok jelmagyarázatát, a térkép helyességéért felelős személyt, valamint a bánya üzembe-helyezésének idejét is (lásd az 1.4. ábrát). Miután az elkészült térképek helyességét ellenőrizték, azt aláírással látják el, jelezve ezzel azt, hogy az a jogszabályokban megfogalmazott követelményeknek, valamint a valóságnak eleget tesz. 10

15 1.4. ábra: A térképek legfontosabb jellemzőit rögzítő keretek 11

16 A bányatelek térkép A bányatelek térkép, vagy átnézeti térkép az a térkép, amelyen a bányakontúr és a bányatulajdon határán kívül feltüntetésre kerülnek a védő- és határpillérek, a környező községek és települések bel- és külterület határai, amelyekkel a bánya érintkezik (1.5. ábra). A legfontosabb jellemzők közül azon természetesen megtalálhatók még a földmérési alapponthálózat vízszintes és magassági pontjai, továbbá a fő közlekedési utak, vasutak, a természetes képződményekből pedig a folyóvizek, patakok, esetleges állóvizek ábra: A bányatelek térkép egy részlete 12

17 A bányaművelési térkép A bányaművelési térképen - a könnyebb megkülönböztethetőség és az átláthatóság érdekében - minden egyes a bányaterületen található nagy- és kisgépes munkaszintet eltérő színnel tüntetnek fel. Ezen kívül szintúgy eltérő színekkel jelzik a kitermelni kívánt szén előfordulását, a köztes meddő elhelyezkedését, a meddőhányókat, valamint a kiszenelési területeket (lásd 1.6. ábra) ábra: A bányaművelési térkép részletei 13

18 A környezetvédelmi térkép A környezetvédelmi térkép alapját minden esetben a bányatelek térkép adja, így az azon megtalálható jelöléseket természetesen ezen a térképen is feltüntetik. Ezen kívül külön jelekkel ellátva megadják még a por- és zajmérési helyeket, feltüntetve mellettük a határértékeket, vízszintfigyelő és vízszintsüllyesztést szolgáló fúrásokat és fúrólyukakat, a süllyedésmérések helyét, valamint a víztelenítés következtében kialakult depressziós terület határát is (lásd 1.7. ábra) ábra: A környezetvédelmi térkép egy részlete A bányatérképek elkészítése során a legnagyobb problémát a bánya kiterjedése és előrehaladása miatt szinte állandóan változó részletpontok térképi feltüntetése jelenti. Havonta több ezer rajzelemet egyenként, manuálisan kell elkészíteni, kiegészíteni, összedolgozni, amely rendkívül idő- és energiaigényes tevékenység. További nehézséget okoz, hogy minden térkép digitális változatát ma már három dimenzióban kell elkészíteni, valamint még az, hogy a kétdimenziós változatok minden egyes paraméterére be kell 14

19 állítani a z koordinátát is. A különböző rézsűvonalak és csatlakozási pontok összekapcsolását már függőleges értelemben is meg kell oldani, ez azonban sok esetben csak nagy nehézségek árán, vagy egyáltalán nem valósítható meg további átszerkesztések nélkül. A bányatérképek technológiai felhasználásával, majd a második fejezetben, a bányászati főfolyamatok részletezésekor foglalkozom, így ott fogom majd kiemelni a bányatelek, a bányaművelési és környezetvédelmi térkép vonatkozó jellemzőit, jogszabályban rögzített sajátosságait. A bányatérképek készítése és kiegészítése a hites bányamérő feladata, akit az egyes térképek megszerkesztése érdekében minden, mérésből és nem mérésből származó adattal el kell látni. Az elkészült bányatérképeket minden esetben hitelesítetni kell, amelyet szintúgy a hites bányamérő végez A hites bányamérő [2],[3] A hites bányamérő a rábízott szakmai feladatokat önállóan és teljes felelősséggel kell, hogy végezze. Legfőbb feladatai: a bányamérés felügyelete, a technológiai műveletekkel, a bányakárokkal és rekultivációs feladatokkal összefüggő tevékenységek mérési ellenőrzése, az egyes üzemi bányatérképek elkészítése és hitelesítése. Elsősorban a bányavállalkozót terhelő legfontosabb mérési munkákat végzi el. Egy adott személy a Magyar Bányászati és Földtani Hivatal (későbbiekben MBFH) hites bányamérői nyilvántartásába csak saját kérelem és minősítő vizsga alapján kerülhet be. Ennek megfelelően sem hatósági, sem egyéb gazdasági társaság vagy intézmény nem kérvényezheti egy hites bányamérő most említett nyilvántartásba vételét. A hites bányamérő szakmai képesítésére és gyakorlatára vonatkozó követelményeket a 12/2010. (III.4.) KHEM rendelet foglalja magába. Ennek az 1. -ának (1) bekezdése megadja, hogy ki kérelmezheti e feladatkör ellátását. 1. (1) Hites bányamérő az a személy lehet: a) aki az e rendeletben meghatározott szakirányú felsőfokú szakképzettséggel és szakmai gyakorlattal, továbbá sikeres szakmai minősítő vizsgával rendelkezik, b) aki nem áll a bányamérői tevékenység folytatásától történő eltiltás hatálya alatt, és c) akit a Magyar Bányászati és Földtani Hivatal (a továbbiakban: MBFH) a Hites bányamérők nyilvántartás -ába (a továbbiakban: nyilvántartás) felvett. [2] 15

20 2. A bányászati főfolyamatok bányamérési tevékenységének jogi feltételei, követelmény rendszere [5] A bányászati tevékenységek végzése rendkívül összetett feladat, éppen ezért megfelelő szabályozások nélkül lehetetlen jól működő kitermelési munkálatokat végrehajtani. A Mátrai Erőmű Zrt. bányászati területén meghatározott ügyrendek {ÜI2, ÜTB1, ÜTB3 BSIG}, és a részletesen kifejtett szabályozási tevékenységek megfelelő alapot biztosítanak a bányaüzemek bányászati főfolyamatainak végrehajtására, segítségükkel a feladatok megvalósítása ütemezhető, ezáltal átláthatóbb munkavégzés valósulhat meg Bükkábrány Bánya egymásra épülő bányászati főfolyamatai Az alfejezet címében foglaltakat a 2.1. ábra szemlélteti ábra: A bányaüzem főfolyamatai [5] 16

21 Ebben a fejezetben a Társaság (ME Zrt.) ügyrendben meghatározott bányászati főfolyamatait, azon belül is a bányamérési tevékenységi körhöz tartozó feladatokat és technikákat ismertetem. Minden folyamat esetén, amennyiben az érvényesül, kitérek a jogi szabályozás hátterére, a betartandó jogszabályokra és a tartalmi követelményeket magában foglaló rendeletekre Szénigény Maga a szénigény az egyes bányák által kitermelendő és a Visontai Erőmű részére átadandó szénmennyiség, amelyet elsősorban az erőmű hőigénye alapján határoznak meg. Ezen kívül egy szándék, egy elhatározás, amelyben figyelembe veszik a termék iránti keresletet, a belföldi és külföldi értékesítés lehetőségeit, azok becsült és számított profitértékeit. Minden felhasználási lehetőséget számba vesznek, így mind a piaci, az ipari energiatermelési, a vegyipari és még a kisfogyasztói, azaz lakossági igények is tanulmányozásra kerülnek. Ezen adatok ismeretében pedig már olyan módon lehet változtatni a kitermelési paramétereket, hogy a bánya széles körű igényeket kielégítve hosszú távon is nyereséges legyen Földtani kutatás, alapadatbázis kezelése [1],[6],[20] Az adott nyersanyag iránti igény még nem elegendő ahhoz, hogy bárhol bármilyen eszközökkel megkezdhessük annak kitermelését, hiszen kutatómunkálatok hiányában vakon fognánk hozzá a termelési tevékenységhez. Éppen ezért a bányászati főfolyamatok közül az első és talán legfontosabb lépés a földtani kutatás. A kutatás és az ebből származó adatok nélkül ugyanis a bánya nyitása és a kitermelés megindítása kivitelezhetetlen. Ahhoz azonban, hogy megkezdhessük magát a kutatási procedúrát, megfelelő jogi háttérre és engedélyekre van szükség. A kutatási jog megszerzésének feltétele, hogy megfelelő és pontos geodéziai, valamint földtani adatokkal rendelkezzünk a bányászati kitermelésre szánt területről. A geodéziai hátteret minden esetben a bányamérési szakemberek által végzett műszeres mérések és kitűzések, a létrehozott alapponthálózat és a térképi dokumentáció adja. A bányászathoz kapcsolódó törvények, hatósági eljárások, rendeletek és az előírások figyelembe vételével ki kell dolgozni egy megfelelő geodéziai rendszert, amelynek 17

22 segítségével az előkészítési munka kivitelezhető, a tervezéssel és elszámolással kapcsolatban álló feladatok pedig pontosan végrehajthatók. A kutatási jog megszerzésének engedélyeztetési háttere az évi XLVIII. törvény, azaz Bányatörvény (Bt.) 21. és 22. -ában található meg. A bányászati tevékenység engedélyezése Bt.21. (1) A bányavállalkozó a bányászati tevékenységet a bányafelügyelet engedélyével kezdheti meg, és az abban foglalt feltételek megtartásával végezheti. (2) Kutatási jogot adományozni vagy kutatást engedélyezni, valamint bányatelket megállapítani kizárólag az ásványi nyersanyagok és a geotermikus energia fajlagos értékének, valamint az értékszámítás módjának meghatározásáról szóló kormányrendelet szerinti ásványi nyersanyagok tekintetében lehet. [6] A kutatás engedélyezése Bt.22. (1) Zárt területen koncesszió keretében meghatározott ásványi nyersanyag vagy geotermikus energia kutatására a miniszter a koncessziós szerződésben kutatási jogot adományoz. Nyílt területen meghatározott ásványi nyersanyag kutatására a bányafelügyelet kutatási engedélyt ad. (2) Az adományozott kutatási jog vagy a kutatási engedély a kutatási területen a bányavállalkozónak kizárólagos jogot ad az ásványi nyersanyag-, illetve geotermikus energia-kutatási műszaki üzemi terv benyújtására, a jóváhagyás kezdeményezésére és az ásványi nyersanyag, illetve geotermikus energia jóváhagyott kutatási műszaki üzemi terv alapján végzett kutatására és elfogadott kutatási zárójelentés alapján a bányatelek megállapításának, a geotermikus védőidom kijelölésének kezdeményezésére. (3) A kutatási tevékenység az (1) bekezdésben meghatározott feltételen túlmenően csak jóváhagyott kutatási műszaki üzemi terv alapján kezdhető meg. A kutatási műszaki üzemi tervet a bányafelügyelet hagyja jóvá. [6] A 22. további része kitér a tervezett kutatási időszakra, a kutatási munkaprogram jogosultságának részleteire, a kutatási engedélyek kiterjesztésére és esetleges visszavonására. Ezen kívül megtaláljuk benne a bányavállalkozók egymás közti megállapodására hozott intézkedéseket és természetesen a megállapodások tartalmi követelményeit. 18

23 A kutatási engedélyek megszerzése után Kutatási Műszaki Üzemi Tervet (MÜT) kell készíteni. Magát a kutatási tevékenységet csak jóváhagyott kutatási műszaki üzemi terv alapján lehet megkezdeni. Az engedélyezést és jóváhagyást minden esetben az illetékes bányahatóság végzi. A kutatási műszaki terv egy összetett terv, amelyet a jogadomány tulajdonosa nyújt be a bányakapitányságnak. A tervet benyújtó az engedélyezést követően már jogosult a megkutatni kívánt ásványi nyersanyagok paramétereinek meghatározására, műszeres mérések végzésére, a kutatást elősegítő fúrások, vágatok létrehozására, valamint kezdeményezheti a leendő bányatelek megállapítását is. A terv készítésének koordinálását, természetesen a tervezési és fejlesztési feladatok végrehajtásával egyetértésben, az adott bányaüzem bányaművelési és bányamérési osztálya végzi. Alapvetően két részből áll össze a kutatási terv, egy szöveges és egy térképi részből, ennek tartalmi követelményeit külön jogszabályban foglalták össze. A terv szöveges részének tartalma: a kutatási engedélyhez kapcsolódó határozat száma és keltezési dátuma, a tervezett kutatási feladatok, azok technológiája és biztonsági feltételek, a telepíteni kívánt kutatólétesítmények, azok helye és vonulási útvonala, intézkedések a kutatás módjára, az ütemezett technológiára, az esetleges veszélyek hatástalanítására, ütemezett tájrendezési feladatok és műszaki intézkedések a káros környezeti hatások megakadályozására, hiteles műszaki üzemi tervtérkép. A MÜT térképi részeként, a kutatásról és a kutatási tervről meghatározott méretarányú térképeket kell készíteni és azt a MÜT mellékleteként megszerkeszteni. A tervtérképnek mindenképpen tartalmaznia kell a már végrehajtott és tervezett kutatási feladatok létesítményeit, valamint annak a területnek a körvonalát, amelyre a kutatási engedély kiterjed. A tartalmi követelményeket az előző fejezetben már ismertetett 10/2010 (II.26.) KHEM rendelet több részlete határozza meg. Mivel a Kutatási Műszaki Üzemi Terv térképi melléklete is bányatérkép, így alapvetően ugyanazok a tartalmi elvárások vonatkoznak rá, mint minden más bányatérképre. 19

24 A térképi alapkövetelményeken túl kizárólag a kutatási térképekre vonatkozólag különböző előírásokat fogalmaztak meg, amelyek a 11. -ban találhatók meg. A kutatási térkép 11. (1) Ásványi nyersanyag, szénhidrogének tárolására alkalmas földtani szerkezetek és geotermikus energia kutatásához kutatási térképet kell készíteni. A kutatási térképet a kutatási létesítmények ábrázolásától és a kutatási eredmények értékelhetőségétől függően 1:1000 1: méretarányban kell készíteni az állami térképek és a meglévő bányatérképek felhasználásával. A kutatási térképet a kutató bányavállalkozónak kell őriznie. [1] A 11. második része taglalja a kutatási térképen feltüntetni szükséges adatokat, jelöléseket, így az kitér a kutatási területek megnevezésére, a határvonalak, töréspontok sorszámozására és az adatbázis tartalmára. Ezen kívül jelzi, hogy jelölni kell a kutatás szempontjából fontos fúrások típusait, a geofizika mérések nyomvonalát, a kivett területeket, valamint a felhasznált magassági és vízszintes részletpontok számát, magassági értékükkel együtt. (3) A kutatási térképet szükség szerint, de legalább évente kétszer, a június 30-i és a december 31-i, valamint a kutatás befejezési állapotának megfelelően ki kell egészíteni. Ha nincs a térképi tartalomban változás, akkor a meglévő kutatási térképen hites bányamérővel újból hitelesítve az utolsó kiegészítés dátumát kell feltüntetni. [1] A MÜT mellékleteként benyújtott kutatási térkép tartalmi követelményeit már megemlítettem a 6. és 11. ismertetésénél, ezen felül további jelölési utasítást ad meg a 12., miszerint fel kell tüntetni a tervezett kutató létesítményeket és azokat a tervezett és ütemezett tájrendezési feladatokat, amelyek összefüggenek a kutatási tevékenységgel. A kutatások végrehajtása által biztos ismereteket szerezhetünk a számunkra fontos, később bányászati kitermelés alá vont területekről, ezen kívül a kutatási folyamatok segítségével a kitermelni kívánt ásványi nyersanyag minőségére és mennyiségére vonatkozóan is pontos földtani adatok nyerhetők. 20

25 A lignit tulajdonságait tekintve a legfontosabb adatok: - térfogatsúly, - fűtőérték, - hamutartalom, - kéntartalom. A lignit földtani elhelyezkedését tekintve: - fedő és feküszint, - vastagság. A kapott adatokról készült dokumentumok megküldése minden évben kötelező az azzal foglalkozó állami szerveknek. Törvényi alapját a Bt ában rögzítették: Földtani adatszolgáltatás és az adatok kezelése Bt.25. (1) A bányavállalkozó a bányászati tevékenység során nyert földtani adatokat évente köteles az állami földtani feladatokat ellátó szervnek megküldeni. (2) A bányavállalkozó köteles a) az ásványi nyersanyag mennyiségére, minőségére és elhelyezkedésére, a geotermikus energia földkéregbeli viszonyaira vonatkozó kezdeti adatokat a kutatási zárójelentésben, b) a termelés megkezdését követően az ásványvagyonban bekövetkezett változást, illetve a kinyert és a hasznosított geotermikus energia mennyiségére vonatkozó jelentést évente, továbbá c) a bánya bezárásakor, illetve a mező felhagyásakor a visszahagyott ásványvagyonról készített kimutatást az állami földtani feladatokat ellátó szervnek megküldeni. (4) A bányavállalkozó felelős a szolgáltatott adatok valódiságáért, amelyet az állami földtani feladatokat ellátó szerv jogosult ellenőrizni. [6] Összefoglalva, érthető tehát az, hogy a kutatási tevékenység a bányászati termelés alapvető előfutára, amelynek végrehajtásáig jogszabályokon és engedélyek megszerzésén keresztül juthatunk el. A pontosan előírt, benyújtandó tervek, a technológia eltervezése, a felhasználni kívánt műszerek és létesítmények ismerete mind elengedhetetlen ahhoz, hogy 21

26 felhasználható és kellően pontos adatok kerüljenek a birtokunkba, amely segítségével a későbbi munkálatoknak is biztos alapot adhatunk Bányászati stratégiai tervezés Ahogy azt már említettem, a bányászati folyamatok esetén megfelelő tervek és előre eltervezett lépések nélkül nem lehet megvalósítani az előzetes elgondolásokat, legyen szó a kutatásról, vagy már a tényleges termelésről. Éppen ezért szükséges különböző időtávokra és ennek megfelelő tevékenységi feladatokra pontos tervezeteket készíteni. Ilyen terv a bányászati stratégiai terv is, a bányászati tevékenység egy komplex terve, amelyet 5 évnél hosszabb időre határoznak meg. A stratégiai tervezés kapcsán alakítják ki a különböző bányaművelési koncepciókat, ezekből pedig már dokumentálhatók az állapotrajzok, hossz- és keresztszelvények részletei. A tervezési folyamat fontos része a bányászati termelési tevékenységet alapvetően meghatározó alaptérképek elkészítése. Ezeket különböző dokumentumok, így például domborzati, szerkesztési alaptérképek, vonalas létesítmények bemérési térképei, valamint ezeket kiegészítő jegyzőkönyvek segítségével, a hatályos jogszabály figyelembe vételével kell elkészíteni. A tervezés folyamatán belül a Bt. alapján meghatározzák a termelési bányaművelési lehetőségeket, majd az elkészült területi lehatárolásokról pontos dokumentációt készítenek. Ilyen elhatárolt terület a bányatelek, amelynek jogi hátterére vonatkozóan a Bt ában találunk megállapításokat, így például a bányatelek definíciójára: Bt.26. (1) Ásványi nyersanyagot feltárni és kitermelni, szénhidrogén felszín alatti tárolására földtani szerkezetet hasznosítani a Föld felszínének és mélyének e célra elhatárolt részén (a továbbiakban: bányatelek) szabad. [6] Röviden tehát a bányatelek megadja, hogy a Föld mely elhatárolt részén lehet ásványi nyersanyagot kitermelni. Ugyanitt a Bt ában találjuk az alábbi nagyon fontos információt is: (5) A bányatelek megállapítása és az ingatlan-nyilvántartásba történt bejegyzése nem változtatja meg a bányatelekkel lefedett felszíni ingatlanok tulajdonjogát, rendeltetését és 22

27 használatát. A bányatelek megállapítása nem minősül a terület-igénybevétel megkezdésének. [6] Ennek megfelelően tehát ahhoz, hogy egy adott ingatlanon bányászati kitermelés kezdődhessen, meg kell változtatni annak rendeltetését és használati funkcióját, nem elég csupán azt bányatelek határral lefedni. Az adott változásokról minden esetben változási vázrajzot kell készíteni az adott bányaüzem bányamérő szakembereinek, amelyben dokumentálják az állami alapadatok megváltozásának mértékét. [7] A változási vázrajz [8] A változási vázrajzokat a földmérési alaptérképek tartalmi előírásainak felhasználásával készítik, amelyen az alaptérkép, például telekalakításból következő változásai átvezethetők. A vázrajzok készítésénél figyelembe kell venni az ingatlannyilvántartás előírásait, az alaptérképek tartalmi és pontossági szabályait, illetve a területrendezést meghatározó intézkedéseket. Bányászati szempontból vizsgálva a vázrajzok fajtáit, illetve azt, hogy milyen munkálatok kapcsán szükséges változási vázrajzot létrehozni, megkülönböztetünk földrészlet határ, földrészleten belüli adatok változását jelző és azzal összefüggő változási vázrajzokat. Földrészlet határának megváltozása esetén beszélhetünk megosztásról, telekegyesítésről, telekhatár-rendezésről, telekcsoport újraosztásáról, illetve kisajátításról. Földrészleten belül bányászati tevékenységhez kapcsolódóan a művelési ág megváltozását említhetjük. Annak ellenére, hogy az ingatlan-nyilvántartási térképi adatbázisban nem eredményeznek változást, a jog bejegyzésére szolgáló változási vázrajzot, a kitűzési vázrajzot és vázlatot, a felmérési vázlatot, valamint megvalósítási térképét vagy a földrészleten belül használati megosztással kapcsolatos vázrajzot is változási vázrajzként kezelik. A bányaüzemben a változási vázrajzok digitális formában készülnek, a földhivataltól kapott nyilvántartási térkép és a tulajdoni lap felhasználásával. Minden esetben állami alapadatok alapján közigazgatási egységenként vagy ezen belül, ha több fekvést érintenek a változások, fekvésenként kell a változási vázrajzot készíteni. A vázrajz készítésére vonatkozó általános előírások közé tartozik, hogy északi tájolású legyen, vagy legalábbis fel legyen tüntetve az északi irány, a címfelirat jelezze az adott település helyrajzi számát és nevét. A terület kimutatásokat és digitális földmérési alaptérkép által 23

28 készített változási vázrajzokat (2.2. és 2.3. ábrák) analóg formában, nyomtatva is elő kell állítani ábra: Részlet a 0145/8 helyrajzi számú földrészlet megosztásának változási vázrajzából 2.3. ábra: A megosztás változásait rögzítő terület kimutatás a földrészletek paramétereivel 24

29 A bükkábrányi bányaüzemben a változási vázrajzokat, a mérési és kitűzési vázlatokat, valamint a telekalakítási helyszínrajzot jelenleg a DigiCart Kft. ITR elnevezésű szoftverével készítik el, mivel ez a program a bányászati gyakorlatban is jól ismert és alkalmas a pontos és minőségi vázlatok megszerkesztésére Az ITR [9] Az ITR, azaz Interaktív Térképkészítő Rendszer szoftvere egy célszoftver, hiszen meghatározott szakterületre készült. Legfontosabb jellemzője, hogy a program az adatbázis-kezelés szabályain alapul. Az alkalmazható feliratok és azok betűtípusai, a jelkulcsok változatossága, a vonaltípusok sokfélesége és a megjeleníthető rétegek nagy száma is az alapvető szolgáltatásai közé tartoznak e térképező szoftvernek. Az ITR egy.ibn formátumú vektor térképpel dolgozik, ez az alapértelmezett adatállománya. Lehetőségünk van korábban szerkesztett állományok előhívására, beállíthatjuk a munkánkhoz szükséges rétegkiosztásokat, vonaltípusokat, feliratokat. A méretarányok és a különböző grafikai elemek megjelenítését is magunk végezhetjük, lehetőség van a méretaránynak megfelelő jelkulcsok, pontmegírások lehívására, valamint olyan sablonok kiválasztására, amelyek a kért rétegek paramétereit már alapvetően tartalmazzák. A szoftver jellemzője, hogy a CAD szoftverek formátumait is támogatja. Ez nagy segítség a nagyméretarányú térképek szerkesztése esetén, ahol a grafikai megjelenítéseket és az egyéb paraméterek beállításait, létrehozását az arra leginkább felhasználható program segítségével végezzük A bányatelek térkép [1] Annak ellenére, hogy a Bányatörvényt szinte havi szinten módosítják, a bányatelekre vonatkozó jogi előírások nem változtak az elmúlt időszakban. Ezzel ellentétben, a bányatelek térképi részét illetően már több módosítással is találkozhatunk, ami elsősorban annak tudható be, hogy a jogszabályt csupán éves periódusokban frissítik. A térképi előírásokat a 10/2010 (II.26.) KHEM rendelet foglalja össze, amelynek 13. -a pontosan leírja, hogy a bányatelek térkép milyen módon készüljön, mit tartalmazzon, mik azok a részletek, amelyeket mindenképp szükséges feltüntetni ahhoz, hogy a térkép megfelelő információt adjon és hatóságilag elfogadott formátumú legyen. 25

30 13. (1) A bányatelek térkép a kutatási zárójelentés adatainak és az ingatlannyilvántartási térképi adatbázis hiteles másolata teljes tartalmának felhasználásával készül. A kőolaj- és földgázbányászat, valamint a földtani szerkezetben történő szénhidrogén-tárolás bányatelek térképe az állami ingatlan-nyilvántartási térképi adatbázis adatállományából létrehozva, csökkentett tartalmú térképi állományban is készíthető. [1] A paragrafus második részében találjuk a térképen feltüntetni kívánt adatok részleteit. Az előzőleg érvényes jogszabályhoz képest több helyen találunk módosított részeket, így például a térképen már a lakott helyeket is fel kell tüntetni, a mélyfúrások esetén az ásványi nyersanyaggá minősített telep vastagságáról is már számot kell adni, illetve a bányatelek domborzatát sem elegendő 5m-es szintvonalakkal megadni, hanem figyelembe kell venni a geodéziai felmérést, az állami topográfiai térképi adatbázist és a digitális domborzatmodellt is. (3) A bányatelek térképen méretarányosan fel kell tüntetni a bányatelekkel fedett és művelni tervezett ásványvagyont tartalmazó átlagos (jellemző) rétegsort és a bányatelek jellemző földtani szelvényét. Szénhidrogénekre vonatkozó bányatelek esetén a földtani szelvény helyett a támpontul szolgáló kút (kulcskút) rétegszelvénye is megadható. (4) A bányatelek térképre fel kell jegyezni a határvonal töréspontjainak koordinátáit (x, y és z), a fedő- és alaplap magasságát, valamint a bányatelek területét. Szénhidrogénekre vonatkozó bányatelkek esetében a z érték megadása nem kötelező. (5) A bányatelek térképen ábrázolni kell a védőpillérek általános metszetét. [1] 2.5. Bányászati középtávú tervezés A bányaüzem legfontosabb bányászati főfolyamatainak középtávú tervezési részeként a termeléssel összefüggő bányaművelési feladatok kapnak hangsúlyt. Az ehhez felhasznált dokumentumok már tartalmazzák az előzetesen elvégzett és immár teljesen pontos területi lehatárolásokat, megadva bennük a művelési határokat, valamint átnézeti térképeket. Kiegészítésként és a bányaművelés tervezett feladatainak fontos alapjaként geotechnikai szakvéleményt is megfogalmaznak. Ez a szakvélemény geotechnikai szakértő által, földtani alapokon és laboratóriumban, mechanikai méréseken alapuló tanulmány. 26

31 Pontos szabályokat fogalmaz meg a rézsűk kialakítását illetően, és meghatározza a rézsűk méretezésére irányuló biztonsági összefüggéseket. A bányászati középtávú tervezés kapcsán létrehozott terv a bányaműveléshez kapcsolódó tevékenységeket 3-5 évre előre meghatározza. Mint minden tervezetnek, ennek is a bányaművelési térkép adja az alapot. Szorosan illeszkedik a hosszú távú bányaművelési tervekben foglaltakhoz, rögzíti és részletezi azokat a fő paramétereket, amelyek meghatározzák az alapvető műveléstechnológiai, termelési, környezetvédelmi és rekultivációs tevékenységeket. A tervben kitérnek: a széntermelés volumenére, a meddőletakarítás technikai megvalósítására, a szén minőségi paramétereire, karbantartási és beruházási feladatokra, a kapacitások és hőigény kérdéseire. A terv létrehozása és az abban foglaltak végrehajtása egymásra épülő folyamatok, valamint engedélyezési háttér kapcsán valósul meg. A szükséges alapadatok megállapítása után elkészítik magát a középtávú bányaművelési tervet, majd a zsűrizés és a terv aktualizálása után előterjesztik azt a bányaigazgatók és főosztályvezetők részére. A jóváhagyást követően vezetői értekezleten is megvitatják a tervet, majd ha esedékes, végrehajtják a véleményezett módosításokat. Végül az így jóváhagyott tervet megküldik a bányászati stratégiai igazgató által kijelölt szervezetnek Éves tervezés Az éves tervezési tevékenység a középtávú tervezés 5 éves időtartamához képest csupán 1 évre előre határozza meg a bányászati munkafolyamatok végzését. Az elkészítése során ügyelni kell arra, hogy a benne foglaltak illeszkedjenek mind az 5 évnél hosszabb időre szóló stratégiai tervhez, mind pedig a középtávú bányászati tevékenység terveihez. Az éves tervbe a különböző feladatköröket meghatározó paraméterek kerülnek, így a művelés technológiájára vonatkozó információk, a termeléssel, karbantartással, biztonsági 27

32 intézkedésekkel, tájrendezéssel, környezetvédelemmel kapcsolatos ügyek, valamint a pénzügyek, beruházások paraméterei. Az előzetes főfolyamatokhoz, így a stratégiai és középtávú tervezéshez, valamint a földtani kutatáshoz hasonló tervezési folyamatok kerülnek meghatározásra a tervezetben. A pontos művelési- és bányahatárokat feltüntető átnézeti térképek segítségével kezelik az alapadat bázist. A munkaszintek geometriai paramétereinek megadásával biztosítják a bányászatot lehetővé tévő feltételeket. Végül pedig a tervek összekapcsolása, az egymásra épülő feladatok összeállítása után elkészítik az éves tervet. Az éves és középtávú tervek alapjait minden esetben a távlati bányaművelési terv adja. A tervben megfogalmazott hosszú távú stratégia kisebb egységekre lebontva, alapvetően meghatározza a rövid- és középtávú tervezetekben leírtakat. A terv többnyire a bánya teljes élettartamára vonatkozó végrehajtandó feladatokat foglalja össze. Azáltal, hogy a becsült távlati időszakra megadja a művelési irányokat, a termelés mértékét, a technológiai feladatok összességét, biztos alapot ad a bánya tervek szerinti üzemeltetéséhez. A legfontosabb művelési technológiai paraméterek/feladatok: - munkaszintek száma és geometriája, - rézsűkialakítások, - állapotrajzok, - hossz-, illetve keresztszelvények, - szalagpályák hossza, - technológiai sávok elrendezésének meghatározása, - vízkezelési és víztelenítési módok, geometriai adatok, - bányabeli közlekedés, - végleges hányófelületek. Az éves tervezés mellett a bányaüzemben további rövidtávú tervezetet is készítenek. Ilyen a technológiai feladatok operatív tervezése kapcsán létrejött terv, amelyet a MÜT és az erőmű szénigénye alapján dolgoznak ki, és amely biztosítja a havi szinten történő koordinálást a szén- és meddőtermelés folyamataiban. 28

33 Ez három tervezési egységből áll, amelyek mindegyikét havi szinten készítik: 1. bányaművelési terv, 2. alvállalkozói tevékenységi terv, 3. karbantartási terv. Az alvállalkozói tevékenységi és a karbantartási tervek mellett a legfontosabb tartalommal kétségtelenül a havi bányaművelési terv bír. A művelési tervet a technológiai mozgások és meddőtermelés tervezett kieső időit magában foglaló formanyomtatványi mellékletekkel együtt a bányaüzem Bányaművelési- és Bányamérési Osztálya készíti el. A bányaművelési tervnek tartalmazni kell: - a saját meddőletakarítás operatív köbméteres tervét, - a gépláncok mozgását, szalagpálya nevét, rukkolás idejét és paramétereit, - a kotró- és hányóképző gépekre lebontva a havi műveléstechnológiai tervet, valamint segédgépes tevékenység technológiai tervét. Az adott hónapban kialakított bányaművelési terveken kívül a bányaigazgatók egyéb, más időtartamú operatív tervek elkészítését is szorgalmazhatják. Ezeket az adott termelési körülményeket figyelembe véve, valamint a havi bányaművelési tervben foglaltakkal egyetértésben alakítják ki. A bányaművelési operatív tervet a jogszabályokban előírtaknak megfelelően havonta kell elkészíteni, az operatív tervtérkép előállítása azonban heti legalább egy alkalommal kell, hogy megvalósuljon. A bányaművelési operatív tervtérkép M=1:2000 méretarányú, benne a meddő- és szénjövesztés feladatait, a hányóképzés programjait, valamint különböző tevékenységek aktualitásait tüntetik fel. A tervkészítés alapjait adó adatokat, így a technológiára vonatkozó értékeket, a geodéziai és mérési paramétereket a bányaüzem Bányaművelési- és Bányamérési Osztálya állapítja meg. A bányamérési munkák jogi hátterére vonatkozóan a 10/2010 (II.26.) KHEM rendelet ad pontos meghatározást. Ezen belül a bányaművelési térképek elkészítésére vonatkozó szabályok mellett magára a tervtérképre irányuló tartalmi követelményeket is 29

34 megtaláljuk. Mivel a tervtérkép alapját a bányaművelési térkép adja, így először annak jellemzőit ismertetem, és aztán térek rá a tervtérkép részleteire A bányaművelési térkép és tervtérkép [1],[6] 22. (1) A külfejtéses bányák bányaművelési térképei terepi mérések alapján készített vektoros formátumú digitális adatbázisok, amelyek a térképi megjelenítésen túl alkalmasak a bánya háromdimenziós térmodelljének előállítására is. [1] A bányaművelési térképet 1:1000 vagy 1:2000 méretarányban kell elkészíteni a bánya kiterjedésétől függően, ennek ellenére ezeknél nagyobb méretarány alkalmazása is megengedett. A rendelet szerint a térképeken minden esetben megkülönböztető jelzéssel fel kell tüntetni a haszon- és meddőanyag, a készletek és meddőhányók alakzatait, elhelyezkedésüket. Jelölni kell a bányászati létesítményeket, üzemeket, a vízelvezető árkokat, csatornákat és a bánya környezetében jellemző domborzati viszonyokat is, amelyekhez az állami térképi adatbázis adatait kell felhasználni. Szükséges feltüntetni többek között az esetleges víztartó rétegek elhelyezkedését, vízszint- és nyomásadatokat, a térkép készítéséhez használt alappontokat, azok magasságainak adataival, mind a védő- és határpilléreket, valamint a bányában megmért pontokat, azok valóságos magasságával együtt. Minden esetben törekedni kell a megfelelő részletességű és pontosságú geodéziai mérések elvégzésére, hiszen az ellenőrző méréshez képest a térfogatszámítás (digitális modell alapján) hibája nem haladhatja meg az 5%-ot. A most említett pontossági elvárás biztosításához a rendelet több pontban is megfogalmazza a szükséges felmérés irányelveit, így például: - a közel vízszintes felületeken a felületi pont bemérése minimálisan 20 méteres közelítő rácshálóban történjen, - ha a bányafalak nagyon meredekek, nehezen, vagy egyáltalán nem járhatók, akkor ebben az esetben a felmérés 10 méterenkénti rácshálóban történjen, - minden mérés elvégzésekor olyan alapadatokat, eszközöket és módszereket kell alkalmazni, hogy a részletpont bemérése legfeljebb 10cm-es abszolút hibával rendelkezzen. 30

35 A bányatérképhez felhasznált alap- és részletpontokról minden esetben digitális állományban koordinátajegyzék készítése szükséges, amely a pontjellegre vonatkozó kódokat is ha vannak ilyenek - magába kell, hogy foglalja. (6) A bányaművelési térkép alapjául szolgáló digitális állományt, valamint a nyomtatási célra készített állományt, hordozható vektoros rajzcsere formátumban is el kell menteni. A két változat kialakítható egy állományban is. Papír alapú, nyomtatott formátumban történő adatszolgáltatás esetében a nyomtatási térképet nem módosítható formátumban is el kell menteni. (7) A digitális állományt nem újraírható adathordozón kell tárolni. [1] A térkép kinyomtatott példányát a bányaüzemben kell tárolni. Amennyiben nincs erre alkalmas hely, akkor olyan helyen kell tartani, ahol a műszaki felügyeleti személy bármikor hozzáférhet. A tervtérkép 23. (1) A tervtérképet a bányaművelési térkép digitális állományának másolatán, annak méretarányában kell készíteni. [1] A paragrafus második része taglalja a feltüntetendő, megfelelő színjelzéssel ellátott kitermelési helyeket és a kitermelt anyagok mértékét, a tervtérképhez készülő mellékletet képező metszetek helyét, biztonsági övezetek határvonalait, valamint tájrendezési feladatokat is. (3) A tervtérképhez annyi és olyan méretarányú metszetrajzot kell mellékelni, hogy azokból a bánya jellemző viszonyai (a bányafal magassága, a kőzethomlok dőlésszöge, a szintek száma és magassága) megállapíthatóak legyenek. (4) A tervtérkép egy papír alapú, kinyomtatott példányát a bányaüzemnél kell őrizni. Ha a bányaüzemben nincs állandó tárolásra alkalmas hely, akkor a tervtérkép egy papír alapú, kinyomtatott példányát a műszaki felügyeleti személy által hozzáférhető helyen kell tartani. [1] A tervezett bányászati tevékenységeket a kutatási tevékenységekhez hasonlóan csak jóváhagyott Műszaki Üzemi Terv alapján végezheti a bányaüzem. A MÜT külfejtések 31

36 esetében maximum tizenöt éves időtávra készíthető, és minden esetben illeszkednie kell a rövidtávú, így az éves üzleti tervekben foglaltakhoz, valamint a középtávra tervezett üzleti feladatokhoz is. Alapelőírásait a Bt a és annak több bekezdése részletezi, így például: Bt.27. (1) A feltárási, kitermelési és meddőhányó hasznosítási tevékenységet jóváhagyott műszaki üzemi terv szerint kell végezni. (2)A műszak üzemi tervet a műszaki-biztonsági, az egészségvédelmi, a tűzvédelmi szabályok és az ásványvagyon-gazdálkodási, a vízgazdálkodási, valamint a környezet-, természet- és tájvédelmi követelmények figyelembevételével úgy kell elkészíteni, hogy az biztosítsa az élet, az egészség, a felszíni és a föld alatti létesítmények, valamint a mező- és erdőgazdasági rendeltetésű földek megóvását, a bányakárok, a környezeti-természeti károk lehetséges megelőzését, illetve csökkentését, továbbá a tájrendezés településrendezési eszközökben foglaltaknak megfelelő teljesítését. [6] Felépítése hasonló a kutatási műszaki tervhez, így szöveges részből, valamint térképmellékletből áll. Szöveges részének tartalmaznia kell az előirányzott kutatási, feltárási és termelési feladatok összességét, a meddőhányó hasznosítás technológiai hátterét és biztonsági fejlesztéseit, a bányaterületek megnevezését, ahol a tervezett feladatokat kívánják teljesíteni, valamint geológiai viszonyokat, esetleges bányaveszélyeket. Meg kell adni a kitermelési területek kutatási munkáit, a külszíni létesítmények műszaki jellemzőit. Ki kell térni abban a bányaüzem energia-ellátási rendszerére, a fejlesztési feladatokra, ezen kívül a művelés módjára, ütemezésére és technikai hátterére is. A felsoroltakon túl a bányaveszélyekről, a várható károkról, azok megelőzéséről, a környezeti hatásokról, valamint a műszaki-, biztonság-, tűzvédelmi tevékenységekről is részletesen be kell számolni. Nagyon fontos, hogy a megtervezett intézkedésekről minden esetben indoklás szülessen, és meg kell adni azok végrehajtásának tervezett lépéseit is. A MÜT térképi részére vonatkozó előírásokat a már említett 10/2010. (II.26.) KHEM rendelet foglalja össze. Vhr.14. (4)A műszaki üzemi tervet, illetve a módosítására irányuló kérelmet a tervezett tevékenység megkezdését megelőzően kell jóváhagyásra a bányakapitánysághoz benyújtani. [1] 32

37 A leírtakból látható, hogy a bányászati tevékenység végzése érvényes, hatóságilag jóváhagyott MÜT nélkül tilos, így az ásványvagyon- és vízgazdálkodást, a környezetvédelmet, a bányaveszélyeket és bányakárokat érintő tevékenységek esetén az előzetesen meghatározottaktól eltérni is csak külön a Bányakapitányság engedélyével szabad. A MÜT készítésének koordinálását a Bányatervezési és fejlesztési Osztály irányadásai mellett a bányaüzem Bányaművelési- és Bányamérési Osztálya végzi. A mérési osztály szakemberei minden esetben a már ismertetett előírások alapján végzik feladataikat. Mérési, szerkesztési és térképezési munkájuk mellett, feladatkörükbe tartozik a határidők betartása, a pontosság és dokumentálhatóság fenntartása, a technikai háttér biztosítása, valamint a térképek megőrzése, biztonságos elhelyezése is. Tevékenységük során gondosan ügyelnek arra, hogy eleget tegyenek a jogszabályokban foglaltaknak, ezzel megfelelő támaszt adva a tervezési folyamatok ezen ágának Elővíztelenítés és felszíni víztelenítés A külfejtéses bányászati tevékenység alapvető feltételeit az elővíztelenítés munkafolyamata teremti meg. Az elővíztelenítés során az ásványi nyersanyagot körülvevő, valamint a telepek közt elhelyezkedő, általában nyomás alatt álló rétegvizet távolítják el, csökkentve ezzel a talajban ébredő feszültségeket. A hosszú távú bányaművelési terv haladási üteméhez szorosan kapcsolódik a víztelenítési terv, amelyet minimum 5 éves időtávra készítenek. A tervezet a vízjogi engedély alapját adja, annak lejárta előtt 9 hónappal kell elkészíteni. A tervben bemutatásra kerülnek a víztelenítéssel érintett területek jellemzői, mind földtani, mind pedig hidrogeológiai szempontból. Leírják abban a víztelenítési módot, a tervezett létesítmények paramétereit, a víz kiemelésének mennyiségi értékeit, a már felszínre hozott víz különböző célú hasznosításának lehetőségeit, valamint a technológia alkalmazása következtében esetlegesen kialakuló környezeti hatások és károk volumenét, azok elhárítását célzó intézkedéseket. A víztelenítési feladatok elvégzése ellenére a bányagödörben a fejtésre kerülő rétegekből, valamint a csapadékból származó víz időről időre megjelenik, ennek meghatározott, rendezett úton történő eltávolításával a nyíltvíz tartás technológiája foglalkozik. Az elővíztelenítés és nyíltvíz tartás tervezési folyamatában a bányaüzem Bányaművelésiés Bányamérési Osztálya közvetlenül nem vesz részt, azt a Bányatervezési- és fejlesztési 33

38 Osztály végzi. Így a bányavíz emelési operatív terv elkészítése sem a bányamérési részleg feladata. Ennek ellenére különösen a mérési feladatokat tekintve már alapvető fontossága van a bányamérők tevékenységének. Legfőbb munkáik közé tartoznak a víztelenítés megkezdéséhez elengedhetetlen fúrólyukak bemérése, a már kiemelt víz elvezetését lehetővé tévő csorgák és árkok kialakítása, kitűzése, valamint a víztelenítési térképek létrehozása és állandó frissítése. Emellett a bányamérő szakemberek a felszíni víztelenítés hatásának, valamint hatékonyságának meghatározásában is közvetlen mérési munkálatokat végeznek. Feladatuk: megadott időközönként a víztelenítés által kialakult süllyedések mérése vagy azok mérésének elvégeztetése. Az esetleg bekövetkezett változásokat rögzítik, a hatóságok felé a megfelelő dokumentumokkal együtt megküldik. A változások szemléltetésére, a földtani és vízföldtani adatok megadására környezetvédelmi térképet készítenek M=1:25000 méretarányban, igény szerint azt melléktérképekkel is kiegészítik. A környezetvédelmi térkép elkészítésére és a benne leírtakra vonatkozó kötelezően megvalósítandó feladatokat a 10/2010 (II.26.) KHEM rendelet 30. -a foglalja össze: A környezetvédelmi térkép [1] 30. (1) Minden bányászati tevékenységhez a műszaki üzemi terv mellékleteként olyan környezetvédelmi térképet kell készíteni, amelyen nyomon követhetőek a bányászati tevékenység környezeti hatásai és az ezek miatt bekövetkezett változások. A környezetvédelmi térképet a bányászati tevékenység területének nagyságától függően 1:1000 1: méretarányban kell készíteni az állami térképek felhasználásával. [1] A második pontban a környezetvédelmi térkép tartalmi követelményeire vonatkozó előírásokat rögzítették. Ezt a rendelet 30. -ában is megtaláljuk. Ezen kívül jelzik a kiegészítésre vonatkozó követelményt is: (3) A környezetvédelmi térképet szükség szerint, legalább évente a december 31-i állapotnak megfelelően ki kell egészíteni. [1] 34

39 Mivel az esetleges süllyedések a bánya belső vagy külső környezete károsodásához vezethetnek, így a bányászati főfolyamatokon belül, a bányakárok esetén is a változások mérése és azok felszíni mozgásmérési dokumentumba történő rögzítése szükséges Meddőtermelés, széntermelés A bányamérési munkálatokat tekintve a meddő- és széntermelés tényleges jövesztési folyamatában is vannak kiemelkedő munkavégzési és tervezési kötelezettségek. Mindkét termelési főfolyamat esetében az előkészítés és az ellenőrzés munkálataiban is történik bányaméréshez kapcsolódó dokumentumok elkészítése, műveleti utasítások, technológiai előírások, szintvezetések- és természetesen a megfelelő bányatérképek felhasználása. Ezen kívül a szén minőségi és mennyiségi előre jelzése is megvalósul. A fejtési frontokon rendszeresen elvégzett mintavételezést, a frontokra jellemző minőségi adatok kiértékelését is a bányamérők és bányaművelők végzik. A Bányaművelési- és Bányamérési Osztály dolgozói a kitermelt meddőhöz és szénhez kapcsolódóan is végrehajtanak különböző méréseket. Ezek a kontrollmérések, a jövesztő berendezések fajlagos teljesítményének műszeres mérése és számítása, a szintvezetések és blokkparaméterek mérései és kitűzései. Mind a meddő, mind a szén mennyiségi mérését, a tömegszámítások végrehajtását, a kapott adatok kiértékelését, a köbméterek elszámolását és azok megküldését a megfelelő hatóságokhoz szintén a bányamérő szakemberek végzik el. A hasznos ásványi nyersanyag, valamint a meddőanyag kitermelt mennyiségére vonatkozó számításokat, illetve az ehhez szükséges mérőműszerek tulajdonságait a 3. fejezetben részletesen ismertetem Tájrendezés [6] A Műszaki Üzemi Terv alapján a bányaüzem Bányatervezési- és fejlesztési Osztálya, valamint a Bányaművelési- és Bányamérési Osztály éves tájrendezési tervet készít, amelyben összeállítják a már felhagyott fejtési területek rekultivációs feladatait, a növénytelepítések munkálatait, az előírt környezetvédelmi vizsgálatok lépéseit és a még mindig bányászati fennhatóság alá tartozó területek esetleges más célú hasznosításának lehetőségeit. 35

40 Bt.36. (1) A bányavállalkozó köteles azt a külszíni területet, amelynek használhatósága a bányászati tevékenység következtében megszűnt vagy lényegesen korlátozódott, a műszaki üzemi tervnek megfelelően, fokozatosan helyreállítani, és ezzel a területet újrahasznosításra alkalmas állapotba hozni vagy a természeti környezetbe illően kialakítani. [6] A műszaki terv tájrendezési fejezetében ki kell térni a bányászati tevékenység, valamint a külszíni létesítmények által megváltoztatott külszíni terület teljes rekreációjának tervezett céljára, a célok eléréséhez szükséges ütemezett feladatok részleteire, és természetesen a tervidőszak ütemére is. Saját kivitelezés alapján vizsgálják a végrehajtás módozatát, szerződéseket, pályázatokat állítanak össze, majd a munkaterület átadási jegyzőkönyvének elkészítésével egyetemben végrehajtják a kivitelezést és megszerkesztik az építési napló dokumentumát. A tervezett feladatok kivitelezése minden esetben csak a műszaki üzemi terv bányafelügyelet általi jóváhagyása után lehetséges Bányabezárás, szüneteltetés [6] A bányabezárási és szüneteltetési munkálatok szempontjából jelentős feladatok nem hárulnak a Bányamérési Osztály szakembereire. Közvetlen kapcsolat csak a Műszaki Üzemi Terv és azok mellékletei, térképi ábrázolásai útján jön létre, hiszen a bezárás vagy szüneteltetés munkafolyamata csak kellően pontos és összehangolt terv alapján valósítható meg, ehhez pedig adatsorok és bizonyos térképek, mint például megszüntetési bányatérkép szükségesek. Vhr.26. (1) A bánya bezárása (megszüntetése), a mező felhagyása és a tájrendezés befejezése tervezhető a kitermelésre készített műszaki üzemi tervben vagy külön e célra kidolgozott műszaki üzemi tervben. [6] A bánya bezárására létrehozott műszaki üzemi tervnek az alábbiakat kell tartalmaznia: a bányabezárás környezetre gyakorolt hatásvizsgálata, műszaki-biztonsági intézkedések a természeti értékek, a külszín és a felszín alatti vizek védelmére, 36

41 tervezett intézkedések a tájrendezés befejezésére, más célra felhasználható bányászati létesítmények ismertetése, a lebontásra tervezett létesítmények ismertetése, ütemterv a bezárás után esetlegesen előforduló bányakárok megelőzésére, elhárítására, környezetvédelmi kötelezettségek végrehajtására, intézkedések a meddőhányók hasznosítására, megszüntetésére. Mellékletek a bányabezárási MÜT-höz: jegyzék a földtani dokumentációkról, kimutatás a visszamaradt ásványvagyonról, műszaki terv a bányászati létesítmények más célú felhasználására, bányatérkép a bánya megszüntetési állapotáról, környezetvédelmi térkép, környezetvédelmi engedély. A bányabezárási műszaki tervet a bányafelügyelet hagyja jóvá. Minden esetben megvizsgálják annak lehetőségét, hogy a megszűnt bányatérségek, illetve bányászati létesítmények alkalmasak-e egyéb közcélú felhasználásra, emellett a meddőhányó hasznosítás kérdéseire is kitérnek. Az elbírálás során kötelesek megvizsgálni az ipartörténeti jelentőségű gépek, berendezések, valamint ehhez kapcsolódó dokumentumok megőrzési lehetőségeit. Összefoglalva a fejezetbe foglaltakat belátható, hogy nem csak a kutatási, és kitermelési tevékenységek végzése engedélyköteles, hanem a bánya bezárására irányuló intézkedések is mind jogszabályokban, az ismertetett keretek között, engedélyek és jóváhagyás útján valósíthatók meg. 37

42 3. A tömegszámítások és köbtartalom meghatározás eszközeinek ismertetése Az előző fejezetekben ismertetett jogszabályok, mint láthattuk, egyértelműen meghatározzák a kitermelési főfolyamatok végzésének lépéseit, a bányászati térképezés tartalmi követelményeit, valamint a földterületekkel végzendő tevékenységek hátterét. Mivel a kitermelni kívánt ásványi nyersanyag az állam tulajdona, így abban a pillanatban, hogy tevékenységünkkel azt a felszínre hoztuk, kötelesek vagyunk előre meghatározott mértékű részesedést nyújtanunk az államnak. Ez a részesedés a bányajáradék, amelynek kiszámítását és szabályozását, éppen úgy, ahogy minden bányászati munka esetében, jogszabályban rögzítették. A bányajáradék megállapítására és számítására vonatkozó követelményeket így megtaláljuk a Bányatörvény (1993. évi XLVIII. törvény) 20. -ában. Bt.20. (1) A kitermelt ásványi nyersanyag és geotermikus energia után az államot részesedés, bányajáradék illeti meg. [6] Ezen kívül megfelelő részletességgel az 54/2008. (III.20.) Korm. rendelet foglalkozik a fajlagos érték és az értékszámítás módjának meghatározásával. Ahhoz azonban, hogy a bányajáradékot megállapíthassuk, pontos ismeretekkel kell rendelkeznünk az általunk kibányászott hasznos ásványi nyersanyag mennyiségi paramétereiről, ehhez pedig általunk elvégzett mérések és számítások szükségesek. Részlet a rendelet 2. (2) bekezdéséből: A bányavállalkozónak a teljes évre (tárgyévre) vonatkozó ásványi nyersanyag mennyiségi változásait kizárólag geodéziai felmérésen alapuló térfogatszámítással kell meghatároznia. A meghatározás módját és eredményét mérési adatokkal és jegyzőkönyvvel valamint számítással kell bizonylatolni. Az éves változást a bányaművelési térképen fel kell tüntetni. A geodéziai méréseken alapuló ásványi nyersanyagot meghatározó számításokat hites bányamérő által ellenjegyzett dokumentációba kell foglalni. [19] 38

43 A tömegszámítások elvégzéséhez és hatékony kiértékeléséhez megfelelő terepi mérések, valamint ezek megvalósítását lehetővé tévő mérőműszerek alkalmazása szükséges. Külfejtések felmérése esetében a terepviszonyoknak megfelelően történik az alkalmazni kívánt műszerek kiválasztása. A legfontosabb mérési eljárások közé tartozik a GPS-szel történő mérés, amely időjárástól és alappont hálózattól független mérési lehetőség, ezen kívül a szelvényvonalak alapján történő derékszögű koordinátamérés, vagy a poláris koordinátamérés elektronikus, úgynevezett robot mérőállomás segítségével. A gyakorlatban elmondható, hogy mind a műholdak segítségével történő felmérések, mind a földi, mérőállomásokkal végrehajtott mérések egyformán elterjedtek és sok esetben a két módszer kombinálása révén még pontosabb adatok nyerhetők. Ennek megfelelően a két megoldást a Bükkábrányi Bányaüzemben is váltakozva vagy éppen egyszerre alkalmazzák Terepi mérésekhez használt elektronikus mérőállomás [10],[11],[12] A bányában alkalmazott mérési technológiák közül a tömegmérések esetében főleg mérőállomással történő adatnyerés terjedt el, mivel a méréseket nagy kiterjedésű területen végzik, ezért nagyon fontos az időtényező, a kiértékeléshez szükséges adatokhoz való minél gyorsabb hozzájutás. A bányabeli mérésekhez egy ilyen, a céloknak maximálisan megfelelő mérőeszköz a Geotrade Kft. által forgalmazott Trimble S6 elnevezésű mérőállomása (3.1. ábra). 39

44 3.1. ábra: Trimble S6 mérőállomás A mérőműszer alapvető tulajdonságai közé tartozik az automatikus jelkövetés, a nagy hatótávolságú távmérés, amelyet akár prizma nélkül is lehet végezni, az integrált felmérés, a belső memória alkalmazása, vagy akár a vezeték nélkül történő adattovábbítás lehetősége. A jelentős újításokat tekintve, a passzív prizmakövető rendszer valamint a használat közbeni folyamatos kompenzálás azok a jellemzők, amelyek kiemelkedővé teszik ezt a készüléket. Passzív prizmakövetés esetén csak az előzőleg már beazonosított prizmák követése valósul meg, így több prizma alkalmazása esetén sem áll fenn a félreazonosítás veszélye. Az úgynevezett Sure Point technológia a mérés közben aktív és folyamatos kompenzálást hajt végre és egy bizonyos tartományon belül képes az újrapozícionálásra, ezáltal pedig szinte tökéletes síkok kitűzése válik lehetővé. Amint az a 3.2. ábrán látható, a készülék oldalán helyezkedik el a koincidencia csavar, amely elektromos mozgatású, a vízszintes és függőleges szervo csavarok, valamint egy többfunkciós nyomógomb is, mely mérhet, regisztrálhat vagy keresheti a prizmát is. A készülék alacsony energiaigénye miatt a belső telep akár 6 óra folyamatos mérést is lehetővé tesz. 40

45 3.2. ábra: Trimble S6 oldalnézete A mérőállomás vezérlője a Trimble Control Unit (TCU), mely 256 Mb belső memóriával rendelkező, kis tömegű, színes érintőképernyővel, valamint beépített Bluetooth porttal rendelkező egység (3.3. ábra) ábra: Trimble Control Unit [12] 41

46 3.2. A terepi mérés megvalósulása, poláris koordinátamérés [13] A mérőállomás terepen történő felállításához ismert koordinátájú pontra van szükség, ezért egy fakaróval új pontot létesítünk a terepen, olyan helyen, ahonnan a terepviszonyok változatossága ellenére belátni a mérendő területet. A műszer pontra állítása és a mérés megkezdése előtt feltétlenül szükséges a mérendő terület domborzati viszonyainak megítélése, hiszen mérés közben a műszer új pontra állítása értékes időt vehet el. A karóval kijelölt álláspont koordinátáit maga a mérőállomás is képes meghatározni, de csak megfelelő számú látható, ismert koordinátákkal rendelkező tájékozó pont felhasználásával. Így egyes esetekben, amikor az ismert pontok nem kellő számban állnak rendelkezésre, GPS segítségét veszik igénybe. Ezután már a mérőállomást felállíthatjuk az álláspontunk fölé. A műszer bekapcsolása után el kell végeznünk az alapbeállításokat. Ügyelni kell rá, hogy pontosan hajtsuk végre a szükséges beállításokat, hiszen a hibás beállítás a mérési eredmények pontatlanságához vezethet. Ezeket a műveleteket a mérések megkezdése előtt elegendő egyszer megtenni. A mérőállomás alapbeállításai: - szög- és távolságmérés mértékegysége, - vetületi rendszer, - földgörbületi sugár, - mérési pontosság (hibahatárok), - ha prizmára mérünk prizmaállandó, - azon fájlok formátuma, amelyek később felhasználásra kerülnek, - koordinátajegyzékek, - hova tárolja el a műszer az adott mérési munkákat, - alappont koordinátajegyzék (ezt később lehet változtatni). Az általunk megjelölt pontról egy másik ismert pontot irányzunk meg, ez lesz a tájékozó irány, ezután egy részletpont ezen iránnyal bezárt szöge, távolsága, valamint a magasságkülönbség is meghatározható (3.4. ábra). Ha több tájékozó iránnyal dolgozunk, 42

47 akkor azok koordinátáit célszerű már a terepi munka előtt beimportálni a műszerbe, így kiküszöbölhetjük annak a lehetőségét, hogy a terepen elgépeljük a koordináták értékét. Minden mérés során, az adott művelet legfontosabb beállításait is el kell végeznünk. Megadjuk a munka és álláspont nevét, majd betápláljuk a műszer magasságát, a légnyomás és hőmérséklet értékeket. A mérés alapja a már meglévő megfelelő sűrűségű alappont hálózat. Elektronikus mérőállomások esetében a tereppontok bemérése beállított magasságú prizmarúdra erősített prizmával történik (3.5. ábra). A kívánt részletpont vízszintes irányértéke, magassági szöge és a szög ferde távolsága a tájékozást követően mérhető. A mérési elemek és az előre meghatározott adatok felhasználásával a részletpontok koordinátái már megadhatók, ugyanis a műszer kiszámolja és eltárolja az általunk megadott helyre a kért koordinátákat. Belátható tehát, hogy a terepen nyert mérési adatokat már nem kell külön feldolgozni, hiszen tényleges koordináta értékeket kapunk. A részletpontok száma és sűrűsége természetesen változtatható. Erről annak megfelelően döntünk, hogy milyenek a terepviszonyok, milyen méretarányú térkép készítéséhez szükségesek az adatok, valamint hogy milyen a magassági ábrázolás részletessége és 3.5. ábrák: Irányzás, és a részletpont meghatározásához szükséges prizma 43

48 A mérés során a vízszintes részletpontok mindig a terep, vagy valamely terepi objektum jellemző pontjai. Tömegszámításhoz szükséges mérések esetében ilyen jellemző pont például a rézsűtető, rézsűláb, valamint a kotrógép haladásának szintje, az úgynevezett placc. A modern mérőműszerek beépített lézeres távmérője segítségével a rézsűtető, melynek megközelítése nehézkes és veszélyes is lehet, prizma nélkül is mérhető. Ez a megoldás tovább gyorsítja a mérést. Ez esetben nincs szükség prizmára és figuránsra a részletpont meghatározásához. Mivel a mai elektronikus mérőállomások grafikus kijelzővel vannak ellátva, a felmért területről a műszerrel már a terepen el lehet készíteni a digitális térképet. Ahhoz, hogy a felmért területről megfelelő részletességű és pontosságú térkép készülhessen, ahogy azt már említettem, minden általunk meghatározott pontnak ismernünk kell a koordinátáit. A mérendő részletpontokra a prizmával a figuránsok állnak. Állandó rádiókapcsolat szükséges, hiszen minden ponton közölniük kell, hogy milyen részletponton tartózkodnak, illetve ha a terepviszonyok miatt változtatni kell a prizma magasságát, akkor azt is. A figuránsok a mérendő területen körülbelül 30 lépésenként állnak meg a prizmával, ha tagoltabb a terep, akkor kevesebb lépésszám után jelentkeznek be (3.6. ábra). Amennyiben a terepviszonyok nem teszik lehetővé, hogy a prizma a mérni kívánt pontra kerülhessen, például víz alatt van, akkor a figuráns dönt, hogy hol legyen a mért részletpont, ugyanakkor jelzi az eltérést is, amelyet később a térkép készítésekor javítani lehet ábra: Figuránsok mérés közben 44

49 Korábban azt is említettem, hogy a műszer már a részletpontok bemérésekor megállapítja azok koordinátáit, és azokat a belső memóriájában el is tárolja. Ezeket az adatokat egy alapformátumban, azaz.job formátumban menti el. Ezt a kiterjesztést már a műszer menüje segítségével át lehet alakítani.raw formátumúvá, amely elengedhetetlen ahhoz, hogy később a számítógépen felhasználható legyen. A terepi munka befejezése után kimentésre kerülnek a meghatározott pontok adatai. A már említett egyszeri adatkonvertálást ezután egy másik követi, mely során egy GEOUTIL elnevezésű DOS alapú program segítségével a.raw kiterjesztést.koj, azaz koordinátajegyzék formátummá alakítják át. Mivel a térképszerkesztő AutoCAD szoftverben megtalálható egy koordinátajegyzék beolvasó segédprogram, így a felmért részletpontok már térhelyesen megjeleníthetőek a munkarajzon, ezután pedig már csak ezen pontok összekötése, összekapcsolása, és az esetleges módosítások végrehajtása történik meg. Minden mérés esetében a fentebb leírt módon hajtják végre a szükséges konvertálásokat, majd a már meglévő bányatérképek kiegészítésével a tömegszámításokhoz szükséges részletek megállapíthatók lesznek Köbtartalom számítás A jogszabályokban leírtak szerint a bányajáradék a kitermelt hasznos ásványi nyersanyag mennyiségétől függ, így jelen esetben elsősorban a szén paramétereinek meghatározásán van a hangsúly. Emellett természetesen a felszínre hozott meddőanyag mennyiségének az ismerete is érdeke a bányaüzemnek. A terepi munka lépéseit illetően nincs különbség a szén és meddő meghatározásának munkafolyamatában. A mérésekre minden hónapban, több alkalommal is sor kerül, amikor a bányaterületen lévő összes marótárcsás- és merítéklétrás kotró meddő- és széntermelési mennyiségét határozzák meg. A munkaterületen végzett geodéziai mérésből kapott adatokat később az irodában szoftverek és egyéb segédeszközök segítségével feldolgozzák, és az előzetes köbtartalom számítási értékekhez hozzáigazítva a bányamérő szakemberek meghatározzák az adott hónapban kitermelt szén és meddő mennyiségét. A bányaüzemben alapvetően kettő térfogat- és tömegszámítási módszer terjedt el. Most elsősorban a felszínre hozott meddőanyag térfogat számítási módszerét kívánom bemutatni térképi részletek és a számításhoz elengedhetetlen táblázatok segítségével. A kibányászott szén mennyiségének számítása természetesen ugyanúgy történik, mint a meddőanyagé, azzal a lényeges különbséggel, hogy adatszolgáltatás terén a 45

50 szén, mint hasznos ásványi nyersanyag mennyiségéről tömegben megadott értéket kell meghatározni. Ez esetben azonban szükségesek azok az átlagsűrűségi mutatók, amelyeket a folyamatos szénmintavételezés és laboratóriumi technológiák alkalmazásával állapítanak meg. A kitermelt meddő esetében a szükséges adatokat illetően elegendő térfogatértéket megadni, így külön sűrűségmérésre nincs szükség A tömbös módszer ismertetése A tömbök segítségével történő köbtartalom számítás módszerét saját szemszögömből is részletesen megismertem. Alkalmam nyílt mind a tömbök kijelölését, mind a területek és köbtartalmak számítását saját kezűleg végeznem. Az alábbiakban elsősorban egy régebbi mérés alapján kívánom bemutatni a számítások menetét, hiszen ezek az adatok az illetékesek részére már megküldésre kerültek. Ez a számítási megoldás elsősorban akkor alkalmazható, ha a lefejtett területen nincsenek nagy magasságkülönbségek, a fejtési szelet alsó és felső lapja közel egyenletes. A terepi adatokból előállított térképen különböző színű és típusú vonalakkal jelölve ábrázolható, hogy az adott munkagép mennyit haladt az előző méréshez képest. A rézsűlábat mindig szaggatott vonal jelzi, a munkaszint tetejét, azaz a fejtett szelet felső lapjának határoló vonalát pedig mindig folytonos (3.7. ábra). A tömbös módszer lényege, hogy a szeletet több tömbre osztjuk fel figyelembe véve a magasságokat, ugyanis csak akkor alkalmazható ez a módszer, ha a lefejtett terület tömbjének fedő és alaplapján belül nincsenek kiugró magasságkülönbségek, azaz a szintek egyenletesek vagy legalábbis a tömbön belül a magasság növekedése vagy csökkenése egyenletes mértékű. 46

51 3.7. ábra: Térképrészlet a tömbös módszerről Ha megkaptuk a tömböket, akkor következik a planimetrálás, mely során egy tömbön belül, a felső és alsó szint részletpontjain végighaladunk, végül a planiméter kijelzi a szintek területét. Mivel a térképen a tömbökön belül fel vannak tüntetve a magasságértékek a részletpontoknál, így azokból könnyen számítható az átlagmagasság (3.8. ábra) ábra: Tömb, szintek, átlagvastagság 47

52 Az átlagvastagság meghatározására a következő összefüggés használható: h átl = ( h felső )/r felső ( h alsó )/r alsó A képletben az r felső és r alsó az egy felületen bemért pontok számát adja meg, a h felső és h alsó pedig a pontmagasságokból levezetett szintmagasság. Az átlagvastagságok és a planiméter által kijelzett területek ismeretében már meghatározhatjuk a tömbök tényleges térfogatát. Erre az alábbi képletet alkalmazzák. V = [(T1+T2)/2] * h (átlagos) + [(T2+T3)/2] * h (átlagos) Ahogy az a 3.9. ábrán látható, a térfogat számítási lap egy egyszerű táblázat, valamint a táblázatot kezelő program segítségével valósul meg. A tömegszámítási lapon minden tömbre vonatkozóan meg kell adnunk a térképről leolvasott felső és alsó magasságok értékeit, valamint fel kell tüntetnünk a planiméter által jelzett területek értékeit. Látható, hogy két egyes esetekben eltérő területnagyság van feltüntetve, hiszen a planiméterrel kétszer kell meghatároznunk a terület értékét, ez elsősorban az önellenőrzést és a pontosság növelését célozza. Így ügyelnünk kell arra is, hogy a két levezetett eredmény közötti különbség 10m 2 -en belül legyen, ellenkező esetben meg kell ismételni a planimetrálást. A megadott terület- és magasságadatokból az átlagos értékek számítása történik meg a táblázatkezelő szoftver segítségével, majd ugyanígy a már ismertetett képletek alapján, a különböző tömbök átlagvastagsága, végül térfogata is meghatározásra kerül. A tömegszámítási lapon minden esetben fel kell tüntetni a számítások dátumát, a készítők és az ellenőrző személy neveit is. 48

53 3.9. ábra: Táblázat a tömbök tényleges köbtartalmának meghatározásáról 49

54 A szelvényes módszer ismertetése Ez a számítási módszer elnyújtott, keskeny fejtési szeletek esetében alkalmazható leghatékonyabban, illetve olyan munkaterület számításánál, ahol lényegesen nagyobb magasságkülönbségek jelentkeznek, vagy a terepi viszonyok változatossága, a terep tagoltsága miatt a tömbös módszer nem ad pontos értéket. A szelvényes köbtartalomszámítás függőleges metszetek alapján történik. Ilyenkor lehetőség szerint a fejtési homlokra merőlegesen adott távolságra függőleges metszeteket veszünk fel, amelyeket az elkészült digitális térképen jelölünk (3.10. ábra). A metszetek közti távolságot a magasságértékekre való tekintettel vesszük fel. Egyes esetekben a nagy magasságkülönbségek miatt sűrűbben kell a metszeteket felvenni. A metszetekből a térképszerkesztő szoftver segítségével meg lehet állapítani a szelvények pontjainak magasságát és a köztük lévő távolságokat, ezután a szoftver egy másik munkarajzán a kapott értékeket beírva, majd a pontokat összekötve kirajzolódnak a kellő szelvények, amelyek területe így ismertté válik ábra: Térképrészlet a függőleges metszetek helyéről 50

55 A képen és ábrán láthatjuk, hogy nem minden szelvény közt ugyanakkora távolság. Így a 24-es és 25-ös metszetek közti távolsághoz képest, a 25-ös és 26-os metszetek lényegesen közelebb találhatók, hiszen - mint említettem - a magasságkülönbségek és a terep változékonysága határozza meg az általunk felvett távolságot. A metszetek elkészítése AutoCAD szoftver segítségével, a térképkészítés folyamatán belül történik (3.11. ábra). A lefejtett területtel közel párhuzamosan felvett vonal metszettel közös pontjára illesztek egy pontot, majd végighaladok a lefejtett rész metszetének minden pontján, közben a szoftver minden esetben kijelzi a szükséges magasságokat és távolságokat, melyek adott esetben lejegyezhetők. Ezután egy másik munkarajzon a kapott értékeket beírva kialakítható egy zárt görbe, amely maga az adott metszet szelvénye ábra: A megrajzolt szelvények és a program által kiszámolt területük A tömegszámítás, az ahhoz felhasználható képletek és a metszettávolságok figyelembe vételével történik. Ahogy azt az alábbi képleteknél láthatjuk, külön számítási mód 51

56 vonatkozik egyforma és különböző távolságú metszetek által kijelölt köbtartalmak meghatározására. Azaz egyforma metszettávolság esetén: V= d* [(T1+Tn)/2 + T2+T3 + T n-1 ] Az alkalmazható képlet változó metszettávolság esetén pedig a következő: V= [(T1+T2)/2] * d1 + [(T2+T3)/2] * d2 + A szelvények kiszámítását követően természetesen, ahogyan a ábrán látható, táblázatban kell rögzítenünk a kapott eredményeket, minden esetben feltüntetve a szelvények számát, a köztük lévő távolságokat, minden egyes szelvény esetében a térképszerkesztő szoftverrel már meghatározott terület- és köbtartalom-értékeket. Ezután csupán csak egy egyszerű összeadás szükséges ahhoz, hogy az általunk számított lefejtett terület esetében mekkora mennyiségű meddőanyag került kitermelésre. 52

57 3.12. ábra: A szelvényes módszerrel meghatározott értékek táblázata Ahogy a fejezet elején is utaltam rá, a tömegszámítások elvégzése jogszabályi kötelezettsége a bánya tevékenységének, így elmondható, hogy a térképkészítés mellett a köbtartalmak meghatározása talán a legfontosabb feladata mind a bánya, mind a bányán belül a bányamérő szakemberek munkájának. Mint megtudtuk, az általuk mindennaposnak számító mérési adatok meghatározása jelen esetben mérőállomások felhasználásával történik, de ugyanolyan gyakorisággal alkalmazzák a műholdas mérési eszközöket (GPS vevőket) is. Ezekkel a most következő, 4. fejezetben foglalkozom. 53

58 4. A műholdas helymeghatározó rendszer (GPS) alkalmazása a külszíni bányászatban A műholdas rendszerek kiépítése és a 3 dimenziós helymeghatározás alapjaiban változtatta meg a bányászatban alkalmazott geodéziai, bányamérési feladatokat. Teljes mértékben új megoldásokat hozott a bányamérés területén, lehetőséget biztosítva ezzel a legpontosabb mérési paraméterek meghatározására, a tevékenységek eredeti tervekben elképzelt ütemének megvalósítására. Ezen rendszerek alkalmazásával számos feladatot lehet elvégezni, így például az alappont hálózatok kialakítását és a részletes felméréseket, ahol a cm-es pontosság általánosan megkövetelt. A jelenlegi fejezetben a műholdas rendszerek hátterét, a felhasznált mérési eszközöket, a bányaüzemben végzett mérési feladatokat, valamint a GPS marótárcsás gépen történő felhasználását ismertetem. [14] 4.1. A GNSS bemutatása [15],[16] A Global Navigation Satellite System vagyis a globális navigációs műhold rendszer legfontosabb szolgáltatásai a hely- és időmeghatározás, valamint maga a navigáció. A helymeghatározás alapja az, hogy adott vonatkoztatási rendszerben, adott időpillanatban a Föld körül keringő mesterséges holdak geometriailag ismert pontoknak tekinthetők, ezáltal a pályabeli helyzetük is ismert. A műholdak különböző pályákon keringenek, pályájuk adatait a Földön már eleve ismert pontokon lévő állomások határozzák meg, majd az egyes holdak ezeket a navigációs adatokat sugározzák le a vevő számára. A felhasználó, azaz a GNSS vevő képes meghatározni, természetesen csak közvetett módon, a saját maga és az általa észlelt bizonyos számú műholdak közt a távolságot, így ezek értékeinek, valamint a műholdak helyzetének ismeretében kiszámítható egy adott vonatkoztatási rendszerben a vevő helyzete, illetve két helyzethatározás közt eltelt időtartam alapján a vevő sebessége is. A GNSS összetett rendszer és több részre osztható: - alaprendszerek, - kiegészítő rendszerek, 54

59 - felhasználó oldal ábra: Egyszerűsített ágrajz a GNSS rendszer felépítéséről [15] Maguk az alaprendszerek a navigációs műholdak alrendszeréből és a követő állomások, azaz az úgynevezett vezérlő alrendszerből állnak. A napi gyakorlatban valójában kettő üzemelő /teljes kiépítésű/ alaprendszer működik: 1. GPS A GPS vagyis Global Positioning System az amerikai alaprendszert jelöli. Kezdetben katonai célú alkalmazás érdekében hozták létre, később azonban a polgári felhasználása is elterjedt, manapság pedig főleg ez utóbbi a meghatározó. A GPS, mint duális rendszer 1995-től számít teljes mértékben kiépítettnek, ugyanis ekkor már 24 db mesterséges hold volt keringési pályán (4.2. ábra). A műhold és a vevő közti távolság, valamint a távolságok különbségének meghatározására több lehetőséget biztosít a rendszer: - C/A és P kódmérés L1 frekvencián, - P kódmérés L2 frekvencián, - L1 és L2 frekvencián vivőfázis mérése. 55

60 A C/A kód pontossága szándékosan (2000. májusáig) csökkentve lett, elsősorban polgári célú alkalmazásra szánt kód, amelynél a kódelemek száma 1023, egy kódelem ideje 1 µs. A P kód kizárólagosan katonai használatra készült, ennek megfelelően sokkal pontosabb és az adatátviteli csatornán titkosítva futnak ezek a jelek ábra: A GPS navigációs műholdak konstellációja ( 2. GLONASS Az orosz GLONASS rendszer az amerikaiak által kiépített GPS-hez hasonlóan duális alaprendszer. A GLONASS műholdjai különböző frekvenciákon, de ugyanazt a kódot közvetítik. Minden műhold a neki szánt frekvenciát egy előre meghatározott képlet szerint kapja. A rendszer rendszer-ideje a moszkvai időzóna szerinti UTC idő, maguk a holdak pedig cézium atomórával felszerelt 1 ns/nap pontosságú szerkezetek. 56

61 A kiegészítő rendszerek földi és műholdas alapúak is lehetnek, ennek megfelelően az elnevezésük: - GBAS (Ground Based Augmentation System), - SBAS (Satellite Based Augmentation System). A földi kiegészítő rendszerek permanens állomásokból álló aktív hálózatból, az állomások adataival foglalkozó központból és az adatok továbbítására szolgáló rendszerből és annak eszközeiből állnak. Legfőbb GBAS rendszerek: - Magyar aktív hálózat (GNSSnet.hu), - Nemzetközi GNSS Szolgálat, - EUREF Permanens Állomáshálózat (EPN). A műholdas kiegészítő rendszerek esetében a közös jellemző, hogy a távolsági adatok korrekcióit geostacionárius pályán keringő műholdak továbbítják. A modellek létrehozásához és a korrekciók meghatározásához permanens állomáshálózat, földi antenna, illetve adatfeldolgozó központ is szükséges. A világon 4 ingyenes, helyi rendszer működik: - Európában az EGNOS, - Amerikában a WAAS, - Indiában a GAGAN, - Japánban a MSAS. A GNSS felhasználói oldala magában foglalja a vevőkészülékeket, az alkalmazott és a kiegészítő rendszereket futtató szoftverek is, így e téren a fejlesztések jelentősége a gazdaságosságot célozva egyre inkább növekszik. 57

62 4.2. A külfejtéses bányászatban felhasznált GPS műszerek, valamint azok alkalmazási háttere [10],[12],[15] A bányamérési munkák során felhasznált eszközök közül, a leggyorsabb és legpontosabb mérési eredményeket a GPS eszközök segítségével lehet meghatározni. A Bükkábrányi Bányaüzemben számtalan mérési feladat elvégzésére a GeoTrade Kft. Trimble R6 elnevezésű műszerét (4.3. ábra) használják. A készülék kétfrekvenciás GPS vevő. Katonai szabvány lévén meglepően könnyű, vízálló kivitel. Belső memóriája segítségével rögzíti a mért és kapott adatokat, lítium-ion akkumulátorai pedig akár 7 órányi RTK mérést is lehetővé tesznek. RTK, azaz Real Time Kinematic mérésről akkor beszélünk, mikor a geodéziai mérés valós időben kerül feldolgozásra, ezáltal már a terepen ellenőrizhetjük a meghatározás esetleges ponthibáját, így pótmérésre sem kell, hogy sor kerüljön. A módszer kifejezetten rövid mérési időtartamot igényel, mindezt kombinálva a pontkitűzések geodéziai pontosságával, illetve egy gép vagy objektum elmozdulásának folyamatos követésével ábra: A Trimble R6 GPS vevő 58

63 GPRS-en keresztül saját bázissal is képes kommunikálni, de a permanens állomásokkal a hagyományos NTRIP technológia mellett, a hálózatos VRS vagy FKP megoldásokat is támogatja (4.4. ábra). Ezt nevezzük hálózati RTK technológiának, amely egymással kapcsolatban álló és összehangolt működést biztosító GNSS-állomásra támaszkodik. Ez esetben egy központi feldolgozó egység gyűjti be és elemzi az állomások adatait, modellezi a méréseket meghatározóan befolyásoló tényezőket, és a szolgáltatásai által azonnali és pontos adatokat szolgáltat vissza a felhasználónak. Az eljárás során a GNSS hibák és összetevőik meghatározhatók, a korábbi mérések feldolgozása által a kapott adatok modellparaméterei is jelezhetők, valamint ha a bázisállomások közül egy vagy több állomás adatai kimaradnak, a rendszer kevésbé érzékeny mivolta miatt is létrehozhatók a modellek. A technológia lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy cm-es pontossággal, egy vevővel végezhessen GNSS mérést. 3 fő adatfeldolgozási feladat valósul meg a hálózatos RTK-ban: - A központban valós időben megtörténik az állomások hálózati adatainak előzetes feldolgozása, amely alapfeltétel a további számításokat tekintve. - Ezután következik a korrekciós modellek létrehozása, paramétereinek kiszámítása, amely gyakran interpolációnak megfelelő folyamat, mivel egy munkaterületre vonatkoztatva becsli meg a GNSS hibaforrásokat. - A harmadik lépés a felhasználónak szükséges referenciaállomás kiválasztása, valamint az ehhez a valós vagy virtuális állomáshoz kapcsolódó mérési és korrekciós adatok meghatározása. 59

64 4.4. ábra: Elvi rajz a hálózati RTK működéséről [10] A Trimble R6 műszerrel is végezhető VRS koncepció lényege, hogy a terepen mozgó vevő először közelítő koordinátákat küld a központba, amely a földrajzi helynek megfelelő mérési és korrekciós eredményeket hoz létre, majd ezeket elküldi a vevőnek, így ez a koncepció hasonló ahhoz, mintha a közelben valódi referenciaállomás működne. FKP koncepció esetén egyoldalú kommunikáció valósul meg, a felhasználó nem küld közelítő értékeket, hanem csatlakozik a legközelebbi permanens állomáshoz és letölti a központi szerverről a valódi állomás nyers mérési adatait, és a korrekciófelületek paramétereit, amelyek a hálózati információt tartalmazzák. A gyakorlati megvalósítás terén kétoldali kommunikáció is létrejöhet. Ilyenkor a központ választja ki a legközelebbi működő állomást és a vevő a pozíciójának egyszeri beküldése után már maga végzi el a lokalizálást. Az R6 GPS műszernél azáltal, hogy az többféle kezelőegységgel is üzemeltethető (ACU,TCU,TSC2), a felhasználási lehetőségek növekednek, hiszen mérőállomással is képes egységet alkotni, a Trimble Survey Control szoftver segítségével pedig azonos kezelőfelületet biztosít. Bázissá, illetve rover-ré is kialakítható, egyemberes mérőállomással pedig integrált felmérést lehetővé tévő Trimble IS rovert alkot. A bányában alkalmazott rendszer kezelőegységeként a TSC2-t alkalmazzák (4.5. ábra), amely teljes alfanumerikus billentyűzettel rendelkezik, ugyanakkor az érintőképernyő segítségével is kezelhető. Belső memóriája nagyméretű, ettől függetlenül tovább is bővíthető, processzora nagy teljesítményű. A kábeles adatátvitel USB, soros port vagy LAN segítségével, ezen kívül Bluetooth alkalmazásával is megvalósítható. A terepen mért adatok már a műszerben átkonvertálhatók az igény szerinti formátumokba. Fő jellemzője a teljes szoftverezettség, valamint a GPRS-en keresztül történő állandó internet hozzáférés. 60

65 4.5. ábra: A Trimble R6 TSC2 elnevezésű kezelőegysége 4.3. GPS segítségével végzett bányamérési munkák Jellemző bányamérési munkák a bányaüzemben: - szalagpálya bemérése, kitűzése, áthelyezés előtti tereprendezés, szalagpálya leendő helyének kitűzése, - kúthálózatok mérése, kitűzése, - meddőhányó hányóállékonyság, mozgásvizsgálatok, hányóláb és hányótető bemérése, kitűzése, - süllyedések meghatározása, monitoring rendszer mérése, - meddő- és szénjövesztések bemérése, jövesztési irányok előzetes mérése, kitűzése, - a bányavállalkozó tulajdonába kerülő földrészletek határvonalainak kitűzése, - régészeti kutatásra szánt területek határvonalainak kitűzése, - bányabeli villamos hálózat egyes elemeinek (légvezetékek, földkábelek, trafóállomások, kapcsolószekrények) kitűzése, helyzetük bemérése, - bányabeli úthálózatok és vasutak tervezése, a kialakítás és megvalósítás mérése. 61

66 Szalagpálya létesítés és áthelyezés mérési tevékenysége A bányászati szállítószalagok létesítésének és áthelyezésének ( rukkolásának ) kezdeti munkálatait a bányamérő és bányaművelő szakemberek minden esetben a már meglévő digitális bányaművelési térképeken végzik. A térképen ábrázolt magassági értékek segítségével képesek megállapítani, hogy az adott terület, ahova a szalagpályát kívánják kiépíteni, vagy rukkolni, azaz áthelyezni, alkalmas-e a feladat végrehajtására. A terep magassági viszonyait GPS vevő segítségével állapítják meg, majd a kapott adatokat átvezetik az előző mérésekből készített digitális térképekre. A térkép segítségével előre meg lehet tervezni, hogy a telepíteni kívánt szalagpálya milyen hosszú legyen, körülbelül hány darab váz beépítése szükséges majd a pálya működéséhez, hova telepítik a szalagfejet és szalagvéget. A legfontosabb, hogy a kialakított munkaszintekhez képest kellően pontosan meg lehessen adni a szalagpálya későbbi helyzetét, ugyanis figyelembe kell venni, hogy milyen típusú és paraméterű munkagép fog a szalagpálya mellett adott művelési technológiával munkát végezni. Amennyiben a tervek elkészültek, úgy a terepen a kiértékelt koordináták és a meglévő GPS készülék felhasználásával kitűző karók segítségével ki lehet tűzni a leendő szalagpálya tengelyvonalát. A GPS technológia használatával nem csupán a terepi viszonyok pontos adatait lehet megállapítani, hanem a már kiépített szalagpályát is be lehet mérni (4.6. és 4.7. ábrák), ezzel ugyanis mintegy ellenőrizhető az előzetes tervekhez képest esetleg milyen eltérések adódtak a kiépítési munkálatok miatt. A kapott koordináták rögzítésével, és a mért pontok térképen történő feltüntetésével a bányaművelési térkép már frissíthető (4.8. ábra) és 4.7. ábrák: Szállítószalag pályájának rukkolást követő mérése 62

67 4.8. ábra: A szalagpálya helyzete a bányaművelési térképen 63

68 Kúthálózatok mérése A bányászati víztelenítés alapfeltétele a kitermelési folyamatok megkezdésének. A víztelenítést a bányaterületen kialakított kúthálózat létesítésével valósítják meg. Magát a kúthálózatot digitális térképen előzetes tervezés útján szerkesztik meg, figyelembe veszik a külfejtés előhaladásának mértékét, a környező települések természetes vízfolyásait és természetesen a terepi viszonyokat is. Minden kutat önálló számjelzéssel látnak el a könnyebb beazonosítás érdekében, illetve feltüntetik azt, hogy az adott kút milyen típusú víztelenítési feladatot lát el. A bányamérő szakemberek ezután GPS készülék felhasználásával, a digitális térképen megrajzolt terveket követve, minden egyes kút leendő helyét karók segítségével kitűzik, a koordinátáit a helyszínen megmérik és rögzítik (4.9. és ábrák). Amennyiben az előzetes tervezés ellenére akadályba ütköznek, például nem megfelelőek a domborzati viszonyok, úgy a helyszínen végrehajtják a szükséges módosításokat, azt jelölik, és később a tervekben foglaltakat is ennek megfelelően alakítják át. A kitűzési feladatok elvégzése után következik a kutak tényleges kiépítése. A tervek alapján megvalósítják a fúrási és telepítési munkálatokat, a szivattyúk áramellátását, a víz elvezetését segítő árkok és medrek kialakítását. A sikeres beüzemelést követően megkezdhető a talajvíz kiemelése, illetve a víz felszínre hozott mennyiségének tényleges bemérése és ábrák: A kutak pontjainak térképi ábrázolása és egy hibátlanul üzemelő kút 64

69 Mozgásvizsgálatok a bánya környezetében [17] A bányaterület körüli süllyedések vizsgálatát a bányaüzem bányamérési osztályának közreműködésével egy külső, geodéziai mérésekre specializálódott cég végzi. Feladatuk, hogy 1 cm-nél kisebb hibával állapítsák meg a bánya körül telepített 13 db mélyalapozású pont (4.11. és ábrák) magassági értékeit. 24 órás méréseket végeznek a szélső pontosság elérése érdekében. A magasságok meghatározására GPS készüléket, antennát és szintezőlécet alkalmaznak. A hibák kiküszöbölése érdekében többszöri leolvasás útján állapítják meg a paramétereket. A pontcsoportok méréseinek végrehajtására 13 db kalibrált, kétfrekvenciás GPS vevőberendezést alkalmaznak, minden egyes pontot önálló antennával látnak el. A paraméterek meghatározásakor gondosan ügyelnek rá, hogy az előző mérésekkel összhangban legyenek az új mérési technikák, ezzel növelve a mérés pontosságát. A bemérések végeztével a GPS készülékekből kiolvassák a kapott adatokat. Meghatározott szoftverek segítségével feldolgozzák a mért értékeket, koordinátarendszerek és permanens állomások adatai felhasználásával pedig kiértékelik a pontok magasságát, majd táblázatban rögzítik a változások mértékét. A évek közötti értékek a ábrán láthatóak és ábrák: Magassági pontok a bánya térségében [17] 65

70 4.13. ábra: Bükkábrány környezetében tapasztalható magasság változások 2008 és 2011 között [17] 66

71 Hányómozgási és állékonysági vizsgálat A vizsgált meddőhányón (4.14. ábra) a bányamérő szakemberek a ábrán látható metszetek mentén számozással ellátott referenciapontokat jelölnek meg. Az egyes pontok koordinátáinak meghatározását GPS segítségével végzik. Meghatározott időközönként újabb méréseket hajtanak végre a vizsgálati pontokon, majd táblázatban rögzítik a megmért értékeket. Természetesen figyelembe veszik a mérési előzményeket, valamint azt is, hogy a bemért változások mértéke meghaladja-e a mérési hibahatárt. A táblázatokon kívül jegyzőkönyvben rögzítik, hogy melyik pontnál, mekkora mértékű változást tapasztaltak, illetve abba a koordináták adatait is belefoglalják. Előfordulhat, hogy a technológiai mozgások, valamint egyéb okok miatt az előzőleg bemért referenciapontok már megsemmisültek a terepen. Ebben az esetben új pontok kijelölésére és helyük bemérésére kerül sor. Az elpusztult pontokról szintúgy jegyzőkönyvben szükséges beszámolni. Minden megmért pont esetében, ahogyan azt a ábrán láthatjuk, az elmozdulást egy koordinátarendszer segítségével szemléltetik, amelyben színekre lebontva ábrázolják a különböző időpontokban meghatározott pozíciókat ábra: Látkép a hányóterületről és egy hányóképző gépről 67

72 4.15. ábra: Szelvények vonalai ábra: Az A-A pont elmozdulása 68

73 Egyéb mérési munkák Régészeti területen végzett mérések A törvényekben megfogalmazottaknak megfelelően külfejtéses bányászati tevékenység végzése mellett, amennyiben indok van rá, régészeti feltárásokat is végezni kell. A feltárások területének határvonalait általában GPS készülék segítségével tűzik ki. A leletek felszínre hozása következtében földmunkavégzés valósul meg, amelynek segédgépes megvalósítását a bányaüzem teszi lehetővé. Ennek megfelelően a gépek teljesítményét, illetve a megmozgatott föld mennyiségére vonatkozó adatokat is jegyzőkönyvben kell rögzíteni, és az ásatásokról digitális térképi ábrázolást kell készíteni. A mérések a már ismertetett tömegszámításokat megelőző mérésekkel egyeznek meg, csak sokkal kisebb mértékűek. A jóval kisebb terepi mérések miatt azonban itt már csakis kizárólag GPS készüléket alkalmaznak a pontok helyzetének megállapítására. A kapott adatokat, a köbtartalom meghatározásokkal szinte teljesen megegyező módon, digitális térképen jelölik, majd elsősorban függőleges metszetek alapján meghatározzák a szükséges volumen-értékeket. Ezután azokat táblázatban rögzítik, végül pedig elkészítik a hatósághoz benyújtandó jegyzőkönyvet az elkészült mellékletekkel együtt. Gépek, szerkezei elemek bemérése A bányában használt jövesztőgépek szerkezeti elemeinek ellenőrzésekor mérési tevékenységeket végeznek, melyek egy részét GPS technológiával végzik el. Patakelterelés - mederkialakítás Ha a kitermelési tevékenység tervezett haladási irányában természetes vízfolyás található, folyási irányát minden esetben meg kell változtatni. Az adott területen a patakelterelés már jóval a bányászati tevékenység megkezdése előtt végbemegy. Digitális alaptérképek segítségével megtervezik az új patakmeder helyzetét. Az előzetes nyomvonalak felmérése adott esetben GPS készülékkel történik. Az előzetes felmérés felhasználásával kitűzik a nyomvonalat. A mederkialakítás alkalmával a hossz- és keresztszelvényeket folyamatosan figyelemmel kísérik, azaz felmérik. A beméréseket és terepi szemlét követően megkezdik a földmunkákat. A földmunkák befejezését követően, a véglegesen átadott patakmeder bemérése szintúgy GPS-szel történik. 69

74 4.4. Az MT-14 kompakt kotrógépen megvalósuló GPS technológia alkalmazása [18] A marótárcsás kotrógépek esetében sokáig problémát jelentett, hogy adott terület jövesztése közben a kotrómester nem tudta pontosan, hogy az előre megtervezett szinten halad-e a munkagéppel, illetve, hogy az előre meghatározott leásási mélységig mozgatja a kotrógép marótárcsáját (4.17. ábra). Éppen ezért a hagyományos szintvezetés esetén meglehetősen nehezen tartható az ún. lavír szint, azaz a munkagép szintje. Ennek következménye pedig, hogy nincsenek pontos magassági értékek a lefejtett területet illetően, csupán becsült adatok állnak rendelkezésre. Becsült adatokkal azonban nincs lehetőség további tervezésre, ugyanis egyenetlen munkaszinten a szalagpályák telepítése is akadályokba ütközik és a pályák nyomvonala is egyenetlen lesz. Ez pedig rossz hevederfutáshoz, a görgőterhelés növekedéséhez, a heveder tönkremeneteléhez, valamint a rukkolás megvalósíthatatlanságához vezet. Így utólagos geodéziai mérésekre kellett, hogy sort kerüljön. A legfontosabb cél az volt, hogy a kotrógép lavír síkját a tervekben előre meghatározott módon alakítsák ki, egyenletes felületet létrehozva. Ezzel biztosítható ugyanis, hogy javuljanak az üzemeltetési körülmények, emelkedjen a géplánc fajlagos teljesítménye, illetve, hogy az alkalmazott munkaeszközök élettartama is növekedjen ábra: Nehezen tartható a lavírszint 70

75 Azáltal, hogy az üzemben egy saját bázisállomásra épülő GPS navigációs rendszer is bevezetésre került, lehetőség adódott jobb rukkolási területek kialakítására, a segédgépek üzemeltetési költségeinek csökkentésére, valamint a bányán belül a nyíltvíz tartás körülményeinek javítására. A kotrógépre szerelt GPS vevőantennák, valamint a már említett bázisállomás kialakítása révén (4.18. ábra) immár megvalósulhatott a bányaművelési tervekben megfogalmazott célok szinte mindegyike ábra: GPS helymeghatározás elvi vázrajza a kotrógépen A rendszer alapvető működéséhez legkevesebb 3 műhold szükséges, de attól függően, hogy milyenek a terepi körülmények, és mennyi műholdról képes a kotrógép egyszerre venni a jelet, akár 8 műholddal is tarthatja a kapcsolatot, ezáltal pedig javul a pozícionálhatóság és sokkal pontosabb a marótárcsa térbeli helyének az ismerete. Ahogy az ábrán is látható, a műholdakról érkező jelet a marótárcsa két oldalán elhelyezkedő vevőantennák fogják be, majd a dőlésmérő által meghatározott értékekkel együtt a jel a központi adatfeldolgozó egységbe jut. Ide rádiós adatátvitel útján a bányaterület szélén kialakított bázisállomásról, amelyet a meddős diszpécseri konténeren helyeztek el, korrekciós jel érkezik. 71

76 Maga a referenciaállomás egy kétfrekvenciás GPS antennából, egy vevőből és egy rádiós modulból áll. A bázisállomásról egy speciális rádiós egység sugározza a referencia jelet. A bázisállomás helyének meghatározása korábban megtörtént, melyhez 7 db alappontra történt mérés, ebből pedig az EOV és VGS84 transzformációs korrekció került kiszámításra. A munkaterületi terveket előzetesen hozzák létre az AUTOCAD CIVIL 3D szoftver segítségével, majd Trimble specifikus formátumban, a programozást követően a kotrógépre küldik/viszik a programot (a terveket). A kotrómesteri fülkében pedig a telepített MS 860 II típusú GPS vevő és vezérlőblokk, valamint az SV-170 kijelző monitor és a szintvisszajelző lámpasor, az úgynevezett fényoszlop segítségével már megvalósulhat a tervezett szint gyakorlatban történő létrehozása (4.19. ábra) ábra: A fényoszlop a tervezett szinttől való eltérést jelzi A GPS pozícionálás segítségével a marótárcsa vágó élének helyzete úgy állítható be, hogy az a tervezett lavír síkjának megfelelő szintet alakítson ki. A kotrómester a fényoszlop jelzései által változtatni tud a vágó él magasságán. Ahogy az a ábrán is látható, ha az előírt szinthez képest a marótárcsa mélykotró technológiában mélyebben kotor, a fényoszlop a középső zöld jelzés alatt piros jelzéseket jelenít meg, annak megfelelően, hogy mekkora az eltérés. Amennyiben magaskotrási technológiát alkalmaznak és a marótárcsa a terv szerinti szint felett kotor, úgy a piros jelzés a fényoszlop felső részén jelenik meg. Ebből következik, hogy ha megfelelően van beállítva a marótárcsa, és a GPS 72

77 pozícionálás is megfelelő, akkor piros jelzésre nem kerül sor, a kotrási folyamat hibátlanul zajlik. Ennek végeredménye pedig a ábrán is látható lavírszint ábra: GPS segítségével kialakított munkasík Minden üzemviteli állapot esetében a kotrómester a monitorképen figyelemmel tudja kísérni, hogy a kotrógép milyen kotrási magasságon üzemel, valamint azt is, hogy a szinten működtetett szalagpályától milyen pillanatnyi távolságra helyezkedik el. Maga a GPS-szel történő pozícionálás 3 cm-es pontosságot tesz lehetővé. Az eltérési értéket a monitorkép szintúgy kijelzi (4.21. ábra), és ha a pontatlansági tartományon, azaz 0,03 m-en belül marad az eltérés, úgy a fényoszlop piros jelzései nem gyúlnak ki, azaz a gép megfelelő kotrási folyamatát mutatja. Belátható az is, hogy ennek következtében természetesen nem lehet teljes mértékben a terv szerint végezni a szint kialakítását (4.22. ábra), de ha figyelembe vesszük, hogy a marótárcsán lévő bontófogak mérete jóval meghaladja a 3 cm-t, úgy ez az eltérés egy szinte figyelembe sem vehető minimális értéknek tekinthető. 73

78 4.21. ábra: Éjszakai műszak a kotrómesteri fülkében: a fényoszlop zöld jelzése, valamint a monitorkép által jelzett adatok ábra: A tervezett és mért szintek értékeinek minimális eltérése Az is érthető, hogy a GPS technológia alkalmazása nélkül, ilyen méretű munkagépek esetében meglehetősen nehéz tartani a tervekben meghatározott célkitűzéseket, éppen ezért számít szinte forradalminak az, hogy annak az alkalmazása bevezetésre kerülhetett a 74