Entwurf einer Bergbau-Sanierung - Kunden-Anwendungsfall
INDUSTRIE:
Rekultivierung des Bergbaus
KUNDENPROFIL:
Brett Rhodes ist Ingenieur für Bergbausanierung und Entwässerungsplanung bei einem großen Bauxitbergbauunternehmen im Südwesten Australiens.
PRODUKT:
Global Mapper Pro
HERAUSFORDERUNGEN:
Entwicklung eines Konzepts für die Sanierung von Bergwerken in ökologisch sensiblen Gebieten für das Abflussmanagement und die Wiederaufforstung.
LÖSUNG:
Die Landschaftsmodellierungs-Werkzeuge von Global Mapper wurden eingesetzt, um die Planungsanforderungen für einen 100-prozentigen Erzabbau zu erfüllen. Dadurch konnte ein Erzabbau von über 300 Millionen Dollar erreicht werden, der ansonsten nicht möglich gewesen wäre, und es wurden über 1,7 Millionen Dollar an Sanierungskosten eingespart.
Hintergrund
Da die Auswirkungen der globalen Erwärmung in Australien immer deutlicher zu Tage treten und weithin akzeptiert werden, wächst die Erwartung, dass große Bergbauunternehmen ihre Auswirkungen auf die Umwelt drastisch verbessern müssen. Die Art und Weise, wie Bergbauunternehmen die Landschaft nach Beendigung des Abbaus rehabilitieren, ist sowohl Teil ihres Abbaus als auch, was noch wichtiger ist, Teil ihrer sozialen Lizenz zum Betrieb geworden. In Australien gibt es mehr als 150 Minenfelder, die damit die größten der Welt sind.
"Ich mache das schon seit 25 Jahren. Global Mapper ist mein bevorzugtes Werkzeug und ein Muss für die Branche."
Für diese Projekte verwendet Brett Rhodes Global Mapper Pro, um vor und nach dem Bergbau Sanierungsflächen zu entwerfen, die den strengsten Umweltkriterien des Department of Mineral Resources (DMIRS) entsprechen. Der Fachbegriff für diese Art der Sanierung lautet "Wald-zu-Wald-Designs". Diese Grubenentwürfe werden verwendet, um der zuständigen Behörde nachzuweisen, dass ein Gebiet erfolgreich abgebaut und saniert werden kann und dabei die strengen Kriterien für Erosion, Wasserabfluss, Wiederaufforstung usw. erfüllt. Rhodes setzt Global Mapper während dieses gesamten Prozesses ein: "Es ist die perfekte Softwarelösung für diese Aufgabe."
Rhodes ist seit 1998 in der Bergbauindustrie tätig. Er ist derzeit Inhaber eines Befähigungsnachweises der Klasse 2 für zugelassene Bergbauvermesser sowie eines uneingeschränkten Befähigungsnachweises für Steinbruchbetreiber (DMIRS - Department of Mineral Resources). Außerdem ist er der Gewinner des Global Mapper Master Awards 2022.
Anforderungen an die Landschaftsgestaltung
Diese spezielle Mine im Südwesten Australiens liegt in einem empfindlichen Teil des Landes. Daher müssen alle Arbeiten in diesem Gebiet einige der strengsten Umweltkriterien des Landes erfüllen. Bevor mit dem Abbau begonnen werden kann, müssen Erdmodelle erstellt werden, um nachzuweisen, dass die Arbeiten rentabel und unter Einhaltung der Kriterien durchgeführt werden können.
Für dieses Projekt wurden mehrere Modelle erstellt. Das erste Modell misst das Volumen des aus der Mine zu fördernden Erzes. Die folgenden Entwürfe zeigen dann, wie das Gebiet saniert werden soll, von denen zwei in den folgenden Abschnitten grob umrissen werden. Bei diesen Sanierungen müssen auch die Betriebsbeschränkungen für die Geräte eingehalten werden. Es gibt eine Tiefenbegrenzung, da Bagger nicht unterhalb von 8 Metern eingesetzt werden können. Dies wird in Global Mapper durch die Verwendung benutzerdefinierter Schattierungen als Heatmaps für die Höhe modelliert. Außerdem gilt eine maximale Neigungsbegrenzung, wie unten in der Nähe eines modellierten Teichs zu sehen ist.
Dieses Bild zeigt das abzubauende und zu sanierende Gebiet innerhalb der blauen Erzgrenze.
Bergbaukonstruktionen dürfen eine bestimmte Neigung von 18 Grad nicht überschreiten, damit die Maschinen nicht umkippen.
Modellierung der Erzgewinnung
Diese Mine war ursprünglich voll mit aufgegebenem Erz. Mit Hilfe von Global Mapper wurde ermittelt, wie viel Material von der Oberfläche abgetragen werden musste, wobei von einer Materialmenge von 1 m ausgegangen wurde. Dieser Schritt erforderte eine Volumenberechnung. Die vorhandene Höhenlage wurde per Drohnenflug erfasst und photogrammetrisch erstellt, um ein digitales Höhenmodell (DEM) zu erstellen. Das Erz wurde anhand der Höhe aus dem Modell entfernt, und die Differenz zwischen dem extrahierten Modell und dem Original wurde als Volumen gemessen. Mit diesem und anderen Modellierungsschritten erleichterte Global Mapper die Konstruktionsanforderungen, um eine 100-prozentige Erzentfernung zu erreichen, wodurch mehr als 300 Millionen Dollar für den Erzabbau gewonnen werden konnten, der andernfalls aufgegeben worden wäre.
Anlegen von Teichen zum Schutz vor Erosion
Eine der erforderlichen Sanierungstechniken ist die Anlage von Teichen zum Sammeln von Wasser. Diese sind so gestaltet, dass sie den Wasserfluss zerstreuen und verhindern, dass das Wasser in bewaldete Gebiete fließt. Die erforderliche Speicherkapazität für dieses Gebiet beträgt 960 Kubikmeter Wasser. Diese Teiche dürfen nicht zu tief sein und müssen ein durchschnittliches Gefälle von mindestens 15 aufweisen.
Diese Kriterien lassen sich in Global Mapper leicht modellieren. Die notwendige Form der Teiche wird zunächst mit Hilfe eines simulierten Wasserstandsanstiegs gemessen, um die Überlaufpunkte zu lokalisieren und festzustellen, wo das maximale Volumen der verminten Landschaft liegt. Die Teiche werden umrissen, indem eine Konturlinie am Rand des Teichs unterhalb des Überlaufpunkts erstellt wird, die eine Geländeebene bildet.
Messung des Gefälles im gesamten Einzugsgebiet, um ein durchschnittliches Gesamtgefälle von mindestens 15 zu gewährleisten.
Nach der Modellerstellung kartierte das Werkzeug Abflusswege und Wassereinzugsgebiete jeden der Teiche, um das Einzugsgebiet für jeden Teich und jede Region zu bestimmen. Mit diesem Schritt lässt sich feststellen, ob der geplante Wasserfluss wie vorgesehen funktioniert. In diesem Fall haben sich diese Teiche bereits bewährt und waren eine erfolgreiche Sanierung.
Für die modellierten Teiche wurden Berechnungen zur Niederschlagskapazität durchgeführt. Nach der Umsetzung haben sich diese Schätzungen in einem Jahr mit starken Regenfällen bewahrheitet.
Global Mapper spielte eine wesentliche Rolle bei der Planung und Verarbeitung von Drohnenflügen und bei der Bereitstellung von Daten für die Kartierungsanalyse in Rhode. Durch den Einsatz von den Werkzeugen Abflusswege und Wassereinzugsgebiete, Neigungs-Schattierung und Gelände-Painting können diese strengen Parameter für die Landschaftsgestaltung erfüllt werden. Diese Entwürfe werden zur Ausführung vor Ort auf maschinelle Leitsysteme hochgeladen.
Sobald die Ausführung im Feld abgeschlossen ist, prüft Global Mapper die Übereinstimmung der Ausführung mit dem Entwurf. Nach einem sehr nassen Winter erwiesen sich diese Sanierungspläne in Global Mapper als genau modelliert und funktionierten gut. Außerdem sparten diese Entwürfe über 1,7 Millionen Dollar an Sanierungskosten.