Mulahusić, Admir;Ambrožič, Tomaž;Topoljak, Jusuf;Tuno, Nedim

UNIVERZITET U SARAJEVU
GRAĐEVINSKI FAKULTET

UNIVERZA V LJUBLJANI
FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO
IN GEODEZIJO

Admir Mulahusić
Tomaž Ambrožič
Jusuf Topoljak
Nedim Tuno

INŽINJERSKA GEODEZIJA
U RUDARSTVU

Sarajevo i Ljubljana, 2021. godine

IZDAVAČI:
Građevinski fakultet Univerziteta u Sarajevu
Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani

ZA IZDAVAČE:
Prof. dr. Samir Dolarević i prof. dr. Violeta Bokan Bosiljkov

RECENZENTI:
Prof. dr. Dušan Kogoj
Doc. dr. Božo Koler

OBRADA TEKSTA, PRELOM, IZRADA ILUSTRACIJA:
Autori

KORICE:
Autori

LEKTURA:
Emina Mešić

ŠTAMPA:
Štamparija Fojnica d.d. Fojnica

TIRAŽ:
150 primjeraka

‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
CIP ‐ Kataložni zapis o publikaciji
Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana

528.48:622(075.8)

    INŽINJERSKA geodezija u rudarstvu / Admir Mulahusić ... [et al.].
‐ Sarajevo : Građevinski fakultet ; Ljubljana : Fakulteta za
gradbeništvo in geodezijo, 2021

ISBN 978‐961‐6884‐76‐1 (Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo)
COBISS.SI‐ID 79561219
ISBN 978‐9958‐638‐67‐1 (Građevinski fakultet Univerziteta u Sarajevu)
‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
Odlukom Vijeća Građevinskog fakulteta u Sarajevu na sjednici održanoj 13.09.2021. godine,
broj: 02‐1‐1108‐7/21, odobreno je objavljivanje publikacije pod naslovom „Inžinjerska
geodezija u rudarstvu“ kao fakultetskog udžbenika.
Sva prava su pridržana. Ni jedan dio ove knjige ne smije se reprodukovati u bilo kojem
obliku bez prethodnog pismenog dopuštenja izdavača i autora.

3

SADRŽAJ

PREDGOVOR ..............................................................................................................
10
UVOD
............................................................................................................................ 12
1. OSNOVE RUDARSTVA
.........................................................................................
16
2. OSNOVE POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE
........................................................
18
2.1. KLASIFIKACIJA POVRŠINSKIH KOPOVA................................................
18
2.1.1. Plitki površinski kopovi
...........................................................................
19
2.1.2. Dubinski površinski kopovi ....................................................................
19
2.1.3. Visinski površinski kopovi
......................................................................
19
2.1.4. Visinsko-dubinski površinski kopovi ....................................................
20
2.1.5. Podvodni površinski kopovi
...................................................................
20
2.1.6. Horizontalni kopovi .................................................................................
20
2.1.7. Kosi kopovi
................................................................................................
20
2.2. DIMENZIJE I OBLIK POVRŠINSKOG KOPA
.............................................
21
2.2.1. Elementi i parametri površinskog kopa ................................................
23
2.3. FRONT RUDARSKIH RADOVA...................................................................
25
2.4. RADNA ZONA POVRŠINSKOG KOPA......................................................
26
2.4.1. Koeficijenti otkrivke .................................................................................
27
2.5. SISTEMI EKSPLOATACIJE POVRŠINSKIH KOPOVA .............................
28
3. OSNOVE PODZEMNE EKSPLOATACIJE
..........................................................
30
3.1. IZBOR METODE OTKOPAVANJA ..............................................................
31
3.2. OSNOVNE OPERACIJE PRI OTKOPAVANJU ..........................................
33
3.3. METODE OTKOPAVANJA ...........................................................................
36
3.3.1. Neslojevita ležišta .....................................................................................
36
3.3.1.1. Metode otvorenih otkopa ..................................................................
37
3.3.1.2. Magazinska metoda otkopavanja ....................................................
38
3.3.1.3. Metode sa zasipanjem otkopanih prostora
.....................................
39

4

3.3.1.4. Metode krovnog otkopavanja
...........................................................
41
3.3.1.5. Metode otkopavanja sa podgrađivanjem i zasipanjem
.................
43
3.3.1.6. Metode sa podgrađivanjem otvorenih otkopa ...............................
44
3.3.1.7. Metode otkopavanja sa zarušavanjem krovinskih stijena ............
44
3.3.1.8. Metode otkopavanja sa zarušavanjem mineralne sirovine i okolnih
stijena
.................................................................................................................
45
3.3.1.9. Kombinovane metode otkopavanja .................................................
46
3.4. PRINCIPI PODZEMNOG OTKOPAVANJA UGLJA .................................
47
3.4.1. Metoda sa zarušavanjem krovine
...........................................................
48
3.4.2. Velenjska otkopna metoda ......................................................................
49
3.4.3. Krekanska otkopna metoda
.....................................................................
49
3.5. OBJEKTI OTVARANJA
...................................................................................
49
3.6. OSNOVNI POJMOVI O JAMI I TERMINOLOGIJA ...................................
55
3.6.1. Jamske prostorije
.......................................................................................
55
3.6.1.1. Vertikalne jamske prostorije..............................................................
56
3.6.1.2. Horizontalne jamske prostorije
.........................................................
57
3.6.1.3. Kose prostorije ....................................................................................
57
3.6.1.4. Otkopne prostorije
..............................................................................
58
3.6.2. Jama i jamsko polje ...................................................................................
58
3.6.2.1. Podjela jamskog polja
.........................................................................
59
3.6.2.2. Redoslijed otkopavanja dijelova jamskog polja sa više ugljenih
slojeva
................................................................................................................
59
3.7. OTVARANJE LEŽIŠTA UGLJA
.....................................................................
60
3.7.1. Prostorije otvaranja jamskih polja ležišta uglja ....................................
61
3.7.2. Izbor lokacije za objekte otvaranja jame ................................................
63
4. RUDARSKE GEODETSKE MREŽE NA POVRŠINI ZEMLJE ..........................
64
4.1. UVOD ................................................................................................................
64
4.2. POLOŽAJNE GEODETSKE MREŽE
.............................................................
64
4.2.1. Rudnička trigonometrijska mreža ..........................................................
65

5

4.2.2. Rudnička poligonska mreža
....................................................................
68
4.3. VISINSKE GEODETSKE MREŽE ..................................................................
69
5. PODZEMNI POLOŽAJNI GEODETSKI RADOVI
.............................................
72
5.1. UVOD ................................................................................................................ 72
5.2. PRIKLJUČAK I ORIJENTACIJA PODZEMNE GEODETSKE OSNOVE
.
74
5.2.1. Povezivanje kroz horizontalne i kose prostorije ..................................
75
5.2.2. Povezivanje kroz jedno okno – centrična metoda
................................
75
5.2.3. Povezivanje kroz jedno okno – ekscentrična metoda ..........................
76
5.2.4. Prijenos položaja pod zemlju optičkim putem .....................................
80
5.2.4.1. Lasersko projiciranje tačaka ..............................................................
80
5.2.4.2. Projiciranje tačaka preciznim optičkim viskom .............................
82
5.2.5. Žiroskopska orijentacija podzemne osnove
..........................................
86
5.2.5.1. Pregled instrumenata za žiroskopsku orijentaciju
.........................
88
5.3. OPREMA ZA PODZEMNA GEODETSKA MJERENJA ............................
93
5.4. PODZEMNE GEODETSKE MREŽE .............................................................
96
5.4.1. Stabilizacija podzemnih geodetskih tačaka ..........................................
97
5.4.2. Signalizacija podzemnih geodetskih tačaka .......................................
100
5.4.3. Mjerenja uglova i dužina .......................................................................
101
5.5. PODZEMNI POLIGONSKI VLAK ..............................................................
106
5.5.1. Tačnost podzemnih geodetskih tačaka
................................................
107
5.5.2. Standardna devijacija direkcionog ugla u poligonskom vlaku
........
108
5.5.3. Standardna devijacija koordinata zadnje tačke slobodnog poligonskog
vlaka.................................................................................................................... 111
5.5.4. Sistematske greške u poligonskom vlaku ...........................................
116
6. PODZEMNA VISINSKA GEODETSKA MREŽA
.............................................
118
6.1. UVOD ..............................................................................................................
118
6.2. PRIJENOS VISINE POD ZEMLJU KROZ VERTIKALNA OKNA
..........
118
6.2.1. Mehanička metoda prijenosa visine
.....................................................
118
6.2.2. Prijenos visine pomoću elektronskog daljinomjera ...........................
120
6.3. GEOMETRIJSKI I TRIGONOMETRIJSKI NIVELMAN ...........................
126

6

7. PROBOJI POD ZEMLJOM ...................................................................................
132
7.1. UVOD ..............................................................................................................
132
7.2. GEOMETRIJSKI ELEMENTI PROBOJA .....................................................
133
7.3. OBILJEŽAVANJE PROBOJA
........................................................................
136
7.3.1. Obilježavanje proboja po položaju .......................................................
138
7.3.2. Obilježavanje proboja po visini
.............................................................
139
7.4. ANALIZA TAČNOSTI OBILJEŽAVANJA PROBOJA .............................
139
7.4.1. Standardna devijacija obilježavanja proboja u horizontalnoj ravni
.
140
7.4.1.1. Utjecaj standardne devijacije geodetske osnove na terenu
.........
140
7.4.1.2. Utjecaj od povezivanja jame
............................................................
141
7.4.1.3. Utjecaj od mjerenja u jamskom poligonskom vlaku
....................
142
7.4.1.4. Utjecaj od ugla sa kojim se obilježava pravac proboja ................
142
7.4.2. Ukupna standardna devijacija obilježavanja proboja u horizontalnoj
ravni ....................................................................................................................
144
7.4.3. Standardna devijacija obilježavanja proboja u vertikalnoj ravni .....
145
8. MJERENJE POPREČNIH PROFILA I ODREĐIVANJE ZAPREMINA
JAMSKIH PROSTORIJA
......................................................................................
146
8.1. MJERENJE POJEDINAČNIH POPREČNIH PROFILA
............................
146
8.1.1. Klasične metode mjerenja poprečnih profila ......................................
146
8.1.2. Mjerenje profila ručnim laserskim daljinomjerom
.............................
148
8.1.3. Tačkasto polarno snimanje elektronskim tahimetrom ......................
149
8.1.4. Računanje površine poprečnog profila
................................................
151
8.1.5. Određivanje zapremine jamske prostorije na osnovu poprečnih
profila .................................................................................................................
152
8.2. POSTUPCI MASOVNOG PRIKUPLJANJA PODATAKA
.......................
153
8.2.1. Polarni sistemi za površinsko snimanje bez reflektora .....................
154
8.2.2. Računanje zapremine iz 3D modela
.....................................................
156
9. SAVREMENE GEODETSKE METODE MJERENJA U RUDARSTVU ..........
158
9.1. UVOD ..............................................................................................................
158
9.2. LASERSKO SKENIRANJE
............................................................................
162

7

9.3. FOTOGRAMETRIJA U RUDARSTVU .......................................................
171
9.4. DALJINSKA ISTRAŽIVANJA U RUDARSTVU .......................................
173
9.4.1. Optička daljinska istraživanja u rudarstvu .........................................
173
9.4.1.1. Minerali, geologija i tlo ....................................................................
174
9.4.1.2. Topografija
.........................................................................................
175
9.4.1.3. Pokrov zemljišta i vegetacija
...........................................................
175
9.4.1.4. Površinske i podzemne vode ..........................................................
177
9.4.1.5. Kontaminacija rudnika i drenaža kiselina ....................................
178
9.4.1.6. Praćenje sanacije ...............................................................................
178
9.4.2. Radarska daljinska istraživanja u rudarstvu ......................................
179
9.4.2.1. Podzemni i nadzemni rudnici ........................................................
179
9.4.2.2. Brane i područja za odlaganja
.........................................................
180
9.5. BESPILOTNE LETJELICE .............................................................................
181
9.5.1. Vrste senzora na bespilotnim letjelicama u rudarstvu ......................
184
9.5.1.1. Digitalne kamere ..............................................................................
184
9.5.1.2. Spektralne slikovne kamere ............................................................
185
9.5.1.3. LiDAR ................................................................................................
185
9.6.1.4. Termalne infracrvene kamere
.........................................................
186
9.5.1.5. Gasni senzori
.....................................................................................
186
9.5.2. Prednosti korištenja bespilotnih letjelica u rudarstvu
.......................
186
9.5.2.1. Premjer i 3D modeliranje
.................................................................
187
9.5.2.2. Procjena štete na zemljištu i praćenje okoliša
...............................
188
9.5.2.3. Geološke opasnosti i praćenje zagađenja ......................................
189
9.5.2.4. Revitalizacija zemljišta i procjena ekološke obnove ....................
191
9.5.3. Budućnost korištenja bespilotnih letjelica u rudarstvu
.....................
191
10. GEODETSKA RUDNIČKA DOKUMENTACIJA ...........................................
194
10.1. UVOD ............................................................................................................
194
10.2. MJERAČKE KNJIGE
....................................................................................
194

8

10.3. GRAFIČKA DOKUMENTACIJA RUDNIKA ..........................................
198
10.3.1. Situacioni nacrt eksploatacionog polja
...............................................
199
10.3.2. Geološka karta eksploatacionog polja
................................................
199
10.3.3. Situacioni plan rudnika
........................................................................
200
10.3.4. Plan jame ................................................................................................
201
10.3.5. Otkopni plan jame ................................................................................
204
10.3.6. Plan energetske mreže
..........................................................................
206
10.3.7. Plan provjetravanja jame......................................................................
206
10.3.8. Plan površinskog kopa
.........................................................................
208
10.3.9. Hidrološki plan rudnika ......................................................................
210
10.3.10. Plan tektonike rudnika
.......................................................................
211
10.4. RUDARSKE OZNAKE I SIMBOLI ............................................................
211
10.5. KATASTAR EKSPLOATACIONIH POLJA .............................................
218
10.6. GIS U RUDARSTVU ....................................................................................
218
10.6.1. Primjene GIS-a u rudarstvu
.................................................................
219
10.6.2. Faza razvoja rudnika ............................................................................
221
10.6.3. Planiranje rudarenja korištenjem GIS-a .............................................
222
10.6.3.1. Procjena rudnih rezervi .................................................................
222
10.6.3.2. Optimizacija otvorenih rudarskih kopova
..................................
223
10.6.3.3. Dizajn infrastrukture rudnika
.......................................................
224
10.6.3.4. Analize potencijalnih regionalnih sukoba
...................................
224
10.6.4. Eksploatacija rudnika korištenjem GIS-a...........................................
225
10.6.4.1. Optimizacija eksploatacije rude
....................................................
225
10.6.4.2. Dizajn i upravljanje bežičnim komunikacionim sistemom ......
226
10.6.4.3. Sistemi za podršku odlučivanju ...................................................
226
10.6.4.4. Projektovanje i upravljanje sistemom za ventilaciju / sigurnost /
odvodnju rudnika
..........................................................................................
227
10.6.5. Upravljanje okolišem pomoću GIS-a
..................................................
228
10.6.5.1. Upravljanje okolišem u eksploataciji rudnika ............................
228

9

10.6.5.2. Projekt sanacije rudnika
.................................................................
229
10.6.6. Prednosti korištenja GIS-a u rudarstvu .............................................
230
10.6.7. Budućnost GIS-a u rudarstvu .............................................................
231
11. ZATVARANJE RUDNIKA ................................................................................
234
11.1. UVOD ............................................................................................................
234
11.2. PRIVREMENA, POTPUNA I TRAJNA OBUSTAVA RUDARSKIH
RADOVA................................................................................................................ 234
LITERATURA ............................................................................................................
236

10

PREDGOVOR

Bosna i Hercegovina je zemlja koja raspolaže značajnim rudnim bogatstvom, te
se s pravom može reći da je viševjekovna tradicija rudarstva prisutna na njenom
području. Bosanskohercegovački prostor je još u antičko doba bio rudarski
značajan, jer je u to vrijeme bio aktivan rudnik u Srebrenici. Nakon Berlinskog
kongresa 1878. godine, u Bosnu i Hercegovinu su upućeni najbolji geolozi iz
tadašnje Austro-Ugarske monarhije. Već 1880. godine objavljen je prvi naučni
rad o geologiji Bosne i Hercegovine sa preglednom geološkom kartom. Odmah
se počelo sa eksploatacijom mineralnih sirovina i to mangana u Čevljanovićima,
hroma u Duboštici, ali se nijedan od ovih rudnika nije pokazao rentabilnim, već
se pribjeglo otvaranju rudnikâ uglja kao najuspješnijim. Najstarijim rudnikom
uglja smatra se rudnik u Zenici koji je otvoren 1880. godine.
U Bosni i Hercegovini se i sada obavlja eksploatacija različitih prirodnih
bogatstva, pri čemu je dominantna eksploatacija uglja.
Obzirom da su rudarski poslovi vezani za prostor, neophodno je u rudarske
poslove uključiti i geodetskog stručnjaka koji, primjenom naučnih i tehničkih
dostignuća iz oblasti geodezije, omogućava učinkovitiju površinsku i podzemnu
eksploataciju mineralnih sirovina. Učešće geodetskog stručnjaka je neophodno
kako prilikom projektovanja eksploatacije, tako i pri zatvaranju jamskih
prostorija, odnosno pri evidentiranju statusa jamskih prostorija nakon završene
eksploatacije u toj prostoriji. Geodetska mjerenja se obavljaju u ovisnosti od vrste
eksploatacije mineralnih sirovina. Posebno je važno naglasiti podzemnu
eksploataciju mineralnih sirovina gdje se mjerenja izvode u specifičnim
uslovima. Skučen prostor, nedovoljna osvijetljenost, podzemne vode, ugljena
prašina, otrovni i eksplozivni gasovi i ostali uslovi u podzemnim kopovima
diktiraju poseban tretman geodetskih poslova u podzemnoj eksploataciji rudnih
ležišta. Kontrolna mjerenja koja se provode na površini zemlje, gotovo su
nemoguća, a odgovornost geodetskog stručnjaka je mnogo veća.
Tokom eksploatacije mineralnih sirovina, geodetski stručnjaci učestvuju u
dvije grupe poslova: inžinjersko-geodetski poslovi i katastarsko-geodetski
poslovi.
Počeci izučavanja primjene geodezije u rudarstvu na Građevinskom
fakultetu u Sarajevu, vežu se za osnivanje studija geodezije. Osnivanjem

11

geodetskog smjera pri Građevinskom fakultetu u Sarajevu 1973. godine uveden
je predmet Rudarska mjerenja. Nakon ukidanja tog predmeta, geodetski radovi
u rudarstvu su se izučavali u okviru predmeta Inžinjerska geodezija. Promjenom
nastavnog plana i programa, 2018. godine se na drugi ciklus studija geodezije i
geoinformatike uvodi predmet Inžinjerska geodezija u rudarstvu. U okviru tog
predmeta, studenti se upoznaju s osnovama površinske i podzemne
eksploatacije, kako bi ovladali terminologijom i uspješno komunicirali sa
stručnjacima iz oblasti rudarstva. Pored toga, studenti se osposobljavaju za
uspješno obavljanje svih geodetskih zadataka vezanih za eksploataciju
mineralnih sirovina.
Materijal koji sadrži ova knjiga upravo je namijenjen studentima za praćenje
nastave i pripremanje ispita iz spomenutog predmeta. Obzirom da su studenti
tokom dodiplomskog studija izučavali predmete vezane za osnovne geodetske
principe mjerenja, obradu mjerenja, izravnanja mreža kao i principe korištenja
geodetskog instrumentarija, knjiga obrađuje materiju isključivo vezanu za
primjenu geodezije u rudarstvu. Dakle, čitalac bi trebao imati odgovarajuća
predznanja iz geodezije, kako bi razumio materiju obrađenu u ovoj knjizi.
Tokom pisanja knjige, veliku pomoć su kroz ustupanje dragocjenih
dokumenata, fotografija i informacija pružili su Mirza Selesković (GeoWILD
d.o.o. Sarajevo), Ibrahim Muratović i Saudin Sejdić (RMU „Abid Lolić“ Travnik),
Mirsada Hodžić (ZEDIS d.o.o. Zenica), vanr. prof. dr. sc. Ruža Čeliković
(Rudarsko-geološko-građevinski fakultet Univerziteta u Tuzli), mr. Nermina
Omerhodžić (Federalni zavod za geologiju), Amir Spahić i direktor mr. sc. Sead
Imamović (RMU Kakanj), Adnan Arslanagić (HL Geospatial, Australija), Gerald
Kröger (DMT GmbH & Co. KG, Njemačka), Tomas Jirikovsky (Tehnički
univerzitet u Pragu), David Kawano (Laser Reference, Inc., SAD), Kenan
Demirović i Mirnes Bojić (BNpro d.o.o. Sarajevo), na čemu im autori posebno
zahvaljuju. Autori također duguju zahvalnost i recenzentima na pažljivom
čitanju rukopisa i na primjedbama i sugestijama u svrhu povećanja kvaliteta
knjige.

Sretno!
Sarajevo i Ljubljana, 2021. godine.                                                                   Autori

12

UVOD

U Bosni i Hercegovini se u velikom broju rudnika provodi eksploatacija
mineralnih sirovina. Neki od rudnika u Bosni i Hercegovini su:

•
Rudnik uglja u Banovićima,
•
Rudnik uglja u Kaknju,
•
Rudnik uglja u Brezi,
•
Rudnik uglja u Zenici,
•
Rudnik uglja u Travniku,
•
Rudnik uglja u Bugojnu,
•
Rudnik željezne rude u Varešu,
•
Rudnik ukrasnog kamena u Jablanici,
•
Rudnik uglja u Gacku,
•
Rudnik olova u Olovu,
•
Rudnik olova i cinka u Srebrenici,
•
Rudnik boksita u Jajcu i
•
Rudnik soli u Tuzli.

Mineralni resursi imaju značajno mjesto u ekonomskom razvoju zbog
njihove važnosti za sirovine i energiju. Potražnja za mineralnim sirovinama
značajno se povećala rastom industrijalizacije i urbanizacije, što je dovelo do veće
potrebe za rudarstvom. Koriste se dva načina iskopavanja rude: površinsko i
podzemno. Površinski način podrazumijeva mjesto na kojem se sakuplja ruda
nakon uklanjanja i odbacivanja stijena koje se nalaze iznad i oko rudnog tijela.
Površinski rudni kopovi ograničeni su prostorno i obično koriste velike količine
mehaničke opreme, uglavnom za bušenje, miniranje, utovar, transport i
odlaganje. Podzemno rudarenje je proces iskopavanja iz rudnih tijela u
podzemnim ležištima. Obično se provodi tamo gdje je ležište duboko ispod
površine, a rudni procesi usmjereni su uglavnom na otkrivanje novih ležišta,
rezanje i zaustavljanje.
Svi pomenuti procesi rudarstva neizbježno utiču na sigurnost i kvalitetu
proizvodnje. Kako se dubina i ugao iskopavanja povećavaju pri površinskom
iskopavanju, iskopi imaju direktan utjecaj na stabilnost padina, što utiče na
kvalitetu proizvodnje. U isto vrijeme, emisija prašine u rudarstvu nekontrolisana

13

je, što ugrožava zdravlje radnika. Tokom podzemnih procesa, krov se može
srušiti pod težinom prevelikog opterećenja. Transportni koridori često imaju
lošu ventilaciju, što otežava izbacivanje štetnih gasova. Dobro dizajnirani
inžinjering temelj je za smanjenje pojave geoloških opasnosti u rudarstvu, što bi
moglo pomoći ostvarenju višeg nivoa sigurnosti i stabilnosti rudnika.
U svakom rudniku je tokom priprema za otvaranje rudnika, a pogotovo
tokom eksploatacije mineralnih sirovina neophodno izvođenje geodetskih
mjerenja. Geodetski radovi se prožimaju kroz sve faze eksploatacije. Priprema
dokumentacije u svrhu projektovanja, obilježavanje projektovanih pravca,
snimanje jamskih prostorija i infrastrukture, računanje zapremine zemljanih
masa su neki od geodetskih poslova koji se provode tokom eksploatacije. Nakon
zatvaranja rudnika obavlja se rekultivacija kao i povremena mjerenja u svrhu
praćenja eventualnih deformacija terena uslijed slijeganja. Prethodno spomenuti
geodetski radovi su opisani u knjizi, a predstavljaju konkretnu primjenu
geodetskih metoda i postupaka u rudarstvu.

Još od davnih vremena ljudskih aktivnosti u domenu rudarstva čovjek je
nastojao što tačnije i svrsishodnije predstaviti rudnike. Primjeri su zaista
mnogobrojni, a u ovom uvodnom izlaganju nastojat će se dati kratak osvrt na
tadašnje aktivnosti na ovom polju djelovanja. Polje djelovanja geodeta koje je
usko povezano sa rudarskim aktivnostima je premjeravanje rudnika. Geodetska
mjerenja i kartiranje rudnika su discipline koje se bave premjerom i
prikazivanjem podzemnih i nadzemnih radova te planiranja rudarskih radova,
a u kojima su njihovi prostorni odnosi određeni u odnosu na površinu terena.

Počeci historije rudarstva sežu u davna vremena. Radovi na istraživanjima
rudnika spominju se u drevnim kulturama Egipta, Babilona, Kine i Indije.
Geodetski radovi u rudnicima predstavljeni su na starim zidnim slikama i
skicama na papirusu. Jedna od najstarijih poznatih rudarskih karata, napravljena
oko 1500. godine prije nove ere, ilustruje kopanje zlata i sačuvana je u Torinu
(Italija). Karte rudnika pružaju dokaze utemeljene na odličnom poznavanju i
iskustvima starih geodetskih stručnjaka u rudarstvu ili rudarskih stručnjaka.
Mnoge historijske karte rudnika doprinijele su otkrivanju starih poplavljenih
rudničkih okana. Historijske karte ili starije karte također se koriste za ponovno
otkrivanje nekadašnjih rudnika npr. rudnika lignita koji se u današnje vrijeme
iskopavaju korištenjem otvorenih rudničkih kopova. Historija rudarskih
istraživanja zvanično je zabilježena i u drugom vijeku prije nove ere u starom

14

Rimu. Iz tog vremena sačuvani su pisani tragovi o rudarskim radovima koji ne
samo da dokazuju rudarsku vještinu, već dokazuju i sposobnost geodeta, koji su
u to vrijeme bili u stanju voditi i planirati rudarske radove. Povezanost rudnika
i površine i poslove povezane sa tim aktivnostima opisao je i Heron iz
Aleksandrije u drugom vijeku prije nove ere. U starom Rimu, između 41. i 54.
godine, na jezeru Fucino prvi puta se pominje korištenje drenažne (odvodne)
galerije pri čemu su korišteni praktični geodetski radovi u rudarstvu. Treba
napomenuti da je Rimska vojska također zapošljavala geodete. Od 1. vijeka prije
nove ere geodeti su u starom Rimu bili državni službenici, koji su imenovani na
položaje na osnovu zvaničnog testa stručnosti. Sve do 18. vijeka veći je naglasak
stavljen na umjetnički dizajn i dekorativnost karata, nego li na tačnost i jasnoću
istih. Od sredine 18. vijeka bilježi se novi renesansni period geodetskih rudarskih
mjerenja i rudarske kartografije, jer je postojala velika potražnja za iskopavanjem
plemenitih metala. Za ponovno otvaranje napuštenih rudnika urađena su brojna
istraživanja napuštenih rudničkih okana, te planiranje novih. U tom su razdoblju
crtane karte različitog tehničkog kvaliteta, ali su pomenute jedinstvene posebno
u smislu korištene razmjere. Napredak tehnologija utjecao je i na razvoj karata,
zajedno sa naukom o rudarstvu.
Danas je situacija na polju dokumentovanja i nadziranja u rudnicima
(površinskim i podzemnim kopovima) takva da su na raspolaganju brojna
sredstva, te raznovrsne tehnike i tehnologije, kako bi se što bolje odgovorilo
postavljenim zadacima u rudarskoj industriji.

Ova knjiga sadrži 11 poglavlja u kojim je izložena materija o rudarstvu i
rudnicima, a potom o geodetskim radovima u rudnicima.
U prvom poglavlju naslovljenom sa „Osnove rudarstva“ date su osnovne
karakteristike rudarstva kao i rudarski istražni radovi.
Drugom poglavlju je dodijeljen naslov „Osnove površinske eksploatacije“ i
u njemu se govori o temeljnim karakteristikama sistema površinske eksploatacije
mineralnih sirovina. U okviru poglavlja su obrađene i vrste površinskih kopova.
Treće poglavlje naslovljeno sa „Osnove podzemne eksploatacije“ govori o
podzemnoj eksploataciji. Poglavlje sadrži materiju vezanu za princip
podzemnog otkopavanja kao i metode podzemnog otkopavanja mineralnih
sirovina. U okviru poglavlja su detaljno objašnjeni osnovni pojmovi o jami.

15

„Rudarske geodetske mreže na površini zemlje“ je naslov četvrtog poglavlja. U
njemu su opisane geodetske mreže na površini zemlje kao osnova za mjerenja na
površini zemlje i u jami.
Poglavlje broj pet je naslovljeno sa „Podzemni položajni geodetski radovi“ i
detaljno opisuje položajne geodetske mreže ispod površine zemlje. Poglavlje daje
detaljan prikaz metoda i postupaka povezivanja nadzemnih i podzemnih
položajnih geodetskih mreža. Nadalje, u okviru poglavlja je opisana i geodetska
oprema za podzemna položajna geodetska mjerenja.
Šesto poglavlje ima naslov „Podzemna visinska geodetska mreža“ i detaljno
opisuje materiju vezanu za visinske geodetske mreže ispod površine zemlje.
Opisani su postupci i metode povezivanja nadzemnih i podzemnih visinskih
mreža kao i postupci određivanja visinskih razlika geodetskih tačaka ispod
površine zemlje.
Sedmo poglavlje ima naziv „Proboji pod zemljom“. U okviru ovog poglavlja
su opisani proboji te vrste proboja i obilježavanje proboja. Poglavlje sadrži i
analizu tačnosti obilježavanja proboja.
Poglavlje broj osam naslovljeno je sa „Mjerenje poprečnih profila i
određivanje zapremina jamskih prostorija“, a sadrži materiju vezanu za
poprečne profile u rudnicima kao i materiju vezanu za masovno prikupljanje u
jamama.
„Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu“ je naslov devetog
poglavlja. U okviru tog poglavlja je opisana primjena fotogrametrije, daljinskih
istraživanja i laserskog skeniranja u rudarstvu.
Poglavlje koje slijedi je poglavlje broj deset i njegov naslov je „Geodetska
rudnička dokumentacija“. U okviru poglavlja su opisani rudarski geodetski
planovi i karte koje izrađuju geodetski stručnjaci na osnovu podataka mjerenja.
U nastavku poglavlja su objašnjene rudarske geodetske oznake i simboli koji se
koriste prilikom izrade rudarskih planova i karata, kao i primjena GIS-a u
rudarstvu.
Jedanaesto poglavlje je poglavlje naslovljeno sa „Zatvaranje rudnika“ i
sadrži materiju vezanu za zatvaranje rudnika.
Na kraju knjige je dat popis literaturnih izvora korištenih pri pisanju knjige.

POGLAVLJE 1

OSNOVE RUDARSTVA

Pod pojmom rudarstva podrazumijeva se pronalaženje i vađenje (dobivanje)
korisnih mineralnih sirovina iz Zemljine kore. U širem smislu, rudarstvo
obuhvata sve radove koji takvo vađenje omogućavaju i koji dobivene mineralne
sirovine pretvaraju u koristan proizvod. Dešava se da dodatni radovi nisu
potrebni jer su mineralne sirovine odmah nakon vađenja, bez ikakve dalje
prerade, podobne za upotrebu. To su npr., neke vrste uglja, kamena so, boksit i
neki nemetali.
U rudarstvo se također ubrajaju i područja geologije i petrologije, koja
neposredno
služe
pronalaženju
(istraživanju),
pripremi,
otkopavanju
(dobivanju), transportu (otpremi) i oplemenjivanju mineralnih sirovina. Prvi
korak rudarstva je izvođenje istražnih radova. Rezultati istražnih radova su
osnova za planiranje rudarskih investicija. Rudarski istražni radovi se izvode
najčešće u tri faze:

•
proučavanje postojeće dokumentacije,
•
geološko-rudarska prospekcija i
•
istražni radovi u užem smislu.

Proučavanje
postojeće
rudarsko-geološko-geodetske-historijske
dokumentacije o terenu koji treba rudarski istražiti veoma je važno jer u svijetu
ima malo rudarski perspektivnih područja o kojima nema baš nikakvih
historijskih informacija.
Geološko-rudarska prospekcija je prospekcija kojom se utvrđuju geološke
prilike istraživanog područja. Obim i domet tih radova zavisi od postojećih
geoloških podloga, a mahom se ograničava na dopunu tih podloga ili izradu
novih geoloških priručnih skica i karata. Pri tome se posebna pažnja posvećuje
lociranju izdanaka tražene mineralne sirovine. To su mjesta gdje se sirovina
pojavljuje na površini. Kako ti izdanci mogu biti prekriveni humusom,
aluvijalnim i diluvijalnim nanosima, često se već pri prvim koracima prospekcije
moraju izvesti manji rudarski zahvati (raskopi, jarci i sl.), tako da nema nikakve
stroge granice između prospekcije i rudarskih istražnih radova u užem smislu.
Rudarski istražni radovi u užem smislu obuhvataju izradu raskopa, jaraka,
usjeka, plićih i dubljih okana, potkopa, podzemnih hodnika, uskopa i niskopa,
2. Osnove rudarstva
17

plićih i dubljih bušotina, te primjenu geofizičkih metoda i daljinskih istraživanja
u svrhu lokalizacije nalazišta.

Slika 1.1. Ugljeni sloj u naselju Grahovčići, općina Travnik (snimio: Jusuf Topoljak)

Način eksploatacije zavisi od položaja nalazišta u zemljinoj kori (slika 1.1),
pa se razlikuje:

•
površinsko otkopavanje mineralnih sirovina i
•
podzemno otkopavanje mineralnih sirovina.

Površinsko otkopavanje se provodi površinskim kopovima, a podzemno
otkopavanje zavisi od slojevitosti nalazišta, pa se razlikuju metode otkopavanja
neslojevitih i metode otkopavanja slojevitih nalazišta.
Otkopavanje ležišta je posljednja i glavna faza u razvoju rudnika i ima za cilj
potpuno iskorištenje ležišta.
POGLAVLJE 2

OSNOVE POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE

Površinski kop, tehnički objekti i sistem rudarskih radova i mašina kojima se
mineralne sirovine površinski eksploatišu otkrivkom i dobivanjem kao dvama
međuzavisnim proizvodnim procesima, odnosno podsistemima, predstavlja
postupak izdvajanja mineralnih sirovina iz zemljine kore.
Površinska eksploatacija mineralnih sirovina, iako poznata od prvih dana
rudarenja, širu primjenu dobiva tek u XX vijeku zahvaljujući usavršavanju parne
mašine, otkriću motora sa unutrašnjim sagorijevanjem i generatora izmjenične
struje.
Osnovni kriterij za ocjenu tehničke i ekonomske opravdanosti otvaranja i
eksploatacije površinskog kopa je omjer između količine otkrivke i količine
korisne sirovine, tzv. koeficijent otkrivke. Taj koeficijent treba da bude što
manji, ali zahvaljujući efikasnosti modernih sredstava za otkopavanje, u prvom
redu rotornih bagera, danas dostiže vrijednost od nekoliko desetina tona pa i
više.

2.1. KLASIFIKACIJA POVRŠINSKIH KOPOVA

Površinski kopovi mogu se klasifikovati prema različitim kriterijima, npr. prema
vrsti i kvalitetu sirovine, obliku, položaju, padu, debljini i minerološkoj strukturi
(homogenosti) ležišta, reljefu površine i dominantnim stijenama. Kako je
raznolikost ležišta mineralnih sirovina velika, svako od njih ima svoje
karakteristike, pa je tehnički cjelishodna samo podjela prema nekim osnovnim
karakteristikama. To mogu biti podjele npr. prema reljefu terena i prema padu
ležišta.
Sa obzirom na reljef terena, površinski kopovi mogu biti:

•
plitki,
•
dubinski,
•
visinski,
•
visinsko-dubinski i
•
podvodni.
2. Osnove površinske eksploatacije
19

Ugao pada ili nagib ležišta važan je element i u zasnivanju i u eksploataciji
površinskog kopa.
Prema nagibu ležišta površinski kopovi mogu biti:

•
horizontalni,
•
kosi i
•
strmi.
2.1.1. Plitki površinski kopovi

Takvim se kopovima uglavnom otkopavaju ležišta horizontalnog zalijeganja.
Takva je većina kopova pijeska, šljunka i ostalog građevinskog materijala.
Dubina tih kopova je mala, od 40 do 60 m. Od svih tipova, plitki površinski
kopovi su najekonomičniji. Obično se otkopava puna debljina korisne sirovine,
a u otkopanom prostoru se formira unutrašnje odlagalište otkrivke.
2.1.2. Dubinski površinski kopovi

Takvim se kopovima uglavnom otkopavaju ležišta kosog i strmog zalijeganja. To
mogu biti ležišta ruda, metala, nemetala i uglja. To su kopovi koji se postepeno
produbljuju i mogu dostići dubinu i do 800 m. Dubinski površinski kopovi su
najkomplikovaniji i za projektovanje i za eksploataciju. Sve mase otkrivke i
korisne sirovine moraju se izvoziti na nivo površine zemlje i najčešće se odlažu
na vanjska odlagališta. Produbljivanje i otvaranje novih etaža mora se
kontinuirano provoditi sve do postizanja granične dubine.
2.1.3. Visinski površinski kopovi

To su obično kopovi ruda metala i nemetala (najčešće ukrasnog i tehničkog
kamena), ponekad uglja i minerala za hemijsku industriju. Dimenzije i broj etaža
variraju u širokim granicama. Karakteristika im je da se otkrivka i korisna
sirovina spuštaju transportnim sredstvima na vanjska odlagališta. Na njima je
moguća upotreba gravitacionog transporta.

20
2. Osnove površinske eksploatacije

2.1.4. Visinsko-dubinski površinski kopovi

Visinsko-dubinski površinski kopovi razvijaju se na ležištima sa složenim
topografskim uslovima. Ležište može pratiti reljef ili biti suprotno reljefu. Od
položaja ležišta prema reljefu zavise dimenzije kopa i vrsta transportnih
sredstava.
2.1.5. Podvodni površinski kopovi

Takvim se kopovima eksploatišu ležišta pod vodom, tj. na dnu mora, jezera,
rijeka i sl. Ova ležišta mineralnih sirovina su najčešće aluvijalni sedimenti. U
Bosni i Hercegovini se vadi pijesak iz rijeka Save i Drine i dobiva tzv. savski i
drinski pijesak.
2.1.6. Horizontalni kopovi

Najjednostavniji su površinski kopovi na horizontalnim ili blago nagnutim
ležištima, koja se ubrajaju u taj tip kada ugao nagiba nije veći od 8° do 10°. Često
su to mali kopovi sa nevelikim rezervama korisne sirovine, ali ekonomični baš
zbog mogućnosti površinske eksploatacije.
Najveći evropski površinski kopovi uglja su u Rajnskom području (Savezna
Republika Njemačka), gdje se primjenjuju gigantski bageri, na horizontalnim ili
blago nagnutim ležištima.
2.1.7. Kosi kopovi

Kosa ležišta imaju ugao pada između 8° – 10° i 35° – 40°. Pri eksploataciji takvih
ležišta obično nije potrebna podinska otkrivka jer kontakt između tijela
mineralne sirovine i podine predstavlja drugu završnu kosinu površinskog
kopa.

2. Osnove površinske eksploatacije
21

2.2. DIMENZIJE I OBLIK POVRŠINSKOG KOPA

Dimenzije i oblik površinskog kopa zavise od dimenzija i zalijeganja ležišta,
reljefa terena, geomehaničkih svojstava stijena i dr. Dimenzije površinskog kopa
i njegova dubina (visina u brdskim površinskim kopovima) diktiraju ukupne
rudarske radove i mogući proizvodni kapacitet rudnika.
Granična dubina za plitke površinske kopove određena je prirodnim
uslovima i obično se neznatno mijenja za cijeli vijek rada rudnika. Granična
dubina visinskih, dubinskih i visinsko-dubinskih površinskih kopova se
određuje tokom projektovanja.
Dimenzije dna površinskog kopa dobivaju se kao rezultat ograničavanja
(okonturivanja) dijela ležišta na graničnoj dubini za površinsku eksploataciju.
Minimalne dimenzije dna površinskog kopa (dna radne zone) treba da
obezbijede sigurno kopanje i utovar na najnižoj etaži. Uglovi završnih kosina
površinskog kopa određuju se iz uslova stabilnosti i mogućnosti smještaja
transportnih komunikacija.
Dimenzije površinskog kopa na površini terena (Lk, Bk) (slika 2.1) uslovljene
su dimenzijama ležišta i dna površinskog kopa, dubinom i uglovima njegovih
završnih kosina, te topografskim i hidrografskim faktorima. Na velikim
ležištima se te dimenzije određuju iz uslova otvaranja i podjele ležišta na više
površinskih kopova.

Slika 2.1. Dimenzije površinskog kopa
                     (prema: Jugoslovenski leksikografski zavod, 1988)
22
2. Osnove površinske eksploatacije

Parametri površinskog kopa (tabela 2.1) trebaju osigurati efikasnu upotrebu
mehanizacije. Dužina površinskog kopa (revira, otkopnog polja) mora
odgovarati projektovanom kapacitetu, odnosno obezbjeđivati ukupnu dužinu
potrebnog fronta radova.
Povećanje dužine površinskog kopa traži povećanje okonturenih rezervi, pa
zbog toga i mogućnost povećanja proizvodnog kapaciteta. Također se sa
povećanjem dužine površinskog kopa smanjuje specifičan udio otkrivke iz
čelnih kosina što utiče na smanjenje koeficijenata otkrivke, pa i na ukupnu
ekonomičnost rudnika.

Tabela 2.1.
Vrste površinskih kopova

Tip
površinskog
kopa
Tip
površinskog
kopa prema
položaju na
terenu
Površina
površinskog
kopa
[km2]
Granična
dubina
površinskog
kopa
[m]
Ukupna
zapremina
iskopanog
materijala
[106 m3]
Trajanje
 eksploatacije
[godina]
Vrlo mali
Plitki
Brdski
do 0,4
do 0,3
do 20
do 40
do 10
    do 10
Mali
Plitki
Brdski i
dubinski
0,4 – 2,0
0,3 – 1,5
do 40
     40 – 100
10 – 100
10 – 25
Srednji
Plitki
Brdski i
dubinski
2,5 – 6,0
1,5 – 5,0
do 60
100 – 200
100 – 500
25 – 30
Veliki
Plitki
Brdski i
dubinski
    4,0 – 20,0
   4,0 – 12,0
do 80
100 – 250
500 – 2000

30 – 60
Vrlo veliki
Plitki
Dubinski
   10,0 – 40,0
   10,0 – 30,0
do 120
200 – 800
2000 –
10000
60 – 100

Širina površinskog kopa iznosi od 100 do 5000 m, a dužina, već prema tipu
ležišta i površinskog kopa, može biti 4 – 5 km. U praksi se najčešće sreću dužine
2. Osnove površinske eksploatacije
23

većih površinskih kopova od 2 – 2,5 km, što je uglavnom uslovljeno transportom
i smještajem otkrivke po unutrašnjim i vanjskim odlagalištima.
Površinski kopovi, prema obliku, mogu biti izduženi i okrugli. Izduženi
površinski kopovi imaju nekoliko puta veću dužinu od širine.
Okrugli površinski kopovi su tipični za strma tijela mineralne sirovine
metalnih ruda i dostižu dubinu od 200 m do 800 m. Za te dubine dobiva se
okrugli ili ovalni oblik površinskog kopa nezavisno od oblika njegovog dna.
Svako ležište, prema dimenzijama, može se eksploatisati kao jedno ili se
može podijeliti na više površinskih kopova, a površinski kop na revire ili
otkopna polja. Više površinskih kopova na ležištu karakteristično je za veća
ležišta, a mogu se eksploatisati jedan za drugim ili istovremeno.
2.2.1. Elementi i parametri površinskog kopa

Površinski kop je karakterizovan visinom etaža i podjelom kopa po visini,
širinom radnih površina po etažama, frontom rudarskih radova, koeficijentima
otkrivke i graničnom dubinom površinskog kopa.
Etaža površinskog kopa (slika 2.2) je dio ležišta ili otkrivke ograničen
dvjema horizontalnim ravnima ili nagnutom ravni u pogodnim granicama.
Vertikalni razmak između dvije ravni naziva se visinom etaže. Ležište se otkriva
i dobivaju se etaže čija visina zavisi od vrste i kapaciteta primijenjene
mehanizacije, vrste i fizikalno-mehaničkih svojstava stijenskog materijala,
prisustva i količine površinskih i podzemnih voda, načina zalijeganja ležišta,
potrebe za selektivnim radom i drugim faktorima.

Slika 2.2. Etaža površinskog kopa (prema: Jugoslovenski leksikografski zavod, 1988)
24
2. Osnove površinske eksploatacije

Oznake na slici 2.2 su:

•
h1, h2 visine etaža,
•
α1, α2 uglovi nagiba,
•
B etažna ravan,
•
1 ivica etaže,
•
2 kosina etaže i
•
3 nožica etaže.

Na sistem eksploatacije utiče razvoj radnog fronta, jer su visina i broj etaža
funkcija paralelnog ili lepezastog pomjeranja fronta radova. Zavisno od sistema
eksploatacije, etaže mogu biti i kose, obično po uslojenju. Dosta rijetko (za sada
samo na površinskim kopovima ukrasnog kamena) sreću se i strme etaže.
Visina etaže neposredno utiče na kvalitet mineralne sirovine, brzinu
napredovanja fronta i produbljenja površinskog kopa, pa prema tome i na
kapacitet površinskog kopa, zapreminu investicijske otkrivke, ukupnu dužinu
fronta radova i transportnih komunikacija, te na ugao radne i završne kosine
površinskog kopa. Visina etaže na kosim i strmim ležištima sa čvrstim stijenama
uglavnom se određuje na osnovu tehnološkog procesa, gubitaka i osiromašenja,
te kapaciteta površinskog kopa. Sa povećanjem visine etaže smanjuju se troškovi
bušenja, miniranja, bagerovanja i transporta.
Težnja za smanjenjem broja etaža (za povećanjem visine etaža) bila je i ostaje
jedan od osnovnih tehničkih pravaca usavršavanja površinske eksploatacije.
Veliki je napredak ostvaren primjenom kontinuirane površinske eksploatacije,
kada se mogu rotornim bagerima relativno male dohvatne visine (do 20 m), uz
pomoć samohodne pretovarne trake i podjelom na međuetaže, postići visine
etaža od 50 do 60 m.
Širina radnih površina na etažama (slika 2.3) bira se tako da se osigura
normalna širina transportnih komunikacija, potom mjesto za smještaj i
manipulaciju osnovnih i pomoćnih mašina, potrebna (sigurnosna) udaljenost do
ivice etažnih kosina, odnosno do obrušenog materijala od miniranja. Pri
projektovanju se teži minimalnoj širini radnih površina na etažama, jer
uglavnom od nje zavisi ugao radne kosine površinskog kopa. Radna kosina
površinskog kopa je ravan povučena kroz donje ivice (nožice) radnih etaža.
2. Osnove površinske eksploatacije
25

Slika 2.3. Radne površine površinskog kopa
                     (prema: Jugoslovenski leksikografski zavod, 1988)

Širina radnih površina u savremenim kopovima iznosi od 25 m – 35 m do
100 m – 130 m, odakle proizlazi da ugao iznosi između 5° i 20°, najčešće 10° – 12°.

2.3. FRONT RUDARSKIH RADOVA

Napredovanje otkopnog fronta uslovljeno je rasporedom kopanja, utovara i
transporta, što je pretpostavljeno pri projektovanju. Taj raspored zavisi od
položaja kopa i njegove strukture, pravca premještanja stijenskih masa, načina
utovara tih masa, broja i položaja transportnih izlaza, te kretanja transportnih
sredstava.
Postoji više karakterističnih oblika radnog fronta. Jedan od oblika radnog
fronta je paralelno napredovanje fronta. Poprečni front odlikuje se velikom
brzinom napredovanja. Kružni front sa radijalnim napredovanjem se primjenjuje
na debela (moćna) tijela mineralne sirovine, iziskuje malu investicionu otkrivku
i osigurava brzo produbljivanje kopa. Lepezasto napredovanje radnog fronta
tipično je za kontinuiranu eksploataciju horizontalnih i blago nagnutih ležišta i
za diskontinuiranu eksploataciju strmih i debelih rudnih tijela.
Prema strukturi eksploatisanih masa, radni front može biti homogen i
nehomogen. Homogeni front može biti sa utovarom masa na nivou ili sa
bagerskim prebacivanjem. Gornje bagersko prebacivanje primjenjuje se za
produbljavanje kopa i na brdskim terenima. Za kopanje i prebacivanje na gornju
etažu služi jedan, a za utovar u transportno sredstvo drugi bager.
26
2. Osnove površinske eksploatacije

2.4. RADNA ZONA POVRŠINSKOG KOPA

Kako u periodu gradnje, tako i u periodu eksploatacije površinskog kopa (slika
2.4), uvijek se izrađuje nekoliko etaža. Svaka od njih ima radni i neradni front.

Slika 2.4. Površinski kop na teritoriji općine Zenica (snimila: Mirsada Hodžić, ZEDIS)

Svaka etaža je odvojena od prethodne i naredne, ili bermom sigurnosti, ili
transportnom bermom. Između radnih frontova etaža nalaze se radne površine,
kojima se dimenzije utvrđuju projektom površinskog kopa. Zona u kojoj se
izvode rudarski radovi naziva se radnom zonom površinskog kopa.
Radna zona može obuhvatati jednu, dvije ili sve četiri kosine površinskog
kopa. Radna zona je „putujuća“ površina promjenljivih dimenzija i prostorne
konfiguracije, koja sa vremenom mijenja položaj u površinskom kopu. U periodu
gradnje, u radnu zonu površinskog kopa su uključene samo etaže otkrivke, a u
2. Osnove površinske eksploatacije
27

periodu eksploatacije razlikuje se radna zona otkrivke, dobivanja i pripreme
nove etaže. Broj otkopa otkrivke, dobivanja i pripreme nove etaže mora se u
projektu površinskog kopa odabrati uz proračune kojima se dokazuje
projektovani kapacitet površinskog kopa.
2.4.1. Koeficijenti otkrivke

Koeficijent otkrivke je omjer između zapremine ili mase otkrivke i zapremine ili
mase mineralne sirovine. On pokazuje količinu otkrivke koju treba odstraniti da
bi se dobila jedinica količine mineralne sirovine. Koeficijenti otkrivke mogu se
izražavati u zapreminskim jedinicama (m3/m3), što se najčešće upotrebljava u
projektovanju, ili masenim jedinicama (t/t), što se najčešće upotrebljava u
eksploataciji. Otkrivka na površinskim ugljenokopima najčešće se izražava u m3,
a ugalj u tonama, pa se i koeficijenti otkrivke izražavaju u m3/t. Razlikuju se
sljedeći koeficijenti otkrivke: granični, prosječni, diferencijalni, etažni (slojni),
eksploatacioni (tekući), investicioni i geološki.
Granični koeficijent otkrivke je osnovni kriterij efikasnosti površinske
eksploatacije u toku projektovanja i predstavlja ekonomski parametar, za razliku
od ostalih koeficijenata otkrivke koji su geometrijski parametri površinskog
kopa. Prosječni koeficijent otkrivke je omjer ukupne zapremine ili mase
otkrivke i ukupnih količina mineralne sirovine u ograničenom površinskom
kopu. Diferencijalni koeficijent otkrivke je omjer prirasta zapremine ili mase
otkrivke i prirasta količina mineralne sirovine po jedinici dubine. Etažni
koeficijent otkrivke je omjer zapremine ili mase otkrivke u granicama sloja ili
jedne etaže prema količini mineralne sirovine u istom sloju ili etaži.
Eksploatacioni koeficijent otkrivke je omjer zapremine ili mase otkrivke za
određeni eksploatacioni period i količine mineralne sirovine za isti period.
Investicioni koeficijent otkrivke je omjer zapremine ili mase investicijske
otkrivke i ukupne količine mineralne sirovine u ograničenom površinskom
kopu. Geološki koeficijent otkrivke je omjer ukupnih dužina istražnih bušotina
kroz otkrivku i ukupnih dužina bušotina kroz mineralnu sirovinu.

28
2. Osnove površinske eksploatacije

2.5. SISTEMI EKSPLOATACIJE POVRŠINSKIH KOPOVA

Sistem eksploatacije (slika 2.5) obuhvata redoslijed radova na otkrivci i korisnoj
sirovini, te pomoćne radove radi postizanja planiranog kapaciteta i punog
iskorištenja opreme (slika 2.6).
Sistem eksploatacije čine dva osnovna proizvodna procesa: otkrivka i
dobivanje mineralne sirovine. Oni se sastoje od sljedećih radnih procesa:
bušenja, miniranja, bagerovanja (kopanje i utovar) i transporta. Otkrivka
uključuje i radni proces odlaganja, a dobivanje se često završava deponovanjem
mineralne sirovine. Osim toga, često je potrebno isušivanje, odnosno
odvodnjavanje ležišta. Za odvijanje eksploatacije potreban je remont i održavanje
puteva, remont i održavanje opreme i sl. Struktura mehanizacije i sistem
eksploatacije međusobno su povezani i uslovljeni. Struktura mehanizacije
karakteriše se vrstama, tipovima i kapacitetima osnovne i pomoćne opreme, te
usklađenošću i brojem u pojedinim proizvodnim i radnim procesima, dok sistem
eksploatacije karakterišu broj, visina etaža i ugao nagiba njihovih kosina,
konstrukcija, odnosno oblik otkopa, dužina fronta radova na otkrivci i dobivanju
mineralne sirovine, širine radnih i transportnih površina, širine obrušenja od
miniranja i drugi elementi površinskog kopa.

Slika 2.5. Sistemi eksploatacije površinskog kopa
                     (prema: Jugoslavenski leksikografski zavod, 1988)

Proizvodni proces otkrivke je najteži dio procesa površinske eksploatacije,
jer je po obimu radova i količini opreme nekoliko puta veći nego proces
dobivanja mineralne sirovine. Zbog toga je osnova većine klasifikacija
površinske eksploatacije način, oprema i organizacija procesa otkrivke.
Kada se eksploatišu horizontalna i blago nagnuta ležišta, rudarsko-
pripremni radovi (otvaranje i priprema etaža) obično se završavaju stvaranjem
prvog fronta otkrivke i dobivanja mineralne sirovine. Sistem površinske
2. Osnove površinske eksploatacije
29

eksploatacije kao redoslijed pripremnih radova, otkrivke i dobivanja karakteriše
se, u prvom redu, pravcem napredovanja rudarskih radova i lokacijama
odlagališta.
Osnovni pokazatelji sistema eksploatacije su: brzina napredovanja otkopa
(m/mjesec), brzina napredovanja etaža (m/god.), brzina izrade usjeka
(m/mjesec), brzina produbljavanja površinskog kopa (m/god.), godišnji kapacitet
otkrivke i dobivanja po jedinici fronta, odnosno ukupnog fronta (m3/km, t/km),
gubici mineralne sirovine (%), kvalitativno i kvantitativno (maseno,
zapreminsko) osiromašenje mineralne sirovine (%).

Slika 2.6. Površinski kop na teritoriji općine Banovići u naselju Tulovići
                     (snimio: Kenan Demirović)

POGLAVLJE 3

OSNOVE PODZEMNE EKSPLOATACIJE

Neslojevita ležišta mineralnih sirovina karakteristična su po nepravilnim
oblicima, nejednakom pravcu pružanja i pada, te, najčešće, po neravnomjernoj
raspodjeli korisnog minerala (ili korisnih minerala) u rudnom tijelu. U
neslojevita ležišta spadaju gotovo sva nalazišta metalnih sirovina i mnoga
nalazišta nemetalnih sirovina. Upravo od ovoga u velikoj mjeri zavisi model
rudnika.
Jednom određen i realizovan model rudnika nije moguće mijenjati u toku
eksploatacije bez velikih investicija. Devijacije koje se učine kod izbora lokacije
glavnih objekata otvaranja, visine horizonta i osnovnih pristupnih prostorija za
pripremu otkopnih polja prouzrokovat će teškoće pri otkopavanju, velike
gubitke mineralne sirovine (npr. uglja) u zaštitnim stubovima, nizak stepen
iskorištenja ležišta i ekonomske gubitke rudnika.
Modeli rudnika mogu se podijeliti na 3 osnovna tipa:

•
pojedinačni,
•
spojeni i
•
kompleksni.

Model pojedinačnog tipa, podrazumijeva rudnik koji u okviru jednog
jamskog polja ima glavne izvozne i ventilacione objekte i u čijem je sastavu
kompleks za obogaćivanje mineralne sirovine i svi objekti na površini. Važno je
istaći da su svi rudnici uglja, kao najzastupljenije mineralne sirovine u Bosni i
Hercegovini ovog tipa. Model spojenog tipa podrazumijeva rudnik koji u
okviru eksploatacionog područja sadrži pojedinačna jamska polja, koja svako za
sebe imaju glavne ventilacione objekte i pomoćne objekte za dopremu materijala
i prijevoz mineralne sirovine. Proizvodno područje ovog modela sadrži
zajednički izvozni objekat i kompleks pripreme i prerade uglja za sve
pojedinačne rudnike. Glavni transport iz svakog pojedinačnog rudnika je
prekopima i saobraćajnicama u jami povezan međusobno. Model kompleksnog
tipa, podrazumijeva rudnik koji u okviru eksploatacionog područja sadrži
pojedinačne rudnike čija jamska polja imaju samostalne izvozne i ventilacione
objekte otvaranja, a samo jedan kompleks za pripremu i preradu mineralne
3. Osnove podzemne eksploatacije
31

sirovine koja se doprema iz svakog pojedinačnog rudnika površinskim
transportnim sistemima.

3.1. IZBOR METODE OTKOPAVANJA

Način otvaranja i otkopavanja ležišta zavisi od oblika ležišta, njegove veličine,
uslova zalijeganja, fizičko-mehaničkih svojstava mineralne sirovine i pratećih
stijena, hidroloških prilika, osjetljivosti površine na rudarske radove,
minerološko-hemijskog sastava mineralne sirovine, načina raspodjele minerala i
vrijednosti sirovine.
Tijela mineralne sirovine nepravilnog oblika obično se moraju otkopavati
metodom „sa zasipanjem“, a veličina tijela mineralne sirovine je često odlučujući
faktor, jer odražava količinu rezervi mineralne sirovine. Važna je i moćnost, tj.
debljina tijela mineralne sirovine koja se kod neslojevitih ležišta obično
razvrstava u pet grupa: vrlo moćna tijela mineralne sirovine deblja su od 20 m,
moćna imaju debljinu između 20 m i 5 m, srednja između 5 m i 2 m, tanka između
2 m i 0,8 m, a vrlo tanka su tanja od 0,8 m.
Od uslova zalijeganja presudna su dubina ležišta ispod površine, nagibni
ugao, karakter kontakta i tektonske prilike. U ležišta koja zaliježu više od 1000 m
do 1500 m javlja se problem povećanih pritisaka i povećane temperature. Na
većim dubinama se izbjegavaju metode otvorenih otkopa sa ostavljanjem
sigurnosnih stubova, a primjenjuju se metode „sa zasipanjem“. Prema uglu
nagiba, ležišta mogu biti horizontalna, blago nagnuta sa nagibom od 0° – 30°,
strmija sa nagibom od 30° – 45°, strma od 45° – 60° i jako strma sa nagibom većim
od 60°. Nagibni ugao je važan i za korištenje gravitacije za otpremu mineralne
sirovine sa otkopa. Karakter kontakta između mineralne sirovine i jalovih
bokova ima znatnog utjecaja na metode otkopavanja.
Kontakt može da bude jasno izražen, a može biti i nejasan, može da bude
pravilan ili nepravilan, te spojen ili razdvojen (u obliku pukotina ispunjenih
nekom mekšom masom, npr. glinom). Tijela mineralne sirovine sa jasnim
kontaktom omogućavaju primjenu bilo koje metode otkopavanja ukoliko su
ispunjeni i ostali uslovi za primjenu odabrane metode. Kada je kontakt
nepravilan, obično se primjenjuju metode „sa zasipanjem“.
32
3. Osnove podzemne eksploatacije

U pogledu tektonike ležišta razlikuje se primarna i sekundarna tektonika.
Primarna se ogleda u raspucanosti mineralne sirovine i jalovih bokova iz
vremena formiranja ležišta, a sekundarna je posljedica poremećaja ležišta poslije
njegovog formiranja. I primarna i sekundarna tektonika znatno otežavaju sve
rudarske radove. Od fizičko-mehaničkih svojstava najvažnija su čvrstoća i
stabilnost stijena. Ta svojstva se ispituju na uzorcima uzetim sa raznih mjesta, ali
je potrebno snimiti i proučiti i strukturu čitavog stijenskog masiva, tj. pravce i
nagibe pukotina. Pored klasifikacije stijena po čvrstoći, tvrdoći, lomljivosti i dr.,
pri izboru metode otkopavanja primjenjuje se i opisna metoda klasifikacije
stijena u pet grupa po njihovoj stabilnosti, tj. sposobnosti održavanja jamskih
prostorija na određenom rasponu i na određenoj površini. Po toj klasifikaciji vrlo
nestabilne su stijene koje onemogućavaju izradu prostorija bez primjene
podgrade. Nestabilne stijene omogućavaju izradu prostorija manjeg raspona, ali
se u toku napredovanja mora podgrađivati. Stijene srednje stabilnosti
dozvoljavaju izradu prostorija i većeg raspona i na većoj površini, ali sa
podgrađivanjem ukoliko prostorija ostaje duže otvorena. Stabilne stijene
omogućavaju
izradu
prostorija
većeg
raspona
i
veće
površine,
sa
podgrađivanjem samo na određenim mjestima. Vrlo stabilne stijene
omogućavaju izradu prostorija velikog raspona i velike površine koje mogu
ostati otvorene i godinama bez podgrade i zarušavanja. Ležišta mineralnih
sirovina se najčešće nalaze u stijenskim masama treće i četvrte grupe, tj. u
srednjostabilnim i stabilnim stijenama. Od fizičko-mehaničkih svojstava, prema
tome, zavise raspon otkopa, način osiguranja i dimenzije sigurnosnih stubova.
Od hidroloških prilika treba poznavati količine i svojstva podzemne vode, a
naročito njen utjecaj na eventualno prisutne plastične stijene kao što su gline i sl.
Vodonosne stijene i stajaće vode isključuju primjenu metoda sa zarušavanjem.
Tada je potrebno primijeniti metode sa hidraulično-cementnim zasipanjem ili
metode sa ostavljanjem stalnih sigurnosnih stubova. Te se metode moraju
primijeniti i onda kada se iznad ležišta nalaze važni objekti. Minerološko-
hemijski sastav značajan je osobito s obzirom na prisustvo, na primjer, pirita i
pirotina: sadrže li ti minerali više od 40 % sumpora, podliježu oksidaciji, pa i
samozapaljenju. Za takve mineralne sirovine se ne mogu primijeniti magazinske
ili masovne metode sa zarušavanjem, već samo metode sa zasipanjem.
Neravnomjerna raspodjela rudnih minerala, sa većim jalovim partijama, ometa
normalan tok otkopavanja. Tu treba dati prednost metodama sa zasipanjem.
3. Osnove podzemne eksploatacije
33

Komercijalna vrijednost sirovine može biti značajna, posebno za mala
ležišta, ali i generalno za mineralne sirovine od posebnog značenja (nuklearne i
sl.). Za vrijednije mineralne sirovine prednost treba dati metodama kojima se
postižu veća iskorištenja, a ne masovnim metodama, uz veće gubitke korisne
supstance. Najuspješnija metoda će biti ona koja daje najveću proizvodnju uz
najviše korisne supstance u najkraćem vremenu, uz najmanji utrošak energije i
materijala, pri potpunoj sigurnosti za zaposlene, a bez nepovoljnih posljedica za
dalji razvoj rudnika.

3.2. OSNOVNE OPERACIJE PRI OTKOPAVANJU

Osnovne operacije pri otkopavanju su:

•
bušenje i miniranje,
•
utovar i odvoz mineralne sirovine i
•
osiguranje otkopa.

S obzirom na otkopni transport, tj. na utovar i odvoz mineralne sirovine sa
radilišta do glavnog izvoznog hodnika, treba reći da se u zavisnosti od metode
otkopavanja,
prostornog
položaja
tijela
mineralne
sirovine
i
drugih
karakteristika ležišta, može primijeniti ručna, gravitaciona i mehanizovana
otprema mineralne sirovine. Zadatak transporta u rudarstvu je otprema
mineralne sirovine od radilišta do odgovarajućeg odredišta te doprema
potrebnog materijala od distributivnog mjesta do radilišta. Veoma često
transportna sredstva služe i za prijevoz ljudstva.
Ručni utovar je veoma rijedak, ali se za mala i uzana tijela mineralne sirovine
još uvijek primjenjuje. Gravitaciona otprema mineralne sirovine dolazi u obzir
za jako strma ležišta (strmija od 60°), i to pod uslovom da mineralna sirovina nije
vlažna i da nema sitneži. Sila gravitacije koristi se direktno ili indirektno. Pri
direktnom načinu se izdrobljena mineralna sirovina ispušta u vagonete ili trake
preko sipki, a pri indirektnom se mineralna sirovina prethodno mora utovariti,
a zatim prevesti do sipki mineralnih sirovina.
Rudarska transportna sredstva mogu biti sredstva za diskontinuirani i
sredstva za kontinuirani transport. Sredstva za diskontinuirani transport
mineralne sirovine se mogu podijeliti u dvije grupe:
34
3. Osnove podzemne eksploatacije

•
 pružna transportna sredstva koja se kreću po tračnicama ili pomoću
čeličnih užadi čije kretanje je ograničeno na tačno određenu trasu i
•
slobodna transportna sredstva koja imaju punu slobodu kretanja po
površini tla.

Prema načinu pogona, sredstva za diskontinuirani transport mineralne
sirovine mogu se razvrstati na:

•
autonomna sredstva , koja pokreće vlastiti pogonski motor i
•
sredstva s vanjskim pogonom, koja se pokreću pomoću užeta.

Sredstva za kontinuirani transport mineralne sirovine mogu biti:

•
transporteri s beskonačnom trakom,
•
grabuljasti transporteri i
•
pneumatski i hidraulički transporteri.

Transporteri s beskonačnom trakom su najvažnija sredstva transporta u
rudarstvu. Transporter s beskonačnom trakom je jednosmjerno transportno
sredstvo, ali u rudarstvu služi i kao dvosmjerno. Koristi se za istovremeni odvoz
mineralne sirovine – uglja iz jame i dovoz zasipa u jamu. Uz posebne
konstruktivne i sigurnosne mjere na transporteru s beskonačnom trakom u
rudničkim jamama mogu se prevoziti i ljudi.
Osiguranje otkopa postiže se podgrađivanjem (slika 3.1). To je potrebno jer
se pri izvođenju jamskih radova uslijed jamskog pritiska deformišu jamske
prostorije. Prema najviše prihvaćenoj teoriji svoda, iznad krova prostorije
djelovanjem višeležećih masa obrazuje se rastreseno jezgro u obliku svoda koji
se naziva svodom prirodne ravnoteže. Labava masa jezgra ima tendenciju da
padne, a da bi se održala, treba je podgrađivati. Prema tome, podgrada će biti
opterećena samo težinom jezgra labave mase. Otkop se osigurava raznim
vrstama podgrade, sigurnosnim stubovima i zasipnim materijalom. U nekim
rudnicima se radi podgrađivanje, a tamo gdje postoje uslovi, koristi se metalna
podgrada (čeličnim stupcima i sidrima). Za osiguranje stropa i bokova otkopa
može se primijeniti tzv. viseća podgrada koja se sastoji od sidara različitih
konstrukcija. Sidro se sastoji od čelične šipke dužine 1 m – 3 m, prečnika 18 mm
– 25 mm, glave na gornjem kraju šipke, te navrtke i podložne pločice na donjem
kraju. Osiguranje sidrima izvodi se tako što se u bušotinu utiskuje sidro koje se
3. Osnove podzemne eksploatacije
35

zatim navrtkom zateže. Glava sidra se u višem dijelu čvrste mase zaglavi i tako
sprječava obrušavanje niže labave mase.

Slika 3.1. Podgrada u jami (snimio: Jusuf Topoljak)

Kod mnogih metoda otkopavanja ostavljaju se sigurnosni stubovi radi
održavanja krova i bokova, ali tada mineralna sirovina mora biti čvrsta.
Razlikuju se sljedeće vrste sigurnosnih stubova:

•
zaštitni stubovi za zaštitu izvoznih i ventilacionih okana, te važnih
objekata na površini,
•
potporni stubovi za zaštitu krovnih naslaga u većim horizontalnim i
blago nagnutim ležištima,
•
trakasti stubovi u obliku trake, odnosno zida, za zaštitu krovnih naslaga
od zarušavanja,
•
međukomorni stubovi ostavljeni u strmim ležištima poprečno na
pružanje ležišta između susjednih komora od boka do boka za zaštitu
bokova od zarušavanja i
•
horizontski stubovi iznad i ispod izvoznih i ventilacionih hodnika radi
njihove zaštite.

Dimenzije stubova zavise od fizičko-mehaničkih svojstava mineralne
sirovine i povlatnih stijena, raspona otkopa i dubine slojeva.
36
3. Osnove podzemne eksploatacije

Zasipni materijal je sredstvo za osiguranje bokova od zarušavanja. On
ujedno služi kao podloga za razne operacije u toku otkopavanja. I minirana
mineralna sirovina, kad se izrađuje magazinskim metodama, služi kao sredstvo
za osiguranje bokova.

3.3. METODE OTKOPAVANJA

Metode otkopavanja obuhvataju pripremu i otkopavanje nekog bloka ili dijela
ležišta. Otkopavanje treba da se odvija prema redoslijedu koji se naziva
tehnološkim procesom otkopavanja. Taj proces obuhvata sljedeće operacije:
bušenje, miniranje, usitnjavanje mineralne sirovine, propuštanje, utovar i izvoz
mineralne sirovine, a pored toga mogu biti potrebne i operacije osiguranja,
zasipanja ili zarušavanja otkopa.
Sve metode otkopavanja se mogu grupisati u nekoliko osnovnih grupa, a
klasifikacija pojedinih grupa zasniva se na principu održavanja otkopa u toku i
nakon otkopavanja. Kako otkop može biti aktivan na više načina, može se
načelno reći da se sve metode prema kojima se prostori održavaju na isti način,
ili se nakon otkopavanja zarušavaju prema istim principima, a tehnološki se
proces odvija prema istom ili sličnom postupku, mogu svrstati u istu grupu.
3.3.1. Neslojevita ležišta

U savremenoj klasifikaciji postoji osam glavnih grupa metoda otkopavanja
neslojevitih ležišta.
Metode otvorenih otkopa primjenjuju se za ležišta sa čvrstom mineralnom
sirovinom i čvrstim bokovima. Otkopi ostaju otvoreni, a krov i bokovi se
održavaju stalnim ili privremenim koristeći sigurnosne stubove sastavljene od
mineralne sirovine. Privremeni stubovi se mogu naknadno otkopavati, a stalni
ostaju radi zaštite površine od zarušavanja.
Magazinske metode primjenjuju se za ležišta sa strmim padom, čvrstom
mineralnom sirovinom i čvrstim bokovima. Otkopi se ispunjavaju miniranom
mineralnom sirovinom koja se po završetku otkopavanja odvozi.
Metode sa zasipanjem otkopanih prostora se primjenjuju za ležišta sa
srednje čvrstom mineralnom sirovinom i sa slabijim bokovima. Zasipni materijal
3. Osnove podzemne eksploatacije
37

služi za održavanje bokova. Slabija mjesta krova i bokova osiguravaju se
podgradom, a veća prostranstva sigurnosnim stubovima. Primjenjuju se za
bogate i vrijedne mineralne sirovine, jer su troškovi visoki.
Metode krovnog otkopavanja primjenjuju se za ležišta sa čvrstom
mineralnom sirovinom sa velikim padom i slabijim bokovima.
Metode sa podgrađivanjem i zasipanjem otkopa primjenjuju se za ležišta
sa nedovoljno čvrstom mineralnom sirovinom i slabim bokovima. Otkopi manjih
raspona osiguravaju se podgradom, a zatim se zasipaju. I ove metode se
primjenjuju za bogate i vrijedne mineralne sirovine zbog visokih troškova.
Metode sa podgrađivanjem otvorenih otkopa primjenjuju se za žilna i
pločasta ležišta moćnosti do 3 m, sa umjereno čvrstom mineralnom sirovinom i
slabim bokovima.
Metode sa zarušavanjem krovinskih stijena primjenjuju se za ležišta sa
srednje čvrstom mineralnom sirovinom i slabim bokovima. Otkopi manjih
raspona se, radi bezbjednosti, podgrađuju i nakon otkopavanja planski se
zarušavaju.
Metode sa zarušavanjem mineralne sirovine i jalovih stijena primjenjuju
se uglavnom za ležišta većeg prostranstva, a neke modifikacije i za ležišta strmog
pada i manje moćnosti.
Kombinovane metode primjenjuju se za ležišta većeg prostranstva.
Otkopava se u dvije faze. Prvo se otkopavaju komore, a zatim sigurnosni stubovi,
čije su dimenzije približno jednake dimenzijama komore.
3.3.1.1. Metode otvorenih otkopa

Kod primjene metoda otvorenih otkopa, razlikuje se frontalno, komorno-stubno
i podetažno otkopavanje.
Frontalno otkopavanje provodi se na širokom otkopnom frontu po cijeloj
moćnosti ležišta, ali moćnost ne smije biti veća od 3 m – 4 m. Ukoliko je moćnost
veća, otkopava se u stepenicama. Metode se primjenjuju za horizontalna i blago
nagnuta ležišta pločastog i sočivastog oblika. Strop se osigurava neregularnim
stubovima siromašnije mineralne sirovine. Oborena mineralna sirovina tovari se
u vagonete. Ove metode primjenjuju se i za ležišta nagnuta do 30° sa moćnošću
manjom od 1,5 m – 4 m. Oborena mineralna sirovina prevlači se skreperima do
izvoznog hodnika direktno u vagonete.
38
3. Osnove podzemne eksploatacije

Komorno-stubne metode primjenjuju se za otkopavanje horizontalnih i
nagnutih ležišta sa padom do 40°, te većeg prostranstva i moćnosti od 2 m – 30
m. Otkopi imaju oblik pravilnih međusobno paralelnih komora među kojima se
ostavljaju sigurnosni stubovi. U tim stubovima ostaje 15 % – 30 % mineralne
sirovine, a ponekad i do 50 %. Zato se te metode primjenjuju za manje vrijedne
mineralne sirovine i za ležišta nemetala kao što su fosforiti, soli, uljni škriljci i sl.
Sigurnosni stubovi djelomično se otkopavaju ako je mineralna sirovina vrijednija
i ako se površina smije zarušavati. Širina komora je 5 m – 6 m ili 15 m – 30 m, a
stubova 3 m – 5 m ili 10 m – 15 m, što zavisi od fizičko-mehaničkih svojstava
mineralne sirovine i stijena. Princip otkopavanja je takav da se pod krovom
komore preko cijele širine iskopava zasjek visine 2 m – 3 m, a potom se donji dio
ležišta minira kao jedna stepenica. Mineralna sirovina se bagerom tovari u velika
jamska vozila, kojima se prevozi do izvoznog okna. Slična metoda primjenjuje se
i za otkopavanje nagnutih ležišta, samo što se ruda skreperima prevlači do sipki.
Podetažne metode otkopavanja primjenjuju se za ležišta žilnog, sočivastog
i pločastog oblika sa strmim padom većim od 60°, moćnosti od 2 m – 30 m pa i
više. Bušenje i miniranje izvodi se iz podetažnih hodnika, a mineralna sirovina
gravitaciono pada u ljevkaste sipke iz kojih se tovari u vagonete.
U užim ležištima podetažni hodnici se proširuju od boka do boka, a zatim
se buše minske bušotine u redovima naviše i naniže. U moćnim ležištima se iz
podetažnih hodnika buše i lepezaste bušotine. Redovi bušotina unaprijed se
buše, a minira se jedan ili više redova po cijeloj visini bloka. Mineralna sirovina
koja pada u otvoreni prostor tovari se preko ljevkastih sipki u vagonete ili trake
i odvozi do okna ili potkopom napolje.
3.3.1.2. Magazinska metoda otkopavanja

Naziv magazinska metoda dolazi zbog toga što se minirana mineralna sirovina
postepeno akumulira u otkopu – magazinu napredovanjem od nižeg ka višem
horizontu. Minirana mineralna sirovina zauzima veću zapreminu od kompaktne
mineralne sirovine, pa je poslije svakog miniranja potrebno iz otkopa izvlačiti
oko 30 % – 40 % minirane mineralne sirovine, a tako se ispod krova otkopa
ostavlja radni prostor visine oko 2 m.
Magazinska metoda primjenjuju se za žilna i sočivasta ležišta sa
ravnomjernim padom većim od 60°, sa čvrstom mineralnom sirovinom i čvrstim
3. Osnove podzemne eksploatacije
39

bokovima. Otkopi do moćnosti od oko 10 m razvrstavaju se po pravcu pružanja,
a za veće moćnosti poprečno na pravac pružanja ležišta, ali se tada primjenjuju
kombinovane metode. Kod magazinske metode otkopavanja se žile debele 3 m
– 5 m eksploatišu sa ostavljanjem sigurnosnih stubova između otkopa i
sigurnosne ploče pod višim horizontom. Izvozni hodnik se izgrađuje po sredini
ležišta ili uz podinski bok, a ventilacioni hodnik mora biti ranije izgrađen. Ležište
se po uskopima dijeli na otkopne blokove dužine 40 m – 60 m. Iz tih uskopa, koji
su u centru sigurnosnih stubova, izrađuju se na svakih 4 m – 6 m kraći spojni
hodnici kojima se dolazi u otkope. Poslije uskopa, na 5 m – 6 m iznad nivoa
horizonta, izrađuju se otkopni hodnici, koji se proširuju preko cijele širine i
dužine ležišta. Time je završeno horizontalno podsijecanje otkopa. Tada se na
svakih 6 m – 8 m probijaju kraći uskopi koji se u gornjem dijelu proširuju u obliku
lijevka, a na dnu se postavljaju vrata radi utovara mineralne sirovine u vagonete.
Radi bolje ventilacije i dopreme materijala, uz otkope se obično izrađuje centralni
uskop, odakle počinje otkopavanje. Poslije svakog miniranja ispušta se višak
mineralne sirovine da bi se napravilo mjesta za rad. Kada se otkopavanjem dođe
do sigurnosne ploče, debljine 3 m – 4 m, počinje kompletno ispuštanje mineralne
sirovine. Prazni prostori ostaju otvoreni ili se naknadno zasipaju. Sigurnosni
stubovi i ploče mogu se naknadno otkopati, kada se završe radovi u višem
horizontu.
3.3.1.3. Metode sa zasipanjem otkopanih prostora

Metode sa zasipanjem otkopanih prostora imaju takav naziv jer se prazni
prostori iz kojih je izvađena mineralna sirovina zapunjavaju jalovim materijalom
koji se naziva zasipom. Princip rada sastoji se u tome da se izvjesni dio tijela
mineralne sirovine otkopa, tj. mineralna sirovina se bušenjem i miniranjem obori
na stari zasip i potovari, a potom se otkopani dio popunjava novim zasipom.
Između zasipa i stropa se otkopa ili ostaje slobodan prostor visine oko 2 m ili se
otkop do stropa popunjava zasipom. Naizmjeničnim otkopavanjem i zasipanjem
napreduje se od nižeg ka višem horizontu.
Metode se primjenjuju za razne tipove ležišta sa čvrstom i manje čvrstom
mineralnom sirovinom, ali sa slabijim bokovima. Nagibni ugao treba da iznosi
najmanje 40° – 45°. Ove metode spadaju u najskuplje, pa se primjenjuju za
vrijednije mineralne sirovine. U otkopane prostore zasip se doprema u suhom ili
40
3. Osnove podzemne eksploatacije

mokrom stanju, a prazni prostor zapunjava se ručno, mehaničkim sredstvima,
pneumatski ili hidraulički. Zasipni materijal potiče, ako je iz jame, iz bokova
ležišta, zatim iz istražnih i pripremnih radova u jalovini ili iz specijalnih
podzemnih otkopa u jalovini. Kao zasipni materijal sa površine upotrebljavaju
se jalovina flotacije, troska visokih peći i razne mekše stijene u blizini rudnika.
Zasipni materijal treba da odgovara tehničko-ekonomskim uslovima, a to znači
da je inertan i da ne sadrži više od 8 % – 15 % pirita i 4 % pirotina, da nije suviše
abrazivan, da ima određeni granulometrijski sastav, da kao suhi zasip nema više
od 10 % vlage i da troškovi dobivanja, transporta i ugrađivanja budu što niži.
Materijal iz podzemnih radova upotrebljava se za suho zasipanje. Za manja tijela
mineralne sirovine i uske žile zasipni materijal može se dobivati iz jalovih
bokova, i to obično iz krovine. Za veće količine zasipnog materijala iz jamskih
radova mogu se otvoriti posebni otkopi u jalovini. Ako zasipni materijal nije iz
jame, na pogodnom se mjestu u blizini jame formira površinski kop sa više etaža.
Minirani materijal tovari se na utovarna vozila i prevozi do glavnog zasipnog
uskopa, a odatle podzemnim saobraćajnicama do zasipnih uskopa. Zasip
određene granulacije potrebne za pneumatsko zasipanje treba drobiti i
prosijavati. Suhi se zasip kroz lokalne uskope ili kroz cijevi propušta u otkope,
gdje se skreperima ili vagonetima rasprostire.
Hidrauličko zasipanje obuhvata pripremu zasipnog materijala, transport
materijala vodom u obliku pulpe potom zasipanje i odvodnjavanje otkopa. Za
pripremu materijala i formiranje pulpe, na površini u blizini rudnika, treba
izgraditi zasipnu stanicu opremljenu odgovarajućom opremom, u prvom redu
pumpnim postrojenjem. U otkope se zasip razvodi armiranogumenim cijevima
koje se postavljaju u stropu otkopa ili na posebne nogare – skele. Za
odvodnjavanje otkopa izrađuju se posebni odvodni otvori u vidu sipki koji se sa
napredovanjem otkopa nastavljaju.
Pneumatsko zasipanje provodi se komprimiranim vazduhom preko
zasipne mašine koja kroz cijevi potiskuje mješavinu jalovine i vazduha. Zasipni
materijal treba da ima granulaciju od 30 mm do 60 mm, a ne smije imati više od
10 % glinastih primjesa i sitneži. Radi sprječavanja nastanka prašine pri
zasipanju, materijal prije ubacivanja u zasipnu mašinu treba ovlažiti dodavanjem
4 % – 6 % vode.
U nekim slučajevima, kada se na površini nalaze važni objekti, vodeni
tokovi i sl., treba spriječiti pojavu pukotina i zarušavanje površine, pa se
3. Osnove podzemne eksploatacije
41

primjenjuje specijalni zasip koji mora imati veću čvrstoću i nosivost. U pulpu se
dodaje vezivna komponenta, najčešće cement. Zasip se stvrdne i postaje
monolitan masiv.
U grafičku dokumentaciju rudnika neophodno je unijeti podatke o stanju
jamske prostorije nakon završene eksploatacije, a kompletna infrastruktura
tokom eksploatacije mineralne sirovine iz jame treba biti također evidentirana.
Prikupljanje podataka se obavlja snimanjem, a unošenje u grafičke prikaze se
realizuje korištenjem odgovarajućih rudarskih oznaka.
3.3.1.4. Metode krovnog otkopavanja

U metode krovnog otkopavanja spadaju metode otkopavanja po pružanju
ležišta, te borska i trepčanska metoda otkopavanja.
Metode otkopavanja po pružanju ležišta primjenjuju se za otkopavanje žila
moćnosti od 1,5 m – 6 m i više, sa strmim padom, čvrstom mineralnom sirovinom
i slabijim bokovima. Otkopava se u blokovima dužine 50 m – 60 m. Izvozni
hodnici se izgrađuju u mineralnoj sirovini ili u podinskom boku. Ukoliko je
potrebno izvršiti otkopavanje žile mineralne sirovine debljine 3 m – 6 m, sa
izvoznim hodnikom u podinskom boku, metoda otkopavanja podrazumijeva
sljedeće: U višem horizontu je prethodno izgrađen izvozni hodnik koji služi za
ventilaciju kao i za prijevoz zasipnog materijala na niži horizont. Na nivou nižeg
horizonta iz hodnika se na svakih 25 m – 30 m izrađuju hodnici – prečnici kojima
se presijeca žila po cijeloj širini. Zatim se sa nivoa horizonta otkopava ruda na
visinu od oko 5 m, pa se po padu ležišta u rudi izrađuje zasipni uskop koji treba
da izbije u prečnik višeg horizonta. Dio prečnika koji se nalazi u rudi treba
podgraditi podgradom, a ujedno se izrađuju dvodijelne ili trodijelne sipke. Prije
zasipanja otkopa, na pod se postavlja drveni ili betonski patos debljine 20 cm –
25 cm, koji sprječava obrušavanje zasipa u otkop pri otkopavanju posljednje
etaže. Za manje vrijedne mineralne sirovine i uske žile umjesto patosa ostavlja se
tanji sloj mineralne sirovine od 0,5 m – 0,6 m. Kada se sve to završi, iz višeg se
horizonta, preko zasipnog uskopa, spušta zasipni materijal koji se poravnava pa
se ostavlja otvorena visina od oko 2 m. Tek tada počinje normalno otkopavanje,
i to od rudne sipke bušenjem i miniranjem horizontalnih ili kosih bušotina
dužine od oko 2 m. Oborena mineralna sirovina pada na zasip i utovara se u
vagonete, koji se istresaju u sipke ili u utovarno-transportna vozila.
42
3. Osnove podzemne eksploatacije

Borska metoda otkopavanja primjenjuje se pri otkopavanju moćnih žila sa
vrijednom mineralnom sirovinom, koje su šire od 10 m. Primjenjuje se krovna
metoda sa razvrstavanjem otkopa i stubova, poprečno na pravac pružanja
ležišta. Površine rudnih tijela dijele se na otkope širine 16 m i stubove širine 8 m
– 10 m. Izvozni hodnici se izrađuju u podinskom i krovinskom boku, a iz njih se
kroz svaki drugi sigurnosni stub rade prečnici. Iz tih prečnika se na svakih 10 m
– 12 m izrade kratki prekopi gdje se kasnije izrade prolazne sipke. Otkopavanje
počinje sa nivoa horizonta iz kratkih prekopa. Prva etaža se otkopava do visine
od 5 m – 6 m, a oborena mineralna sirovina tovari se u vagonete. Kada se utovari
sva ruda, izrađuju se sipke u drvenoj podgradi. Zasipanja otkopa se obavlja tako
što se ispod višeg horizonta u sigurnosnoj ploči izrađuje zasipni hodnik iz kojeg
se po sredini svakog otkopa buše zasipne bušotine kroz koje se dovodi flotacijska
jalovina kao zasip. Kada je otkop spreman za zasipanje, izrađuju se postolja –
skele za razvođenje armiranogumenih cijevi koje se priključuju na bušotinu u
krovu otkopa ili na dovodnu cijev. Otkop se odvodnjava kroz sipke koje se
oblažu gustim filterskim platnom kroz koje se cijedi voda iz pulpe i koja
sprječava prodor jalovine. Voda se odvodi kanalima u taložnik, a zatim u
vodosabirnik pumpne stanice. Visina otkopavanja sljedećih etaža iznosi 2,2 m –
2,5 m. Oborena ruda otprema se utovarno-transportnim vozilima. Otkopava se
do višeg horizonta, ispod kojeg se ostavlja zaštitna ploča od oko 8 m. Sigurnosni
stubovi i ploče se naknadno otkopavaju.
Trepčanska metoda otkopavanja (sa suhim zasipanjem) vezana je za tijela
mineralne sirovine trepčanskog ležišta koja su nepravilnog oblika sa padom od
35° – 45° i površinom od 100 m2 – 5000 m2. Za površine veće od 2000 m2 ostavljaju
se sigurnosni stubovi od 10 m x 10 m koji se raspoređuju u šahovskom poretku i
naknadno se otkopavaju. Za manje površine ostavljaju se, ukoliko je potrebno,
sigurnosni stubovi manjih dimenzija (4 m x 4 m ili 5 m x 5 m), koji se ne
otkopavaju. Na svakom horizontu u podinskom krečnjaku izrađuju se izvozni
hodnici, a svakih 30 m prečnici do krovinskog boka.
Na osnovu poznatih kontura tijela mineralne sirovine na višem horizontu i
novih kontura na radnom horizontu određuje se položaj sigurnosnih stubova.
Oborena ruda tovari se utovarno-transportnim vozilima u vagonete. Kad se
otkopa ruda na cijeloj površini, dijelovi prečnika u mineralnoj sirovini oblažu se
betonom. Radi zasipanja otkopa, po mineralnoj sirovini se izvode zasipni uskopi
do višeg horizonta. Paralelno sa izgradnjom prečnika u betonskoj oblozi, polaže
3. Osnove podzemne eksploatacije
43

se na pod otkopa betonska ploča debljine oko 30 cm, koja sprječava prodor zasipa
kada se otkopavanjem dođe do višeg horizonta. Kada se sve to završi, iz gornjeg
horizonta se spušta zasip, koji se skreperima razvlači po otkopu. Pod krovom
otkopa ostavlja se otvor od približno 2 m radi ventilacije i komuniciranja u
otkopu.
Otkopavanje sljedećih etaža visine 2 m počinje od sipki mineralne sirovine.
Mineralna sirovina se miniranjem obara na zasip horizontalnim i kosim
bušotinama i otprema utovarno-transportnim vozilima do sipki.
3.3.1.5. Metode otkopavanja sa podgrađivanjem i zasipanjem

Kod ovog načina otkopavanja primjenjuju se metode otkopavanja po pružanju
ležišta i prečne metode otkopavanja.
Metode otkopavanja po pružanju ležišta primjenjuju se za otkopavanja žila
i sočiva sa manje stabilnom mineralnom sirovinom i slabijim bokovima,
moćnosti do 4 m i sa padom oko 60°. S obzirom na loša fizičko-mehanička
svojstva mineralne sirovine i stijena otkopi se moraju podgrađivati.
Priprema radova za otkopavanje po ovoj metodi sastoji se u izradi izvoznog
hodnika u mineralnoj sirovini, te ventilaciono-zasipnog uskopa. Radi zaštite
izvoznog hodnika, iznad njega se ostavlja zaštitni stub širine 2 m – 3 m.
Otkopavanje počinje od zasipnog uskopa tako što se lijevo i desno od uskopa
mineralna sirovina otkopa na dužini od 2 m – 3 m i na visini jedne etaže od 2 m,
a zatim se pušta zasip koji se poravna. Na zasip se pod uskopom izrađuje
privremena sipka za punjenje vagoneta zasipnim materijalom. Otkopani dio se
podgrađuje, a zatim se zasipa. Oborena mineralna sirovina tovari se u vagonete
i prevozi do sipke. Dok se na jednom kraju otkopana ruda otprema, na drugom
se kraju se zasipa, podgrađuje i buši.
Prečna metoda otkopavanja primjenjuje se za otkopavanje moćnih žila,
sočiva, nepravilnih tijela mineralnih sirovina sa nedovoljno čvrstom mineralnom
sirovinom i slabim bokovima, sa padom strmijim od 40° i sa bogatom i vrijednom
mineralnom sirovinom. Izvozni hodnik, sipke i zasipni uskop se izrađuju u
jalovom boku ako je mineralna sirovina trošna, a jalovi bokovi čvršći. Ukoliko je
mineralna sirovina čvršća, a jalovi bokovi slabiji, navedeni objekti se izrađuju u
mineralnoj sirovini. Tada otkopavanje počinje na 5 m iznad nivoa horizonta, radi
zaštite izvoznog horizonta. Minirana mineralna sirovina otprema se vagonetima
44
3. Osnove podzemne eksploatacije

ili utovarno-transportnim vozilima do sipki. Na jednom kraju se otkopava, a na
drugom se zasipa. Zasipni materijal se iz višeg horizonta spušta u zasipni uskop,
a odatle vagonetima prevozi do pripremljenog otkopa. Ukoliko postoje uslovi,
zasipati se može hidraulički ili pneumatski.
3.3.1.6. Metode sa podgrađivanjem otvorenih otkopa

Metoda otkopavanja sa podgrađivanjem otvorenih otkopa primjenjuje se za
ležišta mineralne sirovine koja su u padu. U okviru korištenja ove metode,
primjenjuje se metoda otkopavanja sa podgrađivanjem po padu ležišta
mineralne sirovine.
Kod ove metode izvozni hodnici se izrađuju u podinskom boku, a uskopi iz
izvoznog hodnika po padu ležišta na odstojanju od 15 m. Uskopi služe za
ventilaciju, snabdjevanje otkopa potrebnim materijalom, kretanje ljudi i
mehanizacije.
3.3.1.7. Metode otkopavanja sa zarušavanjem krovinskih stijena

Metode otkopavanja sa zarušavanjem krovine u etažama-hodnicima primjenjuju
se za pravilna i nepravilna tijela mineralne sirovine sa blažim i strmijim padom,
veće i manje moćnosti, sa vrijednom mineralnom sirovinom kojoj čvrstoća nije
od velike važnosti, ali krovinske stijene treba da se lako zarušavaju. Otkopi u
obliku hodnika održavaju se podgradom, a kada se otkopa jedan ili dva hodnika,
na pod se postavlja patos od oblica ili žičana mreža i otkop se zarušava. Oborena
mineralna sirovina otprema se vagonetima ili utovarno-transportnim vozilima
do sipke.
Sipke i servisni uskop nalaze se u smjernom hodniku iz kojeg se na svakih
40 m rade prečnici. Otkopavanje počinje od krajnjih blokova i ide ka centru
sektora, s tim da se uz smjerni hodnik ostavlja privremeni zaštitni stub, koji se
na kraju otkopa. Kada se završi otkopavanje na jednoj etaži, iz sipke se najprije
izrađuje smjerni hodnik, a zatim prečnici iz kojih se lijevo i desno razvrstavaju
otkopi. Izvozni hodnik se obično izrađuje u podinskom boku, a iz njega se na
svakih 80 m izrađuju prečni hodnici iz kojih se izrađuju sipke. Otkopi se
zarušavaju tako što se drvena podgrada minira, a čelični stupci se izvlače. Širina
otkopa iznosi 2,5 m – 3 m, a dužina oko 20 m.
3. Osnove podzemne eksploatacije
45

3.3.1.8. Metode otkopavanja sa zarušavanjem mineralne sirovine i okolnih
stijena

U okviru korištenja ove metode, primjenjuju se metode podetažnog zarušavanja
i blokovskog samozarušavanja.
Metode podetažnog zarušavanja primjenjuju se za ležišta veće moćnosti i
za ležišta moćnosti od 2 m – 10 m. Za deblja ležišta podetažni hodnici se izrađuju
poprečno na pravac pružanja, a za debljine do 10 m po pravcu pružanja ležišta.
Princip rada je u tome što se iz podetažnih hodnika lepezasto buši i minira.
Oborena mineralna sirovina se utovarno-transportnim vozilima otprema do
sipki. Uslijed miniranja i otpreme mineralne sirovine zarušavaju se bokovi,
odnosno krovinske stijene. Kako se uz miniranu mineralnu sirovinu nalazi
zarušena jalovina, u toku utovara mineralne sirovine jalovina se miješa sa
mineralnom sirovinom, pa mineralna sirovina osiromašuje. Osiromašenje i
iskorištenje su u međusobnoj funkcionalnoj zavisnosti, pa što je veće
osiromašenje, biće i veće iskorištenje mineralne sirovine, i obratno.
U praksi se najviše primjenjuje tzv. švedska varijanta ove metode. Izvozni
hodnici se izrađuju u podinskom boku, a sipke i prolazno-servisni uskopi iz
izvoznog hodnika po padu ležišta na odstojanju od 60 m – 100 m i više. Uskopi
služe za ventilaciju, snabdjevanje otkopa potrebnim materijalom, kretanje ljudi i
mehanizacije. Sipke za mineralnu sirovinu se na svakoj podetaži spajaju smjerno-
transportnim hodnikom. Od njega se na svakih 6 m – 8 m ili 10 m izrađuju prečni
otkopni hodnici do krovinskog boka, odakle počinje otkopavanje, koje se
nastavlja prema podinskom boku. Odstojanje između otkopnih hodnika zavisi
od visine podetaža, moćnosti ležišta, padnog ugla i dr., a dimenzije otkopnih
hodnika od dimenzija primijenjene mehanizacije. Otkopni hodnici se
raspoređuju u šahovskom poretku. Otkopavanje počinje miniranjem krovinskog
boka, a zatim se minira sa nekoliko redova lepezastih bušotina u mineralnoj
sirovini. Dio minirane mineralne sirovine se izruči u hodnik, a veći dio ostaje
ukliješten između jalovine i rudnog masiva. Postepenim utovarom, te dejstvom
gravitacije, pokreću se minirana mineralna sirovina i jalovina koja se sve više
obrušava kako se otkop povlači prema podinskom boku.
Metode blokovskog samozarušavanja primjenjuju se za ležišta većeg
prostranstva, veće moćnosti, blažeg i strmijeg pada, sa čvrstom i srednje čvrstom
mineralnom sirovinom, ispresijecana u više pravaca prirodnim pukotinama i
46
3. Osnove podzemne eksploatacije

prslinama. Iskorištava se pritisak više ležećih masa, sopstvena težina mineralne
sirovine i sila gravitacije.
Masiv mineralne sirovine dijeli se u blokove koji se po cijeloj površini
podsijecaju, uslijed čega se samozarušavaju. U moćnim žilama i sočivima blokovi
se raspoređuju poprečno na pravac prostiranja ležišta, sa širinom u rasponu od
30 m do 60 m, a u tijelima mineralne sirovine na velike horizontalne površine –
blokove. Blokovi imaju oblik kvadrata ili pravougaonika dimenzija 40 m x 60 m
ili 60 m x 100 m. Visina bloka iznosi 40 m – 50 m, često i 100 m, što zavisi od pada
ležišta, karaktera mineralne sirovine, jalovog pokrivača, pritiska u dnu bloka i
od oblika ležišta. Razlikuju se tri osnovne faze rada: priprema blokova, potom
podsijecanje i na kraju izvlačenje zarušene mineralne sirovine. Postoji mnogo
varijanti ove metode. Jedna od varijanti je eksploatacija sa utovarom mineralne
sirovine iz utovarnih hodnika utovarno-transportnim vozilima gdje se
samozarušavanje obavlja iz utovarnih hodnika. U toj varijanti postoje dva nivoa:
utovarni horizont i horizont podsijecanja.
Izvozni hodnik izrađuje se u podinskom boku, a paralelno i krovinski
hodnik u mineralnoj sirovini koji služi za ventilaciju i komunikacije. Sipke se
nalaze u podinskom boku. Iz podinskog izvoznog hodnika, na svakih 16 m,
izrađuju se utovarni hodnici iz kojih se lijevo i desno, na odstojanju od 15 m,
izrađuju ljevkaste sipke. Iznad utovarnih hodnika, na približno 8 m visine,
izrađuju se hodnici podsijecanja. Tada je priprema završena. U narednoj fazi
podsijecanja najprije se uz krovinski bok izradi zasjek, a zatim se buše lepezaste
bušotine, koje se sukcesivno miniraju. Po završenom podsijecanju bloka dolazi
važna faza izvlačenja mineralne sirovine, od koje zavisi dalji proces zarušavanja
bloka, stepen iskorištenja i osiromašenja mineralne sirovine. Izvlačenjem
mineralne sirovine nastavlja se proces zarušavanja po visini, koji zahvata krovnu
jalovinu koja će naleći na zarušenu mineralnu sirovinu. Tek tada počinje
intenzivnije i ravnomjernije izvlačenje mineralne sirovine.
3.3.1.9. Kombinovane metode otkopavanja

Kombinovane metode otkopavanja dolaze u obzir za moćna ležišta mineralne
sirovine  i okolnih stijena različitih fizičko-mehaničkih svojstava. Ležište se
između dva horizonta dijeli u komore i sigurnosne stubove. Komore i stubovi
čine cjelinu, a približno su jednakih dimenzija. Više njih zajedno sačinjavaju
3. Osnove podzemne eksploatacije
47

blokove. Pripremni radovi izvode se obično istovremeno za komore i za stubove.
Širina komora i stubova iznosi od 4 – 6 m pa sve do 25 m, što zavisi od rudarsko
– geoloških karakteristika ležišta. Kod ovog načina otkopavanja primjenjuju se
metode otkopavanja po pružanju ležišta.

3.4. PRINCIPI PODZEMNOG OTKOPAVANJA UGLJA

Od svih mineralnih sirovina, u Bosni i Hercegovini najviše se eksploatiše ugalj.
Osnovni zadatak otkopavanja uglja je osiguranje potrebnih količina mineralne
sirovine u cilju dobivanja toplotne energije. Zadatak se može izvršiti ukoliko
postoji ležište sa slojevima uglja koje se eksploatiše uz pomoć dovoljnog broja
kvalifikovanih radnika, primjenom prikladne otkopne metode i uz pogodnu
opremu. U tehnološkom procesu eksploatacije uglja, otkopavanje je najvažnija
faza. Pri tome se nastoji da se ostvari najviši stepen bezbjednosti zaposlenih, što
potpunije iskorištenje raspoloživih rezervi uglja, najmanji mogući obim radova
na otvaranju i pripremi ugljenih slojeva za eksploataciju, te maksimalna
produktivnost. Osim toga, u otkopavanju treba obezbijediti sigurno ovladavanje
krovinom i jamskim pritiscima.
Prema načinu upravljanja krovinom postoje sljedeće metode otkopavanja:

•
otkopne metode bez oštećenja krovine i deformacije površine, sa
zasipanjem otkopanih prostora,
•
otkopne metode sa ostavljanjem stubova,
•
otkopne metode sa zarušavanjem krovine i
•
specijalne otkopne metode.

Prije odluke o izboru otkopne metode, potrebno je poznavanje geoloških,
geomehaničkih i drugih relevantnih uslova ležišta.
Prilikom projektovanja podzemnih otkopnih metoda treba udovoljiti nekim
opštim i posebnim tehničkim zahtjevima.
U opšte zahtjeve ubrajaju se:

•
izvoz treba predvidjeti samo iz jednog (centralnog) otvora,
•
pojedino radilište treba da omogući što veću dnevnu proizvodnju,
•
treba povećati, koliko god je moguće, napredak na otvaranju i pripremi
rudnika i
48
3. Osnove podzemne eksploatacije

•
nastojati osigurati optimum otkopnog učinka.

Posebni zahtjevi su usko vezani za specifične prilike u ležištu, a obuhvataju
određivanje pravca otkopavanja (nastupno ili odstupno, tj. od ulaznog jamskog
otvora prema granici otkopnog polja ili od te granice prema ulazu), podjelu
ležišta po visini u horizonte, te usvajanje redoslijeda otkopavanja slojeva.
Vodeći računa o tim uslovima, projektuje se metoda sa najmanjim otkopnim
gubicima uz maksimalan stepen sigurnosti radnika, u skladu sa već navedenim
principima. U zavisnosti od postupka sa krovinom, otkopne metode uglja mogu
biti širokočelne i uskočelne, tj. metode kojima se ugljeni sloj otkopava na
dugačkom ili uskom frontu (čelu). Osnovne varijante širokočelne metode su:
metoda sa obrušavanjem ugljenog sloja, metoda sa zarušavanjem krovine i
metoda sa zasipom. I uskočelne metode se primjenjuju u mnogim varijantama,
od kojih treba spomenuti stubne sa zarušavanjem i sa širinom čela do 10 m, zatim
komorne i bunkerske metode otkopavanja.
Spomenute metode su karakteristične za otkopavanje ugljenih slojeva u
Bosni i Hercegovini. One se, u različitim varijantama, primjenjuju u mnogim
drugim rudnicima u zavisnosti od pomenutih utjecajnih faktora.
3.4.1. Metoda sa zarušavanjem krovine

Od širokočelnih otkopnih metoda važna je metoda sa zarušavanjem krovine.
Ona se primjenjuje u Kaknju. Tu se proizvodnja odvija u tri jame. Otkopava se
glavni i podinski sloj koji imaju pad od 10° – 25° i moćnost od 2,5 m – 8,5 m.
Glinovite naslage sa moćnošću do 1 m neposredna su krovina, a glavna krovina
su laporci i pjeskoviti pješčari debeli do 30 m i više, koji se zarušavaju teže i sa
većim vremenskim zakašnjenjem. Pri otkopavanju se javljaju pritisci jačeg
intenziteta. Otkopava se širokim čelom sa zarušavanjem u jednom pojasu, uz
potpunu mehanizaciju dobivanja i podgrađivanja. Dužina čela iznosi od 100 m
do 150 m, a otkopna visina je do 3,2 m.
Otkopavanje širokim čelom po padu, ali u dva pojasa, primjenjuje se u Brezi.
Ugljeni sloj debljine 4,5 m, sa padom od 15° – 30°, podijeli se paralelno sa padom
u dva pojasa. Svaki pojas se otkopava sa zarušavanjem neposredne krovine na
pod od žičane mreže. Udaljenost između dva otkopa iznosi 25 m. Karakteristično
za ovu otkopnu metodu je da se priprema za oba otkopa svodi samo na dva
3. Osnove podzemne eksploatacije
49

hodnika koji se, zavisno od čvrstoće ugljenog sloja, izrađuju u gornjem ili u
donjem pojasu. Otkopi imaju visinu od 2 m – 2,5 m, a obavezno se podgrađuju.
Dužina čela iznosi do 120 m.
3.4.2. Velenjska otkopna metoda

Velenjska otkopna metoda je specifičan način eksploatacije debljih slojeva lignita.
Metoda se uspješno primjenjuje u rudnicima u Đurđeviku, Zenici i Bukinju.
Metoda se sastoji u podjeli slojeva veće debljine na horizontalne pojaseve sa
otkopnom visinom od 6 m do 10 m. Dužina otkopnog čela prilagođava se
moćnosti sloja. U potkopnom dijelu ugalj se dobiva miniranjem ili rezanjem
(ukoliko se koristi kombajn).
3.4.3. Krekanska otkopna metoda

Od uskočelnih otkopnih metoda, najraširenija je stubna ili komorna metoda koja
se naziva krekanska otkopna metoda. Glavna karakteristika ove metode je
otkopavanje ugljenih slojeva u uskim stubovima čija širina nije veća od 8 m.
Otkopna visina je prilagođena prilikama u jami, tako da u rudnicima mrkog uglja
dostiže visinu do 3,2 m, a u rudnicima lignita obuhvata čitavu slojnu debljinu,
ali ne prelazi 10 m. Metoda se primjenjuje u krekanskom otkopnom bazenu.
Ugljeni slojevi se podijele na etaže, a otkopna polja, smjernim hodnicima na
stubove dužine 20 m do 60 m i širine do 10 m. U potkopnom dijelu ugalj se
dobiva miniranjem.

3.5. OBJEKTI OTVARANJA

Kako je svrha rudnika dobivanje mineralnih sirovina, otkopno radilište ili otkop
je najvažnija jamska prostorija, te se sve ostale jamske prostorije izrađuju samo
radi osiguravanja potreba otkopa. Sve te prostorije spadaju u prostorije otvaranja
i pripreme.
Prostorije otvaranja obično se izrađuju u jalovini i služe za vezu radilišta sa
površinom, dok su prostorije pripreme mahom u samom rudnom tijelu, te
omogućavaju prilaz od granice tijela mineralne sirovine do radilišta i dijele tijelo
50
3. Osnove podzemne eksploatacije

mineralne sirovine na otkopne odsjeke. Osim osiguravanja prilaza radilištima,
otvaranje ima i drugu važnu funkciju. Njime se rudište dijeli na horizonte i radne
odjele, po vertikali i horizontali. Već prema raspodjeli rudnih tijela u ležištu,
njihovoj
međusobnoj
udaljenosti,
količini
mineralne
sirovine,
opsegu
proizvodnje i životnog vijeka predviđenih prostorija, radovi se na otvaranju
izvode ili za cijelo ležište zajedničkim zahvatima sa površine, pa se pojedini
dijelovi ležišta paralelno sa produbljivanjem jame i izgradnjom novih
horizonata, te širenjem jame, priključuju na zajedničke površinske objekte, ili se
dijelovi ležišta otvaraju samostalnim objektima sa površine.
Način otvaranja ležišta zavisi i od konfiguracije terena. Tako se u brdovitim
krajevima, kada se ležište nalazi iznad dna doline, otvaranje najsvrsishodnije
ostvaruje potkopom, a kada se ležište nalazi ispod dna doline ili u ravničarskom
kraju, niskopom ili okomitim, odnosno kosim oknom ili šahtom. Na nivou
horizonta niskop ili okno vezani su navozištem ili, ponekad, i odvozištem sa
mrežom horizontalnih hodnika, koji se po svom položaju u ležištu nazivaju
glavnim smjernim hodnikom, glavnim prečnikom ili podređenim revirnim
prečnikom. Termin horizont u rudarskoj terminologiji može označavati dva
pojma. Najčešće je to mreža hodnika na nivou transportnih i vjetrenih
priključaka na okno. Pritom su tijela mineralne sirovine većeg okomitog
prostiranja priključena na okno u dva nivoa, mreža pruga na nivou donjeg
priključka obično je tzv. izvozni horizont, a na nivou gornjeg priključka vjetreni
ili ventilacioni horizont.
Osim toga, horizont može označavati i stijensku masu sa rudnim tijelima
između dva nivoa. Pri velikoj visini blok se može intermedijarnim horizontima
(međuhorizontima) podijeliti i na više dijelova. Obično međuhorizonti nemaju
neposrednu vezu sa oknom, nego su vezani za izvozni vjetreni horizont slijepim
oknima ili uskopima.
Potkop (rov) je horizontalan ili blagousponski jamski objekt za prilaz ležištu
koje se nalazi iznad dna doline. U uporedbi sa drugim načinom otvaranja,
potkop je jednostavno, brzo i jeftino tehničko rješenje kojim se omogućuje
uspješan izvoz, gravitaciono odvodnjavanje jame i jednostavno vjetrenje.
Okno (šaht) je okomit ili strm jamski objekt između površine i izvoznog ili
vjetrenog horizonta. Nekada se oknima povezuju jamski horizonti tako da ne
dopiru na površinu i nazivaju se slijepa okna. Istu funkciju imaju i niskopi.
3. Osnove podzemne eksploatacije
51

Niskopima se obično nazivaju manje strmi jamski objekti za spoj površine i
horizonata, ili za spoj među horizontima.
Kao granica između niskopa i okna bi se mogao uzeti nagib koji omogućava
gradnju i korištenje horizontalnih i blago nagnutih jamskih pruga. Ukoliko je
moguće graditi i koristiti prugu u pitanju je niskom, a u suprotnom u pitanju je
okno.
Okna služe za istražne radove, kao putevi za izvoz otkopanog materijala
(iskopine), za prijevoz radnika, materijala i opreme, te kao kanali za dovod i
odvod zraka (slika 3.2). Dubina okna zavisi od dubine ležišta, a nastoji se da se
ležište dostigne pomoću jednog okna sa površine ukoliko je to moguće. Nakon
izgradnje okna do neke određene dubine, što u prvom redu zavisi od
primijenjene metode otkopavanja, samo se ležište otvara slijepim oknom.

Slika 3.2. Postrojenja za ventilaciju jame (jedno u funkciji, a jedno rezervno)
                     (snimio: Jusuf Topoljak)

Presjek okna može biti okrugao, pravougaon, kvadratičan, eliptičan ili
može imati oblik četiriju svodova koji se naslanjaju jedan na drugi. Najčešći je
52
3. Osnove podzemne eksploatacije

okrugli presjek. Dimenzije zavise od veličine, vrste i količine izvoznih posuda,
od veličine ostalih uređaja koje treba ugraditi, od količine zraka koju treba
dovoditi u jamu, pa i od stijena kroz koje okno prolazi. Maksimalne promjere, do
9 m, imaju spomenuta najdublja okna. Ove dimenzije su potrebne u svrhu
dopremanja velike količine svježeg zraka. Pravougli oblik uobičajen je za kosa
okna. Ako je potreban samo jedan radni odjel, oblik se približava kvadratičnom,
a pri više potrebnih odjela presjek okna je sve istegnutiji pravougaonik. U veoma
tvrdim stijenama prednost imaju i okomita okna kvadratičnog presjeka jer je
pritisak okolnih stijena po obodu ravnomjeran, a podgrada za preuzimanje tog
pritiska ima optimalan oblik. Pri kružnom profilu optimalan je omjer između
dužine oboda i površine presjeka. Konačno, samo je pri okruglim oknima
osigurana mogućnost vodonepropusne izrade. Nedostatak okruglih okana je
neiskorištenost nekih segmenata zbog pravouglih oblika odjela u presjeku. Sa
dubinom i veličinom presjeka prednosti okruglog okna rastu.
Kako je funkcija rudničkih objekata otvaranje osigurane optimalne veze
između površine i jame, lociranje tih objekata je veoma važno. Glavni faktori pri
tome su: trajanje izgradnje, mogućnost jednostavne izgradnje horizonata,
svojstva stijena, gubici mineralne sirovine u neophodnim sigurnosnim
stubovima i mogućnost smještaja potrebnih površinskih objekata. U načelu,
optimalno mjesto za otvaranje jame je ono gdje je minimalan zbir investicionih i
eksploatacionih troškova. Međutim, često najmanji eksploatacioni troškovi
iziskuju velika investiciona ulaganja ili uzrokuju gubitke u sirovinskim
rezervama u sigurnosnim stubovima. Za osiguranje okana i površinskih
rudničkih objekata moraju se ostavljati sigurnosni stubovi. To su dijelovi ležišta
oko rudničkih objekata ili ispod njih koji se ne eksploatišu sve dok ti objekti
moraju biti u funkciji, jer bi se otkopavanjem zbog slijeganja terena i zarušavanja
mogli oštetiti. Sigurnosni stubovi potpuno ili djelimično ostavljeni u rudi
ponekad vezuju i znatne količine korisne sirovine, pa se oni nastoje izbjeći. Pri
horizontalnim ili slabo nagnutim tankim ili srednje debelim slojevima gubici u
sigurnosnim stubovima teško se mogu izbjeći, pogotovo u većim ležištima.
Horizont je mreža glavnih smjernih i prečnih hodnika kojom se na izabranoj
nivou okno povezuje sa dijelovima ležišta. U horizontalnim slojevitim ležištima
to je mreža hodnika po sloju mineralne sirovine. To je najekonomičnije rješenje,
čak i kada se glavni spojevi moraju izvesti pomoću nekoliko paralelnih hodnika.
Paralelni hodnici su potrebni radi vjetrenja, pri čemu su izlazni i ulazni vjetreni
3. Osnove podzemne eksploatacije
53

hodnici u istoj ravni na razmaku od 20 m – 50 m. Ipak, formiranje vjetrenih
odsjeka je otežano. Drugi problem su hodnici u pravcu, kada su slojevi valoviti,
kakvi su potrebni za transport trakama. Praćenje plitkih dolina i niskih prijevoja
u jami otežava odvodnjavanje, a trasiranje sa potrebnim ravnomjernim usponom
iziskuje gradnju velikih krivina, što isključuje transport trakama. U kosim ili
strmim slojevima mreža hodnika koja spaja okno sa revirima mora se izgraditi u
dva nivoa. To je potrebno i za otvaranje grupe horizontalnih slojeva na maloj
međusobnoj udaljenosti. Tada se oba horizonta, donji izvozni i gornji vjetreni,
izrađuju u jalovini.
Otvaranje na dva nivoa iziskuje prethodno donošenje odluke o visini
horizonta, tj. o međusobnom razmaku izvoznog i vjetrenog horizonta. Visina
horizonta određuje se prema kriteriju minimalnog zbira investicionih i
eksploatacionih troškova. Investicioni troškovi obuhvataju troškove gradnje i
opremanja novog horizonta, a opadaju sa povećanjem visine horizonta, jer sa
povećanjem visine brže rastu rezerve mineralne sirovine zahvaćene tim
horizontom nego što rastu troškovi gradnje i opremanja. Nasuprot tome,
eksploatacioni troškovi, tj. troškovi transporta, vjetrenja, odvodnjavanja i
dobivanja mineralne sirovine rastu. Sa povećanjem visine horizonta povećava se
i dužina transportnih puteva, a time i vrijeme prijevoza radnika. Veliko
bogatstvo mineralne sirovine horizontskog masiva djeluje na smanjivanje visine
horizonta, a u ležištima sa tanjim slojevima na većim međusobnim udaljenostima
visina horizonta mora se povećati.
Navozište je rudarska prostorija u jami kojom se horizontalni transport po
mreži hodnika na horizontu spaja sa kosim ili okomitim izvozom na površinu.
Ono je dimenzionirano tako da se ugradnjom pogodne opreme mogu
kompenzirati manji zastoji u transportu po hodnicima, odnosno u oknu, radi
punog iskorištenja transportnih uređaja. Zato u navozištu mora postojati i
mogućnost uskladištenja određene količine iskopine. Navozište ima i funkciju
izlazno-ulaznog punkta za prijevoz radnika oknom i pretovarne stanice za
prijevoz materijala. Veličina i oblik navozišta zavise od potrebnog kapaciteta
transporta, od transportnog sistema u hodnicima, odnosno u oknu, od količine
izvoznih naprava u oknu, od smjerova kojim se iskopina doprema do okna. S
obzirom na raznovrsnost potreba, u rudnicima ima različitih navozišta i po
veličini i po obliku.
54
3. Osnove podzemne eksploatacije

Odvozište je mjesto na ušću okna za povezivanje jamskog izvoza sa
transportnim uređajima na površini. Ono može biti na nivou okna ili toliko
izdignuto nad tom razinom da se dobije visina za prijemne bunkere. Bunkeri su
vagonetima u kružnom toku spojeni sa ušćem okna tako da puni vagoneti
automatski gravitaciono odlaze do bunkera, a prazni se vraćaju do okna.
Mreža hodnika na horizontu ima svrhu da pojedine dijelove ležišta
povezuje sa objektima koji spajaju jamu sa površinom (to su niskop ili okno).
Služi za transport iskopine, materijala, opreme i radnika, dovođenje i odvođenje
zraka, odvodnjavanje i smještaj svih potrebnih cijevnih, energetskih i drugih
instalacija.
Glavni smjerni hodnik izrađuje se u smjeru uslojenosti i povezuje okno sa
prečnicima. Pri ravnomjernoj raspodjeli rudonosnih slojeva i velikom smjernom
prostiranju izrađuje se samo jedan glavni smjerni hodnik od okna do oba krajnja
prečnika blizu granice otkopnog polja. Kada je sirovina koncentrisana u dvije
zone na većoj međusobnoj udaljenosti, izrađuju se dva smjerna hodnika. Kada
se otvara sa jednim ili sa više glavnih smjernih hodnika, moraju se izraditi prilazi
do pojedinih rudnih tijela tzv. revirni prečnici. Razmak između prečnika
mjerodavan je za veličinu revira ili sektora. Termin označava blok stijenskog
masiva između izvoznog i vjetrenog horizonta priključen za cijelu jamu jednim
prečnikom.
Smjerna dužina revira ili sektora za jednokrilno otkopavanje jednaka je
razmaku između dvaju prečnika, a za dvokrilno otkopavanje polovici tog
razmaka. U ležištima bez prirodnih tektonskih granica razmak između prečnika
određuje se eksploatacionim projektom.
Mrežom hodnika na horizontu završavaju se radovi na otvaranju jame
samo ukoliko se cijela visina horizonta može otkopati jednim otkopom. To je
često moguće u veoma strmim slojevima ili nepravilnim rudnim tijelima. Kada
su slojevi nagnuti ili horizontalni, visina horizonta je prevelika. U ovom slučaju
blok stijenskog masiva između izvoznog i vjetrenog horizonta treba razdijeliti
još i na međuhorizonte. Takvi međuhorizonti se veoma često otvaraju pomoću
slijepih okana i kratkih prečnika. Međuhorizonti su veoma česti i u eksploataciji
velikih rudnih tijela metalnih mineralnih sirovina i nemetala. Hodnici na
međuhorizontima služe kao transportni prilazni i vjetreni hodnici, a sa
hodnicima na horizontu spajaju se uskopima.
3. Osnove podzemne eksploatacije
55

Okna imaju značajne poprečne presjeke i veliku dubinu. Vijek trajanja okna
je, po pravilu, jednak vijeku trajanje jame i najčešće se podgrađuje betonom i
metalnom podgradom.
Ako su u jami u radu dva okna, jedno okno je glavno izvozno okno i služi
za izvoz uglja iz jame, a drugo okno je glavno ventilaciono okno i služi za
spuštanje materijala, opreme i radnika, ali i za ventilaciju jame.
Slijepo okno, za razliku od okna, nema izlaz na površinu i predviđeno je za
izvoz uglja sa nižih na više horizonte, za gravitaciono spuštanje uglja na niži
horizont, prolaz radnika i ventilaciju.

3.6. OSNOVNI POJMOVI O JAMI I TERMINOLOGIJA

Podzemna eksploatacija je najzastupljeniji tehnološki postupak za eksploataciju
mineralnih sirovina. Obzirom da su u Bosni i Hercegovini najzastupljeniji
rudnici uglja, u nastavku će biti govora o pojmovima i terminologiji koji se
koriste u rudnicima uglja.
3.6.1. Jamske prostorije

U cilju dobivanja uglja ili jalovine u samom ležištu ili u pratećim naslagama
izrađuju se jamske prostorije.
Po prostornom položaju jamske prostorije dijele se na horizontalne,
vertikalne i kose. U zavisnosti od položaja prostorije u odnosu na ugljeni sloj
postoje jamske prostorije izrađene u uglju, pratećim naslagama i uglju i pratećim
naslagama.
Jamske prostorije služe za transport uglja, jalovine, raznog materijala i
opreme i prijevoz ljudi. Duž jamskih prostorija cirkuliše zračna struja pa se u
njima smješta razna oprema, cjevovodi, elektro kablovi. U jamskim prostorijama
se obavlja stabilizacija geodetskih tačaka. Za očuvanje potrebnog poprečnog
presjeka prostorija u većini slučajeva se ugrađuje jamska podgrada.
Jamske prostorije se izrađuju, po pružanju sloja, padu (niskopno), usponu
(uskopno) i dijagonalno. Razlikuju se istražne i eksploatacione jamske prostorije,
te horizontalne, vertikalne i kose jamske prostorije.
Glavne elemente podzemne jamske prostorije prikazuje slika 3.3.
56
3. Osnove podzemne eksploatacije

Slika 3.3. Osnovni pojmovi jamske prostorije (prema: Slijepčević, 2007)

Površina ispod jamske prostorije naziva se podina, iznad stropa krovina,
bočne strane bokovima, a površina koja se pomjera sa napredovanjem
eksploatacije je čelo jamske prostorije.
Eksploatacione jamske prostorije u zavisnosti od namjene u sistemu
eksploatacije dijele se na:

•
prostorije otvaranja, služe za otvaranje jamskog polja, prvog ili sljedećih
horizonata,
•
prostorije pripreme, koje se izrađuju pri pripremi jamskog polja ili
pojedinih njegovih dijelova do faze otkopnih radova i
•
otkopne, locirane u ugljenom sloju i služe direktno za otkopavanje uglja.
3.6.1.1. Vertikalne jamske prostorije

Plitko okno je vertikalna (rjeđe strma) jamska prostorija manjeg poprečnog
presjeka, dubine do 50 m, koja ima neposredan izlaz na površinu i predviđena je
za potrebe jamskih radova (spuštanje jamske građe, ventilaciju, prolaz radnika,
smještaj raznih cjevovoda i kablova).
Okna su i vertikalne jamske prostorije koje imaju neposredan izlaz na
površinu i služe za potrebe jame. Vijek trajanja okna jednak je, po pravilu, vijeku
trajanje jame i najčešće se podgrađuje betonom i metalnom podgradom.
3. Osnove podzemne eksploatacije
57

Slijepo okno za razliku od okna, nema izlaz na površinu i predviđeno je za
izvoz uglja sa nižih na više horizonte, za gravitaciono spuštanje uglja na niži
horizont, prolaz radnika, ventilaciju i dr.
3.6.1.2. Horizontalne jamske prostorije

Potkop je horizontalna jamska prostorija koja ima izlaz na površinu i služi za
eksploataciju i istraživanje ležišta.
Glavni hodnik je prostorija koja nema izlaz na površinu i izrađuje se po
pružanju sloja. Hodnici se mogu izrađivati u jalovini i u uglju.
U zavisnosti od namjene, hodnici se dijele na transportne i ventilacione.
Transportni hodnici služe za transport uglja, za strujanje svježeg zraka, prijevoz
radnika i dr. Ventilacioni hodnici predviđeni su za protok istrošenog zraka,
transport materijala i prijevoz radnika.
Prekop je prostorija koja nema neposredan izlaz na površinu, izrađuje se u
pratećim naslagama (jalovim). Prekopi mogu biti transportni i ventilacioni i
imaju istu funkciju kao i hodnici.
Paralelni hodnik izrađuje se paralelno hodniku u uglju. Služi za ventilaciju,
transport uglja i dr.
3.6.1.3. Kose prostorije

Koso okno je prostorija koja ima neposredan izlaz na površinu, a ima namjenu
kao i okno. Kosa okna se izrađuju, u većini slučajeva, u korisnoj iskopini. Nagib
okna je isti nagibu sloja.
Niskop je kosa jamska prostorija koja može da ima i da nema neposredan
izlaz na površinu. Nagib i poprečni presjek niskopa treba da odgovara svojoj
namjeni. U zavisnosti od značaja, postoje glavni niskopi jamskih i otkopnih polja.
Prema namjeni, niskopi mogu biti: transportni, ventilaciono-dopremni i dr.
Niskopi mogu biti locirani u jalovini ili u uglju. Niskop je jamska prostorija koja
je izgrađena odozdo prema gore.
Uskop je kosa jamska prostorija koja služi za transport uglja na više
horizonte i ostale potrebe jame. Uskop je jamska prostorija koja je izgrađena
odozgo prema dole.
58
3. Osnove podzemne eksploatacije

3.6.1.4. Otkopne prostorije

Otkopnim prostorijama nazivaju se prostorije iz kojih se obavlja otkopavanje
uglja. Otkopne prostorije se neprekidno ili periodično pomjeraju u prostoru.
Oblik poprečnog presjeka i dužina zavisi od debljine i ugla pada sloja i
tehnologije otkopavanja uglja.
Široko čelo je otkopna prostorija značajne dužine (od nekoliko desetaka do
nekoliko stotina metara), jedan bok je ugljena cjelina, a drugi srušena krovina
(jalovina). Široko čelo ima izlaze u transportni i ventilacioni hodnik.
Montažna komora je otkopna prostorija dužine 50 m – 300 m kojoj bokove
čine ugljene cjeline i gdje se obavlja montaža otkopne opreme.
3.6.2. Jama i jamsko polje

Rudarskim rječnikom rečeno: „jama je rudarsko preduzeće koje vrši
eksploataciju uglja jamskim putem i otpremu potrošačima ili na separaciju“ a
geodetskim rječnikom rečeno: „jama je prostor i predmet geodetskih mjerenja
i prikazivanja na geodetskim podlogama“. Pod pojmom jame podrazumijevaju
se vanjski objekti i cjelokupne jamske prostorije, predviđene za eksploataciju
ležišta u okviru jamskog polja.
Jamu karakterišu proizvodni kapacitet, vijek trajanja, bilansne industrijske
rezerve, te dimenzije jamskog polja po padu i pružanju.
Proizvodni kapacitet je količina iskopanog uglja u jedinici vremena (t/dan,
t/god.).
Vijek trajanja jame je period T, u toku kojeg se otkopaju industrijske
rezerve uglja pri proizvodnom kapacitetu jame.
Jame većeg proizvodnog kapaciteta ostvaruju veću produktivnost i nižu cijenu l
t mineralne sirovine (npr. uglja).
Jamsko polje čini ležište, ili jedan njegov dio, koje gravitira glavnom izvozu.
Ono može imati različite geometrijske oblike, zavisno od elemenata zalijeganja
ugljenog sloja.
U jamskom polju treba odrediti slijedeće tehničke elemente:

•
granice, koje mogu biti prirodne ili vještačke,
•
dužinu jamskog polja po pružanju ili padu ležišta,
3. Osnove podzemne eksploatacije
59

•
širinu jamskog polja po horizontali ili padu ležišta i
•
krila jamskog polja (reviri jamskog polja).

Jamsko polje može imati jedno ili dva krila u zavisnosti od položaja objekata
otvaranja.
3.6.2.1. Podjela jamskog polja

Za ostvarenje racionalne eksploatacije rezervi uglja jamsko polje se po pravilu
dijeli na više dijelova. Pri eksploataciji horizontalnih ili blago nagnutih slojeva,
jamsko polje se, u zavisnosti od dimenzija po padu pri otvaranju oknima,
dodatno dijeli na dva, tri i više približno jednaka dijela. Svaki takav dio naziva
se horizontom.
Horizont je dio jamskog polja koji za jednu granicu ima glavni transportni
hodnik. Bočne granice horizonta čine granice jamskog polja po pružanju. Ako se
jamsko polje dijeli na tri i više horizonata, tada njihove granice po padu čine
glavni ventilacioni i glavni transportni hodnik.
Jamska polje i adekvatno horizonti dijele se na krila koja se najčešće nazivaju
po stranama svijeta (npr. istočno krilo). Horizonti se u jamskom polju u pogledu
geoloških, tehničkih i ekonomskih činilaca dijele na manje jedinice:

•
otkopne etaže (horizontalne i nagnute),
•
otkopne stubove (horizontalni i nagnuti) i
•
panele.

Mjesto na kome se vrši iskop uglja naziva se otkopno polje. Otkopno polje je
proizvodna jedinica koja se sastoji od jednog ili više otkopa. Položaj, oblik,
dimenzije i raspored otkopa u otkopnorn polju u funkcionalnoj su vezi sa
oblikom i dimenzijama otkopnog polja, tehničkim rješenjem transporta,
provjetravanja kao i odvodnjavanja, te snabdijevanja potrebnim materijalom.
3.6.2.2. Redoslijed otkopavanja dijelova jamskog polja sa više ugljenih slojeva

Za obezbjeđenje racionalne eksploatacije rezervi, otkopavanje pojedinih
dijelova (etaža, stubova) jamskog polja obavlja se određenim redoslijedom u
vremenu i prostoru.
Jamsko polje se može otkopavati na dva načina:
60
3. Osnove podzemne eksploatacije

•
jednokrilno otkopavanje jamskog polja u odnosu na glavne izvozne
objekte primjenjuje se kod manjih površina jamskog polja i malog
proizvodnog kapaciteta i
•
dvokrilno otkopavanje jamskog polja u odnosu na glavne izvozne
objekte primjenjuje se uglavnom za veće proizvodne kapacitete.
U odnosu na lokaciju glavnih izvoznih objekata i prirodne ili vještačke
granice jamskog polja, redoslijed otkopavanja može biti nastupni (ka granici) i
odstupni (od granice).
Nastupno dvokrilno otkopavanje, izvodi se otvaranjem otkopnog fronta od
glavnog transportnog niskopa i glavnog ventilacionog niskopa, sa pravcem
otkopavanja prema objema granicama.
U nastupnom otkopavanju dvojni sistem transportnog i paralelnog hodnika
gradi se od glavnih objekata otvaranja prema granicama jamskog polja.
Odstupno dvokrilno otkopavanje, izvodi se otvaranjem otkopnog fronta na
granicama jamskog polja, sa pravcem napredovanja prema glavnim objektima
otvaranja.

3.7. OTVARANJE LEŽIŠTA UGLJA

Otvaranje ležišta uglja obuhvata izgradnju jamskih prostorija kojima se
ostvaruje pristup ležištu od površine do osnovnih horizonata i otkopnih nivoa.
Ove prostorije služe za transport uglja, jalovine, opreme, prijevoz radnika,
snabdijevanje jame materijalom, odvodnjavanje i ventilaciju jame. Jamske
prostorije otvaranja omogućavaju izradu prostorija pripreme u ležištu ili van
njega.
Osnovni faktori koji utiču na izbor načina i šeme otvaranja jamskog polja ili
njegovog dijela su:
•
Ugao pada ležišta koji ima veliki utjecaj na izbor načina otvaranja ležišta,
posebno u vezi sa dubinom. Horizontalna i blago nagnuta ležišta na
maloj dubini mogu biti otvorena potkopom i niskopom, dok ležišta na
većoj dubini mogu biti najčešće otvorena vertikalnim oknima. Strma
ležišta na maloj dubini mogu biti otvorena potkopom, a na većoj dubini
vertikalnim oknima.
3. Osnove podzemne eksploatacije
61

•
Geomehaničke karakteristike okolnih stijena, kao utjecaj dolaze do
izražaja kod lokacije, konstrukcije i poprečnog presjeka objekata
otvaranja.
•
Dubina ležišta je važan faktor, jer ležišta na maloj dubini mogu biti
otvorena sistemom potkopa, niskopa, vertikalnih okana ili kombinacijom
ovih prostorija.
Svi navedeni faktori su u neposrednoj vezi sa dubinom eksploatacije i
geološkim karakteristikama ležišta. Ležišta na većim dubinama najčešće se
otvaraju oknima.
Pored navedenih faktora, na izbor načina otvaranja ležišta imaju utjecaja i
proizvodno-tehnički faktori:
•
proizvodni kapacitet jame,
•
dimenzije jamskog polja,
•
vijek trajanja rudnika,
•
savremenost rudarske tehnike i
•
sistem eksploatacije i dr.

Osnovni zadatak koji se postavlja pred projektante pri određivanju načina
otvaranja ležišta i izbora lokacije okana, niskopa ili potkopa je obezbjeđenje
najekonomičnijih rezultata.
3.7.1. Prostorije otvaranja jamskih polja ležišta uglja

Jamske prostorije, koje služe za otvaranje jamskih polja dijele se na glavne i
pomoćne.
Glavne prostorije otvaranja se izgrađuju sa površine (vertikalna okna,
niskopi, potkopi). Njima se obavlja otvaranje jamskog polja sa površine. One
služe za transport uglja i jalovine, dopremu materijala i opreme, prijevoza
radnika i u cilju ventilacije. Pomoćne prostorije otvaranja su slijepa okna,
pomoćni potkopi, plitka okna, prekopi i druge prostorije koje služe za otvaranje
sloja od glavnih prostorija otvaranja i isto tako za otvaranje nižih horizonata
jamskog polja.
Glavne prostorije otvaranja lociraju se u odnosu na elemente zalijeganja
ugljenog sloja na najrazličitije načine.
62
3. Osnove podzemne eksploatacije

Vertikalna okna, po pravilu, presijecaju ugljeni sloj ili se lociraju u
krovinskim ili podinskim naslagama.
Vertikalna okna primjenjuju se za otvaranje ležišta praktično pri svim
debljinama ugljenog sloja i uglovima pada sloja nezavisno od dubine
eksploatacije, dimenzija jamskog polja i proizvodnog kapaciteta jame.
Niskopi se izrađuju po ugljenom sloju ili paralelno njemu u podinskim
naslagama. U određenim slučajevima oni se izrađuju u pratećim naslagama pod
nekim uglom u odnosu na uslojenost. Otvaranje niskopima primjenjivalo se za
otvaranje plićih ležišta. Danas se sve češće otvaranje ugljenih slojeva na većim
dubinama od 500 m – 1000 m obavlja niskopima. Primjeri su niskop u Staroj jami
rudnika Zenica. To se objašnjava višestrukom namjenom kapitalnih niskopa u
odnosu na vertikalna okna.
U Krekanskom i Banovičko-Đurđevičkim ugljenim bazenima isključivi
način otvaranja jamskih polja je niskopima. U manjem obimu, to se odnosi i na
rudnike Srednje Bosne.
Potkopi se mogu izgrađivati po ugljenom sloju, ili u pratećim naslagama
krovine i podine.
Vertikalna okna izrađuju se odjednom na dubinu jamskog polja, ili se
postepeno obavlja produbljivanje po mjeri razvoja rudarskih radova. U tom
slučaju otvaranje je sa jednim horizontom, a u drugom sa više horizonata.
Prednosti vertikalnih okana u odnosu na ostale osnovne prostorije otvaranja
su:
•
veća površina poprečnog presjeka, što je veoma važno za snabdijevanje
jame većim količinama svježeg zraka,
•
manji troškovi za održavanje i
•
mogućnost smještaja u jednom oknu svih transportnih potreba (transport
uglja, jalovine, doprema materijala i opreme, prijevoz radnika).
Nedostaci vertikalnih okana su:
•
visoka cijena izrade,
•
cikličnost izvoza,
•
složenost procesa produbljavanja i dr.
Niskopi sa trakastim transportima imaju veliku propusnu moć koja je
ograničena samo kapacitetom transportera i vremenom neprekidnog rada. U
nedostatke niskopa, opremljene trakastim transporterima, spada velika dužina i
3. Osnove podzemne eksploatacije
63

teška izrada u složenim rudarsko-geološkim uslovima, kao i ograničen ugao
nagiba niskopa za uslove transporta trakastim transporterima.
Prostorije, a nekada i cijela mreža jamskih prostorija, od navozišta do prvog
presjeka sa ugljenim slojem formiraju sistem pomoćnih prostorija otvaranja. Po
veličini rezervi koje se otvaraju pomoćnim prostorijama i adekvatnom vremenu
njihovog iscrpljenja sve pomoćne prostorije otvaranja dijele se na kapitalne, koje
služe za svo vrijeme otkopavanja jamskog polja, horizontne, koje služe do
iscrpljenja rezervi uglja horizonta, međuhorizontne, koje služe za vrijeme
otkopavanja međuhorizonta.
Raspored i položaj glavnih objekata otvaranja jamskog polja treba odrediti
na osnovu proizvodnog kapaciteta, elemenata zalijeganja ugljenog sloja i načina
provjetravanja jame.
3.7.2. Izbor lokacije za objekte otvaranja jame

Kod većine ležišta, za rješenje ovog zadatka, postoji više varijantnih rješenja.
Svaku varijantu treba posebno analizirati i odabrati optimalno rješenje.
Izbor lokacije glavnih objekata otvaranja zavisi uglavnom od sljedećih
faktora: elemenata zalijeganja ležišta i geomehaničkih karakteristika ležišta i
pratećih naslaga, koeficijenta ugljonosnosti i rasporeda rezervi, oblika jamskog
polja, topografije terena, komunikacija na površini i dr.
Elementi zalijeganja ležišta i geomehaničke karakteristike sloja, podine i
krovine imaju važan značaj za određivanje lokacije izvoznih objekata.
Horizontalna i blago nagnuta ležišta povoljna su za centralnu lokaciju objekata
otvaranja, dok se kod strmih ležišta objekti otvaranja mogu postaviti u krovini
ili podini.
Koeficijent ugljonosnosti zavisi od promjenljivosti debljine, jalovih zona i
broja slojeva u ležištu.
Topografija površine ima važan značaj i u direktnoj je vezi sa površinskim
tehnološkim kompleksom, čije dimenzije i složenost zavise od načina daljeg
korištenja mineralne sirovine.

POGLAVLJE 4

RUDARSKE GEODETSKE MREŽE NA POVRŠINI ZEMLJE

4.1. UVOD

Osnovna svrha učešća geodetske profesije u rudarstvu je ustanoviti položaje
tačaka koje su relevantne za proces eksploatacije, obilježiti revidirani rudarski
projekat na terenu i na taj način omogućiti njegovu realizaciju. Nakon iskolčenja,
geodetski poslovi se nastavljaju i u periodu eksploatacije mineralnih sirovina u
svrhu vođenja rudničke geodetske dokumentacije, ali i računanja zapremine
eksploatisanih mineralnih sirovina. Kod projektovanja i prilikom eksploatacije,
kao i nakon eksploatacije mineralnih sirovina, dužnost geodeta svodi se na
precizno pozicioniranje mnoštva tačaka, a ono je moguće samo onda ukoliko
postoji geodetska mreža sa koje se izvodi pozicioniranje. Prema tome, kod
primjene geodezije u rudarstvu, poslovi geodetskog stručnjaka su vezani i za
snimanje situacije eksploatacionog polja – kopa, snimanje odlagališta, snimanje
komunikacija, snimanje trase instalacija, mjerenja u svrhu bušačko-minerskih
radova, te izrade i ažuriranja grafičkih prikaza.

Pri tome se obavlja permanentno praćenje konsolidacije (stabilnosti)
odlagališta i objekata na njemu. Nadalje, geodetske tačke na površini zemlje
služe i kao osnova za praćenje stabilnosti terena uslijed podzemne eksploatacije
mineralnih sirovina, jer promjene situacije na terenu mogu izazvati neželjene
promjene u prirodi, koje kod krajnjih kriznih situacija mogu dovesti i do
katastrofa.

U nastavku će se ukratko opisati rudarske nadzemne položajne i visinske
geodetske mreže, koje se uspostavljaju identičnim terestričkim i satelitskim
metodama kao i ostale geodetske mreže na površini zemlje. Više detalja čitalac
može pronaći u relevantnoj literaturi, koja obrađuje projektovanje, izvođenje i
analizu geodetskih mreža u oblasti premjera zemljišta i inžinjerske geodezije.

4.2. POLOŽAJNE GEODETSKE MREŽE

Matematička osnova geodetskih mjerenja na površini zemlje je geodetska mreža.
Ovisno od veličine eksploatacionog polja uspostavljena geodetska mreža se
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje
65

progušćava. Zapravo, osnovu za mjerenja čini rudarska trigonometrijska mreža
koja se po potrebi progušćava određenim brojem poligonskih tačaka uvezanih u
poligonske vlakove.
4.2.1. Rudnička trigonometrijska mreža

Rudnička trigonometrijska mreža služi kao matematička osnova nadzemnih
rudarskih 2D mjerenja. Takva mreža sastoji se od skupa trouglova u kojima su
obavljena uglovna i linearna mjerenja. Sračunate koordinate tačaka rudarske
trigonometrijske mreže predstavljaju matematičku osnovu premjera – prve tačke
i linije koje se sa punom sigurnošću mogu ucrtati na rudarske planove.

Čim se dobije zadatak za razvijanje trigonometrijske mreže na području
rudnika, prvi posao koji treba da obavi geodeta je prikupljanje odgovarajućih
karata i pronalaženje tačaka državne trigonometrijske mreže koje se nalaze van
eksploatacionog polja, jer je neophodno u rudničku trigonometrijsku mrežu
uključiti i tačke državne mreže koje se nalaze na stabilnom terenu.

Zatim se po karti procjenjuju mjesta novih tačaka i ispitaju pravci mogućih i
potrebnih dogledanja, a rekognosciranjem terena se odrede definitivni položaji
trigonometrijskih tačaka.

Pri razvijanju ovih mreža treba se pridržavati sljedećih pravila.:
•
tačka koja se određuje treba biti povezana (po mogućnosti obostranim
pravcima i dužinama) sa najbližim okolnim tačkama,
•
pravci pomoću kojih se tačke određuju treba da budu pravilno
raspoređeni po horizontu i
•
dužine tih pravaca treba da budu približno jednake.

Kada je projekat rudničke trigonometrijske mreže završen na karti, odlazi se
na teren radi utvrđivanja položaja projektovanih tačaka na terenu tj. izbora
tačnog položaja – provodi se rekognosciranje terena.

Često se dobro mjesto za tačku ne može odabrati odjednom, nego se
postavljaju privremeni signali na mogućim mjestima za tačku i vodi zapisnik i
skica o njihovom mjestu i izgledu. U toku obilaska terena radi ispitivanja uslova
dogledanja signali se, po potrebi, pomjeraju.

Mjesto za tačku treba biti takvo da se nalazi van eksploatacionog polja, da je
stabilno, da se biljega tačke sačuva od uništenja i da se tačka može maksimalno
66
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje

iskoristiti. Pri ovome treba voditi računa da raspored tačaka bude takav da
geometrijski oblik mreže ne bude slab. Mjesto izabrano za tačku treba da je
pristupačno za opažanje tokom razvijanja poligonske mreže.

Kada se izabere mjesto za tačku, istu treba trajno obilježiti i definisati na
terenu.
Obilježavanje se obavlja pomoću dvije podzemne i jedne nadzemne biljege
– sve sa definisanom tačkom. Podzemne biljege su keramičke ili betonske ploče,
a izuzetno i ploče od dobrog kamena – sve sa dijagonalno urezanim krstom, čiji
presjek i definiše tačku. Nadzemne su – kameni ili armirano-betonski stubovi, na
čijoj gornjoj površini je definisana tačka dijagonalnim krstićem ili zalivenim
komadom gvožđa sa rupicom prečnika 2 mm. Ako mjesto obilježavanja dozvoli
može se iznad podzemne biljege postaviti armiranobetonski stub visine 1,3 m –
1,5 m sa ugrađenim vijkom za prisilno centrisanje instrumenta.

Nakon stabilizacije mreže obavljaju se mjerenja u svrhu određivanja
koordinata tačaka rudničke trigonometrijske mreže. S obzirom na mjerne
veličine, trigonometrijske mreže mogu biti triangulacione (mjere se horizontalni
pravci), trilateracione (mjere se dužine), ili kombinovane (mjere se i uglovne i
linearne veličine). Za mjerenje pravaca i dužina koriste se elektronski tahimetri.
Pri obavljanju mjerenja posebnu pažnju treba posvetiti kvalitetnom centrisanju
instrumenta i reflektora. Mjerenja se izvode u više ponavljanja u oba položaja
durbina – po girusnoj metodi u više girusa. Potrebno je mjeriti i meteorološke
podatke: pritisak, temperaturu i vlažnost zraka. Mreža se može uspostavljati i
primjenom satelitskih mjerenja, tehnikom GNSS (engl. Global Navigation Satellite
System – globalni navigacioni satelitski sistem) pozicioniranja, pri čemu se
upotrebljavaju odgovarajući geodetski prijemnici. S obzirom da se GNSS metoda
razlikuje od klasičnih terestričkih metoda potrebno je planirati i izvoditi mjerenja
na drugačiji način. Tako npr., kod GNSS mjerenja ne treba voditi računa o
dogledanju između tačaka, vremenskim prilikama, geometrijskoj čvrstoći mreže
i sl., dok je s druge strane važno osigurati da iznad 15° od horizonta tačke koja
se opaža nema prepreka satelitskom signalu. Za radove na uspostavljanju
osnovne rudničke položajne mreže, najbolje je koristiti statičku metodu (slika
4.1), a koordinate tačaka određivati relativno, naknadnom obradom podataka,
temeljem faznih mjerenja.

Po završetku obrade mjerenja pristupa se izravnanju trigonometrijske mreže
(slika 4.2). Izravnanje se provodi po metodi najmanjih kvadrata, ali tek nakon
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje
67

ispravljanja ili uklanjanja loših mjerenja. Poslije izravnanja provodi se ocjena
tačnosti i analiziraju dobiveni rezultati primjenom statističkih testova.

Slika 4.1. GNSS relativna statička opažanja geodetske mreže površinskog kopa
„Vrtilište“, Kakanj (snimila: Mirsada Hodžić, ZEDIS)

Slika 4.2. Vektori uključeni u završno izravnanje GNSS mreže površinskog kopa
„Vrtilište“, Kakanj (izradila: Mirsada Hodžić, ZEDIS)
68
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje

4.2.2. Rudnička poligonska mreža

Poligonski vlakovi su najuobičajenija metoda uspostavljanja geodetske mreže
kod mnogih inženjerskih projekata. Rudnički poligonski vlak je niz tačaka koje
su međusobno vezane i gdje se na svakoj tački mjeri ugao između susjednih
strana i dužina svake strane. Ukoliko su položaji prve i posljednje tačke
poligonskog vlaka poznate, onda se poligonski vlak zove umetnutim. Ako je
prva i posljednja tačka vlaka ista tačka, onda je u pitanju zatvoreni poligonski
vlak.

S druge strane ukoliko je posljednja tačka vlaka nepoznata poligonski vlak
je otvoren, slijepi ili slobodan. Otvoreni poligonski vlakovi ne dozvoljavaju
unutrašnju kontrolu mjerenja, niti računanja i zato ih geodeti izbjegavaju gdje
god to mogu. Doduše, u određenim situacijama su neizbježni, jer ne postoji
mogućnost zatvorenog poligonskog vlaka i onda se pribjegava nepopularnom
rješenju otvorenog poligonskog vlaka – slijepog poligonskog vlaka – slobodnog
poligonskog vlaka.

Rudnička poligonska mreža postavlja se unutar rudničke trigonometrijske
mreže ili samostalno, i to je onda mreža stalnih tačaka koje će poslužiti za potrebe
snimanja terena u položajnom i visinskom smislu, ili pak za obilježavanje.
Projekat rudarske poligonske mreže treba da uskladi praktične potrebe i zahtjeve
sa teoretskim uslovima, s obzirom na optimalan oblik vlaka, njegovu dužinu,
dužinu strana, primijenjenu metoda mjerenja i izravnanja.

Praktični zahtjevi pojavljuju se u tome što je potrebno da se poligonske
tačke, odnosno strane, mogu maksimalno koristiti za snimanje ili za
obilježavanje pravca kopa. Tako npr., za inžinjerska projektovanja i iskolčenja,
oblike poligonskih vlakova i maksimalne dužine strana uslovljavaju terenski
oblici koje treba snimiti, odnosno veličina i oblik jamske prostorije koju treba
obilježiti. Sa druge pak strane, pri snimanju zemljišta za izradu karata ili planova,
projekat poligonske mreže može se lakše prilagoditi ispruženim oblicima
vlakova.

Da bi se uskladili mnogi zahtjevi oko postavljanja poligonske mreže,
potrebno je izraditi projekat mreže. Najprije se sastavlja predprojekat na jednom
preglednom planu ili karti krupne razmjere. U zavisnosti od obima zadatka, to
mogu biti planovi razmjere 1 : 2000 ili 1 : 5000, odnosno karta razmjere 1 : 10 000.
Na kartu se nanesu sve stalne tačke koje na tom području postoje, tj.
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje
69

trigonometrijske, poligonske i nivelmanske. Prema položaju tih tačaka,
rudničkim objektima radi kojih se mreža postavlja, te konfiguraciji terena,
projektuje se poligonska mreža, označavaju položaji tačaka na stanovitim
udaljenostima, tako da dotična mreža tačaka najbolje odgovara svrsi za koju se
postavlja. Na osnovi rekognosciranja na terenu provjerava se međusobno
dogledanje tačaka, njihov pravilan smještaj i na taj se način dopunjuje
predprojekat, koji nakon izbora položaja tačaka na terenu postaje projekat mreže.

U rudarsko-geodetskim radovima poligonske mreže će imati razne oblike,
u ovisnosti od prostora odnosno zemljišta koje treba detaljno snimiti, odnosno
projekta koji treba realizovati. Često i raspored trigonometrijskih tačaka na
datom prostoru određuje oblik poligonske mreže. Mreža se može uspostavljati i
GNSS tehnikom.

4.3. VISINSKE GEODETSKE MREŽE

Pri projektovanju površinskih, ali i podzemnih kopova, te pripadajućih objekata
od odlučujuće važnosti za tehnička rješenja je reljef zemljišta. Zato je potrebno
da na dotičnom prostoru bude visinski određeno nekoliko tačaka. Tačke mogu
biti određene geometrijskim i trigonometrijskim nivelmanom.
Geometrijski nivelman je metoda pomoću koje se visinske razlike dviju
tačaka određuju horizontalnom vizurom, koju ostvaruje nivelmanski instrument
postavljen između dviju letava na kojima se čitaju visine vizura. Prema tačnosti
koju treba postići koriste se instrumenti i pribor razne preciznosti i konstrukcije,
te primjenjuju različite metode mjerenja.
Trigonometrijski nivelman, za razliku od geometrijskog, metoda je po kojoj
se visinska razlika određuje kosom vizurom, kao pri trigonometrijskom
određivanju visina. Visinska razlika dobiva se iz poznate ili izmerene dužine i
visinskog ugla.
Apsolutne visine tačaka su one koje se odnose na određenu usvojenu nivo-
plohu za određenu zemlju. Stabilizovane visinske tačke (reperi) zemaljske
nivelmanske mreže imaju apsolutne kote (visine). U BiH se računaju od nulte
nivo-plohe mora, koja leži 3,3520 m ispod normalnog repera na molu Sartorio u
Trstu, Italija.
70
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje

Relativne visine su visine koje se odnose na stanoviti proizvoljno odabrani
nivo ili neki uslovni horizont. Zato se one ponekad nazivaju uslovnim visinama.
Uslovne, odnosno relativne visine, ne omogućavaju da se rezultati radova raznih
grupa i na raznim mjestima međusobno spoje. Da se to postigne potrebno je da
dobiju apsolutne visine, tj. dotična visinska mjerenja treba spojiti na tačke koje
imaju apsolutne visine (kote).
Zemaljska nivelmanska mreža je projektovana, stabilizovana i izvođena u
etapama, u prilično velikim vremenskim razdobljima unatrag 90 godina, zbog
čega je u različitim dijelovima države različite tačnosti.
Radi li se međutim o visinskoj predstavi područja, gdje nema nivelmanske
osnove, ili o specifičnim potrebama s obzirom na tačnost visinskih odnosa koji
moraju osigurati pravilno funkcionisanje projektovanih objekata – kao što su
projekti
odvodnih
kanala,
traka
za
transport
mineralnih
sirovina
hidroenergetskih postrojenja i slično – tada je neophodno postaviti specijalnu
nivelmansku mrežu. Ona se sastoji od čvrstih visinskih tačaka, koje moraju biti
brižljivo stabilizovane i osigurane. Ova visinska mreža postaje osnova svim
kasnijim visinskim mjerenjima i iskolčenjima na dotičnom području, te osnova
za kontrolna mjerenja tokom eksploatacije mineralnih sirovina kao i proboja
novih prostorija.
Posebno projektovana nivelmanska mreža priključuje se na jedan ili više
repera nivelmana. Pri tome treba voditi računa o pouzdanosti podataka
nivelmana. Visine repera se vremenom mijenjaju zbog:
•
nestabilnosti objekata u koje je reper usađen,
•
mehaničkih pomaka i
•
pomaka zemljine kore.
Nivelmanska mreža projektovana za posebne potrebe sastojat će se od
osnovne mreže I reda, te mreža II i III reda, ukoliko su potrebne.
Projekat nivelmanske mreže treba da sadrži:
•
pregledni plan ili kartu u razmjerama od 1 : 5000 do 1 : 10 000, sa svim
podacima o postojećim visinskim tačkama na području koje dolazi u
obzir za postavljanje nivelmanske mreže,
•
način stabilizacije visinskih repera,
•
proračun tačnosti nivelmanske mreže, metode rada, način obrade
rezultata mjerenja i
4. Rudarske geodetske mreže na površini zemlje
71

•
analizu troškova.
Nivelmanska mreža I reda projektuje se na preglednom planu, tako da se
obuhvati cjelokupan prostor na kome se obavlja eksploatacija mineralnih
sirovina, ali i područje van eksploatacionog polja.
Visinske tačke (reperi) stabilizuju se tako da se mogu lako koristiti tokom
eksploatacije i ispitivanja. Reperi mogu biti različite konstrukcije.

POGLAVLJE 5

PODZEMNI POLOŽAJNI GEODETSKI RADOVI

5.1. UVOD

Iako je podzemna eksploatacija mineralnih sirovina vezana za područja ispod
površine zemlje gdje su specifični uslovi, neophodno je obavljati geodetska
mjerenja.

Mjerenja se izvode kako u svrhu određivanja položaja, tako i u svrhu
određivanja visina. Kraće rečeno, identični su zahtjevi postavljeni pred
geodetske stručnjake kao i na površini zemlje. Zadovoljavajuće rješenje
realizacije projekata uslovljeno je postojanjem adekvatne geodetske osnove –
geodetske mreže. Nadalje, svi ostali geodetski poslovi premjera i kartografisanja
površine rudnika uslovljeni su geodetskom mrežom dovoljne gustoće. Već je
spomenuto da su u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom mineralnih
sirovina specifični uslovi rada. S obzirom na to, moraju se preduzimati mjere
predostrožnosti pri mjerenju u jami. Mjere predostrožnosti imaju za cilj
preventivno djelovanje u cilju zaštite života geodeta, ali i zaštite opreme od
oštećenja jer je krajnji cilj uspješno urađen posao. Od mjera predostrožnosti treba
izdvojiti sljedeće:
•
Prije početka mjerenja mora se kontrolisati da li su jamski prostori
dovoljno provjetravani i sigurni od zarušavanja, kao i da li postoji
opasnost od metana, prodora vode i dr.
•
Pri pješačenju kroz jamu instrumenti moraju biti pravilno smješteni i
zatvoreni u svojim kutijama (slika 5.1), a nose se prema uputstvu
proizvođača.
•
Pri prenošenju instrumenata i pribora kroz jamu, ruke, po mogućnosti,
trebaju biti slobodne.
•
Nijedan dio pribora ne smije stršiti daleko od tijela.
•
Pri prolazu pored električnih voda i instalacija, kao i pored šina i traka,
treba biti naročito oprezan.
•
Pri prijevozu kroz okno, instrumente, stative, letve i geodeti i figuranti
pažljivo unose u koš i polažu na pod uz bok koša tako da ništa ne
proviruje van njega. Isto se postupa i pri prijevozu po ostalim jamskim
5. Podzemni položajni geodetski radovi
73

saobraćajnicama. Duži predmeti smještaju se vertikalno u koš i
privezivanjem se pažljivo osiguravaju da pri prijevozu ništa ne zakače.
•
Prolaz i mjerenje u uskopima i niskopima obavlja se isključivo za vrijeme
prekida prijevoza. Na vrhu uskopa (niskopa) mora se postaviti straža ili
vidan signal o zabrani prijevoza.
•
O obavljanju mjerenja u oknu mora biti obaviješten nadzornik okna i
mašinist izvozne mašine. Lica zaposlena pri mjerenju u oknu moraju biti
vezana sigurnosnim pojasevima, a okno popođeno. Kada se izrađuje na
nižoj koti, zaštitni krov postavljen radi zaštite od padajućih predmeta ili
vode mora se nalaziti samo nekoliko metara nad glavom mjerača. Gdje je
veća visina ili prijeti veća opasnost od padanja predmeta, mora se
postaviti još jedan zaštitni krov iznad prvog. Slično se mora postupiti i u
drugim okomitim ili veoma strmim jamskim prostorijama.
•
Figuranti treba da budu dovoljno uvježbana lica koja poznaju temeljne
principe rukovanja geodetskom opremom i izvođenja osnovnih
geodetskih operacija.

Slika 5.1. Put kroz jamu u svrhu izvođenja geodetskih mjerenja
                     (snimio: Saudin Sejdić)
74
5. Podzemni položajni geodetski radovi

5.2. PRIKLJUČAK I ORIJENTACIJA PODZEMNE GEODETSKE
OSNOVE

Povezivanje je naziv za sve radne operacije i postupke pri uspostavljanju
geometrijske veze između jamskih poligonskih vlakova i geometrijske osnove na
površini terena. Iz ove geometrijske veze određuju se neophodni elementi za
računanje jamskih poligonskih vlakova. To su, početni nagib – orijentacija (𝜈𝜈𝑝𝑝)
prve strane i koordinate prvih tačaka na početku vlaka. Ovako određene, dobro
stabilizovane i povremeno kontrolisane tačke, jedina su osnova za računanje
poligonskih vlakova na nekom horizontu u jami.

Zbog toga je prijenos položaja pod zemlju u pogledu tačnosti veoma
odgovoran, a zbog uslova u kojima se mjeri, veoma težak zadatak u oblasti
rudarskih mjerenja.
Položajna greška prve tačke u vlaku pomjera vlak paralelno samom sebi, a
greška početnog nagiba, orijentacije 𝜈𝜈 , zaokreće vlak proporcionalno njegovoj
dužini.
Zavisno od rudničke prostorije kroz koju se ostvaruje veza, povezivanje se
obavlja kroz horizontalne prostorije (potkopi), kose prostorije (uskopi i niskopi)
i vertikalne prostorije (okna).
Primjenjuju se geometrijske i fizičke metode.
Geometrijske metode se zasnivaju:
•
u slučaju horizontalnih i kosih prostorija, na direktnom mjerenju
prelomnih uglova u poligonskom vlaku koji povezuje datu tačku kod
ulaza, sa tačkama na horizontu u jami,
•
u slučaju okna, na projektovanju tačaka u oknu i računanju prelomnih
uglova u priključnim trouglovima koje obrazuju projektovane tačke i
stanica pored okna.
Fizičke metode se primjenjuju pri povezivanju kroz okna, a zasnovane su na
primjeni instrumenata konstruisanih na fizičkim fenomenima:
•
žiroskopa – žiroteodolit,
•
magnetske igle – kompas i deklinator i
•
optičko-polarizacionim zakonima prostiranja svjetlosti – teodolit sa
analizatorom, kroz koji se vidi trag vertikalno projektovane svjetlosne
ravni prethodno polarizovane preko polarizatora.
5. Podzemni položajni geodetski radovi
75

Problem prijenosa pravca kroz vertikalno okno sa površine na unutrašnjost
rudnika je vrlo delikatan. Kako se pravac definiše sa dvije tačke, to se dvije tačke
moraju projicirati kroz vertikalni otvor (okno) u nivo horizonta rudnika. Za tu
svrhu mogu se upotrijebiti optički i laserski instrumenti za vertikalno
projiciranje. Ako se uz to još ima pristup žiroteodolitu teškoće se znatno
smanjuju, ali zbog visoke cijene tih (novih) i sofisticiranih mjernih instrumenata
često se pribjegava starim i iskušanim metodama koje zahtijevaju više vremena
i daju rezultate manje tačnosti. Metoda se sastoji u tome da se dva viska V1 i V2
(slika 5.2) spuštena kroz okno uključe u nadzemnu i podzemnu mrežu.

Slika 5.2. Visak za mehaničko projiciranje tačke kroz vertikalno okno (Fennel, n.d.)
5.2.1. Povezivanje kroz horizontalne i kose prostorije

Povezivanje se ostvaruje preko osnovnog poligonskog vlaka, koji najkraćim
putem povezuje datu tačku kod ulaza u jamu sa tačkama u jami. Svi geometrijski
elementi direktno se mjere tako da je ovo vrlo jednostavan postupak i pored
otežanih uslova za mjerenja u jami.
5.2.2. Povezivanje kroz jedno okno – centrična metoda

U ovom slučaju u oknu nastaje prekid poligonskog vlaka između date tačke kod
ulaza u okno na površini (odvozište) i tačaka na horizontu u jami (navozište).
76
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Veza se ostvaruje preko projektovanih tačaka uz uslov stroge vertikalnosti.
Metoda se sastoji u tome da se dva viska (slika 5.2) V1 i V2 spuštena kroz okno
uključe u nadzemnu i podzemnu mrežu (slika 5.3).

Slika 5.3. Prijenos položaja pod zemlju (prema: Patarić, 1982)

5.2.3. Povezivanje kroz jedno okno – ekscentrična metoda

Od površine prema dnu se objese dvije čelične žice (viska) i to tako da su
relativno blizu stijenkama vertikalnog okna, a da je dužina među njima što je
moguće veća (slika 5.4). Udaljenost žica trebala bi biti nešto malo manja od
dijametra otvora, a ona predstavlja bazu prijenosa orijentacije.
5. Podzemni položajni geodetski radovi
77

Slika 5.4. Prijenos pozicije i pravca kroz vertikalno okno (prema: Frankić, 2010)

78
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Razmaci između žica i instrumenata na površini kao i onog ispod zemlje se
mjere (𝑎𝑎, 𝑏𝑏1, 𝑐𝑐1, 𝑏𝑏2, 𝑐𝑐2). Direkcioni ugao na površini od neke poznate kontrolne
tačke T do A1 se izračuna iz njihovih koordinata, a na tački A1 izmjere se uglovi
α1 i ω1. U trouglu A1CB se sinusnom teoremom izračuna ugao β1:
sin 𝛽𝛽1 = sin 𝛼𝛼1
𝑏𝑏1
𝑎𝑎.
(5.1)
Direkcioni ugao između žica je onda:
𝜈𝜈𝐵𝐵
𝐶𝐶= 𝜈𝜈𝑇𝑇
𝐴𝐴1 + 𝜔𝜔1 + 𝛼𝛼1 + 𝛽𝛽1.
(5.2)
Nešto bolje rješenje problema je sa Weisbachovim trouglovima. U tom se
slučaju na podzemnoj tački A2 opažaju uglovi α2 i ω2 i onda se u trouglu BCA2
izračuna ugao β2:
sin 𝛽𝛽2 = sin 𝛼𝛼2
𝑏𝑏2
𝑎𝑎.
(5.3)
Nepoznata podzemna orijentacija sa tačke A2 na neku proizvoljnu tačku D
dobije se iz formule:
𝜈𝜈𝐴𝐴2
𝐷𝐷= 𝜈𝜈𝑇𝑇
𝐴𝐴1 + 𝜔𝜔1 + 𝛼𝛼1 + 𝛽𝛽1 −𝛽𝛽2 + 𝜔𝜔2 −180°.
(5.4)
Ako su uglovi mjereni istom preciznošću definisanom njihovom
standardnom devijacijom 𝜎𝜎, tada će varijanca računatog direkcionog ugla biti:
𝜎𝜎𝜈𝜈2
2 = 𝜎𝜎𝜈𝜈1
2 + 3 𝜎𝜎2 + 𝜎𝜎
𝛽𝛽1
2 + 𝜎𝜎
𝛽𝛽2
2 .
(5.5)
Direkcioni ugao 𝜈𝜈1 je ugao na površini, a direkcioni ugao 𝜈𝜈2 je onaj koji je u
rudniku. Posljednja dva člana u gornjoj formuli na desnoj strani računaju se iz
zakona prirasta varijanc-kovarijancijskih matrica. Prema tome, trebaju se
diferencirati jednačine (5.1) i (5.3) po mjerenjima. Parcijalne derivacije sinusne
teoreme imaju sljedeću formu:
𝜕𝜕𝛽𝛽𝑖𝑖
𝜕𝜕𝜕𝜕= −
1
cos 𝛽𝛽𝑖𝑖
𝑏𝑏𝑖𝑖
𝑎𝑎2 sin 𝛼𝛼𝑖𝑖= −sin 𝛽𝛽𝑖𝑖
cos 𝛽𝛽𝑖𝑖
1
𝑎𝑎= −𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝛽𝛽𝑖𝑖
1
𝑎𝑎,
(5.6)
𝜕𝜕𝛽𝛽𝑖𝑖
𝜕𝜕𝑏𝑏𝑖𝑖
=
1
cos 𝛽𝛽𝑖𝑖
1
𝑎𝑎sin 𝛼𝛼𝑖𝑖= tan 𝛽𝛽𝑖𝑖
1
𝑏𝑏𝑖𝑖
,
(5.7)
𝜕𝜕𝛽𝛽𝑖𝑖
𝜕𝜕𝛼𝛼𝑖𝑖
=
1
cos 𝛽𝛽𝑖𝑖
𝑏𝑏𝑖𝑖
𝑎𝑎cos 𝛼𝛼𝑖𝑖= tan 𝛽𝛽𝑖𝑖
tan 𝛼𝛼𝑖𝑖
.
(5.8)
5. Podzemni položajni geodetski radovi
79

S ovim parcijalnim derivacijama varijanca ugla 𝛽𝛽𝑖𝑖 postaje (uzimajući u obzir
da je 𝜎𝜎𝑎𝑎
2 = 𝜎𝜎𝑏𝑏𝑖𝑖
2 ):
𝜎𝜎
𝛽𝛽𝑖𝑖
2 = tan2 𝛽𝛽𝑖𝑖ቆ1
𝑎𝑎2 + 1
𝑏𝑏𝑖𝑖
2ቇ𝜎𝜎𝑎𝑎
2 + tan2 𝛽𝛽𝑖𝑖
tan2 𝛼𝛼𝑖𝑖
𝜎𝜎𝛼𝛼𝑖𝑖
2 .
(5.9)
Ako se izaberu trouglovi na površini i u rudniku tako da su izračunati
uglovi 𝛽𝛽1 i 𝛽𝛽2 maleni, onda prvi član na desnoj strani formule (5.9) postaje vrlo
malen i može se aproksimirati sa nulom, a standardne devijacije uglova 𝛽𝛽1 i 𝛽𝛽2
mogu se pojednostaviti:
𝜎𝜎
𝛽𝛽1 = tan 𝛽𝛽1
tan 𝛼𝛼1
𝜎𝜎𝛼𝛼1, 𝜎𝜎
𝛽𝛽2 = tan 𝛽𝛽2
tan 𝛼𝛼2
𝜎𝜎𝛼𝛼2.
(5.10)
Pri tome je očito da je preciznost prijenosa direkcionih uglova
Weisbachovim trouglovima nezavisna od pouzdanosti mjerenih dužina a, b1, b2.
Kod projektovanja mreže Weisbachovih trouglova mora se paziti da uglovi 𝛽𝛽1 i
𝛽𝛽2 budu što je moguće manji, a 𝛼𝛼1 i 𝛼𝛼2 da budu što je moguće veći, jer se time
postiže optimalno rješenje prijenosa direkcionih uglova sa površine u rudnik.
Jedno od rješenja povezivanja podzemne i nadzemne geodetske osnove
podrazumijeva, ukoliko je moguće, korištenje dva vertikalna okna. U svakom
oknu se postavi jedna žica (visak), čije su površinske koordinate poznate. Ako se
u visini rudnika mogu hodnicima spojiti ta dva okna, onda se precizna
orijentacija podzemnih strana može izračunati običnim poligonskim vlakom,
koji hodnicima spaja dvije žice. Direkcioni ugao između početne i krajnje tačke
dobije se iz koordinata tačaka. Istovremeno, može se odabrati direkcioni ugao
prve poligone strane (obično se uzme nulti direkcioni ugao) i sa tim direkcionim
uglom izračunaju direkcioni uglovi ostalih poligonskih strana, kao i koordinate
posljednje tačke vlaka. Razlika između stvarnog direkcionog ugla početne i
posljednje tačke i direkcionog ugla dobivenog iz podzemnog vlaka predstavlja
ugao rotacije, koji se mora dodati svakom direkcionom uglu podzemnog
poligonskog vlaka. Time se vlak korektno orijentiše i može poslužiti za daljnja
mjerenja.
Onog momenta kada današnji žiroteodoliti postanu pristupačniji po cijeni
postupak orijentacije u rudniku bit će jednostavnije i bolje riješen. Mjerenja
azimuta unose veću stabilnost i pouzdanost nego mjereni uglovi i najosjetljiviji
problem podzemne kontrolne mreže time se praktički rješava.

80
5. Podzemni položajni geodetski radovi

5.2.4. Prijenos položaja pod zemlju optičkim putem

Povezivanje nadzemnih i podzemnih mjerenja kroz vertikalna okna kod ovog
pristupa se zasniva na optičkom projiciranju tačke (pomoću teodolita, nivelira sa
objektivnom prizmom za otklon zraka svjetlosti za 90°, te laserskih i preciznih
optičkih viskova). Optičke metode su pogodne u situacijama kada npr. postoji
jaka ventilacija u oknu, te je teško primijeniti klasično mehaničko projiciranje.
Prednost optičke metode u odnosu na klasični mehanički visak ogleda se i u
tome što takav postupak ne ometa rad okna za vrijeme projektovanja tačke. U
svrhu projiciranja instrument se postavlja na ulazu u okno, a moguće ga je
postaviti i na dno okna, sa ciljem projektovanja vertikalne vizurne linije na
posebne signale na površini. Nedostaci optičkog projiciranja su:
•
smanjena vidljivost u oknu rezultira pogrešnim viziranjem, naročito
ukoliko se upotrebljavaju optički visci (veća tačnost postiže se primjenom
laserskog viska),
•
ograničenja povezana sa dubinom okna (pri radu je neophodan durbin
velikog povećanja, javlja se problem ispravne identifikacije centra
laserskog zraka u dubokim oknima ili tamo gdje su izražene varijacije
gustine zraka itd.),
•
osiguranje vertikalnosti laserskog zraka i
•
efekat refrakcije u oknu (vizura viska prolazi blizu bočnih strana okna).
Zbog navedenog je tačnost optičke metode u jamskim uslovima manja u
odnosu na tačnost projiciranja mehaničkim viskom. To znači da je optičko
projiciranje moguće koristiti u povoljnim uslovima i na manjim dubinama, ili
onda kada se ne traži milimetarska tačnost projiciranja.
5.2.4.1. Lasersko projiciranje tačaka

Kod ove metode, laserski snop visokog intenziteta i malog ugla divergencije
omogućava da se dobije vertikalna linija u vidu vidljivog svjetlosnog zraka, na
bilo kojem mjestu u oknu. U principu, ako se laserski snop projektuje sa površine
prema dnu okna i nakon odbijanja vraća natrag ka izvoru zračenja istom
putanjom, dobiva se vertikalna zraka. Laserski visak omogućava projiciranje
5. Podzemni položajni geodetski radovi
81

tačaka na dubinama do 1200 m. Odstupanja laserskog snopa uglavnom su
vezena za sljedeće faktore:
•
nevertikalnost glavne ose laserskog viska, što ponajviše zavisi od
osjetljivosti libele instrumenta,
•
nepodudaranje ose laserskog snopa sa pravcem vertikale i
•
divergencija laserskog snopa uslijed refrakcije, kao rezultat promjene
temperaturnog gradijenta i vlažnosti, kao i efekta zračnog strujanja (ovo
izaziva poteškoće u definisanju uskog laserskog snopa koji se treba
manifestovati tačkom).
Ukupna uglovna devijacija projektovanja tačke laserskim viskom može se
definisati kao:
𝑒𝑒𝑝𝑝= ට𝑒𝑒𝑙𝑙
2 + 𝑒𝑒𝑡𝑡
2 + 𝑒𝑒𝑑𝑑
2,
(5.11)
pri čemu su:
el  – uglovna greška horizontisanja viska,
et  – greška odstupanja glavne osi viska od pravca vertikale,
ed  – vrijednost ugaone divergencije laserskog snopa.
Ako je dubina okna H, tada se linearni iznos greške centrisanja računa
prema:
𝜀𝜀=
𝑒𝑒𝑝𝑝⋅𝐻𝐻
206265′′.
(5.12)
Tačnost optičkog viska iskazuje se u lučnim sekundama ili u mm/100 m.
Uobičajeni laserski viskovi, poput ProShot Alpha-V (slika 5.5) imaju tačnost 5'' u
smjeru zenita i 1' u smjeru nadira. Domet tog viska iznosi 100 m ukoliko se opaža
iznad instrumenta (veličina laserske tačke na toj udaljenosti je 12 mm), odnosno
5 m ako se radi o tačkama ispod instrumenta. Laserski snop se automatski
dovodi u vertikalan položaj pomoću ugrađenog servo-motora (instrument se
prethodno grubo horizontiše sa tačnošću ± 5°). Slične karakteristike ima i visak
Sokkia LV-1, sa tim da se kod njega grubo horizontisanje obavlja kružnom
libelom, a za fino dovođenje laserskog snopa u vertikalni položaj služi
automatski kompenzator sa klatnom i zračnim i magnetnim prigušenjem (radno
područje iznosi 10').
82
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Slika 5.5. Laserski visak Pro Shot Alpha-V
                     (izvor: Laser Reference, Inc, http://www.proshotlaser.com)
5.2.4.2. Projiciranje tačaka preciznim optičkim viskom

Precizni optički viskovi izrađuju se kao samostalni instrumenti, a osnovna im je
namjena tačno postavljanje tačke u pravac vertikale. Mogu korisno poslužiti i za
čitav niz drugih zadaća, kao što je npr. centrisanje teodolita ispod tačke
stabilizovane u krovinu jamske prostorije. Za razliku od standardnih optičkih
viskova, ugrađenih u geodetske instrumente radi njihovog centrisanja, durbin
preciznog viska ima znatno veće povećanje, što uz inkorporirani uređaj za
horizontisanje velike osjetljivosti omogućava postizanje visoke tačnosti
centrisanja, čak i na velikim udaljenostima.
Vizurna os instrumenta dovodi se u vertikalan položaj pomoću cjevaste
libele ili automatskog kompenzatora. U ovisnosti od smjera vizure, precizni
optički visci mogu biti zenitni (npr. Zeiss PZL100 – slika 5.6a) ili nadirni (npr.
Wild NL). Postoje i instrumenti kod kojih se vizura može postaviti u oba smjera.
Pri tome se koristi posebna prizma čijim se zakretom određuje smjer viziranja
(npr. Wild ZNL, slika 5.6b) ili su primijenjena dva durbina (npr. Kern OL i Sokkia
PD3). Novi model Wild ZNL nema zakretnu prizmu već se sa gornje i donje
5. Podzemni položajni geodetski radovi
83

strane instrumenta nalaze po tri konična čepa za postavljanje u tronožac.
Jednostavnim okretanjem instrumenta za 180° oko libeline ose dovodi se vizura
u smjer zenita ili nadira.

(a)
                            (b)

Slika 5.6. Optička shema zenitnog optičkog viska Zeiss PZL100 (a); instrument Wild
ZNL (b) (snimio: Nedim Tuno)

Osnovni uslovi položaja osi viska su da vizurna os i os alhidadne libele
moraju biti upravne, te da vizurna i vertikalna os moraju biti identične.
Kolimaciona greška (u ovom slučaju to je uglovno odstupanje vizurne od
vertikalne osi) eliminiše se kod instrumenata sa cijevnom libelom opažanjem u
dva dijametralno suprotna položaja durbina (okretanjem alhidade za 180°).
Ukoliko centar končanice u drugom položaju odstupi od tačke označene prvim
projiciranjem, definitivni položaj određen je tačkom na polovini razmaka
definisanog spomenutim projektovanim tačkama. Radi li o visku sa
automatskim horizontisanjem (kompenzatorom se definiše jedna vertikalna
ravan u kojoj se nalazi vizura), opaža se u dva položaja durbina (alhidada se
okreće za 90°). Rezultati dobiveni takvim postupkom sadržavat će preostale
greške horizontisanja kao i utjecaj klaćenja vertikalne osi, te se sa ciljem njihove
eliminacije vizira u 4 položaja durbina (alhidada se okreće s obzirom na
podnožnu ploču za 90°). Radi povećanja tačnosti, preporučuje se vizirati u 8
84
5. Podzemni položajni geodetski radovi

položaja, okretanjem alhidade za 45° (slika 5.7). Uobičajena tačnost ovih
instrumenata je u intervalu 0,5" – 1,0", čemu odgovara 0,5"  0,25 mm/100 m,
1,0"  0,5 mm/100 m. Optičke viskove treba periodično ispitivati, odnosno
utvrditi stvarni iznos odstupanja vizure od vertikale. Sveobuhvatan postupak
ispitivanja opisan je normom ISO 17123-7.

Slika 5.7. Određivanje definitivnog položaja tačke projiciranjem u 8 položaja
nadirnog optičkog viska (prema: Bahaguna, 2003)

Precizni optički viskovi mogu se upotrebljavati u sasvim povoljnim
uslovima, tj. u oknima sa čistim zrakom i gdje nema strujanja zraka. Efikasno
projiciranje se može ostvariti jedino na manjim dubinama (obično od 100 do 200
metara), radi loše vidljivosti u oknu. Tačnost ove metode znatno se smanjuje u
oknima u kojima postoji strujanje zraka radi refrakcionih utjecaja. Projiciranja
kod kojih je instrument postavljen na dno okna često prate problemi uzrokovani
kapanjem vode.
Osnovni tehnički podaci izabranih instrumenata prikazani su u tabeli 5.1.

5. Podzemni položajni geodetski radovi
85

Tabela 5.1.
Pregled izabranih modela preciznih optičkih viskova

Tvornica i
tip viska

Pove-
ćanje
durbina

Ulazni
otvor
durbina
[mm]
Min.
daljina
izoštra-
vanja
[m]
Osjetlji-
vost
cjevaste
libele
['']
Masa
instru-
menta
[kg]
Maksi-
malni
domet
[m]
Tačnost

Instrumenti sa libelom
Breithaupt
Telim
42x
50
2
20
7,1
600
1 : 100 000
Kern OL
22,5x
30
0,8
20
3,7
100
1 : 50 000
Wild ZNL
10x
12
0,6
20
2,6
100
1 : 30 000
Sokkia
PD3
20x
30
1
20
4
500
1 : 40 000
Instrumenti sa kompenzatorom
Freiberger
P. M.
FG-L100
32x
40
2,2
-
3,5
100
1 : 100 000
Wild ZL
24x
36
0,9
-
3,1
100
1 : 200 000
Wild NL
24x
30
0,9
-
3,0
100
1 : 200 000
Topcon
VS-A1
26x
30
0
-
5,4
100
1 : 200 000
Zeiss
PZL100
31,5x
40
2,2
-
4,8
100
1 : 100 000

Zamjenom standardnog okulara optičkog viska (npr. Wild ZNL) laserskim
okularom, projicira se centar končanice pomoću laserskog snopa, odnosno
dobiva se laserski visak.
Postoje i kombinovani instrumenti, i sa laserskim i sa optičkim projiciranjem
tačke. Primjer je lasersko-optički visak FOIF DZJ200 kod kojeg se vizura
primarno materijalizuje laserskim snopom. Zahvaljujući inkorporiranom
durbinu povećanja 25x sa končanicom, moguće je posmatrati lasersku tačku na
udaljenostima do 100 m ili obavljati klasično optičko projiciranje.
Kao zenitni optički visak može poslužiti i teodolit na čiji se durbin postavi
zenitni okular (slika 5.8). Tačnost projiciranja je 1 : 70 000.
86
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Slika 5.8. Durbin tedolita sa zenitnim okularom kao precizni optički visak
(Wild, 1972)
5.2.5. Žiroskopska orijentacija podzemne osnove

Priključenje podzemnih mjerenja na nadzemna može se obaviti tako da se
viskom ili optički projicira jedna tačka u oknu, a nakon toga se žiroteodolitom
izvede orijentacija podzemne mreže, tj. pomoću tog instrumenta se odredi
direkcioni ugao jedne strane (ili više strana) podzemnog poligonskog vlaka.
Povezivanjem teodolita i žiroskopa nastaje konstrukcija poznata kao
žiroteodolit. Žiroteodolit je geodetski mjerni instrument namijenjen uglavnom
rudarskim mjerenjima, a primjenjuje se u prvom redu za mjerenja pod zemljom,
odnosno u tunelogradnji. Žiroskop koji je obješen u vertikalnoj osovini teodolita
služi za orijentaciju horizontalnog limba teodolita, odnosno njegovog indeksa u
odnosu prema pravcu sjevera. Nakon što se žiroskopom utvrdi pravac prema
5. Podzemni položajni geodetski radovi
87

Zemljinim polovima i orijentiše horizontalni limb, sva ostala mjerenja obavljaju
se teodolitom (kao da se mjeri na Zemljinoj površini).
U žiroteodolit je ugrađen mehanički žiroskop obješen o tanku nit, koji rotira
sa velikom ugaonom brzinom oko svoje osi (obično od 20 000 do 30 000 obrtaja
u minuti). Budući da i Zemlja istovremeno rotira oko svoje osi, nastaje
žiroskopski moment. On nastoji mehanički žiroskop (koji ima dva stepena
slobode kretanja) zakrenuti u ravan meridijana, tj. os njegove rotacije nastojat će
zauzeti smjer prema polu (na sjevernoj hemisferi prema sjeveru) i oko toga
smjera će se polagano klatiti. Na osnovu tog učinka može se odrediti položaj
ravni meridijana, tj. azimut prema nekoj tački na Zemlji. Određivanje smjera
prema polu svodi se na računanje sredine krajnjih položaja između kojih se
žiroskop njiše. Ti se krajnji položaji nazivaju okretne tačke, a određivanje pravca
sjevera svodi se na određivanje sredine između okretnih tačaka. Pravac sjevera
se određuje računski iz nekoliko mjerenja ili kod novijih instrumenata potpuno
automatski, pomoću elektronskih senzora i računara.
U idealnim uslovima, oscilacije mehaničkog žiroskopa zajedno sa njegovim
okvirom bile bi neprigušene, pa bi se pravac sjevera nalazio tačno u sredini
između okretnih tačaka. Međutim, u realnom kretanju žiroskopa zajedno sa
okvirom pojavljuju se otpori koji prigušuju oscilacije, pa dolazi do smanjivanja
amplituda. Zbog toga se pri tačnom određivanju azimuta mora uzeti i taj utjecaj
prigušenja, kao i utjecaj torzije niti (pojava suprotstavljanja rotacije niti oko njene
uzdužne osi izazvane zakretanjem žiroskopa oko vertikalne osi).
Na tačnost određivanja pravca sjevera žiroteodolitom u najvećoj mjeri utiču:
a) greške koje potiču od žiroskopskog dijela instrumenta:
•
elastična svojstva trake/niti,
•
uglovni momenti i momenti inercije,
•
redukcija unutrašnjih termalnih utjecaja od motora i osvjetljenja,
•
zaštita od magnetnih polja,
i greške koje potiču od totalne stanice i drugi utjecaji, a koji se mogu razdvojiti u
sljedeće grupe grešaka:
b) greške koje potiču od signala,
c) greške opažača (subjektivne greške),
d) instrumentalne greške i greške pribora,
88
5. Podzemni položajni geodetski radovi

e) greške uslijed primijenjene metode rada i
f) greške od vanjskih uslova.

Postoje nekoliko metoda određivanja azimuta:
•
reverziona metoda,
•
amplitudna metoda,
•
metoda prolaza (vremenska metoda) i
•
kombinovana metoda.
Žiroskopski azimut identičan je astronomskom azimutu, obzirom da se i
astronomski i žiroskopski sjever definišu u odnosu na lokalnu vertikalu i
trenutnu osu rotacije Zemlje. Kako bi se dobila vrijednost direkcionog ugla,
neophodno je izmjereni azimut korigovati za utjecaj kretanja Zemljinog pola,
konvergenciju meridijana, utjecaj instrumentalnih grešaka, otklon vertikale i
utjecaj refrakcije.
5.2.5.1. Pregled instrumenata za žiroskopsku orijentaciju

Preciznost prvih serijskih žiroteodolita iznosila je oko 30", a sa kvalitetnom
približnom orijentacijom žiroskopa u pravcu sjevera, za mjerenje jednog azimuta
bilo je potrebno oko pola sata. Savremenim žiroteodolitima postiže se velika
pouzdanost pri određivanju smjera (2" – 3"), a vrijeme trajanja mjerenja je
skraćeno na približno 10 minuta (tabela 5.2). Kod novijih konstrukcija nastoje se
sva mjerenja u potpunosti automatizovati.
Jedan od najraširenijih instrumenata za žiro-orijentaciju je Wild GAK1 (slika
5.9), žiroskopski dodatak koji se montira na teodolite Wild T16, T1, T2, T1000 i
T2000. To je prvi serijski proizvođeni sistem za žiroskopsku orijentaciju koji se
mogao bez problema prenositi kroz rudničke prostorije, obzirom da je masa
opreme zajedno sa teodolitom iznosila oko 20 kg. Proizvodio se od 1963. do 1992.
godine.

5. Podzemni položajni geodetski radovi
89

(a)
(b)

Slika 5.9. Teodolit sa žiroskopskim dodatkom Wild GAK1 i električnim pogonom (a);
poprečni presjek žiroskopskog dodatka Wild GAK1 (b) (Wild, 1973)

Sokkisha je 1976. godine počela sa proizvodnjom robusnog žiroskopskog
dodatka GP1, koji je kasnije kombinovan sa elektronskim tahimetrima SET X i
tako je dobivena žiroskopska mjerna stanica Sokkia GPX. Godine 2011.
predstavljen je usavršeni automatizovani model Gyro X (tahimetar SRX u
kombinaciji sa žiroskopskom jedinicom), a iduće godine Gyro X II (slika 5.10)
kod kojeg je primijenjen tahimetar SX.

90
5. Podzemni položajni geodetski radovi

(a)
(b)

(c)
Slika 5.10. Žiroskopska mjerna stanica Sokkia Gyro X: izgled instrumenta (a);
primjena u podzemnim mjerenjima (b); shema povezivanja komponenti
sistema (c)
(izvor: GeoWILD, Sokkia https://sokkia.com)
5. Podzemni položajni geodetski radovi
91

Slika 5.11. Žiroteodolit Gyromat 5000 (izvor: DMT GmbH & Co. KG
 https://www.dmt-group.com)

Naročito je uspjele konstrukcije potpuno automatizovani, mehanički
žiroteodolit GYROMAT 5000 (slika 5.11), razvijen 2014. godine na DMT (njem.
Deutsche Montan Technologie), kao nasljednik serije preciznih instrumenata
MW77 (1977), Gyromat (1978) i Gyromat 2000 (1991). Visoka preciznost
određivanja azimuta omogućena je zahvaljujući automatskom elektronskom
praćenju kretanja osovine žiroskopa u većem nizu tačaka. Instrumentom
GYROMAT pravac sjevera se određuje kontinuiranim automatskim opažanjima
u okviru jednog perioda oscilacija pri maloj amplitudi. Nakon iterativne
preliminarne orijentacije, nulta marka pokazuje jedan pomak u odnosu na
ravnotežni položaj oscilacija i jedan orijentacioni pomak u odnosu na geografski
sjever. Slobodnu žiroskopsku oscilaciju mjeri optoelektronski instrument tokom
perioda mjerenja. Postupak rada sa ovim instrumentom je veoma jednostavan.
Instrument se postavlja za mjerenje kao elektronski tahimetar, orijentiše se
92
5. Podzemni položajni geodetski radovi

približno ka sjeveru (± 45°, što je orijentacija dalje od sjevera, duže traje mjerenje),
a zatim operator bira odgovarajući program i pokreće ga. Žiroskop je povezan
sa elektronskim tahimetrom, pa pravac sjevera pokazuje kao vrijednost na
horizontalnom limbu totalne stanice.

Tabela 5.2.
Pregled izabranih modela žiroteodolita i žiroskopskih dodataka

Tvornica i tip
žiroteodolita/
žiroskopskog dodatka

Masa
instrumenta
[kg]
Masa
kompletne
opreme
[kg]
Trajanje
mjerenja
azimuta
[min]
Standardno
odstupanje
jednog mjerenja
azimuta
['']
Autonics ABLE
20
45
20
35
English Electric PIM

60
40
30
MOM Gi-B1
11
55
35
15
Wild GAK 1
1,8
13,3*
20
20
Sokissha GP-1
4
15*
30
30
Fennell TK4
4
6
30
30
Sokkia GPX
3,8
7,5*
20
20
Sokkia Gyro X II
4
7,8*
19
15
GYROMAX AK-2M
3,6
9,1*
15
20
FOIF GTA 1310
3,2
?
20
10
DMT Gyromat 3000
11,5
37,5*
10
3,2
DMT Gyromat 5000
11,5
37,5*
6 – 9
2,6
*bez teodolita / tahimetra

5. Podzemni položajni geodetski radovi
93

5.3. OPREMA ZA PODZEMNA GEODETSKA MJERENJA

Izvođenje geodetskih mjerenja ispod površine zemlje u jamskim prostorijama u
potpunosti je identično postupcima izvođenja geodetskih mjerenje na površini
zemlje. Podaci mjerenja se memorišu u memoriji instrumenta ili se zapisuju u
propisane obrasce.

Slika 5.12. Centrisan i horizontisan instrument u jami (snimio: Ibrahim Muratović)

Geodetski instrumenti za mjerenja pod zemljom trebaju biti robusni i
otporni na prašinu i vlagu. Uglavnom su istih konstrukcija kao i instrumenti koji
se upotrebljavaju na površini (slika 5.12). U nekim slučajevima postoje male
razlike u detaljima kao što je npr. označena markica na durbinu koja omogućuje
centrisanje ispod tačke (viska) (slika 5.13a). Problem centrisanja instrumenta
ispod tačke može se riješiti i primjenom optičkog viska kao dodatka durbinu
(slika 5.13b), ili upotrebom zasebnih zenitnih optičkih ili laserskih viskova
(potpoglavlje 5.2.4). U specifičnim okruženjima gdje postoji opasnost od
94
5. Podzemni položajni geodetski radovi

eksplozije (rudnici uglja, metanske jame i sl.), dolazi u obzir samo primjena
mjernih instrumenata sigurnih od iskrenja. Elektronski teodoliti i tahimetri su u
takvim okruženjima uslovno upotrebljivi (samo kada je jama prazna, uz dozvolu
tehničkog direktora koji propisuje permanentno mjerenje količine metana…).

(a)
(b)

Slika 5.13. Centrisanje teodolita ispod tačaka u krovini jamske prostorije:
mehaničkim viskom (a); optičkim viskom kao dodatkom durbinu (b)
(Wild, 1972)

Uglovna mjerenja obavljaju se optičkim i elektronskim teodolitima i
tahimetrima. Primjena optičkih teodolita u jamskim prostorijama zahtijeva
električno osvjetljenje limbova i končanice. Kao izvor energije koriste se baterije
smještene u posebnu kutiju koja se stavlja na stativ (slika 5.14), a može se koristiti
i rudarska svjetiljka. Kod pojedinih konstrukcija kao što je viseći (rudarski)
teodolit postoji mogućnost njegovog pričvršćivanja za podgradu (slika 5.15a).
Takvi teodoliti završavaju cilindrom pomoću kojeg se direktno stavi na klinastu
biljegu. Kuglični zglob, koji se nalazi između cilindra i teodolita, omogućava
okretanje i horizontisanje teodolita. I neke modele standardnih teodolita je, uz
posebne adaptere, moguće upotrebljavati kao viseće (npr. Zeiss Theo 080A i
Theo 120) (slika 5.15b).
5. Podzemni položajni geodetski radovi
95

Slika 5.14. Primjena teodolita sa električnom rasvjetom u podzemnim mjerenjima
   (Wild, 1972)

                       (a)
                                          (b)

Slika 5.15. Viseći teodoliti: Freiberger Präzisionsmechanik Theo 6.1. (a) (snimio:
                        Nedim Tuno); Zeiss Theo 080A (b) (Zeiss, 1984)

96
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Dužine se u rudničkim prostorijama mjere mehanički, optički i elektronski.
Mehaničko mjerenje primjenom različitih pantljika i dalje je široko zastupljeno,
obzirom na specifične uslove koji vladaju pod zemljom (uski i nepravilni
hodnici, toplota, prašina, metanski režim, itd.), što često isključuje korištenje
elektronskih daljinomjera. Postoje posebni programi modifikacije serijskih
elektronskih tahimetara za upotrebu u potencijalno eksplozivnoj okolini (npr.
kompanija Geosystems Africa razvila je takav paket prilagodbe za tahimetre
Leica Geosystems TPS400).

5.4. PODZEMNE GEODETSKE MREŽE

Kompletna mreža tačaka po uzoru na površinsku razvija se i ispod površine
zemlje.

Slika 5.16. Stanje u jami tokom rekognosciranja terena (snimio: Ibrahim Muratović)

5. Podzemni položajni geodetski radovi
97

Mreža podzemnih tačaka je zbog specifičnih uslova (slika 5.16) samo
poligonska. Osnovni zahtjev pri razvijanju poligonskih vlakova je, da poligonske
tačke služe kao osnova za obilježavanje pravca proboja, ali i za snimanje detalja
u različite svrhe.
Kod jamskih poligonskih vlakova, oblik vlaka, dužina strana i način
stabilizacije tačaka, zavise od konfiguracije rudničkih prostorija i uslova u njima.
Često su to dugački, slijepi poligonski vlakovi, sa stranama od samo nekoliko
metara u pojedinim slučajevima. Slijepi su samo oni, koji se završavaju na čelu
jamskog hodnika. Inače su ili zatvoreni (početak i završetak na istoj tački) ili
obostrano priključeni poligonski vlakovi. Uslijed jamskog pritiska dešava se da
su tačke poslije kraćeg vremena pomjerene, pa se zbog toga često obavljaju
kontrolna mjerenja.
U savremenim rudnicima sa visokom koncentracijom proizvodnje zapaža
se pri postavljanju poligonskih vlakova specijalne namjene, odstupanje od
pomenutih pravila. U tim rudnicima, sa dnevnom proizvodnjom i do 3000 t iz
jednog otkopa, a preko 10 000 t iz jame, izmijenjena je konfiguracija rudničkih
prostorija. Izrađuju se prostorije velikog profila i pravilnog pružanja.
Istovremeno je došlo i do primjene savremenih instrumenata za mjerenje, tako
da se mijenjaju i elementi jamskih poligonskih vlakova.
5.4.1. Stabilizacija podzemnih geodetskih tačaka

Stabilizacija podzemnih geodetskih tačaka obavlja se najčešće u krovini hodnika
odnosno podzemne jamske rudničke prostorije. Tačke stabilizovane u krovini
mogu se koristiti duži vremenski period. Izbjegava se postavljanje tačaka u
podinu. Uslijed saobraćaja u jami, ali i ostalih uslova u jami tačke bivaju brzo
uništene.
Razlikuje se stabilizacija tačaka u ovisnosti od vrste krovine jamske
prostorije (slike 5.18, 5.19 i 5.20). Ukoliko je prostorija bez podgrade ili sa
betonskom podgradom, neophodno je izbušiti rupu u stijeni ili betonu. U
izbušenu rupu se zabija drveni klin, a u njega se zakucava metalna biljega za
tačku (slike 5.17a). U izbušenu rupu se može, koristeći betonsku masu, učvrstiti
i mesingana biljega na koju će biti moguće postavljati viseći teodolit ili signal
geodetske tačke. Ukoliko je prostorija sa podgradom, tačke se stabilizuju u
čvrstim stropnicama koristeći željezne biljege (slika 5.17b).
98
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Tačke podzemne geodetske rudarske mreže mogu se stabilizovati i u
bokove prostorije. U ovom slučaju koriste se mesingane biljege na koje se može
postaviti teodolit ili vizurni signal, zavisno od potrebe.

(a)
(b)

Slika 5.17. Stabilizacija geodetske tačke u krovini jamskog hodnika:
                        bez podgrade (a); sa podgradom (b) (prema: Pašalić, 1995)

Slika 5.18. Geodetska tačka u krovini jame (u stijeni) (snimio: Ibrahim Muratović)
5. Podzemni položajni geodetski radovi
99

Slika 5.19. Geodetska tačka u krovini jame (u ugljenom sloju)
                        (snimio: Ibrahim Muratović)

Slika 5.20. Geodetska tačka u krovini jame (betonu) (snimio: Ibrahim Muratović)

100
5. Podzemni položajni geodetski radovi

5.4.2. Signalizacija podzemnih geodetskih tačaka

Signalizacija tačaka podzemne rudarske geodetske mreže zavisi od načina
stabilizacije tačaka i mjerne operacije u okviru koje je potrebno označiti tačke.
Signalizacija se obavlja vizurnim markama, kuglicama, reflektorima i sl. Tačke
postavljene u podini jamskih prostorija signališu se isto kao i tačke na površini,
tj. trasirkom, vizurnom markom postavljenom na stativ i sl. Tačke stabilizovane
u krovini najčešće se signališu mehaničkim viskom koji se objesi o rupicu biljege,
kuglicom obješenom na lančić i posebnim vizurnim markama ili reflektorima
koji se montiraju na biljegu (slika 5.21a). Tačke koje su stabilizovane bočno
pomoću konzola su tako konstruisane da omogućavaju pričvršćivanje
instrumenta, signalne značke ili reflektora (slika 5.21b).
Veoma je važno da postoji mogućnost osvjetljenja vizurnih marki i prizama.
U tu svrhu se upotrebljavaju posebni dodaci (npr. Wild GEB72 LAMP) ili se
koriste marke sa ugrađenom električnom rasvjetom ili se upotrebljava rudarska
svjetiljka.

(a)
(b)
Slika 5.21. Viseći reflektor sa rasvjetom, siguran od iskrenja (prema: Hart i Parish,
                        1995) (a); reflektor na bočno stabilizovanoj tački (b)

5. Podzemni položajni geodetski radovi
101

5.4.3. Mjerenja uglova i dužina

Mjerenja se u podzemnoj poligonometriji obavljaju centrično ili ekscentrično,
instrumentom postavljenim na stativ (slike 5.12, 5.14 i 5.24) ili bočno ugrađene
konzole (slika 5.22). Greške koje djeluju na preciznost mjerenja horizontalnih
pravaca pod zemljom su:
•
greška viziranja, koja se u slučaju prosječne vidljivosti i turbulencije
zraka, pri viziranju na dobro oblikovan signal i dužini vizure od nekoliko
stotina metara, kreće u intervalu:
σv = 30“ / M do σv = 60“ / M (M je povećanje durbina),
•
greška horizontisanja,
•
greška centrisanja instrumenta,
•
greška centrisanja signala i
•
utjecaj bočne refrakcije.

Slika 5.22. Opažanje instrumentom postavljenim na konzolu (Persil, 1983)
102
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Poseban problem kod podzemnih uglovnih mjerenja su sistematske greške
zbog nepredvidivog utjecaja bočne atmosferske refrakcije. Refrakciju u prvom
redu izaziva ventilacioni sistem kojim se upuhuje vanjski zrak u jamske
prostorije, uslijed čega dolazi do turbulencije zračnih masa, odnosno do stalnih
promjena u sastavu, temperaturi, pritisku i vlažnosti zraka. Sa druge strane,
stijene podzemnog hodnika, čija je temperatura najčešće bitno drugačija od
temperature zraka, proizvode značajan temperaturni koeficijent upravno na
mjerene poligone strane. Uz to javljaju se i male turbulencije uslijed grube
površine bočnih strana hodnika, što sve skupa stvara otklon vizure duž čitave
njene dužine. Taj otklon ima sistematski karakter i može prouzrokovati relativno
veliku poprečnu grešku poligonskog vlaka. Stoga je nepovoljno ukoliko se sve
tačke podzemne osnove nalaze sa iste strane hodnika.

(a)

(b)
Slika 5.23. Utjecaj bočne refrakcije u pravolinijskoj sekciji hodnika (a);
                        zakrivljenoj sekciji hodnika (b) (prema: Velasco-Gómez i dr., 2016)
5. Podzemni položajni geodetski radovi
103

Na slici 5.23a vidi se da refrakcija uzrokuje zakrivljenost zrake svjetlosti koja
spaja tačke A i C, tj. ona je konkavnom stranom okrenuta prema boku hodnika.
U nekim se slučajevima pokušava taj problem riješiti sa „cik-cak“ poligonskim
vlakom, što je obično vezano uz poteškoće pri izvedbi unakrsnih mjerenja
(naročito u transportnim hodnicima). Pod pretpostavkom da se izrađuje u
hodniku koji se pruža u pravcu, termalni gradijenti bit će simetrični u odnosu na
os hodnika. Zraka svjetlosti koja spaja dvije unakrsno postavljene tačke hodnika
imat će, obzirom na linijsku simetriju indeksa loma, oblik blago povijenog slova
„S“ (slika 5.23a). Ako su u pitanju približno jednake udaljenosti A-B i B-C,
horizontalni uglovi α i γ koji se odnose na stajališta A i C bit će jednako opterećeni
utjecajem refrakcije (slika 5.23a). Mjerenjem se dobivaju uglovi αr i γr, koji su za
isti iznos manji od teoretskih vrijednosti. Sa druge strane, na stanici B mjeri se
ugao βr, koji je uvećan za isti taj iznos u odnosu na teoretski ugao β. Navedeno
pokazuje da se unakrsnim opažanjima može u dobroj mjeri eliminisati štetni
utjecaj refrakcije, jer on na susjednim tačkama ima isti iznos, ali sa suprotnim
predznakom. Situacija se komplikuje ako se radi o zakrivljenoj dionici hodnika
(slika 5.23b).
Idealno bi bilo poligonski vlak mjeriti sredinom hodnika, ali je to obično
teško izvodivo. Istraživanja pokazuju da se štetni efekt refrakcije u tunelima
smanjuje i do 8 puta, ukoliko su tačke poligonskog vlaka blizu ose tunela. Utjecaj
koeficijenta refrakcije na mjerenja azimuta pokazao se mnogo manjim nego na
mjerene horizontalne pravce u poligonskom vlaku. Stoga je u cilju eliminacije
sistematskog utjecaja refrakcije neophodno u poligonskom vlaku na određenom
broju strana žiroteodolitom izmjeriti azimute, o čemu treba naročito voditi
računa kod dužih vlakova. Utjecaj refrakcije se uglavnom ne uzima u obzir u
svakodnevnom radu, a može imati znatan utjecaj na tačnost veoma dugih
poligonskih vlakova. U podzemnim rudarskim prostorijama, horizontalni
uglovi se mjere girusnom metodom (slika 5.24), a podaci se memorišu u
memoriju instrumenta ili upisuju u Rudarski trigonometrijski obrazac broj 1R.
104
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Slika 5.24. Opažanje horizontalnih pravaca i vertikalnih uglova u jami
                        (snimio: Saudin Sejdić)

Trigonometrijski obrazac (TO) broj 1R (slika 5.25) služi za istovremeno
zapisivanje opažanih horizontalnih pravaca, vertikalnih pravaca i dužina. U
zapisniku se također upisuju i opći podaci vezani za postupak mjerenja. Obrazac
ima prostor rezervisan za crtanje skice položaja tačaka u podzemnoj prostoriji
(slika 5.26).

5. Podzemni položajni geodetski radovi
105

Slika 5.25. TO 1R – primjer iz Rudnika mrkog uglja Kakanj
106
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Slika 5.26. Druga strana TO 1R – primjer iz Rudnika mrkog uglja „Abid Lolić“ - Bila

5.5. PODZEMNI POLIGONSKI VLAK

Slično kao što su poligonski vlakovi na površini terena podijeljeni na glavne i
dopunske, postoji i podjela jamskih – podzemnih poligonskih vlakova, na
osnovne, glavne, dopunske i specijalne.
Osnovni se postavljaju u prostorijama otvaranja jame, a služe kao najkraća
veza između geometrijske osnove na površini terena i poligonskih vlakova na
pojedinim horizontima. Osnovni poligonski vlak je precizni poligonski vlak, koji
treba da bude što kraći i da prolazi, po mogućnosti, samo glavnim jamskim
saobraćajnicama, koje uopšte ili bar za duže vrijeme neće biti ugrožene
otkopavanjem ili kakvim drugim radovima. Preko osnovnog poligonskog vlaka
obavlja se priključak mreže u jami na mrežu na površini.
Glavni poligonski vlakovi jesu izravnati poligonski sa početnom i
završnom orijentacijom. Oni dopunjuju i zamjenjuju osnovni (vezni) poligonski
vlak jame na ostalim glavnim jamskim saobraćajnicama. Sve tačke osnovnog i
glavnog poligonskog vlaka moraju biti stabilizovane trajnim tačkama u jami, a
podaci njihovog mjerenja moraju se nalaziti u glavnoj knjizi mjerenja. Glavni
5. Podzemni položajni geodetski radovi
107

vlakovi se postavljaju u glavnim jamskim transportnim i ventilacionim
prostorijama pripreme i razrade jame, a priključeni su na date tačke iz osnovnog
vlaka.
Dopunski vlakovi se postavljaju u otkopnom polju. Razlikuju se dopunski
vlakovi u prostorijama otkopne pripreme, od vlakova u otkopnim prostorijama.
Prvi su veće dužine i mogu biti i do 2 km. Dopunski poligonski vlakovi vežu se
svojom početnom ili završnom stranicom za neki glavni poligon, a služe
prvenstveno za premjer otkopa i otkopnih hodnika, kraćih zaobilaznih veza i sl.
Specijalni poligonski vlakovi se razvijaju pri izvođenju dugačkih prostorija,
pri čemu se broj tačaka, njihova stabilizacija i metode mjerenja, podređuju
dozvoljenoj grešci proboja.
5.5.1. Tačnost podzemnih geodetskih tačaka

Ispravno poznavanje poligonometrije, načina izvođenja (projektovanja), tačnosti
mjerenja i metoda izravnanja zahtijeva poznavanje djelovanja grešaka u
poligonometriji. Zato je potrebno raspraviti teoriju grešaka u poligonskom
vlaku. Time će postati sasvim jasni svi zahtjevi koji se s obzirom na oblik vlaka i
tačnost mjerenja u poligonometriji postavljaju na osnovne elemente
projektovanja poligonometrije.
Greške koje u poligonometriji nastaju jesu, kao i u ostalim geodetskim
radovima sistematskog i slučajnog karaktera.

Slika 5.27. Slobodni, slijepi ili otvoreni poligonski vlak (prema:Janković, 1966)
108
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Greške sistematskog karaktera odnose se dijelom na greške datih veličina
(položajne greške trigonometrijskih tačaka), a dijelom na sistematske greške
mjerenja.
Greške slučajnog karaktera rezultiraju iz slučajnih grešaka mjerenja.
Mjerilo tačnosti rada u poligonometriji, a i osnova za dopuštena odstupanja
za vlakove, jesu uzdužna i poprečna greška u vlaku.
Poligonski vlakovi, s obzirom na priključak, mogu biti:
•
samo na početku po koordinatama i po smjeru priključen poligonski vlak
(tzv. slijepi ili slobodni ili otvoreni vlak – slika 5.27),
•
na početku priključen po koordinatama i smjeru, dok na kraju:
samo po smjeru, odnosno samo po koordinatama,
•
obostrano priključen poligonski vlak samo po koordinatama i
•
obostrano priključen poligonski vlak po koordinatama i smjeru.
S obzirom na oblik, vlakovi mogu biti ispruženi, te jedanput ili više puta
iskrivljeni, a u pogledu dužine strana raznostranični i jednakostranični.
Oblik poligonskog vlaka znatno utječe na veličinu uzdužne i poprečne
standardne devijacije, pa prema tome i na metodu izravnanja. Poznavajući ovo
djelovanje može se, prema zahtjevu tačnosti, unaprijed utjecati na oblik vlaka,
eventualno i na metodu i tačnost mjerenja ukoliko vlak nije usmjeren pravcem
proboja.
5.5.2. Standardna devijacija direkcionog ugla u poligonskom vlaku

Standardna devijacija direkcionog ugla neke strane u poligonskom vlaku ovisi,
pored tačnosti mjerenja prelomnih uglova, i o tačnosti kojom je određen, zadani,
odnosno
priključni
direkcioni
ugao,
tj.
direkcioni
ugao
priključne
trigonometrijske strane.
Za slobodni (slijepi) poligonski vlak će biti:
𝜈𝜈𝑖𝑖= 𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝑖𝑖∗180° + [𝛽𝛽],
(5.13)
pri čemu su:
i – broj prelomnih i veznih uglova i
𝜈𝜈𝑝𝑝 – početni zadani direkcioni ugao.

5. Podzemni položajni geodetski radovi
109

Ako je 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑝𝑝 standardna devijacija zadanog direkcionog ugla, bit će
standardna devijacija izračunatog direkcionog ugla u slobodnom vlaku 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑖𝑖
prema teoriji grešaka izražena formulom:
 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑖𝑖
2 = 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑝𝑝
2  + 𝜎𝜎
𝛽𝛽
2 ∗𝑖𝑖.
(5.14)
U obostrano priključenim vlakovima (umetnutim) povećava se tačnost
određivanja direkcionog ugla u poligonskom vlaku. Prema tome će i standardna
devijacija ovog ugla biti manja.
U ovom slučaju je:
𝜈𝜈𝑖𝑖= 𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝑖𝑖∗180° + 𝛽𝛽′1 + 𝛽𝛽′2+. . . +𝛽𝛽′𝑖𝑖,
(5.15)
pri čemu su:
𝛽𝛽′𝑖𝑖 – izravnate vrijednosti prelomnih i veznih uglova.
Kako su mjereni uglovi β međusobno vezani uslovom zadanih direkcionih
uglova (azimuta), tako je konačni oblik uslovne jednačine prikazan formulom:
𝑣𝑣1 + 𝑣𝑣2 + 𝑣𝑣3+. . . +𝑣𝑣𝑛𝑛+ 𝜔𝜔𝛽𝛽= 0,
(5.16)
pri čemu je:
𝜔𝜔𝛽𝛽= 𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝑛𝑛∗180° + [𝛽𝛽] −𝜈𝜈𝑘𝑘,
(5.17)
dok su 𝜈𝜈𝑝𝑝 direkcioni ugao početne priključne trigonometrijske strane, a 𝜈𝜈𝑘𝑘
direkcioni ugao krajnje priključne strane.
Pretpostavlja se da su uglovi 𝜈𝜈𝑝𝑝 i 𝜈𝜈𝑘𝑘 određeni jednakom tačnošću, tj. da je:
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑝𝑝= 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑘𝑘= 𝜎𝜎𝜈𝜈.
(5.18)
Ako su npr. uglovi β izmjereni bez greške, direkcioni ugao bilo koje strane
u vlaku 𝜈𝜈𝑖𝑖, dobiven kao aritmetička sredina, bio bi određen standardnom
devijacijom:
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑖𝑖
2 = 𝜎𝜎𝜈𝜈
2
2 .
(5.19)
Međutim standardna devijacija direkcionog ugla neke strane u vlaku ovisna
je i o tačnosti mjerenja prelomnih i veznih uglova, tj. o σβ . Uzevši ovu standardnu
devijaciju u obzir, standardna devijacija direkcionog ugla direkcionog ugla bilo
koje strane u vlaku će biti (ako se ona pomnoži sa recipročnom vrijednošću težine
funkcije):
110
5. Podzemni položajni geodetski radovi

𝜈𝜈𝑖𝑖= 𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝑖𝑖∗180° + 𝛽𝛽1 + 𝛽𝛽2+. . . +𝛽𝛽𝑖𝑖,
(5.20)
a formula će glasiti:
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑖𝑖
2 = 𝜎𝜎𝜈𝜈
2
2 + 𝜎𝜎
𝛽𝛽
2 1
𝑝𝑝.
(5.21)
Ovdje je 1/p recipročna vrijednost težine prethodno pomenute funkcije, a u
teoriji grešaka je data općenitom formulom:
1
𝑝𝑝= ൤𝑓𝑓𝑓𝑓
𝑝𝑝൨−
൤𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑝𝑝൨
2
ቂ𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑝𝑝ቃ
−. . .,
(5.22)
pri čemu su:
f – parcijalna derivacija funkcije 𝜈𝜈𝑖𝑖= 𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝑖𝑖∗180° + 𝛽𝛽1 + 𝛽𝛽2+. . . +𝛽𝛽𝑖𝑖 po
mjerenim uglovima β,
a – koeficijenti uz nepoznanice u uslovnoj jednačini i
p – težine izmjerenih uglova.
Za analizu se posmatra sljedeća funkcija:
𝑣𝑣1 + 𝑣𝑣2 + 𝑣𝑣3+. . . +𝑣𝑣𝑛𝑛+ 𝜔𝜔𝛽𝛽= 0.
(5.23)
Ako je samo jedna uslovna jednačina, treći i daljnji članovi u gornjoj formuli
otpadaju.
Parcijalne
derivacije
funkcije
𝜈𝜈𝑖𝑖= 𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝑖𝑖∗180° + 𝛽𝛽1 + 𝛽𝛽2+. . . +𝛽𝛽𝑖𝑖
po
uglovima β jednake su jedinici, kao i koeficijenti u uslovnoj jednačini, tj.:
𝑓𝑓
1 = 𝑓𝑓
2 =. . . = 𝑓𝑓
𝑖𝑖= 1,
𝑓𝑓
𝑖𝑖+1 = 𝑓𝑓
𝑖𝑖+2 =. . . = 𝑓𝑓
𝑛𝑛= 0,
𝑎𝑎1 = 𝑎𝑎2 =. . . = 𝑎𝑎𝑛𝑛= 1.
(5.24)
Nadalje, ako su uglovi mjereni istom tačnošću, onda je
𝑝𝑝1 = 𝑝𝑝2 =. . . = 𝑝𝑝𝑛𝑛= 1.
(5.25)
Prema tome je:

൤𝑓𝑓𝑓𝑓
𝑝𝑝൨= 𝑖𝑖,
൤𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑝𝑝൨= 𝑖𝑖,
(5.26)
5. Podzemni položajni geodetski radovi
111

൤𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑝𝑝൨= 𝑛𝑛,
odnosno
1
𝑝𝑝= 𝑖𝑖−𝑖𝑖2
𝑛𝑛= 𝑖𝑖(𝑛𝑛−𝑖𝑖)
𝑛𝑛
.
(5.27)
Na kraju se dobije:
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑖𝑖
2 = 𝜎𝜎𝜈𝜈
2
2 + 𝜎𝜎
𝛽𝛽
2 𝑖𝑖(𝑛𝑛−𝑖𝑖)
𝑛𝑛
,
(5.28)
pri čemu su:
i – broj koji označava određenu tačku u vlaku, odnosno prelomni ugao i
n – broj prelomnih i veznih uglova u vlaku između priključnih smjerova.
U posljednju jednačinu bilo bi potrebno uvrstiti vrijednost za standardnu
devijaciju mjerenog ugla σβ.
Mnogi autori računaju ovu standardnu devijaciju iz nesuglasice u
poligonskom vlaku ωβ po formuli:
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2 =
𝜔𝜔𝛽𝛽
2
𝑛𝑛.

(5.29)
Obzirom da je poligonometrija standardna metoda razvijanja podzemne
geodetske mreže u jamama, tačnost prelomnih i veznih uglova može se računati
po formuli:
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2 =
ቈ𝜔𝜔𝛽𝛽
2
𝑛𝑛቉
𝑁𝑁,
(5.30)
pri čemu je N broj vlakova u mreži.
5.5.3. Standardna devijacija koordinata zadnje tačke slobodnog
poligonskog vlaka

U ovom slučaju ispituje se djelovanje grešaka mjerenja na zadnju tačku
poligonskog vlaka.
Koordinate zadnje tačke slobodnog (slijepog) vlaka računaju se po izrazima:

112
5. Podzemni položajni geodetski radovi

𝐹𝐹
1 = 𝑦𝑦𝑛𝑛= 𝑦𝑦1 + [𝛥𝛥𝛥𝛥] = 𝑦𝑦1 + [𝑑𝑑sin 𝜈𝜈],
𝐹𝐹2 = 𝑥𝑥𝑛𝑛= 𝑥𝑥1 + [𝛥𝛥𝛥𝛥] = 𝑥𝑥1 + [𝑑𝑑cos 𝜈𝜈].
(5.31)

Veličine d i 𝜈𝜈 dobivene su mjerenjem. Tačnost određivanja koordinata
zadnje tačke vlaka bit će prikazana standardnom devijacijom koordinata dotične
tačke, tj. σy i σx. Ove će standardne devijacije biti uslovljene standardnim
devijacijama mjerenih strana (σd) i mjerenih prelomnih uglova (σβ) .
Standardne devijacije σy i σx dobit će se iz parcijalnih derivacija funkcije F po
obadvije nepoznanice d i 𝜈𝜈, prema poznatom postupku iz teorije izravnanja
geodetskih mreža.
Međutim, treba imati u vidu da se vrijednosti direkcionih uglova računaju
na osnovu mjerenih prelomnih i veznih uglova, tako da su priraštaji direkcionih
uglova neminovno opterećeni greškama mjerenih uglova.
Obzirom da se može usvojiti pretpostavka da su uglovi mjereni jednakom
tačnošću, tj. da je:
 𝜎𝜎
𝛽𝛽1 = 𝜎𝜎
𝛽𝛽2 =. . . . = 𝜎𝜎
𝛽𝛽𝛽𝛽= 𝜎𝜎
𝛽𝛽,
(5.32)
te da su i dužine poligonskih strana mjerene jednakom tačnošću:
 𝜎𝜎𝑑𝑑1 = 𝜎𝜎𝑑𝑑2 =. . . . = 𝜎𝜎𝑑𝑑𝑛𝑛= 𝜎𝜎𝑑𝑑.
(5.33)
Ako se uvede koeficijent utjecaja slučajnih grešaka linearnih mjerenja:
𝜇𝜇= 𝜎𝜎𝑑𝑑
√𝑑𝑑
,
(5.34)
može se pisati da je:
𝜎𝜎𝑦𝑦
2 = [𝑑𝑑sin2 𝜈𝜈]𝜇𝜇2 + [(𝑥𝑥𝑛𝑛−𝑥𝑥𝑖𝑖)2]
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2,
𝜎𝜎𝑥𝑥
2 = [𝑑𝑑cos2 𝜈𝜈]𝜇𝜇2 + [(𝑦𝑦𝑛𝑛−𝑦𝑦𝑖𝑖)2]
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2.
(5.35)
Standardna devijacija položaja zadnje tačke u slobodnom poligonskom
vlaku bit će
𝜎𝜎2 = 𝜎𝜎𝑥𝑥
2 + 𝜎𝜎𝑦𝑦
2 = [𝑑𝑑]𝜇𝜇2 + ൣ𝐷𝐷𝑛𝑛,𝑖𝑖
2 ൧
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2,
(5.36)
gdje su Dn,i odstojanja između krajnje i i-te tačke u poligonskom vlaku.

5. Podzemni položajni geodetski radovi
113

U ovim je izvodima pretpostavljeno da nema sistematskih grešaka u
mjerenju dužina. Ukoliko takve greške dolaze do izražaja, onda za σd treba
upotrijebiti formulu:
𝜎𝜎𝑑𝑑
2 = 𝜇𝜇2𝑑𝑑+ 𝜆𝜆2𝑑𝑑2,
(5.37)
u kojoj je λ koeficijent utjecaja sistematskih grešaka linearnih mjerenja. Kako
sistematske greške pri mjerenju dužina djeluju u smjeru svake dužine, njihovo
će djelovanje na tačnost koordinata biti projekcija ukupne veličine λL na y,
odnosno x os koordinatnog sistema, tj.:

𝜆𝜆𝜆𝜆sin 𝜑𝜑
(5.38)
i
𝜆𝜆𝜆𝜆cos 𝜑𝜑,
(5.39)

gdje su L dužina dijagonale, a φ direkcioni ugao dijagonale vlaka. Na taj način će
biti:
𝜎𝜎𝑦𝑦
2 = [𝑑𝑑sin2 𝜈𝜈]𝜇𝜇2 + 𝜆𝜆2𝐿𝐿2 sin2 𝜑𝜑+ [(𝑥𝑥𝑛𝑛−𝑥𝑥𝑖𝑖)2]𝑖𝑖=1
𝑖𝑖=𝑛𝑛𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2,
𝜎𝜎𝑥𝑥
2 = [𝑑𝑑cos2 𝜈𝜈]𝜇𝜇2 + 𝜆𝜆2𝐿𝐿2 cos2 𝜑𝜑+ [(𝑦𝑦𝑛𝑛−𝑦𝑦𝑖𝑖)2]𝑖𝑖=1
𝑖𝑖=𝑛𝑛𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2.
(5.40)
Standardna devijacija položaja krajnje tačke u vlaku bit će:
𝜎𝜎2 = 𝜎𝜎𝑥𝑥
2 + 𝜎𝜎𝑦𝑦
2 = [𝑑𝑑]𝜇𝜇2 + 𝜆𝜆2𝐿𝐿2 + ൣ𝐷𝐷𝑛𝑛,𝑖𝑖
2 ൧
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2.
(5.41)
Formule 5.40 vrijede za svaki, pa i specijalni koordinatni sistem. Ako se
dakle uzme dijagonala vlaka kao apscisna os, a okomica na nju u početnoj tački
kao ordinatna, u tom će slučaju standardna devijacija ordinate zadnje tačke vlaka
biti zapravo srednji poprečni pomak, odnosno srednja poprečna greška (σo).
Analogno tome bit će standardna devijacija apscise srednja uzdužna greška (σl).
Na slici 5.28 prikazana su linearna odstupanja vlaku fy i fx, koordinatnog sistema
Y, X, te fl i fq u koordinatnom sistemu l, q.

114
5. Podzemni položajni geodetski radovi

Slika 5.28. Linearna odstupanja u poligonskom vlaku (prema: Janković, 1966)

Analogno tome može se napisati da je:
𝜎𝜎𝑦𝑦≡𝜎𝜎𝑞𝑞,
𝜎𝜎𝑥𝑥≡𝜎𝜎𝑙𝑙,
𝛥𝛥𝛥𝛥≡𝛥𝛥𝛥𝛥,
𝛥𝛥𝛥𝛥≡𝛥𝛥𝛥𝛥.
(5.42)
Pretpostavi li se u prvom redu da je poligonski vlak ispružen, može se
primijeniti l, q koordinatni sistem, čija je apscisna osa l dijagonala vlaka.
Nakon preuređivanja formula dobije se:
𝜎𝜎𝑙𝑙
2 = ቀ𝜎𝜎𝑑𝑑
𝑑𝑑ቁ
2
[𝑑𝑑2],
(5.43)
𝜎𝜎𝑞𝑞
2 =
𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
𝜌𝜌2 [𝑑𝑑1
2 + 22𝑑𝑑2
2+. . . +(𝑛𝑛−1)2𝑑𝑑𝑛𝑛−1
2
].
(5.44)
Ako je vlak približno ispružen i jednakostraničan, onda je:
𝛥𝛥𝛥𝛥= 0,
𝛥𝛥𝑙𝑙𝑖𝑖= 𝑑𝑑𝑖𝑖,
[𝛥𝛥𝑙𝑙2] = [𝑑𝑑2] = (𝑛𝑛−1)𝑑𝑑2.
(5.45)
Standardne devijacije koordinata l i q će biti:

5. Podzemni položajni geodetski radovi
115

𝜎𝜎𝑙𝑙= ±𝜎𝜎𝑑𝑑ඥ(𝑛𝑛−1),
(5.46)
𝜎𝜎𝑞𝑞= ±
𝜎𝜎
𝛽𝛽
𝜌𝜌𝑑𝑑ඨ𝑛𝑛(𝑛𝑛−1)(2𝑛𝑛−1)
6
.
(5.47)
Ako je vlak približno jednakostraničan, može se formula za standardnu
poprečnu devijaciju označiti kao funkcija dužine dijagonale, jer je L = (n – 1) d.
Prema tome je:
𝜎𝜎𝑙𝑙= ±𝜎𝜎𝑑𝑑ඥ(𝑛𝑛−1),
(5.48)
𝜎𝜎𝑞𝑞= ±
𝜎𝜎
𝛽𝛽
𝜌𝜌𝑑𝑑ඨ𝑛𝑛(2𝑛𝑛−1)
6(𝑛𝑛−1) .
(5.49)

Ukupna standardna devijacija bit će suma kvadrata uzdužne i poprečne
standardne devijacije. Ako se i ovdje uvedu koeficijenti slučajnih i sistematskih
grešaka linearnih mjerenja, dobit će se da je
𝜎𝜎2 = 𝜇𝜇2𝐿𝐿+ 𝜆𝜆2𝐿𝐿2 + 𝐿𝐿2 𝜎𝜎
𝛽𝛽
𝜌𝜌
𝑛𝑛(2𝑛𝑛−1)
6(𝑛𝑛−1) .
(5.50)
Ove formule daju linearnu uzdužnu i poprečnu standardnu devijaciju
slobodnom – slijepom vlaku, odnosno u vlaku u kojem nisu izravnati uglovi.
Primjena slobodnih vlakova prilikom premjera zemljišta ograničena je na
specijalne slučajeve i redovno se na njih ne oslanja daljnji razvoj mreže. Međutim,
pri podzemnim mjerenjima, u jamama, gdje je potrebno odrediti elemente
proboja, odnosno kontrolisati pravilnost obilježavanja pravca proboja, slobodni
vlakovi su neizbježni i jedino su moguće rješenje.
Na taj se način praktična vrijednost navedenih formula sastoji u tome što
one mogu unaprijed ukazati koja se veličina standardnih devijacija u vlaku može
očekivati za određeni oblik vlaka i određenu tačnost mjerenja, te kakve mjere
treba poduzeti da se standardne devijacije smanje. Za praktične svrhe, naročito
pri davanju elemenata za proboje pri podzemnoj eksploataciji mineralnih
sirovina ili kontrole tih proboja, posebno je važna poprečna standardna
devijacija. Analiza formule za ovu standardnu devijaciju je od velike praktične
vrijednosti. U formule se može uvrstiti odnos dužine dijagonale prema dužini
strane, jer je L = (n – 1) d. Zbog pojednostavljenja može se formula σq
aproksimirati, pa se dobiva:

116
5. Podzemni položajni geodetski radovi

𝜎𝜎𝑙𝑙= ±𝜎𝜎𝑑𝑑ඨ𝐿𝐿
𝑑𝑑= 𝜇𝜇√𝐿𝐿,
(5.51)
𝜎𝜎𝑞𝑞≈±
𝜎𝜎
𝛽𝛽
𝜌𝜌
ඨ𝐿𝐿3
3𝑑𝑑.
(5.52)
Iz ovih formula najbolje se vidi zavisnost poprečne standardne devijacije 𝜎𝜎𝑞𝑞
o dužini strana. Iz formule za poprečnu standardnu devijaciju vidljivo je da je
ona neposredno zavisna od tačnosti mjerenja uglova, a obrnuto je
proporcionalna korijenu dužine poligonske strane. Prema tome, smanjenje
poprečne standardne devijacije nastaje povećanjem tačnosti mjerenja uglova,
izborom tačnijeg instrumenta za mjerenje uglova, tačnijeg pribora za
signalizaciju, te projektovanjem dugačkih strana, bolje rečeno što manje strana.
Dok se ono prvo može koristiti prema potrebi, ovo posljednje je ovisno o
konkretnim mogućnostima na terenu.
Uzdužna standardna devijacija 𝜎𝜎𝑙𝑙 je u svakom slučaju proporcionalna
tačnosti linearnih mjerenja i dužini vlaka.
5.5.4. Sistematske greške u poligonskom vlaku

U navedenim tumačenjima pretpostavljalo se da ne postoje sistematske greške u
mjerenjima poligonskog vlaka, ili su one toliko male da se nalaze unutar
slučajnih grešaka mjerenja.
Iz praktičkog iskustva poznato je da su zaključne standardne devijacije u
zatvorenim poligonskim vlacima manje nego kada se vlaci priključe na
triangulaciju. To znači da priključkom na zadane čvrste tačke dolaze do izražaja
stanovite sistematske greške, koje se u samostalnom zatvorenom vlaku nisu
mogle ispoljiti. Prema tome, ovakav poligonski vlak može dati uvid u tačnost
mjerenja u poligonometriji, i to je potrebno koristiti kad god postoje mogućnosti.
Priključak na triangulaciju dat će uvid u sistematske greške koje rezultiraju iz
sistematskih grešaka mjerenja uglova i dužina, te iz položajnih grešaka
trigonometrijskih tačaka.
Uz upotrebu savremne geodetske opreme, te primjenu posebne metode
opažanja i prisilnog centrisanja, smatra se da su sistematske greške u mjerenju
uglova unutar slučajnih grešaka u mjerenju prelomnih i veznih uglova.
5. Podzemni položajni geodetski radovi
117

U poligonometriji više dolaze do izražaja sistematske greške linearnih
mjerenja, pa je potrebno o njima naročito voditi računa i ukloniti ih iz rezultata
mjerenja.
Sistematske
greške
linearnih
mjerenja
mogu
biti
ravnomjerne
i
neravnomjerne.
U prvu grupu spadaju sistematske greške koje se iz rezultata mjerenja mogu
ukloniti računski, to su npr.:
•
Sistematska greška instrumenta. Ova se greška može komparisanjem
ustanoviti i ukloniti iz rezultata mjerenja.
•
Sistematske greške nastale zbog razlike horizonta projekcionog sistema.
Ove greške mogu se također računskim putem ukloniti redukcijom
mjerenih dužina na ravan projekcije i redukcijom na nivo-plohu mora ili
na izabrani lokalni nivo, prema poznatim formulama.
U drugu grupu spadaju greške koje se ne mogu ustanoviti, pa se ne mogu ni
ukloniti iz rezultata mjerenja. To su:
•
Slučajne greške zbog položajnih grešaka trigonometrijskih tačaka.
Priključkom vlaka na triangulaciju, smatra se da su koordinate
triangulacionih tačaka bez greške. Međutim, svaka od njih sadrži u sebi
stanovitu položajnu grešku koja nije određena i koja se ne može
računskim putem ukloniti. Položajnom greškom smatra se razlika
između stvarnog položaja trigonometrijske tačke na terenu na koju se
priključuje poligonski vlak, i koordinata koje tu tačku položajno
određuju.
•
Ostale neravnomjerne greške. Ako se dužine poligonskih strana mjere
laserski dolazi do niza utjecaja koji se ne mogu ustanoviti.
Kako se vidi, odstupanja u poligonskom vlaku opterećena su, pored slučajnih
grešaka pri mjerenju, još i navedenim sistematskim greškama.

POGLAVLJE 6

PODZEMNA VISINSKA GEODETSKA MREŽA
6.1. UVOD

Fizička mjerenja su glavni izvor informacija u svim oblastima nauke, ali za
geodetsku profesiju ona predstavljaju bit njene egzistencije. Sve geodetske
aktivnosti zasnivaju se na mjerenjima i dodatnim računanjima sa mjerenjima, na
interpretaciji kvantiteta i kvaliteta mjerenja, kao i na pomnom izučavanju
rezultata računanja. Mjerenje se definiše kao uporedba nepoznate veličine sa
poznatim standardom. Uporedba se obavlja postupkom opažanja sa mjernim
instrumentom jednom od ustaljenih metoda koja omogućuje optimalne rezultate
mjerenja.

6.2. PRIJENOS VISINE POD ZEMLJU KROZ VERTIKALNA OKNA

Kod gradnje vrlo dugih rudnika često postoji realna mogućnost spajanja nivelete
rudnika sa vanjskom kontrolnom mrežom putem vertikalnog okna, uskopa ili
niskopa. Pri tome je glavni problem uspostaviti vezu između eksterne i interne
kontrolne mreže, a to znači orijentisati i pozicionirati niveletu rudnika. Ako je
okno većeg promjera prijenos koordinata i direkcionog ugla može se postići
direktno kroz okno. To je klasična metoda koja se primjenjuje godinama.
6.2.1. Mehanička metoda prijenosa visine

Prijenos visine u rudniku je mnogo jednostavniji problem nego prijenos
koordinata i orijentisanje podzemne mreže. Potrebno je imati jednu čeličnu
pantljiku na kojoj se mogu očitavati vrijednosti podjele (slika 6.1), ili imati
preciznu invarnu žicu sa istim mjernim mogućnostima. Pantljika ili žica se objesi
u oknu tako da se njen donji dio optereti i uroni u bačvu sa uljem visokog
viskoziteta kako bi se mjerna pantljika umirila, stabilizirala i tako omogućilo
precizno očitavanje presjeka horizontalne vizure nivelira i čelične pantljike.
119
6. Podzemna visinska geodetska mreža

Slika 6.1. Pantljika za priključenje podzemnih na nadzemne visine, namotana na
                     bubanj (Fennel, n.d.)

Slika 6.2. Prijenos visine u vertikalnom oknu (prema: Pašalić, 1995)

6. Podzemna visinska geodetska mreža
120

Određivanje visina tačaka u rudniku obavlja se metodom preciznog
geometrijskog nivelmana. Tako se na slici 6.2 visina repera broj 2 pod zemljom
dobije od repera broj 1 na površini, očitavanjem letava na reperima i očitanjima
na čeličnoj vertikalnoj pantljici (a i b):
𝐻𝐻𝑅𝑅2 = 𝐻𝐻𝑅𝑅1 + 𝑙𝑙1 −𝑙𝑙2 −𝑏𝑏+ 𝑎𝑎,
(6.1)
pri čemu H predstavlja ortometrijsku visinu repera.

Kod većih visinskih razlika potrebno je pažljivo kalibrisati obješenu
čeličnu pantljiku, a njenu dužinu korigovati za temperaturnu korekciju i za silu
zatezanja prouzročenom utegom na kraju pantljike.
6.2.2. Prijenos visine pomoću elektronskog daljinomjera

Primjena elektronskih daljinomjera u prijenosu visina zahtijeva pažljivo
određivanje tačke emitovanja odnosno primanja elektromagnetnog talasa, kao i
tačke reflektovanog zraka. Tu posebno treba voditi računa da li se radi o
koaksijalnim sistemima, kod kojih je objektiv durbina ujedno i sistem za emisiju
i prijem signala, ili sistemima sa biaksijalnom optikom. Kod nekoaksijalnih
sistema, koji su izvedeni kao dodatni moduli teodolita, os elektronskog
daljinomjera i os durbina teodolita nisu identične, nego su najčešće međusobno
paralelne. Takva rješenja podrazumijevaju i reflektore sa ekscentričnom obrtnom
osom. Pored toga, kako bi mjerenje uopšte bilo moguće, javlja se i zahtjev
vidljivosti u oknu. Obzirom na specifične uslove u rudniku, dolazi do povećane
apsorpcije i rasipanja svjetlosti. Iz tog razloga javljaju se poteškoće pri
elektronskom mjerenju dužine, kod kojeg je primijenjeno vidljivo zračenje. Stoga
se danas upotrebljavaju elektronski daljinomjeri sa infracrvenim ili laserskim
diodama kao izvorima infracrvenog ili laserskog zračenja. Bitna prednost
ovakvog načina prijenosa visine ogleda se u tome što je mnogo brži, jednostavniji
i tačniji u odnosu na klasični postupak, kod kojeg se upotrebljava pantljika.
Instrument i reflektor postavljaju se u normalan uspravni položaj, kao kod
klasičnih nadzemnih mjerenja (slika 6.3). Za preusmjeravanje elektromagnetnog
zračenja u tačkama P1 i P2 koriste se posebna ugaona ogledala ili prizme, pomoću
kojih se elektromagnetni talas otklanja za 90°. Dakle, ovdje se direktno mjeri
ukupna udaljenost du između instrumenta postavljenog na površini i reflektora
koji je u jamskoj prostoriji, uz pomoć ogledala ili prizama za dvostruku refleksiju.
121
6. Podzemna visinska geodetska mreža

Potrebno je izmjeriti i dužine dp i dz, kao i vertikalne udaljenosti centra
daljinomjera i centra reflektora u odnosu na korespondentne biljege tačaka (lp i
lz).

Slika 6.3. Prijenos visine pomoću elektronskog mjerenja dužina
                     (prema: Ogundare, 2015)

Prema slici 6.3, visina tačke P u rudniku bit će:
HP = HZ + lp – dv + lz,
(6.2)

6. Podzemna visinska geodetska mreža
122

pri čemu su:
HP – visina tačke pod zemljom,
HZ – visina tačke na površini zemlje i
dv = du – dp – dz.

Slika 6.4. Direktno mjerenje dužine dv (Rice, 1972)

Dužinu dv moguće je neposredno izmjeriti, direktnim postavljanjem
daljinomjera i reflektora u istu vertikalu. Pri tome se instrument nalazi u
posebnom ležištu i usmjerava vertikalno naniže, prema reflektoru postavljenom
na dno okna i usmjerenom prema gore (slika 6.4). Alternativno, instrument se
nalazi na dnu okna i durbin mu se dovodi u pravac zenita (postavljanjem očitanja
90° na vertikalnom krugu), a viziranje reflektora iznad instrumenta obavlja se
zahvaljujući zenitnom okularu.
Prema slici 6.5, visina tačke P u rudniku bit će:
HP = HZ – dv + lp + lr + lz.
(6.3)

123
6. Podzemna visinska geodetska mreža

Ukoliko se radi o dubljim oknima, odstupanje reflektora od vertikale pri
njegovom postavljanju na dnu okna nema veliki utjecaj na tačnost određivanja
visinske razlike. I za najveće prečnike okna, odstupanje od vertikale neće biti
veće od 1 m, što za dubinu okna od 500 m prouzrokuje grešku dužine dv od 1
mm. Sa druge strane, odstupanje od vertikale od 1 m će na dubini od 100 m
prouzrokovati grešku dužine u iznosu 5 mm.

Slika 6.5. Prijenos visine pomoću daljinomjera i reflektora postavljenih u istu
                      vertikalu (prema: Ganić, 2008)

Kako je poznato, atmosfera utječe na rezultat izmjerene dužine, obzirom da
njen indeks loma određuje radnu brzinu elektromagnetnog talasa. Zrak,
odnosno atmosferu, sačinjavaju različiti plinovi, čija gustina zavisi prvenstveno
od temperature zraka, pritiska zraka, količine vodene pare u zraku i sadržaja
6. Podzemna visinska geodetska mreža
124

drugih elemenata. Stoga je neophodno izmjeriti spomenute meteorološke
parametre kako bi se utvrdila gustoća zraka kroz koji se širi elektromagnetski
talas prilikom mjerenja dužina elektronskim daljinomjerima. Dakle, svaku
izmjerenu dužinu treba korigovati za utjecaj trenutne radne atmosfere,
računanjem
vrijednosti
radnog
indeksa
loma
na
temelju
izmjerenih
meteoroloških parametara. Pri podzemnim mjerenjima treba uzeti u obzir sastav
i svojstva jamskog zraka, obzirom da se on razlikuje od atmosferskog zraka.
Tako, npr. povećanjem dubine dolazi do povećanja temperature stijena
(geotermalni gradijent), u iznosu od 10 °C/km do 50 °C/km. Osim toga, javlja se
i ogromna količina toplotne energije koju rudarska mehanizacija oslobađa svojim
radom. U podzemnim prostorijama apsolutna vlažnost zraka veća je ljeti nego
zimi. Relativna vlažnost veća je zimi i iznosi u vjetrenim hodnicima i oknima
jame od 90 % do 100 %, što zavisi o karakteristikama jame, količini vode u zraku,
intenzivnosti vjetrenja, mjerodavnoj temperaturi i drugim okolnostima. U
rudnicima soli, zbog povećane higroskopnosti, zrak je izuzetno suh, sa
relativnom vlažnošću od 15 % do 25 %.
Zbog varijabilne gustoće zračnih slojeva (što se naročito odnosi na mjerenje
dužina kroz duboka vertikalna okna), meteorološke parametre treba mjeriti na
stajalištu instrumenta – početnoj tački dužine, kao i na tački cilja, te na
karakterističnim međutačkama (na horizontima u jami – ako postoje). Na taj
način se egzaktnije aproksimira reprezentativni indeks loma zraka kroz koji
signal prolazi, a to ima posebno značenje za mjerenje sa visokom tačnosti.
Posebno je važno što kvalitetnije odrediti temperaturu, obzirom na njene
nelinearne promjene u vertikalnom oknu, te činjenicu da upravo nesigurnost u
poznavanju temperature ima najveći utjecaj na tačnost mjerenja dužine. Tako,
npr. u normalnim atmosferskim uslovima (temperatura u rasponu od 0 °C do 20
°C i pritisak od 900 hPa do 1010 hPa), nesigurnost temperature od 5 °C uzrokovat
će grešku mjerene dužine od 5 mm/km. Srednja vrijednost temperature
vertikalnog okna može se izračunati prema izrazu:
𝑡𝑡̄ =
1
(ℎ𝑛𝑛−ℎ1) ෍൭
(𝑡𝑡𝑖𝑖+ 𝑡𝑡𝑖𝑖+1)
2
(ℎ𝑖𝑖+1 −ℎ𝑖𝑖)൱,
𝑛𝑛
𝑖𝑖=1

(6.4)
pri čemu su:
𝑡𝑡̄– srednja vrijednost temperature zraka duž mjerene dužine,
125
6. Podzemna visinska geodetska mreža

ti – vrijednost temperature izmjerena na nivou i,
hi – dubina nivoa i,
h1 – dubina prvog nivoa i
hn – dubina posljednjeg nivoa.
Za razliku od temperature, za mjerenje pritiska i vlažnosti zraka obično je
dovoljno obaviti mjerenje samo na početnoj i krajnjoj tački mjerene dužine.
Promjena pritiska zraka u određenom trenutku i na kraju mjerenja zavisi od
trenutne vrijednosti temperature i promjene apsolutne visine. Ako se mjeri
pritisak zraka na stajalištu instrumenta, moguće je pri normalnim uslovima
putem interpolacione jednačine dovoljno tačno izračunati srednju vrijednost
pritiska zraka duž mjerene dužine. U tu svrhu koristi se Jordanova jednačina
barometrijskog nivelmana:
𝑝𝑝̄ = 𝑝𝑝1 ൬1 −1,7 ⋅10−2 𝛥𝛥ℎ
𝑡𝑡̄ + 1,9 ⋅10−4 𝛥𝛥ℎ
𝑡𝑡̄2൰,
(6.5)
pri čemu su:
𝑝𝑝̄ – srednja vrijednost pritiska zraka duž dužine u [hPa],
p1 – izmjerena vrijednost pritiska zraka na stajalištu instrumenta u [hPa],
∆h – visinska razlika između krajnjih tačaka dužine u [m] i
𝑡𝑡̄ – srednja temperatura u [K].
Prilikom mjerenja na terenu treba u instrumentu isključiti atmosfersku
korekciju, a pri obradi izmjerenih podataka izračunati odgovarajuće
meteorološke popravke, tj. izračunati prvu brzinsku korekciju dužine. Ukoliko
se prilikom mjerenja raspolaže vrijednostima meteoroloških parametara, koje
odgovaraju reprezentativnom srednjem indeksu loma duž mjerene dužine, one
se mogu unijeti u memoriju instrumenta. Na taj način se mjerene dužine
automatski koriguju.

6. Podzemna visinska geodetska mreža
126

 6.3. GEOMETRIJSKI I TRIGONOMETRIJSKI NIVELMAN

Geometrijski nivelman je osnovna metoda određivanja visinskih razlika u
podzemnim prostorijama. Naravno, veoma uspješno se koristi i metoda
trigonometrijskog nivelmana.

Zbog specifičnih uslova koji vladaju u jamskim prostorijama, u
geometrijskom nivelmanu se često upotrebljava kraća letva, letva na izvlačenje
ili letva sastavljena iz dijelova, kako bi bila prilagođena visini stropa/poda
jamske prostorije.

Poseban problem kod podzemnih mjerenja predstavljaju loši uslovi
osvjetljenja, naročito ukoliko se upotrebljavaju digitalni niveliri. Kod tih
instrumenata zahtjevi za osvjetljenjem letve mnogo su veći nego kod analognih
optičkih nivelira. Slika podjele letve obuhvata se CCD senzorima digitalnih
nivelira, koji reaguju na infracrveni ili vidljivi dio spektra. Uslijed nedovoljnog
osvjetljenja, mjerenja nije moguće obavljati ili nastaju interni problemi
instrumenta pri identifikaciji mjernog signala. Zbog toga treba primijeniti
dodatno ujednačeno osvjetljenje podjele letve (slika 6.6), čiji izvori imaju veliki
dio infracrvene svjetlosti (stariji niveliri proizvođača Leica Geosystems –
NA2000/2002/3000/3003) ili vidljivog dijela spektra svjetlosti (moderniji niveliri).

Obzirom na nedostatke i nepraktičnost primjene standardnih rasvjetnih
tijela (ručne svjetiljke i sl.), njemačka kompanija Nedo GmbH & Co razvila je
kompaktni LED sistem rasvjete sa posebnim lećama i integrisanim sistemom
napajanja, koji se postavlja na standardne kodirane invarne letve dužine 2 m ili
3 m. Sistem omogućava izvođenje mjerenja u potpunom mraku (osvjetljena je i
kružna libela na letvi) s jednakom tačnošću kao i pri dnevnom svjetlu. Ista
kompanija proizvodi i letve LumiScale s kodiranom podjelom nanesenom na
tanki sloj od poliestera (temperaturni koeficijent istezanja tog materijala iznosi
18 ppm/°C), koja se osvjetljava iznutra pomoću elektroluminiscentne folije. Za
razliku od vanjske rasvjete, ovakvo rješenje omogućava da se cjelokupna podjela
letve odjednom ujednačeno osvijetli, a pri tome ne mogu nastati sjene. Letve
LumiScale su dužine 0,5 m ili 2,2 m, a proizvode se sa kodiranim podjelama koja
odgovara nivelirima proizvođača Trimble, Topcon, Sokkia i Leica Geosystems.

127
6. Podzemna visinska geodetska mreža

Slika 6.6. Osvjetljenje nivelmanske letve u podzemnim prostorijama pomoću
                     priručne fluorescentne lampe (snimio: Tomas  Jirikovsky)

U strogom smislu, u jami nema horizontalnih prostorija. To je uslovan naziv
za hodnike sa padom do 8° u kojima se može primijeniti nivelanje iz sredine.
Specifičnost je u postavljanju letve pri nivelanju. Na površini, letva je uvijek
„dole“ na tlu. U jami, ovisno od situacije, letva se postavlja i dole – na podinu i
gore – na krovinu (slika 6.7).

Računanje nadmorskih visina tačaka obavlja se u Nivelmanskom obrascu
broj 3 N.T. (slika 6.8).
Nivelmanska mreža na površini iznad jamskih radova mora biti gušća i
opažana prije početka otkopavanja. Visine tačaka nivelmanske mreže, koje se
nalaze nad otkopnim područjima, treba povremeno kontrolisati i o tome voditi
poseban zapisnik. Kontrolu treba obavljati sa nivelmanskim vlacima koji počinju
i završavaju se visinskim tačkama za koje se prethodno utvrdi da nisu bile
pomjerene jamskim ili nekim drugim radom.
6. Podzemna visinska geodetska mreža
128

Slika 6.7. Nivelanje kroz horizontalnu prostoriju (prema: Pašalić, 1995)
129
6. Podzemna visinska geodetska mreža

Slika 6.8. Nivelmanski obrazac 3 N.T – primjer iz Rudnika mrkog uglja „Abid Lolić“ –
                     Bila

U slučaju nivelanja kroz kose prostorije, sa povećanjem pada prostorije, sve
više se smanjuje rastojanje između letvi i nivelira. Kod pada od 20° rastojanje
otežava rad i potreban je veliki broj stajališta. Zbog toga je u kosim prostorijama
visinske razlike efikasnije određivati metodom trigonometrijskog nivelmana.
6. Podzemna visinska geodetska mreža
130

(a)
(b)

(c)
(d)

Slika 6.9. Podzemni trigonometrijski nivelman
                     (prema: Borshch-Komponiets,  Navitny  i Knysh, 1989)

Definitivna vrijednost visinske razlike zavisi od položaja krajnjih tačaka,
odnosno da li su stabilizovane u podini ili krovini rudničke prostorije. Zato su i
u ovom slučaju moguća četiri slučaja (slika 6.9):
Δ𝐻𝐻= 𝑑𝑑′ sin 𝛼𝛼+ 𝑖𝑖−𝑙𝑙  (a)
Δ𝐻𝐻= 𝑑𝑑′ sin 𝛼𝛼−𝑖𝑖+ 𝑙𝑙  (b)
Δ𝐻𝐻= 𝑑𝑑′ sin 𝛼𝛼−𝑖𝑖−𝑙𝑙  (c)
Δ𝐻𝐻= 𝑑𝑑′ sin 𝛼𝛼+ 𝑖𝑖+ 𝑙𝑙  (d)
(6.6)
Visinske razlike između tačaka u vlaku računaju se u Obrascu broj 28 R
(slika 6.10).

131
6. Podzemna visinska geodetska mreža

Slika 6.10. Obrazac broj 28 R – primjer iz Rudnika mrkog uglja „Abid Lolić“ - Bila
POGLAVLJE 7

PROBOJI POD ZEMLJOM

7.1. UVOD

Proboj je naziv za postupak međusobnog spajanja dvije ili više jamskih
prostorija. Izvodi se po projektu otvaranja ili razrade, nekog rudnika, jame,
revira ili horizonta, u kome je pravac proboja geometrijski definisan – zadan, po
položaju i visini.
Proboji se izrađuju horizontalnim, kosim i vertikalnim prostorijama po
slojevitim i neslojevitim ležištima.
U slučaju slojevitih ležišta pravilnog zalijeganja, pravac proboja je prirodno
definisan kontaktom povlate - podine ili nekim karakterističnim proslojkom po
sloju. Prateći ovako određen pravac jamskom prostorijom, proboj se može
obaviti uz manji obim mjerenja.
Najčešće se moraju obaviti kompletna mjerenja za horizontalna i visinska
određivanja, uz prethodnu analizu tačnosti, pri čemu se obzirom na značaj i
složenost razlikuju tri osnovna tipa proboja:
•
proboj u okviru jednog okna,
•
proboj između dva okna ili dvije jame i
•
proboj vertikalnim oknima.
Geodetski radovi na proboju su redovan zadatak geodeta zaposlenih u
rudnicima, jer otkopavanje prati plansko otvaranje i priprema novih dijelova
ležišta, tako da se zavisno od planova i realizacije godišnje izradi više kilometara
jamskih prostorija.
Geometrijski gledano, težina i složenost proboja zavisi od slučaja do slučaja.
Manji proboji, su jednostavniji za izvođenje, ne zahtijevaju mjerenja povećane
tačnosti. Dozvoljena greška proboja određuje se zavisno od načina izrade
jamskih prostorija i prethodne analize tačnosti, pri čemu se javlja uzajamna
uslovljenost. U slučaju da je dozvoljena greška proboja takva da se ne može
garantovati kvalitetom mjerenja, postavlja se zahtjev za izmjenu tehnologije
izrade jamskih prostorija i prethodne analize tačnosti, pri čemu se javlja
uzajamna uslovljenost. To može biti izrada u smanjenom profilu na nekoj dužini
neposredno pred proboj, ili prethodno bušenje sa jednog radilišta na drugo. To
133
7. Proboji pod zemljom

je izvodljivo ako se ima u vidu da ne postoji mogućnost sigurne kontrole u vidu
zatvaranja vlakova prije nego što se proboj izvede.
Jedina kontrola prije proboja je, da se realizuje više nezavisnih mjerenja, što
omogućava samo djelimično sigurnost i procjenu moguće devijacije.
Geometrijsko rješavanje proboja obavlja se u tri osnovne faze:
•
postavljanje geometrijske osnove za horizontalna – položajna i visinska
određivanja, odnosno iskolčenja. Praktično, spajanje čela radilišta sa obje
strane proboja poligonskim i nivelmanskim vlakovima,
•
računanje geometrijskih elemenata za obilježavanja pravca proboja i
•
obilježavanje pravca proboja u horizontalnoj ravni "po pružanju" i
vertikalnoj ravni "po padu".

7.2. GEOMETRIJSKI ELEMENTI PROBOJA

Rudarskim projektom je definisan pravac proboja. Obilježavanje pravca proboja
po pružanju/položaju i padu realizuje se preko uglovnih elemenata sračunatih
sa poznatim – datim tačkama, iz poligonskih i nivelmanskih vlakova sa obje
strane proboja. Po pružanju, pravac proboja se obilježava prelomnim uglovima,
sračunatim iz razlike direkcionih uglova posljednje strane poligonskog vlaka i
direkcionog ugla pravca proboja.
Uglovi za obilježavanje pravca proboja po položaju su 𝛽𝛽A i 𝛽𝛽B koji se dobiju
iz razlike direkcionih uglova poligonskih vlakova 𝜈𝜈A
n i 𝜈𝜈B
n′ i direkcionog ugla
pravca proboja 𝜈𝜈A
B (slika 7.1).
Obzirom da je projekat proboja izrađen na geodetskoj podlozi, dužina
između tačaka proboja je horizontalna dh:
𝑑𝑑ℎ= 𝑦𝑦B −𝑦𝑦A
sin 𝜈𝜈A
B .
(7.1)
Prava/horizontalna dužina proboja, dužina na terenu je:
𝑑𝑑=
𝑑𝑑ℎ
cos 𝛿𝛿.
(7.2)
7. Proboji pod zemljom
134

Slika 7.1. Obilježavanja pravca proboja po položaju (prema: Patarić, 1982)

Slika 7.2. Obilježavanja pravca proboja po visini (prema: Patarić, 1982)

Geometrijski element δ (slika 7.2) za obilježavanje pravca proboja po visini
(po padu) računa se po formuli:
sin 𝛿𝛿= Δ𝐻𝐻
𝑑𝑑ℎ
,
(7.3)
pri čemu je:
Δ𝐻𝐻 – visinska razlika tačaka podine kod tačke A i podine kod tačke B.
Osnovni tipovi proboja, koji se susreću u praksi, su:
•
proboj hodnikom između dva niskopa,
•
proboj niskopom između dva horizonta i
•
proboj pri izradi navozišta oko okna.
135
7. Proboji pod zemljom

Slika 7.3. Proboj horizontalnom prostorijom na horizontu (prema: Patarić, 1982)

Na slici 7.3 prikazan je proboj horizontalnom prostorijom na horizontu +100
m. Radilišta A i B povezana su poligonskim i nivelmanskim vlakovima. Elementi
za obilježavanje pravca proboja su uglovi βA i βB.

Slika 7.4. Proboj sa obostranim napredovanjem u niskopu (prema: Patarić, 1982)

Na slici 7.4 prikazana je varijanta proboja sa obostranim napredovanjem u
niskopu.
7. Proboji pod zemljom
136

Slika 7.5. Proboj pri izradi obilazišta oko okna (prema: Patarić, 1982)

Na slici 7.5 prikazan je proboj pri izradi obilazišta oko okna. Geometrijskom
obradom projekta obilazišta sračunaju se dužinski, visinski i uglovni elementi
karakterističnih tačaka, a njihova kontrola se može obaviti računanjem fiktivnog
zatvorenog poligonskog i nivelmanskog vlaka. Tačke I i II su određene
povezivanjem kroz okno, sa geometrijskom osnovom na površini što omogućava
obilježavanje obilazišta.

7.3. OBILJEŽAVANJE PROBOJA

Obilježavanje pravca proboja definisanog geometrijskim elementima u
horizontalnoj i vertikalnoj ravni, zavisi od uslova u jami i raspoloživih
instrumenata (slika 7.6).
U povoljnim okolnostima pravac se obilježava po osovini rudničke
prostorije sa stabilizovanih (datih) tačaka koje omogućavaju napredovanje
proboja po prostorno zadanom pravcu. Kada to nije moguće, obilježi se pravac
paralelan sa osovinom rudničke prostorije, često sa posebno stabilizovanim
tačkama za pravac po pružanju, a posebno za pravac po padu.
U tom slučaju kao elemenat proboja daje se horizontalno i vertikalno
rastojanje obilježenog pravca od osovine prostorije, a za repere njihova visina
nad podinom.

137
7. Proboji pod zemljom

Slika 7.6. Radovi na obilježavanju proboja primjenom specijalizovanog terenskog
                     softvera za podzemna iskolčenja (izvor: HL Geospatial,
                     https://hlgs.com.au)
7. Proboji pod zemljom
138

Pri obilježavanju važe sljedeća pravila:
•
posljednje tri tačke jamskog poligonskog vlaka, koje služe kao osnova za
obilježavanje, moraju biti stabilizovane trajnim biljegama,

•
pravac napredovanja proboja materijalizuje se viskovima ili laserskom
zrakom koja projektovani – iskolčeni pravac čini vidljivim. Osnova za
bilo koji način iskolčenja projektovanog pravca proboja su stabilizovane
poligonske i nivelmanske tačke,
•
stabilizuju se najmanje po tri tačke po pravcu proboja, na rastojanju 5 – 7
m,
•
kontrolna mjerenja u vidu razvijanja kontrolnih poligonskih i
nivelmanskih vlakova, obavljaju se nakon napredovanja od oko 300 m,
•
po visini, proboj se obilježava reperima koji se stabilizuju po osovini ili u
bokovima prostorije. Reperi se stabilizuju u sekcijama dužine 10 – 15 m,
na međusobnom rastojanju od 3 m do 5 m. Po osovini se postavljaju
najmanje tri repera, a u bokovima dva para, sa reperima na suprotnim
stranama prostorije,
•
posljednje obilježavanje pravca obavlja se sa podacima kontrolnog
mjerenja, kada se čela radilišta približe na rastojanju od 50 m,
•
neposredno nakon probijanja mora se izmjeriti poprečno odstupanje
proboja i sračunati odstupanje u zatvorenim poligonskim i nivelmanskim
vlakovima i
•
da bi se isključile grube greške osnovni princip je da se u poligonskim i
nivelmanskim vlakovima obave dva nezavisna mjerenja.
7.3.1. Obilježavanje proboja po položaju

Obilježavanje pravca proboja po položaju svodi se na obilježavanje
horizontalnog ugla. Obilježavanje horizontalnog ugla, zajedno sa obilježavanjem
dužine, predstavlja položajno obilježavanje tačke. Obzirom da dinamika
iskolčenja ovisi o dinamici iskopavanja, princip obilježavanja podrazumijeva
obilježavanje slijepog poligonskog vlaka. Upravo zbog ovoga se obilježavanje
pravca proboja realizuje u tri faze:
•
prva faza, prethodno obilježavanje,
•
druga faza, kontrola i
139
7. Proboji pod zemljom

•
treća faza, definitivno obilježavanje.
7.3.2. Obilježavanje proboja po visini

Obilježavanje pravca po visini zavisi od nagiba prostorije. U prostorijama malog
pada (do 8°), obilježavanje se realizuje geometrijskim nivelmanom, a u
prostorijama sa većim nagibom, obilježavanje se obavlja koristeći totalnu stanicu
snabdjevenu laserom. U ovom slučaju iskolčava se linija zadatog – projektom
definisanog nagiba.

7.4. ANALIZA TAČNOSTI OBILJEŽAVANJA PROBOJA

Analiza tačnosti je obavezan prethodni postupak pri izvođenju većih ili manjih
proboja, kod kojih izbor instrumenata, metoda i tačnosti mjerenja, mora
garantovati takvu grešku proboja koja će biti manja od zadatog dozvoljenog
odstupanja. Analiza se obavlja na osnovu projekta i programa mjerenja u kojima
se predvide, mjesto proboja i dozvoljeno odstupanje, instrumenti i metode
mjerenja.
U okviru ovog postupka prvo se realizuje računanje standardnih devijacija
pojedinih utjecaja u sklopu ukupne vrijednosti standardne devijacije proboja.
Posebno se računaju standardne devijacije od:
•
geometrijske osnove na površini,
•
povezivanje jame i
•
mjerenja u jami.
Računanje maksimalne vrijednosti standardne devijacije proboja obavlja se
putem računanja trostruke vrijednosti standardne devijacije i njenim
upoređivanjem sa zadatim dozvoljenim odstupanjem.
Ako se maksimalna vrijednost standardne devijacije uklapa u dozvoljeno
odstupanje postupak je završen. U protivnom, analiza se ponavlja ponovnim
izborom instrumenata i metoda veće tačnosti, uz usvajanje strožijih kriterija za
pojedine utjecaje.
7. Proboji pod zemljom
140

Ako je maksimalna standardna devijacija ponovo veća od dozvoljenog
odstupanja, rješenje se traži u prilagođavanju tehnologije realnim mogućnostima
mjerenja, ili usvajanju veće vrijednosti dozvoljenog odstupanja.
7.4.1. Standardna devijacija obilježavanja proboja u horizontalnoj ravni

Greške proboja u horizontalnoj ravni su greške proboja po položaju.
Na grešku proboja po položaju utječu:
•
standardna devijacija geodetske osnove na terenu,
•
standardne
devijacije
nastale
tokom
povezivanje
nadzemnih i
podzemnih mjerenja,
•
standardne devijacije mjerenja u jamskom poligonskom vlaku i
•
standardne devijacije horizontalnog ugla za obilježavanje pravca proboja.
7.4.1.1. Utjecaj standardne devijacije geodetske osnove na terenu

Geodetska osnova na terenu razvija se u vidu (rudničke) trigonometrijske mreže
progušćane određenim brojem poligonskih vlakova. Koristeći geodetsku osnovu
na površini zemlje obavlja se uspostavljanje geodetske osnove ispod površine
zemlje.
Ukoliko se vrši uspostavljanje geodetske osnove ispod površine zemlje
koristeći rudničku trigonometrijsku mrežu, njen utjecaj na podzemnu mrežu
određuje se preko položajnih standardnih devijacija onih tačaka, i standardnih
devijacija onih direkcionih uglova, koji služe kao dati elementi za povezivanje
jame.
Položajne standardne devijacije tačaka utiču u vidu translatornog
pomjeranja, odnosno iste su za sve dužine proboja.
Standardne devijacije direkcionih uglova rotiraju cijeli geometrijski sistem
do čela radilišta i njihov utjecaj je proporcionalan dužini proboja.
Obzirom da standardne položajne devijacije zavise od oblika mreže, i od
standardnih devijacija izvršenih mjerenja, njihove vrijednosti i promjene zavise
od funkcionalne zavisnosti sa mjerenim veličinama.
Za određivanje položajnih standardnih devijacija nakon izravnanja mreže
koriste se formule:
141
7. Proboji pod zemljom

𝜎𝜎𝑦𝑦= 𝜎𝜎
ො0ඥ𝑞𝑞𝑦𝑦𝑦𝑦,
𝜎𝜎𝑥𝑥= 𝜎𝜎
ො0ඥ𝑞𝑞𝑥𝑥𝑥𝑥,
(7.4)
pri čemu su:
𝜎𝜎
ො0 – a posteriori standardna devijacija jedinice težine,
𝑞𝑞𝑦𝑦𝑦𝑦 i 𝑞𝑞𝑥𝑥𝑥𝑥 – dijagonalni članovi inverzne matrice normalnih jednačina.
Određivanje standardnih devijacija funkcija (dužine, direkcionih uglova)
koje imaju četiri nepoznate obavlja se prema zakonu o prirastu grešaka funkcija.
7.4.1.2. Utjecaj od povezivanja jame

Ako je jama povezana kroz horizontalne ili kose prostorije, direktnim mjerenjem
uglova i dužina u produženom poligonskom vlaku sa površine u jamu, ovaj
utjecaj se računa kao položajna standardna devijacija posljednje tačke slijepog –
slobodnog poligonskog vlaka, u dijelu od ulaza do mjesta proboja.
Ako je jama povezana kroz vertikalno okno onda se utjecaj iskazuje kroz
standardnu devijaciju projektovanja vertikale (σp) i grešku orijentacije (σo).
Prva standardna devijacija, translatorno utječe na standardnu devijaciju
proboja, od ± 10 mm kod geometrijskog načina povezivanja, do ± 100 mm kod
povezivanja sa žiroteodolitom, kada se ne insistira na velikoj tačnosti
projektovanja vertikale.
Druga standardna devijacija, rotira jamski poligonski vlak, sa standardnim
devijacijama po y i x osi,
𝜎𝜎𝑦𝑦= 𝜎𝜎o
𝜌𝜌" 𝑅𝑅𝑦𝑦,
𝜎𝜎𝑥𝑥= 𝜎𝜎o
𝜌𝜌" 𝑅𝑅𝑥𝑥,
(7.5)
pri čemu su:
Ry – rastojanje od prve do posljednje tačke u vlaku po y osi,
Rx – rastojanje od prve do posljednje tačke u vlaku po x osi.
Standardna devijacija orijentacije (σo) je od ± 30" do ± 60" ako je povezivanje
realizovano geometrijskim metodama, a ± 10" do ± 30", ako je povezivanje
obavljeno žiroteodolitom.

7. Proboji pod zemljom
142

7.4.1.3. Utjecaj od mjerenja u jamskom poligonskom vlaku

Obilježavanje pravca proboja je postupak koji traje duže vremena i prati
postupak napredovanja iskopavanja mineralne sirovine. Do mjesta obilježavanja
razvija se slobodni ili slijepi vlak. Utjecaj standardnih devijacija mjerenja uglova
i dužina iskazuje se preko položajne standardne devijacije posljednje tačke u
vlaku.
Ukoliko se za svaku dužinu poligonske strane slijepog poligonskog vlaka
sračuna standardna devijacija i sračunaju se relativne greške svih strana i na
kraju se usvoji njihova srednja vrijednost za cijeli slijepi poligonski vlak dužine
R, može se pisati:
𝜎𝜎𝑑𝑑1
𝑑𝑑1
; 𝜎𝜎𝑑𝑑2
𝑑𝑑2
; . . . ;
𝜎𝜎𝑑𝑑𝑛𝑛
𝑑𝑑𝑛𝑛
= ± 1
𝑅𝑅.
(7.6)
Standardne devijacije koordinate posljednje tačke u slijepom poligonskom
vlaku će biti:
𝜎𝜎𝑦𝑦= ± 1
𝑅𝑅ඥ[𝛥𝛥𝑌𝑌2],
𝜎𝜎𝑥𝑥= ± 1
𝑅𝑅ඥ[𝛥𝛥𝑋𝑋2].
(7.7)
7.4.1.4. Utjecaj od ugla sa kojim se obilježava pravac proboja

Skretni ugao proboja (β) (slika 7.7) računa se kao razlika direkcionog ugla pravca
proboja (𝜈𝜈𝑝𝑝) i direkcionog ugla posljednje strane poligonskog vlaka ispred čela
radilišta (𝜈𝜈𝑛𝑛):
𝛽𝛽= ൫𝜈𝜈𝑝𝑝± 𝜋𝜋൯−𝜈𝜈𝑛𝑛.
(7.8)
Standardna devijacija obilježenog pravca proboja po položaju računa se po
formuli:
𝜎𝜎
𝛽𝛽= ට𝜎𝜎𝜈𝜈𝑝𝑝
2 + 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑛𝑛
2 + 𝜎𝜎
𝛽𝛽
2
(7.9)
pri čemu su:
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑝𝑝– standardna devijacija direkcionog ugla pravca proboja,
143
7. Proboji pod zemljom

𝜎𝜎𝜈𝜈𝑛𝑛– standardna devijacija direkcionog ugla posljednje strane poligonskog vlaka
ispred mjesta obilježavanja,
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑛𝑛
2 = 𝜎𝜎𝜈𝜈𝑜𝑜
2 + 𝑛𝑛𝜎𝜎
𝛽𝛽
2 ,
𝜎𝜎𝜈𝜈𝑜𝑜– standardna devijacija početnog direkcionog ugla,
σβ – standardna devijacija obilježavanja ugla.

Slika 7.7. Elementi proboja (prema: Patarić, 1982)

Poprečna standardna devijacija od mjesta obilježavanja do mjesta proboja
je:
 𝜎𝜎𝑝𝑝𝑝𝑝= ±𝑑𝑑
𝜎𝜎𝛽𝛽
𝜌𝜌",
(7.10)
pri čemu je:
d – rastojanje od mjesta obilježavanja do mjesta proboja.

Obilježavanje pravca proboja obavlja se postupno od prvog usmjeravanja
kada je mjesto proboja najudaljenije, do posljednjeg na nekoliko metara ili
desetina metara do probijanja.
Kontrola i korekcija eventualnog odstupanja vrši se na osnovu poligonskog
vlaka koji prati napredovanje proboja.
Ukupna standardna devijacija proboja sadržava položajnu grešku
posljednje tačke vlaka sa koje se usmjerava proboj i grešku od obilježenog
(skretnog) ugla.
S obzirom da posljednja obilježena dionica ne odstupa mnogo od dužine
poligonskih strana, može se umjesto posebnog računanja utjecaja od skretnog
ugla, ovaj utjecaj obuhvatiti računanjem položajne devijacije posljednje tačke
slijepog poligonskog vlaka, ako se ona uzme na mjestu proboja.
7. Proboji pod zemljom
144

7.4.2. Ukupna standardna devijacija obilježavanja proboja u horizontalnoj
ravni

Ukupna standardna devijacija proboja sastoji se iz standardnih devijacija
početnih elemenata jamskog poligonskog vlaka i standardnih devijacija mjerenja
uglova i dužina u vlaku.
Standardne devijacije početnih elemenata vlaka:
𝜎𝜎𝑦𝑦𝐴𝐴= ±ට𝜎𝜎𝑦𝑦1
2 + 𝜎𝜎𝑝𝑝
2,
𝜎𝜎𝑥𝑥𝐴𝐴= ±ට𝜎𝜎𝑥𝑥1
2 + 𝜎𝜎𝑝𝑝
2,
𝜎𝜎𝜈𝜈𝐴𝐴= ±ට𝜎𝜎𝜈𝜈1
2 + 𝜎𝜎𝜈𝜈0
2 ,
(7.11)
pri čemu su:
σy, σx – položajne standardne devijacije date tačke 1, kod ulaza na površini,
σp – standardna devijacija projektovanja vertikale u oknu,
𝜎𝜎𝜐𝜐𝑖𝑖 – standardna devijacija datog direkcionog ugla na površini,
𝜎𝜎𝜐𝜐0 – standardna devijacija povezivanja kroz okno - orijentacija.
Standardna devijacija posljednje tačke uslijed standardnih devijacija
mjerenja uglova i dužina u jamskom poligonskom vlaku:
𝜎𝜎𝑦𝑦= ±ට𝜎𝜎𝑦𝑦𝑦𝑦
2 + 𝜎𝜎𝑦𝑦𝑑𝑑
2 ,
𝜎𝜎𝑥𝑥= ±ට𝜎𝜎𝑥𝑥𝑥𝑥
2 + 𝜎𝜎𝑥𝑥𝑑𝑑
2 .
(7.12)
Ukupna standardna devijacija proboja po položaju je:
𝜎𝜎𝑦𝑦𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢= ±ඨ𝜎𝜎𝑦𝑦𝐴𝐴
2 + 𝜎𝜎𝑦𝑦
2 +
𝜎𝜎𝜈𝜈𝐴𝐴
2
𝜌𝜌2 ൣ𝑅𝑅𝑦𝑦
2൧,
𝜎𝜎𝑥𝑥𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢= ±ඨ𝜎𝜎𝑥𝑥𝐴𝐴
2 + 𝜎𝜎𝑥𝑥
2 +
𝜎𝜎𝜈𝜈𝐴𝐴
2
𝜌𝜌2 [𝑅𝑅𝑥𝑥
2],
(7.13)
𝜎𝜎𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘č𝑛𝑛𝑛𝑛= ±ට𝜎𝜎𝑦𝑦𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢
2
+ 𝜎𝜎𝑥𝑥𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢
2
.
(7.14)

145
7. Proboji pod zemljom

Maksimalna standardna devijacija je:
𝜎𝜎𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚= 3𝜎𝜎𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘č𝑛𝑛𝑛𝑛,
(7.15)
uz uslov koji mora biti zadovoljen:
𝜎𝜎𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚< 𝜎𝜎𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑.
(7.16)
7.4.3. Standardna devijacija obilježavanja proboja u vertikalnoj ravni

Ova standardna devijacija zavisi od nivelanja na površini i nivelanja u jami.
Nivelanje je postupak mjerenja, kod kojeg dolazi do nagomilavanja standardnih
devijacija samo od direktnih mjerenja u vidu funkcije zbira, pri čemu se visinske
razlike lako određuju sa sljedećim standardnim devijacijama:
na površini:
𝜎𝜎𝑝𝑝= ±5√𝐷𝐷 [mm],
(7.17)
u oknu:
𝜎𝜎𝑜𝑜= ±30 [mm],
(7.18)
u jami:
𝜎𝜎
𝑗𝑗= ±10√𝐷𝐷 [mm],
(7.19)
pri čemu je D ukupna dužina vlaka (u km).
Ukupna standardna devijacija je:
 𝜎𝜎= ට𝜎𝜎𝑝𝑝
2 + 𝜎𝜎𝑜𝑜
2 + 𝜎𝜎
𝑗𝑗
2.
(7.20)
Maksimalna standardna devijacija je:
𝜎𝜎𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚= 3𝜎𝜎,
(7.21)
uz uslov koji mora biti zadovoljen:
𝜎𝜎𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚≤𝜎𝜎𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑.
(7.22)
Dozvoljena odstupanja određuju se zahtjevom projekta, tehnologijom
izrade jamske prostorije i mogućnostima mjerenja.

POGLAVLJE 8

MJERENJE POPREČNIH PROFILA I ODREĐIVANJE
ZAPREMINA JAMSKIH PROSTORIJA

U jamskim prostorijama veoma često se provode kontrole njihovog oblika i
dimenzija. Ponašanje stijenskog masiva tokom same izrade jamskih prostorija,
kao i tokom njihove eksploatacije predstavlja izuzetno važan proces. Rezultati
ovog procesa manifestuju se deformacijama podgrade, odnosno stabilnošću
same jamske prostorije. Stoga se provode periodična mjerenja karakterističnih
poprečnih profila podzemnih rudničkih prostorija, kao i detaljno 3D skeniranje
svih elemenata podzemnih prostorija. Na osnovu prikupljenih mjerenja moguće
je utvrditi deformacije podgrade i prognozirati buduće deformacije primjenom
odgovarajućih algoritama (npr. spektralna analiza). U tom kontekstu naročito su
bitne prostorije otvaranja i razrade, kao i glavne ventilacione i transportne
prostorije. Postoje dvije osnovne metode koje se koriste pri mjerenju poprečnih
profila i detaljnog snimanja rudničkih prostorija, a to su:
•
metoda mjerenja pojedinačnih profila i
•
metoda masovnog prikupljanja podataka.

8.1. MJERENJE POJEDINAČNIH POPREČNIH PROFILA

Mjerenje poprečnih profila moguće je na različite načine, koji će se opisati u
nastavku.
8.1.1. Klasične metode mjerenja poprečnih profila

U ovisnosti od oblika i veličine podzemnih prostorija, može se primijeniti
nekoliko metoda za mjerenje i kontrolu poprečnih profila:
•
direktno mjerenja širine i visine rudničke prostorije,
•
mjerenje pomoću dvije nivelmanske letve,
•
mjerenje teleskopskom nivelmanskom letvom,
•
lučni presjek,
•
polarna metoda, itd.
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija
147

Pri izvedbi klasičnih mjerenja upotrebljava se pantljika, nivelmanska letva,
mehanički visak, rudarski pantograf, uglomjer i sl. U rudnicima uglja i
metanskim jamama, laserski instrumenti se ne smiju upotrebljavati zbog
opasnosti od eksplozije (metana) ili požara (ugljene prašine). U takvim
okruženjima, mjerenja poprečnih profila obavljaju se isključivo primjenom
klasičnih mehaničkih i optičkih instrumenata i pribora.

(a)
(b)
Slika 8.1. Mjerenje poprečnih profila rudničkih prostorija: upotrebom teleskopske
                     nivelmanske letve (a); primjenom dvije nivelmanske letve (b) (prema:
                     Ganić i dr., 2011)

Ukoliko se raspolaže teleskopskom nivelmanskom letvom, mjerenje
poprečnih profila jamskih prostorija visine 2 m – 4 m može se izvesti prema
shemi na slici 8.1a. U horizontalnoj ravni željenog poprečnog presjeka razvuče
se pantljika koja služi za definisanje položaja letve. Teleskopska letva postavlja
se vertikalno na odgovarajućim rastojanjima u odnosu na pantljiku i pomoću nje
mjere se visine rudničke prostorije. Bokovi prostorije definišu se u odnosu na
početni postav letve mjerenjem horizontalnih udaljenosti dvometrom i očitanjem
odgovarajućih odsječaka na letvi. Intervali u kojima se obavljaju mjerenja
pomoću letve zavise od kompleksnosti poprečnog presjeka rudničke prostorije.
Metoda mjerenja poprečnog profila pomoću dvije nivelmanske letve (slika
8.1b) uglavnom se primjenjuje u rudničkim prostorijama sa privremenim
željezničkim transportom. Ovaj postupak se zasniva na mjerenju rastojanja a i b
148
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija

od ose do nivelmanskih letvi, koje vertikalno stoje na šinama. U potrebnim
intervalima mjere se horizontalna rastojanja između letvi i lijevog (s1, s2, s3, …),
odnosno desnog boka rudničke prostorije (d1, d2, d3, …).
8.1.2. Mjerenje profila ručnim laserskim daljinomjerom

Ručni laserski daljinomjer (npr. Leica Geosystems DISTO – slika 8.2a) može se
primijeniti za mjerenje profila klasičnim postupcima, zamjenjujući geodetsku
mjernu pantljiku (npr. kod metode direktnog mjerenja, lučnog presjeka i sl.).

Slika 8.2. Ručni laserski daljinomjer Leica Geosystems Disto (a) (snimio: Nedim Tuno);
                     princip određivanja poprečnih profila ručnim laserskim daljinomjerom (b)
                     (prema: Benčić i Solarić, 2008)

Za određivanje profila podzemnih prostorija mogu se upotrebljavati ovakvi
daljinomjeri u kombinaciji sa posebno izrađenim šablonom za namještanje
daljinomjera na odgovarajuće vertikalne uglove (slika 8.2b), sa tačnošću od 0,1°
i elektronskim prijenosnim računarom. Noviji modeli takvih daljinomjera imaju
integrisan senzor za automatsko mjerenje vertikalnog ugla. Zahvaljujući tom
senzoru, instrument može odmah izračunati i prikazati horizontalnu dužinu.
(a)
(b)
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija
149

Radi povećanja tačnosti mjerenja potrebno je daljinomjer postavljati na vlastiti
lagani stativ, a najbolje ga je kombinovati sa teodolitom postavljenim na klasični
geodetski stativ.
8.1.3. Tačkasto polarno snimanje elektronskim tahimetrom

Najefikasniji način određivanja prostornih koordinata tačaka jednog profila
jamske prostorije zasniva se na primjeni elektronskog tahimetra (slika 8.3).

Slika 8.3. Primjena elektronskog tahimetra u podzemnim mjerenjima
                     (izvor: HL Geospatial, https://hlgs.com.au)

Kod te metode u načelu se sa stajališne tačke mjere dva ugla i dužina, od
kojih se jedan ugao odnosi na ugao u horizontalnoj ravni, a drugi s obzirom na
smjer mjesne vertikale. Položaj tačke time se određuje u lokalnom referentnom
koordinatnom sistemu. Tačnost tako određenih koordinata snimljenih tačaka
zavisi od tačnosti mjerenja uglova i dužine, kao i egzaktnosti mehaničke
150
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija

adaptacije pri označavanju profilnih tačaka. Za oznaku ciljne tačke i mjerenje
dužine primjenjuju se reflektivne marke, a za veće dužine posebni reflektori koji
se montiraju na profilne tačke. Konstrukcije instrumenata koje omogućavaju
mjerenje bez dodira, tj. bez označavanja ciljne tačke, znatno olakšavaju rad pri
mjerenju dužina do profilnih tačaka. Mjerenje dužina bez reflektora na cilju
najefikasnije rješava problem određivanja položaja teško dostupnih i
nepristupačnih tačaka.

(a)

(b)

(c)
Slika 8.4. Korekcija dužine pri mjerenju modularnim tahimetrom uz nagnut durbin
                     teodolita (prema: Benčić i Solarić, 2008) (a); elektronski tahimetar sa
                     biaksijalnom optikom (b); el. tahimetar sa koaksijalnom optikom (c)

Ukoliko se upotrebljava modularni tahimetar sa odvojenom optikom
daljinomjera i teodolita (slika 8.4b), javlja se problem jednoznačnog određivanja
ciljne tačke, te je nužno primijeniti specifične redukcije za mjerene dužine. Uz
poznat razmak osi elektronskog daljinomjera i horizontalne osi teodolita b (npr.
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija
151

za instrument Leica Geosystems DIOR3002 b = 87 mm) i izmjereni ugao α, prema
slici 8.4a računaju se:
𝑎𝑎= 𝑏𝑏∗tan 𝛼𝛼 – korekcija dužine i
𝑐𝑐= 𝑏𝑏/ cos 𝛼𝛼  – visinski pomak.
U primjeru na slici 8.4a površina odbijanja je glatka vertikalna ravan, što
omogućava da se jednostavno izračunaju potrebne korekcije (moguće je podesiti
tahimetar tako da se one automatski uvrštavaju). Međutim, u praksi je dužine
najčešće potrebno mjeriti do kosih neravnih površina, što veoma komplikuje
određivanje ispravnih korekcija. U tom smislu puno su praktičniji integrisani
tahimetri, gdje nema razmaka ose daljinomjera i vizurne osi durbina (slika 8.4c).
Kod takvih instrumenata se izmjerene vrijednosti dužine, zenitnog ugla i
horizontalnog pravca odnose na viziranu ciljnu tačku, definisanu presjekom
konaca končanice durbina tahimetra.
8.1.4. Računanje površine poprečnog profila

Nakon mjerenja poprečnog profila rudničke prostorije, izračunaju se koordinate
snimljenih prelomnih tačaka konturne linije profila. Pri tome se položaji tačaka
najčešće određuju u lokalnom pravouglom koordinatnom sistemu, čije ose leže
u ravni samog profila (slika 8.5).
Profili najčešće imaju oblik nepravilnog poligona (mnogougla). Određivanje
njihove površine najčešće se obavlja prema Gauβovoj trapeznoj formuli. Na
temelju pravouglih koordinatama n vrhova poligona – xi, yi (i = 1 … n), čiji je
redoslijed u smjeru kazaljke na satu, površina snimljenog profila PP računa se
prema:
𝑃𝑃
𝑃𝑃= −1
2 ෍(𝑥𝑥𝑖𝑖+1 + 𝑥𝑥𝑖𝑖)(𝑦𝑦𝑖𝑖+1 −𝑦𝑦𝑖𝑖)
𝑛𝑛
𝑖𝑖=1
= 1
2 ෍(𝑦𝑦𝑖𝑖+1 + 𝑦𝑦𝑖𝑖)(𝑥𝑥𝑖𝑖+1 −𝑥𝑥𝑖𝑖).
𝑛𝑛
𝑖𝑖=1

(8.1)
Ako se mjerenja obavljaju elektronskim tahimetrom, moguće je automatski
izračunati koordinate prelomnih tačaka profila, a odmah nakon snimanja na
ekranu instrumenta dobiti iscrtan oblik iskopanog profila i njegovu površinu. U
tu svrhu koriste se posebni softveri za mjerenja u tunelima i podzemnim
objektima.
152
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija

Slika 8.5. Poprečni profil jamske prostorije
8.1.5. Određivanje zapremine jamske prostorije na osnovu poprečnih
profila

Radovi u rudniku podrazumijevaju premještanje velikih količina iskopanog
materijala sa jednog mjesta na drugo. Kartiranje promjena uzrokovanih
rudarskim aktivnostima i određivanje zapremina svakodnevne su zadaće
geodetskih stručnjaka.
Prostorija čija se zapremina određuje, dijeli se vertikalnim presjecima na
manje blokove (slika 8.6). Na temelju poznatih površina poprečnih profila P i
udaljenosti između susjednih profila d, mogu se izračunati zapremine tijela
između dva susjedna profila:
𝑉𝑉
12 = 𝑑𝑑12 ൬𝑃𝑃
1 + 𝑃𝑃
2
2
൰,
𝑉𝑉
23 = 𝑑𝑑23 ൬𝑃𝑃
2 + 𝑃𝑃
3
2
൰,
. . .
𝑉𝑉
𝑛𝑛−1,𝑛𝑛= 𝑑𝑑𝑛𝑛−1,𝑛𝑛൬𝑃𝑃
𝑛𝑛−1 + 𝑃𝑃
𝑛𝑛
2
൰.
(8.2)
Ukupna zapremina prostorije u kojoj je mjereno n profila je:

8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija
153

𝑉𝑉𝑇𝑇= 𝑉𝑉
12 + 𝑉𝑉
23 + ⋯+ 𝑉𝑉
𝑛𝑛−1,𝑛𝑛
(8.3)

Slika 8.6. Određivanje zapremine pomoću poprečnih profila
                     (prema: Ogundare, 2015)

Opisani postupak određivanja zapremine naziva se metodom paralelnih
profila. Ukoliko ta metoda daje nerealne rezultate, koristi se metoda radijalnih
profila. I ona je zasnovana na određivanju površina profila i rastojanja između
njih. Svako rastojanje se posebno određuje, ali tako da to bude srednja udaljenost
dva susjedna profila.

8.2. POSTUPCI MASOVNOG PRIKUPLJANJA PODATAKA

Sistemi za masovno prikupljanje geometrijskih podataka značajno su doprinijeli
jednostavnosti i brzini dobivanja veoma detaljnih digitalnih snimaka rudničkih
prostorija (slika 8.7). 3D skeniranje laserskim skenerima (potpoglavlje 9.2) i
elektronskim tahimetrima pogodno je za kompletno prikupljanje podataka o
poprečnim i uzdužnim profilima, zapreminama otkopanog materijala, kontrolu
i analizu pojedinih presjeka, kontrolu stanja i mjerenja deformacija čela otkopa,
određivanje debljine betonskog sloja podgrade, kontrolu poprečnih profila
154
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija

nakon betoniranja i sl. Prednosti primjene ove metode ogledaju se u njenom
minimalnom uticaju tokom mjerenja na radne operacije, mogućnostima kontrole
poprečnih presjeka na licu mjesta, fleksibilnom radu bez dodatnih
infrastrukturnih zahtjeva (npr. osvjetljenje, napajanje, dodatne poligonske tačke
itd).

(a)
(b)
Slika 8.7. Fotografija skeniranja tunela (a); dobiveni oblak tačaka (b) (Lasić, 2008)
8.2.1. Polarni sistemi za površinsko snimanje bez reflektora

Karakteristika ovih sistema je da mjere sve polarne elemente bez reflektora na
cilju. U tu svrhu upotrebljavaju se elektronski tahimetri uz motorno
pozicioniranje i odgovarajući mjerni program, većinom sa laserskim izvorom
svjetlosti. Površine izabranih područja ili cjelokupne rudničke prostorije
digitalizuju se u obliku rastera. Na temelju odabranog područja koje se skenira i
gustine skeniranja određuju se 3D koordinate snimljenih tačaka potpuno
automatskim mjerenjem. Savremeni tahimetri omogućavaju prikupljanje veoma
gustog oblaka tačaka, pri čemu se susjedne tačke nalaze na međusobnom
rastojanju od 1 mm. Brzina skeniranja zavisi od modela tahimetra i iznosi:
•
15 tačaka u sekundi (Trimble VX, Trimble S9),
•
20 tačaka u sekundi (Topcon IS),
•
1000 tačaka u sekudi (Leica Geosystems MS50),
•
26 600 tačaka u sekundi (Trimble SX10 (slika 8.8) i SX12) i
•
30 000 tačaka u sekundi (Leica Geosystems MS60)
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija
155

Slika 8.8.  Primjena skenirajućeg tahimetra Trimble SX10 u rudarstvu (gore);
kontrola i analiza rezultata skeniranja primjenom specijalizovanog
terenskog softvera za prikupljanje podataka u podzemnim okruženjima
(dole) (izvor:  HL Geospatial, https://hlgs.com.au)
156
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija

(a)
(b)
Slika 8.9. Standardni (a) i homogeni (b) oblak tačaka dobiven pomoću elektronskog
                     tahimetra (Trimble, 2015)

Područje veličine 90° x 45° će uz gustinu skeniranja od 0,5 mrad (25 mm na
udaljenosti 50 m) instrumentom Trimble SX10 biti snimljeno za 6 minuta.
Gustina snimljenih tačaka zavisi od uglovne rezolucije skeniranja, rastojanja
do objekta i vrijednosti upadnog ugla elektromagnetnog talasa, što rezultira
činjenicom da oblak tačaka nema homogenu gustinu (slika 8.9a). U tom
kontekstu posebno je korisna funkcija koja omogućava da se snimljenim tačkama
automatski što pravilnije obuhvati cjelokupna skenirana površina, odnosno da
se dobije homogen oblak tačaka (slika 8.9b).
Skeniranje je na tahimetrima potpuno integrisano sa ostalim mjernim
operacijama. Povezivanjem programa skeniranja sa geodetskom mrežom tačaka
odmah se snimljeni oblaci tačaka pozicioniraju u zahtijevani koordinatni sistem,
što uveliko olakšava povezivanje skenova snimljenih sa različitih stajališta.
8.2.2. Računanje zapremine iz 3D modela

Različiti programi omogućavaju kreiranje digitalnih modela terena u formi grida
i TIN-a (engl. Triangulated Irregular Network), na temelju podataka detaljnog
snimanja rudničkih prostorija. U inžinjerskim geodetskim radovima najčešće se
upotrebljava TIN algoritam, baziran na Delaunayevoj triangulaciji. Stranice
jamskih prostorija predstavljaju se prostornim trouglovima, čija su tjemena tačke
sa prethodno određenim 3D položajem. Za kreiranje digitalnih modela terena,
pored detaljnih tačaka, mogu se koristiti strukturne linije, izohipse i objekti, uz
uslov da je definisan njihov položaj u prostoru.
Programi za kreiranje 3D modela terena obično omogućavaju i određivanje
zapremina. Za potrebe određivanja zapremina neophodna su dva digitalna
8. Mjerenje poprečnih profila i određivanje zapremina jamskih prostorija
157

modela terena (bazno i novo stanje). Digitalni modeli terena moraju biti
pozicionirani jedan iznad drugog, pri čemu se jedan usvaja kao baza, a drugi kao
novo stanje. Preklapanjem dva digitalna modela terena veoma jednostavno se
mogu uočiti promjene terena. Tačnost određivanja zapremina je uslovljena
tačnošću kreiranih digitalnih modela terena baznog i novog stanja. Veliki broj
metoda za određivanje zapremina zasniva se na računanju zapremina
sabiranjem pojedinačnih zapremina prizmi koje se dobiju kao geometrijske
figure sa osnovom kvadrata, pravougaonika ili trougla. Dvije najpoznatije
metode su grid metoda (engl. grid method) i kombinovana metoda (engl. composite
method). Grid metoda računanja zapremina temelji se na računanju zapremina
pojedinačnih prizmi sa osnovom kvadrata ili pravougaonika. U čvornim
tačkama interpoluju se visine na dvije definisane površine i odrede visinske
razlike koje se koriste kao visine prizmi u pojedinim čvorovima. Interpolacija je
najčešće linearna, a može se koristi i drugi matematički model. Ova metoda daje
tačnije rezultate za manje dimenzije osnove grida. Neophodno je da osnova bude
manja od prosječne površine trougla kod TIN strukture. Ako neki čvor grida
pada van definisanih površi onda se ta ćelija odbacuje.
Prednosti automatizovanog načina određivanja zapremina odgovarajućim
specijalizovanim programskim sistemima ogledaju se u znatnoj uštedi vremena
i olakšanju složenih računanja. Zahvaljujući njima dobiva se pregledan prikaz
svih rezultata, što omogućuje lakšu uporedbu u svrhu daljnje analize i
interpretacije.

POGLAVLJE 9

SAVREMENE
GEODETSKE
METODE
MJERENJA
U
RUDARSTVU

9.1. UVOD

Kvalitetan inžinjering u rudarstvu podrazumijeva i upotrebu savremenih
tehnologija u smislu geodetskog premjera rudnika, kao i drugih mjerenja za
potrebe očuvanja sigurnosti rudnika i okoliša. U tom smislu, danas se uobičajeno
koriste sljedeće senzorske platforme: laserski skeneri u zraku (za površinske
kopove), terestrički laserski skeneri (za površinske kopove), laserski skeneri za
skeniranje ispod površine zemlje i bespilotne letjelice. U ovoj knjizi najveća
pažnja će biti posvećena bespilotnim letjelicama, obzirom na niz prednosti koje
pružaju rudarskoj industriji (posebno kada se govori o površinskim kopovima).

Fotogrametrija je nauka i tehnika određivanja oblika, veličine ili položaja
nekog objekta snimanjem, mjerenjem i interpretacijom fotografskih snimaka.
Zasniva se na činjenici da snimak nastaje prema određenim geometrijskim i
optičkim zakonitostima, pa je njihovim poznavanjem moguće na osnovu snimka
djelimično ili u potpunosti rekonstruisati snimljeni objekat. Na temelju jednog
snimka mogu se odrediti dvodimenziona svojstva objekta, tj. može se provesti
potpuna rekonstrukcija približno ravnog objekta ili djelimična rekonstrukcija
prostornog objekta. Za određivanje trodimenzionih svojstava objekta potrebno
je načiniti dva snimka (stereopar), iz različitih uglova snimanja. Takvo se
snimanje naziva stereoskopskim, a fotogrametrijska rekonstrukcija uz pomoć
stereoparova naziva se stereofotogrametrijom. Fotogrametrija je inžinjerska
disciplina i njen razvoj uveliko ovisi o tehnološkom napretku, izumima i
dostignućima na polju optike, geodezije, računarstva i elektronike. Budući da se
fotogrametrijsko snimanje ne obavlja na samom objektu, već sa udaljenosti,
područje primjene je veoma široko, pa se ista koristi i u rudarskoj industriji.

Daljinsko istraživanje je nauka o dobivanju informacija o površini Zemlje,
a da se s’ njom ne dođe u neposredni dodir (kontakt). Pri tome se opažaju i
zapisuju odbijeni ili zračeni elektromagnetni talasi, obrađuju se, analiziraju i
koriste u različitim aplikacijama. Daljinska istraživanja se najčešće, ali ne i uvijek,
bave posmatranjem Zemlje. Daljinsko istraživanje je postupak koji se temelji na
interakciji upadnih elektromagnetnih zračenja (svjetlosti) sa opažanim
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
159

predmetima. Cilj daljinskih istraživanja je brzo i ekonomično dobivanje
podataka i informacija zadovoljavajuće preciznosti, prvenstveno o relativno
velikim područjima. Naime, ovom tehnikom moguće je po želji veliki dio
Zemljine površine slikovito i topografski prikazati i ispitivati, a sistematskim
ponavljanim snimanjem moguće je pratiti i registrovati dnevne, sezonske i
godišnje promjene. To se posebno dobro zapaža na snimcima dobivenim
pomoću umjetnih Zemljinih satelita sukcesivnim, ponavljanim letom satelita
iznad istog područja. Tako se, npr. mogu dobro zapažati i pratiti dinamika
razvoja različitih fenomena, kao što su šumski požari, vulkanska aktivnost, veća
klizanja zemljišta, širenje gradova, razvoj usjeva i procjena prinosa, stanje
šumske vegetacije, poplave, temperature površine Zemlje na različitim visinama,
zagađenje okoliša, površinska eksploatacija mineralnih sirovina, itd.

Lasersko skeniranje iz zraka koristi se za istraživanja velikih površina na
Zemljinoj površini, kao što su zalihe, nasipi i skladišta. Lasersko skeniranje iz
zraka – ALS (engl. Airborne Laser Scanning), ili drugim riječima rečeno lidar (engl.
Light Detection And Ranging – LiDAR), je tehnologija kojom se mjerenjem
vremena putovanja laserskog snopa, uz poznavanje položaja senzora, određuje
udaljenost do objekata na površini terena. Na taj način određuje se
trodimenzionalan položaj objekata. Sa lidarom se skenira površina iz letjelice
(aviona), helikoptera i sa satelita. Prije pojavljivanja tehnologije laserskog
skeniranja, otvoreni rudokopi, kamenolomi, naftovodi i plinovodi, putevi i
dalekovodi za električnu energiju kartirani su korištenjem aerofotogrametrije.
Danas, pored ranije pomenutih klasičnih lidar sistema, bespilotne letjelice mogu
nositi laserske skenere, kao i kamere, omogućavajući podacima oblaka tačaka da
se koregistriraju sa RGBN snimcima. Takvi su sistemi dostupni već skoro 20-ak
godina i postali su veoma popularni u rudarskoj industriji, s obzirom na njihove
osobine, tehničke karakteristike, fleksibilnost i mobilnost. U ovim situacijama
ograničenje nije bila tehnologija senzora za skeniranje, već je zbog dopuštenog
opterećenja bespilotnih letjelica, koje se koriste za nošenje senzora,
minijaturizacija bila problem za lasersko skeniranje iz zraka.

Terestričko lasersko skeniranje (engl. Terrestrial Laser Scanning – TLS)
pokazalo se veoma uspješnim za rudna nalazišta na otvorenom. Zanimljiv
primjer laserskih skenera na otvorenim rudnim kopovima je istraga nesreća /
incidenata. 3D oblaci tačaka iz takvih scena snimanja pružit će istražiteljima
umanjen 3D prikaz tog područja, koji će im pomoći da utvrde uzroke i spriječe
160
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

slične nesreće u budućnosti. Platforme za terestričke laserske skenere nekada su
bile ograničene na stative (tzv. stacionarno skeniranje), ali posljednjih su godina
instalirane na mobilnim platformama koje omogućavaju veću fleksibilnost i
brzinu. Slično kao kod aero skeneranja, podaci terestričkog laserskog skeniranja
često su preklopljeni sa fotografijama za potrebe kreiranja vizuelno tačnog
prikaza okoliša.

Podzemno lasersko skeniranje ima primjenu u podzemnim rudokopima,
koji predstavljaju izazovno radno okruženje zbog skučenog prostora i
nedostatka vidljivosti. Svaka prilika za generisanje tačnih 3D podataka ispod
površine zemlje je dobrodošla, pa je zbog toga prisutno i veliko zanimanje za
podzemno lasersko skeniranje. Svrsishodno proizvedeni stacionarni laserski
skeneri za skeniranje ispod površine na tržištu su tek nekoliko godina; slučajevi
početnog korištenja bili su za potrebe ispitivanja nesrećâ, praćenje konvergencije,
volumetrijske proračune, itd. Međutim, revolucija mobilnog laserskog
skeniranja sada je prešla i u ''podzemlje'', s tim da je prvi mobilni 3D laserski
skener dizajniran posebno za podzemne rudnike i našao se na tržištu početkom
2014. godine. Razvojem od 2006. godine proizveden je, zahvaljujući
najsavremenijoj tehnologiji, uGPS Rapid Mapper (slika 9.1) senzorski sistem
neovisan o infrastrukturi, a isti pruža mogućnost prikupljanja 3D oblaka tačka
na mobilnoj platformi. Sistem uGPS Rapid Mapper koristi sofisticirane algoritme
snimanja, kartiranja i filtriranja.

Slika 9.1. uGPS Rapid Mapper (Ramjack, 2015)

9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
161

Pomenuti sistem pruža tačne, georeferencirane podatke 3D oblaka tačka u
djeliću vremena u odnosu na uobičajene metode. To je omogućilo širok spektar
novih mogućnosti za mjerenja podzemnih rudničkih kopova, kao što su brzi
razvojni zahvati, skeniranja / nadgledanja, mogućnost ultrabrze vizuelizacije
rudnika, kao i mnoge druge. Raspon radne temperature pomenutog sistema je
od -30 °C do +60 °C.

Postoje i specijalna rješenja za lasersko skeniranje nepristupačnih i opasnih
dijelova podzemnih prostorija (duboke jame, vertikalna okna, sipke, kanali
bušotina i sl.), kao što su GeoSight NX150 CMS i GSM-16 (slika 9.2).

Slika 9.2. Laserski skener GeoSight NX150 CMS
                     (izvor: HL Geospatial, https://hlgs.com.au)
162
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

Bespilotne letjelice zahvaljujući ubrzanom razvoju, uključujući lagane
senzore na bespilotnim letjelicama učinili su ih novom tehnologijom prikupljanja
podataka. Bespilotne letjelice (engl. Unmanned Aerial Veichles – UAV ili engl.
Unmanned Aircraft System – UAS) postale su modularnije, minijaturnije i
inteligentnije posljednjih godina, te su u velikoj mjeri koriste u različitim
oblastima ljudskog djelovanja, kao i za potrebe rudarstva. Sigurne, jeftine i
vremenski učinkovite metode prikupljanja podataka znače da bespilotne letjelice
imaju veliki potencijal u nadgledanju i premjeravanju rudnika visokog rizika u
odnosu na tradicionalne metode mjerenja, što je veoma pogodno za rudarska
područja. Dinamičko pribavljanje različitih podataka u različitim fazama u
rudarskim područjima pomoću bespilotnih letjelica opremljenih različitim
senzorima efikasan je način osiguranja kontinuiranog praćenja izvora rizika
nakon rudarenja i planiranja rekultivacije zemljišta. Promocija koordiniranog
razvoja iskorištavanja resursa i zaštite okoliša sada je u fokusu daljnjih
istraživanja. Trenutno su naučna istraživanja zasnovana na podacima
bespilotnih letjelica dostigla određeni nivo uspjeha, ali korištenje istih još uvijek
je u ranoj fazi primjene u rudarstvu i nedostaje sistematska analiza postojeće
primjene.

9.2. LASERSKO SKENIRANJE

Trenutno je terestričko lasersko skeniranje korisno kao napredna i isplativa
tehnologija za brzo, tačno i pouzdano prikupljanje više miliona 3D tačaka u
izuzetno zahtjevnim inžinjerskim okruženjima. Terestrički laserski skener sastoji
se od predajnika i prijemnika laserske svjetlosti, uređaja za skeniranje i
vremenskog uređaja. Za dobivanje udaljenosti, terestrički laserski skeneri koriste
tri metode mjerenja: metodu triangulacije, faznu metodu i impulsnu metodu. Za
najpreciznija mjerenja kod laserskog skeniranja, koristi se metoda triangulacije,
gdje se udaljenost ne mjeri direktno, nego se mjere uglovi. Kod ove metode
laserski skener odašilje zraku prema rotirajućem ogledalu, laserska zraka se
odbija prema objektu snimanja te laserski skener očitava položaj laserske zrake
na detektoru – fotoosjetljivoj kameri. Ovisno o udaljenosti površine objekta od
lasera, laserska tačka na objektu je na različitim mjestima u prozoru fotoosjetljive
kamere. Ova tehnika je dobila ime triangulacija, zato što laserska tačka na
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
163

objektu, kamera i laserski odašiljač čine trougao. U slučaju faznog skeniranja,
vrijeme putovanja laserske zrake od senzora do objekta i nazad rezultira
direktnom faznom razlikom između poslane i primljene laserske svjetlosti.
Dužina putovanja signala određuje se uporedbom signalâ. Impulsna metoda
mjerenja (engl. time-of-flight metoda, TOF) je najčešće korištena metoda mjerenja
udaljenosti kod terestričkih laserskih skenera. Laserski odašiljač emituje kratki
impuls, koji se dijeli na dva dijela, prvi dio se odašilje u prijemnik i pokreće
mjerenje vremena, a drugi dio podijeljenog signala se šalje prema objektu
mjerenja. Kada dosegne mjereni objekt, laserska zraka se rasprši u svim
smjerovima, a dio laserske zrake se vrati na detektor.

Slika 9.3. Lasersko skeniranje podzemne rudničke prostorije
                     (izvor: HL Geospatial, https://hlgs.com.au)

U podzemnim rudnicima terestrički laserski skener (slika 9.3) može
mnogo toga ponuditi. Prije svega, mogućnost pregleda preciznih detaljnih
podataka u 3D-u ima brojne prednosti:
•
smanjivanje vremena, na licu mjesta, za potrebe inspekcije,
•
oblaci tačaka i 3D modeli omogućavaju brze preglede,
164
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

•
2D planovi i poprečni presjeci, kao i 3D prikazi, mogu se napraviti u bilo
kojoj tački modela,
•
omogućavanje naprednih predikcija smetnji i detekcije mogućih
opstrukcija za potrebe instalacije nove opreme prije dolaska na lice mjesta
i
•
izvođenje građevinskih aktivnosti sa manje neusklađenosti i grešaka u
projektovanju.

Za prikupljanje podataka pomoću TLS-a nije potrebno mnogo rada na
terenu. Dok skeniranje traje samo nekoliko minuta za jednu lokaciju, za nekoliko
sati moguće je snimiti izuzetno složene objekte i lokacije. Posljedično
navedenom, korak koji zahtijeva najviše vremena je rukovanje i postavljanje
instrumenta, te određivanje i postavljanje meta / kontrolnih tačaka na željene
lokacije. Osim ovih prednosti, postoje i neki nedostaci kada se koristi TLS u
podzemnim rudnicima. Svakako, jedan od bitnijih nedostataka je složen i
dugotrajan postupak obrade podataka, izrada 3D modela i modeliranja. Dva
najbitnija ograničavajuća okolišna faktora su prašina i tama. Slaba vidljivost u
okruženju punom prašine utiče na brzinu skeniranja. Nadalje, uslovi smanjene
svjetlosti u tami i prašini uzrokuju loše ciljanje, što utiče na tačnost mjerenja. Uz
navedeno, podaci oblaka tačaka i 3D modela mogu dostići veličine od više
stotina gigabajta i stoga se posebna pažnja treba obratiti na računarski softver i
hardver. Također su veoma bitna i sljedeća ograničenja tokom laserskog
skeniranja ispod površine zemlje:
•
vlaga (kondenzacija, korozija koja ograničava postavljanje magnetnih meta
na armirano čelična ojačanja u rudnicima, itd.),
•
voda na podu, voda koja kaplje, voda koja teče,
•
temperatura stijena i okruženja (u granicama radne temperature uređaja),
•
buka (poteškoće u komunikaciji između članova tima),
•
težinski i dimenzijski parametri korištenih uređaja i pribora, zahtjevi za
pažljivim rukovanjem, komplikovana prenosivost,
•
ograničen manevarski prostor,
•
otežan pristup rudnicima (padine, prepreke u rudnicima, itd.),
•
poremećaj u stabilnosti tokom rudarskih radova,
•
kontinuirane radne aktivnosti u rudnicima,
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
165

•
zahtjevi za unutrašnju sigurnost (u područjima sa potencijalno
eksplozivnim zrakom),
•
potreba za stalnim nadzorom radnih uslova u rudniku i
•
mnoga druga ograničenja.

Važne prednosti u pogledu korištenja laserskih skenera u podzemnim
rudnicima su deklarisana otpornost na prašinu i vlagu (IP54) i radna
temperatura od 0° C do 40° C, te radni vijek baterije. Ograničavajući uslovi
skeniranja su oni slučajevi u kojima je nemoguće pribaviti relevantne podatke
zbog teške dostupnosti skeniranog područja, na primjer, skeniranje u uskim ili
okomitim rudnicima koji su obično dostupni samo sa vrha ili dna. Drugi
ograničavajući uslov sa kojim smo suočeni je visoka vlažnost zraka i naknadna
kondenzacija vodene pare na uređaju za skeniranje. Osnovni faktor kvalitete
konačnog rezultata mjerenja na koji se može utjecati su postavke rezolucije
skeniranja. Drugi ključni faktor kvalitete rezultata, na koji se ne može utjecati,
naziva se albedo. Albedo izražava nivo reflektivnosti objekta, odnosno njegove
površine. To je omjer reflektovanog elektromagnetskog zračenja prema količini
upadnog zračenja. Ovaj atribut različitih vrsta materijala može značajno utjecati
na dobiveni rezultat. Također pokazuje da je problematičan slučaj skeniranje
tamnih, visoko reflektivnih ili prozirnih materijala. Iako su za najčešće dostupne
komercijalne 3D laserske skenere raspoloživi integrisani fotoaparati (digitalne
kamere), mogućnost njihovog korištena izravno je proporcionalna parametrima
rezolucije i osjetljivosti senzora. Kamera je prije svega dizajnirana za izradu
fotografske dokumentacije skeniranog područja sa položaja skeniranja. Snimljeni
panoramski snimak može se naknadno koristiti za bojenje oblaka tačke u stvarne
boje. Opšti zahtjev za korištenje integrisane kamere u podzemnom okruženju je
dovoljno osvjetljenje okoline. Zbog nedostatka bljeskalice / blica, ili bilo koje
druge vrste osvjetljenja, integrisanu kameru nije moguće koristiti ispod površine
zemlje. Kao prikladna alternativa za kompenzaciju ovog nedostatka u praksi se
često koristi trostruko punjivo LED osvjetljenje snage 20 W (snaga je jednaka
uobičajenim reflektorima od 100 W).

Kako u konačnici kreirani 3D model daje samo fizička svojstva svih
komponenti instaliranih u mašinskim prostorijama rudnika, budući radovi
uključuju formiranje građevinskog informacionog modela (engl. Building
Information Model – BIM). BIM ima mogućnost dopune fizičkih svojstava
166
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

dodatnim atributima – metapodacima, koji u našem slučaju mogu uključivati
vrijeme instalacije, kao i podatke o opremi i proizvođaču, npr. broj modela,
specifikacije i raspored održavanja. Međutim, formiranje BIM aplikacije
zahtijeva zajedničku multidisciplinarnu i multiprofesionalnu saradnju.

Ipak, mora se biti svjestan činjenice da je upotreba TLS-a u npr. rudnicima
ugljena ograničena zbog sigurnosnih propisa koji se odnose na potencijalni rizik
od eksplozija metanskog plina i ugljene prašine.

Kreiranjem 3D modela, dok se odvijaju i realizuju aktivnosti u rudniku,
može se obaviti tačna analiza planiranog i izvedenog stanja. Svako odstupanje
od prvobitnog plana vidljivo je iz jednostavne vizuelne perspektive. Svako
odstupanje od originalnog dizajna može se prepoznati za nekoliko sati,
omogućavajući korekcije u radnoj smjeni. Izgradnjom 3D plana, timovi inžinjera
i planera u uredu mogu koristiti model da istraže određene detalje o rudniku.
Ovo im omogućava da utvrde da li se strukture kao što su transportne trake,
cijevi i drugo uklapaju sa planiranim. Prava korist od laserskog skeniranja očita
je kada je potrebna kontinuirana analiza podataka. Bogati skupovi podataka
laserskog skeniranja mogu se kontinuirano revidirati i moguće je da timovi
stručnjaka van terena i iz različitih odjela (geotehničari, geolozi, stručnjaci za
ventilaciju, planiranje, projektovanje, rudarsko inžinjerstvo i sigurnost)
konstantno rade sa podacima aktuelnog stanja u rudniku. Geotehničari takođe
mogu imati veliku korist od laserskog skeniranja u rudnicima u kojima je
seizmičnost problematična. Ponovljenim skeniranjem mogu se prepoznati
kretanja i deformacije stijena, što pomaže u prepoznavanju područja koja su sa
vremenom postala eventualno nestabilna. U slučaju nesreće, područje gdje je
prethodno obavljeno lasersko skeniranje može se ponovo skenirati radi
uporedbe područja prije i nakon incidenta. Ovo pruža istražnim timovima
pristup bogatom izvoru informacija što je neprocjenjivo za istraživanje i analizu
nesreće. Moguće je rekonstruisati i tačan redoslijed događaja, otkrivajući tačan
uzrok incidenta što će pomoći u nastojanju da se eliminišu ponovljeni incidenti.
Te se informacije mogu reprodukovati i putem animacija koje pružaju izvrstan
alat za obuku o sigurnosti, a temelje se na modelima virtuelne stvarnosti za
određenu lokaciju.

U nadzemnim (površinskim) rudnicima terestrički laserski skeneri postali
su nezamjenjivo sredstvo rada i praćenja situacije u rudnicima. Metode mjerenja
nadzemnih rudnika i otkrivanja dinamičkih rezervi rudnika sve do nedavno
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
167

oslanjali su se na tradicionalne (spore) geodetske metode prikupljanja podataka.
To je rezultiralo dobivanjem rezultata niske preciznosti i velikih grešaka što je
bilo u skladu sa korištenom mjernom opremom i metodama mjerenja. Brza
tehnologija trodimenzionalnog skeniranja može pružiti trodimenzionalne
podatke površine na velikom području i sa velikom prostornom rezolucijom.

Plan snimanja nadzemnog rudnika 3D terestričkim laserskim skenerom
trebao bi slijediti sljedeće principe:
•
vizuelni pregled sa stanice trebao bi biti što veći, tj. da obuhvati što veće
područje snimanja, sa uglom skeniranja površine što bližem 90°,
•
TLS treba biti smješten na stabilnom prostoru, tj. potrebno je da u blizini
ne bude djelovanja većih rudarskih mašina ili rada na iskopavanju rude,
•
stanica na kojoj će biti TLS treba biti vidno obilježena, kako ne bi bila
uništena i
•
pravilan raspored kontrolnih tačaka na terenu je neophodan kako bi bilo
omogućeno tačno spajanje oblaka tačaka i uvezivanje istog u državni
koordinatni sistem.

Potrebno je da analiza rezultata tretira kompletan rudnik kao jednu cjelinu,
tako da se podaci više oblaka tačka trebaju sastaviti u jedinstven oblak tačaka.
Treba napomenuti da podaci sa svake stanice TLS-a moraju sadržavati
zajedničke tačke između različitih oblaka tačaka. Radovi na terenu traju
relativno kratko, ali obrada podataka zahtijeva dosta vremena kako bi se
adekvatno spojili oblaci tačaka. Nakon sastavljanja oblakâ tačaka dobije se
kompletan oblak tačaka.

U originalnom oblaku tačaka postoje prepreke / smetnje koje ne pripadaju
rudniku, kao što su osoblje, vozila, oprema i putanja oblaka tačaka uzrokovana
tim objektima tokom procesa skeniranja, a koje je potrebno ručno ukloniti.
Korigovani oblak tačaka, odgovarajućim geodetskim metodama, potrebno je
povezati sa državnim koordinatnim sistemom. Tako dobiveni oblak tačaka
moguće je adekvatno urediti i prikazati u prikladnim softverskim paketima, a
također je moguće provoditi i različite analize nad istim (slika 9.4). Analize
podrazumijevaju količine iskopa u odnosu na raniji period (periode), analize
stabilnosti padina rudnika, profiliranja, detekciju klizišta, i sl.
168
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

Slika 9.4. Oblak tačaka podzemne rudničke prostorije u okruženju prikladnog
                      softverskog paketa (izvor: HL Geospatial, https://hlgs.com.au)

Iskopavanje mineralnih sirovina kod površinskih rudnih kopova prati niz
prirodnih opasnosti, među kojima su najznačajnija kretanja zemljanih i rudnih
masa, odnosno kretanja stijenskih masa zahvaljujući gravitaciji, što zaslužuje
posebnu pažnju. Gravitacione deformacije stijena su klizišta i padovi stijena, i
ponekad pokrivaju područja izvan gornjeg ruba iskopavanja. Tokom razdoblja
eksploatacije rudnika na padinama otvorenih jama obično se bilježe brojna
klizišta različitih veličina. Količina pomaknutih zemljanih masa za najveća
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
169

klizišta u otvorenim rudnicima dosežu od 6 do 8 miliona m3, ali najčešće iznose
od nekoliko desetina do nekoliko stotina hiljada m3. Gubitak stabilnosti iskopa
ili padina odlagališta, kao rezultat rudarskih operacija i prirodnih geoloških
procesa koji se odvijaju, može dovesti do ozbiljnih promjena u stijenskoj masi
uzrokujući klizišta, što predstavlja prijetnju za zdravlje i život uposlenika u
rudnicima. Takve se opasnosti pojavljuju u velikoj mjeri u rudnicima mrkog
uglja, ali se mogu pojaviti i pri eksploataciji ležišta keramike i kamenih sirovina,
posebno u krškim područjima. Pitanje geodetskog i geotehničkog nadzora od
ključnog je značaja u pogledu sprječavanja i predviđanja opasnosti od klizišta i
odrona kamenja. Monitoring je važan element upravljanja opasnostima, a
uključuje identifikaciju opasnosti kao i njihovu procjenu i karakteristike
(podržane geografskim informacionim sistemima i odgovarajućim bazama
podataka, uključujući historijske informacije). Opseg opasnosti ovisi o geološkoj
strukturi ležišta, uključujući varijabilnost geotehničkih i hidrogeoloških uslova.
Štoviše, to ovisi o površini i veličini iskopa, karakteru eksploatacionih sistema,
kao i mašinama i opremi koja se koristi. Razvoj inovativnih tehnologija, poput
3D laserskog skeniranja, otvara nove mogućnosti, posebno u slučaju velikih i
teško dostupnih područja, poput otvorenih kopova. Terestrički laserski skeneri
pružaju brze i efikasne, detaljne i veoma precizne trodimenzionalne podatke.
TLS pokrivaju širok spektar primjena, uključujući topografsko kartiranje,
arhitektonske studije i nadgledanje inžinjerskih objekata.
Koncept korištenja terestričkog laserskog skeniranja za proučavanje procesa
deformacija kod površinskih kopova, koji uključuju praćenje klizišta, temelji se
na izvođenju skeniranja područja koje je ugroženo procesima deformacije u
uzastopnim vremenskim periodima, posebno u razdobljima intenziviranja
linearne erozije, npr. nakon jakih kiša ili tokom proljetnih otapanja snijega. Kao
rezultat preklapanja dva skeniranja kreira se diferencijalni model koji se
analizira. Zbog svega navedenog, u nadzemnim rudnicima (površinski kopovi)
koristi se terestričko lasersko skeniranje sa velikim dosegom. U jamskim
prostorijama, koje su uglavnom manjih dimenzija, koristi se terestričko lasersko
skeniranje sa manjim dosegom.

Laserski skeneri u zraku imaju brojne i posebne prednosti prilikom
pribavljanja prostornih informacija postojećih ili potencijalnih prostora
nadzemnih rudnika. Lidar (engl. Light Detection And Ranging – LiDAR) kreira
visoko precizan skup podataka, ekonomično kombinujući prikupljanje i obradu
170
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

istih, te brži vremenski okvir od tradicionalnih pristupa. Tradicionalne metode
premjera mogu biti spore i rezultirati manjim uzorkovanjem. Pomoću zračnog
lidara (zračnog laserskog skeniranja) mogu se dobiti milioni tačaka unutar
svakog kvadratnog kilometra. Ova velika gustoća podataka kreira veoma čvrst
skup podataka za izračune zapremine, geomorfologiju i strukturalnu geologiju,
planiranje dalekovoda ili cestovnih koridora, analizu nagiba i modeliranje
površina za studije izvodljivosti i studije utjecaja na okoliš. Lidar (slika 9.5) kreira
brojne ortofoto snimke / lidarske projekte za potrebe rudarske zajednice. Ono što
se u konačnici dobiva jeste mogućnost upravljanja snimcima i lidarskim
podacima skeniranja za isporuku besprijekornog proizvoda.

Mjerni sistem laserskog skeniranja iz zraka sastoji se od tri osnovne
komponente:
1. Diferencijalni GPS (engl. Differential Global Positioning System – DGPS) za
pozicioniranje platforme u prostoru.
2. Inercijalni navigacioni sistem, (engl. Inertial Navigation system – INS) kojim se
određuje orijentacija platforme u prostoru.
3. Laserski skener sa optičko-mehaničkim mehanizmom za skeniranje kojim se
određuje udaljenost između skenera i objekata na površini terena.

Slika 9.5. Djelovanje lidarskog sistema (Oštir i Mulahusić, 2014)

9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
171

Lidar je u mogućnosti da definiše oblik terena, čak i pod veoma gustom
vegetacijom. Iz podataka lidara mogu se izvući brojni prostorni podaci koji su
značajni za rudarsku industriju, uključujući izohipse, profile, količine zemljanih
radova, granice slivova, modele protoka vode, itd. Lidar se može koristiti pri
visinama leta od nekoliko desetina metara, pa sve do nekoliko kilometara.
Frekvencija odašiljanja laserskih impulsa može biti i do 250 kHz. Na tlu to znači
nekoliko desetina tačaka po jednom kvadratnom metru. Zbog izuzetno velike
količine podataka, broj snimljenih tačaka može preći jednu milijardu tačaka.
Zbog svega navedenog neophodno je posjedovanje izuzetno snažnih
hardverskih konfiguracija, koje su u mogućnosti da obrade i adekvatno prikažu
velike količine podataka.

9.3. FOTOGRAMETRIJA U RUDARSTVU

Faza planiranja u fotogrametriji uključuje niz koraka, a svi oni imaju značajan
utjecaj na kvalitetu konačnog proizvoda. Za mjerenje određenog područja
pomoću fotogrametrijskih tehnika potrebno je odabrati odgovarajuće objektive
kamere sa određenom žarišnom dužinom i odabrati odgovarajuću bazu tako da
se osigura potrebna tačnost i dovoljno preklapanje snimaka. Objektivi kamera
moraju biti kalibrisani kako bi se uzela u obzir distorzija, a kalibracije se moraju
obaviti za različite žarišne dužine, postavke blende i fokusiranja. Zbog pasivne
prirode fotogrametrijskog postupka, najbolji će se rezultati postići kada su
površine dobro osvijetljene i kada se rasvjeta ne mijenja u postupku snimanja.
Koraci fotogrametrijske naknadne obrade uključuju učitavanje snimaka u
softverski paket. Korisnički utjecaj potreban je za odabir određenih operacija na
različitim snimcima kako bi se automatski izvukle 3D tačke iz snimaka. Potreban
je i stepen kontrole kvalitete od strane korisnika kako bi se osiguralo da postupak
automatskog slikovnog podudaranja locira tačke unutar očekivanih odstupanja.
Potrebni softverski algoritmi za maksimizaciju gustine tačaka i minimiziranja
grešaka u određivanju dubine u kompletnom skupu podataka – poznati kao
"automatsko podudaranje" (engl. auto point matching) i "skupno izravnanje" (engl.
bundle adjustment), spori su i računski intenzivni.

Fotogrametrija ima različite interdisciplinarne primjene. Izazovi u
podzemnim rudnicima su jedinstveni, poput mraka i prašine ovisno o lokaciji,
uz uzimanje u obzir normalnih rudarskih operacija koje teku uporedo sa
172
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

geodetskim radovima, te sigurnosti opreme za fotografisanje. Usprkos ovim
izazovima, fotogrametrija se koristi za niz različitih aplikacija u podzemnim
rudnicima. Pomoću pomoćne rasvjete i DSLR kamere (Digitalne SLR kamere;
engl. Digital Single-Lens Reflex Camera) postavljene na stativ, te poznatih
kontrolnih tačaka, moguće je uspješno rekonstruisati podzemne tunele. Pri tome
se može ostvariti tačnost od 1 mm za korištenje 10 do 20 snimaka i vremenom
snimanja koje traje između 15 i 20 minuta, ovisno o okruženju tunela.
Fotogrametrijska preciznost je dovoljno dobra da se može kreirati stereomreža
zajedničkih karakteristika i odrediti debljina poprskanog zaštitnog betona na
zidovima tunela.

Primjena fotogrametrije u podzemnim kopovima uglavnom je ograničena
na karakterizaciju diskontinuiteta. Postoji i mogućnost kvantificiranja kretanja
stijena fotogrametrijom, ali su takva istraživanja još u povojima. Uz sve to,
predstavljeni procesi sugerišu da bi se fotogrametrija mogla izvoditi samo uz
korištenje skupe opreme i softvera, skupe stacionarne rasvjete i posebnih tehnika
prikupljanja podataka.

Praćenje podzemnih deformacija zahtijeva sposobnost snimanja pokreta s
obzirom na vrijeme i bilježenje tih kretanja tačno i precizno. Postoji sedam
kriterija koji moraju biti zadovoljeni pri mjerenju profila podzemnih rudarskih
tunela: brzina, tačnost i preciznost, jednostavnost, niski troškovi, pouzdanost,
svestranost i jasnoća rezultata. Ovi kriteriji će se koristiti kao temelj za ocjenu
potencijala fotogrametrije kao alata za praćenje i mjerenje u podzemnim
rudarskim okruženjima.

Iako se još uvijek raspravlja o prikladnosti primjene fotogrametrije u
otvorenim rudnim kopovima u uporedbi sa konvencionalnim mjerenjima,
mnogi primjeri i projekti govore o njenim prednostima. Prednosti su prije svega
ekonomske, zatim su u smislu uštede vremena za obradu podataka, kao i sa
aspekta dovoljne tačnosti koju je moguće postići. Troškovi kupovine adekvatnog
instrumentarija su također povoljniji u odnosu na klasičnu geodetsku opremu.
U uporedbi sa prošlim vremenima, kada su analogni i analitički fotogrametrijski
instrumenti bili veoma skupi, danas su potrebni samo brzi i moćni računari sa
odgovarajućim softverom čija je cijena značajno niža posljednjih nekoliko
godina. Međutim, fotografisanje je i dalje prilično skupo. Troškovi se mogu
umanjiti ekonomskim planiranjem leta koje kombinuje istovremeno snimanje (u
jednoj istoj letačkoj misiji) više površinskih kopova koji se nalaze u blizini.
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
173

Troškovi radne snage također su niži u fotogrametriji. Kod terestričkih mjerenja
obično su potrebne dvije osobe, a tokom fotogrametrijskog procesiranja samo
jedna osoba. Stoga je fotogrametrija prikladna metoda čak i u slučaju krupno
razmjernih snimaka i zahtjeva za visokom tačnošću. Svi ovi aspekti smanjenja
troškova sugerišu korištenje fotogrametrije pri procjeni otvorenih rudnih kopova
i to ne samo za veće već i za manje kompanije. Korištenjem aerofotogrametrijskih
kamera velikog formata moguće je generisati male i velike ortorektifikovane
mozaike za kreiranje i provedbu efikasnih planova za praćenje, kontrolu i
minimizaciju potencijalnog zagađenja, kao i identifikaciju postojećih prirodnih i
umjetnih osobina. Dodatni kanal poput bliskog infracrvenog pruža informacije
u odnosu na okolnu vegetaciju. Posebno je korisno provoditi procjene utjecaja na
okoliš i pratiti kratkoročni i dugoročni utjecaj rudarskih aktivnosti. Ortofoto
visoke preciznosti i dodatni proizvodi, kao što su podaci o nekim posebnim
karakteristikama, pružit će informacije za inžinjerske projektne aplikacije koje će
u velikoj mjeri smanjiti mjerenja na terenu i sve radove koji bi mogli ometati
iskopavanja u rudnicima, te kao posljedicu uštedjeti dragocjeno vrijeme i novac.
Visoko rezolucijski zračni ortofotoi pružaju preciznu osnovnu kartu za GIS
aplikacije, a vremenske serije pružaju informacije o otkrivanju promjena.

9.4. DALJINSKA ISTRAŽIVANJA U RUDARSTVU

Postoji duga historija korištenja metoda daljinskih istraživanja za potrebe
rudarske industrije. Prednost mnogih metoda daljinskih istraživanja sa satelita,
aviona ili zemlje temelji se na tome što se informacije mogu prikupljati u dvije
dimenzije ili čak tri dimenzije i stoga mogu pomoći u interpoliranju
tradicionalnih mjerenja koja se zasnivanju na mjerenju pojedinačnih tačaka.
9.4.1. Optička daljinska istraživanja u rudarstvu

Optička daljinska istraživanja mogu se koristiti za širok raspon aplikacija koje
mogu biti relevantne za rudarsku industriju. Kako tokom planiranja novih
rudnih nalazišta, tako i tokom eksploatacije i nakon zatvaranja (sanacije)
rudnika, metode daljinskih istraživanja mogu se koristiti za dobivanje potrebnih
informacija, praćenje promjena i praćenje učinaka eksploatacije rudnika.

174
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

9.4.1.1. Minerali, geologija i tlo

Multispektralna i hiperspektralna daljinska istraživanja iz zraka i iz svemira
mogu pružiti vrijedne podatke o površinskoj mineralogiji i geologiji, što može
biti pokazatelj za podzemnu geologiju i prisustvo rudnih tijela. Ova se tehnika
temelji na karakteristikama apsorpcije u spektru za različite minerale ili grupe
minerala. Neke od glavnih karakteristika koje se mogu razlikovati povezane su
sa mineralima koji sadrže željezo, glinu, karbonate, sulfate i silikate. Sadržaj
minerala može se kvantificirati uporedbom podataka sa poznatim spektralnim
svojstvima minerala i metodama spektralnog miješanja.

Iste metode koje se koriste kod geološkog i kartiranja terena mogu se također
koristiti za otkrivanje onečišćenja minerala, npr. tla i rudnog jalovišta (otpada).
Mnoge studije su pokazale da se daljinsko istraživanje, posebno hiperspektralno
daljinsko istraživanje u opsegu vidljivog i bliskog infracrvenog, te
kratkotalasnog infracrvenog dijela elektromagnetnog spektra (400 – 2500 nm),
može koristiti za kvantifikaciju različitih svojstava tla. Kako određeni minerali ili
grupe minerala imaju specifična spektralna svojstva, postoji potencijal da se te
karakteristike iskoriste za kartiranje koncentracija istih u tlu. Daljinska
istraživanja se mogu uspješno koristiti i za procjenu koncentracije olova u tlu.
Postoji značajna povezanost između spektralnih karakteristika i koncentracija
raznih teških metala. Međutim, modeli u pravilu moraju biti kalibrisani i
potvrđeni barem jednom za svako mjesto posebno jer su korelacije pod utjecajem
sastava tla i fizikalnih svojstva, te će biti potrebno modeliranje miješanja
spektralnih osobina. Nakon kalibracije sa mjerenjima na terenu, daljinska
istraživanja mogu kreirati rezultate koji pokazuju prostornu raspodjelu
procijenjenog sadržaja teških metala. Osnovni sateliti koji se obično koriste za
geološko kartiranje su ASTER, Landsat, Hyperion, te nedavno lansirani Sentinel-
2 i WorldView 3. Međutim, hiperspektralni instrumenti daju superiorne
rezultate zbog veće prostorne i spektralne rezolucije kao i spektralnog raspona.

Glavni izazov u smislu korištenja optičkog daljinskog istraživanja za
potrebe kartiranja površinske mineralogije predstavlja prisustvo lišajeva
(posebno u arktičkim regijama) i vegetacije. Kada vegetacija samo djelimično
prekriva površinu tla ili stijene, izmjerena refleksija je mješavina refleksije
vegetacije i tla / stijene. Kroz npr. analizu spektralnih karakteristika, moguće je
razlikovati doprinose različitih klasa pokrova zemljišta i izdvojiti podatke iz
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
175

komponente tla / stijene. Zračni hiperspektralni podaci i analize spektralnih
karakteristika za kvantificiranje stepena zagađenosti rudnika oko zatvorenih
rudnika metala, koriste se za nadzor procesa obnove. Također se zračni
hiperspektralni podaci i analiza spektralnih karakteristika mogu upotrebljavati
za kartiranje stijena povezanih sa mineralizacijom nikla i bakra.
9.4.1.2. Topografija

Detaljno poznavanje površinske topografije ili promjene površinske topografije
važno je u nekoliko aspekata rudarske industrije. Tokom faze planiranja mogu
postojati zahtjevi za dokumentiranjem izvorne površine kako bi se identifikovale
i mogle pratiti promjene tokom rada rudnika. Detaljne topografske karte i 3D
modeli koji se mogu dobiti iz njih mogu se koristiti za proučavanje
geomorfoloških i hidroloških karakteristika, što može pomoći u optimizaciji
planiranja rudnika i minimizaciji utjecaja na okoliš. Za vrijeme operativne faze,
topografske karte i 3D modeli mogu se koristiti za proučavanje geomorfoloških
karakteristika i procjenu mineralnih resursa i rasporeda jama u rudnicima
površinskih kopova. Zapremina stijene koja je uklonjena može se procijeniti na
osnovu promjene topografije između dva mjerenja. Geometrija nagiba može
pružiti informacije o promjenama u procesima erozije i taloženja, kao i
svojstvima tla.
9.4.1.3. Pokrov zemljišta i vegetacija

Kartiranje i nadzor vegetacije oko rudničkih nalazišta važan je u svim fazama
rudarenja, od planiranja rudnika do zatvaranja i obnove rudnika. Vegetacione
karte često se koriste tokom faze planiranja za potrebe procjene biološke
raznolikosti na tom području, za pomoć u određivanju najboljeg položaja
rudničkih struktura i za uspostavljanje osnove za procjenu mogućeg utjecaja na
okoliš. Tokom rada rudnika, nadgledanjem vegetacije može se otkriti
onečišćenje, npr. uzrokovano isticanjem otpadnih voda, oštećenjem brane (za
skladištenje otpadnih materijala), ili širenjem prašine, te drugim utjecajima
rudarskih aktivnosti na okoliš. Nakon zatvaranja rudnika, oporavak vegetacije i
176
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

zdravlje iste mogu se koristiti kao pokazatelj za procjenu rezultata sanacije
rudnika, ili za otkrivanje i praćenje preostalog zagađenja.

Duga je historija korištenja satelitskog i zračnog optičkog daljinskog
istraživanja za lokalno, regionalno i globalno kartiranje kopnenog pokrova te je
to idealna metoda za kartiranje prostorne raspodjele različitih vrsta vegetacije i
za otkrivanje i kartiranje promjena tokom vremena. Kartiranje vegetacije
zasnovano na daljinskim istraživanjima zasniva se na razlici u spektralnim
karakteristikama refleksije različitih biljnih vrsta i vegetacijskih zajednica.

Vrste pokrova zemljišta mogu biti male i fragmentirane i mogu biti
spektralno slične jedna drugoj, što znači da će biti potrebni multispektralni
satelitski podaci veoma visoke rezolucije (npr. Ikonos, WorldView sa
rezolucijom 0,5 – 2 m). Dodatne informacije poput geomorfoloških karakteristika
mogu biti veoma korisne (npr. nagib, vidljivost, hrapavost površine), a navedene
se mogu izvesti iz detaljnog digitalnog modela visina.

Uz kartiranje vrsta vegetacije, daljinsko istraživanje može se koristiti za
otkrivanje i kartiranje vegetacionog stresa. Vegetacioni stres nastaje kada
„nepovoljno stanje ili supstanca utiču na metabolizam, rast ili razvoj biljke“.
Uslovi koji pogoduju stresu uključuju npr. nedostatak / višak vode, niske / visoke
temperature, insekti i bakterije. Tvari koje mogu izazvati stres uključuju npr.
pesticide, zagađenje zraka, nedostatak minerala, zagađenje teškim metalima i
kiselu kišu.

Istraživači su razvili mnogo različitih vegetacionih indeksa koji ukazuju na
zdravlje vegetacije, poput normalizovanog diferencijalnog vegetacionog indeksa
(engl. Normalized Difference Vegetation Index  ̶  NDVI), koji se temelji na omjeru
između razlike infracrvenog i crvenog kanala i njihovog zbira. Vegetacioni
indeksi korišteni su, na primjer, za prikazivanje vegetacionog stresa uslijed
zagađenja teškim metalima u blizini tvornice za topljenje cinka i rudnika talka
koristeći hiperspektralne podatke.

Prisustvo otrovnih materija, poput teških metala, u tlu može utjecati na
zdravlje vegetacije. Ovaj vegetacioni stres može rezultirati promjenom
spektralnog potpisa vegetacije i stoga se može otkriti spektralnom analizom.
Međutim, promjene su često suptilne i za njihovo otkrivanje obično je potrebno
visoko spektralno razlučivanje, na primjer hiperspektralni snimci. Jedan od
efekata vegetacionog stresa je promjena količine hlorofila i omjera hlorofila u
lišću. Ostali efekti mogu predstavljati promjenu određenih svojstava apsorpcije
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
177

ili refleksije u spektralnom potpisu, a u nekim se slučajevima specifične talasne
dužine mogu koristiti za uzajamno povezivanje sa, na primjer, koncentracijom
metala ili dušika (nitrogena) u vegetaciji ili tlu. Niz, do sada, provedenih studija
pokazuju spektralne promjene vegetacije kao rezultat izloženosti ili unosa
različitih teških metala i metalnih sulfida, što govori da sposobnost mjerenja
stresnih učinaka teških metala ovisi o vrstama, fazi ciklusa rasta i okolini. Ovi su
odnosi osnova za daljinska istraživanja specifičnih opasnih otpadnih materija.
9.4.1.4. Površinske i podzemne vode

Daljinska istraživanja značajno se koriste za kvantifikaciju i praćenje kvalitete
vode procjenom parametara kvalitete vode, kao što su suspendirana
koncentracija sedimenata, koncentracija hlorofila (indikacija algi i eutrofikacija),
rastvorenih organskih tvari, slanost ili temperatura vode. Zagađenje teškim
metalima u vodi obično se ne može direktno otkriti daljinskim istraživanjima, ali
je pokazano da se ono može do određene mjere posredno procijeniti. Razlog
tome je taj što se teški metali u vodi apsorbuju suspendiranim sedimentom,
vezanim sa rastvorenom organskom materijom, ili algama, a ovi parametri
kvalitete vode mogu se mjeriti daljinskim istraživanjima. Stoga kombinovanje
terenskih mjerenja parametara kvalitete vode i koncentracijama teških metala
povezanih sa suspendiranim sedimentima, rastvorenim organskim materijama
ili algama, sa analizama daljinskih istraživanja može dati procjenu prostorne
raspodjele zagađenja i promjena tokom vremena. Tipični senzori koji se koriste
za ovu namjenu su satelitski ili zračni multispektralni i hiperspektralni senzori.

Iako se protok podzemne vode općenito ne može prikazati optičkim
daljinskim istraživanjima, rast nivoa podzemne vode i dotok podzemne vode u
površinske vode (potoci, jezera) može se otkriti i kvantificirati zahvaljujući
temperaturnim razlikama između podzemne i površinske vode u određeno
doba godine. Temperaturne razlike mogu se izmjeriti pomoću ručnih ili zračnih
termalnih infracrvenih kamera (engl. Thermal Infrared – TIR), mjerenjem spektra
između 8 – 14 μm. Satelitski TIR senzori imaju prostornu rezoluciju koja je
preniska da bi bila korisna za primjene u rudarstvu. Ista metoda može se
primijeniti na otkrivanju isticanja iz rudničkih jezera: u određeno doba godine
vjerovatno postoji temperaturna razlika između (kontaminirane) vode koja je
iscurila iz jezera i površinskih voda.
178
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

9.4.1.5. Kontaminacija rudnika i drenaža kiselina

Čest tip onečišćenja uzrokovanog rudarenjem je odvodnjavanje kiseline. To
može uzrokovati štetu na okolišu dugo nakon zatvaranja rudnika. Kada su
sulfidni minerali izloženi zraku i vodi, oksidacija sulfidnih minerala dovodi do
stvaranja sumporne kiseline. Kiselina smanjuje pH (lat. potentia hydrogenii: snaga
vodika, ili pH-vrijednost je broj koji služi kao mjera kiselosti (aciditeta), odnosno
lužnatosti (alkaliteta) vodenih otopina) vrijednost u vodi, što povećava otapanje
teških metala u vodi i samim tim ispiranje teških metala iz stijene ili sedimenta.
Rezultat toga je da je odvod vode sa nalazišta sa sulfidnim mineralima kiseo i
često je kontaminiran teškim metalima poput arsena, bakra i olova. To se u praksi
naziva naziva drenažom kiselih stijena (engl. Acid Rock Drainage – ARD). Utjecaj
ARD-a na okoliš može biti značajan: povećana kiselost i toksičnost (zbog sadržaja
otopljenih teških metala) prilikom ispuštanja ARD-a u rijeke i jezera može imati
negativne učinke na vodeni život i vegetaciju. Zbog negativnog utjecaja na
vegetaciju ARD može umanjiti učinak sanacije rudnika nakon zatvaranja. Jedan
od načina sprječavanja ili kontrole ARD-a kod operativnih ili zatvorenih rudnika
je minimiziranje procesa oksidacije smanjenjem izlaganja zraku, na primjer
skladištenjem otpada pod vodom ili poplavljivanjem i zatvaranjem (pečaćenjem)
podzemnih rudnika. Tehnike daljinskog istraživanja mogu se koristiti za
otkrivanje, kartiranje i praćenje obima ARD-a i utjecaja na okoliš u i oko rudnika,
a mogu doprinijeti i u dodatnim informacijama za pomoć u kontroli ARD-a i
praćenju učinkovitosti mjera sanacije. Postoji i mogućnost korištenja
hiperspektralnih snimaka u kombinaciji sa spektralnim mjerenjima na terenu za
potrebe klasifikacije stepena zagađenja ARD-om na lokaciji rudnika.
9.4.1.6. Praćenje sanacije

Daljinsko istraživanje može se koristiti za otkrivanje i kartiranje onečišćenja
uzrokovanog vegetacionim stresom i zagađenjem tla. Korištenjem podataka
vremenskih serija i metodama otkrivanja promjena, daljinsko istraživanje se
može koristiti i za praćenje učinaka sanacije kontaminiranih lokacija. Korištenje
hiperspektralnih podataka iz zraka daje dobre rezultate kod praćenja uspješnosti
sanacije lokacija zagađenih ugljikovodonicima.
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
179

9.4.2. Radarska daljinska istraživanja u rudarstvu

Značaj radarskih daljinskih istraživanja za rudarski sektor je svakako poznat.
Senzori, koji rade u mikrotalasnom dijelu elektromagnetnog spektra, u novije
vrijeme postaju sve važniji izvor informacija o okolišu. Glavni razlog su njihova
dobra svojstva (npr. neosjetljivost na vremenske uslove i mogućnosti snimanja
noću), što je utjecalo na povećanje broja operativnih radarskih (prvenstveno
satelitskih) sistema. Način snimanja u mikrotalasnom dijelu spektra potpuno je
drugačiji nego li u optičkom. Duže talasne dužine mogu prodirati kroz oblake,
maglu, prašinu i kišu, što ne utiče na atmosfersko rasipanje, koje je posebno
izraženo u optičkom dijelu spektra. Radarom možemo posmatrati neovisno o
vremenskim i drugim uslovima.

Zahvaljujući sposobnosti otkrivanja milimetarskih deformacija na velikim
površinama bez rada na terenu i dugim vremenskim serijama SAR (engl.
Synthetic Aperture Radar – SAR) snimaka, SAR daljinska istraživanja i posebno
InSAR (engl. Interferometric Synthetic Aperture Radar – InSAR) imaju veliki
potencijal u rudarskom sektoru. U kombinaciji sa mjerenjima na terenu mogu
pružiti komplementarne informacije za dokumentiranje evolucije rudarskih
područja, povećati sigurnost i izbjeći značajne štete na okolnoj infrastrukturi i
okolišu.
9.4.2.1. Podzemni i nadzemni rudnici

U vezi sa podzemnim rudnicima osnovna su pitanja vezana uz slijeganje
zemljišta koje se dovodi u vezu sa operacijama vađenja rude, što utječe na
stabilnost zgrada i infrastrukture. U takvim se područjima obično koristi InSAR
za otkrivanje potencijalnog slijeganja, kartiranje zahvaćenog područja i
procesiranje vremenskih serija SAR podataka za potrebe analiza evolucije
deformacija.

U vezi sa otvorenim rudarskim kopovima uobičajeni su problemi sa
stabilnošću zbog strmih padina koje se često zahtijevaju tehnikama ekstrakcije i
/ ili geometrije nalazišta rude. U ovakvim situacijama satelitski InSAR može
pružiti informacije o distribuciji, amplitudi i razvoju deformacije tla. Međutim,
ekstremne karakteristike topografije mogu inducirati geometrijske distorzije i
reducirati (smanjiti) InSAR mjerenja na određenim lokacijama. Uz to, gubitak
180
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

koherencije može nastupiti zbog značajnih promjena tla i deformacije mogu
prelaziti efektivnu talasnu dužinu između dvije akvizicije i izazvati nejasnoću
faza.
9.4.2.2. Brane i područja za odlaganja

Rudarska područja često uključuju nasipe ili brane koje je potrebno nadgledati.
Provedena su mnoga istraživanja i pokazala su potencijal satelitskog InSAR-a u
smislu pružanja informacija o deformacijama ove vrste struktura. Nažalost, ova
istraživanja uglavnom nisu izvedena u rudarskim područjima, ali su rezultati
velikim dijelom primjenjivi u različitim kontekstima, pa tako i u rudarskoj
industriji. Satelitski InSAR ima sposobnost velikog pokrivanja područja, kao i
duge vremenske serije koje pružaju mogućnost dokumentiranja strukturnog
ponašanja u prošlosti.

Što se tiče otvorenih rudarskih kopova, površinski radarski sistemi mogu se
primijeniti za nadgledanje brana kako bi se osigurale bolja prostorna i vremenska
rezolucija i komplementarna dogledanja.

Glavni izazov za InSAR povezan je sa velikim promjenama na površini i
promjenama sadržaja vode u trenutku kada su rudnici aktivni, kao i sa
posljedičnim gubitkom koherencije.

Primjena InSAR-a dolazi u obzir i na jalovišnim branama. Kombinacijom
InSAR i SAR analiza dolazi se do informacija o području ležišta koje je u funkciji.
InSAR omogućava prikaz deformacija na branama i okolini, a SAR analiza
povratnog radarskog signala omogućava otkrivanje značajnih promjena u
uslovima površinskih jalovišta koja je potrebno detektovati.

Međutim, zbog vrlo dinamične prirode jalovišnih brana tokom rada
rudnika, važno je temeljito istražiti koherenciju kako bi se otkrile velike
površinske promjene zbog npr. podizanja i jačanja brane i uključivanja
dostupnih informacija o vremenu i lokacijama takvih građevinskih aktivnosti.

9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
181

9.5. BESPILOTNE LETJELICE

U uporedbi sa drugim metodama nadziranja, bespilotne letjelice imaju
mogućnost kratkog vremenskog intervala u smislu ponovnog snimanja istog
područja, te mogućnost brzog prikupljanja podataka. Ovakvi sistemi zasnovani
na raznim vrstama senzora mogli bi prikupljati podatke iz više izvora za
kontinuirano nadziranje, a krupno razmjerni snimci mogu se veoma brzo dobiti
kada letjelica leti na nižim visinama. Kao dinamična, kontinuirana i ekonomična
metoda prikupljanja podataka, bespilotne letjelice danas imaju veliku prednost
u nadziranju u rudarstvu u odnosu na tradicionalne metode mjerenja ili npr.
tehnologiju daljinskog istraživanja, koja je favorizirana od strane brojnih
istraživača i stručnjaka u rudarskoj industriji. Također je potrebno naglasiti da
su bespilotne letjelice podložne određenim unutrašnjim ili vanjskim faktorima,
poput vremenskih uslova, kvalitete GNSS signala i drugih problema.

Slika 9.6. Zračna fotografija površinskog kopa snimljena kamerom postavljenom na
bespilotnu letjelicu (Marcin studio, 2020)

182
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

Bespilotni aerofotogrametrijski sistemi uspješno se upotrebljavaju za 3D
rekonstrukcije i topografsko snimanje, geološki nadzor opasnosti, ekološke
procjene i sl., pri čemu kao senzori dominiraju digitalne kamere. Kombinovana
upotreba različitih senzora, kao što su spektralni slikovni senzori i LiDAR za
dobivanje podataka iz više izvora prijeko je potrebno kako bi se pomoglo razvoju
korištenja bespilotnih letjelica u rudarstvu (slika 9.6).

Prilikom definisanja pojma bespilotnih letjelica u stručnoj literaturi nailazi
se na veoma bogat izbor definicija. Razlog je u primjeni koja može biti vojna,
civilna i rekreativna. Bespilotne letjelice su letjelice koje su sposobne obaviti
kontinuirani let bez pilota. Evropska zajednica za bespilotne letjelice (engl.
European Association of Unmanned Vehicles Systems – EUROUVS) kreirala je
klasifikaciju bespilotnih letjelica na osnovu sljedećih parametara: visine leta,
trajanja leta, brzine, maksimalne nosivosti (engl. maximum takeoff weight –
MTOW), veličine letjelice, dometa signala i dr.

Interesantno je da je koncept bespilotnog leta predložio davne 1915. godine
naučnik Nikola Tesla. On je detaljno opisao naoružani bespilotni avion
dizajniran za odbranu Sjedinjenih Američkih Država. Dvije godine nakon toga,
vojska Sjedinjenih Američkih Država proizvodi prve bespilotne letjelice koje su
kontrolisane radio signalom. Posljednje desetljeće je obilježilo sve veće korištenje
bespilotnih letjelica za naučne, komercijalne i zadatke javne sigurnosti, sa ciljem
prikupljanja podataka i snimaka ugroženih područja, izrade karata,
komunikacionog prijenosa, istraživanja, spašavanja, pregleda saobraćaja i dr. Sa
bespilotnom letjelicom oblika aviona u civilne svrhe prvi su eksperimentisali
Przybilla i Wester-Ebbinghaus 1979. godine. Godine 1980., Wester-Ebbinghaus
koristi prvi model helikoptera u fotogrametrijske svrhe. Bespilotnom letjelicom
može se upravljati daljinski, može biti poluautonomna, autonomna, ili
kombinacija svega navedenog. Bespilotne letjelice mogu ostvarivati uzgon
potreban za let fiksnim aeroprofilnim površinama (slika 9.7) i rotirajućim
aeroprofilnim površinama (slika 9.8 i slika 9.9).
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
183

Slika 9.7. Bespilotna letjelica eBee Plus kompanije senseFly
                     (Mulahusić, Topoljak i Tuno, 2017)

U današnje vrijeme, bespilotne letjelice podijeljene su u četiri osnovne kategorije:
•
mikro / mini (MAV / Mini),
•
taktičke (TUAV),
•
strateške i
•
bespilotne letjelice sa posebnim zadacima.

Slika 9.8. Bespilotna letjelica Adam Technology 880MX
                     (Mulahusić, Topoljak i Tuno, 2017)

184
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

Slika 9.9. SurveyDron01, proizvod kompanije GeoWILD iz Sarajeva
                     (Mulahusić, Tuno, Topoljak, Čengić i Kurtović, 2020)
9.5.1. Vrste senzora na bespilotnim letjelicama u rudarstvu

Bespilotne letjelice pružaju samo platforme za let, a uspjeh posmatračke misije
ovisi o senzorima kojima su iste opremljene. Poboljšanjem performansi
bespilotnih letjelica ubrzano se razvijaju i različiti senzori. Senzori se prema
djelovanju mogu podijeliti u dvije grupe: aktivni i pasivni senzori.

Pasivni senzor je elektromagnetni energetski senzor, poput digitalnog
fotoaparata (kamere) ili spektralnog slikovnog senzora koji može prikupljati
samo reflektovanu svjetlosnu energiju od sunca ili od zemlje.

Aktivni senzor emituje elektromagnetne talase do zemlje, a zatim prikuplja
od zemlje odbijenu energiju, poput LiDAR-a, SAR-a, itd. Zbog opterećenja i
izdržljivosti bespilotne letjelice, senzori su lakši i manji. Reprezentativni senzori
koji se koriste u naučnim istraživanjima i proizvodnji u rudarstvu su digitalni
fotoaparati / kamere (uglavnom Sony i Canon), spektralni slikovni senzori
(poput Senop Rikola, MicaSense RedEdge i Parrot Sequoia), termalne
infracrvene kamere (poput FLIR Tau2 324 i ICI termalne kamera) i senzori plina
(za nadzor prašine, COX nadzor i NOX nadzor).
9.5.1.1. Digitalne kamere

Zahvaljujući digitalnim kamerama mogu se dobiti jasni snimci u vidljivom dijelu
elektromagnetskog spektra (talasne dužine između 400 i 760 nm). Digitalne
kamere imaju relativno nisku cijenu, a pružaju veliki broj piksela. UAV
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
185

opremljene digitalnim kamerama pružaju snimke visoke rezolucije testnih
područja, što je široko korišten pristup u rudarstvu. Zahvaljujući nagibnom
slikovnom sistemu u koji je na bespilotnu letjelicu ugrađeno više senzora mogu
se dobiti detaljnije prostorne informacije i teksture iz više različitih uglova. Ovaj
pristup se široko koristio za izračunavanje zapremine iskopa kod otvorenih
rudarskih kopova, kao i za analize stabilnosti padina. Pojava i razvoj kamera sa
više objektiva doveli su do značajnog povećanja efikasnosti, ali i do većih
poteškoća prilikom obrade podataka.
9.5.1.2. Spektralne slikovne kamere

Multi-spektralno snimanje je tehnika daljinskog istraživanja, koja prikuplja više
od dva spektralna kanala za potrebe istovremenog snimanja. Informacije o
elektromagnetskom talasu koji se reflektuje dijeli se u nekoliko spektralnih
segmenata za prijem i snimanje. Male multi-spektralne kamere niske su cijene i
malim su obimom pod utjecajem vremenskih prilika, što pruža očite prednosti
kod malog i srednje razmjernog preciznog nadzora. Trenutno, široko korištene
male multi-spektralne kamere imaju odvojene leće i senzor opremljene filterima
različitih talasnih dužina. U uporedbi sa manjom širinom opsega i
diskontinuitetom multi-spektralnih kamera, hiperspektralnim kamerama mogu
se dobiti informacije mnogo većeg obima i sa većom rezolucijom, poboljšavajući
otkrivanje temeljem razlika u spektralnim informacijama. Navedeno ima veoma
važnu ulogu u poljoprivredi, kao i prilikom identifikacije minerala što je od
izuzetnog značaja u rudarskoj industriji.
9.5.1.3. LiDAR

LiDAR (engl. Light Detection And Ranging – LiDAR), je tehnologija kojom se
mjerenjem vremena putovanja laserskog snopa, uz poznavanje položaja senzora,
određuje udaljenost do objekata na površini terena. Na taj način određuje se
trodimenzionalan položaj objekata. Sa lidarom se skenira površina iz letjelice
(aviona), helikoptera i sa satelita. Lidarski instrumenti razlikuju se po nekim
osnovnim karakteristikama, kao što su npr. talasna dužina laserskog zraka,
frekvencija pulseva, širina laserskog zraka i snaga lasera, što ukazuje i na
186
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

odgovarajuću namjenu instrumenta. Lidar je tehnologija kojom se realizuju
mjerenja sa visokom gustoćom u veoma kratkom vremenu. Velika količina
podataka omogućava površinsko modeliranje skeniranih objekata.

Laserski skeneri relativno su novi alat u svijetu tehnologije rudarstva. Ovi
skeneri mogu se postaviti na platformama koje su u zraku, na zemlji ili ispod
površine terena. Svako postavljanje optimizirano je za različita okruženja, a
samim tim i različite aplikacije.
9.6.1.4. Termalne infracrvene kamere

Ukoliko se na bespilotne letjelice žele ugraditi termalne kamere, iste trebaju biti
manje i laganije. Bespilotne letjelice koje su opremljene termalnim infracrvenim
senzorima koriste se u poljoprivredi, geologiji, a posljednjih godina značajan je
napredak prilikom korištenja i u rudarstvu. Zadovoljavajući rezultati postignuti
su prilikom mjerenja temperature, praćenja rudokopa i modeliranja
samozapaljive ugljene prašine i podzemnih požara u rudnicima.
9.5.1.5. Gasni senzori

Ubrzanom industrijalizacijom i masovnim korištenjem energije, zagađenje zraka
postalo je veliki problem u zaštiti okoliša. Prašina koja se javlja nakon miniranja
i fotohemijski smog uzrokuju zagađenje zraka i ugrožavaju zdravlje ljudi.
Bespilotne letjelice koje su opremljene minijaturnim senzorima plina mogle bi
nadoknaditi nedostatak podataka sa tradicionalnih stanica za praćenje, a na
temelju takvih podataka mogu se provesti analize i simulacije PM10, CH4 i CO2 u
studijama distribucionih, difuznih i prijenosnih karakteristika.
9.5.2. Prednosti korištenja bespilotnih letjelica u rudarstvu

Iz ranije analize različitih platformi i senzora koji se koriste na bespilotnim
letjelicama može se vidjeti da su prednosti bespilotnih letjelica, kao što su
pravovremenost i niski troškovi prikupljanja podataka, već u potpunosti
iskorištene u mnogim industrijskim granama. Okoliš se drastično mijenja sa
geološkim promjenama u rudarstvu. Tradicionalno prikupljanje podataka
ograničeno je vremenom i sigurnošću i često dovodi do nedostatka potpunih
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
187

informacija praćenja i procjene. Niski troškovi, visoka preciznost i primjetna
vremenska učinkovitost čine bespilotne letjelice pouzdanim u smislu načina
prikupljanja podataka, što može pružiti detaljne osnovne podatke i omogućiti
sinhrono nadgledanje za potrebe rudarske industrije. Studije su pokazale da je
efektivno područje praćenja bespilotnim letjelicama između 100 i 100 000 m2, a
odgovarajuća greška je između 2 i 20 cm. Može se zaključiti da bespilotne letjelice
pokazuju veliki potencijal u rudarskom nadzoru manjeg ili većeg obima.
Relevantna istraživanja uglavnom se usredotočuju na 3D modeliranje i premjer
terena, kao i na ekološke i geološke rizike, te praćenje vegetacionog pokrova.
9.5.2.1. Premjer i 3D modeliranje

Dobivanje visoko-preciznih i visoko-rezolucijskih 3D položajnih podataka ključ
je budućeg napretka i poboljšanja efikasnosti u rudarstvu. Tačni podaci o terenu
nisu samo osnova 3D modeliranja, već su važni i za geološka predviđanja rizika.
Također je moguće korištenje satelitskih snimaka i općenito daljinskih
istraživanja za praćenja otvorenih rudokopa. Međutim, lošija vremenska
rezolucija otežava karakteriziranje brzih i drastičnih promjena u rudarstvu.
Nadalje, satelitski snimci uglavnom imaju lošiju prostornu rezoluciju i podložni
su vremenskim problemima kao što su oblačni vremenski uslovi, što znači da
tada ne mogu zadovoljiti potrebe praćenja terena u manjim rudnicima ili tek
otvorenim rudnicima. LiDAR, iako može kreirati precizan digitalni model visine
(engl. Digital Elevation Model – DEM), trenutno je skup i nije pogodan za rudarske
radove.
Bespilotne letjelice su relativno jeftine i imaju široku primjenu. Konkretno,
pojavio se veliki broj niskobudžetnih proizvođača bespilotnih letjelica (poput
DJI-ja u Kini) koji omogućavaju brzo i jeftino snimanje terena. Osnovni podaci,
kao što su digitalni modeli površina (engl. Digital Surface Model – DSM), digitalni
modeli visina (DEM) i ortomozaici mogu se dobiti putem bespilotnih letjelica
opremljenih
uobičajenim
digitalnim
kamerama.
Istovremeno,
detaljne
informacije o topografiji mogu se dobiti putem bespilotnih letjelica opremljenih
kamerama sa više objektiva, koje imaju veliki potencijal u proračunima veličine
erozija ili stabilnosti nagiba u rudnicima. Pored prikupljanja podataka, već je
stvoren brzi tok obrade podataka u pojedinim softverskim paketima zasnovanim
na SfM-u, kao što su Agisoft PhotoScan i Pix4D mapper.
188
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

Bespilotne letjelice opremljene niskobudžetnim kamerama mogu se
smatrati prikladnim alatom za istraživanje u površinskim rudnicima. Ova
metoda snimanja ima značajnu prednost u odnosu na satelitske snimke niže
rezolucije, a istovremeno se ovom metodom izbjegavaju zamorni terenski radovi
sa elektronskim tahimetrima, GNSS-om, itd. Pomenuta metoda također može
pružiti efekt 3D vizuelizacije. Tačnost snimanja koja se temelji na gustim
oblacima tačaka također može dostići centimetarski nivo, što je uporedivo sa
terestričim laserskim skeniranjem (TLS). Iako je TLS veoma precizan i općenito
se rezultati njegovih mjerenja tretiraju kao "istiniti" rezultati, istraživanja su
pokazala da bi bilo praktično koristiti bespilotne letjelice u rudnicima kada se
uzimaju u obzir faktori poput troškova, tačnosti i veličine rudnika. Trenutno se
bespilotne letjelice opremljene digitalnim kamerama uveliko koriste u rudarstvu
za potrebe istraživanja terena, mjerenja zapremine iskopa, trodimenzionalne
rekonstrukcije, nadgledanje nagiba i geoloških opasnosti.
9.5.2.2. Procjena štete na zemljištu i praćenje okoliša

Iako donosi ekonomsku korist, eksploatacija ruda također uzrokuje ozbiljnu
štetu na zemljištu i okolišu. Šteta na zemljištu jedna je od najneposrednijih i
najdugovječnijih posljedica rudarstva, a također je pokretačka snaga za promjene
okoliša. Pritisak, iskopavanje i urušavanje zemljišta uzrokovano kopanjem na
otvorenim i podzemnim rudarskim kopovima izravne su manifestacije
navedenog. Ostali oblici oštećenja zemljišta, koji ozbiljno utječu na
produktivnost zemljišta, jesu promjene u mikro-geomorfologiji, vegetaciji,
zemljišnom i vodenom sistemu unutar rudnika. Neravnoteža hidrologije i
geoloških uslova bitan je pokazatelj ozbiljnog oštećenja zemljišta. Procjena štete
na zemljištu i dinamičko praćenje okoliša su, zbog svega navedenog, važan dio
zaštite zemljišta i osnova za odabir različitih pristupa upravljanja u kasnijim
fazama, nakon rudarskih aktivnosti.
Naučnici su proučavali mehanizme oštećenja zemljišta uzrokovane
slijeganjem zbog rudarskih aktivnosti, analizirajući karakteristike kao što su
fizička i hemijska svojstva tla, vlažnost tla i stanja hranjivih tvari u zraku, kao i
erozije i degradacije vegetacije nakon slijeganja tla. Istovremeno, praćenje
korištenja zemljišta i ekoloških pokazatelja predstavlja još jedan veoma bitan
indikator studija o štetama na zemljištu i ekološkim promjenama. Na primjer,
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
189

akumulirana voda uzrokovana slijeganjem tla promijenila je način korištenja
zemljišta, što je rezultiralo pretvaranjem "kultiviranog zemljišta u močvarno
zemljište", nakon čega su se vlaga tla, organski ugljik i topografija drastično
promijenili. Studije su također pokazale da su degradacija vegetacije i smanjeni
usjevi značajno povezani sa rudarstvom kod poljoprivrednih zemljišta koja su
pod utjecajem slijeganja.
Kao sigurno i brzo sredstvo prikupljanja podataka, bespilotne letjelice su
pokazale veliki potencijal prilikom praćenja zemljišta i okoliša koji su pod
utjecajem rudarstva. Bespilotne letjelice opremljene raznim senzorima postigle
su izvrsne rezultate u različitim primjenama, poput posmatranja razmjera štete
na zemljištu zahvaćenom slijeganjem, preciznom kartiranju položaja željeznih
minerala u odvodnji kiseline koja se koristi u rudarstvu, karakterizaciji močvara
pod utjecajem podzemnih iskopavanja uglja, kartiranju i identifikaciji urana i
praćenju rudničkih jezera.
9.5.2.3. Geološke opasnosti i praćenje zagađenja

U procesu iskopavanja ponekad se pojave dodatne geološke opasnosti i problemi
zagađenja. Učinkovita identifikacija i nadzor izvora rizika u rudarstvu važni su
za osiguranje sigurne proizvodnje, osim što predstavljaju značajnu komponentu
ekološkog monitoringa. Rudarski požari, nestabilne padine i pukotine tla
ozbiljno ugrožavaju sigurnost rudarske proizvodnje i važni su za praćenje
geoloških opasnosti u rudarstvu. Ovi početni događaji mogu dovesti do
sekundarnih geoloških opasnosti kao što su zagađenje vode, klizišta i tokovi
krhotina, a također mogu uzrokovati promjene u strukturi zemljišta. U isto
vrijeme, izgaranja kod plitkih ugljenokopa, te površinska miniranja kod
otvorenih rudarskih kopova stvaraju veliku količinu prašine, zagađenja
plinovima (NOX, SOX, CO) i nusproizvoda (CH4, CO2), koji prijete zdravlju
stanovnika, uzrokuju kisele kiše i u konačnici kreiraju ozbiljne ekološke
probleme poput globalnog zagrijavanja.
Bespilotne letjelice mogu pružiti veliku količinu podataka u različitim
vremenskim periodima za potrebe rudarstva. Na temelju tih osnovnih podataka
može se provesti geološki nadzor opasnosti u rudarstvu, uz smanjenje
negativnog utjecaja uzrokovanog rudarenjem. Ukratko, informacije o praćenju
190
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

geoloških opasnosti i izvora rizika u rudarstvu podijeljene su u tri glavna dijela:
nenormalne temperature, zagađenje zraka i nestabilne padine.

o Nenormalne temperature površine
Prostorna daljinska istraživanja, aerofotogrametrijska snimanja i snimanja na
terenu pokazali su se veoma efikasnima u prepoznavanju nenormalnih
temperaturnih područja u rudarstvu. Satelitski sistemi poput NOAA / AVHRR,
Landsat TM / ETM i MODIS-a često se koriste kao izvori podataka za regionalne
studije, ali ne postižu iste rezultate za otkrivanje podzemnih požara, jer su niže
rezolucije. Zračno termalno infracrveno snimanje i LiDAR mogu pružati karte
sagorijevanja u realnom vremenu, a zatim analizirati strukturne i okolinske
promjene nakon dešavanja. Međutim, teško je ispuniti zahtjeve za nadgledanje
požara na ugljenokopima po prihvatljivoj cijeni i obimu radova. Posljednjih
godina brzi razvoj bespilotnih letjelica pospješio je razvoj novih, visoko
performansnih, minijaturiziranih senzora. Geotermalna područja mogu se
sigurno i učinkovito otkriti bespilotnim letjelicama opremljenim termalnim
infracrvenim kamerama. Na osnovu mjerenja bespilotnim letjelicama mogu se
brzo identifikovati i kreirati 3D modeli temperaturnih anomalija u rudarstvu.
Visoko rezolucijski snimci sa bespilotnih letjelica također su vrijedni za preciznu
identifikaciju slabih anomalija ili područja malih dimenzija. Ovakav način
praćenja u stvarnom vremenu može pružiti prediktivne podatke o vjerovatnoj
brzini širenja i putanji požara u rudarstvu.

o Praćenje zagađenja zraka
Plitka sagorijevanja ugljenih gasova i miniranja velikog obima proizvode velike
količine zagađivača kao što su NOX, SOX, COX i toplinska zračenja. Praćenje
kvaliteta zraka temelji se na nekoliko fiksnih uređaja za uzorkovanje za potrebe
modeliranja i verifikacije ili procjene emisija gasova na osnovu pokazatelja kao
što je potrošnja uglja. Britanski geološki ured za mjerenja (engl. British Geological
Survey – BGS) uspješno je izveo misije praćenja zračenja lakim avionima u regiji
St. Stephen u 2014. godini. Međutim, avionima je teško održavati snimke visoke
rezolucije na većim visinama leta. Za pomenuto su potrebni visoko kvalifikovani
profesionalci. Posljednjih godina bespilotne letjelice opremljene senzorima plina
postigle su dobre rezultate u daljinskom praćenju i kontroli zagađivača.

9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
191

o Praćenja stabilnosti nagiba
Stabilnost otvorenih rudokopa je ključna za održavanje sigurnosti i efikasnosti.
Ispitivanje mehanizama nestabilnih padina i njihovo daljinsko nadgledanje
važni su za osiguravanje nesmetanih rudarskih operacija. Studije su pokazale da
bespilotne letjelice mogu pružiti brzu identifikaciju i praćenje stabilnosti padina
i rudarskih terasa kod površinskih kopova.
9.5.2.4. Revitalizacija zemljišta i procjena ekološke obnove

Revitalizacija zemljišta i ekološka obnova u rudarstvu bitne su svrhe praćenja
promjena, a istovremeno su i važne mjere za uravnoteženje suprotstavljenih
potreba ljudi i zemljišta. Trenutno su se relevantna istraživanja rudarskih
revitalizacija razvila iz potrebe praćenja jednostavnih šteta na zemljištu pa sve
do sveobuhvatnijeg praćenja promjena na zemljištu i okolišu, obuhvatajući
raspon od pojedinačnih informacija o štetama do čitavog procesa kontrole štete.
Iako su radovi vezani uz revitalizaciju i ekološku obnovu postigli brojne dobre
rezultate, neki preostali problemi teorije, tehnologije, regulacije i nadzora znače
da neke zemlje imaju nižu stopu obnove. Nadgledanje nakon revitalizacije
zemljišta i ekološke obnove u rudarstvu važan su dio procesa, a također su i ključ
za poboljšanje načina rekultivacije i operativne učinkovitosti.
Satelitski snimci često ne ispunjavaju zahtjeve praćenja i procjene
revitalizacije zemljišta zbog niže prostorne i vremenske rezolucije. Bespilotne
letjelice mogu uzastopno prikupljati snimke veće rezolucije na nižoj nadmorskoj
visini, što ih čini idealnim sredstvom za prikupljanje podataka za vegetacijski
pokrov i promjenu namjene zemljišta. Bespilotne letjelice mogu predstavljati
prijelaz između uzorkovanja i satelitskih daljinskih istraživanja. Oni jamče
podatke velikog obima i visoke rezolucije za potrebe procjene i nadzora nakon
rekultivacije, sa dobrim rezultatima u procjeni pokrivenosti vegetacijom.
9.5.3. Budućnost korištenja bespilotnih letjelica u rudarstvu

Pokazalo se da se bespilotne letjelice mogu uspješno koristiti u rudarstvu. One
mogu zamijeniti tradicionalna mjerenja i veoma brzo obaviti ranije dugotrajne i
naporne zadatke, uz dobivanje periodičnih podatka i istovremeno osiguravanje
mnogo bolje rezolucije u odnosu na satelitske snimke. Međutim, slaba
192
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu

izdržljivost znači da je bespilotnim letjelicama potrebno više letova da bi pokrili
velika područja. Istovremeno, težinsko opterećenje bespilotnih letjelica je
trenutno prenisko i podložno je okolišnim činiocima kao što su vremenske
prilike i teren. Nadalje, hiperspektralne kamere, termalne infracrvene kamere i
LiDAR koji su pogodni za bespilotne letjelice i dalje su prilično skupi, što
ograničava njihovo korištenje. Trenutno su najveći dio senzora korištenih u
rudarstvu digitalne kamere, a glavne su primjene još uvijek usredotočene na 3D
rekonstrukcije i snimanja terena. Stoga je potrebno razviti niskobudžetne senzore
kako bi se proširila usluga i raspon korištenja bespilotnih letjelica u rudarstvu i
kako bi se postigli bolji rezultati istraživanja.

Trenutno je ključno pitanje brze obrada podataka prikupljenih bespilotnim
letjelicama. ''Veliki podaci'', poput LiDAR-skih i hiperspektralnih podataka,
složeni su i veoma zahtjevni za računare. Ne mogu se obrađivati u realnom
vremenu i imaju nizak stepen automatizacije. Hiperspektralni podaci sadrže
mnoštvo informacija za identifikaciju minerala i bitno je provesti smanjenje
dimenzija i klasifikaciju hiperspektralnih podataka putem inteligentnih
algoritama za izračunavanja. LiDAR je npr. mnogo bolji izbor od
fotogrametrijske tehnike SfM (engl. Structure from Motion) kod okoliša koji
karakteriše zatvoreni vegetacioni pokrov, što mu daje veliku prednost u procjeni
vegetacionog pokrova nakon rekultivacije. U isto vrijeme, integrisanje
funkcionalnih modula poput LiDAR-a u sistem bespilotne letjelice omogućava
brže prikupljanje i obradu velike količine podataka u stvarnom vremenu. Prateći
ovaj trend razvoja, kontinuirano nadgledanje i inspekcija infrastrukture, te
analize inventara može se ostvariti bespilotnim letjelicama opremljenim LiDAR-
om, hiperspektralnim kamerama, itd.

Učinkovita kombinacija podataka dobivenih putem bespilotnih letjelica i
drugih vrsta podataka (kao što su podaci daljinskih istraživanja i podaci
snimanja površine terena tradicionalnim geodetskim metodama) i njihova puna
primjena u različitim fazama rada (prije rudarenja, tokom rudarenja, nakon
rudarenja i tokom rekultivacije) trenutno su ključna pitanja u rudarstvu.
Istraživanja su pokazala da bi 3D tačke dobivene putem terestričkog laserskog
skeniranja mogle biti dopuna kontrolnim tačkama na terenu, time pružajući
rješenje za udaljene rudnike na kojima je teško uspostaviti kontrolne tačke zbog
otežanog mjerenja GNSS-om. Također je dokazano da se, za potrebe nadzora
slijeganja, kombinacijom bespilotnih letjelica i tradicionalnih geodetskih metoda
9. Savremene geodetske metode mjerenja u rudarstvu
193

mjerenja mogu postići bolji rezultati od bilo koje metode koja se koristi
pojedinačno. Za razliku od ostalih istraživačkih područja, okoliš rudnika se
drastično i brzo mijenja. Stoga, jedan izvor podataka obično nije dovoljan da
zadovolji stvarne potrebe. Usklađivanjem i spajanjem podataka iz više izvora
može se postići komplementarnost tako što će se iskoristiti pojedinačne
prednosti svake od metoda.

Naučna primjena bespilotnih letjelica u rudarstvu uglavnom se fokusira na
površinska mjerenja, poput 3D rekonstrukcije, premjera terena, analize
stabilnosti klizišta i praćenja zagađenja zraka. Podzemna istraživanja uglavnom
su koncentrisana na požare u ugljenokopima, ali područje u kom su bila uspješna
su u smislu otkrivanja područja nenormalne temperature pomoću termalne
infracrvene kamere. Precizno kartiranja podzemnih rudnika moglo bi pomoći
istraživačima da dobiju podatke, istovremeno pružajući plan za daljnje rudarske
operacije. Tradicionalne metode mogu ostati samo na nivou tačke ili linije i ne
mogu postići nadzor nad čitavom površinom. Istovremeno, bespilotne letjelice
se uglavnom oslanjaju na GNSS za autonomnu navigaciju, ali GNSS signali slabo
prodiru kroz zemlju. Australijska rudarska kompanija trenutno istražuje
mogućnost generisanja 3D karata u podzemnim rudnicima sa bespilotnim
letjelicama opremljenim LiDAR-om, provodeći eksperimente u podzemnom
rudniku na dubini od 600 m u zapadnoj Australiji. Intenzivna primjena
bespilotnih letjelica u podzemnim rudnicima još uvijek treba proći test vremena.

POGLAVLJE 10

GEODETSKA RUDNIČKA DOKUMENTACIJA

10.1. UVOD

Svi jamski radovi koji se u svom napredovanju udalje više od 200 m od tačke
glavnog poligonskog vlaka na koju su bili priključeni, kao i otvoreni poligonski
vlakovi koji imaju više od 20 poligonskih tačaka, moraju se evidentirati u
rudničkoj dokumentaciji. Precizno se moraju snimiti i svi jamski radovi koji se
približe na 50 m granici otkopavanja ili eksploatacionog polja, sigurnosnom
stubu, većem rasjedu, zatvorenim dijelovima jame, starim radovima ili
susjednom rudniku. Svi jamski radovi, bez obzira čemu služe, moraju se snimati
i unositi u planove rudnika čim se ti radovi udalje više od 25 m od posljednje
poligonske tačke.

10.2. MJERAČKE KNJIGE

Obavljena mjerenja unose se u terenske zapisnike i glavne knjige mjerenja (slike
10.1, 10.2, 10.3 i 10.4). Knjige mjerenja su službeni dokumenti i kao takvi moraju
se čuvati kao dokumenti trajne vrijednosti. Mjeračke knjige se mogu voditi i u
digitalnoj formi.

Slika 10.1. Naslovna strana knjige u kojoj su sadržani obrasci 3NT-R
                        (snimio: Ibrahim Muratović)
10. Geodetska rudnička dokumentacija
195

Slika 10.2. Naslovna strana knjige u kojoj su sadržani obrasci 28R
                        (snimio: Ibrahim Muratović)

Slika 10.3. Naslovna strana knjige u kojoj su sadržani obrasci 19-R
                        (snimio: Ibrahim Muratović)

196
10. Geodetska rudnička dokumentacija

(a)
10. Geodetska rudnička dokumentacija
197

(b)

Slika 10.4. Računanje koordinata tačaka u podzemnom poligonskom vlaku – TO 19R
                        (a) i skica poligonskog vlaka (b) (izvor: RMU Kakanj)
198
10. Geodetska rudnička dokumentacija

10.3. GRAFIČKA DOKUMENTACIJA RUDNIKA

Grafička dokumentacija rudnika predstavlja rudničke planove i karte iscrtane na
odgovarajućem materijalu za izradu planova ili izrađene uz podršku određene
softverske aplikacije. Prema potrebi, rudarske preduzeća mogu koristiti i
formate planova predviđene propisima za državni premjer, i to formate sa
korisnom veličinom prostora 50 cm x 75 cm i 60 cm x 90 cm ovisno od razmjere.

Svi listovi koji pripadaju istom planu odnosno nacrtu moraju imati istu
orijentaciju, razmjeru, koordinatni sistem i mrežu. Za crtanje dugačkih uzanih
terena i objekata dozvoljava se produženi format sastavljen iz podjednakih
susjednih formata. Pri izradi planova snimanja na površini, obaveza je korištenja
topografskim odnosno kartografskim znacima sadržanim u topografskom
odnosno kartografskom ključu. Rudarske oznake i simboli je naziv za zbirku
specifičnih oznaka za planove u rudarstvu.

Kartiranje snimljenih tačaka odnosno unošenje pojedinih objekata u
originalne planove mora se obavljati na osnovu vjerodostojnih i provjerenih
podataka i to isključivo putem koordinata računatih u mjeračkim knjigama (u
analognom ili digitalnom obliku).

Ako se za snimanje površinskog kopa koristila terestrička fotogrametrija ili
aerofotogrametrija, objekti se unose u originale planova na osnovu prethodno
spomenutih snimanja. Ako se za snimanje koriste terestričke metode, izrada
grafičkih prikaza (kartiranje) se obavlja odgovarajućim softverom (npr.
AutoDesk Civil 3D, Adtollo TopoCAD i sl.). Karte i planovi u digitalnom obliku
iscrtavaju se po potrebi pomoću plotera na standardnim formatima.

Razmjera koja će se upotrijebiti kod pojedinih planova odnosno nacrta zavisi
od jasnoće unošenja i preglednosti unesenih podataka koji se traže za taj
dokument. Pri izradi propisanih planova odnosno nacrta mora se upotrijebiti
jedna od slijedećih razmjera 1 : 500, 1 : 1000, 1 : 2500, 1 : 5000, 1 : 10 000, 1 : 25 000
ili 1 : 50 000. Pri izradi profila i skica za lokacije uređaja, mjesta nesretnih
slučajeva, itd. treba upotrijebiti jednu od sljedećih razmjera: 1 : 250, 1 : 200, 1 :
100, 1 : 50, 1 : 25 ili 1 : 10.

10. Geodetska rudnička dokumentacija
199

10.3.1. Situacioni nacrt eksploatacionog polja

Situacioni nacrt eksploatacionog polja (slika 10.5), po pravilu, treba izraditi na
topografskom planu u razmjeri koja obezbjeđuje dovoljnu tačnost za određivanje
granice polja i dobivanje podataka potrebnih za raspravu na licu mjesta.

Slika 10.5. Situacioni plan rudnika u analognom obliku, razmjera 1 : 5000, isječak
                        (snimio: Jusuf Topoljak)

Situacioni nacrt eksploatacionog polja kod preduzeća za istraživanje i
eksploataciju nafte, solnih voda i zemnih plinova mora sadržati sve potrebne
podatke.
10.3.2. Geološka karta eksploatacionog polja

Geološka karta eksploatacionog polja i njegove okoline izrađuje se na
topografskom planu odnosno osnovi, u razmjeri koja obezbjeđuje dovoljnu
tačnost i jasnoću geoloških granica i podataka koji se u kartu unose.
200
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Geološka karta eksploatacionog polja treba da sadrži:
•
topografske podatke sa izohipsama i važnijim kotama – ako nema
topografskog plana, geološke podatke, i to opšte i bitne za pravilno
usmjeravanje rudarskih radova odnosno bušenje,
•
sve važnije petrografske, stratigrafske, tektonske i hidrološke podatke,
kao i izdanke mineralnih sirovina i njihove konture po stepenu
istraženosti (po kategorijama rezervi),
•
sve izvršene istražne radove i geološka istraživanja,
•
jamske otvore i glavne jamske saobraćajnice na pojedinim horizontima i
•
bušotine sa odgovarajućim oznakama (duboke i plitke).

Radi jasnije slike i praktičnog korištenja podataka karte, geološka karta mora
imati kao prilog dovoljan broj uzdužnih i poprečnih profila izraženih preko
ležišta korisnih mineralnih sirovina odnosno preko naftnog ili plinskog polja.

Projektovani istražni radovi (plitka okna, istražne jame, bušotine i dr.) ne
unose se na geološku kartu već u za to određen zaseban plan sa potrebnim
geološkim podacima, koji sačinjava prilog geološkoj karti.
10.3.3. Situacioni plan rudnika

Situacioni plan rudnika izrađuje se na topografskoj osnovi razmjera 1 : 1000 do
1 : 5000.

Pregledni situacioni plan rudnika velike rasprostranjenosti, ili sa više jama,
rudarska preduzeća mogu izrađivati za svoje potrebe, ili kada to rudarski organ
odredi, u jednoj od razmjera do 1 : 25 000.

Situacioni plan rudnika sa podzemnom eksploatacijom mora sadržavati:
•
sve glavne podatke topografskog plana odnosno razmjere ako se njime
raspolaže, ali u svakom slučaju sve stalne tačke trigonometrijske mreže
rudnika i državne triangulacije ako na terenu postoje, glavne poligonske
i nivelmanske mreže, kao i sve stalne tačke mjerenja na površini sa
njihovim kotama, a po mogućnosti i izohipse ekvidistancije do najviše 10
m, smjer i deklinaciju magnetskog meridijana sa upisanom godinom
mjerenja za rudnike koji su magnetski orijentisani, a za ostale rudnike –
smjer astronomskog meridijana,
10. Geodetska rudnička dokumentacija
201

•
sve jamske otvore i jamske saobraćajnice na svim horizontima, kao što su
prekopi, hodnici, svoznice odnosno uspinjače okna, zatvoreni jamski
prostori, stari radovi i dr.,
•
graničnu liniju produktivne formacije sa eventualnim izdancima ležišta
mineralnih sirovina, istražne radove i bušotine sa površine,
•
granice eksploatacionih polja, istražnih prostora i susjednih rudnika, kao
i granice političkih općina,
•
upravne i pogonske zgrade i magacine tečnog goriva, eksplozivnog i
ostalog materijala,
•
naselja, važnije usamljene zgrade, industrijske objekte svog i drugih
preduzeća, jalovišta i sl.,
•
saobraćajnice na površini (željezničke pruge, glavne puteve, ceste,
žičare),
•
dalekovode, kablove, električne centrale i trafostanice,
•
stajaće i tekuće vode, izvore, vodovodne mreže i hidrante, crpne stanice i
kanalizacije,
•
kamenolome, ponore, prolome, pećine i ostale šupljine koje imaju otvore
na površini.

Situacioni plan rudnika mora se dopunjavati pri znatnijoj promjeni stanja na
površini ili u jami.

Situacioni plan rudnika sa površinskim kopom mora sadržati još i:
•
granice ležišta korisnih mineralnih sirovina i granice otkopavanja, etaže
u korisnoj supstanci i jalovini,
•
transportne puteve, željezničke pruge, svoznice, uspinjače, sipke,
bunkere i dr.,
•
jalovišta i
•
izvršene istražne radove, bušotine i podzemne rudarske radove, ako ih
ima.
10.3.4. Plan jame

Plan jame izrađuje se u razmjeri 1 : 500 do 1 : 2500. Originali plana jame crtaju se
na bijelom crtaćem papiru nalijepljenom na kartonima ili na aluminijskoj ploči
(na korektostat papiru) ili digitalnom CAD ili GIS formatu (slika 10.6 i 10.7).
202
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Plan jame mora sadržavati:
•
sve jamske objekte, ako što su: okna, potkopi, hodnici, prekopi, niskopi
ili uskopi, slijepa okna, magacine eksplozivnog i ostalog materijala, crpne
i trafo-stanice, komore za kompresore, ventilatore, prevozne uređaje,
jamske radionice i dr., kao i sve sigurnosne stubove radi obezbjeđenja
jamskih ili površinskih objekata, zatvorene jamske prostore i stare
radove,
•
energetsku mrežu jame (vodove električne energije i komprimiranog
vazduha), vodovodnu mrežu i hidrante i jamska postrojenja (svoznice,
uspinjače, žičare, transportne sisteme),
•
sva aktivna radilišta na otvaranju, pripremanju i otkopavanju,
•
saobraćajnice,
•
otkopane površine (označene po godinama otkopavanja i način
zapunjavanja: ručno, mehaničko, pneumatsko, pomoću vode i dr.),
•
gradnje i brane trajnijeg značaja koje služe za odbranu od vode, plina,
požara ili eksplozije,
•
oznake karakteristika ležišta korisnih mineralnih sirovina (pružanje, pad
i profil ležišta), sve poremećaje i zarušenja, kao i jamske i vanjske
bušotine. Kod ovih posljednjih treba istaći one koje nisu propisno
zacementirane odnosno na siguran način zatvorene,
•
mjesta pojava metana i većih pojava vode,
•
trajno stabilizovane tačke vanjskog mjerenja, kao i ostale tačke čije su
koordinate i visine zavedene u glavnoj knjizi mjerenja,
•
jasno obilježena mjesta u jami i na površini, prema kojima bi
napredovanje jamskih radova moglo izazvati opasnost prodora vode,
plina, požara, zarušenja, i sl., kao i sve vanjske objekte koji bi mogli biti
ugroženi jamskim radovima, a treba ih čuvati.
•
granice do kojih se smije vršiti otkopavanje radi sigurnosti rada ili zaštite
pojedinih objekata (zvanično određeni sigurnosni stubovi),
•
granice susjednih rudnika i njihove granične jamske radove,
•
sve ostalo što bi moglo biti od značaja za sigurnost rada ili pravilno
usmjeravanje rudarskih radova, odnosno za racionalnu eksploataciju.

10. Geodetska rudnička dokumentacija
203

Slika 10.6. Plan jame u razmjeri 1 : 2500 izrađen na korektostatu, isječak (izvor: RMU

   Kakanj)

Slika 10.7. Plan jame u razmjeri 1 : 1000 izrađen podrškom CAD aplikacije, isječak
                     (snimio: Jusuf Topoljak)

Ako se jamski radovi nalaze jedni iznad drugih (rad u više etaža, horizonata
ili slojeva), moraju se, gdje to preglednost zahtjeva, pored opšteg plana jame,
204
10. Geodetska rudnička dokumentacija

izraditi za pojedine etaže, horizonte ili slojeve i zasebni planovi po etažama,
horizontima ili slojevima.

U zasebne planove u smislu prethodnog stava, moraju se unijeti svi jamski
radovi izvedeni u tom dijelu jame, a pored toga i svi jamski prostori označeni na
opštem planu jame (za provjetravanje, transport, prolaz i dr.), koji su u
neposrednoj vezi sa radovima etaže, horizonta ili sloja.

Pored redovnog mjesečnog dopunjavanja, dopunjavanje plana treba
obavljati kada se otvori novo radilište, po izbijanju u neki raniji stari rad i po
završetku ili napuštanju nekog radilišta.

Naročitu pažnju treba poklanjati mjerenju i blagovremenoj dopuni plana,
kada se radovi približavaju zatvorenim ili ranije otkopanim prostorima (starim
radovima), graničnim i sigurnosnim stubovima, rasjednim i drugim opasnim
zonama, ili kada se radovi obavljaju u blizini nekog drugog jamskog radilišta ili
površine.

10.3.5. Otkopni plan jame

Otkopni plan jame obavezan je za rudnike kod kojih se otkopavanje realizuje u
više etaža, horizonata ili slojeva koji se nalaze jedni iznad drugih, kao i za veće
rudnike zbog veće jasnoće i preglednosti.

Otkopni plan jame izrađuje se u razmjeri 1 : 500 do 1 : 2500, a po potrebi i u
razmjeri 1 : 200 na bijelom crtaćem kartonu ili u digitalnom obliku (slika 10.8).

Otkopni plan jame mora sadržati:
•
sve podatke opšteg plana jame koji se odnose na etažu, horizont ili sloj i
sve detalje izvršenih radova u tom području, kao i jamske i površinske
bušotine, sa njihovom početnom i završnom kotom,
•
sve jamske saobraćajnice na toj etaži, horizontu ili sloju i van njih koje su
u neposrednoj vezi sa radovima na odnosnoj etaži, horizontu ili sloju i
služe za izvoz, provjetravanje, odvodnjavanje ili za koju god drugu
svrhu,
•
oznake karakteristika ležišta (pružanje, pad i profil) snimljene bar na
svakih 100 m, a kod znatnijih odstupanja i češće,
10. Geodetska rudnička dokumentacija
205

•
 sva aktivna radilišta na otvaranju, pripremanju i otkopavanju u tom
području jame, sa njihovim nazivom i oznakama,
•
način zapunjavanja, stare radove pa i one za koje ne postoje vjerodostojni
podaci u mjeračkim knjigama (ovi posljednji podaci se unose crtkano),
•
granice otkopanog polja i granice do kojih se smije ići sa otkopavanjem,
površine pod vatrom, vodom i sl., postojeći i projektovani sigurnosni
stubovi radi obezbjeđenja jamskih ili površinskih objekata, ili iz nekog
drugog razloga,
•
rasjede i rasjedne zone, ostale poremećaje i opasna područja sa njihovim
granicama, oznakom i opisom mjesta pojave metana, prodora vode,
gorskih udara i sl., sa njihovom količinom (intenzitetom) i datumom
pojavljivanja,
•
granice i količine istražene korisne mineralne supstance,
•
smjer provjetravanja sa oznakom za svježu, osvježenu i izlaznu vjetrenu
struju,
•
sve ostalo što bi moglo biti od bitnog značaja po sigurnost rada u jami i
•
pravilno usmjeravanje rudarskih radova.

Otkopni plan jame dopunjuje se redovno krajem svakog mjeseca, a po
potrebi i ranije, kao i plan jame.

Slika 10.8. Otkopni plan jame razmjere 1 : 1000 izrađen podrškom CAD aplikacije,
                        isječak (izvor: RMU Kakanj)
206
10. Geodetska rudnička dokumentacija

10.3.6. Plan energetske mreže

U rudnicima sa podzemnim radovima ili površinskim kopom, sa razgranatom
energetskom mrežom i obimnom mehanizacijom, izrađuje se plan energetske
mreže ako plan jame ili površinskog kopa ne pruža potrebnu preglednost takve
mreže. Plan energetske mreže izrađuje se u razmjeri 1 : 500 do 1 : 5000 na crtaćem
kartonu.

Plan energetske mreže mora sadržavati:
•
kod podzemnih rudnika – sve otvore jame i otvorene jamske prostore sa
svim saobraćajnicama, a kod površinskih kopova – sve etaže u korisnoj
mineralnoj supstanciji i jalovini, sa svim saobraćajnicama za odvoz
proizvoda i prevoz jalovine, kao i radove, objekte i uređaje koji služe za
ponovno privođenje kulturi otkopanih površina,
•
transformatore i razvodne uređaje električne struje, vodove (kablove)
visokog i niskog napona, lokalitete pojedinih električnih postrojenja,
telefonske linije i dr.
•
kompresorske stanice, rezervoare za komprimirani vazduh, cjevovode,
•
razvodne ventile i dr., kao i mjesta potrošnje i
•
najvažnije tehničke elemente i kapacitete pojedinih uređaja i instalacija.

Dopuna plana energetske mreže obavlja se kada god nastupi znatnija
promjena u pogledu uređaja i instalacija iz prethodnog stava.
10.3.7. Plan provjetravanja jame

Plan provjetravanja jame radi se na crtaćem papiru u razmjeri 1 : 500 do 1 : 2500
ili u digitalnom obliku (slika 10.9).

Plan provjetravanja jame mora sadržavati:
•
sve otvore jame i otvorene jamske prostore, zatvorene jamske prostore,
stare jamske radove, zidove i ostale gradnje kojima su zatvoreni jamski
prostori ili stari jamski radovi, sa oznakom dana izgradnje,
•
lokacije jamskih požara sa datumom nastanka požara i mjesta u stanju
zagrijavanja,
10. Geodetska rudnička dokumentacija
207

•
davače i sve instalacije daljinske kontrole ventilacionih i plinskih
parametara jame,
•
rasjede i poremećene zone, proruške, pukotine i sve što bi moglo ugroziti
jamu požarom, plinom ili gubitkom vazdušne struje,
•
sva aktivna radilišta u jami i saobraćajnice namijenjene izvozu ili prolazu
ljudi, prostore u kojima se stalno ili privremeno zadržavaju ljudi
(mašinske komore, crpne stanice i dr.),
•
magacine eksplozivnog i zapaljivog materijala,
•
cijevi, vrata, pregrade, zavjese, zidove i ostalo što služi vjetrenju,
regulisanju ili razvođenju vjetrene struje, kao i objekte, uređaje i naprave
za odbranu od požara, širenja eksplozije, prodora plina ili vode,
•
vjetrene stanice,
•
broj ljudi i motora sa unutrašnjim sagorijevanjem najbrojnije smjene,
posebno za svako radno mjesto i za pojedinu stanicu mjerenja vazduha,
kao i ukupno za svako vjetreno odjeljenje,
•
puteve za redovno kretanje ljudi i puteve za hitno napuštanje jame u
slučaju nužde u skladu sa planom spašavanja,
•
mjesta smještaja, vrstu i kapacitet ventilatora koji služe provjetravanju
jame, a nalaze se u jami ili na površini,
•
električne uređaje ili električne instalacije, razvodne ploče, vodove
(kablove) i dr.,
•
mjesta pojave metana, izmjerenu količinu u m3/s i datum mjerenja i
•
sve ostalo što bi moglo biti od utjecaja na pravilno i izdašno
provjetravanje jame.

Plan provjetravanja jame dopunjuje se redovno svakog mjeseca, kao i kada
nastupi neka znatnija promjena u režimu provjetravanja. Radi preglednosti
plana i njegovog periodičnog dopunjavanja mogu se pojedini podaci izdvojiti i
prikazati tabelarno na planu provjetravanja, ali sa pozivom na mjesto označeno
u planu. Kada plan provjetravanja, uslijed periodičnog dopunjavanja, postane
nepregledan odlaže se u odnosni ormar i zamjenjuje se novim.

208
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Slika 10.9. Plan provjetravanja jame u razmjeri 1 : 2500 izrađen podrškom CAD
                        aplikacije, isječak (izvor: RMU Kakanj)

10.3.8. Plan površinskog kopa

Plan površinskog kopa radi se u razmjeri 1 : 500 do 1 : 2500. Originali planova
površinskih kopova crtaju se na bijelom crtaćem papiru nalijepljenom na
unakrsno lijepljenim kartonima ili na ploči od aluminija ili cinka, odnosno u
digitalnom obliku (slika 10.10).

Plan površinskog kopa mora sadržavati:
•
konfiguraciju terena, sa izohipsama i glavnim kotama,
•
hidrografiju terena, sa svim slivnim površinama i protocima vode i
sisteme površinskog i podzemnog odvodnjavanja,
•
sve urađene istražne radove i bušotine, rasjede i poremećene zone,
•
izohipse podine i povlate ležišta korisne supstancije,
•
etaže u korisnoj supstanciji i jalovini, granice ležišta korisnih mineralnih
sirovina, granice otkopavanja sa ucrtanim završenim kosinama etaža i
jalovišta,
10. Geodetska rudnička dokumentacija
209

•
transportne puteve i transportna postrojenja, bunkere, depoe i dr.,
•
podzemne jamske prostore i saobraćajnice,
•
upravne i pogonske zgrade i postrojenja, trafo-stanice i dalekovode,
vodove komprimiranog vazduha, vodovode i napojne stanice,
•
odlagališta i otkopane površine zemljišta koje se privode ili su privedene
kulturi, tj. na kojima je u toku ili je završena rekultivacija.

Slika 10.10. Isječak digitalnog plana površinskog kopa, razmjera 1 : 2500
                          (izvor: RMU Kakanj)

Uz plan površinskog kopa obavezno se izrađuju poprečni profili za etaže u
ležištu korisne supstancije i u jalovini, kao i etaže odlagališta. Plan površinskog
kopa i profili dopunjuju se svakog mjeseca.

210
10. Geodetska rudnička dokumentacija

10.3.9. Hidrološki plan rudnika

Hidrološki plan (plan jamskog i površinskog odvodnjavanja) rade se na
topografskoj osnovi, na crtaćem papiru, u razmjeri 1 : 500 do 1 : 2500 za rudnike
sa velikim pritokom vode, kada to rudarska inspekcija propiše.

Hidrološki plan rudnika sa podzemnom eksploatacijom mora sadržavati:
•
glavne podatke topografskog plana, ako se njime raspolaže, stalne tačke
trigonometrijske mreže rudnika i državne triangulacije i glavne
poligonske i nivelmanske mreže sa njihovim kotama i sa izohipsama do
10 m ekvidistancije,
•
izvore, potoke, rijeke, poplavljene terene i bare, granice jezera i mora,
nasipe, brane, mostove i ostale važnije vodne objekte, kao i granice
maksimalnog vodostaja,
•
granice pojedinih slivnih površina, sa oznakom površine u km2 i
maksimalnim protokom vode u m3/s,
•
kanale, vodosabirnike, crpne stanice i instalacije, sa njihovima
kapacitetima,
•
važnije rasjede, pukotine, pećine, ponore, prolome i udubine, kao i sve
ostalo što bi moglo imati veći značaj za režim jamskih ili površinskih voda
i ugroziti sigurnost pri radu,
•
sve jamske otvore, otvorene jamske prostore, a naročito one koji služe
direktno za odvodnjavanje ili kojima slobodno teče jamska voda, kao i
dublje istražne radove i bušotine,
•
sve zatvorene jamske prostore i stare radove ako kroz njih prolazi jamska
voda ili bi se u njima mogla nakupljati i ugroziti jamu,
•
zidove, vodna vrata, baraže i ostale gradnje izrađene u cilju odbrane od
prodora vode, kao i mjesta na kojima je postavljen manometar za mjerenje
pritiska vode i mjesta filtera za ocjeđivanje ili ispitivanje,
•
sve stalne ili periodične pojave vode u jami, sa oznakom lokaliteta,
pritiska, pritoka i njihovog sastava (mulj, blato, pijesak i sl.), mjesta na
kojima se voda djelimično ili potpuno gubi i datum pojava većih pritoka
ili provala vode.

Rudnici sa površinskim kopovima izrađuju svoje hidrološke planove prema
onim zahtjevima koji se na njih odnose. Kod ovih rudnika prikazat će se na
10. Geodetska rudnička dokumentacija
211

planovima i drugi uređaji i mjere za pravilno odvodnjavanje i zaštitu rudarskih
radova od iznenadnih navala vode.

Dopuna hidrološkog plana provodi se kada god nastupe znatnije promjene
u normalnom režimu odvodnjavanja i zaštitnih mjera.
10.3.10. Plan tektonike rudnika

Plan tektonike rudnika u rudnicima sa složenom tektonikom izrađuje se u
razmjeri 1 : 500 do 1 : 2500 na crtaćem papiru, kada to zahtijeva pravilno
usmjeravanje rudarskih radova ili kada rudarska inspekcija odredi, zbog
racionalne eksploatacije, korisne mineralne supstance, a geološke karte ili
planovi jame ne mogu pružiti potrebnu jasnoću ili preglednost tektonskih prilika
u rudniku.

Plan tektonike rudnika mora sadržavati:
•
sve otvorene jamske prostore, sa glavnim stalnim tačkama mjerenja
potrebnim za orijentaciju,
•
važne petrografske, stratigrafske i hidrološke podatke,
•
izvršene istražne radove i bušotine iz jama i sa površine,
•
detaljno razrađenu tektoniku (rasjede i rasjedne zone, sinklinale i
antiklinale i druge vrste bora, itd.) i
•
konture ležišta korisnih mineralnih sirovina.

Plan tektonike mora imati kao prilog dovoljan broj uzdužnih i poprečnih
profila izvedenih preko ležišta korisnih mineralnih sirovina.

Dopunjavanje plana obavlja se unošenjem podataka koji rezultiraju iz
istražnih radova ili otvaranje ležišta korisnih mineralnih sirovina, ili podacima
do kojih se dolazi prilikom otkopavanja.

10.4. RUDARSKE OZNAKE I SIMBOLI

Geodetski rudarski planovi i karte rudnika sadrže sve rudarske objekte i
postrojenja. U svrhu prikaza pojedinih objekata na planovima i kartama se
koriste rudarske oznake i simbole.
212
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Oznake za označavanje jamskih prostorija namijenjene su za označavanje
rudničkih podzemnih prostorija i to:
•
vertikalnih kao što su okna, slijepa okna i sipke,
•
horizontalnih: potkopi, hodnici i prekopi,
•
kosih: kosa okna, niskopi i uskopi.

Oznake služe za upotpunjavanje sadržaja sljedećih planova i karata:
•
situacioni plan bazena, razmjere 1 : 1000 do 1 : 2500,
•
situacioni plan rudnika, razmjere 1 : 1000 do 1 : 5000,
•
plan jame, razmjere 1 : 500 do 1 : 2500,
•
etažni planovi, razmjere 1 : 200 do 1 : 2 500,
•
plan energetske mreže, razmjere 1 : 1000 do 1 : 2500,
•
geološku kartu rudnika, razmjere 1 : 1000 do 1 : 2500,
•
hidrološki plan rudnika razmjere 1 : 1000 do 1 : 2500 i
•
plan površinskog kopa, razmjere 1 : 500 do 1 : 10 000.

U nastavku će biti prikazano samo nekoliko rudarskih oznaka i simbola. Na
slici 10.11 prikazan je znak za izvozno okno kružnog presjeka za unošenje u
planove razmjere 1 : 200 do 1 : 1000. Površina unutrašnjeg kruga ispunjena je
crnom bojom osim dijela površine kruga čiji je prečnik jednak polovini prečnika
kruga ispunjenog crnom bojom. Pored oznake okna, koja je ucrtana u razmjeri
plana prema stvarnim dimenzijama, ispisana je namjena okna i njegov broj.
Umjesto broja može biti korišten i naziv okna. U redovima ispod ispisana je kota
odvozišta i kota najnižeg navozišta. Za prikaz okna na planovima razmjere 1 :
2000 do 1 : 2500, kao i na kartama 1 : 5000 do 1 : 25 000 koriste se posebni znakovi.

Slika 10.11. Znak za izvozno okno (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Oznake za provjetravanje rudnika sa podzemnom eksploatacijom
namijenjene su za označavanje elemenata važnih za režim provjetravanja jama
10. Geodetska rudnička dokumentacija
213

rudnika, kao što su: ventilaciona okna, ulazna i izlazna vazdušna struja,
ventilaciona vrata i pregrade, venti1acioni mostovi, ventilacione stanice,
ventilacione bušotine, mjesta pojave gasova, ventilatori, cijevi za provjetravanje.
Oznake su obavezne prilikom unošenja podataka u plan provjetravanja jame
razmjere 1 : 500 do 1 : 2500. U plan jame razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 unose se
podaci (i označavaju znakovima) za pravac i razvođenje vazdušne struje i mjesta
pojave gasova. Nadalje, plan jame treba da sadrži i oznake za infrastrukturu koja
je od utjecaja za pravilno i izdašno provjetravanje jame. Otkopni plan jame
razmjere 1 : 200, 1 : 500 do 1 : 2500, pored ostalog, obavezno sadrži znakove za
način provjetravanja, smjer svježe i istrošene vazdušne struje i sve pojave gasova.

Slika 10.12. Rudarska oznaka za svježu vazdušnu struju
                           (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Slika 10.12 prikazuje oznaku za svježu vazdušnu struju. Kao oznaka služi
strelica crvene boje koja prikazuje smjer kretanja svježe vazdušne struje. Za
prikaz na planovima razmjere 1 : 200 do 1 : 1000 koristi se strelica dužine 10 mm,
a na planovima 1 : 2000 do 1 : 2500 dužine 5 mm. U oba slučaja debljina strelice
je 0,1 mm.

Oznake za jamske vode i za odvodnjavanje u rudnicima namijenjeni su za
izradu rudarskih planova, a služe za označavanje elemenata važnih za
poznavanje režima jamskih voda i odvodnjavanja u rudnicima, kao što su izvori,
prodori (provale) vode, vodosabirnici, vodne brane, drenaže, filteri, pumpe,
cjevovodi i dr.

Slika 10.13. Znak za nagli prodor vode iz krova – aktivan
                          (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Na slici 10.13 prikazan je znak za nagli prodor vode iz krova – aktivan.
Oznaka se sastoji od kružića sa skraćenicom K. Kružić se izvlači plavom bojom.
Pored oznake ispisuje se pritok vode i datum prodora vode.
214
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Koriste se pri izradi sljedećih planova:
•
plan jame razmjere 1 : 500 do 1 : 2500,
•
otkopni plan jame razmjere 1 : 200, 1 : 500 do 1 : 2500,
•
plan energetske mreže razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 (samo oznake za
postrojenja odvodnjavanja i oznake koje su vezane za takva postrojenja),
•
hidrološki plan rudnika razmjere 1 : 500 do 1 : 2500,
•
hidrološke planove površinskih kopova (prema potrebi i situaciji
površinskog kopa).

Slika 10.14. Otkopano ležište bez zapunjavanja otkopanog prostora
                           (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Na slici 10.14. prikazana je oznaka za otkopano ležište bez zapunjavanja
otkopanog prostora. Šrafura se crta prema okviru plana pod uglom od 45°. Za
planova razmjere 1 : 200 do 1 : 1000, šrafurne linije su debljine 0,1 mm na
međusobnom odstojanju 2,5 do 3 mm dok su na kartama razmjere 1 : 5000 do 1 :
10 000 na međusobnom rastojanju 1,5 do 2 mm.

Oznake za otkopavanje ležišta korisne supstance i zapunjavanje otkopanih
prostora služe za jednoobrazno označavanje na rudarskim kartama i planovima
otkopavanja zapunjavanja otkopanih prostora i granica otkopavanja.

Oznake za istražne bušotine u oblasti rudarstva služe za označavanje
rudarskih istražnih bušotina na rudarskim kartama i planovima na kojim se
ucrtavaju istražne bušotine.

Oznake se koriste za izradu i dopunjavanje sadržaja planova:
•
situacioni plan rudnika razmjere 1 : 1000 do 1 : 5000 (sve istražne bušotine
na površini),
•
situacioni plan rudnika sa površinskom eksploatacijom razmjere 1 : 1000
do 1 : 5000 (sve istražne bušotine na površini),
•
plan jame razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 (sve istražne bušotine na površini i
u jami),
•
hidrološki plan rudnika, razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 (sve istražne
bušotine) i
10. Geodetska rudnička dokumentacija
215

•
geološki plan rudnika, razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 (sve istražne bušotine
na površini i u jami).

Slika 10.15. Jamska bušotina (bušotina u pod) (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Na slici 10.15 prikazana je oznaka jamske istražne bušotine u pod. Dimenzije
znaka zavise od razmjere plana.

Znakovima za opasne zone u rudarstvu na rudničkim kartama i planovima
označavaju se mjesta opasnih zona i mjesta u oblasti rudarstva, u jami i na
površini rudnika, kao i na istražnim eksploatacionim radovima za naftu i zemni
plin, koje ugrožavaju život, zdravlje i sigurnost ljudi. Odgovarajuće oznake
opasnih zona prikazuju se na planovima:
•
u plan provjetravanja jame razmjere l : 500 do 1 : 2500 unose se oznake
koje označavaju sve pojave gasova i eksplozije, požare, aktivne i
likvidirane, područja vatri i područja ispunjena gasovima sa njihovim
granicama prostiranja,
•
u plan jame razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 unose se mjesta potopljena vodom,
sigurnosni stubovi, područja pod vatrom i ispunjena gasovima,
eksplozije, gorski udari, polomljena krovina, prodor tekućeg pijeska,
pukotine na površini izazvane podzemnim radovima kao i sanirana
područja,
•
u otkopni plan jame razmjere 1 : 200, 1 : 500 do 1 : 2500 unose se oznake
koje označavaju sigurnosne stubove, sve pojave gasova i eksplozije,
pojave prodora vode, gorskih udara, eksplozije ugljene prašine, prodora
tekućeg pijeska, granice zarušavanja, kao i granice obrušavanja, klizanja
i slijeganja površine uslijed podzemnih radova,
•
u hidrološki plan razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 unose se sva područja vodom
potopljena i
216
10. Geodetska rudnička dokumentacija

•
u plan površinskog otkopa razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 unose se granice
klizanja i obrušavanja na površinskom otkopu, kao i granice sigurnosnih
stubova.

Slika 10.16. Gorski udar (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Na slici 10.16 prikazana je oznaka za mjesto gorskog udara. Oznaka se sastoji
od romba sive boje sa strelicom crvene boje u pravcu duže dijagonale sa smjerom
ka dolje.

Oznake za kosine etaža na površinskom kopu služe za označavanje kosine
etaža korisne mineralne supstance (rudnih etaža), otkrivke i jalovišta na
planovima površinskog kopa razmjere 1 : 500 do 1 : 2500.

Slika 10.17. Kosine etaža korisne mineralne supstance: uglja, metala, nemetala
                          (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Na slici 10.17 prikazana je oznaka kosine etaža korisne mineralne supstance.
Na planovima se oznaka ponavlja u zavisnosti od razmjere plana. Znak se crta u
zavisnosti od visine i nagiba etaže, a dimenzija mu je u razmjeri plana. Znak
sadrži broj kosine etaže kao i kote donje i gornje etaže.

Skup oznaka mehanizacija u rudnicima sadrži oznake kojima su u rudničkoj
grafičkoj dokumentaciji predstavljeni:
•
električne mašine i uređaji,
•
toplotne mašine,
•
kompresori,
10. Geodetska rudnička dokumentacija
217

•
izvozne mašine i sredstva za izvoz,
•
mašine za provjetravanje i odvodnjavanje,
•
mašine za izradu jamskih prostorija, otkopavanja i zapunjavanja
otkopnih prostora,
•
transportne mašine i uređaji,
•
pruge i pružna postrojenja i
•
mašine i uređaji na površinskim otkopima.

Oznake predviđene za rudarsku mehanizaciju služe za označavanje na
rudarskim kartama i planovima mehanizacije u jami i na površinskim otkopima
rudnika. Pojedine oznake koriste se pri izradi i dopunjavanju planova:
•
situacioni plan rudnika razmjere l : 1000 do l : 5000,
•
situacioni plan površinskog otkopa razmjere l : 1000 do l : 5000,
•
plan jame razmjere 1 : 500 do l : 5000,
•
otkopni plan razmjere l : 200 do l : 500,
•
plan energetske mreže rudnika razmjere l : 500 do l : 5000 sa podzemnom
eksploatacijom ili površinskim otkopom,
•
plan provjetravanja jame razmjere l : 500 do 1 : 2500,
•
plan površinskog otkopa razmjere 1 : 500 do 1 : 2500 i
•
energetski plan površinskog otkopa razmjere 1 : 500 do 1 : 5000.

Na slici 10.18 prikazan je znak za sijalicu. Dimenzije kruga zavise od
razmjere plana. Pored znaka je napisana jačina sijalice.

Slika 10.18. Sijalica (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Za pomoćne jamske prostorije propisane su oznake kojima se iste
predstavljaju na rudarskim planovima i kartama. Predviđene su oznake za:
navozišta, pumpne stanice, remizu, trafostanicu, magacine eksploziva,
izolacione komore tehničko-operativnih prostorija, remontne radionice,
kompresorske stanice, magacini alata, stanice za smještaj spasilaca, stanice za
hitnu pomoć i sanitarne prostorija.
218
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Na slici 10.19 prikazana je stanica za hitnu pomoć. Oznaka se sastoji od
kruga sa ucrtanim crvenim krstom.

Slika 10.19. Stanica za hitnu pomoć (prema: Službene novine SFRJ, 1967)

Obzirom da je tokom eksploatacije mineralnih sirovina podzemnim i
površinskim metodama neminovno postojanje geodetske osnove, sve tačke se
unose u rudarske planove i karte prema odredbama topografskog odnosno
kartografskog ključa.

Na rudarskim planovima i kartama potrebno je ucrtati i izolinije (terena,
podzemnih voda, sadržaja sumpora itd., kao i granične linije u rudarstvu – npr.
granice ležišta korisne supstance).

10.5. KATASTAR EKSPLOATACIONIH POLJA

Organi uprave nadležni za poslove rudarstva koji su izdali dozvolu za
eksploataciju mineralnih sirovina vode katastar odobrenih eksploatacionih polja.
U okviru ovog operata vodi se evidencija o pravnim licima kojima su izdate
dozvole kao i zbirka isprava odnosno dokumentacije na osnovu koje je izdata
dozvola za eksploataciju. Tokom eksploatacije mineralnih sirovina rudarski
planovi i karte moraju se povremeno dostavljati organu uprave koji vodi katastar
eksploatacionih polja radi njegovog ažuriranja.

10.6. GIS U RUDARSTVU

Geodetski, ali i drugi podaci prikupljeni u rudnicima sa podzemnom i
površinskom eksploatacijom predstavljaju pojave iz realnog svijeta u smislu
njihovih položaja u odnosu na koordinatni sistem, njihovih atributa koji nisu u
relaciji sa položajem i njihovih prostornih međurelacija. Efikasno upravljanje
10. Geodetska rudnička dokumentacija
219

rudnicima zahtijeva skladištenje i korištenje prikupljenih podataka kako bi mogli
biti pravovremeno skladišteni, korišteni i distribuirani. Ova velika količina
podataka zahtijeva korištenje geoinformacionih sistema.
10.6.1. Primjene GIS-a u rudarstvu

GIS (geoinformacioni sistem – engl. geographic information system) omogućava da
se kompletan sadržaj rudarskih planova može organizovati i voditi zasebno (na
slojevima (engl. layer)) u digitalnoj bazi svih rudarskih podataka.

Slika 10.20. Atributni podaci istražnih bušotina sa prostora eksploatacionih polja
mrkog uglja Breza i Kakanj (izradila: mr. Nermina Omerhodžić, Federalni
zavod za geologiju)

Naravno, svi podaci su geolocirani i podaci se ne dupliraju. Svi slojevi se
svakodnevno ažuriraju (usaglašavaju sa stanjem u rudniku). Podaci vezani za
rudnik obrađeni i pohranjeni u GIS-u su na jednom mjestu. Bez ikakvih
ograničenja se mogu dodavati novi slojevi kako bi ovako organizovana baza
podataka (slika 10.20) omogućavala širok spektar analiza za potrebe rudnika
(slika 10.21).

220
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Slika 10.21. Geoprostorna analiza ležišta uglja u Srednjebosanskom ugljenom
basenu (izradila: mr. Nermina Omerhodžić, Federalni zavod za
geologiju)

Uz globalnu zabrinutost zbog iscrpljivanja visokokvalitetnih ležišta rude u
blizini površine, rizici povezani s razvojem rudnika rastu u ekonomskom,
tehničkom i okolišnom smislu razmatranja. Pad proizvodnje mineralnih sirovina
i dobiti rudarskih kompanija rezultirao je uvođenjem velikih teških mašina i
naprednih rudarskih tehnologija za miniranje rudnih nalazišta nekvalitetnih
ruda na većim dubinama. Negativan uticaj na sigurnost pri radu i okolini je
evidentan kako su rudarske nesreće izazvale poteškoće u pravilnom praćenju i
kontroli. Slijedom toga, pojavljuje se potreba za sistemskim i strateškim
planiranjem, radom i upravljanjem okolišem temeljenim na tehnikama
optimizacije ili sistemima donošenja odluka kako bi se poboljšala produktivnost,
operativna učinkovitost i stabilnost u rudarskom okruženju.
Da bi se postigli ovi ciljevi, metodologije zasnovane na geoinformacionim
sistemima učinkovito se koriste za dizajn i optimizaciju procesa razvoja rudnika.
10. Geodetska rudnička dokumentacija
221

GIS je sveobuhvatan okvir koji se koristi za prihvatanje, pohranjivanje,
ispitivanje, analizu i prikaz prostornih podataka u mnogobrojnim aplikacijama.
Međutim, iako se GIS može koristiti za razvoj rudnika, u rudarskom sektoru ne
obraća se značajna pažnja na procjenu metoda i aplikacija temeljenih na GIS-u,
koje se odnose na planiranje, rad ili upravljanje okolišem.
10.6.2. Faza razvoja rudnika

Faza razvoja rudnika sastoji se od planiranja, izgradnje, eksploatacije i
revitalizacije. U fazi planiranja, minerali se pronalaze geofizičkim i
geohemijskim istraživanjima. U fazi izgradnje i eksploatacije gradi se
infrastruktura za proizvodnju minerala, a rude se vade pomoću teške opreme.
Napokon, u fazi revitalizacije, svi nepoželjni materijali, poput otpada, jalovine i
onečišćenog gornjeg sloja tla, uklanjaju se iz rudarskog područja, a podzemno
područje se pravilno ispunjava kamenim materijalima.
Da bi se olakšale investicione odluke, provode se studije izvodljivosti
uzimajući u obzir tehničke, ekonomske i ekološke aspekte razvoja rudnika u fazi
planiranja. Razmjer i stepen mineralnih naslaga procjenjuju se pomoću rezultata
računarski potpomognutog modeliranja. Odabire se odgovarajuća metoda
kopanja, a granica površinskog kopa se optimira za kvantificiranje volumena i
količine rude i otpada. Uz to se projektuje rudarska infrastruktura i identifikuju
potencijalni sukobi, kako bi se spriječili politički, pravni i ekološki problemi.
Konačno, mogu se odrediti rudni resursi i rezerve koji se odnose na količinu i
stepen obradivog rudnog tijela.
Kada se odobri plan razvoja rudnika, gradi se površinski ili podzemni
rudnik, a u rudarskom području grade se transportne ceste, klupe i postrojenja
za preradu. Razne tehnike optimizacije i sistemi donošenja odluka primjenjuju
se za optimizaciju proizvodnje minerala i transporta. Bežični komunikacioni
sistemi mogu igrati glavnu ulogu u praćenju osoblja i opreme te u praćenju radne
okoline iz udaljenog ureda. Za sprečavanje katastrofa uzrokovanih štetnim
plinovima, prašinom, požarima ili vodom mogu se primijeniti različiti sistemi
upravljanja koji se odnose na podzemnu ventilacionu mrežu, upravljanje
sigurnošću i odvodnju; oni također mogu upozoriti radnike o potrebi bijega,
ukoliko je to potrebno.
222
10. Geodetska rudnička dokumentacija

Uticaje okoliša na rudarsko područje trebalo bi nadzirati i kontrolisati u fazi
eksploatacije rudnika i u fazi revitalizacije. U fazi eksploatacije rudnika, prašina,
buka i vibracije uglavnom se događaju kao rezultat bušenja i miniranja. Štoviše,
problemi na padinama i problemi s erozijom česta su pojava u rudnicima. Nakon
rudarenja, u rudarskim područjima mogu se pojaviti razne opasnosti izazvane
rudarstvom, uključujući slijeganje, zagađenje vode, onečišćenje tla i krčenje
šuma. Stoga je ključno kontinuirano pratiti kretanje drenažnih tokova, ispiranje
metala i sedimenata i uspostaviti okvir baze podataka za učinkovito upravljanje
opasnostima. Nadalje, sistemsko planiranje sanacije rudnika može spriječiti i
umanjiti rizike za rudarsko okruženje i ljudsko zdravlje.
10.6.3. Planiranje rudarenja korištenjem GIS-a

Istraživanje planiranja rudnika temeljeno na GIS-u obično se klasificira sa četiri
teme: procjena rudnih rezervi, optimizacija površinskih kopova, dizajn rudarske
infrastrukture i analiza potencijalnih sukoba.
10.6.3.1. Procjena rudnih rezervi

U fazi procjene rudnih rezervi, tehnologije temeljene na GIS-u, poput prostorne
analize i ciljanja, izlaganja, 3D vizualizacije podataka i obrade, mogu se koristiti
za identifikaciju i procjenu lokacije, veličinu i geometriju podzemnih mineralnih
nalazišta.
Razvijeni su alati za upite koji se mogu koristiti kao GIS-3D dodatak, koji
obuhvata i blizinski upit (do "sonde" objekta), upit o svojstvu (numerički atribut),
ljuski (sadržavanje unutar zatvorene površine), upit metapodataka, upit osobine
(kupola, udubljenje, zakrivljenost), upit trenda (ravnina zarona, vektor) i upit
presjeka (s objektom "sonde"). Ovakva rješenja olakšavaju upite i lako
predstavljaju atribute te podržavaju prostorno ciljanje kako bi se zadovoljile
potrebe za rudarstvom i istraživanjem minerala.
Postoji metoda integrisane geostatistike s GIS mogućnostima, poput
prostorne analize, izlaganja i 3D vizualizacije i obrade podataka. Posebno su
korisne vizuelne i interaktivne analize temeljene na GIS-u za ispitivanje
povezanosti podataka na razmatranom području i ukupnih podataka u
integrisane prostorne baze podataka. Dobre rezultate daje metoda kriginga,
10. Geodetska rudnička dokumentacija
223

geostatističke metode za procjenu oblika, prostornog položaja i obima otvorenih
rudnika. Kod te metode je najbolje koristiti veći broj varijabli kako bi se dobile
dodatne informacije i poboljšala tačnost procjena o podacima u rudnicima.
Treba spomenuti i metode identifikacije i klasifikacije metode težina koje se
koriste u procesu istraživanja rudnika. Težinske metode mogu se razvrstati u
dvije glavne grupe: metode temeljene na podacima (metoda težina dokaza,
logistička regresija i vještačke neuronske mreže (engl. artificial neural networks –
ANN)) i metode znanja (metode procjene omjera, analitički hijerarhijski
postupak (engl. analytical hierarchy process – AHP)) i Delphi.
10.6.3.2. Optimizacija otvorenih rudarskih kopova

Metoda za kvantifikaciju nesigurnosti upotrebljava se za optimizaciju podataka
otvorenih rudnika, kao rezultata kolebanja cijena minerala uslijed promjena u
svjetskoj privredi i rezervi minerala. U tom smislu mogu se efikasno primijeniti
Monte Carlo simulacije za generisanje višestrukih skupova cijena minerala na
temelju historijskih podataka o podacima cijena minerala, a optimizacija granica
obavlja se više puta pomoću ove cijene. Ispituju se rezultati optimalne analize
granica otvorenih rudnika; 1 se dodjeljuje ako blok postoji unutar optimalne
granice, a 0 se dodjeljuje u suprotnom. Ova se binarnizacija provodi na svim
rezultatima optimalne analize granica. Integrisanjem nekoliko binarnih
blokovskih modela izrađuje se model vjerovatnosti koji kvantitativno
predstavlja nesigurnost proizašlu iz promjena u cijenama minerala.
Danas se koristi i tehnologija temeljena na GIS-u za razvoj deponija jalovine
i zasipanih i ne rudarskih zona kao postojeće brdske topografije; također se
procijenjuju stope erozije tla kako bi se identifikovala mjesta brana koja
zahtijevaju nadzor. Stope erozije iz razvijenih rudarskih krajolika procjenjuju se
pomoću adekvatnih empirijskih modela, pri čemu se simulacija brzine erozije tla
s različitim gustoćama vegetacije postiže izmjenom izvornih normalizovanih
vrijednosti indeksa vegetacije. Na taj način efikasno se predviđa potencijal za
eroziju tla i poduzimanju potrebnih koraka prije pokretanja rudarstva.
GIS alati za analizu stabilnosti nagiba mogu se koristiti za integrisanu
analizu stabilnosti nagiba u procesima upravljanja podacima, rezervama rude i
optimizacijom jama na površinskom kopu. Ovakvi alati mogu poboljšati
224
10. Geodetska rudnička dokumentacija

optimiziranu 3D konfiguraciju jama i doprinijeti boljem razumijevanju
ekonomskog utjecaja različitih padina i projekata jama.
10.6.3.3. Dizajn infrastrukture rudnika

U fazi projektovanja rudarske infrastrukture mora se provesti optimalno
pozicioniranje
objekata
(npr.
drobilice,
skladišta,
odlagališta
otpada),
dalekovoda i značajki dizajna cesta. Budući da GIS uključuje funkcije koje se
odnose na obradu i ciljanje prostornih podataka i analizu puta, to može biti
korisno u ovoj fazi. Tako npr., moguće je optimalno dizajnirati linearnu
infrastrukturu, poput cesta u rudnicima, uzimajući u obzir okolišne i socijalne
karakteristike. Prvo se okolišne i socijalne karakteristike identifikuju
strukturiranim intervjuima sa dionicima, a ponderi unosa prostornih podataka
računaju se pomoću tih karakteristika. Ti se prostorni slojevi zatim koriste za
izradu površine troškova za analizu puta s najmanjim troškovima (engl. least-cost
path analysis – LCPA).
Druge mogućnosti odnose se na sljedeće aspekte rudarstva i transporta
kamenih minerala (agregata) u kontekstu regionalnog razvoja: prostorne i
vremenske promjene u raspodjeli i intenzitetu rudarstva, dostupnost
ekonomskih rezervi u aktivnim rudnicima, veličini i raspodjeli tokova cestovnog
prometa agregata, potencijala željeznica kao alternativnog prijevoznog sredstva
i valorizaciji nerazvijenih agregatnih naslaga kako bi se procijenila njihova
prikladnost za buduću upotrebu. Takvi se modeli mogu koristiti za
sveobuhvatno pružanje savjeta o trenutnom stanju mineralnih sirovina,
rudarstva i saobraćaja u regiji i za pružanje uvida u buduće aktivnosti
eksploatacije rude.

10.6.3.4. Analize potencijalnih regionalnih sukoba

U fazi analize potencijalne konfliktne regije mogu se koristiti GIS geoprocesiranje
i hidrološko modeliranje.
Ekološkim i ekonomskim zoniranjem moguće je analizirali postupak
planiranja korištenja zemljišta u sukobu s interesima s obzirom na buduće
10. Geodetska rudnička dokumentacija
225

korištenje zemljišta i vode. GIS tehnike koriste se za procjenu sukobljenih
politika o korištenju zemlje (npr. koju provode različiti nivoi vlasti).
10.6.4. Eksploatacija rudnika korištenjem GIS-a

Aspekti eksploatacije rudnika mogu se klasifikovati na optimizaciju
eksploatacije rudnika, projektovanje i upravljanje bežičnim komunikacionim
sistemom, sistemom za podršku odlukama i dizajn i upravljanje ventilacionim /
sigurnosnim / odvodnim sistemom rudnika.
10.6.4.1. Optimizacija eksploatacije rude

Praćenje sistema za transport rude kamionima i lopatama obavlja se pomoću
funkcija prostorne vizuelizacije i optimiziranje ruta za transport ruda kiperima
pomoću LCPA na bazi rastera i vektora.
Rasterski-bazirani GIS model za određivanje optimalnih puteva prevoženja
kipera u velikim površinskim kopovima upotrebljava višekriterijsku procjenu i
LCPA. U procesu težinskih višestrukih rezultata štetnih karakteristika
primijenjuju se uporedbe u paru za kvantitativnu analizu različitih otpora pet
karakteristika i tri ograničenja, poput brzine kamiona, blizine vode i rudnog
tijela, postojanja zavoja, vidljivosti i održavanja vučnog puta. Optimalni putevi
odvoza kipera mogu se odrediti uzimajući u obzir i udaljenost prijevoza i
višestruki kriterij.
Optimizacija rute prijevoza kipera u površinskim kopovima uglavnom
upotrebljavaju rasterske podatke. Međutim, rasterski podaci mogu uzrokovati
nekoliko problema, uključujući puteve u obliku ''cik-cak'' kretanja zbog veličine
piksela i zanemarivanja topološkog odnosa između transportnih cesta. Da bi se
prevladali ovi problemi upotrebljava se mrežna analiza zasnovana na vektorima,
koja je učinkovitija u određivanju optimalnih puteva za prijevoz kipera
uzimajući u obzir gradijent terena u površinskim kopovima.
Upotrebom GIS-a moguće je odrediti emisije ugljičnog dioksida dizelskih
vozila koji rade u podzemnom rudniku. Temeljem GIS baze podataka o
podzemnim cestovnim mrežama i procjenom prosječne brzine vožnje dizelskih
vozila na svakoj cesti određuje se faktor emisije ugljičnog dioksida. Količina
emisije ugljičnog dioksida povezana s prijevozom kamionima mogu se
226
10. Geodetska rudnička dokumentacija

izračunati uzimajući u obzir faktor emisije ugljičnog dioksida i putnu daljinu
dizelskih vozila utvrđenih GIS mrežnom analizom. Dalje, može se uzeti u obzir
da se faktor emisije ugljičnog dioksida svake ceste mijenja prema nagibu ceste,
nosivosti vozila i emisijskim standardima.
10.6.4.2. Dizajn i upravljanje bežičnim komunikacionim sistemom

U otvorenim rudnicima i podzemnim rudnicima mogu se instalirati bežični
komunikacioni sistemi za prikupljanje podataka koji se odnose na rad opreme,
sigurnost rada i proizvodne procese na web serveru u stvarnom vremenu.
Pomoću web-zasnovanog GIS-a i prostorne analize moguće je dizajnirati i
upravljati bežičnim komunikacionim sistemima. Jedan od primjera je digitalni
model rudnika koji se sastoji od platforme skladišta podataka i platforme za
aplikaciju / analizu temeljenu na GIS tehnologiji. Kada su novi podaci o bušenju
prikupljeni kroz kontrolni mrežni sistem, slojevi prostornih osobina se mogu
kreirati u shape formatu datoteke na temelju podataka o koordinatama i novim
skupom prostornih podataka koji bi se mogao pretvoriti u geoprostorno
zasnovani fajl. Ovakav model dopušta udaljenim korisnicima da pretražuju,
postavljaju upite, vizueliziraju i analiziraju informacije o nalazištima rudnika bez
potrebe za pristupom rudarskom mjestu.
Drugi primjer je algoritam zasnovan na GIS-u za dizajniranje početnog
bežičnog komunikacionog sistema u površinskim kopovima. Analiza
geoprocesiranja koristi se za multikandidatski odabir odašiljača (bežična
pristupna tačka) uzimajući u obzir vjerovatnoću daljnjeg razvoja i karakteristike
okoliša u rudniku. Potom se primijenjuje analiza vidokruga komunikacije
utemeljena na trodimenzionalnoj (3D) djelomičnoj Fresnelovoj zoni za
kvantitativnu procjenu mogućeg područja komunikacije i analizu povoljnih
kombinacija odašiljača.
10.6.4.3. Sistemi za podršku odlučivanju

GIS funkcije temeljene na prostornoj bazi podataka i 3D vizualizaciji također se
mogu koristiti za upravljanje rudarskim podacima i donošenje visokokvalitetne
rudarske odluke za učinkovite rudarske operacije.
10. Geodetska rudnička dokumentacija
227

Primjer je GIS platforma za kontrolu i nadgledanje rudarskih katastrofa
izazvanih velikim naponom kore, plinom i pritiskom vode koja curi u
podzemnom rudniku ugljena. Kolnik, 3D geološko modeliranje i modeliranje
radne površine izvedeni su na temelju nepravilne triangulacione mreže
korištenjem baze podataka geomehaničkih parametara, koji se odnose na
hidrogeologiju, distribuciju plina, napon kore, mehaniku stijene i podatke o
klasifikaciji stijena. Zatim se kroz proračunski program aplikacije procjenjuju
stabilnost stijena i dinamičke katastrofe kako bi se korisnicima pružile mjere
dizajna podrške i spašavanja.
Postoji i sistem praćenja i upravljanja zasnovan na GIS-u za sigurnost kod
podzemnog rudarstva. U ovom sistemu, sistem za upravljanje bazom podataka
i metapodacima dizajniran je za snimanje detalja o minskim nesrećama, kao i
radne i operativne uslove podzemnih radnika i opreme. Razne funkcije,
uključujući analizu raspodjele brzine zraka, tematske prikaze, i analize ruta za
slučaj nužde, pružene su korisnicima kako bi podržale donošenje odluka u
mrežnom GIS okruženju.
Razvijen je korporativni GIS sistem, koji je implementiran s distribuiranim
desktop aplikacijama u cijeloj rudarskoj kompaniji za aktivnu analizu i
upravljanje rudarskim podacima. Postoje tri vrste nivoa upotrebe u sistemu: (1)
operatori mogu generisati i dohvatiti georeferencirane informacije, rudnike i
civilne karte, te baze podataka o zaposlenicima i opremi; (2) korisnici mogu
pretvoriti osnovne karte u digitalne formate i generisati osobine karata i
tematske karte; i (3) rukovodioci kompanija mogu analizirati rudarske aktivnosti
putem upita za karte i donositi odluke u vezi s optimizacijom eksploatacije
rudnika.
10.6.4.4. Projektovanje i upravljanje sistemom za ventilaciju / sigurnost /
odvodnju rudnika

GIS može doprinijeti dizajniranju modela podzemne ventilacione mreže i
upravljanju odvodnim sistemima radi promicanja sigurnosti i sprečavanja
rudarskih nesreća tokom eksploatacije rudnika. Dizajn prostornih baza podataka
i GIS utemeljena prostorna analiza u tu se svrhu često primjenjuju.
U tom smislu razvijen je GIS-ov model mreže za ventilaciju rudnika za
ventilacijski put i planiranje količine koristeći analizu mreže. Tu se koriste sve
228
10. Geodetska rudnička dokumentacija

vrste komponenti ventilacione mreže, kao što su podzemni tuneli, tačke raskršća
(čvorove) i ventilacioni uređaji (zračna vrata, zid i prozor), uz prostornu bazu
podataka koja se odnosi na ventilacionu mrežu i iskopavanje. Pri tome je moguće
izvesti analizu optimalnog puta ventilacije i najboljeg puta spašavanja u
požarnim nesrećama dodjeljivanjem vrijednosti otpora određenoj mreži
ventilacije.
Tehnika modeliranja temeljena na GIS-u upotrebljava se za dizajniranje
jezera s oborinskim vodama u velikim jamama velikih rudnika. Model analize
identifikuje hidrološke parametre, uključujući protok nakupljanja padavina u
ponorima i slivovima, te dizajniranje oborinskog bazena s oborinskim vodama s
pumpnim postrojenjima uzimajući u obzir optimalni kapacitet crpke i skladišta.
Takav pristup omogućava simulaciju poplave kako bi se utvrdila izvedivost
dizajna jezera u uslovima koncentrisane kiše.
10.6.5. Upravljanje okolišem pomoću GIS-a

Upravljanje okolišem rudnika temeljeno na GIS-u može se svrstati u tri teme:
upravljanje
okolišem
eksploatacijom
rudnika,
upravljanje
opasnostima
izazvanim rudnicima i sanacijski projekt rudnika.
10.6.5.1. Upravljanje okolišem u eksploataciji rudnika

GIS se može upotrebljavati za ispitivanje uticaja vibracija tla izazvanih
eksplozijama na okolne građevine (npr. autoceste, vodovodne cijevi, željezničke
pruge i stambena područja) iz rudnika kamenoloma u Vijetnamu. Događaji
miniranja se klasifikuju pomoću neizrazitog algoritma grupisanja C-means (engl.
fuzzy C-means – FCM). Na toj se osnovi koriste modeli neuronske mreže s
kvantilnom regresijom (engl. quantile regression neural network – QRNN).
Kombinacijom FCM i QRNN modela nastaje hibridni model pomoću kojeg se
mogu predvidjeti vibracije tla izazvane eksplozijom. Ovakav model može se
koristiti za kontrolu vibracija tla izazvanih eksplozijom i umanjiti njihove učinke.
GIS softver i tehnike modeliranja koriste se za analizu problema na
padinama na površinskom kopu, pri čemu se analiza provodi kroz nekoliko
koraka, uključujući početne podatke kompilacije i pretvorbe, provjeru valjanosti
podataka, generisanje izvedenog podatkovnog sloja i prediktivno modeliranje.
10. Geodetska rudnička dokumentacija
229

Uz to, rizik od neuspjeha padine analizira se uporedbom predviđene stabilnosti
kosine na temelju GIS-a i modela padina nakon problema istih. Metode
modeliranja temeljene na GIS-u djelotvornije su u analiziranju rizika od
propadanja kosina u površinskom kopu od uobičajenih grafičkih programa za
crtanje.
Otkrivanje i vizuelizacija promjena u kiselim rudničkim jezerima može se
obaviti upotrebom podataka satelitskih snimaka u određenim vremenskim
intervalima u GIS-u, što pruža razne detalje iz godine u godinu s obzirom na
regionalne razmjere kopna i promjene u vodenim tijelima. Podaci dobiveni sa
satelita daljinskih istraživanja koriste se za provjeru razvijenog sistema praćenja
i raznih kiselih rudničkih jezera. GIS softver koristi se za analizu satelitskih
snimaka kao vremenskih serija i pretvorbu granice rudnika kiselih jezera u
vektorski format podataka. Nakon toga računaju se promjene u površini i obodu
kiselih rudničkih jezera i prikazuju kroz tabele i grafikone. Moguće je izraditi i
tematske karte promjena u kiselinskim rudničkim jezerima.
10.6.5.2. Upravljanje opasnostima od rudnika

GIS funkcije, poput analize sliva, prostornog kartiranja, prostorne baze podataka
i prostornog modeliranja, mogu se koristiti za upravljanje opasnostima od
rudnika. Analiziranjem područja oko rudnika moguće je utvrditi sve promjene
u korištenju zemljišta u rudarstvu i poljoprivredi tokom čitave historije rudnika.
Osim toga, zahvaljujući diferencijalnoj radarskoj interferometriji (engl. differential
radar interferometry – DInSAR) i GIS-u moguće je pratiti slijeganje rudnika i
okolnog područja.
10.6.5.2. Projekt sanacije rudnika

Različiti GIS alati se uspješno upotrebljavaju u projektima sanacije rudnika. Tako
npr. postoje alati za podršku projektima melioracije u napuštenim rudarskim
područjima. Takav alat ima četiri glavne funkcije: sposobnost procjene opasnosti
od slijeganja rudnika, procijena eroziju rudarskog otpada, analiziranje puta
protoka rudarske vode na površini i utvrđivanje vrste drveća pogodne za
pošumljavanje rudnika. Aplikacija integriše topografske karte, geološke karte,
karte nanosa rudnika i podatke o bušotinama kako bi uspostavila prostorna baza
230
10. Geodetska rudnička dokumentacija

podataka i ispitale raspodijeljene opasnosti od rudnika koje bi mogle oštetiti
okoliš. Takvi alati pružaju korisne informacije o opasnostima od rudnika kako bi
podržale planirane revitalizacije.
Drugi primjer je prostorni sistem potpore odlučivanju (engl. spatial decision
support system – SDSS) koji minimalizira probleme kao što su nedostatak
integracije podataka i dugotrajna analiza uzrokovana konvencionalnim
metodama u plan revitalizacije rudnika. Na temelju binarnih cjelobrojnih modela
linearnog programiranja, SDSS rješava ove probleme integrisanjem GIS-a s
metodama odlučivanja s više kriterija. SDSS također omogućava korisnicima da
odaberu odgovarajuće korištenje zemljišta u različitim dijelovima područja
nakon rudarenja, uzimajući u obzir socijalne, tehničke, ekonomske, ekološke i
sigurnosne kriterije.
10.6.6. Prednosti korištenja GIS-a u rudarstvu

S ciljem podrške planiranju rudnika, optimimiranju rudarskih operacija i
analiziranju uticaja rudarskih operacija na okoliš, GIS se može efikasno
upotrebljavati za:
(1) Učinkovito upravljanje podacima o rudnicima u georeferenciranim,
prostornim i atributnim formatima podataka. Podaci o rudnicima uglavnom
uključuju bušotine, rudna tijela, ležišta minerala, granice jama i podzemne
transportne ceste, koje imaju prostorne karakteristike. Stoga se ti podaci mogu
učinkovito pohranjivati, manipulisati i obrađivati u georeferenciranim
(geografske koordinate), prostornim (lokacijskim informacijama) i atributnim
(prostorna svojstva) formatima podataka u GIS okruženju. U tu svrhu
uspostavljeni su različiti okviri GIS baze podataka za podatke o bušenim
otvorima, blok modelima ležišta minerala, podzemnim mrežama puteva,
podzemnim ventilacionim mrežama i sl.
(2) Podršku donošenju odluka za upravitelje rudnika. GIS se može koristiti
za podršku donošenju odluka tokom različitih faza razvoja rudarstva. Primjeri
uključuju otkrivanje i procjenu rezervi rude pomoću prostornih alata
korištenjem 3D upita, vizuelizaciju nesigurnosti u površinskim rudokopima i
odabir namjene zemljišta nakon zatvaranja rudnika pomoću višekriterijske
analize. Nadalje, potencijalni sukobi izazvani rudarstvom, katastrofe i opasnosti
10. Geodetska rudnička dokumentacija
231

mogu se unaprijed identifikovati pomoću alata za prostornu analizu. Napokon,
svi podaci i informacije dijele se s više korisnika kako bi se razgovaralo o
optimalnim odlukama putem korporativne GIS tehnologije.
(3) Fleksibilnost razmatranja s više parametara. GIS nudi brojne alate za
integraciju podataka, alate koji se preklapaju, alate za višekriterijsku analizu i
mapiranje algebarskih funkcija za višeparametarska razmatranja. Na primjer,
razvijeni su različiti modeli prostorne analize za optimalno određivanje rute
prijevoza kamiona uzimajući u obzir karakteristike uticaja kretanja kamiona,
višestruki odašiljač odabira mjesta uzimajući u obzir mogućnost dodatnog
razvoja rudnika i karakteristika okoliša, te projektovanje jalovišta za oborinske
vode u jamama uzimajući u obzir hidrološke karakteristike površinskih sistema
odvodnje.
(4) Brza i objektivna inspekcija rudnika bez pristupa na licu mjesta. GIS
može smanjiti vrijeme i napor potreban za detaljno istraživanje rudnog područja
korištenjem podataka daljinskih istraživanja i različitih kartografskih podataka
(npr. topografske karte, geološke karte, hidrološke karte i infrastrukturne karte).
Za planiranje revitalizacije, ove se metodologije primjenjuju za određivanje
aktivnosti revitalizacije, pristup propadanju rudnika i eroziji otpada i procjeni
uticaja vidljivosti rudarskih mjesta.
10.6.7. Budućnost GIS-a u rudarstvu

Posljednjih godina u rudnike su uvedene nove tehnologije, poput senzorskih
mreža, mobilnih uređaja, bežične komunikacije i bespilotnih letjelica, u skladu s
četvrtom industrijskom revolucijom. Konkretno, sistemi upravljanja sigurnosti
rudnika utemeljeni na informaciono-komunikacionoj tehnologiji aktivno se
koriste u otvorenim i podzemnim rudnicima za praćenje opreme i mjesta radnika
i praćenje okoliša eksploatacije rudnika. Za prijenos podataka o lokaciji na web
poslužitelj instalirana je bežična komunikaciona mreža u površinskim kopovima
i podzemnim rudnicima. U budućnosti se planira: (a) uvođenje prostornog
temeljenog GIS-a i baza podataka atributa za sistem upravljanja sigurnosti
rudnika s obzirom na okvir paketnih podataka (npr. vrijeme otkrivanja opreme,
ID otkrivene opreme); (b) razvoj algoritama za automatsko mjerenje ulaznih
parametara (npr. vrijeme rada prijevoza, broj otpremljenih kamiona, vrijeme
232
10. Geodetska rudnička dokumentacija

putovanja kamiona) simulacije sistema prijevoza teretnog vozila i obuku modela
iz prostorne baze podataka i atributa i generisanje ulazih podataka u matričnom
formatu; i (c) razvoj funkcija upita baze podataka za izdvajanje specifičnih
ulaznih podataka u skladu s vremenom rada, datumom i vrstom opreme.
Na temelju svega navedenog u vezi sa GIS-om u rudarstvu, mogu se izvesti
sljedeći zaključci:
(1) U fazi planiranja rudnika usvojene su metode utemeljene na GIS-u za
procjenu rezervi rude, optimizaciji površinskih kopova, dizajnu rudarske
infrastrukture i analizi potencijalnih konflikata. Tri su glavne
karakteristike GIS-a razmatrane na ovu temu. Prvo, GIS mogućnosti,
poput prostornih baza podataka i pripadajuće analize, integrisane su s
funkcijama geostatističke interpolacije i raznim težinskim metodama
(AHP, Delphi, logistička regresija i ANN) za kvantitativnu procjenu
rudnih ležišta u fazi studije izvedivosti. Drugo, potvrđeno je da će 3D
prostorne funkcije upita biti učinkoviti alati za traženje i vizuelizaciju
minerala iznad granične vrijednosti. Konačno, prostorna analiza,
uključujući LCPA, analizu koridora i hidrološko modeliranje, mogli bi se
široko primijeniti na regionalnom nivou za dizajniranje rute prevoženja
rudnik-luka i sprečavanje potencijalnih socijalnih i okolišnih konflikata.
(2) Metode temeljene na GIS-u mogu se široko koristiti za optimizaciju i
upravljanje sistemom eksploatacije rudnika. Na rudarskim mjestima
implementirani su različiti sistemi za transport ruda, bežičnu
komunikaciju, upravljanje rudom, nadzor sigurnosti, podzemnu
ventilaciju i sisteme odvodnje. Tri su koraka za projektovanje i
upravljanje sistemima za upravljanje rudnicima pomoću GIS-a. Prvo,
prostorna baza podataka i metapodaci radnika i opreme, transportnih
cesta i ventilacionih mreža, stope proizvodnje i karakteristike okoliša
grade se u GIS okruženju. Tada svi članovi rudnika mogu dijeliti podatke
o eksploataciji rudnika u stvarnom vremenu postavljanjem istih i
prikazivanjem na GIS web serveru. Konačno, sistemi eksploatacije
rudnika mogu se optimizirati utvrđivanjem puta prevoženja rude, smjera
i količine ventilacije i planiranja spašavanja u hitnim slučajevima kroz
prostornu analizu utemeljenu na GIS-u.

10. Geodetska rudnička dokumentacija
233

(3) U fazi eksploatacije i revitalizacije zemljišta uočene su brojne aplikacije
utemeljene na GIS-u za upravljanje okolišem rudnika. Uticaj rudarskih
katastrofa i opasnosti za rudarsko okruženje i ljudsko zdravlje
predviđaju se i njima se upravlja pomoću prostornih baza podataka,
prostorne analize i tehnika vizuelizacije. Za analize varijacija u
rudarskom okruženju (slijeganje rudnika, padovi kosina i rudarska
jezera) kao vremenska serija uglavnom se koriste snimci daljinskih
istraživanja. Štoviše, razvijeni su različiti sistemi produženja GIS-a koji
podržavaju donošenje odluka u projektima planiranja i ponovnog
korištenja rudnika. GIS ima moćne mogućnosti za projektovanje i
optimizaciju faza razvoja rudnika u smislu upravljanja prostornim
podacima, podrške u donošenju odluka i razmatranja s više parametara.
Ipak, praktična upotreba metoda utemeljenih na GIS-u za planiranje, rad
i upravljanje okolišem i dalje je teška. Slijedom toga, kako bi se
maksimizirala praktičnost i primjenjivost GIS-a na rudarskom mjestu,
potrebno je opće razumijevanje i obuka GIS platforme kroz kontinuiranu
komunikaciju i povratne informacije između inžinjera i istraživača.
POGLAVLJE 11

ZATVARANJE RUDNIKA
11.1. UVOD

Postupak eksploatacije mineralnih sirovina može biti privremeno, potpuno i
trajno obustavljen. Nakon završenog postupka eksploatacije mineralne sirovine
slijedi postupak zatvaranja rudnika. Potom se izvodi rekultivacija ili prenamjena
prostora. Rekultivacija napuštenih i eksploatacionih prostora uključuje sve
radnje koje je potrebno izvršiti na rudničkom prostoru u cilju završne sanacije i
revitalizacije površina degradiranih rudarskim radovima u skladu sa rudarskim
projektom. Prenamjena prostora podrazumijeva pretvaranje napuštenog
površinskog kopa u građevinsko zemljište, dok prenamjena napuštenih
podzemnih jamskih prostorija podrazumijeva pretvaranje prostora u npr.
turističke objekte.

11.2. PRIVREMENA, POTPUNA I TRAJNA OBUSTAVA RUDARSKIH
RADOVA

Ukoliko postoje opravdani razlozi i potrebe mogu se privremeno obustaviti
rudarski radovi. Privremene obustave radova mogu biti iznenadne i planirane.
Jedan od opravdanih razloga je pojava opasnosti po život zaposlenika rudnika
koja je iznenada nastupila na eksploataciji mineralnih sirovina i predstavlja
razlog iznenadne obustave rudarskih radova. Planirane obustave radova se
realizuju kada se npr. obavlja sanacija instalacija.
Privremena obustava izvođenja rudarskih radova je prekid koji ne traje
duže od jedne godine. Ako je obustava izvođenja rudarskih radova planirana i
traje duže od 30 dana, geodeti su obavezni iskoristiti vremenski period u svrhu
izvođenja geodetskih mjerenja.
Potpuna i trajna obustava rudarskih radova može se izvršiti na eksploataciji
mineralnih sirovina na svim objektima ili na samo jednom objektu na kojem se
izvode rudarski radovi. Nakon potpune obustave radova, neophodno je obaviti
sanaciju i rekultivaciju posljedica rudarskih radova na okoliš. Ovim postupkom
potrebno je otkloniti sve posljedice nastale pri izvođenju rudarskih radova, a na
osnovu projekta sanacije i rekultivacije.
11. Zatvaranje rudnika
235

Prije obavljanja konačne sanacije, neophodno je provesti mjere osiguranja kako
bi se trajno isključile opasnosti po život i zdravlje ljudi i imovine i mogući
uzročnici zagađenja okoliša, odnosno štete na objektima i okolišu.
Rudarski planovi, mjeračke knjige i druga dokumentacija o stanju rudarskih
radova, nakon donošenja odluke o obustavi eksploatacije, moraju se deponovati
u nadležnim arhivskim ustanovama (npr. arhive kantona) kako bi se čuvali kao
dokumenti trajne vrijednosti.

LITERATURA

LITERATURA

Aasen, H., Burkart, A., Bolten, A., Bareth, G. (2015). Generating 3D hyperspectral
information with lightweight UAV snapshot cameras for vegetation monitoring:
from camera calibration to quality assurance. ISPRS J. Photogramm. Remote
Sens. 108(5), 245–259.
Agarwal, R., Singh, D., Chauhan, D. S., Singh, K. P. (2006). Detection of coal mine
fires in the Jharia coal field using NOAA/AVHRR data. Journal of Geophysics
and Engineering 3(3), 212–218.
Al Maliki, A., Owens, G., Bruce, D. (2012). Capabilities of remote sensing
hyperspectral images for the detection of lead contamination: a review. ISPRS
Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information
Sciences, Volume I-‐7, 2012 XXII ISPRS Congress, 25. 08 – 01. 09. 2012,
Melbourne.
Alba, I. M., Bernardini, G., Giussani, A., Ricci, P. P., Roncoroni, F., Scaioni, M.,
Valgoi, P., Zhang, K. H. (2008). Measurement of dam deformation by terrestrial
interferometric techniques. The International Archives of the Photogrammetry,
Remote Sensing and Spatial Information Sciences 37(1374), 133–139.
Alvardo, M., Gonzalez, F., Fletcher, A., Doshi, A. (2015). Towards the
development of a low cost airborne sensing system to monitor dust particles after
blasting at open-pit mine sites. Sensors 15(8), 19667–19687.
Baek, J., Choi, Y., Lee, C., Suh, J., Lee, S. (2017). BBUNS: Bluetooth beacon-based
underground navigation system to support mine haulage operations. Minerals
7(11), 228.
Baek, J., Choi, Y. (2018). A New GIS-Based Algorithm to Support Initial
Transmitter Layout Design in Open-Pit Mines. Energies 11(11), 3063.
Baek, J., Choi, Y. (2019). Simulation of Truck Haulage Operations in an
Underground Mine Using Big Data from an ICT-Based Mine Safety Management
System. Appl. Sci. 9(13), 639.
Baek, J., Choi, Y. (2019). Deep Neural Network for Ore Production and Crusher
Utilization Prediction of Truck Haulage System in Underground Mine. Appl. Sci.
9 (19), 4180.
Bahuguna, P. P. (2003). Correlation Survey for Shaft Deepening in Digwadih
Underground Coal Mine. Journal of Surveying Engineering 129(1), 33–36.
Literatura
237

Bahuguna, P. P. (2005). Application of Total Station and Laser in Correlation
Survey and Depth Measurement in an Underground Mine Shaft. Survey Review
38(295), 39–46.
Banerjee, T. K., Roy, S., Dey, S. (2014). A GIS Solution for an Integrated
Underground Coal Mine Management: A Conceptual Framework. J. Manag.
Policies Pract. 2(2), 129–143.
Bao, N., Lechner, A., Fletcher, A., Erskine, P., Mulligan, D., Bai, Z. (2014a).
SPOTing long-term changes in vegetation over short-term variability.
International Journal of Mining, Reclamation and Environment 28(1), 2–24.
Bao, N., Lechner, A., Johansen, K., Ye, B. (2014b). Object-based classification of
semiarid vegetation to support mine rehabilitation and monitoring. Journal of
Applied Remote Sensing 8(1), 1–18.
Bazarnik, M. (2018). Slope stability monitoring in open pit mines using 3D
terrestrial laser scanning. AG 2018 – 4th International Conference on Applied
Geophysics. Cracow, Poland.
Benčić, D., Solarić, N. (2008). Mjerni instrumenti i sustavi u geodeziji i
geoinformatici. Zagreb: Školska knjiga.
Bi, Y., Zou H., Peng C., Shi, L. M. (2014). Effects of mining subsidence on soil
water movement in sandy area. Journal of the China Coal Society 39(s2), 490–
496.
Bian, Z. (2004). Change of agricultural land quality due to mining subsidence.
Journal of China University of Mining and Technology 33(2), 213–218.
Blachowski, J. (2014). Spatial analysis of the mining and transport of rock
minerals (aggregates) in the context of regional development. Environ. Earth Sci.
71, 1327–1338.
Borshch-Komponiets, V., Navitny, A., Knysh, G. (1989). Mine Surveying.
Moskva: Mir Publisher.
Božinović, M., Stojinović, V. (2008). Model promene temperature i gustine
vazduha u rudnicima dubokih jama. U D. Todorović, M. Vidović, K.
Vukadinović, B. Dimitrijević (ur.), Zbornik radova XXXV Simpozijuma o
operacionim istraživanjima SYM-OP-IS 2008, (str. 537-540), Beograd: Saobraćajni
fakultet.
Bui, X.-N., Choi, Y., Atrushkevich, V., Nguyen, H., Tran, Q.-H., Long, N. Q.,
Hoang, H.-T. (2019). Prediction of blast-induced ground vibration intensity in
238
Literatura

open-pit mines using unmanned aerial vehicle and a novel intelligence system.
Nat. Resour. Res. 29(4), 1–20.
Burke, R., Fritz, K., Barton, C. B., Johnson, B. R., Fulton, S., Hardy, D., Word, D.
A., Jack, J. D. (2014). Impacts of mountaintop removal and valley fill coal mining
on C and N processing in terrestrial soils and headwater streams. Water Air and
Soil Pollution 225(8), 2081–2097.
Čeliković, R. (2005). Rudarska mjerenja. Tuzla: Univerzitet u Tuzli, Rudarsko-
geološko-građevinski fakultet.
Carvalho, F. P. (2017). Mining industry and sustainable development: time for
change. Food Energy Secur. 6(2), 61–77.
Chang, K.-T. (2010). Introduction to Geographic Information Systems, 5th ed.;
McGraw-Hill higher education: New York City.
Chen, C., Liu, F., He, Q., Shi, H. (2010). The possibility on estimation of
concentration of heavy metal in coastal waters from remote sensing. IEEE
International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Honolulu.
Choi, Y., Park, H. D., Sunwoo, C. (2008). Flood and gully erosion problems at the
Pasir open pit coal mine, Indonesia: A case study of the hydrology using GIS.
Bull. Eng. Geol. Environ. 67, 251–258.
Choi, Y., Park, H. D., Sunwoo, C., Jung, Y.B. (2009). Application of Fuzzy Theory
and AHP to Evaluate the Slope Instability at Pasir Open Pit Coal Mine, Indonesia.
J. Korean Soc. Miner. Energy Resour. Eng. 46(1), 45–60.
Choi, Y., Park, H. D., Sunwoo, C., Clarke, K. C. (2009). Multi-criteria evaluation
and least-cost path analysis for optimal haulage routing of dump trucks in large
scale open-pit mines. Int. J. Geogr. Inf. Sci. 23(12), 1541–1567.
Choi, Y., Park, H. D. (2011). GIS Modeling for Design of In-pit Stormwater Ponds
in Large Scale Open-pit Mines. J. Korean Soc. Geosystem Eng. 48(2), 165–177.
Choi, Y., Baek, J., Park, S. (2020). Review of GIS-Based Applications for Mining:
Planning, Operation, and Environmental Management. Applied Sciences. 10(7),
2266.
Colombo, D., MacDonald, B. (2015). Using advances InSAR techniques as a
remote tool for mine site monitoring. Proc. of Int. Symposium on Slope Stability
in Open pit Mining and Civil engineering, Cape Town.
Craynon, J. R., Sarver, E. A., Ripepi, N. S., Karmis, M. E. (2016). A GIS-based
methodology for identifying sustainability conflict areas in mine design – a case
Literatura
239

study from a surface coal mine in the USA. Int. J. Min., Reclam. Environ. 30(3),
197–208.
Darling, P. (2011). SME Mining Engineering Handbook, 3rd ed.; Society for
Mining, Metallurgy and Exploration (SME): Littleton.
Darmody, R. G. (1995). Modeling agricultural impacts of longwall mine
subsidence: a GIS approach. International Journal of Surface Mining,
Reclamation and Environment 9(2), 63–68.
Darmody, R. G., Hetzler, R. T., Simmons, F. W. (1992). Coal mine subsidence:
effects of mitigation on crop yields. International Journal of Surface Mining,
Reclamation and Environment 6(4), 187–190.
Davids, C., Rouyet, L. (2018). Remote sensing for the mining industry. Tromsø:
Norut, Norther Research Institute.
Deumlich, F., Staiger, R. (2002). Instrumentenkunde der Vermessungstechnik.
Heidelberg: Herbert Wichmann Verlag.
Different Platforms for Laser Scanning in Mining by PeckTech Consulting. (2020,
01. maj). Dostupno na: https://ugpsrapidmapper.com/ugps-blog/different-
platforms-for-laser-scanning-in-mining/
Dobak, P., Drągowski, A., Frankowski, Z., Frolik, A., Kaczyński, R., Kotyrba, A.,
Pinińska, J., Rybicki, S., Woźniak, H. (2009). Zasady dokumentowania
warunków geologicznoinżynierskich dla celów likwidacji kopalń [The principles
for documenting geological and engineering conditions for the purposes of mine
closure]. Warszawa: Ministerstwo Środowiska.
Donnelly, L. J., De La Cruz, H., Asmar, I., Zapata, O., Perez, J. D. (2001). The
monitoring and prediction of mining subsidence in the Amaga, Angelopolis,
Venecia and Bolombolo Regions, Antioquia, Colombia. Engineering Geology
59(1-2), 103–114.
Duncan, E. E., Kuma, J. S., Primpong, S. (2009). Open Pit Mining and Land Use
Changes: An Example from Bogosu-Prestea Area, South West Ghana. J. Inf. Syst.
Dev. Ctries. 36(1), 1–10.
Dunnington, L., Nakagawa, M. (2017). Fast and safe gas detection from
underground coal fire by drone fly over. Environmental Pollution 229, 139–145.
Đurović, R. (n. d.). VII Predavanje. (2018, 6. novembar). Dostupno na:
https://www.ucg.ac.me/skladiste/blog_5018/objava_11620/fajlovi/Sedmo%20pre
240
Literatura

davanje%20in%C5%BEenjerska%20geodezija%20_%20saobra%C4%87ajni%20s
mjer.pdf
Engineering News (2008). A certified, intrinsically safe TPS400 Total Station.
(2018, 8. novembar). Dostupno na:
http://www.engineeringnews.co.za/article/company-announcement-a-certified-
intrinsically-safe-tps400-total-station-2008-05-22
Environmental Code of Practice for Metal Mines. (2021, 01. maj). Dostupno na
https://www.ec.gc.ca/lcpe-cepa/documents/codes/mm/mm-eng.pdf
Ergün, B. (2011). Terrestrial Laser Scanning Data, Integration in Surveying
Engineering. In: C.C. Wang (ed.): Laser Scanning, Theory and Applications, In-
Tech, pp. 473–494.
Esposito, G., Mastrorocco, G., Salvini, R., Oliveti, M., Starita, P. (2017).
Application of UAV photogrammetry for the multi-temporal estimation of
surface extent and volumetric excavation in the Sa Pigada Bianca open-pit mine,
Sardinia, Italy. Environmental Earth Sciences 76(3), 103–118.
Fennel (n. d.). Instruments de géodésie et accessorires. [Brošura]. Kassel: Otto
Fennel Söhne.
FOIF (n. d.). DZJ200 Laser Plummet. (2018, 6. novembar). Dostupno na:
http://www.foif.com/products/dzj200-laser-plummet
FOIF (n. d.). GTA1300 Gyroscope Station. (2018, 8. novembar). Dostupno na:
http://www.foif.com/products/gta1300-gyroscope-station
Francioni, M., Salvini, R., Stead, D., Giovannini, R., Riccucci, S., Vanneschi, C.,
Gullì, D. (2015). An integrated remote sensing-GIS approach for the analysis of
an open pit in the Carrara marble district, Italy: slope stability assessment
through kinematic and numerical methods. Computers and Geotechnics 67, 46–
63.
Frankić, K. (2010). Inženjerska geodezija. Skripta. Sarajevo: Građevinski fakultet
Univerziteta u Sarajevu.
Gajos, M., Sierka, E. (2012). GIS Technology in Environmental Protection:
Research Directions Based on Literature Review. Pol. J. Environ. Stud. 21(2), 241–
248.
Ganić A., Milutinović A., Tokalić R., Ognjanović S. (2011). Metode merenja
poprečnih profila podzemnih rudničkih prostorija. Podzemni radovi 19, 19–26.
Literatura
241

Ganić, A. (2008). Geodezija sa rudarskim merenjima. Skripta. Beograd:
Univerzitet u Beogradu, Rudarsko-geološki fakultet.
Grenon, M., Hadjigeorgiou, J. (2010). Integrated structural stability analysis for
preliminary open pit design. Int. J. Rock Mech. Min. 47(3), 450–460.
Grenon, M., Laflamme, A.-J. (2011). Slope orientation assessment for open-pit
mines, using GIS-based algorithms. Comput. Geosci. 37(9), 1413–1424.
Grgić, I., Drvenkar, D., Šantek, D. (2017). Računanje volumena iskopa na jezeru
Cirkovljan. Geodetski list 71(94) (1), 77–94.
Grobler, H. C. I. (2016). Azimuth determination by gyroscope, 50 years later, has
anything changed? Proceedings of the 16th International Congress for Mine
Surveying, (str. 105-112), Brisbane: The International Society for Mine Surveying.
Gu, Q., Lu, C., Li, F., Wan, C. (2008). Monitoring dispatch information system of
trucks and shovels in an open pit based on GIS/GPS/GPRS. J. China Univ. Min.
Technol. 18, 288–292.
Haas, F., Hilger, L., Neugirg, F. et al. (2016). Quantification and analysis of
geomorphic processes on a recultivated iron ore mine on the Italian island Elba
using long-time ground-based LIDAR and photogrammetric data by an UAV.
Natural Hazards and Earth System Sciences 3(10), 6271–6319.
Hajdar, A., Tuno, N., Mulahusić, A., Tukić, S. (2018). Osnove programiranja za
građevinske i geodetske inžinjere. Sarajevo: Građevinski fakultet Univerziteta u
Sarajevu.
Hajigholizadeh, M., Melesse, A. M., and Reddi, L. (2016). A comprehensive
review on water quality parameters estimation using remote sensing techniques.
Sensors 16(8), 1298.
Hart, E. F., Parish, J. S. (1995). Mining Surveys. U R.C. Brinker i R. Minnicket
(ur.), The Surveying Handbook (str. 702-728). New York: Chapman & Hall.
Harvey, M. C., Rowland, J. V., Luketina, K. M. (2016). Drone with thermal
infrared camera provides high resolution georeferenced imagery of the Waikite
Geothermal Area, New Zealand. Journal of Volcanology and Geothermal
Research 325, 61–69.
Hosseinali, F., Alesheikh, A. A. (2008). Weighting Spatial Information in GIS for
Copper Mining Exploration. Am. J. Appl. Sci. 5(9), 1187–1198.
242
Literatura

Hou, D., O’Connor, D., Nathanail, P., Tian, L., Ma, Y. (2017). Integrated GIS and
multivariate statistical analysis for regional scale assessment of heavy metal soil
contamination: A critical review. Environ. Pollut. 231(Pt 1), 1188–1200.
Hsieh, Y. C., Chan, Y. C., Hu, J.C. (2016). Digital elevation model differencing
and error estimation from multiple sources: a case study from the Meiyuan Shan
landslide in Taiwan. Remote Sensing 8(3), 199–281.
Hu, Z., Shiyu, W., Jun, J. (2017). Application of 3D Laser Scanning Technology in
Inspection and Dynamic Reserves Detection of Open-Pit Mine. Journal of
Physics: Conference Series, 910, 012046.
Hu, Z., Chen, C., Xiao, W., Wang, X., Gao, M. (2016). Surface movement and
deformation characteristics due to high-intensive coal mining in the windy and
sandy region. International Journal of Coal Science & Technology 3(3), 339–348.
Hu, Z., Hu, F., Li, J., Li, H. (1997). Impact of coal mining subsidence on farmland
in eastern China. International Journal of Surface Mining, Reclamation and
Environment 11(2), 91–94.
Hu, Z., Yang, G., Xiao, W., Li, J., Yang, Y., Yu, Y. (2014). Farmland damage and
its impact on the overlapped areas of cropland and coal resources in the eastern
plains of China. Resources Conservation and Recycling 86(3), 1–8.
Huang, C., Goward, S. N., Masek, J. G., Thomas, N., Zhu, Z., Vogelmann, J. E.
(2010). An automated approach for reconstructing recent forest disturbance
history using dense Landsat time series stacks. Remote Sensing of Environment
114(1), 183–198.
Huo, H., Ni, Z., Gao, C. et al (2015). A study of coal fire propagation with
remotely sensed thermal infrared data. Remote Sensing 7(3), 3088–3113.
Hustrulid, W. A., Kuchta, M., Martin, R. K. (2013). Open Pit Mine Planning and
Design, 3rd ed.; CRC Press: Leiden.
Jackisch, R., Lorenz, S., Zimmermann, R., Möckel, R., Gloaguen, R. (2018). Drone-
Borne hyperspectral monitoring of acid mine drainage: an example from the
Sokolov Lignite District. Remote Sensing 10(3), 385–407.
Janković, M. (1966). Inženjerska geodezija (prvi dio). Zagreb: Tehnička knjiga.
Janković, M. (1966). Inženjerska geodezija (drugi dio). Zagreb: Tehnička knjiga.
Janković, M. (1981). Inženjerska geodezija II. Zagreb: Sveučilišna naklada Liber.
Literatura
243

Jianping, C., Li, K., Chang, K., Sofia, G., Tarolli, P. (2015). Open-pit mining
geomorphic feature characterization. International Journal of Applied Earth
Observation and Geoinformation 42, 76–86.
Jirikovsky, T. (2007). Digitální nivelace v podzemních prostorách. Acta
Montanistica Slovaca 12(3), 398–402.
Johansen, K., Erskine, P. D., McCabe, M. F. (2018). Using unmanned aerial
vehicles to assess the rehabilitation performance of open cut coal mines. Journal
of Cleaner Production 209, 819–833.
Johnston, A. (1991). Lateral Refraction in Tunnels. Survey Review 31(242), 201–
220. DOI: 10.1179/sre.1991.31.242.201
Jugoslovenski leksikografski zavod „Miroslav Krleža“ (1988). Tehnička
enciklopedija. Zagreb: Jugoslovenski leksikografski zavod „Miroslav Krleža“.
Kahmen, H., Faig,W. (1988). Surveying. New York, Berlin: Walter de Gruyter.
Kajzar, V., Kukutsch, R., Heroldová, N. (2015). Verifying the possibilities of using
a 3D laser scanner in the mining underground. Acta Geodynamica et
Geomaterialia 12(1) (177), 51–58.
Kapetanović, N. (1986). Računanje poligonog vlaka u kojem nisu izmjereni svi
elementi, Geodetski list 40(63) (7-12), 175–189.
Kapetanović, N., Sesković, F. (1999). Geodezija. Sarajevo: Građevinski fakultet
Univerziteta u Sarajevu.
Kapetanović, N., Topoljak, J., Mulahusić, A., Selmani, R. (2015). Prilog ispitivanju
mogućnosti
korištenja
instrumentarija
različitih
tehničkih
izvedbi
pri
uspostavljanju nivelmanskih mreža posebnih namjena u inženjerskoj geodeziji.
Geodetski glasnik 49(46), 7–17.
Kapović, Z. (2010). Geodezija u niskogradnji. Zagreb: Sveučilište u Zagrebu,
Geodetski fakultet.
Keatley, A., Martin, P. G., Hallam, K. R., et al (2018). Source identification of
uranium-containing materials at mine legacy sites in Portugal. Journal of
Environmental Radioactivity 183, 102–111.
Kennie, T. J. M., Petrie, G. (2010). Engineering Surveying Technology. Oxon:
Taylor & Francis.
244
Literatura

Khan, M. A., Schaefer, D., Tao, L., Miller, D. J., Sun, K., Zondlo, M. A., Harrison,
W.A., Roscoe, B., Lary, D.J. (2012). Low power greenhouse gas sensors for
unmanned aerial vehicles. Remote Sensing 4(5),1355–1368.
Kim, S. M., Choi, Y., Park, H. D. (2018). New Outlier Top-Cut Method for Mineral
Resource Estimation via 3D Hot Spot Analysis of Borehole Data. Minerals 8(8),
348.
Kim, S. M., Choi, Y., Suh, J., Oh, S., Park, H. D., Yoon, S. H., Go, W. R. (2012).
ArcMine: A GIS extension to support mine reclamation planning. Comput.
Geosci. 46, 84–95.
Knežiček, T. (2007). Projektovanje površinskih rudnika. Tuzla: Rudarsko-
građevinsko-geološki fakultet Univerziteta u Tuzli.
Knežiček, T., Nurić, S. (2015). Osnove površinske eksploatacije. Tuzla: Rudarsko-
građevinsko-geološki fakultet Univerziteta u Tuzli.
Kogoj. D. (2006). Mjerenje dužina elektronskim daljinomjerima. Sarajevo:
Građevinski fakultet Univerziteta u Sarajevu.
Komnitsas, K., Guo, X., Li, D. (2010). Mapping of soil nutrients in an abandoned
Chinese coal mine and waste disposal site. Minerals Engineering 23(8), 627–635.
Korittke, N. (1990). Influence of horizontal Refraction on the Traverse
Measurements in Tunnels with Small Diameters. Bochum: Institute for Deposits
and Surveying, DMT.
Kršák, B., Blištán, P., Pauliková, A. et al. (2016). Use of low-cost UAV
photogrammetry to analyze the accuracy of a digital elevation model in a case
study. Measurement 91, 276–287.
Kukutsch, R., Kajzar, V., Konicek, P., Waclawik, P., Ptacek, J. (2015). Possibility
of convergence measurement of gates in coal mining using terrestrial 3D laser
scanner. Journal of sustainable mining 14, 30–37.
Lachat, E., Landes, T., Grussenmeyer, P. (2017). Investigation of a Combined
Surveying and Scanning. Sensors 17(4), 730.
Lasić, Z. (2008). Primjena laserskih uređaja. Skripta. Zagreb: Geodetski fakultet
Sveučilišta u Zagrebu.
Lechner, A.M., Baumgartl, T., Matthew, P., Glenn, V. (2016). The impact of
underground longwall mining on prime agricultural land: A review and
research agenda. Land Degradation and Development 27(6), 1650–1663.
Literatura
245

Lechner, A. M., Devi, B., Schleger, A., Brown, G., McKenna, P., Ali, S. H.,
Rachmat, S., Syukril, M., Rogers, P. (2017). A Socio-Ecological Approach to GIS
Least-Cost Modelling for Regional Mining Infrastructure Planning: A Case Study
from South-East Sulawesi, Indonesia. Resources 6(1), 7.
Lee, S., Choi, Y. (2015). Topographic survey at small-scale open-pit mines using
a popular rotary-wing unmanned aerial vehicle (Drone). Tunnelling and
Underground Space Technology 25(5), 462–469.
Lewén, I. (2006). Use of gyrotheodolite in underground control network.
(magistarski rad). Stockholm: Royal Institute of Technology (KTH), School of
Architecture and the Built Environment.
Lewis, P. (1997). A Review of GIS Techniques for Handling Geoscience Data
within Australian Geological Surveys. In Gubins, A.G. (ur.), Geophysics and
geochemistry at the millenium. Proceedings of Exploration 97: Fourth Decennial
International Conference on Mineral Exploration, Toronto, Canada, 14-18
septembar 1997, (str. 81–86). Toronto: Prospectors and Developers Associaton.
Li, M., Zhang, X., Mao, S., Liu, Q. (2009). Study of deep mining safety control
decision making system. Procedia Earth Planet. Sci. 1(1), 377–383.
Li, X., Zhong, S. (2010). Digital mine design based on Data Warehouse and GIS.
Proceedings of the 2nd International Conference on Information Science and
Engineering, Hangzhou, China, 4-6 decembar 2010 (str. 3653-3656), IEEE: New
York.
Lichtenthaler, H. K. (1996). Vegetation stress: an introduction to the stress
concept in plants. Journal of Plant Physiology 148(1), 4–14.
Liu, H., Yang, D. (2004). GIS-based mine ventilation network and safety analysis.
Proceedings of 2004 IEEE International Geoscience and Remote Sensing
Symposium, Anchorage, AK, USA, 20-24 septembar 2004, (str. 2945–2948), IEEE:
New York.
Lukasheh, A. F., Droste, R. L., Warith, M. A. (2001). Review of Expert System
(ES), Geographic Information System (GIS), Decision Support System (DSS), and
their applications in landfill design and management. Waste Manage Res. 19(2),
177–185.
Macarol, S. (1985). Praktična geodezija. Zagreb: Tehnička knjiga Zagreb.
Maerz, N. H., Ibarra, J. A., Franklin, J. A. (1996). Overbreak and underbreak in
underground openings Part 1: measurement using the light sectioning method
246
Literatura

and digital image processing. Geotechnical & Geological Engineering 14(4), 307–
323.
Malaver, A., Motta, N., Corke, P., Gonzalez, F. (2015). Development and
integration of a solar powered unmanned aerial vehicle and a wireless sensor
network to monitor greenhouse gases. Sensors 15(2), 4072–4096.
Malos, J. T., Beamish, B. B., Munday, L., Reid, P. B., James, C. (2013). Remote
monitoring of subsurface heatings in opencut coal mines. Conference
Proceedings of the 2013 Coal Operators’ Conference. Wollongong: University Of
Wollongong.
Malpeli, K. C., Chirico, P. G. (2015). Testing a small UAS for mapping artisanal
diamond mining sites in Africa. Photogrammetric Engineering and Remote
Sensing 81(4), 258–263.
Marcin studio (2020). Drone view of sand mine in spacious sandy terrain. (2021.,
29. jul). Dostupno na: https://www.pexels.com/photo/drone-view-of-sand-mine-
in-spacious-sandy-terrain-4202932
Marjanović Kavanagh, R. (2007). Žiroskopi za orijentaciju i inercijalni
navigacijski sustavi. Kartografija i geoinformacije 6(izv. / spec.), 254-271.
Martin, P. G., Payton, O. D., Fardoulis, J.S., Richards, D.A., Scott, T.B. (2015). The
use of unmanned aerial systems for the mapping of legacy uranium mines.
Journal of Environmental Radioactivity 143, 135–140.
Melendez-Pastor, I., Navarro-Pedreño, J., Gómez Lucas, I., Almendro-Candel, M.
B. (2011). The use of remote sensing to locate heavy metal as source of pollution.
U: J.A. Daniels (ed.): Advances in Environmental Research, 7, 225–233.
Merwe, J. W van der, Andersen, D. C (2013). Applications and benefits of 3D
laser scanning for the mining industry. Journal- South African Institute of
Mining and Metallurgy 113(3).
Miao, F., Yan,M., Qi, X., Ye, C., Wang, B., Liu, R., Jianhua, C. (2008). Application
of DInSAR and GIS for underground mine subsidence monitoring. Int. Arch.
Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. 37, 251–255.
Middleton, M., Hyvönen, E., Arkimaa, H., Helminen, T., Laitinen, J.,
Kuosmanen, V., Räisänen, M.-L., Timonen, M., Sutinen, R. (2003). Analysis of
hyperspectral airborne HyMap data for vegetation mapping around
Lahnaslampi talc mine, Finland. 3rd EARSeL Workshop on Imaging
Spectroscopy, 13-16 maj 2003, Herrsching.
Literatura
247

Min, X., Li, X., Liu, N., Huang, X., Dong, K., Gao, F. (2014). Effect of different
machinery and rolling times on the microbial activity of reclamation soil in coal
area. International Journal of Coal Science & Technology 1(2):241–247.
Mlambo, R., Woodhouse, I. H., Gerard, F., Anderson, K. (2017). Structure from
motion (SfM) photogrammetry with drone data: A low cost method for
monitoring greenhouse gas emissions from forests in developing countries.
Forests 8(3), 68–77.
Mohr, L. (2007). Effects and Controls of Lateral Refraction in Underground Coal
Mines (diplomski rad). Darling Heights: University of Southern Queensland,
Faculty of Engineering and Surveying.
Moudrý, V., Gdulová, K., Fogl, M., Klápště, P., Urban, R., Komárek, J., Moudráa,
L., Štroner, M., Barták, V., Solský, M. (2019). Comparison of leaf-off and leaf-on
combined UAV imagery and airborne LiDAR for assessment of a post-mining
site terrain and vegetation structure: Prospects for monitoring hazards and
restoration success. Applied Geography 104, 32–41.
Mulahusić, A., Tuno, N., Gajski, D., Topoljak, J. (2020). Comparison and analysis
of results of 3D modelling of complex cultural and historical objects using
different types of terrestrial laser scanner. Survey Review 52(371), 107–114.
Mulahusić, A., Tuno, N., Topoljak, J., Čengić, F., Kurtović, S. Y. (2020). Collecting
Geospatial Data Using Unmanned Aerial Photogrammetric System. U: S.
Avdaković, A. Mujčić, A. Mujezinović, T. Uzunović, I. Volić (ur.): Advanced
Technologies, Systems, and Applications IV – Proceedings of the International
Symposium on Innovative and Interdisciplinary Applications of Advanced
Technologies (IAT 2019). IAT 2019. Lecture Notes in Networks and Systems, vol
83. Springer, Cham.
Mulahusić, A., Tuno, N., Topoljak, J., (2017). Geodezija za građevinske inžinjere.
Zenica: Politehnički fakultet Univerziteta u Zenici.
Mulahusić, A., Tuno, N., Topoljak, J., Balić, Dž. (2016). Izdelava 3D-modela
kompleksnega kulturno zgodovinskega spomenika z uporabo digitalne
fotogrametrične postaje. Geodetski vestnik 60(1), 28–41.
Muminagić, A. (1981). Viša geodezija I. Sarajevo: Građevinski fakultet
Univerziteta u Sarajevu.
Muminagić, A. (1987). Viša geodezija II. Beograd: Naučna knjiga Beograd.
248
Literatura

Nelson, E. P., Connors, K. A., Suárez, S. C. (2007). GIS-Based Slope Stability
Analysis, Chuquicamata Open Pit Copper Mine, Chile. Nat. Resour. Res. 16, 171–
190.
Noomen, M., Hakkarainen, A., van der Meijde, M., van der Werff, H. (2014).
Evaluating the feasibility of multitemporal hyperspectral remote sensing for
monitoring bioremediation. International Journal of Applied Earth Observation
and Geoinformation 34, 217–225.
Ogrizović, V., Delčev, S., Gučević, J. (2013). Calibration procedure for zenith
plummets. Geonauka 1(2),36–40.
Ogundare, J.O. (2015). Precision Surveying: Principles and Geomatics Practice.
Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons.
Oštir, K., Mulahusić, A. (2014). Daljinska istraživanja. Sarajevo: Građevinski
fakultet Univerziteta u Sarajevu.
Ovesná, G., Staňková, H., Plánka, L., Wlochová, A. (2017). The history of mine
surveying and mining maps. Geodesy and Cartography 43(3), 118–123.
Ozdemir, B., Kumral, M. (2019). A system-wide approach to minimize the
operational cost of bench production in open-cast mining operations.
International Journal of Coal Science & Technology 1(6), 84–94.
Padró, J. C., Carabassa, V., Balagué, J., Brotons, L., Alcañiz, J.M., Pons, X. (2019).
Monitoring opencast mine restorations using Unmanned Aerial System (UAS)
imagery. Science of The Total Environment 657, 1602–1614.
Paradella, W. R., Ferretti, A., Mura, J. C., Colombo, D., Gama, F. F., Tamburini,
A., Santos, A.R., Novali, F., Galo, M., Camargo, P. O., Silva, A. Q., Silva, G. G.,
Silva, A., Gomes, L. L. (2015). Mapping surface deformation in open pit iron
mines of Carajás Province (Amazon Region) using an integrated SAR analysis.
Engineering Geology 193, 61–78.
Park, B., Choi, Y., Park, H. S. (2013). Creation of Vector Network Data with
Considering Terrain Gradient for Analyzing Optimal Haulage Routes of Dump
Trucks in Open Pit Mines. Tunn. Undergr. Space 23(5), 353–361.
Park, B., Park, S., Choi, Y., Park, H.S. (2015). Calculation of a Diesel Vehicle’s
Carbon Dioxide Emissions during Haulage Operations in an Underground Mine
using GIS. Tunn. Undergr. Space 25(4), 373–382.
Pašalić, S. (1995). Inženjerska geodezija. Sarajevo: Ministarstvo obrazovanja,
nauke, kulture i sporta Republike Bosne i Hercegovine.
Literatura
249

Patarić, M. (1982). Rudarska merenja I deo. Beograd: Rudarsko-geološki fakultet
Univerziteta u Beogradu.
Patikova, A. (2004). Digital photogrammetry in the practice of open pit mining.
The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial
Information Sciences 34(XXX), 707–710.
Pavloudakis, F., Galetakis, M., Roumpos, C. (2009). A spatial decision support
system for the optimal environmental reclamation of open-pit coal mines in
Greece. Int. J. Min., Reclam. Environ. 23(4), 291–303.
Persil, A. (1983). Rekonstruktion des Hauenstein-Basistunnels. BulletinKern 35,
7 –9.
Polat, N., Uysal, M. (2018). An experimental analysis of digital elevation models
generated with lidar data and UAV photogrammetry. Journal of the Indian
Society of Remote Sensing 46, 1135–1142.
Popović, N. (1975). Naučne osnove projektovanja površinskih kopova. Tuzla:
Institut za rudarska i hemijsko-tehnološka istraživanja Tuzla.
Pravilnik o tehničkim normativima za izvođenje rudarskih mjerenja, izradu
rudarskih planova i karata, njihova razmjera, izbor sistema koordinata i vođenje
rudarsko-mjeračke i druge dokumentacije koja se upotrebljava pri izradi
rudarske tehničke dokumentacije (2012), Službene novine Federacije BiH, 14/02.
Preciado Jeronimo, R., Rap, E., Vos, J. (2015). The politics of Land Use Planning:
Gold mining in Cajamarca, Peru. Land Use Policy 49, 104–117.
Pro
Shot
(n.
d.).
Alpha-v.
(2018,
6.
novembar).
Dostupno
na:
http://www.proshotlaser.com/alpha-v.htm
Przylycka, M., Herrera, G., Graniczny, M., Colombo, D., Béjar-Pizarro, M. (2015).
Combination of Conventional and Advanced DInSAR to Monitor Very Fast
Mining Subsidence with TerraSAR-‐X Data: Bytom City (Poland). Remote
Sensing 7(5), 5300–5328.
Radulescu, C., Radulescu, V. M. G. (2011). Approaches of the management
informational systems regarding the implementation of the geographic
information systems (GIS) in the mining basins of Romania. Proceedings of the
11th International Multidisciplinary Scientific Geoconference and EXPO (str. 215-
222), Albena.
Ramjack (2015). The uGPS Rapid Mapper™ Could Become One of Your Mine’s
Most
Valuable
Assets.
(2021,
1.
februar).
Dostupno
na:
250
Literatura

https://ramjacktech.com/mining-resources-articles/ugps-rapid-mapper-mines-
valuable-assets/
Ratcliffe, S., Myers, A. (2006). Laser Scanning in the Open Pit Mining
Environment
A
Comparison
with
Photogrammetry.
I-SiTE
Product
Development White Paper.
Redovniković, L., Džapo, M., Kapović, Z. (2011). Ispitivanje utjecaja bočne
refrakcije na mjerenja horizontalnih pravaca u tunelu. Geodetski list 65(88) (3),
241–259.
Ren, H., Zhao, Y., Xiao, W., Hu, Z. (2019). A review of UAV monitoring in mining
areas: current status and future perspectives. International Journal of Coal
Science & Technology 6, 320–333.
Rendulić, V., Petzel, M. (1999). Vlažnost i vjetrenje podzemnog skladišta
eksplozivnih tvari. Rudarsko-geološko-naftni zbornik 11, 43–48.
Reusen, I., Bertels, L., Debacker, S., Debruyn, W., Scheunders, P., Sterckx, S., Van
Den Broek, W. (2003). Detection of stressed vegetation for mapping heavy metal
polluted
soil.
3rd
EARSEL
Workshop
on
Imaging
Sepctroscopy,
Oberpfafenhofen.
Rice, D. F. (1975). Messung in senkrechten Schächtnen mit T2/DI10. Wild
Reporter, 8, 7.
Richter, N., Staenz, K., Kaufmann, H. (2008). Spectral unmixing of airborne
hyperspectral data for baseline mapping of mine tailings areas. International
Journal of Remote Sensing 29(13), 3937–3956.
Ritchie, J. C., Zimba, P. V., Everitt, J. H. (2003). Remote sensing techniques to
assess water quality. Photogrammetic Engineering and Remote Sensing 69(6),
695–704.
Rogge, D., Rivard, B., Segl, K., Grant, B., Feng, J. (2014). Mapping of NiCu-PGE
ore hosting ultramafic rocks using airborne and simulated EnMAP hyperspectral
imagery, Nunavik, Canada. Remote Sensing of Environment 152, 302–317.
Romero, M., Luo, Y., Su, B., Fuentes, S. (2018). Vineyard water status estimation
using multispectral imagery from an UAV platform and machine learning
algorithms for irrigation scheduling management. Computers and Electronics in
Agriculture 147, 109–117.
Literatura
251

Rošer, J. (2017). Application of terrestrial laser scanning in documenting an
underground coal mine pumping station. Materials and Geoenvironment 64(2),
67–78.
Rossi, P., Mancini, F., Dubbini, M., Mazzone, F., Capra, A. (2017). Combining
nadir and oblique UAV imagery to reconstruct quarry topography: methodology
and feasibility analysis. European Journal of Remote Sensing 50(1), 211–221.
Rudarske oznake i simboli (1967), Službene novine SFRJ, 41/67.
Rudnici u Bosni i Hercegovini. (2017, 1. septembar). Dostupno na:
https://www.cin.ba/energopotencijal/rudnici.php
Rumpler, M., Tscharf, A., Mostegel, C. et al. (2017). Evaluations on multi-scale
camera networks for precise and geo-accurate reconstructions from aerial and
terrestrial images with user guidance. Comput Vision and Image Understanding
157, 255–273.
Salach, A., Bakula, K., Pilarska, M., Ostrowski, W., Górski, K., Kurczyński, Z.
(2018). Accuracy assessment of point clouds from LiDAR and dense image
matching acquired using the UAV platform for DTM creation. ISPRS
International Journal of Geo-information 7(9), 342–357.
Salvini, R., Mastrorocco, G., Esposito, G., Di Bartolo, S., Coggan, J., Vanneschi, C.
(2018). Use of a remotely piloted aircraft system for hazard assessment in a rocky
mining area (Lucca, Italy). Natural Hazards and Earth System Sciences 18(1),
287–332.
Samsonov, S., d’Oreye, N., Smets, B. (2013). Ground deformation associated with
post-‐mining activity at the French-‐German border revealed by novel InSAR
time series methods. International Journal of Applied Earth Observation and
Geoinformation 23, 142–154.
Savanović, M. (2017). Prilog razvoju metodologija izrade optimalnih projekata
lokalnih geodetskih mreža metroa. Novi Sad: Fakultet tehničkih nauka
Univerziteta u Novom Sadu.
Sayab, M., Aerden, D., Paananen, M., Saarela, P. (2018). Virtual structural
analysis of Jokisivu open pit using ‘structure-from-motion’ unmanned aerial
vehicles (UAV) photogrammetry: implications for structurally-controlled gold
deposits in Southwest Finland. Remote Sensing 10(8), 1296–1312.
Schofield, W., Breach, M. (2007). Engineering surveying. Amsterdam, London:
Butterworth-Heinemann.
252
Literatura

Siebert, S., Teizer, J. (2014). Mobile 3D mapping for surveying earthwork projects
using an unmanned aerial vehicle (UAV) system. Automation in Construction
41(2), 1–14.
Sinha, N., Deb, D., Pathak, K. (2017). Development of a mining landscape and
assessment of its soil erosion potential using GIS. Eng. Geol. 216, 1–12.
Slaker, B.A. (2015). Monitoring Underground Mine Displacement Using
Photogrammetry and Laser Scanning (doktorska disertacija). Blacksburg:
Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University.
Slonecker, T., Fisher, G.B., Aiello, D.P., Haack, B. (2010). Visible and Infrared
Remote Imaging of Hazardous Waste: A Review. Remote Sensing 2(11), 2474–
2508.
Sokkia (n. d.). GYRO X II Automated Gyro Station. (2018, 8. novembar).
Dostupno na:
https://www.topcon.co.jp/en/positioning/sokkia/products/product/ts/GYROXII
_E.html
Sokkia (n. d.). LV1 precision optical plummet. (2018, 6. novembar). Dostupno na:
https://www.sokkia.com.sg/products/precision/uploads/LV1.pdf
Sokkia (n. d.). PD3 Optical Perpendicular Detector. (2018, 8. novembar).
Dostupno na: http://culaciati.cl/folleto/PD3.pdf
Somervuori, P., Lamberg, M. (2010). Modern 3D Photogrammetry method for
rock mechanics. Geological mapping, 3D model and documentation of open pit
faces and tunnels. WSP Finland.
Sousa, J. J., Hlaváčová, I., Bakoň, I., Lazecký, M., Patrício, G., Guimarãese, P.,
Ruiz, A. M., Bastos, L., Sousa, A., Bento, R. (2014). Potential of Multi-‐Temporal
InSAR for Bridges and Dams Monitoring. Procedia Technology 16, 834–841.
Stroche, H. (1973). Das neue Automatische Präzisions-Zenitlot PZL 100 des VEB
Carl Zeiss JENA. Jenear Rundschau 18, 61–62.
Şalap, S., Karslioğlu, M. O., Demirel, N. (2009). Development of a GIS-based
monitoring and management system for underground coal mining safety. Int. J.
Coal Geol. 80(2), 105–112.
Štroner, M., Pospíšil, J., Koska, B., Křemen, T., Urban, R., Smítka, V., Třasák, P.
(2013). 3D scanning systems. Prag: Czech Technical University.
Literatura
253

Sprague, K., de Kemp, E., Wong, W., McGaughey, J., Perron, G., Barrie, T. (2006).
Spatial targeting using queries in a 3-D GIS environment with application to
mineral exploration. Comput. Geosci. 32(3), 396–418.
Suh, J., Choi, Y. (2017). Mapping hazardous mining-induced sinkhole subsidence
using unmanned aerial vehicle (drone) photogrammetry. Environmental Earth
Sciences 76(4), 144–155.
Suh, J., Kim, S.-M., Yi, H., Choi, Y. (2017). An Overview of GIS-Based Modeling
and Assessment of Mining-Induced Hazards: Soil,Water, and Forest. Int. J.
Environ. Res. Public Health 14(12), 1463.
Tan, A., Zhang, T. X. (2008). Pressure and density of air in mines. Indian Journal
of Radio & Space Physics 37, 64–67.
Tarchi, D., Rudolf, H., Luzi, G., Chiarantini, L., Coppo, P., Siber, J. (1999). SAR
Interferometry for Structural Changes Detection: a Demonstration Test on a
Dam. IGARSS '99 Proceedings 3, 1522–1524.
Tong, X., Liu, X., Chen, P. et al (2015). Integration of UAV-based
photogrammetry and terrestrial laser scanning for the three-dimensional
mapping and monitoring of open-pit mine areas. Remote Sensing 7(6), 6635–
6662.
Trimble (2015). Trimble S9 Total Station (uputstvo za upotrebu). Westminster :
Trimble Navigation Limited, Geospatial Division.
Tuno, N., Mulahusić, A., Kogoj, D. (2012). Od Reg Elta do Spatial Station: Štiri
desetletja elektronskih tahimetrov Zeiss (Trimble). Geodetski vestnik, 56(3), 415-
426.
Tuno, N., Mulahusić, A., Marjetič, A., Kogoj, D. (2010). Pregled razvoja
elektronskih tahimetrov Leica Geosystems. Geodetski vestnik, 54(4), 643-660.
Tuno, N., Mulahusić, A., Savšek, S., Kogoj, D. (2019). Pet generacij integriranih
elektronskih tahimetrov. Geodetski vestnik 63(1), 41–56.
Tuno, N., Savšek, S., Mulahusić, A., Kogoj, D. (2020). Elektronski teodoliti –
razvoj in klasifikacija. Geodetski vestnik, 64(2), 182-197.
Tutić, D., Vučetić, N., Lapaine, M. (2002). Uvod u GIS. Skripta. Zagreb: Geodetski
fakultet Sveučilišta u Zagrebu.
Uygucgil, H., Konuk, A. (2015). Reserve estimation in multivariate mineral
deposits using geostatistics and GIS. J. Min. Sci. 51, 993–1000.
254
Literatura

Velasco-Gómez, J., Prieto, J.F., Molina, I., Herrero, T., Fábrega, J., Pérez-Martín,
E. (2016). Use of the gyrotheodolite in underground networks of long high-speed
railway tunnels. Survey Review 48(350), 329–337.
Virtual Archive of Wild Heerbrugg (n. d.). Wild GAK1 – ARK2 Gyro
Attachmnent
/
Aiming
Circle.
(2018,
8.
novembar).
Dostupno
na:
http://www.wild-heerbrugg.com/shop/index.php?cPath=1_13_96_260
Wallace, L., Lucier, A., Malenovsky, Z., Turner, D., Vopěnka, P. (2016).
Assessment of forest structure using two UAV techniques: A comparison of
airborne laser scanning and structure from motion (SfM) point clouds. Forests
7(12), 62–77.
Wang, G., Sha, C., Jiang, R. et al (2017). Research on engineering volume
calculation for open-pit mine based on UAV oblique photogrammetry. Metal
Min 10, 78–81.
Wang, H., Liu, G., Xu, W., Wang, G. (2005). GIS-based landslide hazard
assessment: an overview. Prog. Phys. Geogr. 29(4), 548–567.
Wang, X., Xie, H. (2018). A Review on Applications of Remote Sensing and
Geographic Information Systems (GIS) in Water Resources and Flood Risk
Management. Water 10(5), 608.
Wang, Y., Tian, F., Huang, Y., Wang, J., Wei, C.J. (2015). Monitoring coal fires in
Datong coalfield using multi-source remote sensing data. Transactions of
Nonferrous Metals Society of China 10(25), 3421–3428.
Werner, T. T., Mudd, G. M., Schipper, A. M., Huijbregts, M. A. J., Taneja, L.,
Northey, S. A. (2020). Global-scale remote sensing of mine areas and analysis of
factors explaining their extent. Glob. Environ. Change 60, 1–10.
Whiteside, T. G., Bartolo, R. E. (2018). A robust object-based woody cover
extraction technique for monitoring mine site revegetation at scale in the
monsoonal tropics using multispectral RPAS imagery from different sensors.
International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 73, 300–
312.
Wild (1972). Universal-Theodolit Wild T2. [Brošura]. Heerbrugg: Wild AG.
Wild (1973). Laserokular Wild GLO1. [Brošura]. Heerbrugg: Wild AG.
Wild (1973). Skalentheodolit Wild T16. [Brošura]. Heerbrugg: Wild AG.
Wild (1982). Wild Lotgeräte. [Brošura]. Heerbrugg: Wild AG.
Literatura
255

Wild (1989). Wild ZNL. [Brošura]. Heerbrugg: Wild Leitz AG.
Wulder, M. A., White, J. C., Alvarez, F., Han, T., Rogan, J., Hawkws, B. (2009).
Characterizing boreal forest wildfire with multi-temporal Landsat and LIDAR
data. Remote Sensing of Environment 113(7), 1540–1555.
Xiang, J., Chen, J., Sofia, G., Tarolli, P. (2018). Open-pit mine geomorphic changes
analysis using multi-temporal UAV survey. Environmental Earth Sciences 77(6),
220–237.
Xiao, W., Chen, J., Da, H., Ren, H., Zhang, J., Zhang, L. (2018a). Inversion and
analysis of maize biomass in coal mining subsidence area based on UAV images.
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 49(8),169–180.
Xiao, W., Chen, J., Zhao, Y., Hu, Z., Lü, X., Zhang, S. (2019a). Identify Maize
chlorophyll impacted by coal mining subsidence in high groundwater table area
based on UAV remote sensing. Journal of the China Coal Society 44(1), 295–306.
Xiao, W., Fu, Y., Wang, T., Lv, X. (2018b). Effects of land use transitions due to
underground coal mining on ecosystem services in high groundwater table
areas: a case study in the Yanzhou coalfield. Land Use Policy 71, 213–221.
Xiao, W., Hu, Z., Chugh, P. Y., Zhao, Y. (2014a). Dynamic subsidence simulation
and topsoil removal strategy in high-groundwater table and underground coal
mining area: a case study in Shandong Province. International Journal of Mining,
Reclamation and Environment 28(4), 250–263.
Xiao, W., Hu, Z., Fu, Y. (2014b). Zoning of land reclamation in coal mining area
and new progresses for the past 10 years. International Journal of Coal Science &
Technology 1(3), 177–183.
Xiao, W., Hu, Z., Li, J., Zhang, H., Hu, J. (2011). A study of land reclamation and
ecological restoration in a resource-exhausted city—a case study of Huaibei in
China. International Journal of Mining, Reclamation and Environment 25(4),
332–341.
Xiao, W., Ren, H., Lu, X. et al. (2019b). Vegetation classification by using UAV
remote sensing in coal mining subsidence wetland with high ground-water level.
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 50(2), 177–186.
Yucel, D. S., Yucel, M. A., Baba, A. (2014). Change detection and visualization of
acid mine lakes using time series satellite image data in geographic information
systems (GIS): Can (Canakkale) County, NW Turkey. Environ. Earth Sci. 72(11),
4311–4323.
256
Literatura

Yucel, M. A., Turan, R.Y. (2016). Areal change detection and 3D modeling of
mine lakes using high-resolution unmanned aerial vehicle images. Arabian
Journal for Science and Engineering 41(12), 4867–4878.
Zeiss (1984). Theo 080A Small-type Theodolite. [Brošura]. Jena: Carl Zeiss Jena
GmbH.