Bezpieczeństwo pod ziemią zaczyna się od danych – xCell Cyclops w praktyce

Jak xCell Cyclops zmienia podejście do monitorowania konwergencji w wyrobiskach

Wraz z pogłębianiem się wyrobisk podziemnych oraz wzrostem naprężeń górotworu, kontrola zachowania skał przestaje być wyłącznie kwestią dobrej praktyki inżynierskiej. Staje się elementem zarządzania ryzykiem – zarówno technicznym, jak i ludzkim. Odpowiedzią na te wyzwania jest xCell Cyclops™, system monitorowania konwergencji opracowany przez Sandvik, który wnosi nową jakość do obserwacji ruchów górotworu w czasie rzeczywistym.

Dlaczego konwergencja ma znaczenie

Ruchy skał w wyrobiskach podziemnych są zjawiskiem nieuniknionym. Mogą przebiegać powoli – w postaci pełzania górotworu – lub gwałtownie, w formie nagłych deformacji i tąpnięć. Ich skutki to nie tylko uszkodzenia obudowy czy instalacji technicznych, ale również poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa pracowników oraz ciągłości robót.

Dotychczas konwergencję oceniano głównie na podstawie inspekcji wizualnych, pomiarów ręcznych lub okresowych skaningów laserowych. Metody te są jednak czasochłonne, kosztowne i – co najważniejsze – nie zapewniają ciągłej informacji o tym, co dzieje się w wyrobisku pomiędzy kolejnymi pomiarami.

xCell Cyclops – ciągły, zautomatyzowany pomiar konwergencji 

System xCell Cyclops™ składa się z kompaktowych, laserowych czujników konwergencji, zaprojektowanych do stałego monitorowania odległości pomiędzy przeciwległymi powierzchniami wyrobiska. Pojedyncze urządzenie (czujnik) montowane jest bezpośrednio na istniejących elementach obudowy np. kotwach skalnych, co eliminuje potrzebę dodatkowych konstrukcji czy ingerencji w obudowę.

Sensor wykonuje pomiary automatycznie, z dokładnością rzędu ±2 mm i zasięgiem do 20 metrów, z częstotliwością ustalaną przez użytkownika. Dane są rejestrowane w sposób ciągły i przesyłane bezprzewodowo do systemu użytkownika – albo bezpośrednio przez sieć Wi-Fi, albo za pośrednictwem modułu xCell Professor, który zbiera informacje podczas przejazdów maszyn górniczych.

Wczesne ostrzeganie zamiast reakcji po fakcie

Główną zaletą systemu jest możliwość ustawienia progów alarmowych – zarówno dla całkowitej konwergencji, jak i tempa przemieszczeń (np. mm/dzień). Gdy ruch górotworu przekroczy ustalone wartości, użytkownik otrzymuje natychmiastowe powiadomienie.

Takie podejście zmienia rolę monitoringu: z pasywnej obserwacji na narzędzie wczesnego ostrzegania, które pozwala reagować, zanim dojdzie do uszkodzeń obudowy, utraty stabilności czy wstrzymania robót. Dane historyczne umożliwiają także ocenę skuteczności zastosowanych systemów obudowy oraz optymalizację ich projektu w oparciu o rzeczywiste warunki geologiczno-geotechniczne.

Sprawdzony w praktyce

xCell Cyclops został wdrożony m.in. w kopalniach złota w Australii, gdzie monitorował deformacje wyrobisk narażonych na wpływ robót strzałowych oraz stref uskokowych. W jednym z przypadków system zarejestrował na przykład szybki wzrost konwergencji bezpośrednio po strzelaniu, a następnie jej stabilizację w kolejnych tygodniach. Pozwoliło to jednoznacznie potwierdzić, że zjawisko miało charakter przejściowy i nie wymagało natychmiastowej interwencji.

System potrafi również wykrywać zakłócenia pomiaru, np. zabrudzenie soczewki pyłem, i automatycznie informować użytkownika o konieczności czyszczenia lub konserwacji.

Od statycznego planu do systemu adaptacyjnego

Jak podkreślają inżynierowie Sandvik, monitoring konwergencji nie jest celem samym w sobie. To element szerszej strategii zarządzania ryzykiem geotechnicznym, która pozwala przejść od sztywnych, projektowych założeń do adaptacyjnego systemu projektowania obudowy, reagującego na rzeczywiste zachowanie górotworu.

W czasach rosnącej głębokości wydobycia, niedoboru wykwalifikowanej kadry i presji na bezpieczeństwo i efektywność, rozwiązania takie jak xCell Cyclops stają się wręcz standardem nowoczesnego budownictwa podziemnego, zarówno górniczego, jak i tunelowego.