Του κ Ιάσων Γκίκα, Geologist / InSAR Applications Engineer, SkyGeo και της Dr. Jennifer Scoular, Manager for Product, SkyGeo

 

Τα τελευταία χρόνια η μέτρηση μετατοπίσεων του εδάφους μέσω InSAR έχει διαδοθεί σε διάφορους κλάδους όπως ο κατασκευαστικός, η ενέργεια, η μεταλλεία, oil & gas κ.α. Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε τις εφαρμογές του InSAR με στόχο την μείωση του γεωτεχνικού ρίσκου σε μεταλλευτικές δραστηριότητες.

Το InSAR είναι μια τεχνική παρακολούθησης της Γης που χρησιμοποιεί δορυφορικές εικόνες ραντάρ για να χαρτογραφήσει μετατοπίσεις κλίμακας χιλιοστού οπουδήποτε στην επιφάνεια της Γης. Η τεχνική αυτή έχει αναπτυχθεί και εδραιωθεί τις τελευταίες τρεις δεκαετίες και αποτελεί πλέον ένα χρήσιμο εργαλείο σε βιομηχανίες όπου η μετακίνηση και η αστάθεια του εδάφους είναι κρίσιμοι παράγοντες όχι μόνο στη διαχείριση του γεωτεχνικού ρίσκου αλλά και στις οικονομικές αποφάσεις.

Το κλειδί για τη επιτυχία στην εφαρμογή αυτής της μεθόδου στη βιομηχανία, είναι η απομόνωση του σχετικού με τα γεωτεχνικά σήματος από τον άσχετο θόρυβο. Αυτό απαιτεί μια συνεργατική προσέγγιση μεταξύ των εμπειρογνωμόνων InSAR και των γεωτεχνικών του εργοταξίου. Το InSAR έχει άμεση και έγκυρη εφαρμογή στις μεταλλευτικές δραστηριότητες όχι μόνο σε ανοιχτές εξορύξεις αλλά και σε TSF (Tailings Storage Facilities), σε χώρους απόθεσης αδρανών/στείρων υλικών, σε υποδομές και υπό προϋποθέσεις ακόμη και στην επιφάνεια του εδάφους υπεράνω υπογείων μεταλλείων.

Η SkyGeo επεξεργάζεται και αναλύει δεδομένα τύπου SAR από μια σειρά δορυφόρων, παράγει διαδραστικούς χάρτες μετατόπισης του εδάφους, και παρέχει μια υπηρεσία έγκαιρης προειδοποίησης.

Ο βασικός στόχος της εφαρμογής του InSAR είναι να ξεχωρίσουν ζώνες ή περιοχές με σχετικά υψηλό ρυθμό μετατόπισης και να ενημερωθούν οι γεωτεχνικοί στο πεδίο. Οι λόγοι για την εκάστοτε αύξηση της μετατόπισης καταγράφονται και αναλύονται. Αν επιλεγούν συγκεκριμένα μέτρα υποστήριξης στο πεδίο, μπορούμε μέσω InSAR να εξακριβώσουμε την επιτυχία των μέτρων αυτών και να συνεχίσουμε να παρακολουθούμε την ίδια περιοχή, κοντινές της ή παρόμοιες για όσο χρειάζεται.

Κρίσιμο στοιχείο για την επιτυχία της μεθόδου είναι η διαρκής ενημέρωση για τις δραστηριότητες στο μεταλλείο, γνώση της γεωλογίας της περιοχής και η ανάλυση των περιστατικών, ώστε να βελτιώνεται συνεχώς η ποιότητα των μετρήσεων. Η εξακρίβωση των μετρήσεων μέσω παρατήρησης στο πεδίο, και ο συνδυασμός με άλλα συστήματα μέτρησης μετατόπισης, όπως π.χ. Prism Monitoring και Ground Based Radar αναβαθμίζουν την ποιότητα της πληροφορίας.

Παρακάτω θα δούμε εφαρμογή InSAR monitoring σε μεταλλείο στην Ζάμπια.

Zambia Copper-Gold Mine, Kansanshi Pits

Η συγκεκριμένη περίπτωση έχει δημοσιευθεί και αφορά μια περιοχή ενός μεταλλείου ανοιχτής εξόρυξης.  Μέσω InSAR, εντοπίστηκε αύξηση του ρυθμού μετατόπισης σε ένα τμήμα των βαθμίδων του μεταλλείου και ενημερώθηκαν οι υπεύθυνοι του εργοταξίου. Ακολούθησε μελέτη η οποία έδειξε τεκτονικό έλεγχο της ζώνης με την παρουσία ρηγμάτων, έντονη διάβρωση και την δράση νερού στο πέτρωμα το οποίο είχε μειωμένα γεωτεχνικά χαρακτηριστικά. Με βάση την έγκαιρη προειδοποίηση, ελήφθησαν συγκεκριμένα μέτρα στο πεδίο. Επιλέχθηκε η απομάκρυνση του νερού μέσω οριζόντιας αποστράγγισης, που οδήγησε σε σταθεροποίηση της περιοχής την οποία μετρήσαμε ενώ συνεχίζουμε να παρακολουθούμε την περιοχή μέσω InSAR.

Εικόνα 1: Ανάπτυξη ζώνης αυξημένου ρυθμού μετατόπισης στις βαθμίδες ανοιχτής εξόρυξης (Circular Subsidence Pattern).

 

Εικόνα 2: Δεδομένα μετατόπισης στη ζώνη ενδιαφέροντος για το έτος 2022-2023.

Με το InSAR, μπορούμε να παρακολουθήσουμε μεγάλες εκτάσεις στην επιφάνεια της Γης, σε απομακρυσμένες περιοχές, για μεγάλα χρονικά διαστήματα, χωρίς να χρειάζεται ανθρώπινη παρουσία και μηχανήματα στο πεδίο. Οι διαδραστικοί χάρτες μας βοηθούν να εξετάζουμε και να επεξεργαζόμαστε δεδομένα τόσο με απλή οπτικοποίηση όσο και με γραφήματα, ενώ η καταγραφή τους είναι διαφανής και προσβάσιμη.

Τα τελευταία χρόνια το InSAR Monitoring χρησιμοποιείται με επιτυχία σε μεταλλεία σε όλο τον κόσμο, πλέον είναι αναπόσπαστο κομμάτι της ανάλυσης του γεωτεχνικού ρίσκου και αποτελεί ακόμη ένα πολύτιμο εργαλείο για την παροχή έγκυρης πληροφόρησης. Η σωστή χρήση της πληροφορίας αυτής μπορεί να αποφέρει πολλαπλά οφέλη, στον σχεδιασμό, στην εκμετάλλευση, στα γεωτεχνικά, στα οικονομικά αλλά πάνω από όλα στην ασφάλεια των ανθρώπων.