RICERCA ITALIANA     

APPLICAZIONE DI TECNOLOGIE AVANZATE AL MONITORAGGIO ED ALLA CARATTERIZZAZIONE GEOMINERARIA PER L'OTTIMIZZAZIONE DELLA PROGETTAZIONE, DELLE RESE E DELLA GESTIONE IN SICUREZZA E TUTELA AMBIENTALE DELLE ATTIVITA' ESTRATTIVE IN CAVA

Università degli Studi di Bologna

Abstract

Il progetto di ricerca intende mettere a punto metodi, procedure e tecnologie innovative per la caratterizzazione di ammassi rocciosi (M. R.) sede di attività estrattive. La caratterizzazione è rivolta a controllare con continuità le condizioni di stabilità di pareti rocciose e di cavità minerarie e ad ottimizzare i rendimenti di coltivazione. Di particolare interesse è il problema del trasferimento di proprietà fisiche non sommabili dalla scala di laboratorio alla scala del (M. R.). Alcuni aspetti della caratterizzazione alla scala dei blocchi da telaio rivestono un interesse tecnologico ed economico importante, come ad esempio la determinazione del grado e tipo di disomogeneità presenti all’interno dei blocchi prodotti in cave di pietre ornamentali. Anche per questa caratterizzazione occorre sviluppare una tecnologia che al momento non è disponibile.
Il progetto di ricerca è notevolmente complesso ed articolato e richiede il contributo dei gruppi di ricerca maggiormente qualificati nelle tecnologie avanzate di caratterizzazione degli (M. R.) e dei materiali lapidei sia a livello di laboratorio sia in situ. In particolare:
l’Unità Operativa 1 (U. O. 1), che è coordinatore nazionale del progetto, svilupperà una nuova piattaforma, per la caratterizzazione in tempo reale ed al livello di precisione richiesto, degli elementi geostrutturali più significativi, che si si avvarrà di tecnologie basate sul laser scanning.
La (U. O. 2) svilupperà nuove tecnoligie >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Paolo Berry Università degli Studi di BOLOGNA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il progetto di ricerca intende mettere a punto metodi, procedure e tecnologie innovative per la caratterizzazione meccanica e strutturale degli ammassi rocciosi, sede di attività estrattive (cave e miniere a cielo aperto e sotterranee) ai fini della sicurezza e della tutela ambientale. I metodi, le procedure e le tecnologie, ovvero i processi di misure e controlli innovativi, saranno perlopiù caratterizzati dai seguenti comuni denominatori:
• acquisizione rapida dei dati di interesse con strumenti rilevatori posti a grande distanza dall’oggetto (porzioni più o meno estese di roccia) sotto controllo;
• elevato livello di precisione dei dati rilevati (misure di spostamento e di deformazione di porzioni di roccia, di pressione in aria, di vibrazione del suolo, rilevamento di morfologie e misure di volumi);
• continuità temporale del controllo ed assenza in loco di operatori (connessione remota all’apparecchiatura);
• registrazione dei dati acquisiti e loro trasferimento alle postazioni remote dei responsabili del monitoraggio
• elaborazione ed analisi dei dati in continuo e controllo in tempo reale con soglie di allarme;

I controlli e le misure saranno rivolti a:
1. determinare la progressione della variazione di elementi geometrici e di forme, ovvero, determinare l’evoluzione delle geometrie di scavo e le volumetrie delle masse asportate (scavo) o deposte nel cantiere minerario (interventi di ripristino);
2 >>>

Risultati parziali attesi

Dalla realizzazione del progetto di ricerca si otterranno metodi, procedure e tecnologie (strumenti di misura) innovative per la caratterizzazione meccanica e strutturale degli ammassi rocciosi, sede di attività estrattive (cave e miniere a cielo aperto e sotterranee).
I risultati della caratterizzazione costituiscono la base del progetto statico di coltivazione, poiché il comportamento meccanico del massiccio roccioso è condizionato dal comportamento meccanico di giunti, faglie, fratture, disomogeneità strutturali, ecc.
I rilievi di queste caratteristiche sono generalmente complessi e richiedono un gran numero ore/uomo, spesso devono essere ridotti ad aree limitate per l’inaccessibilità dei luoghi. Per tali motivi, è raro che durante l’esercizio di una cava (che ha durata ultra decennale) si eseguono verifiche in corso d’opera e si fa riferimento al rilievo iniziale eseguito in fase di progetto.
D’altra parte, la geometria, la disposizione spaziale e la dimensione dei fronti di cava o delle cavità sotterranee variano continuamente nell’arco di tempo dell’esercizio mettono in vista significative variazioni dell’assetto strutturale iniziale.
L’assetto strutturale e le caratteristiche meccaniche delle discontinuità o disomogeneità hanno notevole influenza sui processi di locale instabilità (generalmente si tratta di cunei di roccia di dimensioni estremamente variabili).
I processi di locale instabilità possono generare gravi infortuni >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il progetto di ricerca intende mettere a punto metodi, procedure e tecnologie innovative per la caratterizzazione degli ammassi rocciosi, sede di attività estrattive (cave e miniere a cielo aperto e sotterranee), finalizzata al controllo della stabilità delle cavità e dei fronti di scavo minerari, al miglioramento dei rendimenti di produzione e della sicurezza dei lavoratori.
Lo stato dell’arte che qui di seguito viene riassunto, fisserà l’attenzione sugli aspetti innovativi dei prodotti del programma di ricerca.
Gli ammassi rocciosi, sono interessati da reti di discontinuità, che li suddividono più o meno intensamente. La fratturazione condiziona la stabilità dei fronti di scavo e, conseguentemente, la sicurezza nei cantieri minerari a cielo aperto o in sotterraneo. Gli ammassi rocciosi idonei per l’estrazione di blocchi da telaio sono fratturati ma con intensità di fratturazione minore ed il rendimento in blocchi nelle cave di rocce ornamentali (n° di blocchi di dimensioni standard estraibili dalla cava) è sensibilmente legato all’intensità della fratturazione, al numero ed all’orientazioni dei poli dei sistemi principali di giunti.
La caratterizzazione geostrutturale è condotta su pareti accessibili che permettono al rilevatore di determinare i parametri caratterizzanti la giacitura, l’intensità e la persistenza dei giunti che intersecano la linea orizzontale (fettuccia metrica) che materializza la stazione di misura (secondo i metodi suggeriti >>>