Mijnbouwcoördinaten opnieuw gebruikt
Van ondergronds naar bovengronds

Door: Joep Orbons

De Nederlandse steenkolenmijnbouw is verleden tijd, maar niet vergeten. De Gemeente Heerlen heeft namelijk het plan opgevat om de aardwarmte te benutten die in de steenkolenlagen van ongeveer zevenhonderd meter onder het maaiveld zit opgeslagen.

De boorinstallatie in actie in Heerlen.

De oude Limburgse mijngangen zijn intussen vol water gelopen en men zou zeer efficiënt warm water kunnen krijgen door die gangen aan te boren, het warme water op te pompen en te benutten voor stadsverwarming. Er is gekozen voor mijngangen met een breedte van ongeveer tweeënhalve meter. Deze gangen moesten bij voorkeur ongeveer in het midden met een stuurbare boorkop aangeboord worden, op een diepte van zevenhonderd meter. De foutmarge voor de boorpositie aan het oppervlakte was ongeveer één meter.

Passing van de kaart uit 1935 en die van 2005.

Bijzondere coördinaatsystemen
In Nederland gebruiken we het RD-coördinaatstelsel om locaties in Nederland vast te leggen. Fervente GPS-gebruikers komen ook in aanraking met de WGS-84 geografische coördinaten. Maar voor de meeste GIS-gebruikers houdt het aantal coördinaatsystemen daarmee wel op. Toch hebben we in Nederland meer coör­dinaatsystemen gehad. Eén van deze bijzondere coördinaatsystemen zijn de mijnbouwkundige coördinaten uit de Limburgse steenkolenmijnen. Daarvan zijn we afhankelijk bij het zoeken naar de ligging van die mijngangen en het vinden van passende boorlocaties.

Mijncoördinaten
Bij de Zuid-Limburgse steenkolenmijnen werd per mijnbouwgebied een eigen coördinaatsysteem opgezet. Het nulpunt voor die coördinaatsystemen was het centrum van de eerste schacht die ontgonnen werd. Van daaruit werd een rechthoekig coördinaatsysteem opgezet. De richting van de X- en Y-assen was ook nog per mijngebied verschillend ingesteld. Zo kon het gebeuren dat er in een gebied van tweehonderdvijfentwintig vierkante kilometer vijf verschillende coör­di­naatsystemen naast elkaar bestonden. Toen de verschillende mijnbouwgebieden elkaar raakten, zijn de diverse mijncoördinaatsystemen ingemeten in Amersfoortse coördinaten en is voor ieder mijncoördinaatsysteem een conversieformule bepaald. Vanaf dat moment konden de verschillende coördinaatsystemen naar elkaar worden omgerekend.

Positieve en negatieve X-en Y-waarden
De mijncoördinaten hadden nóg een groot nadeel. Omdat de schacht grofweg in het midden van de mijnontginning ligt, bestrijken de coördinaten alle vier de kwadranten. Dus er komen positieve en negatieve X- en Y-waarden voor. Dit was een bron van verwarring. Een plus- of min- tekentj niet goed gelezen, werd gelijk een totaal andere plaats in de mijn.
Het RD-stelsel had datzelfde probleem, omdat Amersfoort het 0,0 punt was, waren in Zuid-Limburg de X-coördinaten allemaal positief en de Y-coördinaten allemaal negatief.
Daarom is in de tweede helft van de twintigste eeuw besloten om met de zogenaamde ‘Verschoven Amers­foort­se Coördinaten’ te werken. Hierbij is het nulpunt ten opzichte van Amersfoort zodanig verplaatst dat alle X-coördinaten tussen 0 en 250.000 liggen en alle Y-coördinaten tussen 250.000 en 900.000. De oude omrekenformules van de mijnbouwsystemen rekenden allemaal terug naar de Amersfoortse coördinaten. Dus moest nu ook nog een verdere omrekening naar de huidige ‘Ver­schoven Amersfoortse Coör­di­naten’ worden uitgevoerd.

Kaart met de mijnbouwsystemen en hun nulpunten.

Mijnmeters-archief
Het archief van de mijnmeters is goed bewaard gebleven en een studie van deze kaarten leverde al snel enkele geschikte boorlocaties op. Voor de eerste testboringen om de oude mijngangen aan te boren zijn drie locaties
uitgekozen. De mijnkaarten waren echter alleen in mijncoördinaten gesteld en een koppeling met de Rijks­driehoekscoördinaten was er niet. De locaties konden niet terug worden gevonden. De Gemeente Heerlen heeft gelukkig een oud-mijnmeter gevonden die de omrekenformule nog kende. Deze oud-mijnmeter heeft de boorlocaties omgerekend naar RD. De Gemeente Heerlen vond het risico om een boorprogramma van enkele miljoenen alleen te baseren op één enkele berekening te groot en zocht een verificatie van deze omrekenformule. Er werd weliswaar niet getwijfeld aan de landmeetkundige kwaliteiten van de mijnmeters, want het is bekend dat die zeer hoog was. Men zocht echter een externe bevestiging van de omrekeningen. Bij die verificatie mocht uiteraard geen gebruik gemaakt worden van de omrekenformule, want er moest een onafhankelijke manier gevonden worden om die locatie te bevestigen.

Verificatie mijncoördinaten
Een mogelijkheid om de berekening te verifiëren zou het opnieuw inmeten zijn van de schachten, de oude nul-punten. Vanuit dit basispunt zou dan eenvoudig de formule herbepaald kunnen worden. Echter, door de herinrichting van de voormalige mijnbouwterreinen, zijn de schachten niet meer terug te vinden. Een dikke betondeksel en bedrijfspanden belemmeren het opnieuw inmeten van deze nulpunten. Een succesvolle methode is gevonden door gebruik te maken van een kaart in een schaal van 1:5000 uit het archief van de mijnmeters. Deze kaart uit 1935 toont in hoog detail gebouwen en wegen die in 1935 aan het oppervlak stonden. Deze oppervlaktekaart is toentertijd ingetekend in mijncoördinaten, zodat de mijnmeters ze goed konden vergelijken met de kaarten van de ondergrond. Deze kaart uit 1935 bevat nog vele gebouwen en wegen die ook vandaag nog aanwezig zijn. Deze kaart is inge­scand en in MapInfo gegeorefereerd, gebruikmakend van de GBKN van hetzelfde gebied. Als paspunt is gebruikgemaakt van hoekpunten van diverse gebouwen die duidelijk geen verandering hebben ondergaan sinds 1935. Per boorlocatie zijn zoveel mogelijk paspunten gebruikt, meestal ongeveer acht stuks. De geo-referentiefout van deze passing was ongeveer veertig centimeter. Door de combinatie van deze twee kaarten is een koppeling gemaakt tussen het mijnbouwkundige coördinaatsysteem en het huidige RD-coördinaatsysteem, zonder gebruik te maken van de omrekenformule. De drie testboringen zijn uitgevoerd en precies midden in de gang uitgekomen, zoals berekend. Inmiddels zijn nog meerdere boringen gezet die allemaal met de omrekenformule bepaald zijn en wordt het warm water gebruikt. Zo is het dan toch gelukt om van diep in de ondergrond terug naar boven te komen, om straks warm water te winnen voor de stadsverwarming van Heerlen.

Joep Orbons j.orbons@souterrains.nl is directeur/eigenaar van Souterrains te Maastricht.

Internet: www.souterrains.nl