1.2 Bergteknik-Brytning Optimal fragmentering vid sprängning - del II

Transkript

1 1 MinBaS MinBaS II Mineral Ballast Sten PROGRAMOMRÅDE 1: PRODUKTIONS- OCH PROCESSUTVECKLING 1.2 Bergteknik-Brytning Optimal fragmentering vid sprängning - del II Syfte Att skapa en mer selektiv brytning med lägre finandel, mindre vibrationer, och kostnadseffektiva metoder Målsättning: 1. Att validera de arbeten med designkurvor i Vändletäkten som gjordes under MinBaS-I programmet. Arbetet skall genomföras i täkter med annan geologisk struktur. 2. Användning av elektroniksprängkapslar skall utvärderas med syfte att få både finare styckefall och andra förbättringar vid pallsprängning.

2 2 Projektledning: Finn Ouchterlony Ulf Nyberg + Mats Olsson, forskare Bergtäkt Långåsen: P-O Andersson, platschef + resursinsatser Linus Nyqvist, hålinmätning, avvikelsemätning, MWD Kristina Vikström, provtagning, siktning, labbprover Orica & Nitro Consult: Ari Kainulainen, i-kon elektroniktändare & vib.mätning Thomas Geidby, VOD-mätning, tändplaner Sandvik: Per Svedensten, effektmätning kross + band motorer, optisk siktning och Hopkinsonprov Bergsskolan: Jan Bida + exjobbare 2x3, lastbarhet, styckfall, krosseffekt Projektgruppsledamöter: Fredrik Eklind Karin Pettersson

3 3 Bergtäkt Långåsen vid Arlanda asfaltverk provhögar krossanläggn salvor Platschef Per-Olow Andersson Arbetsledare Evelina Parmklev Värmdö Schaktmaskin Matar krossen NCC Ballast Nord Losshållning AB Krossekonomi Krossentreprenör NCC- Egen Utlastningsmaskin Markägare Seminghundra Häradsallmänning

4 4 Uppläggning av försökssalvor maj-sep 2008 Salva 1-N 20/5 0,8 kg/m 3 1-H Nonel 1,1 kg/m 3 rad 1: 3,4x3,4 m 2 hål / 22,9x2,9 m rad 2-4: 2,6x3,4 m 67 ms m2,2x2,9 m Salva 2-H 24/6 1,1 kg/m 3 2-N Nonel 0,8 kg/m 3 rad 1: 2,9x2,9 m 2 hål / 25 ms i rad rad 2-4: 2,2x2,9 m 67 ms mellan rader Salva 3 3/9 elektronik 0,8 kg/m 3 rad 1: 3,4x3,4 m 10 ms mellan hål i rad rad 2-4: 2,6x3,4 m 67 ms mellan rader Salva 4 30/9 elektronik 0,8 kg/m 3 rad 1: 3,4x3,4 m 5 ms mellan hål i rad rad 2-4: 2,6x3,4 m 67 ms mellan rader salva 1, Nonel 0,8+1,1 kg/m 3 salva 4, elektronik 0,8 kg/m 3

5 5 Mätinsatser Sprickkartering & pallgeometri med 3G, 3D-fotometod Felborrning och MWD-mätning med riggen Felborrning & hålkrökning med Devibench Laddad mängd på hål för hål bas VOD, filmning, PPV och luftstötvåg från salvorna Styckefall från siktning och bildbaserad metod Lastcykelmätning med stoppur Krossflöden från bandvågs- och bandmotoreffektvärden Krosseffektmätning på krossmotorn Uttag av provhögar; sortering och krossning Särskilt provtagning på material ur provhögar; LA-tal, kulkvarn, Split Hopkinson mm.

6 . 6 Salva 1, Nonel, normal och hög specifik laddning x' = x m Salvdel 1-N x' = y' r 2 = 1, skjutriktning 24,10 o E x' = y' r 2 = 1, skjutriktning 24,10 o E 10 MinBaS salva 1: Planerade påhugg Planerade bottnar, z = 23,91 m Salvdel 1-H y' = y m

7 7 Strukturkartering ur 3D-foton, salva 1+2 S1 S S1 3 S2 4 Kvantitativa data på sprickfamiljer stupning/strykning sprickavstånd

8 8 Salva 3, pallfront och borrhål i 3D-modell

9 ... 9 Försättningsprofiler hål 4, 9 och 13 i rad 1 i salva 3 3D-foto: Laser Ace: Djup från påhugg, m Salva 3 rad 1: hål Avstånd, m Djup från påhugg, m Salva 3 rad 1: hål Avstånd, m Djup från påhugg, m Salva 3 rad 1: hål Avstånd, m

10 10 Felborrningsmätning med Devibench; tippvinkel och svängvinkel vid påhugg Antal värden Salva 1-4, 341 data o mv±stdev 11,1±0, Tippvinkel, grader. Jmf Devibench med riggens GPS/HNS-data: Medelvärde och spridning för tipp- och svängvinkel är nästan identiska, skillnaden i svängvinkel är något större.

11 . 11 Böjningsfelet från Devibench, rad 1 salva Avvikelse tvärs ansatt borrlinje, m Salva 3, rad 1 hål R avvik = l l Borrlängd l, m

12 . 12 Bottenlägen från Devibench, salva Avvikelse i skjutriktning, m Salva 3 72 data Avvikelse i svängled, m

13 13 Bottenlägen från Devibench, salva 1-4 Salva Antal Inom Utanför Utanför Utanför nr hål 1,0 m 1,0 m 1,5 m 2,0 m Alla Borrningen av salva 3 och 4 var något sämre men inte tillräckligt för att påverka styckefallet

14 .. 14 Skopfyllnadstider, ex. salva 2 80 Antal värden Salva 2-H, 256 data 70 mv stdev 24,1 11,7 s Antal värden fler omtag Salva 2-N, 233 data mv stdev 32,0 17,0 s Skopfyllnad, s Skopfyllnad, s Slutsatser: Snabbare skopfyllnad pga färre omtag vid hög specifik laddning. Elektroniktändning vid normal specifik laddning ger samma skopfyllnadstider som hög specifik laddning Effekten drunknar lätt i andra variationer när hela lastcykeln studeras

15 15 Krosskapacitet; Jmf bandvågsdata och motoreffekt från band 1 (total) och band 2 (finmatrl) Krossat totalt, ton/dag Bandvåg 1 Bandmotoreff /09 12/09 19/09 26/09 03/10 10/10 17/10 24/10 Dag

16 16 Jämförelse bandvåg och motoreffekt på band Bandvågsvärden för krosskapacitet (ton/dag) stämmer i allmänhet bra med värden framräknade ur motoreffekten på samma band. Överenstämmelsen är något sämre än vad Hulthén och Evertsson i Kållered anger, max ±3%. Oklart vad våra högre värden beror på När småstopp mm rensats bort från krossmotoreffektdata erhålls ett kapacitetsutnyttjande på 93±7% över 26 dygn. Per Svedensten har en grundligare analys av data och finner att andra parametrar än intervalltidens inverkan på bergfragmentens egenskaper dominerar effektförbrukningen

17 17 Uttag provhögar ur salvor omgrävda, homogeniserade provhögar 11 st provhögar Provhög 1A Provhög 2A Provhög 1B Provhög 2B Provhög 3A 3B 3C pegmatit Provhög 4A 4B 4C 4D pegmatit variation inom elektroniksalvor av intresse 100 ton siktas, vägs, läggs åter, blandas om innan högen körs genom krossen 400 ton provhög

18 t skopa harpa 200 mm skopa sikt 125 mm lastbil Provhög 400 ton skopa sikt mm labb -prov skopa +200 skopa +125 mellanlager mm Siktkampanj Långåsen 27/10-4/11 Återlägg till provhög blandas Harpning +200 mm vägt återläggs -200 vägt, siktat Sortering mm vägt -125 vägt, mellanlagras, siktat Sortering mm vägt mm vägt -40 mm vägt flak flak flak labbprov Vägning: Skopvåg, produktvåg bandvåg, bandmotoreffekt

19 . 19 Utfört arbete 250 Medelstyckefall x 50, mm Provhög, salva 1A, salva 1-N 1B, salva 1-H 2A, salva 2-H 2B, salva 2-N Korrektion nr: Massbalansen mätt med skop-, produktoch bandvågar för alla fyra steg, oftast med dubblerade värden Felanalys utförd på uppmätta viktskillnader för att bedöma resultatens känslighet För salva 1-4 gäller t.ex att medelstyckefallets relativa positionen för hög och normal specifik laddning inte ändras när olika korrektioner testas

20 20 Styckefallsresultat, medelstyckefall x 50, mm 350 Korrigerade medelstyckefall siktning x 50, mm hög specifik laddning Salva: 1-N 1-H 2-H 2-N 3-hö 3-mitt 3-vä 4-hö 4-mitt 4-vä. 1A 1B 2A 2B 3B 3C 3A 4B 4C 4D 4A Provhög

21 21 Styckefallsresultat, medelstyckefall x 50, mm Hög 1A 1B 2A 2B 3B 3C 3A Salva 1-N 1-H 2-H 2-N Lastomr hö vä hö vä hö mitt vä Vägda Korr ±6 114±9 113±11 159±19 227±7 176±9 198±1 Hög 3A-3C 4B 4C 4D 4A 4B-4D Salva Lastomr hela hö mitt mitt vä delar Vägda Korr ±6 208±1 188±4 200±2 139±9 198±1 Resultat från siktning av provhögar: Hög specifik laddning ger finare styckefall än normal Elektronikupptändningen ger grövre styckefall

22 . 23 Styckefall; bilder från topp och sidor på provhögar 350 Medelstyckefall Split x 50, mm 350 Medelstyckefall Split x 50, mm Salva: 1-N 1-H 2-H 2-N 3-hö 3-mitt 3-vä 4-hö 4-mitt 4-vä 1A 1B 2A 2B 3B 3C 3A 4B 4C 4D 4A Provhög sidoytor normal specifik laddning Salva: 1-N 1-H 2-H 2-N 3-hö 3-mitt 3-vä 4-hö 4-mitt 4-vä. 1A 1B 2A 2B 3B 3C 3A 4B 4C 4D 4A Provhög ovanyta Resultat från bildanalys: Bildanalysen ger ett grövre styckefall än siktningen Bilder från provhögarnas sidor ger allra grövst resultat Elektroniksalvorna ger något grövre styckefall Den höga specifika laddningen ger inte alltid finare styckefall än normal specifik laddning

23 24 Till sist Designkurvorna återstår att beräkna Rapporten innehåller avsevärt mycket mer material än vad som presenterats, den är till största delen klar och blir färdig till 31/ En noggrann felanalys har inte ändrat slutsatsen att elektronikupptändning med 5 och 10 ms fördröjning mellan hålen i rad ger ett grövre styckefall Mätta egenskaper hos berg och salva som kulkvarn, LA-tal och Split-Hopkinson, geologi, spricksystem och felborrning kan inte förklara skillnaderna. Bildbaserad styckefallsanalys är omständlig för den kräver bildretuschering men ger ändå andra värden än siktning.

24 25 Ett stort tack till alla som samarbetat väl NCCs personal på Roads och i täkten; P-O Andersson, Linus Nyqvist, Kristina Vikström m.fl. Bergskolan; Jan Bida och exjobbare Orica; Ari Kainulainen, Thomas Geidby och Nitro Consult Sandvik; Per Svedensten