EXAMENSARBETE. Välvda gavlar vid ortdrivning. Mikael Löfgren Högskoleingenjörsexamen Berg- och anläggningsteknik

Transkript

1 EXAMENSARBETE Välvda gavlar vid ortdrivning Mikael Löfgren 2013 Högskoleingenjörsexamen Berg- och anläggningsteknik Luleå tekniska universitet Bergsskolan

2 Examensarbete Högskoleingenjörsexamen Välvda gavlar vid ortdrivning Examensarbete nr: Författare: Mikael Löfgren Bergsskolan i Filipstad Handledare: Alf Westerlund Box 173 Examinator: Rob Hellingwerf Filipstad Ämne/huvudområde: Bergteknik Tel: Poäng: 15 hp Betygsdatum:

3 FÖRORD Följande rapport är ett examensarbete utfört inom gruvbranschen. Examensarbetet är ett avslutande moment på Bergsskolan i Filipstad som nu är en del av Luleå tekniska universitet och min utbildning till högskoleingenjör inom Berg- och anläggningsteknik. Under tio veckor har litteraturstudie, fältförsök, rapportskrivning och presentation utförts. Examensarbete handlar om Välvda gavlar vid ortdrivning och har utförts i samarbete med Boliden AB i Garpenberg. Jag vill rikta tack till Bergsskolan i Filipstad och Boliden AB för samarbetet och möjligheten till utförandet av detta examensarbete. Mikael Löfgren Filipstad den 2 juni

4 SAMMANFATTNING Syftet med examensarbetet var att undersöka ifall en välvd formad gavel skulle göra det möjligt att öka indriften från sprängningen och reducera tidsåtgången för skrotningen. Rapporten behandlar skillnaden mellan att använda sig av tre olika typer av borrplaner vid ortdrivning. Genom att borra kortare hål i vissa delar av borrplanen så skapas en välvd formad gavel vid sprängningen. Tre olika borrplaner har undersöks genom fältförsök i gruvan hos företaget Boliden AB i Garpenberg. Resultatet från indriften har mätts genom skanning av tunnelfronten mellan varje salva och behandlas i datorprogrammet MicroStation. Tidsåtgången från skrotningen har fastställts genom tidtagning av effektiva tiden. Resultat visade ingen tydlig skillnad som garanterar att en välvd formad gavel alltid ger minska tid för skrotningen eller ökad indrift från sprängningen. Dock visa välvd form på gaveln upp bäst resultat gällande tidsåtgången från skrotningen. Resultatet visar att man kan uppnå 40 % lägre tid med välvd gavel jämfört med en rak. När det gäller indrift från sprängningen visar resultatet 8 % längre indrift jämfört mot en rak gavel i bästa fall. Slutsatsen från fältförsöken är att när det gäller tidsåtgången från skrotningen så har geologin avgörande roll för resultatet då sprickor, slag och kilbildningar direkt förlänger tiden. Välvda gavlar kan öka indriften från sprängningen och minska tidsåtgången för skrotningen. Författaren rekommenderar att fler salvor borde undersöka vidare i frågan huruvida en välvd formad gavel är gynnsam. Variationer i fältförsök medför svårtolkat resultat. Genom fler salvor kan resultatet med välvda gavlar styrkas med högre validitet. Nyckelord Ortdrivning, Borrning, Sprängning, Skrotning, Indrift 3

5 ABSTRACT The aim of the thesis was to investigate if a domed shaped tunnel face would make it possible to increase advance per round from the blast and reduce the time required for scaling. This report covers the difference between the uses of three different types of drilling plans by tunneling. By drilling short holes in some parts of the drilling plan it will create a domed shaped tunnel face from the blast. Three different drilling plans have been investigated by field experiments in the mine at the company Boliden AB in Garpenberg. Result from the advance per round has been measured by scanning tunneling front between each round and processed in the computer program MicroStation. The time required from the scaling has been determined by timing effective time. Results showed no significant difference to ensure that a domed shaped tunnel face always gives reduce time for scaling or increased the advance per round from blasting. However, domed shape on the tunnel face showed up the best results in current field test of the time taken from scaling. The results show that it can achieve 40% less time with domed tunnel front compared to a straight tunnel front. When it comes to the advance per round from the blasting results it came up 8% longer advance per round compared against a straight tunnel front at best. The conclusion from the field trials when it comes to the time taken from scaling it is that the geology crucial role in the outcome when joint, shear and wedge showed up directly prolonging on the time. Domed tunnel face can increase the advance per round from the blast and reduce the time required for scaling. The author recommends that more rounds should investigate further into whether a domed shaped tunnel face is favorable. Variations in the field trial result makes it difficult to interpret the noting that is favorable with domed shape of the tunnel face. With more rounds can the result with domed tunnel face supported by a higher validity. Keywords Tunnel excavation, Drilling, Blasting, Scaling, Advance per round 4

6 Innehållsförteckning 1 INLEDNING Problembeskrivning Syfte Målbeskrivning Avgränsningar Målgrupp METODIK Litteraturstudie och datainsamling Genomförande TEORI Tillredning - Ortdrivning Salvcykeln vid ortdrivning Utsättning Borrning Laddning Sprängning Ventilation och vattning Lastning och transport Skrotning Rensning Bergförstärkning Inmätning Borrplaner Borrplan A Borrplan B Borrplan C Fördjupning om borrplanens uppbyggnad Kilen Strossen Konturen Sulan

7 3.4.5 Stickning Ansättning Teoretisk indrift FÄLTFÖRSÖK Boliden AB Boliden i Garpenberg Geologi Navigering och positionering av borrigg Skanning Salvor i fältförsök Fältförsök jämfört med tidigare salvor RESULTAT Resultat skrotningstider Resultat indrift DISKUSSION OCH SLUTSATSER KÄLLFÖRTECKNING Figurförteckning med sidhänvisning: 1. Flöde för genomförandet 8 2. Gruvkarta med beskrivning av olika begrepp Salvcykeln Fyra funktioner borrning bygger på Exel slangarna buntas ihop Laddad salva med Exel slangarna buntade Sprängning av ortsalva Beskriver förloppet vid sprängning Mönster och 9 mätpunkter från skanning Avstånd mäts mellan punkterna Borrplan A med hållängder Borrplan B med hållängder Borrplan C med hållängder Borrplanens uppbyggnad Kilens uppbyggnad Borrning av konturhål med stickning Större vinkel bildas vid välvd form Projicerade borrplaner uppifrån Bolidens verksamhet Kvartsit från fältförsök 30 6

8 21. Illustrerar en ort med referensplan Skanner fast längst ut på bom Prisma Skillnad innan och efter skrotning salva Skanning från salva 2 efter skrotning Skanning och indrift från skrotningen av salva Skanning före och efter skrotning salva Skanning salva 7 innan skrotning Skanning salva 7 efter skrotning Skanning från sprängning salva Indriften från sprängningen salva 8 39 Tabellförteckning med sidhänvisning: 1. Relation mellan indrift i % av borrdjupet och olika borrhålsdiametrar Fördelningen av salvor per borrplan Noterad indrift från fältförsök 42 Diagramförteckning med sidhänvisning: 1. Visar mätpunkter kring öppningen (kilen) Jämförelse tidigare salvor mot fältförsök Noterade skrotningstider från fältförsök 41 Bilagor: Bilaga A Skanning och mätning från fältförsök Bilaga B Mätpunkter för indrift från sprängning, skrotning och total indrift Bilaga C Indata och rangordning av resultat från fältförsök Bilaga D Mått som används vi uppbyggnad av mönster för mätpunkter Bilaga E Stickning för borrplanerna Bilaga F Jämförelse indrift 7

9 1. INLEDNING 1.1 Problembeskrivning Ortdrivning är en viktig del i dagens gruvor och något som förekommer dagligen. Orterna bildar ett nätverk som gör det möjligt att komma åt malmkroppen från olika håll och nya brytningsrum öppnas upp. Orterna används även till att transportera malmen. Därför vill man inte att salvcykeln vid ortdrivningen som bara kostar ekonomiskt ska ta onödigt lång tid. Idag tar skrotningen för lång tid och man vill därför reducera skrotningstiden., man vill även se om indriften kan öka per salva. Hur lång tid skrotningen tar och hur effektiv indrift man har beror på flertalet faktorer exempel: Geologi Borrkvalitet Laddning Sprängning Operatörens noggrannhet, teknik och skicklighet. Man vill undersöka om en annan typ av borrplan kan öka indriften från sprängningen och minska tiden för skrotningen. Frågor man vill ha svar på efter denna fallstudie: Minskade tiden för skrotningen? Ökade indriften från sprängningen? Finns tänkbar vidareutveckling i ämnet? 1.2 Syfte Syftet med det här arbetet är att analysera hur man kan skapa en mindre tidsåtgång för skrotningen. Genom att analysera vad som är mest fördelaktigt när det gäller gavelns geometri vill man se ifall minskad skrotning är möjlig och ökad indrift. Rapporten kommer behandla skillnaden mellan att använda sig av olika borrplaner vilket ger skillnad på gavelns form. Olika stor släpning av kilen kommer att testas genom att borrhål ut mot konturen kortas ner. Genom att skanna gaveln innan och efter skrotning kommer indrift från både sprängning och skrotning att mätas. Skrotningstider kommer att bokföras för att få indata till att avgöra skillnaden mellan de olika borrplanerna. Nya borrplaner kommer tas fram i datorprogrammet Drill Plan Designer från Atlas Copco. Borrplanerna kommer att exporteras till borriggen och användas vid borrningen vid fältförsöken. Mätningarna kommer att behandlas och analyseras i programvaran Microstation. 8

10 1.3 Målbeskrivning Målet med examensarbetet är en reducerad skrotningstid i salvcykel vid ortdrivningen. Målet är också att öka indriften från sprängningen, samt att nå en utökad kunskap om faktorer som påverkar skrotning och indrift. Utvärdera förslag på hur man kan vidareutveckla fler studier om problemet. 1.4 Avgränsningar Avgränsningar har gjorts på grund av begränsad tid till 10 veckor heltidsstudier. Inga mätningar av borrhålsavvikelsen kommer att göras. Ladd- och tändplan kommer inte anpassas utan befintlig används i studien. Hur fragmentering eller bergförstärkning påverkas kommer inte undersökas. Fältförsöken kommer utföras på samma nivå och ort i gruvan, nivå 1187 U-ort i Lappberget, detta medför att geologiförhållandet inte skiljer så mycket som det gjort om man kört fältförsök i olika områden i gruvan. 1.5 Målgrupp Studien riktar sig främst mot människor i gruv- och metallbranschen. Bergteknisk och geologisk kunskap är fördelaktigt för att lättare bilda förståelse av studien. Hänsyn har även tagits till de personer som inte har kunskap för ämnet genom att förklara exempelvis vad tillredningen gör och vad salvcykeln innebär. 9

11 2. METODIK 2.1 Litteraturstudie och datainsamling Litteraturstudie har vart det första momentet som gjorts för att öka kunskap samt skaffa ny kunskap om ortdrivning och bergtekniska frågor. Böcker, rapporter, kompendium och tidskrifter har studerats. Indata från tidigare salvor på orten nivå 1187 U-ort har samlats in som referens och kommer att jämföras med nya fältförsöken. Datainsamlingen har loggats hos FSP (Flödesstyrd produktion) och det är endast tider för skrotningen som har vart tillgängligt, indriften har inte kunnat samlas in från föregående salvor då det inte bokförs. 2.2 Genomförande Genomförandet kommer att bestå till största del av tiden ute i fält. Genom att delta i borrning, laddning, skrotning och skanning kommer data och observationer att samlas in. I figur 1 visas flödet för hur genomförandet kommer att ske. Skanning sker före och efter skrotning för att indriften från sprängningen och skrotningen ska kontrolleras. Under skrotningen kommer tidsåtgången att noteras med hjälp av tidtagarur. Tiden noteras för att avgöra skillnaden mellan de olika borrplanerna. Figur 1. Flöde för genomförandet. Borrplanerna tas fram i datorprogrammet Drill Plan Designer från Atlas Copco, borrplanerna exporteras till ett minneskort som sätts in i borriggens dator. Detta möjliggör borrning efter den framtagna borrplanen. 10

12 3. TEORI 3.1 Tillredning - Ortdrivning Tillredningen driver orter och ramper i gruvan för att möjliggöra åtkomst för produktionsbrytning av malmkroppen. Nya områden och transportleder utvecklas när man tillreder gruvan. Orter drivs från rampen in mot malmkroppen, när man närmar sig malmkroppen drivs fältorter parallellt längst med malmen (se figur 2). Inslag görs in till malmen, när man nått malmen byter man namn från inslag till rum (Apelqvist, 2009). Figur 2. Gruvkarta med beskrivning av olika begrepp i skala 1:

13 3.2 Salvcykeln vid ortdrivning Ortdrivning sker genom konventionella salvcykeln som delas in i åtta olika moment (se figur 3). För att erhålla en effektiv och optimal salvcykel gäller det att ha förståelse för varje enskild process liksom interaktion mellan dessa (Jonsson, 2012). Figur 3. Salvcykeln Utsättning Görs av gruvmätarna med hjälp av totalstation, detta för att orten ska drivas i rätt riktning och lutning. Inför varje salva navigerar operatören borriggen efter angivet riktbesked från gruvmätarna Borrning Borrning anses vara mest betydande för resultatet av sprängningen av berget. Vid borrning är stickning av särskild vikt då detta är avgörande för en god konturhållning. Borrhålens parallellitet är av mycket stor betydelse för utbrytningen av berget. (P.-A Persson, 1994). 12

14 Vid borrning av berg utsätts berget lokalt runt träffytan för en stor tryckkraft från ett stift eller ett skär gjort av hårdmetall på borrkronan. Kring kontaktpunkten uppbyggs ett spänningstillstånd som ökar med belastningen. Berget närmast kronan krossas kontinuerligt till ett fint pulver och i kronans närhet bildas en krosszon. Om stiftet eller skäret är tillräckligt spetsigt så blir spänningen i berget så småningom så stor att berget spräcks och en större flisa lösgörs. Belastningen på kronan sjunker då tillfälligt eftersom kontakten mellan kronan och berget minskar eller helt upphör. En jämn och hög matning gör dock så att kronan fortsätter inträngningen. Borrningen som används är av typen topphammare borrning och bygger på en cylinder med en fram- och återgående slagkolv som slår mot borrstångens nacke. Kolvens rörelseenergi överförs till stången i form av en stötvåg. Stötvågen flyttar sig runt 5000 m/s (stålets ljudhastighet) med en normal slagfrekvens på cirka 50 slag/s. Det bergmaterial som spräcks loss kommer om det ligger kvar på hålbotten bilda ett fint pulver som kallas borrkax. Borrkaxet dämpar slagenergin från kronan, därför spolas kaxet bort med hjälp av vatten. Borrning bygger på fyra olika funktioner slag, matning, rotation och spolning (se figur 4) (Olofsson, 2007). Figur 4. Fyra funktioner borrning bygger på. (Forsman, 2005) 13

15 3.2.3 Laddning Laddningen sker med hjälp av en ombyggd truck speciellt anpassad för ändamålet. På laddtrucken finns en hydraulisk plattform som gör att man kommer åt högt belägna hål och kan ladda överallt på gaveln. Sprängämnet som används är av emulsionstyp och teknologin bygger på att det endast är råvaror som transporteras och tillverkningen av sprängämnet sker kontinuerligt på arbetsplatsen. Emulsionen blir inte explosivt sprängämne först det lämnat laddslangen och placerats i borrhålet. Möjlighet till variation av sprängämnets egenskaper gör att man kan ladda hela salvan med emulsionssprängämnet. Emulsionssprängämnet är vattenbeständigt och baserat på i huvudsak ammoniumnitrat som syregivare och oljefas som bränsle. Emulsionen är viskös och pumpbar vilket ger möjlighet att ladda salvan snabbt och enkelt. Råvarorna blandas enligt fast receptur. Borrhålen fylls från botten och vatten pressas före ut ur borrhålet, var efter hålet fylls med emulsion. Dock där hålen laddas svagare kan man behöva rensa hålet från vatten eftersom borrhålen inte laddas fulla. När borrhålet har laddas så startar den kemiska process som gradvis utvecklar små gasbubblor samtidigt som emulsionen ökar i volym, det vill säga lägre specifik vikt. Laddningskoncentrationen går också att justera för att möjliggöra exempel mer skonsam laddning i konturen. Genom reglering av sprängämnessträngens diameter kan laddningskoncentrationen optimeras för olika håltyper (Nilsson, 2007). För att skapa en säker och stabil detonationshastighet vid upptändningen av sprängämnet så laddas borrhålet i botten antingen med en primer eller med patronerad dynamit. Exel LP icke-elektriska (non-el) tändsystem används som tändmedel i gruvans salvor. Exel LP är speciellt framtaget för ortdrivning används för att få primern och sen emulsionen att detonera. Fördröjningstiderna är generellt längre för att ge det lossprängda bergmassorna tid att röra sig framåt i det trånga och inspända utrymmen som gäller i ortdrivning. Exel slangen är draghållfast, nötningsbeständig och vattentät. Varje slang har en sprängkapsel i änden som initieras av en stötvåg, sprängkapseln har en inbyggd fördröjning vilket göra att man kan skapa ett önskat intervall mellan hålens detonation. Detta kallas för tändplan (Orica, 2013). Det icke-elektriska tändsystemet är ett stötvågssystem med en plastslang innehållande ett reaktivt material. Stötvågens hastighet är m/s och tillräckligt intensiv för att tända upp sprängkapseln. Reaktionen är innesluten i slangen och tänder inte upp sprängämne intill slangen, detta gör att upptändningen kan ske i botten av hållet (Olofsson, 2007). 14

16 Figur 5. Exel slangarna buntas ihop. (Olofsson, 2007) Alla slangar buntas upp som i figur 5 och knyts ihop tillsammans med en pentylstubin, dock max 20 stycken slangar i varje bunt. En exelslang med valfri intervall på sprängkapseln tejpas fast runt pentylstubinen (se figur 6). Figur 6. Laddad salva med Exel slangar buntade. 15

17 3.2.4 Sprängning Förloppet sker genom att tändsystemet tänds upp genom vanligtvis en tändapparat. Stötvågen från slangen initierar sprängkapseln som detonerar efter ett bestämt intervall. Då tänder primern med en hög detonationshastighet, detta ger då en stabil detonation av sprängämnet. Salvan öppnas upp successivt (se figur 7). Figur 7. Sprängning av ortsalva. (Bergteamet, 2013) Det som sker när sprängämnet detonerar är i huvudsak tre faser (se figur 8): Borrhålet utvidgas genom att berget pulveriseras av det höga trycket. Tryckvågor utgår i alla riktningar från borrhålet med en hastighet lika med ljudhastigheten i berget (beror på foliationen i berget ~4 400 m/s). När tryckvågorna möter en fri yta reflekteras de och orsakar dragspänningar i berget mellan borrhålet och den fria ytan. När bergets draghållfasthet överskrids så bryts berget sönder och sprickor bildas. Frigjorda spränggaserna tränger in i sprickorna under högt tryck och utvidgar dem. Vid rätt avstånd mellan borrhålet och den fria ytan kommer bergmassan att brytas upp slungas framåt (Olofsson, 2007). Figur 8. Beskriver förloppet vid sprängning. (Olofsson, 2007) 16

18 3.2.5 Ventilation och vattning Ventilation används för att förse personal och maskiner med syre och lämplig tempererad luft. Används även för att ventilera ut dieselavgaser, spränggaser, damm, stoft och radioaktiva ämnen. Vid en utebliven ventilation sänks syrenivån och skadliga ämnen som NO, NO2, CO, CO2, radon och kvartsdamm stannar i gruvan (Forsman, 2005). Genom att driva maskiner på el och att vattna så minskas avgaser och damm. I Garpenberg används blåsande ventilation som bygger på att föroreningar minskas genom utspädning. Frisk luft från dagen transporteras genom framdragna tuber och ut mot den aktiva arbetsplatsen Lastning och transport I Garpenberg sker lastningen med dieseldrivna LHD (Load Haul Dump) maskiner som lastar lastbilar som sköter transporten av massorna. Det ekonomiska värdet på det losshållna berget avgör vart det transporteras. Malm tippas i fickor vid krossarna för krossning och gråberg används till att fylla utbrutna rum, lagras i mellanlager eller körs upp ovanjord. LHD-maskinen är anpassad för gruva där begränsat utrymme råder, maskinen beskrivs som en längre, smalare och lägre samt lägre motoreffekt än ovanjordshjullastare med samma lastkapacitet. Även skopan är anpassad som är smalare och djupare (Forsman, 2005) Skrotning Mekaniskt aggregat med en styrbar arm. Längst ut på armen sitter en hydraulisk hammare som används för att ta bort löst sittande berg som skadats från sprängningen. Hydraulhammaren trycks mot berget och vibrerar ner de lösa delarna från gaveln, taket och väggarna. Skrotning är en viktig del ur säkerhetssynpunkt då man vill minimera risken för fallande sten och förbättra förutsättningarna för bergförstärkningen. Ifall man matar på för mycket energi in i berget vid skrotningen kan det leda till mer skada än nytta då man även bryter loss fast berg och får en större tunnelprofil än det önskade Rensning Efter skrotningen så behövs allt löst berg som skrotas ner rensas bort från gaveln. Man rensar och gör rent inför nästa salvborrning. 17

19 3.2.9 Bergförstärkning Bergförstärkningen sker först genom att man sprutar fiberarmerad sprutbetong på tak och väggar. Armeringen består av ~ 5 cm avlånga stål fibrer. Man sätter sedan bultar i berget med ett bestämt förstärkningsmönster direkt efter man har betongsprutat eller efter att betongen har brunnit klart. Bultarna man använder i Garpenberg är cementingjutna kamjärnsbultar. Bultarna installeras antingen genom ett mekaniskt aggregat eller för hand från en bultbrygga. Fördelen med ingjutna bultar är att de funkar bra som permanent förstärkning och att cementet skyddar mot korrosion, men bultarna uppnår inte full styrka före cementet har brunnit klart. Vid omedelbar verkan krävs andra typer av bultar. Genom att betongspruta först så bildar man som ett skyddande skal i orten, bultarna spänner emot och på så vis minskar trycket mot skalet. Berg har en dålig draghållfasthet och det är därför fibrer tillsätts i betongen för att ta upp dessa dragkrafter som finns tillsammans med bultarna Inmätning Inmätning av orten görs av gruvmätare för att ge vetskap om vart man befinner sig efter en viss indrift, detta brukar inte göras efter varje salva utan inmätningen sker med jämna mellanrum. Detta görs för att se så att man följer den planerade indriften på ett korrekt sätt. Inmätningen görs med hjälp av totalstation. Mätdata från skanningen kommer att behandlas i datorprogrammet Microstation. I Microstation kommer indriften kunna kontrolleras genom att nio punkter i ett bestämt mönster mäts (se figur 9). Figur 9. Mönster och 9 mätpunkter från skanning. 18

20 Avståndet mellan punkterna mäts i Microstation för att avgöra indriften (se figur 10). Medelvärdet från alla nio mätpunkter blir ett representativt resultat av indriften. Insamlad data från fältförsöken lagras, sammanställs och analyseras med hjälp av Excel. I Excel kommer indriften och tider kunna presenteras på ett överskådligt sätt. 3.3 Borrplaner Figur 10. Avstånd mäts mellan punkterna. Tre olika borrplaner kommer att tillämpas i fältförsöken, författaren har valt att kalla dem för A, B och C. Skillnaden mellan borrplanerna är håldjupet, för övrigt är borrplan A, B och C uppbyggd på samma sätt. Totalt finns 81 stycken borrhål varav två är grova hål med en diameter på 101,6 mm. Grovhålen laddas inte utan används som expansionsutrymme. Övriga 79 borrhål laddas och har en diameter på 48 mm. Borrplanen är fem meter bred och sex meter hög med en tvärsnittsarea på 28,5 m 2. Dessa borrplaner är framtagna i Drill Plan Designer som är en programvara för att göra borrplaner med. 19

21 3.3.1 Borrplan A Borrplan där alla hålen är lika djupa, 3,96 meter (se figur 11). Djup borrhål (m): 3,96 Figur 11. Borrplan A med hållängder. 20

22 3.3.2 Borrplan B I borrplan B har konturen 0,36 meter kortare hål (gul färg i figur 12) det vill säga att alla är hål 3,6 meter djupa. I kontur två (grön färg i figur 12) är alla hål 3,8 meter djupa, alltså 0,16 meter kortare. Resterande hål i strossen och kilen är av full längd det vill säga 3,96 meter. Djup borrhål (m): 3,6 3,8 3,96 Figur 12. Borrplan B med hållängder. 21

23 3.3.3 Borrplan C I borrplan C har konturens hål i väggen (blå färg i figur 13) upp till anfanget ett håldjup på 3 meter. I taket är hålet i mitten 3,96 meter, resterande hål i taket kortast successivt ut mot anfanget. I kontur två är hålen på sidan 3,4 meter djupa och upptill av varierande håldjup. I första strossraden är hålen 3,8 meter djupa, resterande hål är 3,96 meter djupa. Takhålen är kortade successivt för att minska risken för överhäng och ras. Djup borrhål (m): 3,0 3,2 3,4 3,5 3,8 3,96 Figur 13. Borrplan C med hållängder. 22

24 3.4 Fördjupning om borrplanens uppbyggnad Vid sprängning under mark som vid ortdrivning har borrplanens uppbyggnad anpassas för bergets inspändhet som råder. I figur 14 ser man hur en borrplan delas upp i olika delar, allt bygger på att vid sprängningen så skjuts en del i taget bort för att öppna upp utrymme för det lossprängda berget Kilen Figur 14. Borrplanens uppbyggnad. (Veronica Apelqvist, 2011) Är av typen parallellhåls kil med två stycken grovhål. Vilket innebär att alla hål går parallellt med varandra. Grovhålen är oladdade och fungerar som expansionsutrymme vid öppningen i salvan. Kilen kan placeras på olika ställen på gaveln med olika fördelar. Fördelen med att ha kilen placerad långt ner i mitten är att man får ett bra framkast av berget samt en berghög i mitten av tunneln enligt Stig O Olofsson. Placeringen minskar även sprängämnesförbrukningen eftersom det mesta av strossningen sker nedåt. Dock krävs mer borrhål mot om man placerar kilen i närhetan av en vägg (Olofsson, 2007). Övriga hål i kilen har en liten försättning till grovhålen för att skapa en bra öppning i sprängningen med god geometrisk brytningsvinkel. Totalt består kilen av 17 stycken borrade hål i borrplanen. Kilen har stor betydelse för att sprängnigen ska lyckas då det är viktigt att en bra öppning bildas så man får ett fritt utslag. Det görs genom att kilen öppnas upp i olika kvadranter som figur 15 visar, med hjälp av fördröjningselementet i sprängkapseln så får varje kvadrant förflyttas tillräckligt innan nästa kvadrant öppnas upp. Brytningsvinkeln i borrplanen är som minst i kilen, omkring 50 (Olofsson, 2007). 23

25 Figur 15. Kilens uppbyggnad. (Olofsson, 2007) Kilen i borrplanen är 1,60 m hög och 1, 45 m bred, detta ger en area på 2,24 m 2 vilket är en normal storlek för kilen enligt Stig O Olofsson. Det är viktigt att man inte borrar ihop hål eller att de avviker från varandra, då öppningen i sprängningen går dåligt så drabbas resten av salvan av det och man riskerar att få en bom salva Strossen Benämns även salvhål som i figur 14. Efter att öppningen i kilen har skapats så finns utrymme för strossen att sprängas ut. Genom olika intervalltider på sprängkapslarna ser man till att berget hinner flytta sig ut i orten vid sprängningen. Alla hål är 48 mm och antalet är 21 stycken. Här ska man se till att brytningsvinkel inte understiger Konturen I konturen är hålavståndet mindre och laddningen mer skonsam mot berget. Detta gör man för att inte skapa överberg eller en onödigt stor skadezon i berget från sprängningen som leder till ökad skrotning och bergförstärkning. I konturen borras 23 stycken 48 mm hål, hålen skjuts med liten spridning i tid för att erhålla en god slätsprängning med minskad skadezon. 24

26 3.4.4 Sulan Hålen längst ner i sulan har större hålavstånd än konturen men en starkare laddning. Starkare laddning använder man för att undvika gaddar i sulan samt kompensera för de bergmassor som lagt sig ovanpå sulan eftersom berget ska kastas fram i tunneln. I sulan är det 6 stycken 48 mm borrhål Stickning Stickning av borhållen görs för att skapa utrymme för borrningen av nästa salva och för att rätt dimension ska erhållas (se figur 16). Vid stickning så vinklar man hålen ett bestämt gradantal åt en riktning. I princip har alla hål i borrplanen stickning, men det är främst i konturen och sulan som det är viktigast då man vinklar stickning ut från den teoretiska konturen (Johanessen, 1995). Figur 16. Borrning av konturhål med stickning. (Johanessen, 1995) Ansättning Är momentet då borrkronan möter berget och får bergkontakt för att påbörja borrningen av hålet, kallas även för påhugg. Detta är ett viktigt moment för att uppnå bra borrning av hålet utan avvikelse från det teoretiska. När kronan fått fäste och startat penetrationen så sker upprampning, då ökar slaget, rotationen och matningen. Reducerad kraft vid ansättning sker automatiskt men man kan göra det manuellt också. Detta görs för att kronan inte ska slinta på bergets yta. Ibland kan en ojämn yta där ansättningen ska göras tvinga operatören att flytta gå ifrån borrplanen och flytta ansättningen (Randén, 2010). 25

27 3.4.7 Teoretisk indrift Borrstålets längd är 14 fot det vill säga 4,27 meter, av det används 3,96 meter när fulla håldjup borras. Enligt Stig O Olofsson kan man förvänta sig en teoretisk indrift omkring 92 % som kan hämtas i tabell 1. Eftersom borrplanen har två stycken grovhål med diametern 101,6 mm så måste en fiktiv grovhålsdiameter beräknas. Fiktiva grovhålsdiametern blir cirka 144 mm och kan beräknas enligt formel: D = ø n D = fiktiv grovhålsdiameter ø = grovhålsdiameter n= antal grovhål Tabell 1. Relation mellan indrift i % av borrdjupet och olika borrhålsdiametrar. (Olofsson, 2007) Detta innebär att den teoretiska indriften i salvorna kan förväntas vara omkring 3,64 meter. 26

28 På grund av bergets inspändhet så uppnår man inte 100 % indrift. En välvd gavel ger gynnsammare utslagsvinklar vid sprängningen och inspändheten blir därför minskad (se figur 17). Detta gör att indriften kan förbättras. I figur 18 projiceras borrplan A, B och C uppifrån och man ser skillnaden på vinklarna. Figur 17. Större vinkel bildas vid välvd form. Figur 18. Projicerade borrplaner uppifrån. 27

29 4. FÄLTFÖRSÖK Alla fältförsök har utförts på nivå 1187 U-ort. Det som har undersökts är ifall en välvd formad gavel skulle kunna reducera tiden för skrotningen i salvcykeln vid ortdrivningen eller öka indriften per salva. Den välvda formen skapas genom att vissa borrhål kortas se figur 18. Detta ger gynnsammare utslagsvinklar för en optimal sprängning med en minskad inspändhet i botten. 4.1 Boliden AB Boliden AB är ett metallföretag bestående av prospektering, gruvbrytning, anrikning, smältning, raffinering och återvinning av metaller. I början på 1900 talet startade Centralgruppens Emissionsbolag det som idag är New Boliden AB. År 1924 tog det riktig fart för Boliden när man hittade Europas rikaste malm. Det var provborrningar vid Fågelmyran i Bolidenområdet som malmen hittades, guld var det man hittat. År 1957 förvärvar Boliden gruvan i Garpenberg som tillhört Zinkgruvor AB. Gruvan i Garpenberg är idag Sveriges äldsta gruva som fortfarande är i drift, sedan 1200 talet har man brutet malmen. Namnet Garpenberg kommer från de tyska gruvarbetarna som man kallade för garpar (Boliden, 2013). I Garpenbergs underjordsgruva vill man reducera tiden för skrotningen vid ortdrivningen, samt se vad man har för indrift och därför bestämdes att en fallstudie skulle startas upp. Dagens verksamhet består av prospektering, gruvor, smältverk och marknad (se figur 19). Bolidens metaller bryts ur gruvorna Garpenberg, Aitik, Bolidenområdet och Tara på Irland. Metallerna förädlas i smältverken i Rönnskär, Harjavalta, Kokkola, Bergsöe och Odda. Återvinning är viktigt för Boliden och Rönnskär är världsledande på återvinning av elektronikskrot. Bergsöe tillhör de största i Europa på återvinning av bly (Boliden, 2012). Figur 19. Bolidens verksamhet. (Boliden, 2012) 28

30 4.2 Boliden i Garpenberg I Garpenberg bryts komplex sulfidmalm som innehåller främst zink, silver och bly. Även koppar och guld i mindre mängder finns. Metallmixen tillsammans med den relativt höga silverhalten gör att gruvan har möjligheten till fördelaktiga val utefter de metallpriser som råder. År 2011 togs beslut om att investera i en kraftig expansion av Garpenbergs gruva där bland annat nytt anrikningsverk byggs upp, nya anläggningar underjord och ny infrastruktur. Investeringen på 3,9 miljarder SEK är Bolidens näst största investering någonsin och detta gör att malmproduktionen i Garpenberg kommer att öka från 1,4 till 2,5 miljoner ton per år. Projektet för utbyggnationen pågår mellan 2011 till 2014, från inledningen av 2014 kommer produktionen att öka successivt till full produktion i slutet på Gamla planeringen för Garpenbergs livslängd var att gruvan skulle slutbrytas i början på 2000-talet. Satsningar och framgångar när det gäller prospektering ledde till att man hittade nya malmkroppar, detta ökade mineraltillgångarna och gruvans livslängd. Nu beräknas gruvan ha produktion till år Syftet med det pågående expansionsprojektet är att optimera brytningen för de nya malmkropparna och det är de nya malmkropparna som har gjort expansionen möjlig. Mineralreserverna beräknas vara kiloton från år 2012, detta är en ökning med kiloton från år Mineraltillgångarna beräknas vara kiloton och detta är en ökning med kiloton från år Gruvans produktion och anrikade tonnage 2012 var kiloton (Boliden, 2012). Garpenberg ligger 16 km utanför Hedemora i Dalarna och gruvan är Hedemoras kommun största privata arbetsgivare. Gruvan har 340 stycken anställda och drygt 150 entreprenörer. 4.3 Geologi All fältförsök har skett på samma nivå 1187 U-ort, detta har medfört att geologin inte har skiftat allt för mycket. Nivå 1187 U-ort består av bergarten kvartsit som är sandsten som har bildats genom metamorfos under högt tryck. Tecken på att berget har vart vattenförande en gång i tiden är de urlakade vita zonerna som synts. Nu är berget torrt och nästan inget vatten finns. Kvartsgångar och pyrit uppträder ideligen. Någon tydlig struktur finns inte eftersom trycket har veckat berget. Sprickor och slag i berget förkommer för det mesta vinkelrätt mot drivningsriktningen. På grund av djupet så är spänningarna stora och smällberg uppträder på nivån. Kvartsit är en bergart som är hård, kornig till nära massiv och helt kvartsdominerad. Den är ofta ljusgrå till vit, men kan vara mörk till nästan svart i vissa fall (Monica Price, 2005) (figur20). 29

31 Figur 20. Kvartsit från fältförsök. 4.4 Navigering och positionering av borrigg Borrning av salva sker med en 14 fot borrigg från Atlas Copco modell E2C med två stycken COP 3038 borrmaskiner. RCS (Rig Control System) är ett datoriserat kontrollsystem som används för navigering och borrning efter vald borrplan. Navigeringen av borriggen vid fältförsöken har utförts med två olika metoder: Berg/Borrplan- När kronan känner kontakt med bergets yta så börjar borrlängden att räknas. Borrningen sker efter borrplan. Detta utfördes på salva 1. Resterande salvor har utförts med andra metoden. Referensplan/Borrplan- Ett fiktivt referensplan bestäms av operatören där borriggen börjar registrera håldjupet för påbörjad borrning enligt borrplan. Referensplanet sättas oftast längst in i kilen för att behålla maximal indrift, men kan sättas längre ut mot riggen också (se figur21). 30

32 Figur 21. Illustrerar en ort där röda fiktiva referensplanet kan placeras olika i förhållandet till gaveln. Positioneringen av borriggen sker med hjälp av en totalstation. Totaltstationen monteras på ett stativ. En känd fixpunkt på tunnelväggen i orten finns tillgänglig, där fixeras stativet med totalstationen i våg. Totalstationen mäter mot en bestämd punkt från riktbeskedet, på riktbeskedet finns en angiven vinkel som totalstationen ska rotera mot gaveln för korrekt riktning, även avståndet från totalstationen till gaveln mäts. Laserlinjen från totalstationen visar vart ena bommen ska riktas. På matarbalken monteras två stycken riktplattor som används för positioneringen, laserstrålen från totalstationen ska gå igenom första plattan och träffa mitten på andra plattan. När detta är utfört så skrivs avståndet från totalstationen till gaveln plus sektionsnumret från riktbeskedet in i borriggens dator. Utifrån detta blir borriggens position känd och riggen räknar ut hur salvans hål ska borras (Ståhl, 2005). En viktig del för borrningen är att båda bommarna är rätt kalibrerade för att få en korrekt indrift som inte avviker mot det planerade. 31

33 4.5 Skanning Skanning sker innan skrotning för att se indriften från sprängningen och efter skrotning för att se indriften från skrotningen. Skanning sker med hjälp av en skanner från Optech som fäst fast på en bom som sitter på bilen (se figur 22). Figur 22. Skanner fäst längst ut på bom. Med hjälp av en dator uppkopplad till skannern så startar processen. Skannern läser av området genom en cirkulerande rörelse med en grads noggrannhet mellan varje varv. För att avgöra positioneringen av skannern används en totalstation. Detta gör att varje skanning hamnar rätt i koordinatsystemet. Genom att mäta på två prismor (se figur 23) bakåt och två prismor framåt som sitter på bommen så räknas positionen för skanningen ut. Skanningen hanters i Microstation. Figur 23. Prisma. 32

34 4.6 Salvor fältförsök Totalt har åtta salvor studerats under fältförsöken med varierande borrplaner. Alla fältförsök har utförts på samma nivå 1187 U-ort. Salva 1 och 2 utfördes med borrplan A, salva 3 och 4 utfördes med borrplan B och salva 5, 6, 7 och 8 med borrplan C. Salva 1: Utfördes enligt berg/ borrplan A (se figur 11) vilket betyder att alla borrhål var 3,96 meter djupa och djupet började räknas från första kontakten med bergets yta. Borrplan: Indrift sprängning (m): 3,59 Skrotad indrift (m): 0,30 Total indrift (m): 3,89 Tid (tt:mm): 01:18 A Problem med slag i höger vägg gjorde att extra tid gick åt vid skrotningen. I figur 24 syns tydlig skillnad i höger vägg innan och efter skrotningen från skanningen. Figur 24. Skillnad innan och efter skrotning, vy är mot drivningsriktningen. 33

35 Salva 2: Borrningen utfördes med borrplan A (se figur 11) och referensplanet vid kontur 1 där av en minskad indrift. Att referensplanet hamna där berodde på fel navigering av riggen vid uppställningen. Detta har gjort att resultatet från salvan blir missvisande i jämförelse med övriga salvor. Borrplan: Indrift sprängning (m): 3,28 Skrotad indrift (m): 0,16 Total indrift (m): 3,44 Tid (tt:mm): 00:39 A Korta skrotningstiden berodde på att mindre yta behövdes skrotas av på grund av felaktig navigering och att slaget i höger väg från salva 1 inte fanns i slava 2. I figur 25 syns skillnad från skanningen där slaget från salva 1 som har röd färg inte följer med salva 2 som har gul färg. Figur 25. Skanning från salva 2 efter skrotning, vy ovanifrån. 34

36 Salva 3: Första salvan med borrplan B (se figur 12) utfördes med referensplanet inne i kilen. Bra indrift från sprängningen på grund av att öppningen i salvan var optimal (se salva 3 i diagram 1). Detta tillsammans med gynnsam geologi gjorde att tiden för skrotningen vart kort. Borrplan: Indrift sprängning (m): 3,69 Skrotad indrift (m): 0,19 Total indrift (m): 3,88 Tid (tt:mm): 00:47 B Diagram 1. Visar mätpunkter kring öppningen (kilen) (Vågrät axel=salva, Lodrät axel=meter). 4 Mätpunkt 5 - Sprängning Mätpunkt 8 - Sprängning

37 Salva 4: Andra salvan med borrplan B (se figur 26) med referensplanet inne i kilen. Eftersom avbrott i uppföljningen och skanningen gjordes på grund av att en stross och kuppa skulle tillredas så missades referens för att avgöra indriften från sprängningen. Borrplan: Indrift sprängning (m): - Skrotad indrift (m): 0,14 Total indrift (m): - Tid (tt:mm): 01:00 B Figur 26. (Vy sida) Skanning och indrift från skrotningen av salva 4. 36

38 Salva 5: Första salvan med borrplan C (se figur 13), referensplanet satt längst in i kilen. Borrplan: C Indrift sprängning (m): 3,56 Skrotad indrift (m): 0,22 Total indrift (m): 3,77 Tid (tt:mm): 01:14 Problem med slag i höger vägg gjorde att stora kilar var tvunget att skrotas ner, se gula delen från figur 27. Detta gjorde att operatören fick lägga extra tid där. Figur 27. Skanning före och efter skrotning, vy mot drivningsriktningen. Salva 6: Andra salvan med Borrplan C (se figur 13) även här med referensplanet satt inne vid kilen. Borrplan: Indrift sprängning (m): 3,57 Skrotad indrift (m): 0,20 Total indrift (m): 3,77 Tid (tt:mm): 00:58 C 37

39 Salva 7: Tredje salvan med borrplan C (se figur 13) och referensplanet vid kilen. Borrplan: C Indrift sprängning (m): 3,57 Skrotad indrift (m): 0,16 Total indrift (m): 3,73 Tid (tt:mm): 00:46 Första salvan för borrplan C där geologin var mer gynnsam utan slag och kilbildningar. Detta medförde en snabb skrotningstid. Berg stod kvar från sprängningen vid mittersta takhålen, där fick extra tid läggas på skrotningen (se figur 28-29). Figur 28. Skanning salva 7 innan skrotning, vy från sida. Figur 29. Skanning salva 7 efter skrotning, vy från sida. 38

40 Salva 8: Fjärde salvan med borrplan C (se figur 7) och referensplanet vid kilen. Borrplan: C Indrift sprängning (m): 3,89 Skrotad indrift (m): 0,20 Total indrift (m): 4,10 Tid (tt:mm): 01:05 Salva 8 hade längsta indriften från sprängningen i fältförsöket, 3,89 meter. Samma som vid salva 3 så kan man se att indriften kring öppningen är bra och därför har övriga delar i salvan fått möjlighet till bra indrift (se diagram 1 sidan 30). Figur 30. Skanning från sprängningen, vy från sida. Figur 31. Indriften från sprängningen. 39

41 4.7 Fältförsök jämfört med tidigare salvor Datainsamling från tidigare salvor på nivå 1187 U-ort har samlats in från FSP (flödesstyrd produktion). På FSP noteras alla start- och sluttider från skrotningen, totalt har tider från 48 stycken salvor noterats. I diagram 2 jämförs tidigare salvor med salvorna från fältförsöken. Tiderna från fältförsöken är effektiva tiden med högre kontrollerad noggrannhet än de insamlade tiderna. Generellt sett har salvorna i fältförsöken haft lägre tider, 43 minuters skillnad jämförelse mellan medelvärdena. Detta kan bero på att de geologiska förhållandena har vart mer gynnsamt för fältförsöken. En annan orsak kan vara att inrapporteringen till FSP har skett när operatören på väg in i orten för att starta, att inrapportering vid längre avbrott inte gjorts eller att avrapporteringen gjorts felaktigt. Diagram 2. Jämförelse tidigare salvor mot fältförsök. 40

42 5. RESULTAT Undersökningen hur olika borrplaner kan påverka skrotningstiden och indriften har kontrollerats i fältförsöken. Totalt har åtta salvor utförts med tre olika borrplaner enligt tabell 2. Alla fältförsök har utförts på nivå 1187 U-ort. Tabell 2. Fördelningen av salvor per borrplan. 5.1 Avvikelser Borrplan Antalet salvor A 2 B 2 C 4 Totalt utfördes åtta salvor i fältförsöken och ligger till grund för resultatet. Dock så vart två salvor felaktiga (salva 2 och 4) detta har medfört avvikelse i resultatet. När det gäller salva 2 så vart borriggen felaktigt navigerad vid uppstart, detta medförde att referensplanet inte hamnade längst inne vid kilen som övriga salvor. På grund av detta så vart alla borrhålen för korta och en mindre indrift vid sprängningen som resultat. Vid skrotningen behövdes en mindre yta skrotas av och därför blir inte salva 2 jämförbar mot övriga salvor i fältförsöken. När salva 4 startades fanns det ingen referens för starten av indriften för sprängnigen. Detta medförde att indriften från sprängningen inte gick att fastställa. 41

43 5.2 Resultat skrotningstider Vid varje salva har effektiva tiden från skrotningen noterats med hjälp av tidtagarur. Skrotningstiderna som noterats har vart enligt diagram 3. Från resultatet har slutsatser analyserats om vilken borrplan som kan ge minsta skrotningstiden. Diagram 3. Noterade skrotningstider från fältförsök. Tid (TT:MM) Jämförelse mellan skrotningstider 01:22 01:17 01:12 01:07 01:02 00:57 00:52 00:47 00:42 00:37 Salva Borrplan A 01:18 00:39 Borrplan B 00:47 01:00 Borrplan C 01:14 00:58 00:46 01:05 Det är ingen stor skillnad mellan salvorna eller något tydligt samband som framträtt mer än att den geologiska inverkan har en väsentlig betydelse för resultatet. Att salva 1 och 5 har längre tider beror på geologin och de slag som uppträdde gjorde att mer tid gick åt. Eftersom salva 2 var fel navigerad vid borrningen och därför fick kortare indrift och lägre höjd så behövdes en mindre yta skrotas i förhållande till övriga salvor. 42

44 Variationerna från skrotningstiderna mellan de olika borrplanerna har visat sig bero på: 5.3 Resultat indrift 1. Geologi- Skrotningstiden är förankrad i den geologi som råder. De slag som har uppträtt under fältförsöken har direkt visat att tidsåtgången ökat eftersom mer tid måste tillbringas för att skrota bort risken för ras. 2. Operatören- Skickligheten i rörelsen med hydraulhammren och effektiva kontakten med hammaren i berget, samt att inte för mycket energi matas påverkar tiden. Även hur ofta aggregatet byter position. Skanning innan och efter skrotning har utförts. Detta för att ta reda på skillnaden för indriften från de olika borrplanerna. Indrift från sprängningen och från skrotningen har mätts (se bilaga F). Indriften från sprängningen och skrotningen var enligt tabell 3. Tabell 3. Noterad indrift från fältförsök. Borrplan Salva Indrift från sprängning (m) Verklig indrift från sprängning i % Indrift från skrotning (m) Andel skrotning i % A 1 3,59 90,66 0,3 8,36 A 2 3,28 82,83 0,16 4,88 B 3 3,69 93,18 0,19 5,15 B ,14 - C 5 3,56 89,90 0,22 6,18 C 6 3,56 89,90 0,2 5,62 C 7 3,57 90,15 0,16 4,48 C 8 3,89 98,23 0,2 5,14 På grund av fel navigeringen vid salva 2 så blir inte indriften jämförbar mot övriga salvor. Högst indrift från sprängningen hade salva 8 med borrplan C. Två salvor uppnådde en indrift över det teoretiskt förväntade 3,64 meter (92 % av 3,96). Salva 8 och 3. Diagram 1 på sidan 30 kan man se att indriften kring öppningen (kilen) går bättre med en välvd formad gavel och det är en förutsättning för få en bra indrift. Längst indrift kring öppningen har salva 8 med borrplan C. 43

45 6. DISKUSSION OCH SLUTSATSER Målet med det utförda examensarbetet var att se skillnaden mellan olika borrplaners påverkan för skrotningstiden och indriften vid sprängningen. Genom att ändra håldjupet för vissa hål i borrplanen så skapades en välvd form på gaveln. Välvda gaveln ger teoretiskt bättre utslagsvinkel för det inspända berget vid sprängningen. Från resultatet går det inte urskilja något tydligt samband över vilken borrplan som skulle vara mer fördelaktig när det gäller minskad skrotningstid eller ökad indrift från sprängningen. Detta beror till störst del på fåtalet salvor som är gjorda i fältförsöket. Salva 2 med borrplan A vart fel navigerad vid borrningen och ett sämre resultat av indriften från sprängningen uppstod. Detta förde med sig att mindre yta behövdes skrotas av och salva 2 vart därför inte jämförbar mot de övriga salvorna. Salva 1 med borrplan A hade längsta skrotningstiden som delvis berodde på det slag som fanns i höger vägg. I fältförsöket med borrplan B hade salva 3 näst längsta indriften tillsammans med en kort tidsåtgång för skrotningen. Resultatet från fältförsöken visar att välvda gavlar kan reducera skrotningstiden då kortaste tiden noterades ifrån salva 7 med borrplan C (bortsett salva 2, inte jämförbar p.g.a. fel navigering). Jämförs salva 7 med borrplan C och Salva 1 med borrplan A så har salva 7 40 % lägre tid. Borrplan C har även visat upp längsta indriften från sprängningen vid salva 8. Jämförs salva 8 mot salva 1 med borrplan A så uppnådde salva 8 8 % längre indrift. Detta är enskilda topp resultatet för borrplan C. Tittar man generellt och inte bara på enskilda resultatet så har borrplan C de tre sämsta indrifterna från sprängningen (bortsett salva 2) och den näst längsta och tredje längsta skrottiden. Detta talar både för och emot borrplan C, utredningen hur effektiv borrplan C egentligen är gällande skrotningstid och indrift från sprängning borde undersökas vidare med fler utförda salvor för att få en klarare bild över resultatet. Författaren tolkar resultatet erfarenhetsmässigt från fältförsöken att potential finns för välvd gavel likt borrplan C både gällande minskad tid för skrotningen samt ökad indrift från sprängningen, dock påpekas att fler salvor måste utföras för att styrka påståendet. Något man inte kommer ifrån är geologins påverkan för resultatet. Även om man skulle kunna upprepa exakt två likadana salvcyklar som är helt identiska, fast med en geologisk skillnad, så skulle ändå olika resultat visa sig. Därför har det vart svårt att bedöma resultatet genom åtta salvor som fältförsöket bestod av. Det ska framhållas att fältförsöken utfördes i goda geologiska förhållanden i hård kvartsit, de största problem som uppstod var de sprickor och slag som fanns. Detta medförde att skrotningen inte tog någon anmärkningsvärd lång tid för någon salva. Kanske hade fältförsöken vart mer tillämpad i en sämre geologi där skrotningen överlag skulle ta längre tid. Ifall skrotningen som i detta fall tog 44

46 dryga timmen som mest så anser författaren att skrotningen inte är någon flaskhals i salvcykeln. Men givetvis vill man ha en kortare tid för skrotningen med bibehållen säkerhet, även på områden som 1187 U-ort där skrotningen gick snabbt under fältförsöken. En ökad indrift från sprängningen är önskbar överallt då det ekonomiskt påverkar gruvan. Ifall fler salvor visar upp samma indrift som salva 8 från fältförsöken så kan stora pengar sparas. En annan faktor som haft betydelse för resultatet är den mänskliga påverkan. Eftersom olika operatörer har utfört de olika enhetsoperationerna i fältförsöken så betyder det att olika tekniker i utförandet har tillämpats. För att få bättre kvalité i jämförelsen så vore det mer korrekt att en och samma operatör utför momentet vid varje salva i fältförsöket. Detta har givetvis vart tidsmässigt omöjligt för författaren att utföra då tiden är begränsad. Men det är något man kan försöka eftersträva om en liknande uppföljning kommer att göras. Författaren kan i efterhand med erfarenhet från fältförsöken och resultatet konstatera att fältförsöken måste göras i större omfattning för att få fram ett tydligare resultat över vilken borrplan som är mest tillämpbar. Tiden för undersökning av borrplanens inverkan har vart för begränsad för att uppnå tillräckligt med antalet salvor för att ge ett resultat med hög validitet. Det är även för få salvor för att kunna urskilja resultatet genom en medelvärdesberäkning eller någon annan typ av statistik modell. Bedömningen av vad som kunde gjorts annorlunda är följande punkter att föredra: Fokus på två borrplaner istället för tre hade gett fler antalet salvor per borrplan. Extra mätpunkter på intressanta områden kring öppningen och runt konturen. Fältförsök utfört i en annan typ av geologi Rekommendationer till fortsatta studier: Fältförsök innehållande salvor i en större omfattning där två borrplaner, en med välvd gavel och en med rak gavel jämförs mot varandra. Bottenladdningens påverkan för skrotningstid och indrift. Vad blir det för skillnad med en starkare respektive svagare laddning i botten där berget är som mest inspänt. Analys av kvalité för borrning och laddning med utvärdering av sprängningsresultatet vid välvd borrplan. 45

47 Slutsats: För få salvor utfördes i fältförsöket Svårtolkat resultat Välvda gavlar kan öka indriften och minska skrotningen 46

48 7. KÄLLFÖRTECKNING Apelqvist, V. (2009). Pelletsprocessen-Från berg till pellets. Luleå Tekniska Universitet. Bergteamet. (2013). Grundkurs i sprängteknik. Boliden. (2013). Hämtat från den Boliden. (2012). Årsredovisning Forsman, B. (2005). Bergbyggnadsteknik. Jama. (2013). Jama. Hämtat från den Johanessen, O. (1995). Tunneldrift. Trondheim: Norges Tekniske Högskole Trondheim. Jonsson, J. (2012). Uppföljning av kvalitét på sprängning inom bergentreprenaden vid SKB:s Äspölaboratorium. Luleå: Luleå Teknisk Universitet. Monica Price, K. W. (2005). Bergarter och mineral. Albert Bonniers förlag. Nilsson, N. (2007). Nordkalk-Bungeprojektet. Gotland: Nitro Consult AB. Olofsson, S. O. (2007). Modern Bergsprängningsteknik. Ärla: APPLEX. Orica. (2013). Oricaminingservices. Hämtat från den P.-A Persson, R. H. (1994). Rock Blasting and Explosives Engineering. Boca Raton: Fla.: CRC Press. Randén, B. (2010). Kapacitetsuppföljning av borriggar för tunneldrivning. Filipstad: Bergsskolan. Ståhl, E. (2005). Process- och riskanalys vid positionering av tunnelsalvor. Luleå: Luleå Tekniska Universitet. Veronica Apelqvist, S. A. (2011). Salvuppföljning-Mätning av indrift för och efter skrotning. Luleå: Luleå Tekniska Universitet. 47

49 Bilaga A: Skanning och mätning från fältförsök. Salva 1 48

50 Salva 2 49

51 Salva 3 50

52 Salva 4 51

53 Salva 5 52

54 Salva 6 53

55 Salva 7 54

56 Salva 8 55

57 Bilaga B: Mätpunkter för indrift från sprängning, skrotning och total indrift. (Vågrät axel=salva, Lodrät axel=meter) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Mätpunkt 1 - Sprängning Mätpunkt 1 - Skrotning

58 4,4 Mätpunkt 1 - Totalt 4,2 4 3,8 3,6 3,4 3,

59 Mätpunkt 2 - Sprängning 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Mätpunkt 2 - Skrotning 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Mätpunkt 2 - Totalt 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,

60 Mätpunkt 3 - Sprängning 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Mätpunkt 3 - Skrotning 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Mätpunkt 3 - Totalt 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,

61 Mätpunkt 4 - Sprängning 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Mätpunkt 4 - Skrotning 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Mätpunkt 4 - Totalt 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,

62 Mätpunkt 5 - Sprängning 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Mätpunkt 5 - Skrotning 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Mätpunkt 5 - Totalt 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,

63 Mätpunkt 6 - Sprängning 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3 2, Mätpunkt 6 - Skrotning 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Mätpunkt 6 - Totalt 4,1 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,

64 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3 2,9 0,35 Mätpunkt 7 - Sprängning Mätpunkt 7 - Skrotning 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, ,2 4,1 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 Mätpunkt 7 - Totalt

65 4,1 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3 0,35 Mätpunkt 8 - Sprängning Mätpunkt 8 - Skrotning 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, ,1 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 Mätpunkt 8 - Totalt

66 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 0,35 Mätpunkt 9 - Sprängning Mätpunkt 9 - Skrotning 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, ,1 Mätpunkt 9 - Totalt 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,

67 Bilaga C: Indata och rangordning av resultat från fältförsök. Salva Borrplan Skrot. tid Rang. Borrplan Salva 1 A 01:18 00:39 A 2 2 A 00:39 00:46 C 7 3 B 00:47 00:47 B 3 4 B 01:00 00:58 C 6 5 C 01:14 01:00 B 4 6 C 00:58 01:05 C 8 7 C 00:46 01:14 C 5 8 C 01:05 01:18 A 1 Salva Borrplan Indrift spräng. Rang. Borrplan 1 A 3,59 3,89 C 8 2 A 3,28 3,69 B 3 3 B 3,69 3,59 A 1 4 B - 3,57 C 7 5 C 3,56 3,56 C 5 6 C 3,56 3,56 C 6 7 C 3,57 3,28 A 2 8 C 3,89-4 Salva Borrplan Indrift skrot. Rang. Borrplan 1 A 0,3 0,14 B 4 2 A 0,16 0,16 C 7 3 B 0,19 0,16 A 2 4 B 0,14 0,19 B 3 5 C 0,22 0,2 C 6 6 C 0,2 0,2 C 8 7 C 0,16 0,22 C 5 8 C 0,2 0,3 A 1 66

68 Bilaga D: Mått som används vid uppbyggnad av mönster för mätpunkter. 67

69 68