BRYTNING SÅ BRYTS MALMEN

Transkript

1 BRYTNING SÅ BRYTS MALMEN När LKAB levererar Performance in Ironmaking får stålverkskunderna en ökad effektivitet i sina processer. Det börjar med brytningen av den unika magnetiten i LKAB:s gruvor i Kiruna, Gällivare och Svappavaara.

2 2 Så bryts malmen Det livsnödvändiga järnet Ända sedan människan lärde sig att utvinna jordens järnhaltiga mineraler har stålet varit en högt eftertraktad handelsvara. Stål är det viktigaste och mest använda konstruktionsmaterialet i världen. För att tillverka stål krävs järn. Järn är det fjärde vanligaste grundämnet på vår jord, ofta i förening med syre som bildar mineralerna magnetit och hematit. Men trots att järn praktiskt taget finns överallt, är det inte säkert att förekomsten är så pass stor att den är lönsam att bryta. Malm är ett ekonomiskt begrepp. Först när intäkten överstiger kostnaden för framställning kallas mineralen för järnmalm. Den malm som LKAB bryter i Kiruna och Malmberget är exceptionellt rik, med en genomsnittlig järnhalt på över 60 procent, för Svappavaara är siffran något lägre, procent. Malmen är också ovanligt ren och fri från föroreningar. Det ger LKAB unika förutsättningar för kostnadseffektiv och framgångsrik gruvdrift även under jord. Av all järnmalm som bryts runt om i världen består huvuddelen av blodstensmalm, så kallad hematit. Den järnmalm som LKAB bryter i Kiruna och Malmberget är huvudsakligen av typen magnetit, även kallad svartmalm. Magnetiten är som namnet antyder ferrimagnetisk, vilket gör den enkel att separera från oönskade mineral, så kallat gråberg, vid förädling. Men magnetiten har även andra fördelar gentemot hematit som minskar såväl miljöpåverkan som energibehov i förädlingsprocessen mot färdiga järnmalmsprodukter. I LKAB:s underjordsgruvor i Kiruna och Malmberget utvinns malmen genom skivrasbrytning. Med det menas att man tar hjälp av gravitationen och låter malmen rasa ner till underliggande nivåer för att sedan fraktas från produktionsområdet med stora lastfordon och tåg och sedan med hissar till marknivån. Skivrasbrytning är en kostnadseffektiv brytningsmetod vid branta malmkroppar som medger maximalt uttag ur malmkroppen med hög säkerhet. Brytningen i Svappavaara sker i dagbrott, så kallad pallbrytning, vilket även det är ett kostnadseffektivt sätt att bryta malmen på. Anette Waara, byggledare i Malmberget.

3 Så bryts malmen 3 Svappavaara med dagbrottet Leveäniemi i förgrunden. KIRUNA Malm från Kiruna Malmkroppen i Kirunagruvan är en gigantisk, lutande skiva av magnetit som är ungefär 80 meter bred, fyra kilometer lång och sträcker sig minst två kilometer ner i marken. Sedan brytningen startade i Kiruna, som är världens största järnmalmsgruva under jord, har mer än en miljard ton järnmalm utvunnits. Den senaste huvudnivån, som tas i bruk 2013, är anlagd på nivå MALMBERGET Malmberget, som är världens näst största underjordsgruva för järnmalmsbrytning, är utspridd över ett tjugotal malmkroppar där drift för närvarande sker i cirka tio av dem på olika nivåer, ända ner till nivå där den nya huvudnivån anlagts. I västra fältet bryts mestadels hematit, medan det uteslutande bryts magnetit i det östra fältet. SVAPPAVAARA I Svappavaara bedriver LKAB gruvbrytning i dagbrottet Gruvberget. Under sommaren 2011 gjordes även provbrytning av järnmalmsfyndigheten Mertainen som ligger mellan Kiruna och Svappavaara. LKAB planerar också att återöppna dagbrottet Leveäniemi som stängdes på 1980-talet. Gruvan måste dock först tömmas på vatten. Tillgången till mer järnmalmsråvara och ökad gruvkapacitet är en nyckelkomponent i LKAB:s tillväxtplaner med målet att senast 2015 leverera drygt 37 miljoner ton förädlade järnmalmsprodukter per år. Malm från Malmberget

4 4 Så bryts malmen och upp tning for las d m g rin 7O 8 t ling och transp d ä or r Fö skip/hiss oc h 4 pning till tåg Tap /la il stb ing och kross mn nin ö T g 5 6F av ng i n ll rdring pfo up y Berg utry rum m mm ed s e e mat n som v rvicesal o erks ch k onto tad, r

5 Så bryts malmen 5 Så bryter LKAB malmen 1. Ortdrivning/Tillredning För att kunna bryta malmen måste man bygga transportvägar, tunnlar i berget, som kallas orter. Att på detta sätt förbereda nya delar av gruvan för järnmalmsbrytning kallas tillredning. En tillredningsort sprängs rätt igenom malmkroppen och orten är oftast över 100 meter lång. Väggar och tak förstärks i orten. 1 Ortdrivning 2 Produktionsbo ing rrn BY N RÅ FIK SK EN SV A A GR ng oduktionslas tni 3 Pr 2. Produktionsborrning När tillredningsorterna är klara borras meter långa uppåtriktade hål genom malmkroppen i en solfjädersform, så kallad krans. En ort kan rymma kransar och varje krans innehåller 8 borrhål. Borrningen sker med ett fjärrstyrt aggregat med en vattendriven borrhammare som klarar att borra extremt långa och raka hål, utvecklad av LKAB:s dotterbolag Wassara. När hela orten är produktionsborrad sprutas sprängmedel av krämkonsistens in i borrhålen med en laddrobot. Sprängmedlet är speciellt utvecklat för LKAB av dotterbolaget LKAB Kimit, som är en av Sveriges största enskilda sprängmedelstillverkare. Sprängning, som på gruvspråk kallas skjutning, sker varje natt. 3. Produktionslastning När spränggaserna är utventilerade lastas järnmalmen ut ur orterna med lastmaskiner. LKAB använder både förarstyrda och fjärrstyrda lastfordon. Varje lastmaskin klarar av att ta ton malm i skopan. Malmen tippas i vertikala störtschakt, och samlas i bergfickor strax ovanför huvudnivån. 4. Tappning/Transport Från bergfickorna nedanför störtschakten transporteras malmen till stora krossar. I Kiruna sker transporten med förarlösa tåg på gruvans huvudnivå, meter. Varje tågsätt om 26 vagnar drar cirka 500 ton malm och totalt har LKAB idag nio lok och över 200 vagnar. I Malmberget finns många olika malmkroppar och brytningen sker på flera nivåer. Därför transporteras malmen till krossarna med stora lastbilar som har upp till 100 tons lastkapacitet. 5. Tömning/Krossning Från tåg eller truck töms malmen i stora bergfickor för vidare matning till krossarna. I dessa sönderdelas malmen till tio centimeter stora bitar och fraktas sedan på långa bandtransportörer till malmhissarna, de så kallade skiparna, för att sedan uppfordras till markytan. 6. Uppfordring Malmen lastas automatiskt i skiparna som lyfter malmen till markytan. Varje skip kan transportera upp till 40 ton malm per gång med en hastighet av 17 meter per sekund. I Kirunagruvan sker uppfordringen först till nivå 775, där automatisk omlastning sker, för vidare lyft till förädlingsverken ovan jord. I Malmberget, där brytning sker på flera olika nivåer, fraktas malmen på en 1,7 km lång bandtransportör till en uppfordringsanläggning på 815-metersnivån. 8. Förädling och transport Ovan jord krossas malmen ytterligare och mals till ett fint pulver, så kallad slig. Orenheter som gråberg och fosfor tas bort med hjälp av magnetseparatorer och/eller flotation. LKAB tillverkar två huvudprodukter: pellets och fines. Pellets, som står för cirka 80 procent av LKAB:s produktion, är runda järnmalmskulor med olika tillsatser som kan användas direkt i stålverksprocesserna. Fines är fint krossad järnmalm som måste sintras (brännas) till större stycken innan det används i stålverkens masugnar. De färdiga järnmalmsprodukterna transporteras sedan med tåg till utlastningshamnarna i Narvik och Luleå.

6 6 Så bryts malmen Världens största järnmalmsgruvor under jord För att öka säkerhet och effektivitet har LKAB blivit världsledande på automation och fjärrstyrning i gruvsammanhang. Men även om ny teknik har tagit över delar av malmbrytningen så är människan bakom processerna fortfarande LKAB:s viktigaste resurs. Den höga tekniska nivån har gjort arbetet mer kvalificerat och varierat. Dagens gruvarbetare jobbar i många olika yrken. Allt från borrare och lastare till underhållsarbetare, mekaniker och elektriker till ingenjörer och datortekniker. En stor del av jordens järnmalmsresurser består av hematit som ligger ytligt i jordskorpan och kan därför relativt enkelt brytas i enorma dagbrott. LKAB:s malmfyndigheter däremot består till största delen av magnetit som bryts i underjordsgruvor flera hundra meter ner i marken. Att bryta malm på stora djup är ett logistiskt problem som fördyrar processen. LKAB lägger därför stor vikt vid att renodla varje moment i underjordsbrytningen med mål att göra den så effektiv och storskalig som möjligt. Enbart ur Kirunagruvan bryts och uppfordras drygt ton järnmalm per dygn, vilket ungefär motsvarar volymen på ett 12-våningshus. En av de viktigaste innovationerna för att effektivisera brytningsprocessen i LKAB:s underjordsgruvor är borrningstekniken. Tack vare de vattendrivna borriggarna, som är utvecklade av dotterbolaget Wassara kan LKAB idag precisionsborra kransar upp till 55 meter. Det innebär att varje krans ger ifrån sig drygt åtta gånger så mycket järnmalm som för 25 år sedan. Varje år borrar LKAB över en miljon meter borrhål enbart i Kirunagruvan, vilket är mer än någon annan järnmalmsproducent i världen. Idag pågår ett intensivt utvecklingsarbete med att göra borrningsprocessen snabbare och experimentera med olika laddtekniker. Det forskas även på nya borrtekniker som ska kunna öka utlastningsgraden, det vill säga öka mängden malm som kan utvinnas ur malmkroppen. Den järnmalm LKAB bryter under jord har hög järnhalt, över 60 procent i genomsnitt. Men det är oundvikligt att oönskat mineral utanför malmkroppen, så kallat gråberg, följer med i brytningsprocessen. I genomsnitt är järnhalten i det material som idag uppfordras till ytan från LKAB:s underjordsgruvor drygt 45 procent. Kan gråbergsinblandningen minska och järnhalten öka ytterligare, finns stora vinster att göra.

7 Så bryts malmen 7 Säkerheten först när LKAB går på djupet Mats Lundgren och Bertil Lantto går skyddsrond på KK4 i Kiruna. För LKAB går arbetsmiljöfrågor och säkerhetsarbete före allt annat. De vanligaste olyckorna som sker i och utanför gruvorna är sådana som inte är specifika för LKAB:s verksamhet; någon som halkar och vrickar foten, klämmer sig i en lucka, springer in i en kabelstege, slinter med skiftnyckeln i stort sett allt som kan hända på vilken industriarbetsplats som helst. LKAB investerar kraftfullt i obligatoriska utbildningar, information och på att göra säkerhet till en naturlig del av det dagliga arbetet. Målet är att höja medvetenheten, förändra attityder och riskbeteenden och skapa en säkerhetskultur mot det långsiktiga målet noll olycksfall. Förutom de allmänna risker som hör samman med tung industri har LKAB även bergrörelser att ta hänsyn till. De uppstår när spänningarna i berget förändras då stora volymer malm bryts. För att kunna mäta dessa rörelser i gruvorna har LKAB därför uppfört världens två största mikroseismiska anläggningar, i Kiruna och Malmberget. Mätinstrumenten ger LKAB en viktig bild av hur berget rör sig, men kan inte exakt förutsäga framtida bergrörelser. Av säkerhetsskäl utför LKAB därför en omfattande bergförstärkning i gruvorna. Beroende på den bedömda risknivån utifrån de seismiska mätningarna, förstärks orterna i varierande grad. Det kan göras på flera olika sätt. Ett förstärkningslager av betong sprutas på ortens väggar och tak, ytterligare förstärkning och armering görs med bultning, kabelbultning samt nätning. Bergförstärkningen utförs av LKAB:s dotterbolag LKAB Berg & Betong, som tillverkar cirka ton betong för bergförstärkning varje år. Det är tillräckligt med betong för att fylla Globen i Stockholm helt och hållet på drygt tre år.

8 LKAB, BOX 952, LULEÅ