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 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 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 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 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 Salva 1, Nonel, normal och hög specifik laddning 50 40 30 20 x' = x - 6 614 455 m Salvdel 1-N x' = -0.44733.y' + 53.71 r 2 = 1, skjutriktning 24,10 o E x' = -0.44731.y' + 54.24 r 2 = 1, skjutriktning 24,10 o E 10 MinBaS salva 1: Planerade påhugg Planerade bottnar, z = 23,91 m Salvdel 1-H 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y' = y - 1 621 745 m
7 Strukturkartering ur 3D-foton, salva 1+2 S1 S2 1 2 1 2 3 S1 3 S2 4 Kvantitativa data på sprickfamiljer stupning/strykning sprickavstånd
8 Salva 3, pallfront och borrhål i 3D-modell
... 9 Försättningsprofiler hål 4, 9 och 13 i rad 1 i salva 3 3D-foto: Laser Ace: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Djup från påhugg, m Salva 3 rad 1: hål 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Avstånd, m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Djup från påhugg, m Salva 3 rad 1: hål 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Avstånd, m 0 1 2 Djup från påhugg, m Salva 3 rad 1: hål 13 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Avstånd, m
10 Felborrningsmätning med Devibench; tippvinkel och svängvinkel vid påhugg 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Antal värden Salva 1-4, 341 data o mv±stdev 11,1±0,6 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 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 Böjningsfelet från Devibench, rad 1 salva 3 1.50 1.25 Avvikelse tvärs ansatt borrlinje, m Salva 3, rad 1 hål 1-24 1.00 R avvik = 0.01. l+0.004. l 2 0.75 0.50 0.25 0.00 0 5 10 15 20 Borrlängd l, m
. 12 Bottenlägen från Devibench, salva 3 1.5 Avvikelse i skjutriktning, m Salva 3 72 data 1.0 0.5 0.0-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Avvikelse i svängled, m
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 1 88 87 1 0 0 2 105 101 4 0 0 3 72 47 25 0 0 4 80 71 9 5 2 Alla 345 306 39 12 2 Borrningen av salva 3 och 4 var något sämre men inte tillräckligt för att påverka styckefallet
.. 14 Skopfyllnadstider, ex. salva 2 80 Antal värden Salva 2-H, 256 data 70 mv stdev 24,1 11,7 s 60 50 40 30 20 10 Antal värden 70 60 50 40 30 20 10 fler omtag Salva 2-N, 233 data mv stdev 32,0 17,0 s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Skopfyllnad, s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 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 Krosskapacitet; Jmf bandvågsdata och motoreffekt från band 1 (total) och band 2 (finmatrl) 3500 3000 Krossat totalt, ton/dag Bandvåg 1 Bandmotoreff 1 2500 2000 1500 1000 500 0 05/09 12/09 19/09 26/09 03/10 10/10 17/10 24/10 Dag
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 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
18 100 t skopa harpa 200 mm skopa sikt 125 mm lastbil Provhög 400 ton skopa sikt 40+75 mm labb -prov skopa +200 skopa +125 mellanlager 0-125 mm Siktkampanj Långåsen 27/10-4/11 Återlägg till provhög blandas Harpning +200 mm vägt återläggs -200 vägt, siktat Sortering 1 +125 mm vägt -125 vägt, mellanlagras, siktat Sortering 2 +75 mm vägt 40-75 mm vägt -40 mm vägt flak flak flak 0-40 40-75 labbprov 75-125 Vägning: Skopvåg, produktvåg bandvåg, bandmotoreffekt
. 19 Utfört arbete 250 Medelstyckefall x 50, mm 225 200 175 150 125 100 75 50 Provhög, salva 1A, salva 1-N 1B, salva 1-H 2A, salva 2-H 2B, salva 2-N 0 1 2 3 4 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 Styckefallsresultat, medelstyckefall x 50, mm 350 Korrigerade medelstyckefall siktning x 50, mm 300 250 200 150 100 50 0 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 Styckefallsresultat, medelstyckefall x 50, mm Hög 1A 1B 2A 2B 3B 3C 3A Salva 1-N 1-H 2-H 2-N 3 3 3 Lastomr hö vä hö vä hö mitt vä Vägda 127 113 110 160 217 169 187 Korr 1-4 130±6 114±9 113±11 159±19 227±7 176±9 198±1 Hög 3A-3C 4B 4C 4D 4A 4B-4D Salva 3 4 4 4 4 4 Lastomr hela hö mitt mitt vä delar Vägda 190 211 182 199 139 195 Korr 1-4 200±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
. 23 Styckefall; bilder från topp och sidor på provhögar 350 Medelstyckefall Split x 50, mm 350 Medelstyckefall Split x 50, mm 300 300 250 250 200 200 150 150 100 50 0 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 100 50 0 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
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 31/1 2010. 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.
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