SveBeFo STFTELSEN SVENSK BERGTEKNSK FORSKNNG SWEDSH ROCK ENGNEERNG RESEARCH GRovnÅr t cenrrutl Ortdrivning med grovt öppningshål KAB Stig Fjellborg Mts Olsson SveBeFo Rpport 27
STFTELSEN SVPNSK BERGTEKNSK FORSKNNG SWEDSH ROCK ENGNEERNG RESEARCH SveBeFo Rpport 27 orovnår cenlrum Ortdrivning med grovl öppningshål LKAB long drifr rounds with lcrge cut holes t L(AB Stig Sellborg, LKAB Mts Olsson, SveBeFo Stockholm 1996 SSN lt04-1173 SRN SVEBEFO-R--27--SE
FÖRORD SveBeFo:s rmprogrm 1993-96 ingår projektet Effektiv ort- och tunneldrivning. Avsikten hr vrit tt genom systemnlys -y olik moment i drivnin[scykeln och uppföljningr i fält finn viktig fktorer som skulle kunn Ui tu till en höjd produktivitet i ort- och tunneldrivning. Under plneringsrbetet och en inlednde förstudie visde det sig svårt tt finn en Ër inrikltning mot nläggningsföretgens tunneldrivning eftersom produktionstekniken till stor dèl är tämligen företgsspecifik. Det fnns också få tunnelprojekt i sådnt skede tt det skulle pss tt gör mer ingående fltuppfoí r,itrgur. Det beslöts då tt projektet Jill sin huvuddel skulle g"no*fötás tõ* ett smrbetsprojekt med LKAB, där mn plnerde tt þröv grovhålsöppning v ortslvor och i smbnd med dett undersök iittu toltleffektei iom kunde uppnås i form v bättre kontur, enklre skrotning och mindre förstärkningsinsts. Föreliggnde rpport innehåller slutrpþortering v dett "grovhålsprojekt". Som följd v lovnde resultt plt "tär fortsãtt instsei vid LKAB för vidreutveckling v effektiv och billigre ortdrivning, inkludernde minskd skrotning och förstärkningsinsts. Möjlighetern tt gör fältuppföljningr i smbnd med ortdrivning hr.rurit -gyr,.,tu*m i gruvmiljön hos LKAB. Smtidigt är det uppenbrt tt mångã-v de erfrenheter som gjorts bör vr v stort värde även för entrep.unádfötetgen. Vår förhoppning är således tt rpporten skll Jå UPP- -ätkru*het áven inom "nläggningssektorn" och tt resultten i olik former sk kunn nyttiggörs även vid tunneldrivning hos dess företg. Stockholm í mj 1996 Toms Frnzén
SAMMANF'ATTNNG Denn rpport beskriver ett ortdrivningsprojekt som bedrivits i LKAB under drygt ett års tid. Projektet pågick melln December 1994 och November 1995 och utfördes i ett ntl olik delsteg. Målsåittningen med projektet vr tt med ett förborrt grovhål förbtittr indrift och minimer bergskdor vid ortdrivning med 7,5 m lång slvor. Grovhålet borrdes med ett AMw-ggregt försett med en Wss 6 " vttendriven THmskin. Två olik håldimensioner testdes, 250 mm respektive 300 mm. ndrifter och slutkonturer för dess grovhålsslvor jlimfördes med referensslvor, dvs stndrdslvor utn grovhål. Totlt omftt de projektet 45 st grovhålsslvor i Mlmberget smt 15 st i Kirun- Försöken i Kirun syftde frlimst till tt studer ny teknik för skrotning och förstlirkning. ndriften för grovhålsslvorn i Mlmberget blev 99 Vo för 300 mm grovt öppningshål och 97 Vo för 250 mm hål. Dett skll jfimföræ med referensslvorn som hde indrifter pâ 92 7o. Håwikelsen förblittrdes inæ trots Bever Control positioneringsutrustning och vr i konturhålen drygtí 7o. Antlet synlig hlvpipor v ierde mycket beroende på sprängåimne och tåindsystem. Bl st resultt, drygt 60 7o, vppnâódes med momentn initiering v konturen med elektonisk sprängkpsl och med 80 g pentyl som kontursprängämne. Stråingr v emulsion i konturhålen vr nälstn lik br medn stndrdslvorn endst hde 30 7o synlig hlvpipor. En kontroll v sprickutbredningen från någr slvor utfördes bl.. genom sågning. Slvor som lddts med elektronisk språingkpslr och reducerd konturlddning gv obetydlig sprickor medn stnd dslvor gv mång och lång sprickor in i tunnelväggen. Skrotningsvolymen hr reducerts med 50 7o víd 300 mm grovhå. Tester med lätt skrotning och vttenskrotning gv ett mycket br resultt och är båd betydligt skonsmm e mot berget â'n norml mekniserd skrotning. Nyckelord: tunneldrivning, sprlingning, indrift, slutkontur, slrotning, förstårkning SveBeFo Rppot 27
n SUMMARY This project in LKAB which hs been running from December 1994 through to November 1995 hs included totl number of some 60 drift rounds involving the use of lrge dimeter hole. The min prt of the project ws done in Mlmberget. n Kirun tests were done to study new technique fbr scling nd rock inforcement The purpose of the project ws lo increse the dvnce nd minimize thê dmge zone by using pre-drilled lrge dimeter cut hole. The drilling rig used for the lrge dimeter cut hole ws built on n AMW chæsis nd drilling performedlyã t l^rru 6 " TT wter driven mchine. Drilling of these holes were performed in t*o rtrps. Fitst hote of 165 mm dimeter ws drilled nd then remed to dimeter of 250 or 300 mm. The mximum hole length ws determined to æ 32 m bsed upon the stted mximum hole devition of 1 7o of the dri[ed length. An Atls Copco Rocket Boomer 353 S equipped with n utomtic rod dding system nd Bever Contról $nneling position system ws used for drilling the long tunneling rounds. The boreholes hd dimetei of 64 mm nd the verge depth of the boreholes ws 7,5 m. The rounds were chrged with Kimulux R, non-cp-sensitive wter resistnt emulsion from Kimit AB in Kirun. The perimeter holes were chrged with different smoth blsting explosives. The results from this project show n increse of the dvnce. With lrge hole of 300 mm the dvnce ws 99 qo nd 97 7o for the 250 mm hole. These results should be compred to the ordinry dvnce in Mlmberget which ws 92 Vo. The hole devition ws still too high lthough Bever equipment ws used. The ppernce of hlf csts væies gfetty with the type of explosive, the ignition sysæm nd ttreir different combintions. Best result, 60 7o of hlf csts, ws performed with electonic cps nd 80g/m of detonting cord s smooth blsting explosive for the contour holes. Strings of emulsion in the contour hóbs were lmost s good. Stnd d cps with dely of 3500 ms in the contour reduced the number of hlf csts. This is due to the sctter in ignition for these st ndrd cps. Ordinry rounds hd only 30 Vo of hlf csts. To further exmine the dmge zone slots were cut into the tunnel wll in some sections. From holes chrged with electronic cps together with smooth blsting there were no crcks. Holes from stndrd rounds ended up with lot of long crcks into the tunnel wll. The volume of scling could be reduced to 50 Vo with the use of 300 mm lrge opening hole. Tests with "light mechnicl scling" nd high pressure tvter scling gve very good result nd the method is smoother to the rock thn norml mechnicl scling. Keywords: tunnels, cuts, dvnce, smooth blsting, electronic cps, scling SveBeFo Rpport 27
ú NNBHÅ.LLSFöRTECKNNG Sid 1 2. 3. 3.1 3.2 3.2.t 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.s 3.2.6 3.3 3.4 3.s 4. 4.1 4.t.r 4.r.2 4.r.3 4.2 4.2.r 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.r 4.3.2 4.4 4.4.r 4.4.2 BAKGRUND HUVUDMÅLSÄTTNNG rönumättnncar Provplts Uhustning Grovhålsggregtet Ortdrivningsg gre gtet Beverutustningen Utustning för pupmemulsion och strlinglddning Utrustning för vttenskrotning Utrustning för ltittskrotning Uppftiljning Orgnistion Projektekonomi GENOMFöRANNB Þlsteg 1 Upplliggning v delsteg Bon-och lddpln Utförnde v delsteg 1 Delsteg 2 Upplliggning v delsteg 2 Bon- och lddpln Borrning med rör Þlsteg 3 Krtering v sprickor med hjåilp v bonhålskmer Krtering v sprickor med hjåilp v sågning Þlsteg 4; KUJ Ortdrivning Skrotnings- och bergförstlirkningsprov 1 1 2 2 3 3 4 4 4 5 5 7 7 9 9 9 9 10 t2 12 L2 15 6 16 16 17 t7 l9 5. RESULTAT 20 5.1 5.1.1 5.r.2 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.4 ndr ft ndrift vid delsteg 1 ndrift vid delsæg 2 ålwikelse Slutkontur Hålpipor Sprickkrtering Overberg 20 20 2t 23 25 26 28 29 SveBeFo Rpport 27
iv Sid 5.J 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.6 5.7 5.8 6. 7. Skrotning och bergftirstärkning Låitt mekniserd skrotning Vtænskrotning Förstärkningsprover Funktionskontroll öwigt Smmnstälning DSKUSSON REFERENSER, 3r 31 31 32 33 34 34 36 37 E. BLAGOR, UppföUningsprotokoll Arbetsuppgifær Projektekonomi Utslgsreor Hålwikelseprotokoll Dtsmmnställning 38 SveBeFo Rpport 27
l.bakgr.und Den storsklig brytningsteknik som införts i LKAB hr medfört högre produktivitet och lägre kostnder föigruvn. Tillredning lir dock forfrnde den dyrste enhetsopertionen i gruvn. Storskligheteñ tr också medfort en begråinsning i ntl ortgvlr på brytningsnivåern vilket innebtir tt krven på effektiv tunneldrivning höjts. För tt ök effektiviteten hr mn ökt slvltingden i LKAB. Dett möjliggiordes efter en lång inlednde test i Sofi-mlmen i Kirun dr SvðDeFo deltog lll. Här togs ætnit och urustning frrn för tt borr och sprling slvo med ett borrt djup v 7,7 m med 64 mm dimeter på bonhålen. ndrifter på melln 75 och 90 7o kunde uppnås. Efter Sofi- försöken giordes försök i Mlmberget med lång slvor. Utfllet v dess försök blev så gott tt mn beilutde inför lång slvor som stndrd i Mlmberget. Medelindrifæn vr därì 90 7o. En funktionskontroll på någr långslvor visde på en stor felfrekvens i öppningen vilket innebr tt c ll3 v hålen inte hde detonert. Ett nytt projekt genomfördes Oãiefæi i Mlmberger med studier v olik öppningstyper med enbrt 64 mm hå. Från en SveDeFo rpport t2l om dett projekt konstterdes tt en v de testde öppningrn 9rv 95 Vo indrifi-men tt öppning med förbont 300 mm grovhål gv 100 Vo ndtifl Vid e konstterdes tt mn pg minskd borrning, lddning och gvelskrotning och b ittre slutkontur kunde "räkn hem" ett nvlindning v ett förborrt gfovhå. Dess resultt ledde till tt LKAB 1994 beslutde hyr in ett speciellt grovhålsggregt för tt förborr 200-300 mm öppningshå. En projektpln l3lmed olik delsteg togs frm. Grovt kn projektet indels i följnde fyr delsæg: 1. Optimer grovhålets dimension /4/ 2. Optimer språingpln 3. Bestämm skdezon 4. Reducer skrotning och förstlirkning 2. HUVUDMÅLSÄTT{NG Att med förborrt grovhål och ny bon och lddplner optimer slvlåingd och slvcykel, tt mximer indrift och tt minimer bergskdor. Den betyder tt mn skll uppnå 99 Vo lulrdtifti 90 7o v slvorn. Håtwikelsen i konturen skll v inom 20 cm utnför teoretisk profil och skrotnings och förstärkningskostndern skll slinks med 30Vo. nstsen motsvrr en kostndssåinkning på 1000 SEllortmeter. SveBeFo Rpport 27
,, 3. FöRUTsÄrrNrNcAR 3.l Provplts Gruvområdet Norr Allinsen på 790 m vvägning i Mlmberget vldes som ltimpligt försöksområde. Håir skulle ett fìiltprov kunn genomförs utn produktionspress. området plnerdes 11 tvlirorter och v dess skulle projektet få tiltgång till 4 tvåirorter, ort 503, ort 506, ort 509 och ort 512. Dess orter vr c 150 m lång och drevs huvudskligen i mlm, se figur 1..t. 36350!6265 r6!r 55t5 35ö l û* xr ^ GRL -.s' lz t rf r5$ l 359t5 5,139 56{ll 56419 G 3623 3 fj, j \.> d J642o 5644 Èp r,\, f.. \. '\ \ \.\/ 6 (, \ ó 5650t 36550 J6555 { ç ')' 6 6 J 'b q Figur 1. Tillredningspln över Norr Allinsen på 790 m wåigning SveBeFo Rpport 27
3 Mlmen i området, som stupr c 45 o, består v mgnetit med bnd v ptit. Dess ptitbnd stupr och stryker i smm riktning som mlmen. Gråberget i liggväggen består v rödgrå leptii och grå-röd leprir. Nåirmre mlmkontkten består gråberget 1 8rå leptit. Vid mlmúggvággstontkten finns biotitfõrskiffringr med bredder på llt från någr centimeter upp till f,l m. -ness biotitförskiffringr hr mycket låg hållfsthetsegenskper. En dominernde sprickgrupp finns. Denn sprickgrupp hr en strykning på c 65o mot ortriktningen och stupning pä c70 o mot mlm-liggväggskontkten. 3.2 Utrustning dett kpitet beskrivs utrustningen som nvlindes i projektet i Mlrnberget smt först irkningsutrustningen som provdes i Kirun. 3.2. Grovhålsggregtet Grovhålsggregtet, se figur 2, u byggt på AMV chssie 26135 och drivs v en Deutz dieselmotor. fv st vttenpumpr på vrderu 285 liter/minut och 190 brs tryck åir monterde bk på chssiet. Pumprn drivs med 2st 110 kw elmotorer. Ett rörmgsin for 25 st 2,0 m bonor är monterde frm på chssiet. Hnteringen v borrören sker med en krn som liksom övrig utrustning mnövreis från hytten. Hydrulsystemet drivs med en 75 kw elmotor. Riggen lir utrust d med en 6 " Wssr TH mskin. Figur 2. Grovhålsggregtet SveBeFo Rpport 27
4 3.2.2 Ortdnvningsggregtet Under delsteg nvändes ett 3-boms Atls Copco Boomer 186 (Sofi-riggen) försett med TAS vinketgiu*.. Från och med Delsteg 2 nvtindes ett nytt 3-boms Atls Copco Rocket Boomer 35t S ggregt med ett utomtiskt stångskrvningssysæm (RAS) för 16" och 14 " borrsçinger, TOOOV elsystem, elektronisk styrsystem för övervkning v borrning och borrningiprírmetrírr typ mtning, rottion, slgverk smt stångskrvning. Aggregtet vr också utrustt med Bever Control positioneringssystem. ROCKET BOOMFR 3s3 S --tb3e Lddutrustningen, från Kimit AB, är byggd på en 4hjulsdriven bärre, se figur 4" Lddning utförs från en korg monterd på en krnrm. Lddningsdelen består v sprtingmedelsbehållre, vttentnk, sprängmedelspump, vttensmörjning, utrustning för kemisk gsning v språingñd Figur 3. Ortdrivningsggregæt 3.2.3 Beverutrustningen Utrustningen lir ett positioneringsinstrument för borrning v ortslvor och består v styrsystem, givre, eèktronik och progrmvror som är individuellt npssde för vrje borrigg och borrsystem. nbyggd vinkelgivre finns i ll bomleder, líingdgivæe för bomteleskop och mtre smt matre för bonsjunkning och bondjup. Grfisk borrplner uppråitts på PC med påhuggspunkt, stickningsvinkel och bondjup för vrje enskilt bonhål. Borrplnern lgrs på diskett itir tiverforing till boniggen. Vi en monitor i ggregtet kn opertören sedn borr slvn efter vld borrpln. På disketten lgrs också den bonde slvn grfiskt för senre utvärdering vi PC. En koordintlist för vrje borrd slv ingår även i loggfilen. Bonsjunkning och borrtid registrers för vrje bom och som medelvllrde för hel slvn. 3.2.4 Utrustning för pumpemulsion och strlinglddning SveBeFo Rpport 27
5 limnet, lddslng med vind smt kontrollpnel för tryck, vrvtl och mängd. SprÍingmedelsbehllren som inte ir tryckstt rymmer 2500 som motsvrr 3000 kg sprängämne. Fordonet lir också försett med skåp för sprlingkpslr, KP-primers, rörlddningr och pentylstubin. För tt utför stränglddning med emulsion reducerdes sprängämnespumpens vrvt] mekniskt. Slngmtningen utfórdes sedn mnuellt. Den mnuell slngmtningen vr också den störst oslikerhetsfktorn med metoden och krävde stor vn v lddrn för tt skp en jämn strling. Den ndr osäkerhetsfktorn vr vttenfylld håldär smmnhängnde strling inte kunde grnters. Figur 4. Lddfordon 3.2.5 Utrustning för vttenskrotning Vttenskrotningen utfördes med hjälp v en AMV 6400 betongsprutningsrobot försedd med ett speciellt munstycke för tt form strålen, se figur 5. Skrotningen utfördes med ett vttentryck på c 100 br. För tt åstdkomm dett tryck smmnkoppldes sprutroboten med en t nkbil utrustd med högtryckspump. Ett flertl olik typer v munstycken provdes. B ist resulttet uppnåddes med ett munstycke försett med 5 st hål á 3mm. Vttenförbrukningen för skrotningen vrierde melln 200-250 Umin beroende på typ v munstycke. 3.2.6 Utrustning för lättskrotning Utrustningen, se figur 6, lir byggd på en 4-hjulsdriven lstbil och består v en plttform med sþddstk monterd på en hydrulisk bom. På plttformen finns en modifierd krnrm försedd med en Montbert BRP 30 hydrulhmmre. R ickvidden för hmmren lir 10m vertiklt och 7m horisontellt. Utrustningen utveckldes v LKAB i smrbeæ med AMV för tt erslitt det hndhålln spettet och dlirmed förebygg förslitningsskdor vid skyddsskrotning i gruvorn. SveBeFo Rpport 27
6 Figur 5. Utrustning för vttenskrotning Figur 6. L itt mekniserd skrotningsutrustriing SveBeFo Rpport 27
7 3.3 Uppftiljning För tt underllitt uppföljningen tog vi frm ett ntl uppföljningsprotokoll, någr exempel viss i bilg 1. Uppföljningen bestod v: - uppföljning v grovhålsggregtet - uppföljning v slvborming - uppföljning v hålwikelse och slvprofil - uppföuning v lddning - uppföljning v skrotning - uppföljning v indrift och kontur (hålpipor) - uppföuning v lstning Tbell vis mer någr exempel på vilk prmetrr som följts upp under olik huvudktiviteter. Tbell 1. Uppföljning v olik prmetrr Grovhålsries Prestnd Slitge Hålwikelse Tlindpln Funktionskontroll Geoloei Strukturkrtering Slvborrning Borrpln Hålwikelse Lddnine Spränglimne Skrotnine Tid Mlingd Skrotbrhet Lstnins Styckefll Lstbrhet Måingd Resultt ndrift Slvprofil Hålpipor Uppföljningsprotokollen fflldes i v personl i gruvn, speciell uppföljre smt MGAtetniter. Pioiokollen sändes senre till projektted en för grov smmnstìillning och sedn till SveBeFo för utvtirdering. För prov med olik skrotningsutrustningr i Kirun giordes en speciell uppföljning. 3.4 Orgnistion Orgnistionen bestod v följnde personer: Proiektchef ngemr Mrklund, LKAB Mlmberget Proiektledre Stig Fjellborg, LKAB Kirun Styrgrupp Lennrt Ojnltv, LKAB Mlmberget, del v projektet Mts Keisu, LKAB Mlmberget" del v projektet ngemr Mrklund, LKAB Mlmberget Torbjörn Nrttij äw Kimit Nils Westling, LKAB Kirun Mts Olsson, SveBeFo L-E Andersson, Gruvprodukter SveBeFo Rpport 27
8 Proiektsruoo Brynolf Appelqvist, LKAB Mlmberget Bengt Anttil, LKAB Mlmberget Kent Lindqvist, LKAB Kirun Anders Nordqvist" Kimit Ove Sundström, LKAB, Mlmberget Toms Svilhti, LKAB, Mlmberget Anders Holmstedt, LKAB Kirun Extern tekniker och uppföljre Respektive persons rbetsuppgifter inom projektet frmgår v bilg2. Ansvrighetsområden: LKAB: SveBeFo: Gruvprodukter: Atls Copco: G-drill: Nito Nobel: Kimit: Sndvik: Kirun Grus och Sten: totlnsvæig och huvudmn för hel projektet smmnstlillningr och nlyær leverns, service och borrning v grovhål leverns ortdrivningsrigg, åtglirder på Beversystemet leverns vttenborrmskiner leverns och prov v elektronik språingkpslr leverns v tänd och sprtingmedel, optimering bon och tändpln, prov med elektronikspråingkpslr,gsde konturhål prov v klenstål för drifterborrning prov med vttenskrotning och sprutbetong 3.5 Projektekonomi projektet vr kostndsuppskttt till totlt 3895 ksek (exkl investeringskostnder) vrv f,xàg/ümit skulle stå ftii 1765 ksek och extern intressenter 2130 ksek. Fördelningen v dess instser frmgår níirmæe i bilg 3. SveBeFo Rpport 27
9 4. cenomnönlnun 4.1 Delsteg 1 4.1.1 Upplåiggning v Delsteg Må1sänningen med Delsteg 1 vr tt i först hnd jämför indrifter vid olik storlekr på öppningshålet med LKAB:s ordinrie stndrdslvor. Jlimförelsen skulle genomförs med smm borr- och lddpln för såvlil grovhålslvor som referensslvor och med 7,5 m slvdjup. Försökens indelning och omfttning frmgår v tbell 2. Försöken strtde med tt prov 250 mm grovhål, c 30 m lång, i två orter. Smtidigt med drivningen v dess orter skulle referensorter också drivs. Efter 7 slvor med denn jämförelse drevs 6 slvor men nu med en jämförelse melln slvor med 300 mm grovhål och referensslvor. Totlt omfttr delsteg 1 26 slvor. Tbell2. Omfttning v steg Slvtyp Referens Grovhål Referens Grovhål Ortnr. och slvntl 503Ø\,509(3) 506(4),512(3) 506(3), 5t2(3) 503(3),509(J) GrovhåùsdÍmeter (mm) 250 300 Antl (st) 7 7 6 6 4..2Bon och lddpln dett först delsteg nvtindes LKAB:s ordinrie bon- och lddpln. En stndrdslv i Mlmberget hr en storlek på 6,5x 5,0 med en yt v 30,8 m2 och omftt r 57 st 64 mm hål. Slvn hr en plnerd indrift pã7,5 m. Oppningshålen som åiven de borrs med 64 mm fungerr som en öppnnde slits. Borr- och lddpln frmgår v figur 7. Smtlig hål utom tkhålen ldds med pumpemulsion, Kimulux R. Tkhålen ldds med 40 g detonernde stubin, KSP 40, dvs f?irdigkpde llingder med 40 g pentyl per meter, och med emulsion som bottenlddning. Egenskper hos sprängåimnen, se tbell4. Vid grovhålsslvorn hr öppningshålen erstts v ett grovhå. Under fsen med test v 300 mm öppningshål ldddes någr slvor i konturen skonsmt med KSP 80 i övrigt lir slvom lddde likdnt som referensslvorn. Figur 8 visr en bon- och lddpln för grovhålsslvor. SveBeFo Rpport 27
10 /f. 2f,.-' 2Ò z)zf --t 6 2l t- ö?j l'\ o. 2() ú.. JJ_ êt.j ) o ) t io r{ tb r8 t4 tz t4 3b t6 to oo.o oo o tl o( o2 tl _ f -o 3l 2S þ J.f JÔ 3t Figur 7. Borr- och lddpln i Mlmberget; Stndrd o to t 30 t4 t tg t6 o t( ô Ò,r u 25 25 25 23 20 20 30 1t 1 l r0 14 t 30 6 30 30 o l6 1Z 2 3 6 12 1E!o tô 0 11 7 5 l4 1E 30 Figur 8. Bon- och lddpln för grovhålsslv 4.1.3 Utförnde v delsæg 1 Grovhålsriggen, som först bonde ett 165 mm hål och sedn rymde upp dett till önskd storlek, hde under den inlednde borrningen en hel del problem. Någr v dess problem lists håir: - iffiktnings och lrökningsfel - mtningstrycket gick inte tt regler - stor problem med tt brlick skrvrören - mycket kort livslåingd på upprymmningskronor SveBeFo Rpport 27
l1 Dess problem åtglirddes men wingde tex under en tid frm kortre grovhål åin plnert. Vid jmftiélsen melln 300 mm grovhål och referensslvor borrdes 23 m grovhåvort vilket innebr tt 3 slvor/ofi nu kunde ts ut, se tbell2. Borrning v grovhålet inleds med nogrnn inriktning v grovhålet. Denn görs med hjíilp v en tunnelór Jom plcerts i ortens referenslinje. På bonggregtet finns lsersikten som plcers på mtrblken vid inriktning. Aggregtet tir åiven försett med vinkelgivre som nv inds för justeringr efter påùugg. nmåitningen v det f?irdigstålld grovhålets hårlriktning och 1rökning utfördes v gruvmnrn med hjälp v en totlst tion och en reflexförsedd wire som fördes in mot hålbotæn och sedn vllistes vr 5:e meter. Borrning v pilothålettr 2,5-3,5 minuter per meter och upprymmningen tn 6-9 minuter per meter. Ortdrivning under delsteg 1 utf<irdes med ett Atls Copco Boomer 186 ggregt (Sofi-riggen) försett r.õtrs vinkelgivre. Utsättning v bonhålen gjordes v gruvmåitrn med hjåilp v en portbel lser och en projektorbild. Efter uppborrning inm ittes c 20 hål i vrje slv. Hålens läge och riktning bestämdes genom tr en : io f ng tin l forseod med en diodlser fördes in i hålen. Riktningen vllisæs sedn vi lserstrålen viã påúrugg och c 7 m bkåt med hjåilp v reflex. Bestämning v hålrikt ringen giordes sedn genom tt beråikn lserstrålens vinkel 7,5 m in mot slvn. Hålen ldddes med pumpemulsion, Kimulux R, och slvorn sprängdes. LKAB i Mlmberget lddr normlt åiven vagghålen med emulsion vilket ger en mycket dålig slutkontur med få synlig hlvpipor. Efter sprängning inmlittes gvlrns läge för bestämning v indrifter. Således inmättes vståndet från ñxpunkter till sju punkter per gvel före och efter gvelskrotning. Vidre inmättes kvstående hlvpipor i konturen, se figur 9. Hñ-eorrcx Nôf ßA Kv A?:T;6u06 HÂl (- röee 'eçren ' o Figur 9. nmåitning v indrift och hålpipor Efter språingning krterdes liven skrotning och lstning (volymer och tid). FÕrstärkningen följdesinte ipeciellt eftersom mn normlt betongsprutr smtlig orter i Mlmberget. SveBeFo Rpport 27
t2 4.2Delsteg2 4.2.1 Uppläggning Måtsättningen med dett delsteg vr tt utveckl en optiml borr- och sprlingpln för grovhålen.for dett skulle dels en ny borrptn testås ochdels skulle konturen språings õkonsurt. Omfttningen v dess prôv frmgår v tbell 3. nom dett delsæg skulle också prov med 51 mm hål ufförs. Tbell3. Testde slvor i delsæg 2 Lddning i kontund Pentyl (KSP 40, 80) Stränsemulsion Penryl (KSP 40, 80)+ EPD* Strlingemulsion+ EPD L2 2t Summ * EPD = elektronisk spríingkpslr Grovhålsdimension 250 mm 6 3 Grovhålsdimension 300 mm 4 3 4 11 4.2.2Bon och lddpln Kimit hde tidigre giort enhålssprtingningr med hål runt grovhålet för tt t red på optimlt utslg från vrje omgivnde hål. Utifrån dess resultt konstruerdes nu en ny borr- och lddpln för grõvhålsjlvom- Plnen bygger på principen tt vrje håt skll få utslg mot en fri yt õch tt v{e hål sklt h sin optiml förslittning. Nåinnst öppningen likn borrplnen en ôpirl /5/. Vid vnlig öppningr ligger oftst hålen helt symetiskt runt öppningshåler Dett område blir mycket överlddt med risk för smtidig detontion och skdor på berget. Men pg den stor -överlddningen brukr lindå dess öppningr funger br. den ny öppningen Ltit slnn optimerd men sttiller betydligt högre krv pä precision i borrning och lddning. principen föi den ny slvn frmgår i figur 10. Slvn består v 54 st hål vrv 24 st konturhå]. Anders Nordqvist Kimit /6/ beskriver närmre slvmodelleringsprogrmmet enligt: "Den bergvolym som skll sprängs snitt s i ett ntl (vlbrt) jåimt fördelde snitt prllell med XY-þlnet. Progrmmet beräknr utslgsren för vrje borrhål och snitt. Beräkningen sker i den sekvens lddningm detonerr vrvid den fri ytn uppdters succesivt. ngen hänsyn ts till eventuell smverkn v hå. Den fri ytn består v en polygon vilket inneblir tt mn kn simuler skjutning mot en godtycklig öppning, t.ex en rk pllknt eller ett cirkullirt hål. Bonhålen kn plcers godtyckligt runt öppningen, hålsättningen behöver ej vr prllell. Hålens sklirningspunkt med snitten beräkns. nom dett projekt hr progrmmet främst nvåints för tt bestämm vståndet melln grovhålet och nåirmst liggnde sprängbonhål (först kvdrnten). Dett hr utförts genom tt slumptlsgenerer håtâvvikelser och därefter berlikn utslgsreor mm. dett smmnhng bör nlimns tt i viss situtioner kn hål eller delr v hål bli bortskjutn eller ligg för när utslget så tt lddningen nses vr förstörd. Dett kn hnters genom tt generer ett brott i lddningen. Detontionsfronten kommer ej tt kunn psser brottet, vilket kn innebíir tt kvrstående lddning ej detonerr. Vd som kommer tt händ beror på ntl primers och SveBeFo Rpport 27
L 13 ders plcering i hålet smt brottets/brottens plcering i hålet. Hlir kn det också bli ktuellt tt uppdter detontionssekvsnsen." ndt består v tot lt 37 prmetrr för vrje bonhål och omftt r: - Bonhålsnummer - Geodetisk dt - Lddningsdt - nitieringsdt - Sprängbrhet - B erlikningsprmetrr - Fri yt - Teoretisk utslgsyt - Snitt Utdt från simuleringrn presenters i form v rpporter och plottr' se bilg 4' âê?ã 35 35 ÒÊ 35 20 25 25 35 30 14 14.35 30 35 30 16 16 9 10 30 35 Ë 18 6 18 5 35 35 25 20 10 35 30 12 4 J 0 o 2 1 7 o 20 25 o 30 t eã 45 40 40 40 40 45 Figur 10. Skruvslvn Normlt språingämne för slvhålen är pumpemulsion, ri**y* R. Dett emulsionsspråingtimne lir ej sprtingkp'selklinsligt och behövei en þrimet för tt r1i_tiers. Som primer nvíinds Kimits Kp-primer. Denn primãr hæ en detontioñshstighet på 7500 m/s. Konturhålen ldddes med ntingen detonernãe stubin, KSp 80 ( i någr slvor 2x KSP 40), eller med stråingemulsion. pø for dess spränglimnen frmgår v tbell4' SveBeFo Rpport 27
T4 Tbell 4. Egenskper hos testde kontursprlinglimnen Energi Lddn.konc Sprtingtimne Densitet VOD Gævolym ftsniter) (m/sek) (Vkg) (MJ/ke) ße/m) 0,08 KSP 80 1,05 6s00 780 5,95 1,05 6500 780 5,95 0,04 KSP 40 r,2l 5500 906 2,94 3,86 Kimulux R* l,2l 5500 906 2,94 0,55 Str ingemulsion * Detonernde stubin (KSP) med primer finns i fiirdigkpde llingder vpsstiör 7'5 m slvor' Vid lddning med r'sp nvn eì uti pumpemu^lsion som bottenlddning. Bottenlddningen som också fungerr som låsning skll n'*u 0,5 m men lddningsmringden åir mycket svårkont ollerd och helt ndr mngder torde förekomm. Förutom i botten spruts oft åiven KSP-tråden fst fnlsiut i hålrt, Aveî nichr längs med tråden förekommer' Dett betyder tt det tir svårt tt ngeãen "verklig" lddningen i konturhålen. Försök i vång flt rór tt undersök spricklåingder.för olik sprtingåimnen hr vist på frikopplingens stor betydelse för tt minimer- sprickor i kvrstående berg' Det vore lddningstekniskt en fördel om smm sprtingtimlg lltid kunde nv inds vid lddning v en tunnelslv. LOOninlen i konturhålen behtiver då reducers och dett kn ntingen görs genom en densitemañoring pe emulsionen' ex genom gsning, eller genom tt helt enkelt minsk lddningsmlingden. ben s"nre vrinte--n, tt endst delvis ffll konturhålen med ANFO, hr tidigre viit stndrd i MtmbergeU sk btåtblåsning. Vid nvândning v emulsion kn smm priricip nvlinds, dvs tt endst fyu en del v hålet, sk sütingemulsion' Måingden ståingemulsion i hålet reglers med utdrgningshstigheten på slngen. Ett fyllt 64 mm håt ger c 4 kt;. Vid meknñt srypning v Jpfünplimnespumpen-s ftl-d: blir lddningsmngdeñc 0,55 k?m (enligt en kontroúi flexigfærtir i MlmbergeÐ. Vid håtets botten fflls dock hålet fullt med emulsion till c 0,5 m trrung. Fördelen med metoden lir tt lddningen blir frikoppld vilket lltså reducerr skdorn pã kvrstående berg. Metoden behöver dock vidreutveckls för tt få önskd jfimnhet på lddsüängen. Normlt nvåinds i LKAB DNAG:s Dynshoc språingkpslr. konturen. nvänds hög intervllnummer. Med hög inærvllnummer btir tlindspridningen mycket stor.vilket medför tt konturhåten, trots *rriintervllnummer, inte kommer tt detoner smtidigt. Därmed blir den oönskuor sptictuifoningen i. det kvrstående berget stor /8/. Såvåil försök i Vång som tidigre tunnedprngningd i Äspö SKB /9/ visr tt momentn initiering ger kortst spriõmitoning. Drfor vùdes momenûn initiering v konturhålen med elektronisk sprlingtpstr,,, tñropt* i figur 11. Mlmberget provdes språingkpsl från Nitro Nobel och i Kirun språingkpslr från DNAG. SveBeFo Rpport 27
15 3l 4l 3t41 3t42 3t42 3t43 3l 4l ll 40 20 3 20 3l 14 25 3l0l 12 14 14 3100 l 25 9 25 3tzl 100 16 6 16 3121 3t00 i i,l 20 18 A 0 18 20 3020 3050 i 25 10 3 25 30?0 @ @ @ 60 60 óo Figur 11. Lddpln med elekuonik sprlingkpslr i Mlmberget Skillndern melln de båd systemen med elektronisk sprängkpslr kn splts upp enligt följnde: DNAG - 6l "ordningsnummer" - Vrje intervll kn fördröjs med multiplr v vld intervlltid melln 1-100ms - En intervlltid per slv kn väljs - Dtor för tidgivning v kpslm lir inbyggd i tändpprten - Mx 200 kpslr/tändpprt - Tvåtråds-nslutning till tlindpprten - Kn pplicers i ett centrlt skjutkbelnåit NTRO NOBEL - 126 "ordningsnummer" - Vrje fördröjning kn vriers melln1-6000ms - Fördröjningstider kn fritt vliljs - Bärbr PC för progrmmering v kpslrn - Mx 500 kpslr/tändpprt - Tvåtråds-nslutning till tändprten Gemensmt för systemen lir: - Språingkpslrn smmnkoppls prllellt till en 2-tråds busskbel. - Tändföljden sker i stignde nummerföljd. - Energi och informtion om vld intervlltid får kpslrn från tändpprten. - Mximl fördrö iningstid ir drygt 6 sekunder. 4.2.3 Borrning med rör Användning v 64 mm hål ger egentligen för hög sprängåimneskoncentrtion (c 4 kg/m) och speciellt då i öppning och kontur. För tt minsk sprlingåimnesmängden skulle en serie med 46 mm borrör för drifterborrning kombinert med en 51 mm borrkron ingå i projektet. Mlingden sprängåimne per hål skulle då såinks ttll c 2,5 kdm. Borrstålet för dett prov togs frm v Sndvik AB. På grund v levernsförseningr kunde tyv in endst funktionsprov utfcirs i 14 slvor och då med stål för en v ggregtets borrmskiner, dvs på en sid v slvn. SveBeFo Rpport 27
T6 4.3 Delsteg 3 Målsättningen med dett delsæg vr tt undersök språingskdor i tunnelväggen från olik typer v Èontursprtingningr. õrttu skulle görs dels med hjfüp v sprickundersökning i dimnt orrde hål ocñ deh genom sprickundersökning v sågde snitt i tunnelväggen. Undersökning v sprickor genom tt titt på borkärnor eller tt titt i borhål lir exempel på gnsk vnlig meioder. Dãn ilr vnligste metoden lir dock tt endst rlikn kvrv nde õonhålspipoi Sp.irtondersökning genom sågning i tunnelvligg lir en ny metod /9/. 4.3.1 Krtering v sprickor med hjälp v borrhålskmer Totlt bordes 4 st dimntbonhå, 2 st i ort 518 och 2 st i ort 515. Hålen borrdes 25-42 m lång och 0,5 m resp 1,0 m från den tänkt konturen. Hålen undersöktes på sprickor både före och efær ortern drivits genom en TV-kmer som stoppdes in i hålen, se figur 12. Bildem video-filmdes för erterfð nde jåimförelser och nlys. Utrustningen för bonhåls-tv hyrdes v SGAB i Mlå. Figur 12. Utrustning för TV-loggning 4.3.2KfiEring v sprickor med hjlilp v sågning SveBeFo:s Vång projekt /7/ studers sprickor i det kvrvrnde berget genom tt block ts ut bkom pllsprngà ider. Dess btock sågæ sedn vinkeh itt mot spr ingbonhålen vrefter penetr*tet pititej de sågde ytorn. Eventuell sprickor i berget frmträder nu mycket iydligt. på Oétt såitt kn en mycket stor yt i det kvrstående berget undersöks med vseende p rp'rirtuildning. SveBeFo hr vidreutvecklt denn teknik för tt kti'rn studer sprickor àuen i tunnelväggr. Genom tt såg ett ntl prllell slitsr i tunnelväggen, t bort de mellnliggnde strivorn, och belägg de kvrstående snittytom med penetrnter frmträder tydtigt sprickorn från språingning vid tunneldrivning, se figur 13. SveBeFo Rpport 27
L7 Figur 13. Principbild för sprickundersökning v sågde slitsr För tt kontroller olik typer v kontursprängning utfördes sågning i totlt 4 st_tunnelsnitt, ett snitr vrder i ort 509, 5i'5 och i två snitt i órt Stg. Tbell 5 visr hur konturhålen lddts i vår försökssnitt. Genom dess snitt fick vi lltså en kontroll v de olik typer v lddning som nvändes för kontr rhålen i projektet. Tbell 5. Lddning v konturhål i försökssnitten Ort 509 515 s18 Pumpemulsion x Str ing + elektronik x SüåiNE+LPD x Pentyl+elektronik x 4.4lÞlsteg 4' KUJ 4.4.1 Ortdrivning Försöken i Kirun gruvn omfttde tot lt 15 st slvor med en slvlfingd v 5,1 m, vrv 12 st slvor hde ett förbont grovhål med dimensionen 250 mm och 3 st slvor hde grovhål med 300 mm dimension. Ortdrivningen ufördes liven håir med ett nytt 3-boms Rocket Boomer 3535 ggregt försett med Bever Contol. Slvhålen hde en dimension v 48 mm. Norml borrptn för Kirun viss i figur 14. En stndrdslv htir hr en storlek på 7x5 m med en yt uu iz,b m2 och omfttr 69 st hå. Slvn hr en plnerd indrift på 5,1 m. Oppningsfrilen hr en dimeter v 64 mm och övrig hål hr 48 mm dimeter. Smtlig hål utotn tutfrefrn hdds tiven håir med Kimulux R. Tkhålen ldds med KSP 40 detonernde stubin med emulsion som bottenlddning. SveBeFo Rpport 27
18 Figur 14. Borrpln i Kirun; Stndrd Slvn optimerdes v Kimit och h lilsom vid försöken i Mlmberget ett skruvliknnde utseende, se figur 15. Denn borrpln omfttr 66 st hä] med 48 mm dimension. Figur 15. Optimerd ortslv i Kirun Kirun-gruvn borrdes tot lt 340 m grovhå. Den optimerde borrplnen nvlindes i ll orter meõ grovhål pællellt med försöksortern. ndriftsmåitningr utfördes kontinuerligt i smtlig orór med iörborrt grovhå. Bever systemets brister i form v oprecis hålplcering orskde stor indriftsförlustei i de optimerde slvorn. Dett wingde frm en omrbetning v borrplnen, se figur 16. denn borrpln hr frmförllt öppningen nps-sts så tt borrren l ittre skll kunn utför en mer exkt borrning och med grovhålet som referns för tt minsk vvikelsern. Sju st slvor i försöksortern bondes efter denn borrpln. SveBeFo Rpport 27
19 lt1îti\ /tllttr\ Figur 16. Optimerd ortslv version 2 Konturspr ingning med elektronisk kpslr (DNAG) i kombintion med gsd emulsion utrtirdeji 7 st slvor. Gsd emulsion och stndrdkpslr testdes i 1 slv. Anders Nordqvisq Kimit AB, beskriver gsning enligt följnde: " Det finns idg ett nt l olik metoder tt reducer sprängstyrkn i emulsionsspr?ingämnen, en metod?ir tt tillsätt någon form v inert mteril, en nnn ir tt vi kemisk tillstser åst dkomm en kemisk rðktion-utveckling v g rs. Kemisk gsning är en teknik som nvänds oft för tt känsliggör sprtingtimnen, i dett fll ir dock sprängämnet redn känsliggjort vi tillsts v mikrobllonger. syftgt med gsning är endst tt kfftigt reducer densitet och detontionshstighet. En v svårighetern vid gsning lir tt styr/regler förloppet så tt ett jlimt resultt erhåtls smtidigt som densitet och detontionshstighet blir tiffrôtfigt låg ftirätt erhåll ett skonsmt sprängresult t. Vid de försök som genomförts hr mn reducert densiteæn från 1,22 kg/dm3 titt 0,7-0,8 kgdm3 smt deronrionshstigheten från 5000 m/s till 3000-3500 m/s. Målet med det fortstt utvecklingsrbeiet är tt reducer densiteten till c 0,5-0,6 kg/dm3 "' Enligt Anders Nordqvist, som nvåint sig v Hustrulids /10/ skdezonsmodell, skll gsd emulsion med densitóæn 0,75 kg/dm3 ge en skdezon som lir dubbelt så stor som en 22 mm rörlddning. Om densiteten reduiers till 0,6 kg/dm3 och_detontionshstigheten till 2500 m/s så blir skdezonen, enligt modellen, lik stor som för en22 mm rõ'rlddning' 4.4.2 Skrotnings- och bergförstíirkningsprov Skrotnings- och bergfrirsüirkningsproven omfttde skrotning med "Låitt mekniserd skrotninj" och vtænõkrotning i kombintion med efterföljnde betongsprutning med stndrd OeC sprutbetong och EMC superbetong. Llitt mekniserd skrotning ufördes i 3 st slvor. Vttenskrotning i kombintion med stndrd OPC sprutbetong utfördes i 8 st slvor. Vttenskrotning och EMC betong nvändes i 7 st slvor. SveBeFo Ræport 27
20 5. RESULTAT Delsteg r omfttde totlt 26 slvor, vrv 13 med grovhår, v dess finns fullständig i 20 stvor. För de öwig slvorn skns viss delr v uppföljningsresulütet' "pprotitti"g dock finns indriftsresultt från smtlig srvor. En v referenssrvom blev en bomslv vilket innebär 19 fullstlindig slvor frfur delsteg 1' under delsteg 2 sprlingdes tot lt 32 slvor. Liksom vid delsæg 1 skns även hlir fullstlindig dt för någñslvor,,ñtn indriftsresult t finns från smtlig slvor' S.l ndrift Den æoretisk indriften för srvorn bör vr 7,5 m. Normr indrift i Mlmberget efter skrotning vr 6,g- 7,0 m vilket i procent innebíir g9-93 ro. r dett projekt hr vi skilt på indrift före- och efter gveistrotning. Egentligen tir det mest relevnt tt jtimför indrifter före gvelskrotning då dett är den st mãtæt på hur br slvn hæ gått. 5.1.1 ndrift vid delsteg 1 För delsteg l, 26 slvor, hr indriften för referensslvorn före gvelskrotning_ legt på melln 6,L m och 6,9 m och ln titt"n efær gvelskrotning hr vriert melln 6,5 m och 7'3 m' ndriften för grovhälrn ftr fore gvelskiotning vrieru melln 6,3 m och 7,8 m för 250 mm hål och melln 7,1mo.h 7,5 m för-300 mm neigrær skrotning vrierde_indrifæn melln 6,6 m och 8,1 m för 250 mà hh och melln 7,2 m ch7,7 m för 300 mm grovhål. tbell 6 hr en smmnståiuning giorts v medelindriften för respektive slvtyp vilken också viss i stpeldigrmmet i figur 17. Tbell 6. Smmnsttillning v medelindrifær SALVTYP nnn skrotning NDRFT nnn skrotning Refereru 88 92 Grovhål- 250 mm 7 0 93 7 97 Grovhåù- 300 mm 7 97 7 101 Vo Efter skrotning Efter skrotning 7o Som synes ger båd slwypern med grovhål en blittre indrift såvåil före som efter skrotning. Kl$ b ist indrift nr stvíypernu rrd 300 mm grovhål. Det mest intressnt åir den hög indriften, W Vorinnn gtehkrotning ftir slvor med 3ü) mm grovhål' SveBeFo Rpport 27
2t 10s 100 8es Eeo 85 Exld skcfning t hld skrorúng 80 tuf 250 300 Figur 17. Medelindrifter för slvtypern före och efter skrotning figur 18 viss Ìiven spridningen i dt för indriftern. Referensslvorn hr en mycket stor spriãning vilket främst -berot på någon enstk riktigt dålig slv. ndriftern för grovhål med 300 mm hr däremot en liten spridning. lndrift (oá) 110 100 90 E{(l skrotn fnkt Skiotñ. Exkl skrotn. lnkl skrotn lnkl skrotn. Exkl skrotn *=* ï BO 70 60 50 Referens Referens 250 250 300 300 Figur 18. Spridningen i indrifter (den grov linjen tir medelvärdet) 5.1.2ndrift vid delsæg 2 Delsteg 2, som omfttr 32 st grovhålsslvor, borrdes msd "skruvborrplnen". ndriftern före gvelskrotning hr vriert melln 6,2 m och 7,5 m för slvor med 250 mm grovhål och me11n 6,4 m och 7,6 m för slvor med 300 mm grovhå. Efter gvelskrotning vrierde indriften för både 250 mm och 300 mm grovhål melln som minst 6,7 m och som mest 7,8 m. Tbell 7 visr sn smmnstlillning på medelindrifær för respektive slvtyp. SveBeFo Rpport 27
22 Tbell T. ndrifær under delsæg 2 NDRF'T SALVTYP Grovhål- 250 mm Grovhåù- 3ffi mm nnn skrotning (m) 6,9 7,1 nnn skrotning 7o) 92 95 Efter skrotning (m) 7,2 7,4 Efter skrotning (7o) 96 99 J imfört med steg så ökde lltså indrift rn hlir för 250 mm öppningshåt med 4-5 Vo medn indrifærn för 300 mm öppningshål minskde något. Anledningen tt indriften för 300 mm hålet minskt lite i steg 2'ueroipå någr slvor med betydtigt såimre indfift åin genomsnittet Dett beror troligtvis pã feünmtit ringr eller otillräcklig grovhålslåingd för dess slvor. För tt vr säkr på tt det uppnådd reslulttet inte påverkdes v ndr fktorer, som tex den blittre borrprecisionen mèã det ny ggregtet, giordes efter vslutde tester ånyo indriftsmlit ringr i 20 stndrdslvor. Genomsnittlig indrift för dess slvor blev 94 7o vill<etãr något bättre ãn tioig*r stndrdslvor men långt från 99 Vo indrift som 300 ûrm grovhål-sslvorn gv. Reiutttet för indriften v smtlig slvor under de båd delstegen frmgår v figur 19. 100 98 96 94 Es2 Eeo 88 Þ<ld.skr<tn hld.skrotr t Kontro{ 86 84 82 Fþferens 250 300 Figur 19. ndrift v smtlig slvor Även här för smtlig slvor viss spridningen i indriftern, se figur 20. Refrensslvom och kontrollslvorn hr den störst spridningen medn grovhåtsslvor med 300 mm hr den minst spridningen på vtirden för indrifær. Grovhålsslvor ger lltså ett blittre och jämnre result t â'n referensslvorn. SveBeFo Rpport 27
23 lndrift (%) 110 100 90 Exkl skrotn. lnkl skrotn. lnkl skrotn. Exkl skrotn -lokl,skro-tn. Exkl skrotn. lnkl skrotn. 80 70 60 50 Referens Referens Kontroll 250 250 300 300 Figur 20. Spridning i indrifter v smtlig slvor 5.2 Hålwikelse vrje slv måittes c 20 hål med vseende på påhugs^ och stickningsvinklæ med hjåilp v totrst tion vrefter hålwikelsen kunde ber irrns. Från och med delsteg 2, dâ Beverutrustningen börjde nvänds, lgrdes också hållägen på diskett. Dt från hålinmätningrn,u*.*sìflldes ôch utvåirderdes. Bilg 5 visr ett exempel på dett. Resulttet från uwärderingen visr tt hålvvikelsen lir gnsk jämt spridd över gveln men på grund v stickning störst-i konturhålen, drygt 5 7o, viket motsvrr c 0,4 m. Tbell 8 visr ensmmnstìillning v resultten. Hlir fimger tt mn trots Bever utrustningen inte lyckts minsk den totl hålwikelsen. Dåúemot hr wikelsen för konturhålen minskt något. Figur 2l visr wikelsen för grovhålsslvom i delsæg 1 och 2, dvs ut n och med Beverkontroll. Tbell S. Hålvvikelse Referensslvor Grovhålsslvor ÁJlhll(7o) 2,8 1/' Konturhål (7o) 4,8 5,7 Delsteg 2 All hål(7o) Konturhål (7o) 3,1 5,2 SveBeFo Rpport 27
24 o\ o õ v E 6 :- 6 5 4 3 2 - - ltoblt Kontur 1 0 t-hn Bever i/bd Bever Figur 21. Hålvvikelse Hålinmåitningrn i börjn v Delsteg 2 visr således på vvikelser i påhuggsl igen och stickningsvit*l* ftir slvtråten j imfört med den bonpln som uppr ittts för Bever-syst met' Mtmberget gv unuik lr"nl inte något nfimlvåirt- ytbg vd gåiller indriftern' eftersom slvhålen med 64 mm stpde en viss ö=vertddning. Vid förrsöken i Kirun d iremot, orskde wikelsern d iremot stoi indriftsförluster eftersom slvhålen dlir vr 48mm. Awikelsern berodde i hög grd på de nedhring som skps i bommr och brkr när förskjutningscylindrm Ñn r. i ll slvor som ingick i projektet.giordes en mnuell inmåitning v c 20 st slvhål vd gliurt påhuggslåige ocrr ñilrilctning. p. inmtitt våirden överenståimde dåligt med loggfilr-u frãn Bever Cãntrol systemet. Awikelsern i påhuggslåige vrierde frân c20 cm för centrum v slvn till c 50 cm för konturhålen. Mjoriæten v wjkelsern i nedåtgående riktning. Stickningsvinklrn hde smm wikelsestorlek som påhuggswikelsen ocí dessutom förãkom vinkelwikelser frmförllt i konturhålen. För tt konftoller den mnuell inmätningsmetoden gjordes inmähingil v bråinningr (rester v bonhål från tidigre slv) före skrotning i gvlrn. Brlinningsmlitningrn överensstlimde väl med tidigre,ritning*, i någr hål up=puicktes 9n 3vvikelse på mx 20 cm i hålbotten beroende pe-rrkrtitnin{ nfur dãt delvis gènomförd åtgåirdspketet minskde vvikelsern något men resulttet vr forfrnde inte godktint, se figur 22. tp e f O"î of Ìt, ó 9, ó ^Þ o 2" l f 1f Figur 22. Bråinningsmähingr SveBeFo Rpport 27
25 ett försök tt r itt till problemet utrbet des ett åtgåirdsprogrm tillsmmns med Bever Con6ol och Atls Copco. Àtgrdern kn smmnftts enligt följnde: -Ny rutiner ftir upps'tällning dvs uppställning v riggen så gvel som möjligt och {ir bómextension i mximlt utskjutsllige och mtrblken i tillbkdrget l ige. - Kontrollinstruktion för uppmlitning och kontroll mot fixpunkter vid vrje FU-stopp, dvs vr l4:e dg. - Kompenstiõnsprogrm för bommrnæ nerböjning' Åtgrdem genomfördes under projektets gång med undntg för instlltionen v koñrpenstioniprogrmmet vilket hr tillkommit efter vslutel jnuri 1996 instllerdes kompenstionsprogrmmgt för nedböjningrn i bom och blk. Resultæt följdes upp enligt smm mönster som tidigre och nu kunde en betydnde förbåittring utlss. nw'iietsern för påhuggslligen h9l]tig inom +/- 10 cm i genomsnitt över hel guurfn-fo*tom t khålen dåir en ãvviketse på + 0,15 cm i höjd fnns. Våirden för ttfiålen õ** på en överkompenstion v nedhåinget. Awikelser qg stickning minskde till c 25 cmi genomìniu förkonturen och vinkelwikelsern vr betydligt mindre åin tidigre 5.3 Slutkontur Delsteg / i projekæt vsåg endst tr jåimför indrifær. En båittre slutkontur skulle uppnås i hmmãnde detæg. Trots ãtt konturhålen till övervlignde del lddts med pumpemulsion kn mn ändå se förblittringr i ntl pipor i konturen för slvor med grovhål. Resternde del v slvn blir förmodtigeriminore inspänd vilket ger konturhålen ett lättre utslg och dämed fler wn gu pipor. Någrã sdvor i dett delsteg blev lddde med detonernde stubin, KSP 80, i tont*rn. neü biev inte så lyckt då sk Slow Cord nvändes. Denn detonernde stubin hr en detontionshstighet på 4500 m/s jlimfört med vnlig detonernde stubin som hr en detontionshstighei p BSoO m/s. Den procentuell delen synlig hlvpipor vrierde för referensslvorn melln 17 7o och 46 vo. Med 300 mm grovhål v ierde synlig hålpipor melln 28 7o och 5L 7o. tbell 9 viss medelvtirden v synlig bonhålspipor' Tbell9. Synlig hlvpipor i konturen för de olik slvtypern Slvtyp Referers Grovhål- 250 mm Grovhåù- 3fi) mm Syntig hlvpipor (m) 28,9 32,7 42,8 Synlig hlvpipor (4o) 30,2 32,5 39 delsteg 2 v projektet nvändes den optimerde vrinten v borrplnen. Endst grovhålsslvor rñeo oppiingshål på 250 och 300 mm ingick i försöken. Smtlig slvor borrdes med det ny Atls Copco 353 S ggregtet. SveBeFo Rpport 27
26 5.3.1 HålPiPor Antlet synlig hlvpipor vrierde krftigt beroende på.typ v spr?ingämne -och tändsystem smt olik kombintioner v dess, ftå" 3î n med ttãn ntä slvôr upi titl drygt 60 7o med elektronisk sprängkpslr och ptn'4, ú ng*?1?:t. it nm i*ningsvåirt liten skillnd' c 5 lo, för grountss'ño, o, toïtottter* viit fullddde med emulsion j imfört med grovhålsslvor med pentyl i konturen. Dettl Låtoirofigen på ff mn vid lddning med pentyl först sprurf in emub# ro, uott"nroonin!'iiìñ"rg, rddr fst pentylen med ytterligre emulsion råings hålet. Lärngden p uotteitodningen kn vrier från-någr decimeter upp till fler merer. vi oeiontioñrn, o.t oj'ãt ãroñionrn i botten och längs hålet som spr?inger berget, knppst prörþ",.tn mn förmodligen skulle klr sig lik br utn. Konturhåleninitierænormltmedintervllnr35.Dettgersomsynes örpentylc40voi kvrstående hlvpipor. Med ercftronist sprngfqpgf - (gpp)' dåir konturhålen initiers momentn' och för smm sprlingmnã,orn ouuìr fict mn drygt 60 vo í syrúg hlvpipor' skillnden beror på den ttindspridning;; hr vid konventione[âlpslr. Dett syns åiven vid lddning,ro,.oir]io;rroä"g. Här ãck mn c 50 7o synlig hlvpipor med vnlig kpslr och ntirmre ffi E"lö;;^uhiðnssu ing initierde med elektronisk kpslr' 70 60 50 F Eoo $eo -20 trðf t25o rm l30o rm 10 o E ô =E r J ã c. o (L -à co fl+ ô L u,f= Þg FC øb tt 'õb or'9- J óe o,o r J Figur 23. Uppmlitt ndel hlvpipor str ingtddde hål rir också okrinsrigre för tändspridning vilket frmgår vid en jämförelse melln konturhål lddde med pentyl. éoä"gú o e nn -ger 10 vo hìigre ndel kvrstående hlvpipor B ist resultt errröils ilt d vid momentn initiering med elektronisk språingkpstr' Figur 24 vis ett foto från en, uu,nrã- strngemutjion i kombintion med eleknonisk sprlingkpslr. SveBeFo RPPort 27
27 Figur 24. Tunnelkontur spridningen i vlirden på synlig hålpipor för de olik slvtypel- frmgår v figur 25. Sþridninlen kn tycks-rtoifoñiss lærntiv men beror oftst på någon enstk slv som ir ner-trelhetsintrycket. Av referensslvorns 11 slvor kommer 7 slvor inte över 30 7o i kv stående hlvpipor. Det såimst våirdet för EPD+strängemulsion (1 värde) tir ungeftir på smm nivå som ãe ist referensslvorn. Av totlt 9 slvor med strängemulsion hr 5 slvor > 50 7o kvrstående hlvpipor och endst slv <30 7o hlvpipor. 80 Hålpipor (%) 250 250.t 300 60 40 20 Relerens t î 250 T 300 + 250 -t î j300 r 0 Emulsion Pentyl EPD+ Pentyl Sträng- EPD+Strängemulsion emulsion Figur 25. Spridningen i ndel synlig hlvpipor SveBeFo Rpport 27
28 5.3.2 SPrickkrtering Videofitmning utfördes i bonhål ltings två orter, totlt 3 hål' På grund v igenstt bonhål kunde inæ hålen m its till fullt borrt djup. Två v håren bondes drirefter om men i ett v dess hår fstnde bons*ingern. vioeóíirüning kunde dåirför br utförs i två hå' och dfir endst till c 25 m djup, se tbell 10' Tbell 10. Smmnståillning v dt från dimntborrning och TV-logging Bonhål Lddning _ Bondiup (ml Avst. tillvåigg (m)- Emulsion 25 24 1 2 25 3 Stråing+EPD 42 25 1 5 * Endst ett värde per bonhå1 Resuløæt, endst i två punkter, visr tt ny sprickor uppstått lllt'de betyder lltsått våiggen, på ett vstånd på c 1,5,o rten turuí, r stot 0,g m respektive l'2 m från teoretisk tunnerprofil. Mot bkgrund v hur slvom v lddde förefller dett resultt underligt Result tet fr[n sågningen gefen nnn bild v skdorn. Tyvtir kn inte sågningen utvíirders i ll snitt. Dett beror dels på tt,n*,p*tut tjock lger âv betong' oft > -15 cm' över vår provområden men ;;ktã;ã.i1 g"ttnrytnipor äervq surnt i snitten' Dett betyder tt det lir mycket svårt tt o,urãttå tprickriktningæ octr spricklåingder' Ytærligre en svårighet lir tt mlmen i området består v mång *ffiu tätt ülgndg sprickor, c-c 0,1 m' Utseendet för de orik sninen frmgår v figur 26 ochngíi zz. rúidddô emursionshål gv som frmgfu v figur 26 mycket rprirtot iíi berget. Viístr ingfddt hål, se figw 27 ' fnns ing sprickor från sirngningen. Dåiremot fnns det i denn profit mycket nturlig sprickor' Resultten v sprickkrteringen hr smmnställts i tbell 11' D ir frmgår det tt spricklängden vid strärng + eþn vr mycket kort, c 5 cm. Spricklängden för ett fullddt emulsionshål borde sjlilvklrt vr störretch hr uppmåitts till > 35 cm, dvs sprickor så långt in i berget vi kom med sågningen. För snittet med þntyl+epd smt snittet med suåing+ LPD verkr sprickor från sprringning srrns,..n uw^r ótingrn rir svår då borrhålspipor också skns. * * Tbell 11. Result t från sprickkrtering Lddning Str ins+epd Emulsion +EPD Mxllingd (cm) 5 >35?,! Rdiell sprickor (cm) 5 30 Antl 2 >10 Hålpip J Skns Skns Skns Krosssprickor Nturlig sprickor v och h* v och h* v och h* Betongtjocklek (cm) Ei sprutd 10 r5-20 10 * vertikl och horisontell c-c 10 cm Rdiell sprickor definiers som sprickor som rir lãrngre åin 10 cm och krossprickor kortre eller lik med 10 cm. rtã5pti.tor tn förekomm nrmst hålet speciellt om hålet vrit utstt för SveBeFo Rpport 27
29 hög bonhålstryck vilket tex?ir fllet vid fu[ddde hå. på grund v den tjock sprutbetongen vr vi i de flest sninftir långt från lddningen för tt kunn detekter eventuell krossprickor. ur tbellen frmgår tt ortern sprutâs med lldeles för tjockt lger betong: provsnitt vr YTU tjockleken minst l0 cm och om dett åir represntivt ftir smttig orter i Mlmberget måste kostnden för dett vr vsevärd. 5.4 överberg Överbergsmåingden under delsteg 1 vr c 15 Vo med toppr upp mot 30 Vo' Under projektets fof:."jr"orfsteõ mn e ãnetuetgs;ängden minsks till i genomsnitt c 12 %o, se figur 28' Andelen överberg bör dock inæ nges som ett säkert mått på sprängresult tet utån bör endst ses som en fingãrvisning om tt mn åir på rätt vlig eftersom en míingd olik fktorer som noggrnnhet i uppstlltinl otn borrning, hå{krökning, skrotning, geologi smt eventuell omskjutningr Påverkr uffllel 15? tt o o 10 5 0 Roferens 250nm 300rm Figur 28. Överberg SveBeFo Rpport 27