Sök:

Analys av brytningssekvenser i block 37, Kiirunavaara-gruvan

Vid LKAB:s gruva i Kiruna började gruvbrytningen ovan jord för att senare år 1960 påbörja gruvbrytningen under jord. Brytningsmetoden som tillämpas är storskalig skivrasbrytning, vilket innebär att när malmen bryts ut lämnas ett utrymme som hela tiden fylls på med rasmassor ovanifrån.Inga större seismiska eller spänningsinducerade problem skedde i början av gruvbrytningen under jord, förrän år 2003 då bergutfall av smällbergskaraktär uppkom i block 33 och 25. Under åren som följde inträffade bergutfall som var spänningsinducerade, en del större och andra mindre. År 2008 den 2 februari inträffade den tragiska olyckan i block 19 då en person omkom under rasmassorna på nivå 907 m avv.Orsak till dessa spänningsinducerade bergutfall tros vara de förhöjda bergsspänningarna som uppkommer då brytningen går djupare i kombination med strukturer i gruvan som aktiveras vid gruvbrytning. För att minska problemen med bergutfall har man provat ett nytt sätt att bryta ut blocken, genom att börja öppna blocket där den mest seismiskt aktiva strukturen är belägen, vilket benämns brytningssekvens ?öppning från struktur?. Den ursprungliga brytningssekvensen benämns ?plog? där man startar utbrytningen vid flankerna och arbeta sig in mot mitten.Block 37 har brutits ut med både brytningssekvensen ?plog? och ?öppning från struktur?. Den seismiska aktiviteten samt bergutfallen är dokumenterade, men inga numeriska spänningsanalyser har utförts.Syftet med detta arbete har varit att ta reda på om:Det finns någon skillnad mellan de olika brytningssekvenserna vad gäller spänningsomvandlingar?Seismisk aktivitet och spänningsomvandlingar har något samband med varandra?Spänningssituationen i ett enskilt block påverkas genom förekomsten av storskaliga strukturer?En numerisk modell i programmet 3DEC upprättades och de olika brytningssekvenserna ?plog? samt ?öppning från struktur? simulerades i tre olika bergmassor - elastisk kontinuum, plastisk kontinuum och plastisk diskontinuum, och brytningen gjordes på fyra olika brytningsnivåer. De slutsatser som kan dras av arbetet är att:Skillnaden mellan de olika brytningssekvenserna är, var i blocket man väljer att placera de förhöjda tryckspänningarna som blir i det området man väljer att ta sist i brytningssekvensen.iiiSpänningsfördelningen i de olika materialmodellerna (elastisk kontinuum, plastisk kontinuum och plastisk diskontinuum) skiljer sig åt, vilket indikerar att inkluderade strukturer i modellen är av betydelse.Ett visst samband kan ses mellan seismisk aktivitet och plasticeringVilken brytningssekvens som bör användas är svårt att säga, eftersom det beror på flera parametrar och är komplext. Därför hade det varit bra att kunna använda sig av numeriska analyser för att simulera hur ett förslag på brytningssekvenser för ett block kan se ut i jämförelse med ett annat förslag. Det är dock viktigt att beräkningarna kan göras relativt snabbt för att de skall kunna fungera som ett planeringsverktyg.

Författare

Helena Sturk

Lärosäte och institution

Luleå/Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser

Nivå:

"Uppsats för yrkesexamina på avancerad nivå". Självständigt arbete (examensarbete) om 30 högskolepoäng utfört för att erhålla yrkesexamen på avancerad nivå.

Läs mer..