Analys och prognostisering av uppblockning i Printzsköld
Vid LKABs gruva i Malmberget tillämpas metoden skivrasbrytning. När en malmkropp börjar brytas under jord och inte vid markytan bildas ett hålrum. Detta hålrum propagerar normalt uppåt som en följd av att det oförstärkta taket gradvis rasar in. Processen benämns uppblockning. 400 meter över en tidigare obruten del av malmkroppen Printzsköld löper en kritisk utrymningsväg. Malmen direkt under kommer att börja brytas hösten 2010. Det är därmed av intresse hur länge utrymningsvägens funktion kan upprätthållas. 100 meters bergtäckning föreslås vara gränsen för funktionell drift. Tre huvudtyper av uppblockningsmekanismer förekommer. Dessa är gravitativ-, spänningsrelaterad- samt strukturrelaterad uppblockning. Gravitativ uppblockning förekommer företrädelsevis på låga djup. Spänningsrelaterad uppblockning är den normala mekanismen på stora djup och i höghållfast berg vilket är fallet i Printzsköld. Strukturrelaterad uppblockning kan ge upphov till hastiga förlopp om strukturer med vertikal utbredning finns inom brytningsområdet. Brott samt rörelser i bergmassan vid spännings- och strukturrelaterad uppblockning medför energifrigörelse i form av seismiska vågor vilket skapar seismiska händelser. Vågorna kan registreras av geofoner och analyseras med avseende på händelsens läge samt magnitud. Den mottagna vågen är sammansatt av två komponenter, en skjuvvåg och en tryckvåg. Energiförhållandet mellan dessa visar om den seismiska händelsen uppstod till följd av en skjuvrörelse, vilket vanligtvis är förknippat med strukturer i bergmassan. Baserat på analys av den seismiska aktiviteten i malmkroppen Printzsköld har uppblockningshastigheten bedömts vara 25-28 meter per år vid kontinuerlig produktion. Denna hastighet råder i homogent berg där de seismiska händelsernas skjuvvåg inte är dominerande. Brytningen av den nya delen kommer dock att skapa bredare rum och på större djup än vad som varit fallet tidigare. En spänningsanalys visar att spänningarna i taket blir upp till 50 % högre. Hastigheten i homogent berg antas därmed blir 40 meter per år. Uppblockningshastigheten i en känd struktur i Printzsköld har uppmätts till 340 meter per år. Denna förmodas ha aktiverats av kontakt med brytningsområdet och därmed medfört att skjuvvågen för de seismiska händelserna blivit dominerande. Baserat på denna hastighet kommer det ursprungliga hålrummet i Printzsköld att nå markytan genom strukturen i slutet av år 2011. Denna uppblockning påverkar dock ej utrymningsvägen. I syfte att klargöra förekomsten av eventuella strukturer inom det nya brytningsområdet där utrymningsvägen är placerad har undersökningsborrningar genomförts. Resultatet visar på en möjlig struktur som kommer i kontakt med brytningsområdet år 2015. Om denna struktur existerar och har vertikal utbredning kommer utrymningsvägen sannolikt att behöva stängas kort därefter. Alternativt sker uppblockningen uteslutande i homogent berg och då uppnås den föreslagna toleransgränsen år 2018. Den primära övervakningen av uppblockningsförloppet bör göras med det existerande och väl utbyggda seismiska systemet. Som komplement används fysisk övervakning med hjälp av koaxialkablar och extensometer, samt visuell övervakning av gammal tillfartsort från nivå 815 m.