Optimal pelardesign

för lastning i Kiirunavaaragruvan

Examensarbetet utgör en bergmekanisk analys av möjligheten till avrundning av pelarspetsar i infarterna till brytningsortarna i LKAB:s underjordsgruva i Kiruna i syfte att åstadkomma en mer optimal körväg vid lastningen. Förutom numeriska analyser i Unwedge, Examine2D och ExamineTAB där tendensen att kilar bildas och spänningssituationerna vid de olika pelarrundningarna studeras innefattas även beräkningar för tidsvinst och ökat utbyte vid en pelarrundning. I arbetet ingår även skadekarteringar där naturliga rundningar uppstått i syfte att få en bild av vilka skador som kan uppstå vid en pelarrundning. Skadekarteringen är också utförd på pelare som inte blivit avrundade för att se vilka brottyper som normalt förekommer. I arbetet har också intervjuer gjorts med lastare, tillredning och layoutpersonal för att få deras syn på avrundning och kunskap om vad dagens layout innebär. De numeriska analyserna visar att en rundning av pelarna förbättrar spänningssituationen eftersom utbredningen av höga spänningskoncentrationer minskar vilket resulterar i stabilare hörn. Skadekarteringen visar att tvärortarna överlag har en kil som faller ut på vänster sida om man tittar in i orten från fältorten. På den högra sidan är formen mer timglasformad vilket tyder på spjälkbrott som orsakas av höga spänningar. Kilanalysen i Unwedge visade att en större ortöppning som skulle skapas vid en avrundning av pelarhörnen leder till ökande kilstorlek. Om kilarnas storlek ökar krävs eventuellt extra förstärkning i form av någon extra bult. Vid intervjuerna framkom att lastarna var positiva till en rundning. Då de ibland uppstår naturligt rundade hörn visste lastarna av erfarenhet att det var lättare och gick fortare att köra om hörnen var rundare. För de som tillredningsborrar var det inget problem att strossa snett för att på så sätt få en rundning. Underlaget för beräkningen av körväg, hastighet och växling i kurvan är framtagen av Tommy Efraimsson i LDS, LUCS design system. LUCS står för LHD-underground-control-system där LHD är en beteckning för typen av lastmaskin, load-hoaul-dump. Mats Strömsten har utifrån de parametrarna sedan beräknat tidsvinsten i Excel. Våra beräkningar är baserade på tiden för kurvan och ett statistiskt underlag för lastmaskinerna under första kvartalet 2005. Beräkningarna var inte riktigt optimala då de parametrar vi använt oss av vid beräkningarna var från en tremånadersperiod med bara 52% tillgänglighet. Beräkningarna är utförda på bara fjärrlastmaskiner och därför kan ge en underskattning av hur mycket det ökade utbytet kan bli. Svängen för kurvan vid fjärrlastningen skulle också den kunna förbättras ytterligare om designen för ortarna först ritades om. Tidsvinsten vid våra beräkningar blir då något underskattad men visade på en ökning av malmproduktionen med 280.000 ton per år vilket innebär en vinst på 48 miljoner kr med ett råmalmspris på 170 kr/ton. I beräkningarna är inte medräknat kostnaderna för eventuell extra förstärkning eller eventuella kostnader för extra borrning och sprängning.