Rörelsemönster inom deformationsområdet på Kiirunavaaras hängvägg
Malmkroppen i Kiruna kan liknas vid en brant stående skiva med en tjocklek i
medeltal på 80 meter. Längden på malmkroppen är fyra kilometer och den har
ett indikerat djup på två kilometer. LKAB i Kiruna använder brytningsmetoden
skivrasbrytning, för att utvinna malmen. Metoden medför att berggrunden
ovanför och framför malmkroppen, hängväggen, spricker upp och sakta rasar in
allteftersom malmen lastas ut. I och med detta kan man säga att det sker en
naturlig återfyllning av gruvan. Detta förlopp är en förutsättning för att
kunna utvinna malmen med denna brytningsmetod. Uppsprickningen av bergmassan
på brytningsnivån medför att det så småningom kommer att bildas sprickor och
sättningar ovanjord på markytan. Idag omfattar sprickutbredningen ett så
stort område, cirka 2.08 km2, att infrastruktur och vissa anläggningar
ligger i farozonen för hängväggens deformationer och sättningar.
Syftet med examensarbetet är att studera hängväggens deformationer och
rörelser efter att hängväggen gått i brott, dvs. vilket i detta fall
definierats som en uppmätt deformation på minst två centimeter. Studien har
gått ut på att undersöka hur markytan deformeras med tiden och över
studieområdet. Vi har varit särskilt intresserade av att identifiera om hela
deformationsområdet deformeras enhetligt eller om det finns områden med
olika deformationsegenskaper.
Examensarbetet är baserat på mätdata som har samlats in med två typer av
mätinstrument, totalstation och Global Positioning System (GPS). Mätningar
med totalstation har skett mellan åren 1994-2003 och 2004 har LKAB ersatt
totalstations mätningar med GPS. Mätningarna omfattar horisontella och
vertikala rörelser av markytan. Ovanjord på hängväggen består mätområdet
idag av 140 mätpunkter som är fördelade på nio linjer. Linjerna är
orienterade vinkelrätt mot malmens strykning. Avståndet mellan linjerna
varierar mellan 200-600 meter och avståndet mellan mätpunkter inom en linje
varierar mellan 10-120 meter. De individuella mätpunkternas läge mäts in
sommartid varje år, vissa mer intressanta mätpunkter mäts in ungefär fyra
gånger per år. Resultaten från dessa mätningar lagras i en databank. Vår
studie omfattas av ungefär 120 mätpunkter och endast sommarmätningar.
Vi har studerat linjernas deformationer i x- och z-led. X-deformationer är
horisontella deformationer ovanjord på markytan i riktning vinkelrätt mot
malmkroppen. Deformationerna i y-led är lägesförändringar i vertikalled
ovanjord/på markytan.
Resultaten från analysen visar att linjerna deformeras olika, det vill säga
med olika hastigheter och med olika deformationsmönster. Vi såg även att
hela deformationsområdet kunde delas in i en norr- och södersida. Det vill
säga de linjer som ligger på norrsidan har haft större deformationer under
samma år. På södersidan ser man även liknande mönster på deformationerna.
Utifrån resultatet tror vi att den mest betydande orsaken till hängväggens
beteende är produktionen/utlastningen underjord. En annan viktig aspekt tror
vi är de geologiska förhållandena som råder i hängväggen. Skulle det visa
sig finnas stora krosszoner, leromvandlingar eller andra geologiska
förändringar/faktorer innebär det att hängväggens förlopp förändras från det
förväntade. Det vi också kunde se utifrån mätningarna var att mätpunkterna
måste installeras i god innan mätningarna och deformationerna startar. Detta
för att erhålla tillförlitligt data.