Sjömalmen-analys av uppblockning och deformationer
Kiruna står inför en samhällsomvandling där prognoser för mardeformationer är den viktigaste inputen till beslut av dyra investeringar. I takt med deformationernas utbredning avvecklas viktig infrastruktur, bostäder etc. och ersätts av ny sådan. Denna process kommer att fortgå under en lång tid framöver. Prognoserna för markdeformationer i den norra delen av Kiirunavaaragruvan är svårare att förutsäga då brytningen i området efterlämnar en s.k. takskiva ovanför brytningsområdet. Takskivans uppblockningsprocess till markytan är svår att uppskatta och förutsäga och medför därmed att prognosarbetet i området blir mer komplext.Syftet med detta examensarbete är att öka förståelsen kring uppblockningen i takskivan samt tillhörande deformationer främst i hängväggen i området kring Sjömalmen. Studien syftar även till att använda och analysera befintliga deformations- och seismikdata och försöka koppla dessa till pågående omgivningspåverkan. Tidigare har dessa data använts var för sig och inte analyserats tillsammans för jämförelse.Målet med projektet är att:? Bestämma gränsen för uppblockning i takskivan utifrån studier av seismikdata.? Söka samband mellan uppblockning och uppmätta deformationer.? Utvärdera möjligheten att använda fler parametrar för framtida prognosmetodik, med hjälp av de data som kontinuerligt mäts och lagras av LKAB.Endast Sjömalmen har studerats i detta arbete. Datat som analyserats omfattar perioden från dec 2003 till och med 31 december 2014.Arbetet omfattar data från seismiksystemet med fokus på de seismiska händelsernas lokalisering i Sjömalmens takskiva, häng- och liggvägg. Dessutom har mätresultaten från de av LKAB utförda GPS-mätningarna (vars syfte är att följa upp deformationerna) nyttjats.Utifrån dessa data har följande analyser gjorts:? Uppskattning av seismikfrontens utbredning i hängväggen och propagering upp i takskivan.? Jämförelser av GPS-datat mot den uppskattade seismiska fronten, där avståndet från seismikfronten till mätpunkten jämförts mot de uppmätta deformationerna.Sammanfattningsvis kan följande slutsatser dras från denna studie: ? Den seismiska aktiviteten börjar ske i takskivan relativt omgående då brytningen startar.? Efter att den seismiska zonen nått markytan, så flyttas den seismiska aktiviteten till ett rätlinjigt område längre ut i hängväggen.? Man kan relativt väl förutsäga vart på markytan (i hängväggen och takskivan) raszonen kommer att uppstå på markytan.? Det är svårt att prognostisera när i tiden raszonen når markytan.? Deformationerna ökar då den seismiska zonen når markytan även då avståndet från mätpunkten är upp till 800m.? Det är viktigt att installationerna av geofonerna sker i rätt förhållande till varandra för att erhålla en bra lokalisering av händelserna.? Befintliga hypoteser om uppblockningsprocessen (från t.ex.Duplanic, 2001) tycks beskriva processen på ett korrekt sätt.? Raszonens utveckling från produktionsnivån upp till markytan sker inte kontinuerligt.För fortsatt arbete rekommenderas följande:? Fortsatt analys av seismikdata för utvalda sektioner i huvudmalmen.? Jämföra vinkel av rasfront mot avstånd till miljövillkoret på huvudmalmen, med motsvarande för Sjömalmen. Händelserna på hängväggen har dock en sämre lokalisering på grund av färre installerade geofoner i området, vilket måste beaktas. ? Studera andra parametrar från seismiksystemet (t.ex. Es/Ep-förhållande, magnitud,etc.) och eventuella samband med uppblockning och deformationer. ? Göra en jämförelse av uppblockningsprocessen med produktionstakten för att eventuellt hitta ett samband.? Fortsatt uppskattning av seismikfrontens utbredning varje halvår, dels upp i takskivan men även mot hängväggen och om möjligt även mot liggväggen.? Installationer i takskivan (borrhålsinstallationer) från markytan som kan validera/verifiera de registrerade händelserna och den uppskattade uppblockningen, till exempel TDR (koaxialkablar), DMS (extensometer/inklinometer), etc.? Prioritera att installera fler geofoner i syfte att kontrollera takskivan och även för att erhålla tillförlitligare resultat vad gäller lokalisering och andra seismiska parametrar.? Seismikdatat bör ingå i fler studier på LKAB, eftersom omfattningen av datat är stort och det troligtvis är applicerbart på fler forskningsämnen än vad som används idag.