Optimal pelardesign

Sammanfattning

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.