Spelling suggestions: "subject:"gruvlaven"" "subject:"gruvlavar""
1 |
Framtidens Gruvlavar: En Undersökning av Trä som ByggmaterialBlom, Victor, Andersson, Fabian January 2024 (has links)
Dagens gruvdrift omfattar huvudsakligen två metoder för malmbrytning: dagbrott och underjordsbrytning. Vid dagbrott öppnas gruvan ovan jord, medan underjordsbrytning involverar utvinning under mark och transport till marknivån med hjälp av ett gruvspel. Den struktur som bär upp detta gruvspel över schaktet kallas gruvlave. Ursprungligen byggdes gruvlavar främst i trä, men med ökande schaktdjup och lastkrav övergick industrin till stål och betong som de primära byggmaterialen. Betong, sammansatt av grus, krossat berg, sten, cement och vatten, betraktas som ett hållfast material, men dess tillverkningsprocess genererar betydande koldioxidutsläpp med negativ klimatpåverkan. På samma sätt har ståltillverkningen en betydande miljöpåverkan, där industrisektorn svarar för en betydande andel av Sveriges totala utsläpp, främst från stål- och järnindustrin. Med detta som bakgrund har Boliden Mineral AB (hädanefter benämnt som Boliden) genomfört en förstudie på ett expansionsprojekt med syfte att öka produktionstakten i gruvan. Ett framträdande mål i projektet är att minimera eller eliminera CO2-utsläpp för att möjliggöra produktionen av "no-carbon zinc." Trots eventuell minimering av gruvdriftens miljöpåverkan erkänns att byggnationer alltid kommer att ha en viss inverkan på miljön. För att minska byggnationernas miljöpåverkan föreslås trä som ett alternativt byggmaterial. Trä är en förnybar resurs med låg miljöpåverkan och hög tillgänglighet, och det betraktas som potentiellt fördelaktigt för konstruktion av framtida gruvlavar. Detta ligger till grund för det här examensarbete, som fokusera på att analysera och jämföra valet av byggmaterial för en ny gruvlave i Bolidens expansionsprojekt. Studien undersöker specifikt byggmaterialets påverkan genom att jämföra användningen av betong och stål med trä som primärt byggmaterial. Undersökningen utförs vid Bolidens gruva i Garpenberg, belägen knappt 3 mil norr om Avesta. De frågeställningar som arbetet kretsar runt är följande: • Är det tekniskt genomförbart att konstruera den nya gruvlaven i expansionsprojektet vid Garpenberg i trä i stället för betong och stål? • Hur skiljer sig klimatavtrycket mellan den nya gruvlaven i expansionsprojektet vid Garpenberg i trä jämfört med i betong och stål, med hänsyn till materialåtgång? • Är det ekonomiskt försvarbart att bygga den nya gruvlaven i trä i stället för betong och stål i expansionsprojektet vid Garpenberg? För att svara på frågeställningarna användes två huvudsakliga metoder: litteraturstudie och omfattande beräkningar. Båda metoderna bidrog med unika insikter, och tillsammans gav de en djup förståelse av ämnet, vilket möjliggjorde relevanta slutsatser. Baserat på detta arbete kan de formulerade frågeställningarna besvaras och diskuteras. Tekniskt sett är det möjligt att konstruera den nya gruvlaven i trä i stället för betong och stål vid expansionsprojektet i Garpenberg. Emellertid kräver detta en grundlig utredning och hänsyn till flera parametrar, bland annat brand- och fuktfrågor. Resultaten visar att konstruktionen av en gruvlave i trä, jämfört med betong och stål, ger en avsevärt lägre klimatpåverkan. Beräkningarna indikerar ca 35 % av den koldioxidekvivalent som genereras av betong- och stållaven, vilket pekar på betydande miljövinster genom användning av trä. Denna slutsats understryker trämaterialens positiva bidrag till hållbarhet vid byggandet av gruvlavar och betonar vikten av att överväga materialval med hänsyn till deras klimatpåverkan, vilket kan vara avgörande för framtida beslut inom gruvsektorn. Kostnadsanalysen motiverar användning av trä som huvudsakligt byggnadsmaterial för gruvlavar, kostnaden för en träbaserad konstruktion är endast 76 % av kostnaden för en likvärdig i stål och betong. Examensarbetet utmynnar i att trä kan vara en kostnadseffektiv och hållbar lösning för gruvlavar, vilket motiverar fortsatt undersökning av dess möjligheter. Med grund i detta kan trä anses som ett lämpligt byggnadsmaterial för kommande gruvlavar. / Today's mining primarily involves two ore extraction methods: open-pit mining and underground mining. Open-pit mining exposes the mine above ground, while underground mining involves extraction beneath the surface, with ore transported to ground level using a mine hoist. The structure supporting this hoist over the shaft is referred to as a minehead frame. Originally constructed mainly in wood, minehead frames transitioned to steel and concrete as mining depths and load requirements increased. Concrete, comprising gravel, crushed rock, stone, cement, and water, is considered a sustainable material, but its manufacturing process generates significant carbon dioxide emissions with adverse climate impact. Similarly, steel production significantly impacts the environment, with the industrial sector contributing substantially to Sweden's total emissions, particularly from the steel and iron industry. Considering these challenges, Boliden Mineral AB (Hereinafter referred to as Boliden) has conducted a pre-study for an expansion project aimed at increasing the production rate in the mine. A prominent goal in the project is to minimize or eliminate CO2 emissions to enable the production of "no-carbon zinc." Despite potential reductions in the environmental impact of mining operations, it is acknowledged that construction activities will always have some level of environmental impact. To mitigate the environmental impact of construction, timber is proposed as an alternative building material. Timber, a renewable resource with low environmental impact and high availability, is recognized as potentially advantageous for future minehead frame construction. This serves as the foundation for this thesis, which focuses on analyzing and comparing a new minehead frame in Boliden's expansion project. The study specifically investigates the environmental impact of construction by comparing the use of concrete and steel with timber as the primary building material. The examination is conducted at Boliden's Garpenberg mine, located nearly 3 miles north of Avesta. The research questions revolve around: Is it technically feasible to construct the new minehead frame in wood instead of concrete and steel in the Garpenberg expansion project? How does the carbon footprint differ between the new wooden minehead frame in the Garpenberg expansion project compared to concrete and steel, considering material consumption? Is it economically justifiable to build the new minehead frame in wood instead of concrete and steel in the Garpenberg expansion project? To address these questions, two main methods were employed: literature review, calculations, and communication with experts. Each method provided unique insights, forming a comprehensive understanding of the subject, allowing for relevant conclusions. Based on this work, the formulated questions can be answered and discussed. Technically, it is possible to construct the new minehead frame in timber instead of concrete and steel in the Garpenberg expansion project. However, this requires a thorough investigation, considering various parameters, including fire and moisture considerations. Results indicate that constructing a timber minehead frame, compared to concrete and steel, significantly reduces the carbon footprint. Calculations suggest only 35 % of the carbon dioxide equivalent generated by concrete and steel minehead frames, highlighting substantial environmental benefits with timber use. This conclusion underscores the positive contribution of wood materials to sustainability in minehead frame construction and emphasizes the importance of considering material choices based on their climate impact, which can be critical for future decisions in the mining sector. The cost analysis justifies the use of timber as the primary building material for mining headframes, as the cost of a timber-based construction is only 76 % of that of an equivalent structure in steel and concrete. The thesis concludes that timber could be a cost-effective and sustainable solution for mining headframes, warranting further investigation into its potential. Based on this, timber may be considered a suitable building material for future mining headframes.
|
Page generated in 0.0261 seconds