Vid laddning av produktionsborrhål i Kiirunavaara gruva (KUJ) uppstår ofta problem med att nå botten av borrhålen, vilket medför att laddbarheten minskar. En låg laddbarhet i produktionsborrhålen leder till en försämrad fragmentering, lossbrytning av malmen och störningar i det efterföljande gravitations- och produktionsflödet. Problem med låg laddbarhet kan bero på olika faktorer såsom igensatta borrhål på grund av lösa stenar, kross-, sprick- och lerzoner. Till detta tillkommer även s.k. grottor och skjuvade borrhål. Syftet med arbetet har varit att utreda laddbarhetsproblematiken åt LKAB i Kiruna och föreslå åtgärder för att förbättra laddbarheten. Arbetets omfattning har varit att uppskatta fördelningen av problem i olika områden och vilken typ av problem som orsakar en försämrad laddbarhet. Arbetet omfattar även en bedömning på hur laddbarheten påverkas av brytningsfrontens läge, utreda hålrensningens effektivitet och vilka problem som leder till att hålrensning måste utföras. Studien omfattar även att bedöma när skjuvning av borrhålen inträffar och utreda om problem med skjuvade borrhål tenderar att öka när brytningen fortskrider djupare ner. Till hjälp att få klarhet till dessa frågeställningar, så har förundersökningar och borrhålsfilmningar utförts som en del av denna studie. Förundersökningarna har omfattats av att undersöka produktionsområden, följa upp dokumenterad information om genomförd hålmätning, hålrensning och laddning samt följa upp laddbarhet och hålrensning från 2018 för att utvärdera hålrensningens effektivitet. Borrhålsfilmningarna har delats in i tre kategorier; upprepad filmning av borrhål, filmning av borrhål i områden där produktion ej har påbörjats eller påbörjats samt filmning av borrhål som har bedömts av laddpersonal att hålrensning bör göras. Resultaten från förundersökningarna visar att de problem som främst medför en försämrad laddbarhet är borrhål som satt igen och måste hålrensas. Igensatta borrhål som måste hålrensas tenderar att öka med djupet och uppstår främst efter att rasinbrott passerats. Uppföljningen av hålmätning, hålrensning och laddning visar en nedåtgående trend de senaste åren och endast ungefär 30% av alla laddade hål har kontrollerats innan laddning under 2019. Analyser av resultat från tidigare uppföljning (2018) av laddbarhet och hålrensning visar att hålrensning ökar laddbarheten från 55% till 80%. Resultaten från de upprepade filmningarna uppvisade generellt en väldigt bra laddbarhet. De vanligaste problemen som medförde en försämrad laddbarhet var stenar som fastnat i hålen och i hål som passerar krosszoner. Resultaten visar att brytningsfronten inte har någon större påverkan på laddbarheten i intervallet 9 till 21 meter från produktionsfronten. Dock ökar antalet skadeanmärkningar generellt i borrhålen när avståndet till brytningsfronten minskar, vilket ökar sannolikheten till en försämrad laddbarhet. I de fall där problem med laddbarheten registrerats, så observerades dessa vanligtvis på ungefär samma djup som närliggande borrhål i samma krans eller i motsvarande hål i närliggande krans. Ett troligt skadeförlopp som registrerats från upprepade filmningar är uppsprickning av berget som senare leder till utfall och därefter skjuvning av borrhålet. Det har även identifierats att enstaka mindre utfall och sprickor växer samman i borrhålen och bildar större zoner med utfall och i värsta fall så är det krosszoner som sätter igen borrhålen. Från övrig filmning i områden där produktion ej har påbörjats eller just startats visade resultaten en väldigt bra laddbarhet och generellt väldigt lågt antal karterade anmärkningar jämfört med resultaten från upprepade filmningar. De främsta orsakerna till att produktionsborrhål måste hålrensas är främst sten som har fastnat i hålen följt av skjuvningar i bergmassan. De rekommendationer som ges för att uppnå en högre laddbarhet är följande: Fortsatt filmning av borrhål för att se när skjuvning av borrhål inträffar alternativt använda TDR (Time Domain Reflectorymetry) teknik. Fortsatt filmning rekommenderas även för borrhål som ska hålrensas för att se om fördelningen av problem förändras vid en större insamlad datamängd. Utreda om det är möjligt att bryta ut en produktionsnivå i två steg och därmed korta ner tiden mellan borrning och laddning, då merparten av problem med försämrad laddbarhet och skador i borrhålen utifrån förundersökningar och filmat material tenderar att ske efter att rasinbrott är passerat. Numeriska analyser för att se hur spänningsomvandlingar påverkas av olika öppningsförfaranden och utlastningsstrategier. Utförligare uppföljning i produktionsdatabasen Giron på borrhålsnivå, där borrhålets längd vid olika tillfällen registreras för att enklare identifiera områden som har problem med låg laddbarhet och därmed kunna utvärdera hålrensningens effektivitet mer övergripande. Ta vara på information från hålrensningen genom avläsning av borrsjunkning under hålrensning. Då andelen uppmätta hål uppvisar en nedåtgående trend och inte utförs enligt föreskriven rutin, så bör laddningspersonal utbildas om varför hålmätningen är viktigt och behovet av en kontinuerlig uppföljning av borrhål och laddbarhet. För att ta bort individuella bedömningar av när en krans skall hålrensas, så är rekommendationen att vidareutveckla styrsystemet i laddbilen, där information om vilka hål som ska rensas bör vara en del av systemet. För att reducera risken att beställa hålrensning för borrhål som egentligen inte behöver rensas, så är ett förslag att se möjligheten att designa/modifiera laddslangen, så att den blir centrerad när den förs in i borrhålet. Då kan man reducera sannolikheten att fastna i grottor eller mindre skjuvningar. / When charging production boreholes at the Kiirunavaara mine (KUJ), problems often arise in reaching the bottom of the production boreholes, which reduces the chargeability. A low chargeability leads to impaired fragmentation, low recovery of ore and disturbances in gravity- and subsequent production flow. Problems with low chargeability can be due to various factors such as clogged boreholes due to loose stones, crushing-, fracture- or clay zones but also because of cavities and sheared boreholes. The purpose of the work has been to investigate the chargeability problems for LKAB in Kiruna and propose measures to improve the chargeability. The scope of the work has been to estimate the distribution of problems in different areas and the type of problems that cause impaired chargeability, assess how the chargeability is affected by the mining front, investigate the effectiveness of re-drilling and investigate what problems are leading to re-drilling. The work has also been included in assessing when shearing of boreholes occur and investigate whether problems with sheared boreholes tend to increase as mining progress deeper down. In order to investigate the chargeability problems, pre-investigations and borehole filming have been carried out. The pre-investigations have included examining production areas, following up hole measuring, re-drilling and charging and following up the chargeability and re-drilling from 2018 to evaluate the re-drilling efficiency. Borehole filming have been divided into three categories, filming of boreholes repeatedly, filming of boreholes in areas where production has not started or just started and filming of boreholes that are sent for re-drilling. The results of the pre-investigations show that re-drilling is the most common problem due to clogged holes. Clogged holes that needs to be re-drilled tends to increase with depth and occurs mainly after contact with level above has been passed. Follow-up of hole measurement, re-drilling and charging shows a downward trend in recent years and only about 30% of all charged holes have been controlled before charging in 2019. Follow-up of charging and re-drilling in 2018 shows that the re-drilling increases the chargeability from 55% to 80%. From the repeated filming, a very good chargeability was generally shown, where the most common problems that led to a low chargeability were stones stuck in the holes and crush zones. The results show that the distance to the mining front has no significant effect on the chargeability in the range of 9 to 21 meter, however, the number of damage notes generally increases in the boreholes as the distance to the mining front decreases, which increases the probability of an impaired chargeability. In cases where the problems with chargeability were recorded, they often occurred at approximately the same depth in nearby boreholes in the same fan, or in corresponding boreholes in adjacent fans. A probable course of damage recorded from repeated filming is fracture of the rock, which later leads to fallout and then shear of the borehole. It has also been identified that single smaller fallouts and cracks grow together and form larger zones with fallouts and, in the worst case, crush zones that seal the boreholes. From other filming in areas where production has not started or just started the results showed a very good chargeability and generally very low number of mapped notes compared to the results from repeated filming, probably because the mining had not started or just started in these areas. The main reasons why production boreholes must be re-drilled are mainly stones that are stuck in the holes followed by sheared boreholes. The recommendations given to achieve a higher chargeability are as follows: Continued filming of boreholes to see when shearing of boreholes occurs, alternatively use TDR (Time domain reflectorymetry). Continued filming is also recommended for boreholes that are sent for re-drilling to see if the distribution of problems changes at larger amount of data collected. Investigate if it is possible to mine a production area in two steps and thus shorten the time between drilling and charging, as most of the problems with low chargeability and damage in the boreholes based on the pre-investigations and filmed material tend to occur after the contact with level above is passed. Numerical analyses to see how stress redistributions are affected by different opening procedures and withdrawal strategies. More detailed follow-up in the Giron production database at borehole level, where the borehole length is recorded at different times to more easily identify areas that have problems with low chargeability and thus be able to evaluate the overall efficiency of re-drilling more comprehensively. Take advantage of information from the re-drilling by taking notes of the drilling rate. As the proportion of hole measuring shows a downward trend and is not carried out according to prescribed routine, chargers should be trained why the hole measuring is important and follow-up of the percentage of hole measuring and charging should be done. In order to remove individual assessments of when a fan should be re-drilled, a further development of the control system in the charging truck should be done which shows holes that should be re-drilled. In order to reduce the risk of ordering re-drilling for boreholes that do not really need to be re-drilled, a review should be made if there is an opportunity to construct a centering of the charging pipe to avoid getting stuck in cavities or minor shearings.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-78683 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Lundin, Marcus |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0031 seconds