Poraus- ja panostussuunnittelun merkitys louhinnan aiheuttamien typpi-päästöjen vähentämiseksi Kittilän kaivoksella

Thumbnail Image

Files

master_Partamies_Roope_2017.pdf (5.14 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2017-10-30

Department

Major/Subject

European Mining Course

Mcode

R3008

Degree programme

Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma

Language

fi

Pages

64 + 15

Series

Abstract

Kittilän kaivos on vuoden 2016 malmin tuotantomääriltään Euroopan suurin maanalainen kultakaivos. Kaivoksen tuotantolouhinnassa käytetään elektronisia nalleja sekä räjähdysaineena Forcit Oy Ab valmistamaa Kemiitti 810 emulsioräjähdysainetta. Tässä diplomityössä tutkittiin maanalaisesta tuotantolouhinnasta aiheutuvia malmiin jääneitä typpipäästöjä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuinka paljon räjähdysainetta jää reagoimatta louhosräjäytyksissä ja kuinka paljon louhe sisältää typpeä. Arvioitavina tekijöinä tutkittiin myös onko nousun tyypillä ja panostussukan käytöllä vaikutuksia louhinnan aiheuttamiin typpipäästöihin. Työn kirjallisuusosiossa esitellään louhinnasta aiheutuvan typen kulkeutuminen räjähdysaineesta ympäristöön ja räjähteen epätäydelliseen reagoimiseen oleellisesti vaikuttavat tekijät maanalaisessa tuotantolouhinnassa. Tämän lisäksi Kittilän kaivoksella käytetyt poraus- ja panostussuunnittelun pääperiaatteet esitellään louhostutkimusta pohjustavana tietona. Kokeellisessa tutkimuksessa kolmen testilouhoksen louhosräjäytyksistä kerätyille mobiilimurskatuille louhenäytteille suoritettiin laboratoriossa toteutetut liuotusanalyysit typpipitoisuuden selville saamiseksi. Virhelähteiden havaitsemiseksi louhoksien porarei’ille suoritettiin reikäsuoruusmittaukset, räjäytyksien tärinät mitattiin sekä louhituista tiloista laadittiin laserskannausmallit. Myös porauksen ja panostuksen raportoinnit sekä räjähdysaineen kaasuuntuminen dokumentoitiin. Kokeellisen tutkimuksen liuotusanalyysien mukaan testilouhoksien keskimääräisen louheen typpipitoisuus oli 38,0 g/t ja todellisella ominaispanostusasteella laskettaessa noin 30 % räjähdysaineesta jäi reagoimatta. Tutkimuksessa toteutettujen näytteenottomenetelmien raekoon valikoitumisen vuoksi tutkimuksessa saatujen tuloksien voidaan pitää liioittelevina, mutta louhoksien keskinäistä vertailua varten vähintään suuntaa antavina. Tuloksien perusteella voidaan päätellä että kiertoporattuja avausreikiä hyödyntävällä nousun tyypillä saavutetaan alhaisemmat louhinnan aiheuttamat typpipäästöt kuin tavanomaisella pitkäreikänousulla. Panostussukan käytön vaikutuksista ei tutkimuksessa saatu riittävän selkeitä tuloksia, jotta sen merkityksestä typpipäästöihin voitaisiin tehdä johtopäätöksiä. Panostussukan voi silti nähdä panostusta hyödyttävänä apuvälineenä estämässä räjähdysaineen vuotamisen porareiän mahdollisiin rakoihin heikkousvyöhykkeillä.

Kittilä Mine is the largest underground gold mine in Europe as measured by the ore production in year 2016. The stoping method mainly used at the mine is transverse benchstoping with delayed backfill. In Kittilä mine, electronic detonators and Kemiitti 810 bulk-emulsion explosives are used in the production. This Master’s Thesis focused on nitrogen residues in blasted ore caused by underground stoping. The objective of the study was to find out how much explosives are not detonated correctly and how much nitrogen appear in blasted ore. In addition the target was to find out if the opening method of the stope and the utilization of blasting socks affects the levels of nitrogen residues. The literature review represents the fractions and flows of nitrogen from explosives to the environment and demonstrates the main factors influencing the incident of the detonation. Also the principles of drill & blast planning used at the mine is presented for prefacing the experimental part of the study. In the experimental study, dissolution analyses were performed for crushed ore samples from three individual stopes. To observe sources of errors, drill hole deviations, blasting vibrations and laser scans of the blasted stopes were implemented. Furthermore drilling and blasting reports along with sensitizing tests of the explosives were documented. According to the results of dissolution analyses, the average total nitrogen content of test stopes was 38 g/t and approximately 30 % of used explosives detonated incorrectly. However, because of the occurred decreasing of particle sizes due to sampling methods, the results can be considered overestimating the nitrogen amounts. Nevertheless the results are approximate for evaluating factors of the study. Concluding the study, the opening method with raise bored opening holes shows potential to decrease nitrogen residues of blasting compared to the conventional long hole raise. The results of utilizing blasting socks were insufficiently reliable to show their connection to nitrogen residues. Blasting socks though can be considered as auxiliary blasting equipment to prevent the spillage of explosives in drill holes located in fracture zones.

Description

Supervisor

Rinne, Mikael

Thesis advisor

Halme, Timo

Keywords

louhinta, typpipäästöt, louhosnousut, panostussukka, kaivos

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201711277751

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG