Air deck -menetelmän soveltaminen kiviaineslouhinnassa
Loading...
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
2019-06-17
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Geoengineering (GEO)
Language
fi
Pages
77
Series
Abstract
Kalliolouheesta jalostettujen kiviainesten kysyntä Suomessa on lisääntynyt ja niiden ennustetaan lisääntyvän vastaisuudessakin. Lisäksi kaikkein laadukkaimpien kiviainesten tuotantoalueiden määrä on hyvin rajallinen, joten kiviainestuotannossa lopputuotteen laatu tulee maksimoida ja hukka minimoida. Louhinta on tuotantoprosessissa olennainen osa, jota tulee kehittää tulevaisuuden tarpeiden täyttämiseksi. Tavallisesti kiviaineslouhinta toteutetaan avolouhintana, täyteen panostetuilla rei’illä. Tietyissä tapauksissa kyseinen menetelmä kuitenkin rikkoo kalliota tavoiteltua enemmän, jolloin lopputuotteen laatu heikkenee ja haitallinen, joissakin tapauksissa hukaksi luokiteltu hienoainesmäärä kasvaa. Aiempi tutkimus on osoittanut, että korvaamalla osa panostilan räjähdysaineesta ilmalla, voidaan kallion ylimääräistä rikkoutumista vähentää. Tätä kutsutaan air deck -menetelmäksi. Menetelmällä porareikäpaine pienenee ja kallioon välittyy useampi kuin yksi jännitysimpulssi. Tässä tutkimuksessa toteutettiin kaksi räjäytystä panostilan keskelle sijoitetulla air deckilla, eli väli-air deckilla, täyden mittakaavan tuotanto-olosuhteissa, lujissa kivilajeissa. Tavoitteena oli selvittää, voidaanko air deck -menetelmää soveltamalla vähentää lopputuotteen hienoainesmäärää, parantaa lopputuotteen kulutus- ja iskun-kestävyyttä, kasvattaa korkealaatuisen lopputuotteen saantia ja edistää kallion lohkaroitumista. Näytteitä kerättiin sekä air deck -räjäytyksistä että vastaavasta kalliogeologiasta, air deck -räjäytyksen vierestä suoritetuista vertailuräjäytyksistä. Vertailuräjäytykset suoritettiin perinteisellä menetelmällä eli etutäytteeseen asti täyteen panostamalla. Molemmissa kohteissa hienoainesmäärä joko louheessa tai lopputuotteessa pieneni air deck -menetelmää käytettäessä. Kulutus- tai iskukestävyyteen menetelmän vaihdolla ei ollut vaikutusta. Saannit paranivat molemmissa kohteissa siirryttäessä air deck -menetelmään. Lohkaroituminen ensimmäisessä kohteessa oli lähes vastaavaa ja toisessa heikompaa kuin perinteisellä menetelmällä. Air deck -menetelmää ei suositella otettavaksi käyttöön ilman kohdekohtaisia tutkimusräjäytyksiä. Menetelmällä on potentiaalia toimia lujissa kivilajeissa, jos kallio on tiheärakoista. Harvarakoiseen, lujaan kallioon menetelmää ei suositella sovellettavaksi.The demand of quarried rock aggregates in Finland has increased and is expected to increase further in the future. In addition, areas for quarrying the most high-quality aggregates are rather limited in volume. Therefore, the quality of the final product must be maximized, and waste minimized in aggregate production. Blasting is a vital part in production chain which is to be improved to fulfill the future needs. Traditionally, quarry blasts are executed as open cast with fully coupled charges. However, the method described may damage the rock in specific cases more than desired. Therefore, the quality of rock aggregate decreases and the fines generation, which in some cases is regarded as waste, increases. Previous studies have shown that by replacing a part of the charge column with air the excessive rock crushing can be decreased. This is called air decking. By implementing this method, the borehole pressure is lowered, and more than one stress wave is transmitted into the rock medium. In this study two full scale blasts were executed using mid column air deck in high rock strength quarries. The objective of the study was to investigate the impact of air decking on fines generation, abrasiveness and impact strength of the aggregate, the amount of waste and fragmentation of the rock. Samples were collected from both the air deck and reference blast and then compared. Reference blast was executed using traditional methods, in other words fully coupled full charge column. On both quarries the fines generation either in blasted rock or in the aggregate was reduced with air decking. Air decking did not have impact on the abrasiveness nor impact strength of the aggregate. The amount of waste was reduced in both quarries using air deck method. Fragmentation in the first quarry was not affected but reduced in second quarry when implementing air decking. The implementation of air decking is not recommended without further studying at the targeted quarry. Air decking has the potential on improving blast results in high strength rock if the rock is highly jointed. It is not recommended to use air decking in sparsely jointed, high strength rock.Description
Supervisor
Rinne, MikaelThesis advisor
Korhonen, OlliKeywords
air deck, kiviaineslouhinta, hienoaines, kiviainestuotanto