Utvärdering av tvärgående samt längsgående skivrasbrytning i malmkroppen Hoppet vid LKABs gruva i Malmberget

Sammanfattning: I över 125 år har LKAB bedrivit verksamhet i Kiirunavaara och Malmberget. Då brytningen pågått under lång tid har djupet och därmed även bergspänningarna successivt ökat med tiden. Detta har föranlett ett antal olika problem och utmaningar i anslutning till produktionen såsom utfall av berg samt ökade deformationer. LKAB har tidigare använt sig av längsgående skivrasbrytning i vissa områden vilket har medfört omfattande malmförluster på ett antal nivåer. Men då tillredningskostnaden för detta alternativ är relativt liten jämfört med den mer vanliga tvärgående layouten vill LKAB utreda om det är fördelaktigt att bryta en av malmkropparna, Hoppet, med längsgående brytning. För att studera detta utfördes en sammanställning av produktionen i Hoppets närområde, Alliansen och Printzsköld, med information från befintliga databaser. Därefter kunde en uppskattning av malmförlusterna i området göras. Antal ortmeter för tvärgående layouter mättes i befintliga planer medan ortmetrar för längsgående layout uppskattades med hjälp av geologiska kartor. Tillredningskostnad beräknades sedan för respektive alternativ genom att applicera ett á-pris per meter ort framtaget av LKAB. En modelleringsstudie av längsgående layout gjordes med det finita elementprogrammet RS2 för att bekräfta brottsorsaken samt undersöka om någon placering eller layout av längsgående ortar fungerar bättre. Detta kompletterades med en strukturkartering av aktuellt område med sprickmodellering för att undersöka om längsgående eller tvärgående orientering av ortarna är mer fördelaktig ur strukturgeologisk synvinkel. Produktionssammanställningen visade att hittillsvarande malmförluster i området uppgick till omkring 6,3 miljoner ton, motsvarande ca 4 miljarder SEK vid ett malmpris av 70 USD. Vid längsgående brytning har i snitt 32-42 % av ortmetrarna tillredda för raslastning gått förlorade. Samma tal för tvärgående beräknades till mellan 3-9 %. Problemen med längsgående brytning härleddes till biotitskikt i anfanget mot liggväggen. När skikten lastades av i vertikal led uppstod glidning vilket fick rasborrhålen att gå igen samt förstärkning att spricka upp på grund av deformationen som uppstod. Tillredningskostnaderna för en längsgående layout mellan nivåerna 1109 – 1225 beräknades bli omkring 200 miljoner mindre än kostnaden för motsvarande tvärgående layout. Resultatet från modelleringen pekade på att den i fält observerade brottsmekanismen, avlastning av biotitskikt och påföljande skjuvbrott, var huvudorsaken till brott. Modelleringen visade även att det vid längsgående brytning är mer fördelaktigt att använda sig av en ort som drivs mer mitt i malmkroppen istället för nära liggväggskontakten. Vid malmkropp bredare än 35-40 meter bör dubbla parallella längsgående ortar användas istället för en ort vid längsgående skivrasbrytning då detta ger en mer fördelaktig spänningsfördelning över nivån. Vad gäller strukturmodelleringen påvisade modellerna att ingen avsevärd skillnad avseende strukturstyrda brott finns mellan tvärgående- och längsgående brytning. Skall dagens teknik tillämpas vid ortdrivningen rekommenderas att använda tvärgående skivras ned till nivå 1225. Längsgående kan övervägas endast om möjlighet finns att med mycket exakt precision bestämma biotitens läge så att produktionsorten kan drivas helt i malm så att biotitskikten kan undvikas.