Analys av sprickutveckling på markytan i Kiirunavaara gruvområde samt utvärdering av fotogrammetri

Sammanfattning: LKAB (Luossavaara-Kiirunavara Aktiebolag) bryter och förädlar järnmalm i Norrbotten. Under 2018 omsatte LKAB cirka 26 miljarder kronor. Koncernen äger två underjordsgruvor, en i Malmberget och en i Kiruna, samt tre dagbrottsgruvor i Svappavaara, varav en för tillfället är i drift. Brytningsmetoden som används i Kiirunavaara-gruvan är storskalig skivrasbrytning. Metoden bygger på principen att sidoberget, i första hand hängväggen, successivt bryts sönder, och fyller upp det utlastade utrymmen. Sönderbrytningen är nödvändig för att brytningsmetoden skall fungera optimalt. En effekt av detta är att omgivande berg så småningom deformeras. Detta omöjliggör, på sikt, att ha bebyggelse och infrastruktur i det område som berörs av större deformationer, vilket har lett till behovet av en pågående samhällsomvandling. Detta innebär att det är av stor vikt att, om möjligt, förbättra förståelsen för deformations- och uppblockningsmekanismer i bergmassan, till följd av skivrasbrytning. Examensarbetet är indelat i två delar: Första delen syftar till att ta fram en rekommendation för en programvara och analysmetodik som kan användas för utvärdering av strukturriktningar från UAV-data, detta då det på många ställen kring gruvområdet är det en säkerhetsrisk att beträda områden för att utföra strukturkartering.   Andra delen omfattar analys och utvärdering av strukturers eventuella påverkan på uppblockning- och deformationsprocessen vid LKAB:s Kiirunavaaragruva för liggvägg, hängvägg samt Sjömalmen-området. Detta innefattar dels tillämpning av ovannämnd programvara och metodik, dels analys och tolkning av alla tillgängliga sprickkarteringar på markytan, samt visualisering, t.ex. med rosdiagram, i CAD-format, etc. I examensarbetet utfördes en mindre fältstudie, detta för att verifiera vad tidigare studier visat på, samt för att testa olika programvaror. Resultaten verifierade de tidigare studierna, att kartering med CloudCompare ger bra resultat jämfört med traditionell kartering med kompass. Från de erhållna resultaten från fältstudien utfördes sedan ett större, storskaligt test över rasgropen. Resultaten visade att den kommersiella programvaran Pix4D tillsammans med den öppna och fria programvaran CloudCompare och plugin-programmet qFacet fungerar bra för att skapa 3D-modeller och analysera bergmekaniska parametrar från UAV-data. Dock var det endast storskaliga strukturer (ytor) som gick att extrahera ur modellerna. Flertalet av dessa visade korrelation med de sprickorienteringarna gjorda från underjordskarteringar för häng- och liggväggen i KUJ och Sjömalmen. För den utförda sammanställningen av sprickinventeringen på häng- och liggväggen samt tolkade strukturer på hängväggen, visade resultaten på att förekomsten av sprickor, sjunkhål samt kanter finns i områden med hög koncentration av deformationszoner/strukturer. Detta är tydligast i norra delen av hängväggen. Sprickgrupperna på markytan uppstår oftast parallellt med deformationszonerna och i flera fall uppstår och utvecklas en kant i de områden där dessa är lokaliserade. Bedömd ”raskant” uppstår ungefär två år efter att de första sprickorna upptäckts. Orienteringen för sprickor och kanter stämmer relativt bra överens med tidigare utförda underjordskarteringar. För sjunkhålen är majoriteten koncentrerade till ett mindre område på hängväggen. I området förekommer två deformationszoner, en som korsar området och en som stupar ner under området. Karaktären på dessa deformationszoner kan vara orsaken till uppkomsten av sjunkhålen i området.