Stabilitetsanalys av 20 m hög bergvägg i befintlig kanal mellan sand- och klarningsmagasin i Aitik : En utvärdering av beräkningsmodeller

Sammanfattning: Aitikgruvan drivs av Boliden AB och är en Europas största koppargruvor. Efter malmutbrytningen genomgår malmen en anrikning varvid det bildas en restprodukt, s.k anrikningssand. Anrikningssanden tillsammans med vatten pumpas ut i närliggande dammanläggningar, sk. gruvdammar och magasineras. Magasineringen sker i stora sandmagasin där sanden fås sedimentera och vattnet leds vidare till ett klarningsmagasin via en utskovskanal. Detta examensarbete undersöker utskovskanalens säkerhet genom en stabilitetsanalys av kanalväggarna och en framtagning av en deterministisk säkerhetsfaktor mot brott. Syftet med examensarbetet är att undersöka deterministiska beräkningsmodellers förmåga att beskriva stabiliteten i höga bergväggar. Problemet består i att ta fram en bergmekanisk modell över kanalväggarna som stabilitetsanalysen kan genomföras på. Med hjälp av en geologisk kartering och klassificering av kanalväggen kan bergmassan indelas i olika kvalitetsklasser med olika värden på, för stabilitetsanalysen nödvändiga bergmekaniska parametrar. Beroende på om bergmassan betraktas som ett diskontinuum eller kontinuum material sker stabilitetsanalysen av kanalväggen som en blockanalys eller kontinuum analys. De två olika metoderna resulterar i olika brottmoder i kanalväggen. Som ett försök att undersöka valda beräkningsmodellers tillförlitlighet genomförs en utvärdering av framräknade resultat från stabilitetsanalysen. Detta sker som en jämförelse mellan framräknade brottmoder och observerade brottmoder samt strukturgeologiska förhållanden i kanalväggen. Resultaten från blockanalysen visar på att ett antal instabila block bildas i kanalväggen. Från stabilitetsanalysen då bergmassan modelleras som ett kontinuum material framgår det två olika brottmoder, ett skjuvbrott och ett dragbrott. Skjuvbrottet utgör volymmässigt ett större brott än dragbrottet som visar sig som uppluckring eller draginducerade blockutfall i kanalväggen. Den beräknade säkerhetsfaktorn visar på att säkerheten mot ett skjuvbrott är större än mot ett dragbrott. Utvärderingen av de deterministiska beräkningsmodeller som används i stabilitetsanalysen resulterar i identifierade begränsningar hos använda beräkningsprogram och att blockanalysen var en alltför konservativ beräkningsmodell. Det visade sig vara svårt att finna de genererade instabila blocken från stabilitetsanalysen i kanalväggen. Däremot kunde den mindre brottmoden från kontinuumanalysen, dragbrottet, identifieras på vissa ställen. Då visade det sig som draginducerade blockutfall och kontinuummodellen kan anses ge en bra tolkning av kanalväggens verkliga beteende. Som förslag på fortsatta arbeten ges uppslag på att gå vidare med att undersöka sprickfrekvensens inflytande på blockutfall i en diskontinuum modell ur ett probabilistiskt perspektiv. Detta är något som det i stabilitetsanalysen i detta examensarbete inte har tagit hänsyn till, men anses vara den avgörande faktorn i det faktum att de genererade instabila blocken inte kunde identifieras i kanalväggen.