Framtidens Gruvlavar: En Undersökning av Trä som Byggmaterial

Sammanfattning: Dagens gruvdrift omfattar huvudsakligen två metoder för malmbrytning: dagbrott och underjordsbrytning. Vid dagbrott öppnas gruvan ovan jord, medan underjordsbrytning involverar utvinning under mark och transport till marknivån med hjälp av ett gruvspel. Den struktur som bär upp detta gruvspel över schaktet kallas gruvlave. Ursprungligen byggdes gruvlavar främst i trä, men med ökande schaktdjup och lastkrav övergick industrin till stål och betong som de primära byggmaterialen. Betong, sammansatt av grus, krossat berg, sten, cement och vatten, betraktas som ett hållfast material, men dess tillverkningsprocess genererar betydande koldioxidutsläpp med negativ klimatpåverkan. På samma sätt har ståltillverkningen en betydande miljöpåverkan, där industrisektorn svarar för en betydande andel av Sveriges totala utsläpp, främst från stål- och järnindustrin. Med detta som bakgrund har Boliden Mineral AB (hädanefter benämnt som Boliden) genomfört en förstudie på ett expansionsprojekt med syfte att öka produktionstakten i gruvan. Ett framträdande mål i projektet är att minimera eller eliminera CO2-utsläpp för att möjliggöra produktionen av "no-carbon zinc." Trots eventuell minimering av gruvdriftens miljöpåverkan erkänns att byggnationer alltid kommer att ha en viss inverkan på miljön. För att minska byggnationernas miljöpåverkan föreslås trä som ett alternativt byggmaterial. Trä är en förnybar resurs med låg miljöpåverkan och hög tillgänglighet, och det betraktas som potentiellt fördelaktigt för konstruktion av framtida gruvlavar. Detta ligger till grund för det här examensarbete, som fokusera på att analysera och jämföra valet av byggmaterial för en ny gruvlave i Bolidens expansionsprojekt. Studien undersöker specifikt byggmaterialets påverkan genom att jämföra användningen av betong och stål med trä som primärt byggmaterial. Undersökningen utförs vid Bolidens gruva i Garpenberg, belägen knappt 3 mil norr om Avesta. De frågeställningar som arbetet kretsar runt är följande: • Är det tekniskt genomförbart att konstruera den nya gruvlaven i expansionsprojektet vid Garpenberg i trä i stället för betong och stål? • Hur skiljer sig klimatavtrycket mellan den nya gruvlaven i expansionsprojektet vid Garpenberg i trä jämfört med i betong och stål, med hänsyn till materialåtgång? • Är det ekonomiskt försvarbart att bygga den nya gruvlaven i trä i stället för betong och stål i expansionsprojektet vid Garpenberg? För att svara på frågeställningarna användes två huvudsakliga metoder: litteraturstudie och omfattande beräkningar. Båda metoderna bidrog med unika insikter, och tillsammans gav de en djup förståelse av ämnet, vilket möjliggjorde relevanta slutsatser. Baserat på detta arbete kan de formulerade frågeställningarna besvaras och diskuteras. Tekniskt sett är det möjligt att konstruera den nya gruvlaven i trä i stället för betong och stål vid expansionsprojektet i Garpenberg. Emellertid kräver detta en grundlig utredning och hänsyn till flera parametrar, bland annat brand- och fuktfrågor. Resultaten visar att konstruktionen av en gruvlave i trä, jämfört med betong och stål, ger en avsevärt lägre klimatpåverkan. Beräkningarna indikerar ca 35 % av den koldioxidekvivalent som genereras av betong- och stållaven, vilket pekar på betydande miljövinster genom användning av trä. Denna slutsats understryker trämaterialens positiva bidrag till hållbarhet vid byggandet av gruvlavar och betonar vikten av att överväga materialval med hänsyn till deras klimatpåverkan, vilket kan vara avgörande för framtida beslut inom gruvsektorn. Kostnadsanalysen motiverar användning av trä som huvudsakligt byggnadsmaterial för gruvlavar, kostnaden för en träbaserad konstruktion är endast 76 % av kostnaden för en likvärdig i stål och betong. Examensarbetet utmynnar i att trä kan vara en kostnadseffektiv och hållbar lösning för gruvlavar, vilket motiverar fortsatt undersökning av dess möjligheter. Med grund i detta kan trä anses som ett lämpligt byggnadsmaterial för kommande gruvlavar.