Vurdering av underjordsuttak ved Akselberg
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2781594Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Produksjonen av kalkstein fra dagbruddet på Akselberg ønskes å utvides til underjordsuttak avBrønnøy Kalks AS. I den sammenheng er det ønskelig å finne gunstig orientering- og dimensjonerav både bergrom og pilarer for underjordsuttaket. Inngangsparametere for empiriske-, analytisk- ognumerisk verktøy er basert på prosjektoppgaven, ”Forståelse av geologiske prosesser og en strukturgeologisk analyse i Akselbergområdet til hjelp for analyse av de lokale målte bergspenningerved Brønnøy Kalk AS sitt fremtidige underjordsanlegg”, skrevet av undertegnede i faget TGB4500ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, NTNU høsten 2019 med noen korrigeringer.I denne avhandlingen er det brukt spenningsorientering, -regime og andre bergmekaniske egenskaperfra Akselberg. Her er vertikalspenningen justert til 8 MPa, da den teoretisk utregnede oglokalmålte spenningen avviker fra hverandre.
Fra analysen av stabilitetsforhold, sprekker og svakhetsoner kommer det frem at det eksisterer firesprekkesett, der tre dominerer. Den siste, S4 velges å se bort i fra da den er av liten størelsesorden.Det velges derfor å se på de tre sprekksettene, S1, S2 og S3. Fra analysen kommer det frem at denbeste orienteringen av bergrommet er 325 - 330° fra nord. En annen mulig løsning, men ikke likeopptimal er 245 - 250° fra nord.
Basert på forståelsen av geologisk historie, strukturgeologisk analyse og beregninger fra empirisk oganalytisk verktøy er det laget en modell i RockScience2. Fra analysen utført på denne modellenkonkluderes det med at bergrom med en lengde på 35 m og høyde på 25 m og pilarer på medbredde 20 m og høyde 25 m er en god løsning. Med tanke på bergspenning og stabilitet er det enstor fordel å utforme bergrommet som en ellipsoide og orientere det tilnærmet parallelt med størstehovedspenning. Ved å gjøre dette reduseres spenningskonsentrasjonen og strekkspenninger i bådesidevegger og heng betraktelig. Det oppstår spenninger i sideveggen som kan være problematiske.Disse er anses å være lokalt og avhengig av formen på bergrommet og nødvendig bergsikring børvurderes.
Det er gjort en 2D-analyse i denne avhandlingen, noe som betyr at ikke er utført stabilitetsvurderingerpå bredden av bergrommet. Fra analytisk verktøy kommer det frem at utvinningsgraden uti fra denne modellen ligger p°a 42,9 – 61,9 % der bredden på bergrommet varierer mellom 20 – 30m. The production of limestone from the mining of Akselberg was proposed to be extended to undergroundextraction by Brønnøy Kalk AS. In this context, it is desirable to find favourable orientationand dimensions of rock caverns and pillars for the underground outlet. Entry parameters for empirical,analytical and numerical tools are based on the project thesis, ”Understanding GeologicalProcesses and a Structural Geological Analysis in the Akselberg Area to Help Analyze the LocalIn Situ Stresses at Brønnøy Kalk AS in the Future Subsystem”, written by the undersigned in thesubject TGB4500 at Norwegian University of Science and Technology, NTNU autumn of 2019.Some minor corrections are made in this thesis. This thesis uses stress orientation, regime andother rock mechanical properties from Akselberg. Here the vertical stress is adjusted to 8 MPa,because the theoretically calculated and locally measured stresses differs from each other.
From the analysis of stability conditions, crack and weakness zones; it emerges that there are fourcrack sets, of which three predominate. The last one, the S4, is chosen to disregard, because it isof small magnitude. It is therefore chosen to look at the three crack sets, S1, S2 and S3. The analysisshows that the best orientation of the caverns is 325 – 330° from the north. Another possiblesolution, but not as optimal, is 245 – 250° from the north.
Based on the understanding of geological history, structural geological analysis and calculationsfrom empirical and analytical tools, a numerical model was created in RockScience2. From analysisthat were applied to this model, it concludes that a good solution is those with rock caverns thatare in length of 35 m and a height of 25 m and pillars of a width of 20 m and a height of 25 m. Interms of rock stress and stability, it is a great advantage to design the rock caverns as an ellipsoidand orient it almost parallel to the highest main stress. By doing this, the stress concentration andtensile stress in both sidewalls and hinges were significantly reduced. Tensions arise in the sidewallwhich can be problematic. These are considered to be local and depend on the shape of the rockroom and necessary rock support should be considered.
There is a 2D analysis in this dissertation, which means that no stability assessments have beencarried out on the width of the rock caverns. From analytical tools it is possible to determine thedegree of recovery based on this model, and estimated to be 42.9 - 61.9 % where the width is inthe range between 20 - 30 m.