Kallioporauksessa käytettävien kulutusosien dynamiikan hallinta
Ala-Kanto, Kimmo (2016)
Ala-Kanto, Kimmo
2016
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-06-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605163993
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605163993
Tiivistelmä
Suomessa louhittiin vuonna 2014 74,8 miljoonaa tonnia kiveä (Leinonen, 2014). Tämä kivimäärä tarkoittaa tyypillisellä avolouhinnassa käytetyllä 20m pengerkorkeudella 1,25 miljoonaa neliömetrin kokoista porakenttää. Kentän pinta-alan kattamiseksi on porattava keskimäärin noin 1,25 miljoonaa reikää, kun oletetaan, että yhdelle neliömetrille porataan yksi reikä. Tämä tarkoittaa porattuna matkana n. 25 miljoonaa kilometriä. Taloudellisesti tarkasteltuna Suomen kaivossektorin liikevaihto oli vuonna 2013 noin 1,5 miljardia euroa, (Kokko, 2014, s. 8) kun taas globaalisti kaivosalan yhdistetty liikevaihto oli vuonna 2013 noin 728 miljardia Yhdysvaltain dollaria (PwC, 2015, s. 23).
Tällä alkuoletuksella voidaan todeta, että kiven porauksen kulutusosien kestolla on suuri taloudellinen merkitys alan toimijoille ja koko kaivannaisteollisuuden kautta koko Suomen taloudelle. Kiven porauksessa on tärkeää optimoida sitä, että mahdollisimman pienillä kuluilla kulutusosilla kiveen poratut metrit ovat mahdollisimman suuret. Poikkileikkauksen epäjatkuvuuskohdat porauskalustossa, erikoiset käyttötilanteet ja olosuhteiden vaihtelu vaikuttavat voimakkaasti poraustyön hyötysuhteeseen. Louhinnan tehokkuuteen vaikuttaa myös käytetyn räjähdysaineen määrä jokaista louhittua kivikuutiota kohden. Työssä esitellään iskuaaltodynamiikan teoriaa, sekä muita kiven porauksen dynaamisia ilmiöitä.
Työssä esitellään myös tapauksessa hyvin tunnetun aksiaalisen iskuaaltoimpulssin lisäksi myös muita ilmiöitä. Työ sisältää useita eri mittauksia näistä dynaamisista ilmiöistä, joiden yhteyksiä teoriaan pyritään selvittämään. Mittaustulosten käsittelemiseksi kehitettiin muutama yksinkertainen menetelmä, joilla on mahdollista jalostaa saatuja signaaleja.
Tällä alkuoletuksella voidaan todeta, että kiven porauksen kulutusosien kestolla on suuri taloudellinen merkitys alan toimijoille ja koko kaivannaisteollisuuden kautta koko Suomen taloudelle. Kiven porauksessa on tärkeää optimoida sitä, että mahdollisimman pienillä kuluilla kulutusosilla kiveen poratut metrit ovat mahdollisimman suuret. Poikkileikkauksen epäjatkuvuuskohdat porauskalustossa, erikoiset käyttötilanteet ja olosuhteiden vaihtelu vaikuttavat voimakkaasti poraustyön hyötysuhteeseen. Louhinnan tehokkuuteen vaikuttaa myös käytetyn räjähdysaineen määrä jokaista louhittua kivikuutiota kohden. Työssä esitellään iskuaaltodynamiikan teoriaa, sekä muita kiven porauksen dynaamisia ilmiöitä.
Työssä esitellään myös tapauksessa hyvin tunnetun aksiaalisen iskuaaltoimpulssin lisäksi myös muita ilmiöitä. Työ sisältää useita eri mittauksia näistä dynaamisista ilmiöistä, joiden yhteyksiä teoriaan pyritään selvittämään. Mittaustulosten käsittelemiseksi kehitettiin muutama yksinkertainen menetelmä, joilla on mahdollista jalostaa saatuja signaaleja.