GeoCorner

Valvoja: Lauri Uotinen

Tekijä: Miika Luhtamäki

Ohjaaja(t): DI Matti Kalliomäki

Yhteistyökumppani: Finnmap Infra Oy, Länsirata Oy

Tiivistelmä:

Louhittujen rautatietunneleiden kallio- ja verhousrakenteiden suunnitteluratkaisut vaikuttavat tunnelin louhintamäärään, materiaalien käyttöön, rakentamiskustannuksiin ja hiilidioksidipäästöihin. Tässä diplomityössä tarkasteltiin rautatietunnelin kalliorakenteiden optimointia pienentämällä verhousrakenteen ja kallion välistä tilaa sekä korvaamalla osa lujitusruiskubetonista hitsatulla kallioverkolla. Tavoitteena oli vähentää louhinnan ja lujitusten määrää sekä arvioida ratkaisuilla saavutettavia kustannus- ja päästösäästöjä.

Työ koostui kirjallisuusselvityksestä, laskennallisista mitoitustarkasteluista, kustannus- ja päästölaskennasta sekä kallioverkon kuormituskokeista. Ruiskubetonin ja kallioverkon laskennallista vastaavuutta tarkasteltiin pulttien väliin muodostuvan kalliolohkon kuorman perusteella. Kallioverkon toimintaa tutkittiin yhden metrin ja 1,5 metrin kiinnitysväleillä. Välitilan pienentämisen vaikutuksia arvioitiin pienentämällä referenssitunnelin louhintaprofiilia 20 ja 60 cm.

Tulosten perusteella välitilan pienentämisellä voidaan saavuttaa merkittäviä louhinta-, kustannus- ja päästösäästöjä. Pienentämisessä on kuitenkin huomioitava rakentamistoleranssit, veden ja jään hallinta sekä rakenteiden tarkastus- ja korjausmahdollisuudet. Kallioverkon käyttö ruiskubetonin tilalla vähentää tilatarvetta ja päästöjä sekä nopeuttaa rakentamista. Kallioverkolla voidaan korvata osa lujitusruiskubetonista hyvälaatuisilla kallio-osuuksilla, mutta rakenteita ei voida pitää kaikilta ominaisuuksiltaan toisiaan vastaavina. Ratkaisujen soveltuvuus tulee arvioida tunneliosuuksittain.

Tekijä: Oskari Jokiaho
Työn nimi: Räjäytyksen jälkeisen fragmentaatioanalyysin menetelmien validointi ja käyttöönotto avolouhinnassa
Valvoja: Lauri Uotinen
Ohjaaja: Ville Helko
Yhteistyötaho: Terrafame Oy
Tiivistelmä: 

Tässä diplomityössä tutkitaan räjäytyksen jälkeisen fragmentaatioanalyysin me-netelmien validointia ja käyttöönottoa Terrafame Oy:n avolouhoksella. Päätavoit-teena on valita sopiva analyysiohjelmisto, integroida se päivittäiseen toimintaan ja luoda jatkuva palautekehä poraus- ja panostusparametrien optimoimiseksi.

Työssä vertaillaan markkinoilla saatavilla olevia fragmentaatioanalyysiohjelmis-toja ja valitaan niistä Terrafamen toimintaan parhaiten soveltuva. Lisäksi työn tavoitteena on luoda analyysiprosessi ja integroida se nykyiseen louhintatoimin-taan muodostamalla palautekehä räjäytyksen jälkeisistä tuloksista porauksen suunnitteluun. Analyysin tulosten perusteella laaditaan protokollat sille, miten fragmentaatioanalyysityökalua voidaan hyödyntää poraus- ja panostussuunnitte-lun kehittämisessä avolouhoksella.

Tutkimuksessa käytettiin kvantitatiivista tutkimusmenetelmää. Räjäytetyistä lou-hekasoista kerättiin kuva-aineistoa miehittämättömällä ilma-aluksella (UAV) fotogrammetriaa hyödyntäen. Fragmentaatioanalyysi testien perusteella Strayos todettiin Terrafamelle parhaiten soveltuvaksi analyysityökaluksi. Kenttäkokeissa muutettiin rivi- ja reikävälejä kaivoksen mustaliuske- ja kiilleliuskealueilla, ja tu-loksia verrattiin teoreettisiin Kuz-Ram- ja KCO-fragmentaatiomalleihin.

Tulokset osoittavat, että vaikka kaivoksen mustaliuskealueilla räjäytys toimii ny-kyisellään hyvin, reikävälin ja rivivälin suhteen säätäminen voi mahdollisesti pa-rantaa louheen tasalaatuisuutta entisestään ilman porausmetrien lisäämistä. Kiilleliuskeen nykyiset poraus- ja räjäytysparametrit vaativat lisäoptimointia, sillä niillä saavutettu raekoko on huomattavasti karkeampi kuin mustaliuskealueilla. Tutkimuksessa luotiin onnistuneesti kehitysmalli fragmentaatioanalyysille UAV-fotogrammetriaa ja Strayos-ohjelmistoa hyödyntäen. Kehitysmallin avulla voi-daan siirtyä subjektiivisesta visuaalisesta arvioinnista datalähtöiseen arviointiin ja kehittää räjäytystoimintaa jatkuvasti Terrafamella ja mahdollisesti myös muilla avolouhoksilla.