2008019 HIP

E X A M E N S A R B E T E

Uppdatering och komplettering avventilationsmodell foumlrKristinebergsgruvan

Linda Bjureacuten Anders Hermansson

Lulearing tekniska universitet

Houmlgskoleingenjoumlrsprogrammet Bergteknik 120 p

Institutionen foumlr SamhaumlllsbyggnadAvdelningen foumlr Bergteknik

2008019 HIP - ISSN 1404-5494 - ISRN LTU-HIP-EX--08019--SE

Examensarbetet omfattar 15 houmlgskolepoaumlng och har utfoumlrts varingren 2008 Detta examensarbete

utgoumlr den sista etappen i varingr utbildning till houmlgskoleingenjoumlrer i bergteknik vid Lulearing

tekniska universitet Uppdraget har vi faringtt av Mats Isaksson paring Boliden Mineral AB och

arbetet har utfoumlrts i Kristinebergsgruvan

Vi vill tacka varingr handledare paring Boliden Mineral AB Mats Isaksson foumlr alla tips paring vaumlgen Vi

vill aumlven tacka Erland Holmqvist vid Kristinebergsgruvan foumlr guidning i gruvan samt foumlr all

information som varit till stor hjaumllp vid kartlaumlggningen av ventilationssystemet Tack aumlven

till Roger Westerlund Daniel och Christian som skjutsat oss runt vid maumlttillfaumlllena Tack

aumlven till Jenny Svanberg som varit handledare vid LTU och hjaumllpt oss med det formella

Lycksele i juni 2008

Linda Bjureacuten Anders Hermansson

Sammanfattning Examensarbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan varingren 2008 i samarbete med Boliden Mineral AB Foumlr att paring skrivbordsnivaring faring moumljlighet att planera framtida brytning i en gruva har det i dagslaumlget utvecklats ett antal olika mjukvaror som stoumldjer produktionsplanering foumlr underjordsbrytning I samband med att brytningen under jord foumlrflyttas maringste aumlven ventilationskanaler foumlrse fronterna med luft Ventsim aumlr ett program som aumlr utvecklat foumlr att simulera luftfloumlden i en underjordsanlaumlggning Foumlr att simuleringen ska bli trovaumlrdig kraumlvs det att Ventsim‐modellen kalibreras utifraringn verkliga uppmaumltta vaumlrden Foumlr Kristinebergsgruvan blev en saringdan modell uppritad foumlr ett par aringr sedan I dagslaumlget har brytningen kommit laumlngre och modellen var daumlrfoumlr i behov av uppdatering och komplettering Uppdateringen har i ett inledande skede bestaringtt av kartstudier foumlr att faring en uppfattning om moumljliga laumlckage Daumlrefter utfoumlrdes en kartering oumlver laumlckage nere i gruvan vilket visade att det fanns haringl rostiga doumlrrar och oumlppna doumlrrar daumlr luften laumlckte in i och ut ur tilluftssystemet Det rekommenderas att se oumlver dessa laumlckage och att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillsyn Daumlrefter utfoumlrdes maumltningar i ventilationsorter och ventilationstuber foumlr att faring en uppfattning om vilka floumlden som fanns nere i gruvan under en viss laringst instaumlllning av ventilationssystemet Dessa maumltningar visade att det aumlr mycket svaringrt att koumlra systemet med den bestaumlllda instaumlllningen Flaumlktar stannade haumlr och daumlr vilket resulterade i uppmaumltta vaumlrden som kan ha blivit felaktiga Vidare visade aumlven maumltningarna paring att det finns laumlckage mellan till‐ och fraringnluftsystemet Utifraringn uppmaumltta vaumlrden ritades det upp ett floumldesschema oumlver ventilationen vilket sedan anvaumlndes som stoumld vid uppdateringen av Ventsim‐modellen Efter kalibrering staumlmmer Ventsim‐modellen ganska bra mot de uppmaumltta vaumlrdena

Abstract This thesis is performed in cooperation with Boliden Mineral AB The work took place in the Kristineberg mine during the spring of 2008 In order to plan future excavations in a mine at drawing‐board level a lot of different software has been developed to support production planning for underground mines As the underground excavation is relocated ventilation tubes must continue to provide the faces with fresh air Ventsim is a software solution that has been developed in order to simulate air mass flows in an underground facility To be able to get a credible simulation measured values from the air mass flow down in the mine have to be used in the simulation A couple of years ago a model of the ventilation system was made for the Kristineberg mine Today mining has been relocated to new levels so the model needs to be updated As an introduction a lot of maps were studied in order to get a feeling where the potential leakages could be After that physical mapping of the leakages in the mine was made While doing this holes rusty doors and doors that where wide open were found Air leakages out of and into the fresh air system were noticed An overhaul of these leakages and an introduction of better routines for surveillance are strongly recommended Measurements have been performed at a certain setting of the ventilation system The measurements were performed in ventilation shafts and in ventilation tubes to get a view of the air mass flows in the mine According to these measurements it is really hard to run the ventilation system in the required setting Fans stopped now and then which may have resulted in faulty values The values from the measurements also showed that there were leakages between the fresh air and the waste air systems The measured air mass flow values were put onto a flow chart The flow chart was used as a support while the updating and complementary actions took place After calibration the model is rather accurate in comparison to the measured values

Inneharingllsfoumlrteckning

1 BAKGRUND 1

12 SYFTE 1 13 AVGRAumlNSNINGAR 1

2 NUVARANDE VENTILATIONSANLAumlGGNING 2

21 OVANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 22 NEDANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 23 INSTALLERADE FLAumlKTAR 4

231 Flaumlktar paring tilluftssidan 4

3 TEORI 5

31 GRUNDLAumlGGANDE KUNSKAPER 5 32 VENTILATION 5

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar 5 322 Naturlig ventilation 6 323 Dimma 7

33 INSTALLERAD VENTILATION 7 331 Sugande ventilation 7 332 Blaringsande ventilation 8 333 Ventilationskanaler 8 334 Luftvaumlgar i serier 9 335 Parallella luftvaumlgar 10

34 INTRODUKTION FLAumlKTAR 12 341 Centrifugal eller radial flaumlkt 12 342 Axiella flaumlktar 14 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar 15

4 METOD 16

41 KARTLAumlGGNING AV GRUVAN OCH VENTILATIONSSYSTEMET 16 42 KONTROLL AV LAumlCKAGE 16 42 PLANERING AV MAumlTNING 17 43 MAumlTNINGAR 17

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber 17 432 Vindhastighetsmaumltning 19 433 Areabestaumlmning 19 434 Uppmaumltning av flaumlkt 20

44 BERAumlKNINGAR 20

5 UTRUSTNING 21

51 PRANDTLROumlR 21 52 VINGHJULSANEMOMETER 22 53 DISTOMETER 22 54 PSYCHROMETER 23 55 BAROMETER 23 56 MJUKVARA 24

561 Ventsim 24 562 Microstation 25

6 KARTLAumlGGNING AV VENTILATIONSSYSTEMET 26

61 RESULTAT FOumlR KONTROLL AV LAumlCKAGE 26

7 FLOumlDESMAumlTNINGAR 27

71 RESULTAT AV FLOumlDESMAumlTNINGAR I TUB 27 72 RESULTAT AV TRYCKDIFFERENSMAumlTNINGAR 28 73 BERAumlKNING AV FLOumlDEN I ORTER 29

8 JUSTERING AV FLAumlKTKURVA 30

9 FLOumlDESSCHEMA 32

10 UPPDATERING OCH KOMPLETTERING AV VENTILATIONSMODELLEN 34

11 DISKUSSION 37

111 DISKUSSION AV METOD 37 112 DISKUSSION AV RESULTAT 37

12 REKOMMENDATIONER 39

13 SLUTSATSER 39

14 REFERENSER 40

BOK 40 RAPPORT 40 MUNTLIG KOMMUNIKATION 40 INTERNETBASERADE KAumlLLOR 40 BOK PAring INTERNET 40 KURSLITTERATUR 41

BILAGOR 42

BILAGA 1 MAumlTPUNKTER PAring 410 NIVAringN 42 BILAGA 2 MAumlTPUNKTER PAring 490 NIVAring 43 BILAGA 3 MAumlTPUNKTER KRING 590 NIVAring 44 BILAGA 4 MAumlTPUNKTER PAring 690 NIVAring 45 BILAGA 5 MAumlTPUNKTER PAring 790 NIVAring 46 BILAGA 6 MAumlTPUNKTER OVAN OCH NEDOM 790 47 BILAGA 7 MAumlTPUNKTER KRING 880 VERKSTAD OCH 950 NIVAring 48 BILAGA 8 MAumlTPUNKTER KRING 1130 PORT OCH OLLONPORT 49 BILAGA 9 MAumlTPUNKT KRING 1230 PORT 50 BILAGA 10 MAumlTPUNKT I B-ORT FOumlRE FLAumlKTVAumlGG 51 BILAGA 11 MAumlTPUNKTER VID 7X7 PORT 52 BILAGA 12 MAumlTPUNKT I EW-RAMP INNAN K5-K6 53 BILAGA 13 MAumlTPUNKT I EW-RAMP VID GRUSFICKA 54 BILAGA 14 MAumlTPUNKT I TRANSPORTORT INNAN rdquoOKQ8rdquo 55 BILAGA 15 INSTALLERADE FLAumlKTAR I KRISTINEBERGSGRUVAN 56 BILAGA 16 PROFILER FOumlR 410490 OCH 590NIVAring 57 BILAGA 17 PROFILER VID 880 58 BILAGA 18 PROFILER OumlVER MAumlTPUNKTER I DET VAumlSTRA OMRAringDET 59 BILAGA 19 PROFILER FOumlR K1-2RAMP T-ORT EW-RAMP K5-K6 RAMP 60 BILAGA 20 PROFILER FOumlR MAumlTPUNKTER VID OLLONPORT 61 BILAGA 21 PROFILER FOumlR 690 OCH 790 NIVAring 62 BILAGA 22 FLAumlKTKURVA FOumlR 900MM FLAumlKT 63

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Examensarbetet omfattar 15 houmlgskolepoaumlng och har utfoumlrts varingren 2008 Detta examensarbete

utgoumlr den sista etappen i varingr utbildning till houmlgskoleingenjoumlrer i bergteknik vid Lulearing

tekniska universitet Uppdraget har vi faringtt av Mats Isaksson paring Boliden Mineral AB och

arbetet har utfoumlrts i Kristinebergsgruvan

Vi vill tacka varingr handledare paring Boliden Mineral AB Mats Isaksson foumlr alla tips paring vaumlgen Vi

vill aumlven tacka Erland Holmqvist vid Kristinebergsgruvan foumlr guidning i gruvan samt foumlr all

information som varit till stor hjaumllp vid kartlaumlggningen av ventilationssystemet Tack aumlven

till Roger Westerlund Daniel och Christian som skjutsat oss runt vid maumlttillfaumlllena Tack

aumlven till Jenny Svanberg som varit handledare vid LTU och hjaumllpt oss med det formella

Lycksele i juni 2008

Linda Bjureacuten Anders Hermansson

Sammanfattning Examensarbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan varingren 2008 i samarbete med Boliden Mineral AB Foumlr att paring skrivbordsnivaring faring moumljlighet att planera framtida brytning i en gruva har det i dagslaumlget utvecklats ett antal olika mjukvaror som stoumldjer produktionsplanering foumlr underjordsbrytning I samband med att brytningen under jord foumlrflyttas maringste aumlven ventilationskanaler foumlrse fronterna med luft Ventsim aumlr ett program som aumlr utvecklat foumlr att simulera luftfloumlden i en underjordsanlaumlggning Foumlr att simuleringen ska bli trovaumlrdig kraumlvs det att Ventsim‐modellen kalibreras utifraringn verkliga uppmaumltta vaumlrden Foumlr Kristinebergsgruvan blev en saringdan modell uppritad foumlr ett par aringr sedan I dagslaumlget har brytningen kommit laumlngre och modellen var daumlrfoumlr i behov av uppdatering och komplettering Uppdateringen har i ett inledande skede bestaringtt av kartstudier foumlr att faring en uppfattning om moumljliga laumlckage Daumlrefter utfoumlrdes en kartering oumlver laumlckage nere i gruvan vilket visade att det fanns haringl rostiga doumlrrar och oumlppna doumlrrar daumlr luften laumlckte in i och ut ur tilluftssystemet Det rekommenderas att se oumlver dessa laumlckage och att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillsyn Daumlrefter utfoumlrdes maumltningar i ventilationsorter och ventilationstuber foumlr att faring en uppfattning om vilka floumlden som fanns nere i gruvan under en viss laringst instaumlllning av ventilationssystemet Dessa maumltningar visade att det aumlr mycket svaringrt att koumlra systemet med den bestaumlllda instaumlllningen Flaumlktar stannade haumlr och daumlr vilket resulterade i uppmaumltta vaumlrden som kan ha blivit felaktiga Vidare visade aumlven maumltningarna paring att det finns laumlckage mellan till‐ och fraringnluftsystemet Utifraringn uppmaumltta vaumlrden ritades det upp ett floumldesschema oumlver ventilationen vilket sedan anvaumlndes som stoumld vid uppdateringen av Ventsim‐modellen Efter kalibrering staumlmmer Ventsim‐modellen ganska bra mot de uppmaumltta vaumlrdena

Abstract This thesis is performed in cooperation with Boliden Mineral AB The work took place in the Kristineberg mine during the spring of 2008 In order to plan future excavations in a mine at drawing‐board level a lot of different software has been developed to support production planning for underground mines As the underground excavation is relocated ventilation tubes must continue to provide the faces with fresh air Ventsim is a software solution that has been developed in order to simulate air mass flows in an underground facility To be able to get a credible simulation measured values from the air mass flow down in the mine have to be used in the simulation A couple of years ago a model of the ventilation system was made for the Kristineberg mine Today mining has been relocated to new levels so the model needs to be updated As an introduction a lot of maps were studied in order to get a feeling where the potential leakages could be After that physical mapping of the leakages in the mine was made While doing this holes rusty doors and doors that where wide open were found Air leakages out of and into the fresh air system were noticed An overhaul of these leakages and an introduction of better routines for surveillance are strongly recommended Measurements have been performed at a certain setting of the ventilation system The measurements were performed in ventilation shafts and in ventilation tubes to get a view of the air mass flows in the mine According to these measurements it is really hard to run the ventilation system in the required setting Fans stopped now and then which may have resulted in faulty values The values from the measurements also showed that there were leakages between the fresh air and the waste air systems The measured air mass flow values were put onto a flow chart The flow chart was used as a support while the updating and complementary actions took place After calibration the model is rather accurate in comparison to the measured values

Inneharingllsfoumlrteckning

1 BAKGRUND 1

12 SYFTE 1 13 AVGRAumlNSNINGAR 1

2 NUVARANDE VENTILATIONSANLAumlGGNING 2

21 OVANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 22 NEDANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 23 INSTALLERADE FLAumlKTAR 4

231 Flaumlktar paring tilluftssidan 4

3 TEORI 5

31 GRUNDLAumlGGANDE KUNSKAPER 5 32 VENTILATION 5

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar 5 322 Naturlig ventilation 6 323 Dimma 7

33 INSTALLERAD VENTILATION 7 331 Sugande ventilation 7 332 Blaringsande ventilation 8 333 Ventilationskanaler 8 334 Luftvaumlgar i serier 9 335 Parallella luftvaumlgar 10

34 INTRODUKTION FLAumlKTAR 12 341 Centrifugal eller radial flaumlkt 12 342 Axiella flaumlktar 14 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar 15

4 METOD 16

41 KARTLAumlGGNING AV GRUVAN OCH VENTILATIONSSYSTEMET 16 42 KONTROLL AV LAumlCKAGE 16 42 PLANERING AV MAumlTNING 17 43 MAumlTNINGAR 17

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber 17 432 Vindhastighetsmaumltning 19 433 Areabestaumlmning 19 434 Uppmaumltning av flaumlkt 20

44 BERAumlKNINGAR 20

5 UTRUSTNING 21

51 PRANDTLROumlR 21 52 VINGHJULSANEMOMETER 22 53 DISTOMETER 22 54 PSYCHROMETER 23 55 BAROMETER 23 56 MJUKVARA 24

561 Ventsim 24 562 Microstation 25

6 KARTLAumlGGNING AV VENTILATIONSSYSTEMET 26

61 RESULTAT FOumlR KONTROLL AV LAumlCKAGE 26

7 FLOumlDESMAumlTNINGAR 27

71 RESULTAT AV FLOumlDESMAumlTNINGAR I TUB 27 72 RESULTAT AV TRYCKDIFFERENSMAumlTNINGAR 28 73 BERAumlKNING AV FLOumlDEN I ORTER 29

8 JUSTERING AV FLAumlKTKURVA 30

9 FLOumlDESSCHEMA 32

10 UPPDATERING OCH KOMPLETTERING AV VENTILATIONSMODELLEN 34

11 DISKUSSION 37

111 DISKUSSION AV METOD 37 112 DISKUSSION AV RESULTAT 37

12 REKOMMENDATIONER 39

13 SLUTSATSER 39

14 REFERENSER 40

BOK 40 RAPPORT 40 MUNTLIG KOMMUNIKATION 40 INTERNETBASERADE KAumlLLOR 40 BOK PAring INTERNET 40 KURSLITTERATUR 41

BILAGOR 42

BILAGA 1 MAumlTPUNKTER PAring 410 NIVAringN 42 BILAGA 2 MAumlTPUNKTER PAring 490 NIVAring 43 BILAGA 3 MAumlTPUNKTER KRING 590 NIVAring 44 BILAGA 4 MAumlTPUNKTER PAring 690 NIVAring 45 BILAGA 5 MAumlTPUNKTER PAring 790 NIVAring 46 BILAGA 6 MAumlTPUNKTER OVAN OCH NEDOM 790 47 BILAGA 7 MAumlTPUNKTER KRING 880 VERKSTAD OCH 950 NIVAring 48 BILAGA 8 MAumlTPUNKTER KRING 1130 PORT OCH OLLONPORT 49 BILAGA 9 MAumlTPUNKT KRING 1230 PORT 50 BILAGA 10 MAumlTPUNKT I B-ORT FOumlRE FLAumlKTVAumlGG 51 BILAGA 11 MAumlTPUNKTER VID 7X7 PORT 52 BILAGA 12 MAumlTPUNKT I EW-RAMP INNAN K5-K6 53 BILAGA 13 MAumlTPUNKT I EW-RAMP VID GRUSFICKA 54 BILAGA 14 MAumlTPUNKT I TRANSPORTORT INNAN rdquoOKQ8rdquo 55 BILAGA 15 INSTALLERADE FLAumlKTAR I KRISTINEBERGSGRUVAN 56 BILAGA 16 PROFILER FOumlR 410490 OCH 590NIVAring 57 BILAGA 17 PROFILER VID 880 58 BILAGA 18 PROFILER OumlVER MAumlTPUNKTER I DET VAumlSTRA OMRAringDET 59 BILAGA 19 PROFILER FOumlR K1-2RAMP T-ORT EW-RAMP K5-K6 RAMP 60 BILAGA 20 PROFILER FOumlR MAumlTPUNKTER VID OLLONPORT 61 BILAGA 21 PROFILER FOumlR 690 OCH 790 NIVAring 62 BILAGA 22 FLAumlKTKURVA FOumlR 900MM FLAumlKT 63

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Sammanfattning Examensarbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan varingren 2008 i samarbete med Boliden Mineral AB Foumlr att paring skrivbordsnivaring faring moumljlighet att planera framtida brytning i en gruva har det i dagslaumlget utvecklats ett antal olika mjukvaror som stoumldjer produktionsplanering foumlr underjordsbrytning I samband med att brytningen under jord foumlrflyttas maringste aumlven ventilationskanaler foumlrse fronterna med luft Ventsim aumlr ett program som aumlr utvecklat foumlr att simulera luftfloumlden i en underjordsanlaumlggning Foumlr att simuleringen ska bli trovaumlrdig kraumlvs det att Ventsim‐modellen kalibreras utifraringn verkliga uppmaumltta vaumlrden Foumlr Kristinebergsgruvan blev en saringdan modell uppritad foumlr ett par aringr sedan I dagslaumlget har brytningen kommit laumlngre och modellen var daumlrfoumlr i behov av uppdatering och komplettering Uppdateringen har i ett inledande skede bestaringtt av kartstudier foumlr att faring en uppfattning om moumljliga laumlckage Daumlrefter utfoumlrdes en kartering oumlver laumlckage nere i gruvan vilket visade att det fanns haringl rostiga doumlrrar och oumlppna doumlrrar daumlr luften laumlckte in i och ut ur tilluftssystemet Det rekommenderas att se oumlver dessa laumlckage och att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillsyn Daumlrefter utfoumlrdes maumltningar i ventilationsorter och ventilationstuber foumlr att faring en uppfattning om vilka floumlden som fanns nere i gruvan under en viss laringst instaumlllning av ventilationssystemet Dessa maumltningar visade att det aumlr mycket svaringrt att koumlra systemet med den bestaumlllda instaumlllningen Flaumlktar stannade haumlr och daumlr vilket resulterade i uppmaumltta vaumlrden som kan ha blivit felaktiga Vidare visade aumlven maumltningarna paring att det finns laumlckage mellan till‐ och fraringnluftsystemet Utifraringn uppmaumltta vaumlrden ritades det upp ett floumldesschema oumlver ventilationen vilket sedan anvaumlndes som stoumld vid uppdateringen av Ventsim‐modellen Efter kalibrering staumlmmer Ventsim‐modellen ganska bra mot de uppmaumltta vaumlrdena

Abstract This thesis is performed in cooperation with Boliden Mineral AB The work took place in the Kristineberg mine during the spring of 2008 In order to plan future excavations in a mine at drawing‐board level a lot of different software has been developed to support production planning for underground mines As the underground excavation is relocated ventilation tubes must continue to provide the faces with fresh air Ventsim is a software solution that has been developed in order to simulate air mass flows in an underground facility To be able to get a credible simulation measured values from the air mass flow down in the mine have to be used in the simulation A couple of years ago a model of the ventilation system was made for the Kristineberg mine Today mining has been relocated to new levels so the model needs to be updated As an introduction a lot of maps were studied in order to get a feeling where the potential leakages could be After that physical mapping of the leakages in the mine was made While doing this holes rusty doors and doors that where wide open were found Air leakages out of and into the fresh air system were noticed An overhaul of these leakages and an introduction of better routines for surveillance are strongly recommended Measurements have been performed at a certain setting of the ventilation system The measurements were performed in ventilation shafts and in ventilation tubes to get a view of the air mass flows in the mine According to these measurements it is really hard to run the ventilation system in the required setting Fans stopped now and then which may have resulted in faulty values The values from the measurements also showed that there were leakages between the fresh air and the waste air systems The measured air mass flow values were put onto a flow chart The flow chart was used as a support while the updating and complementary actions took place After calibration the model is rather accurate in comparison to the measured values

Inneharingllsfoumlrteckning

1 BAKGRUND 1

12 SYFTE 1 13 AVGRAumlNSNINGAR 1

2 NUVARANDE VENTILATIONSANLAumlGGNING 2

21 OVANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 22 NEDANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 23 INSTALLERADE FLAumlKTAR 4

231 Flaumlktar paring tilluftssidan 4

3 TEORI 5

31 GRUNDLAumlGGANDE KUNSKAPER 5 32 VENTILATION 5

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar 5 322 Naturlig ventilation 6 323 Dimma 7

33 INSTALLERAD VENTILATION 7 331 Sugande ventilation 7 332 Blaringsande ventilation 8 333 Ventilationskanaler 8 334 Luftvaumlgar i serier 9 335 Parallella luftvaumlgar 10

34 INTRODUKTION FLAumlKTAR 12 341 Centrifugal eller radial flaumlkt 12 342 Axiella flaumlktar 14 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar 15

4 METOD 16

41 KARTLAumlGGNING AV GRUVAN OCH VENTILATIONSSYSTEMET 16 42 KONTROLL AV LAumlCKAGE 16 42 PLANERING AV MAumlTNING 17 43 MAumlTNINGAR 17

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber 17 432 Vindhastighetsmaumltning 19 433 Areabestaumlmning 19 434 Uppmaumltning av flaumlkt 20

44 BERAumlKNINGAR 20

5 UTRUSTNING 21

51 PRANDTLROumlR 21 52 VINGHJULSANEMOMETER 22 53 DISTOMETER 22 54 PSYCHROMETER 23 55 BAROMETER 23 56 MJUKVARA 24

561 Ventsim 24 562 Microstation 25

6 KARTLAumlGGNING AV VENTILATIONSSYSTEMET 26

61 RESULTAT FOumlR KONTROLL AV LAumlCKAGE 26

7 FLOumlDESMAumlTNINGAR 27

71 RESULTAT AV FLOumlDESMAumlTNINGAR I TUB 27 72 RESULTAT AV TRYCKDIFFERENSMAumlTNINGAR 28 73 BERAumlKNING AV FLOumlDEN I ORTER 29

8 JUSTERING AV FLAumlKTKURVA 30

9 FLOumlDESSCHEMA 32

10 UPPDATERING OCH KOMPLETTERING AV VENTILATIONSMODELLEN 34

11 DISKUSSION 37

111 DISKUSSION AV METOD 37 112 DISKUSSION AV RESULTAT 37

12 REKOMMENDATIONER 39

13 SLUTSATSER 39

14 REFERENSER 40

BOK 40 RAPPORT 40 MUNTLIG KOMMUNIKATION 40 INTERNETBASERADE KAumlLLOR 40 BOK PAring INTERNET 40 KURSLITTERATUR 41

BILAGOR 42

BILAGA 1 MAumlTPUNKTER PAring 410 NIVAringN 42 BILAGA 2 MAumlTPUNKTER PAring 490 NIVAring 43 BILAGA 3 MAumlTPUNKTER KRING 590 NIVAring 44 BILAGA 4 MAumlTPUNKTER PAring 690 NIVAring 45 BILAGA 5 MAumlTPUNKTER PAring 790 NIVAring 46 BILAGA 6 MAumlTPUNKTER OVAN OCH NEDOM 790 47 BILAGA 7 MAumlTPUNKTER KRING 880 VERKSTAD OCH 950 NIVAring 48 BILAGA 8 MAumlTPUNKTER KRING 1130 PORT OCH OLLONPORT 49 BILAGA 9 MAumlTPUNKT KRING 1230 PORT 50 BILAGA 10 MAumlTPUNKT I B-ORT FOumlRE FLAumlKTVAumlGG 51 BILAGA 11 MAumlTPUNKTER VID 7X7 PORT 52 BILAGA 12 MAumlTPUNKT I EW-RAMP INNAN K5-K6 53 BILAGA 13 MAumlTPUNKT I EW-RAMP VID GRUSFICKA 54 BILAGA 14 MAumlTPUNKT I TRANSPORTORT INNAN rdquoOKQ8rdquo 55 BILAGA 15 INSTALLERADE FLAumlKTAR I KRISTINEBERGSGRUVAN 56 BILAGA 16 PROFILER FOumlR 410490 OCH 590NIVAring 57 BILAGA 17 PROFILER VID 880 58 BILAGA 18 PROFILER OumlVER MAumlTPUNKTER I DET VAumlSTRA OMRAringDET 59 BILAGA 19 PROFILER FOumlR K1-2RAMP T-ORT EW-RAMP K5-K6 RAMP 60 BILAGA 20 PROFILER FOumlR MAumlTPUNKTER VID OLLONPORT 61 BILAGA 21 PROFILER FOumlR 690 OCH 790 NIVAring 62 BILAGA 22 FLAumlKTKURVA FOumlR 900MM FLAumlKT 63

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Abstract This thesis is performed in cooperation with Boliden Mineral AB The work took place in the Kristineberg mine during the spring of 2008 In order to plan future excavations in a mine at drawing‐board level a lot of different software has been developed to support production planning for underground mines As the underground excavation is relocated ventilation tubes must continue to provide the faces with fresh air Ventsim is a software solution that has been developed in order to simulate air mass flows in an underground facility To be able to get a credible simulation measured values from the air mass flow down in the mine have to be used in the simulation A couple of years ago a model of the ventilation system was made for the Kristineberg mine Today mining has been relocated to new levels so the model needs to be updated As an introduction a lot of maps were studied in order to get a feeling where the potential leakages could be After that physical mapping of the leakages in the mine was made While doing this holes rusty doors and doors that where wide open were found Air leakages out of and into the fresh air system were noticed An overhaul of these leakages and an introduction of better routines for surveillance are strongly recommended Measurements have been performed at a certain setting of the ventilation system The measurements were performed in ventilation shafts and in ventilation tubes to get a view of the air mass flows in the mine According to these measurements it is really hard to run the ventilation system in the required setting Fans stopped now and then which may have resulted in faulty values The values from the measurements also showed that there were leakages between the fresh air and the waste air systems The measured air mass flow values were put onto a flow chart The flow chart was used as a support while the updating and complementary actions took place After calibration the model is rather accurate in comparison to the measured values

Inneharingllsfoumlrteckning

1 BAKGRUND 1

12 SYFTE 1 13 AVGRAumlNSNINGAR 1

2 NUVARANDE VENTILATIONSANLAumlGGNING 2

21 OVANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 22 NEDANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 23 INSTALLERADE FLAumlKTAR 4

231 Flaumlktar paring tilluftssidan 4

3 TEORI 5

31 GRUNDLAumlGGANDE KUNSKAPER 5 32 VENTILATION 5

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar 5 322 Naturlig ventilation 6 323 Dimma 7

33 INSTALLERAD VENTILATION 7 331 Sugande ventilation 7 332 Blaringsande ventilation 8 333 Ventilationskanaler 8 334 Luftvaumlgar i serier 9 335 Parallella luftvaumlgar 10

34 INTRODUKTION FLAumlKTAR 12 341 Centrifugal eller radial flaumlkt 12 342 Axiella flaumlktar 14 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar 15

4 METOD 16

41 KARTLAumlGGNING AV GRUVAN OCH VENTILATIONSSYSTEMET 16 42 KONTROLL AV LAumlCKAGE 16 42 PLANERING AV MAumlTNING 17 43 MAumlTNINGAR 17

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber 17 432 Vindhastighetsmaumltning 19 433 Areabestaumlmning 19 434 Uppmaumltning av flaumlkt 20

44 BERAumlKNINGAR 20

5 UTRUSTNING 21

51 PRANDTLROumlR 21 52 VINGHJULSANEMOMETER 22 53 DISTOMETER 22 54 PSYCHROMETER 23 55 BAROMETER 23 56 MJUKVARA 24

561 Ventsim 24 562 Microstation 25

6 KARTLAumlGGNING AV VENTILATIONSSYSTEMET 26

61 RESULTAT FOumlR KONTROLL AV LAumlCKAGE 26

7 FLOumlDESMAumlTNINGAR 27

71 RESULTAT AV FLOumlDESMAumlTNINGAR I TUB 27 72 RESULTAT AV TRYCKDIFFERENSMAumlTNINGAR 28 73 BERAumlKNING AV FLOumlDEN I ORTER 29

8 JUSTERING AV FLAumlKTKURVA 30

9 FLOumlDESSCHEMA 32

10 UPPDATERING OCH KOMPLETTERING AV VENTILATIONSMODELLEN 34

11 DISKUSSION 37

111 DISKUSSION AV METOD 37 112 DISKUSSION AV RESULTAT 37

12 REKOMMENDATIONER 39

13 SLUTSATSER 39

14 REFERENSER 40

BOK 40 RAPPORT 40 MUNTLIG KOMMUNIKATION 40 INTERNETBASERADE KAumlLLOR 40 BOK PAring INTERNET 40 KURSLITTERATUR 41

BILAGOR 42

BILAGA 1 MAumlTPUNKTER PAring 410 NIVAringN 42 BILAGA 2 MAumlTPUNKTER PAring 490 NIVAring 43 BILAGA 3 MAumlTPUNKTER KRING 590 NIVAring 44 BILAGA 4 MAumlTPUNKTER PAring 690 NIVAring 45 BILAGA 5 MAumlTPUNKTER PAring 790 NIVAring 46 BILAGA 6 MAumlTPUNKTER OVAN OCH NEDOM 790 47 BILAGA 7 MAumlTPUNKTER KRING 880 VERKSTAD OCH 950 NIVAring 48 BILAGA 8 MAumlTPUNKTER KRING 1130 PORT OCH OLLONPORT 49 BILAGA 9 MAumlTPUNKT KRING 1230 PORT 50 BILAGA 10 MAumlTPUNKT I B-ORT FOumlRE FLAumlKTVAumlGG 51 BILAGA 11 MAumlTPUNKTER VID 7X7 PORT 52 BILAGA 12 MAumlTPUNKT I EW-RAMP INNAN K5-K6 53 BILAGA 13 MAumlTPUNKT I EW-RAMP VID GRUSFICKA 54 BILAGA 14 MAumlTPUNKT I TRANSPORTORT INNAN rdquoOKQ8rdquo 55 BILAGA 15 INSTALLERADE FLAumlKTAR I KRISTINEBERGSGRUVAN 56 BILAGA 16 PROFILER FOumlR 410490 OCH 590NIVAring 57 BILAGA 17 PROFILER VID 880 58 BILAGA 18 PROFILER OumlVER MAumlTPUNKTER I DET VAumlSTRA OMRAringDET 59 BILAGA 19 PROFILER FOumlR K1-2RAMP T-ORT EW-RAMP K5-K6 RAMP 60 BILAGA 20 PROFILER FOumlR MAumlTPUNKTER VID OLLONPORT 61 BILAGA 21 PROFILER FOumlR 690 OCH 790 NIVAring 62 BILAGA 22 FLAumlKTKURVA FOumlR 900MM FLAumlKT 63

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Inneharingllsfoumlrteckning

1 BAKGRUND 1

12 SYFTE 1 13 AVGRAumlNSNINGAR 1

2 NUVARANDE VENTILATIONSANLAumlGGNING 2

21 OVANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 22 NEDANFOumlR MAMMUTHFLAumlKTARNA 2 23 INSTALLERADE FLAumlKTAR 4

231 Flaumlktar paring tilluftssidan 4

3 TEORI 5

31 GRUNDLAumlGGANDE KUNSKAPER 5 32 VENTILATION 5

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar 5 322 Naturlig ventilation 6 323 Dimma 7

33 INSTALLERAD VENTILATION 7 331 Sugande ventilation 7 332 Blaringsande ventilation 8 333 Ventilationskanaler 8 334 Luftvaumlgar i serier 9 335 Parallella luftvaumlgar 10

34 INTRODUKTION FLAumlKTAR 12 341 Centrifugal eller radial flaumlkt 12 342 Axiella flaumlktar 14 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar 15

4 METOD 16

41 KARTLAumlGGNING AV GRUVAN OCH VENTILATIONSSYSTEMET 16 42 KONTROLL AV LAumlCKAGE 16 42 PLANERING AV MAumlTNING 17 43 MAumlTNINGAR 17

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber 17 432 Vindhastighetsmaumltning 19 433 Areabestaumlmning 19 434 Uppmaumltning av flaumlkt 20

44 BERAumlKNINGAR 20

5 UTRUSTNING 21

51 PRANDTLROumlR 21 52 VINGHJULSANEMOMETER 22 53 DISTOMETER 22 54 PSYCHROMETER 23 55 BAROMETER 23 56 MJUKVARA 24

561 Ventsim 24 562 Microstation 25

6 KARTLAumlGGNING AV VENTILATIONSSYSTEMET 26

61 RESULTAT FOumlR KONTROLL AV LAumlCKAGE 26

7 FLOumlDESMAumlTNINGAR 27

71 RESULTAT AV FLOumlDESMAumlTNINGAR I TUB 27 72 RESULTAT AV TRYCKDIFFERENSMAumlTNINGAR 28 73 BERAumlKNING AV FLOumlDEN I ORTER 29

8 JUSTERING AV FLAumlKTKURVA 30

9 FLOumlDESSCHEMA 32

10 UPPDATERING OCH KOMPLETTERING AV VENTILATIONSMODELLEN 34

11 DISKUSSION 37

111 DISKUSSION AV METOD 37 112 DISKUSSION AV RESULTAT 37

12 REKOMMENDATIONER 39

13 SLUTSATSER 39

14 REFERENSER 40

BOK 40 RAPPORT 40 MUNTLIG KOMMUNIKATION 40 INTERNETBASERADE KAumlLLOR 40 BOK PAring INTERNET 40 KURSLITTERATUR 41

BILAGOR 42

BILAGA 1 MAumlTPUNKTER PAring 410 NIVAringN 42 BILAGA 2 MAumlTPUNKTER PAring 490 NIVAring 43 BILAGA 3 MAumlTPUNKTER KRING 590 NIVAring 44 BILAGA 4 MAumlTPUNKTER PAring 690 NIVAring 45 BILAGA 5 MAumlTPUNKTER PAring 790 NIVAring 46 BILAGA 6 MAumlTPUNKTER OVAN OCH NEDOM 790 47 BILAGA 7 MAumlTPUNKTER KRING 880 VERKSTAD OCH 950 NIVAring 48 BILAGA 8 MAumlTPUNKTER KRING 1130 PORT OCH OLLONPORT 49 BILAGA 9 MAumlTPUNKT KRING 1230 PORT 50 BILAGA 10 MAumlTPUNKT I B-ORT FOumlRE FLAumlKTVAumlGG 51 BILAGA 11 MAumlTPUNKTER VID 7X7 PORT 52 BILAGA 12 MAumlTPUNKT I EW-RAMP INNAN K5-K6 53 BILAGA 13 MAumlTPUNKT I EW-RAMP VID GRUSFICKA 54 BILAGA 14 MAumlTPUNKT I TRANSPORTORT INNAN rdquoOKQ8rdquo 55 BILAGA 15 INSTALLERADE FLAumlKTAR I KRISTINEBERGSGRUVAN 56 BILAGA 16 PROFILER FOumlR 410490 OCH 590NIVAring 57 BILAGA 17 PROFILER VID 880 58 BILAGA 18 PROFILER OumlVER MAumlTPUNKTER I DET VAumlSTRA OMRAringDET 59 BILAGA 19 PROFILER FOumlR K1-2RAMP T-ORT EW-RAMP K5-K6 RAMP 60 BILAGA 20 PROFILER FOumlR MAumlTPUNKTER VID OLLONPORT 61 BILAGA 21 PROFILER FOumlR 690 OCH 790 NIVAring 62 BILAGA 22 FLAumlKTKURVA FOumlR 900MM FLAumlKT 63

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

6 KARTLAumlGGNING AV VENTILATIONSSYSTEMET 26

61 RESULTAT FOumlR KONTROLL AV LAumlCKAGE 26

7 FLOumlDESMAumlTNINGAR 27

71 RESULTAT AV FLOumlDESMAumlTNINGAR I TUB 27 72 RESULTAT AV TRYCKDIFFERENSMAumlTNINGAR 28 73 BERAumlKNING AV FLOumlDEN I ORTER 29

8 JUSTERING AV FLAumlKTKURVA 30

9 FLOumlDESSCHEMA 32

10 UPPDATERING OCH KOMPLETTERING AV VENTILATIONSMODELLEN 34

11 DISKUSSION 37

111 DISKUSSION AV METOD 37 112 DISKUSSION AV RESULTAT 37

12 REKOMMENDATIONER 39

13 SLUTSATSER 39

14 REFERENSER 40

BOK 40 RAPPORT 40 MUNTLIG KOMMUNIKATION 40 INTERNETBASERADE KAumlLLOR 40 BOK PAring INTERNET 40 KURSLITTERATUR 41

BILAGOR 42

BILAGA 1 MAumlTPUNKTER PAring 410 NIVAringN 42 BILAGA 2 MAumlTPUNKTER PAring 490 NIVAring 43 BILAGA 3 MAumlTPUNKTER KRING 590 NIVAring 44 BILAGA 4 MAumlTPUNKTER PAring 690 NIVAring 45 BILAGA 5 MAumlTPUNKTER PAring 790 NIVAring 46 BILAGA 6 MAumlTPUNKTER OVAN OCH NEDOM 790 47 BILAGA 7 MAumlTPUNKTER KRING 880 VERKSTAD OCH 950 NIVAring 48 BILAGA 8 MAumlTPUNKTER KRING 1130 PORT OCH OLLONPORT 49 BILAGA 9 MAumlTPUNKT KRING 1230 PORT 50 BILAGA 10 MAumlTPUNKT I B-ORT FOumlRE FLAumlKTVAumlGG 51 BILAGA 11 MAumlTPUNKTER VID 7X7 PORT 52 BILAGA 12 MAumlTPUNKT I EW-RAMP INNAN K5-K6 53 BILAGA 13 MAumlTPUNKT I EW-RAMP VID GRUSFICKA 54 BILAGA 14 MAumlTPUNKT I TRANSPORTORT INNAN rdquoOKQ8rdquo 55 BILAGA 15 INSTALLERADE FLAumlKTAR I KRISTINEBERGSGRUVAN 56 BILAGA 16 PROFILER FOumlR 410490 OCH 590NIVAring 57 BILAGA 17 PROFILER VID 880 58 BILAGA 18 PROFILER OumlVER MAumlTPUNKTER I DET VAumlSTRA OMRAringDET 59 BILAGA 19 PROFILER FOumlR K1-2RAMP T-ORT EW-RAMP K5-K6 RAMP 60 BILAGA 20 PROFILER FOumlR MAumlTPUNKTER VID OLLONPORT 61 BILAGA 21 PROFILER FOumlR 690 OCH 790 NIVAring 62 BILAGA 22 FLAumlKTKURVA FOumlR 900MM FLAumlKT 63

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

BILAGA 23 EXCELARK FOumlR BERAumlKNING AV DENSITET PAring LUFT VID NEDRE FLAumlKTVAumlGG PAring J 64

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

1 Bakgrund Detta 15 poaumlngs examensarbete har utfoumlrts som en avslutande del under utbildningen Houmlgskoleingenjoumlr i bergteknik Arbetet har utfoumlrts vid Kristinebergsgruvan Boliden Mineral AB aumlger och driver Kristinebergsgruvan som ligger benaumlgen i Kristineberg cirka 9 mil fraringn Boliden Kristinebergsgruvan har varit i drift sedan 1940 I huvudsak utvinns zink koppar bly guld och silver ur den komplexa malmen som fraktas med lastbil till anrikningsverket i Boliden I dagslaumlget bryts det ca 600 kton malm och graringberg men undersoumlkningar paringgaringr foumlr att undersoumlka moumljligheterna att utoumlka produktionen till 800 kton per aringr I samband med att produktionsomraringdena foumlrflyttas maringste ventilationen byggas om foumlr att tillgodose fronterna med syre En modell oumlver ventilationsanlaumlggningen har uppraumlttats i simuleringsprogrammet Ventsim detta foumlr att kunna simulera verkan av om‐ och tillbyggnationer av ventilationssystemet Modellen i Ventsim uppdaterades senast aringr 2006 av Mats Isaksson och ventilationssystemet har foumlraumlndrats naringgot sedan dess Kristinebergsgruvans ventilationsschakt och ventilationsorter passerar flera nivaringer paring olika djup Nivaringerna naumlrmast dagen aumlr gamla och naumlstan ingen aktivitet foumlrekommer paring dessa nivaringer Tidigare studier har visat att det foumlrekommer laumlckage genom portar och genom gamla schakt paring de olika nivaringerna Dessa laumlckage bidrar till att tilluft laumlcker ut fraringn systemet daumlr det raringder oumlvertryck i tilluften medan skaumlmd luft sugs in i tilluftsystemet daumlr det aumlr undertryck i tilluften

12 Syfte Syftet med detta examensarbete aumlr att uppdatera och komplettera den befintliga ventilationsmodellen foumlr Kristinebergsgruvan i programmet Ventsim

13 Avgraumlnsningar Uppgiften bestaringr i att uppdatera och komplettera ventilationsmodellen som finns inprogrammerad i programmet Ventsim Floumlden i den gamla delen av gruvan har ej maumltts upp ovan 410m nivaring Endast visuell kartering har skett i omraringden vid schakt 1 hiss‐schaktet Maumltningarna har begraumlnsats till att omfatta floumlden i ventilationsorter och tuber paring tilluftsidan och huvudrampen paring fraringnluftsidan Vidare har uppmaumltning av flaumlktar bara utfoumlrts paring en flaumlkt foumlr att foumlrstaring principen bakom hur det garingr till att maumlta upp dessa Ventsim‐modellen har uppdaterats och kompletterats efter de uppmaumltta vaumlrdena oumlver luftfloumlden

1

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning I Kristinebergsgruvan finns en av Sveriges mest moderna ventilationsanlaumlggningar foumlr underjordsarbeten Ventilationen aumlr automatisk och behovsstyrd vilket innebaumlr att luftfloumldet automatiskt anpassas efter raringdande aktiviteter Flaumlktarna aumlr programmerade att garing i de rum daumlr aktivitet paringgaringr (EFjellner 2008) Paring vissa maskiner finns det saumlndare med unika ID‐nummer Daring maskinen tas i bruk i ett rum oumlkar luftfloumldet fraringn flaumlktarna med en foumlrinprogrammerad volym denna volym aumlr beraumlknad enligt Bolidens normer I de rum daumlr ingen aktivitet paringgaringr koumlrs flaumlktarna paring ett saringkallat rdquogympardquo laumlge Detta innebaumlr att flaumlktarna garingr ungefaumlr 10 minuter varje timme foumlr att underharinglla luften och faring lite cirkulation Ungefaumlr 30 av flaumlktarna aumlr i dagslaumlget frekvensstyrda vilket innebaumlr att det finns moumljligheter att staumllla in flaumlktarna i olika hastigheter Maringlet aumlr att samtliga flaumlktar ska byggas om till frekvensstyrning detta foumlr att spara energi genom att luftfloumlden blir aumlnnu mer skraumlddarsydda foumlr behovet Mellan tummen och pekfingret kostar det minst 70 000 kronor att bygga om en flaumlkt till att bli frekvensstyrd

21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Uppe i dagen sitter det fyra flaumlktar Woodsflaumlktarna vilka blaringser ner luft i schakt 2 som leder ner till 410m nivaring och 490m nivaring Luft leds fraringn 410m nivaring via schakt 5 till nivaring 790m nivaring Fraringn 490m nivaring leds luften via ett schakt ned till 790m nivaring Luften leds sedan fraringn 790m nivaring via tre separata stigar ned till 950m nivaring Paring 950m nivaring sitter det tvaring 1800mm flaumlktar av typen Mammuth som pressar luften vidare in i en friskluftsort som leder in mot det vaumlstra omraringdet Paring vaumlgen ner goumlrs det ett antal mindre uttag dessa uttag garingr till verkstaden paring 410m nivaring A4 rampen verkstaden paring 880m nivaring samt till rdquopumpstationenrdquo och staumlllverket paring 1306m nivaring

22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna Efter mammuthflaumlktarna paring 950m nivaring leds luften i en ventilationsort aumlven kallad B‐ort vidare mot det vaumlstra omraringdet Det foumlrsta uttaget fraringn ventilationsorten garingr till brytningsrummen 1411‐3 och 1411‐4 naumlsta uttag garingr till E4 Efter dessa uttag delas luftfloumldet ena delen fortsaumltter laumlngs B‐orten medan andra delen garingr upp i E‐vaumlst rampen Fraringn E‐vaumlst rampen goumlrs uttag till J‐omraringdet samt till K5 och K6 Fraringn B‐orten goumlrs uttag till K1‐2 U‐vaumlst och L‐orten Laumlngst inne i B‐orten sitter ett schakt som leder ner till J‐omraringdet Fraringn detta schakt garingr det ventilationstuber ut till J 10‐3 J‐Rampen J 91 och J 89 I figur 21 finns en oumlversikt oumlver gruvan

2

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Figur 21 Kristinebergsgruvan i sidovy

3

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

23 Installerade flaumlktar Foumlr att driva luften runt i systemet har det installerats ett antal flaumlktar baringde paring tilluftssidan och paring fraringnluftssidan

231 Flaumlktar paring tilluftssidan De foumlrsta flaumlktarna som leder ner luft i systemet aumlr de fyra Woodsflaumlktarna som sitter ovan jord Se figur 22 nedan

Figur 22 Inne i denna byggnad finns fyra Woodsflaumlktar som skickar ner luft i gruvan Ventilationskapaciteten ovan jord klarar av att leverera ungefaumlr 550 000 m3 per timme (IsakssonM 2006) I dagslaumlget varierar floumldet fraringn dessa flaumlktar eftersom ventilationssystemets floumlde anpassas efter raringdande aktiviteter Det garingr inte faststaumllla exakt hur mycket luft som skickas ner i schakt 2 (JohanssonO 2008) Floumldet beraumlknas utifraringn den maumlngd el som flaumlktarna foumlrbrukar och aumlldre slitna flaumlktar tenderar att dra mer stroumlm aumln flaumlktar som aumlr nya och utan foumlrslitningar I gruvan finns det installerat olika typer av Removex flaumlktar De Removex flaumlktar som har diametern 900mm har en effekt paring 37kW 1250mm flaumlktarna har en effekt paring 90 kW medan den lilla 630mm flaumlkten har en effekt paring 64 kW

4

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

3 Teori

31 Grundlaumlggande kunskaper Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

AVQ sdot= (m3s) (31) daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2)

32 Ventilation

321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar Luften bestaringr av molekyler som roumlr sig med mycket stor hastighet aumlven om luften saumlgs staring stilla (Franzeacuten et al 1984) Daring molekylerna roumlr sig blandas bland annat foumlroreningar in bland luftens ursprungsmolekyler och paring saringdant saumltt sker en transport med samtidig utspaumldning av foumlroreningar Naumlr tvaring gaser blandas paring detta vis kallas det foumlr molekylaumlr diffusion Denna diffusion har dock inte saumlrskilt stor betydelse i ventilationssammanhang daumlr vill man ha turbulent diffusion Turbulent diffusion innebaumlr att oregelbundna virvelaktiga roumlrelser i en luftstroumlm drar med sig foumlroreningar vilka blandas ut i luften och transporteras ivaumlg I de fall daumlr luften stroumlmmar med mycket laringg hastighet i en ventilationskanal med slaumlta ytor kan det bildas ett floumlde helt utan turbulens Roumlrelsemoumlnstret aumlr daring i form av parallella banor och detta kallas laminaumlr stroumlmning Rent teoretiskt kan luften stroumlmma laminaumlrt vid laringga hastigheter i praktiken finns det ingen laminaumlr stroumlmning i en gruva Luften aumlr turbulent redan vid hastigheter paring 01 ndash 02 ms (IsakssonM 2008)

5

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

322 Naturlig ventilation Houmljden paring en luftpelare och luftens densitet bestaumlmmer vilket tryck som utvecklas (Underground Mine Environment Course 11 2003) En viktig effekt av detta faktum aumlr naumlr luftpelare med olika densitet kopplas samman i gruvventilationssammanhang se figur 31

Figur 31 Naturlig ventilation och flyteffekt (Underground Mine Environment Course 11 2003) Uppvaumlrmning av luft i en gruva resulterar ofta i att fraringnluften aumlr varmare och daumlrmed har laumlgre densitet aumln tilluften Paring grund av skillnader i densitet uppstaringr en tryckskillnad i den slutna kretsen fraringn ytan ndash ner genom tilluftsschaktet ‐ genom arbetsomraringdena och ut genom fraringnluftsschaktet paring ytan Storleken paring den uppkomna tryckskillnaden beror paring houmljden paring luftpelarna och skillnaden i densitet mellan tilluft och fraringnluft Den uppkomna tryckskillnaden beraumlknas enligt foumlljande samband Naturligt ventilationstryck = hg sdotsdotminus )( 21 ρρ Pa (32) daumlr h = gruvans djup (m) g= tyngdaccelerationen ρ1= densitet (kgm3) ρ2= densitet (kgm3) Med oumlkat djup blir det naturliga ventilationstrycket stoumlrre Den naturliga ventilationen paringverkas aumlven av klimatet utanfoumlr gruvan Paring en del platser daumlr det raringder vaumlldigt houmlga sommartemperaturer kan det naturliga ventilationstrycket vara negativt mot ventilationsriktningen Detta kan haumlnda daumlr luften som kommer in i

6

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

gruvan aumlr varmare aumln temperaturen nere i gruvan varfoumlr luften som kommer in kyls ner

323 Dimma Dimbildning kan intraumlffa i underjordskonstruktioner daumlr det aumlr en houmlg luftfuktighet (Franzeacuten et al 1984) Dimman som ibland aumlr mycket taumlt bildas genom att varm fuktig luft kyls av detta leder till att den relativa fuktigheten houmljs och vatten faller ut som dimma Detta kan bli ett stort problem i vertikala fraringnluftsschakt daumlr lufthastigheten ligger mellan 7 och 12 ms eftersom att de utfaumlllda vattendropparna ej dras ned av gravitationen de balanseras av den upparingtstroumlmmande luften Oumlkar lufthastigheten till oumlver 12 ms aringker vattendropparna ut med fraringnluften minskas hastigheten till under 7 ms kommer vattendropparna att falla tillbaka ner i schaktet

33 Installerad ventilation Vid underjordsarbeten foumlrekommer oftast naringgon typ av utslaumlpp det kan vara dieseldrivna maskiner spraumlngningar och andra naturligt foumlrekommande ohaumllsosamma foumlroreningar i underjordsluften (Franzeacuten et al1984) Aumlndamaringlet med gruvventilation aumlr daumlrfoumlr att spaumlda ut och transportera bort foumlroreringar i luften samt att kyla ner arbetsplatsen (IsakssonM 2008) Den maumlngd luft som maringste tillfoumlras styrs av de foumlroreningskaumlllor som finns och hur mycket vaumlrme maskiner och det omgivande berget avger Arbetsmiljoumlverket har utformat foumlreskrifter daumlr minimikrav paring luftkvaliteacute och vaumlrme finns beskrivna AFS 200517‐Hygieniska graumlnsvaumlrden och aringtgaumlrder mot luftfoumlroreningar och AFS 199702 Arbete i stark vaumlrme I dagslaumlget har energipriserna oumlkat markant vilket medfoumlr att det har blivit dyrare att koumlra ventilationsflaumlktar Det aumlr daumlrfoumlr av relevans att foumlrsoumlka optimera ventilationssystemen paring ett saumltt att flaumlktarna inte garingr i onoumldan

331 Sugande ventilation I kolgruvor och vid tillredning av laringnga tunnlar och orter aumlr sugande ventilation den vanligaste foumlrekommande ventilationsmetoden Vid brytningsfronten placeras en sugflaumlkt den kan av praktiska skaumll dock inte sitta naumlrmare fronten aumln att den oumlverlever en spraumlngning Metoden kompletteras daumlrfoumlr med en flaumlkt som blaringser in luft till fronten (IsakssonM 2008) Det finns ett antal nackdelar med sugande ventilation bland annat maringste foumlroreningskaumlllan vara naringgot saringnaumlr stationaumlr eftersom verkningsradien foumlr ett sugande munstycke aumlr vaumlldigt liten (Franzeacuten et al 1984) Det

7

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

aumlr en dyr metod eftersom styva kanaler maringste anvaumlndas paring sugsidan av flaumlkten mjuk tub skulle annars sugas ihop av undertrycket Vidare maringste flaumlkten flyttas i takt med att drivningen framskrider alternativet aumlr att bygga paring med fler styva tuber Finns det dessutom flera fronter som drivs samtidigt maringste det finnas en flaumlkt vid varje front

332 Blaringsande ventilation Principen bakom blaringsande ventilation aumlr att spaumlda ut foumlroreningarna och genom att skapa oumlvertyck i berganlaumlggningen blaringsa ut foumlroreningarna till dagen (Franzeacuten et al 1984) Den blaringsande luften foumlrs till arbetsplatser genom ventilationskanaler I gruvor kan hela orter och schakt i anslutning till flaumlktar och tuber anvaumlndas som ventilationskanaler Nackdelen med blaringsande ventilation aumlr att det ofta behoumlver tillfoumlras stora maumlngder med friskluft foumlr att snabbt spaumlda ut foumlroreningarna Paring vintern i kalla klimat maringste luften vaumlrmas eftersom stora luftfloumlden kan upplevas som kalla Vidare spaumlds bara foumlroreningarna ut vilket innebaumlr att arbetare utsaumltts foumlr farliga foumlroreningar aumlven om halten aumlr liten Till skillnad fraringn sugande ventilation behoumlvs det inte en flaumlkt vid varje front utan det aumlr vanligt att mjuka ventilationstuber anvaumlnds daumlr tilluft leds till fronten Blaringsande ventilation har blivit det vanligaste alternativet foumlr ventilationsloumlsningar inom underjordsbranschen Anledningen aumlr bland annat att det aumlr laumlttare och billigare att skarva paring en mjuk tub i fronten istaumlllet foumlr som vid sugande ventilation flytta hela flaumlkten eller skarva paring med en styv dyr tub Vid underjordsbrytning aumlr det vanligt att sugande hjaumllpventilation installeras lokalt foumlr punktutsugning av bland annat spraumlnggaser

333 Ventilationskanaler En ventilationskanal aumlr benaumlmningen paring samtliga luftvaumlgar i ett system och kan saringledes likavaumll vara ett schakt som en trumma eller en tub (Franzeacuten et al 1984) I gruvor anvaumlnds ofta schakt och utbrutna orter foumlr till‐ och fraringnluft vilket aumlr energimaumlssigt foumlrdelaktigt daring lufthastigheten blir mindre samtidigt som saumlrskilda ventilationskanaler inte behoumlver spraumlngas ut Skaderisken paring installationen blir ocksaring mindre om tuber och roumlr kan undvikas Ett ventilationsschakt aumlr ett utspraumlngt eller fullborrat haringl som sammanbinder underjordsorter med dagen Schakten anvaumlnds foumlr till‐ eller fraringnluft och de kan vara baringde vertikala eller lutande Foumlr att faring baumlsta moumljliga floumlde med laringga foumlrluster maringste vaumlggarna vara slaumlta och kroumlkar undvikas Schaktet boumlr aumlven vara cirkelformat eftersom cirkulaumlr form ger mycket area i foumlrharingllande till vaumlggyta Vid behov av stora

8

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

luftvolymer anvaumlnds speciella horisontella ventilationsorter baringde foumlr tilluft och fraringnluft Orterna ska helst vara slaumlta i profilerna foumlr att undvika friktionsfoumlrluster Aumlven ventilationskanaler av vaumlv och plaringt foumlrekommer i stor utstraumlckning Tyvaumlrr aumlr det laumltt att dessa skadas vid omkringliggande aktiviteter Foumlr de flesta roumlrledningar vid ventilation under jord gaumlller en floumldeshastighet paring mellan 12‐15 ms foumlr att paring baumlsta saumltt faring det ekonomiskt Aumlr det houmlgre hastighet i tuben blir det stoumlrre friktionsfoumlrluster dock aumlr den erfarenhetsmaumlssigt laumlgsta hastigheten omkring 10 ms Vid montering av ventilationstuber aumlr det viktigt att vid upphaumlngning faring tuberna spaumlnda helst ska de ocksaring sitta uppe i taket eller paring vaumlggen

334 Luftvaumlgar i serier Den totala tryckfoumlrlusten orsakad av friktion beraumlknas genom att summera tryckfoumlrlusten i varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003) Tryckfoumlrlusten p i en luftvaumlg beraumlknas genom

2QRp sdot= Pa (33) daumlr R= resistansvaumlrde (Ns2m8) och Q= maumlngden luft (m3s) Vid beraumlkning av tryckfoumlrluster oskadade av friktion foumlr luftvaumlgar i serie adderas tryckfoumlrlusterna i varje enskild luftvaumlg vilket goumlr att resultatet blir den totala tryckfoumlrlusten foumlr hela kretsen

ntot ppppp 321 +++= Pa (34) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr den totala tryckfoumlrlusten (38) ger

222

21

2 totntottottottottot QRQRQRQRp sdot+sdot+sdot=sdot= Pa (35) I seriekopplade luftvaumlgar aumlr maumlngden luft i varje luftvaumlg lika mycket varfoumlr resistansen foumlr kretsen Rtot kan beraumlknas genom att summera resistenserna foumlr de enskilda luftvaumlgarna

ntot RRRR 21 ++= (Ns2m8) (36) En illustration av detta kan ses i figur 32 nedan

9

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Figur 32 Genom att summera resistansen foumlr varje del av tuben farings den totala resistansen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

335 Parallella luftvaumlgar Luftvaumlgar som aumlr parallellkopplade uppvisar samma tryckskillnader i boumlrjan och slut paring varje luftvaumlg (Underground Mine Environment Course 13 2003)

ntot ppppp 321 ==== Pa (37) Maumlngden luft i varje luftvaumlg beror dock paring resistansen i den enskilda luftvaumlgen se figur 33 totaltrycket aumlr daring

2222

21

2nntottottottot QRQRQRQRp sdot=sdot=sdot=sdot= Pa (38)

Figur 33 Vid parallellkopplade ledningar aumlr luftmaumlngden samma i boumlrjan och i slutet (Underground Mine Environment Course 13 2003)

10

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Luftmaumlngden i de parallella luftvaumlgarna maringste adderas foumlr att faring den totala luftmaumlngden Qtot enligt

ntot QQQQ 21 ++= (m3s) (39) Insaumlttning av tryckfoumlrlust foumlr varje enskild luftvaumlg (37) i uttrycket foumlr total luftmaumlngd (313) ger

n

n

tot

tot

Rp

Rp

Rp

Rp

2

2

1

1 ++= (310)

Vid parallella kopplingar aumlr ptot = p1 = p2 daumlrfoumlr faringr ekvationen foumlr att beraumlkna den totala resistansen foumlljande utseende

ntot RRRR1111

21

++= (311)

Daring tryckskillnaden aumlr kaumlnd foumlr luftvaumlgarna kan luftmaumlngden beraumlknas genom att saumltta in summan av samtliga resistenser och floumlden i tryckfoumlrlustuttrycket (33)

22tottotnntot QRQRp sdot=sdot= Pa (312)

Vilket ger foumlljande ekvation foumlr luftmaumlngd i parallella luftvaumlgar

n

tottotn R

QRQ

2sdot= m3s (313)

I ventilationskretsar kan det foumlrekomma baringde serie‐ och parallellkopplingar Foumlr att faring en baumlttre oumlverblick oumlver kretsen ritas kretsen upp schematiskt Exempel aringskaringdliggoumlrs nedan i figur 34

11

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Figur 34 Uppritad krets samt schematisk bild oumlver kretsen (Underground Mine Environment Course 13 2003)

34 Introduktion flaumlktar

En flaumlkt aumlr en anordning som utnyttjar den mekaniska energin hos ett roterande loumlphjul foumlr att generera en tryckstegring (McPherson 2003) Den stora majoriteten flaumlktar som anvaumlnds inom gruvindustrin drivs av elektriska motorer men det finns aumlven foumlrbraumlnningsmotorer som anvaumlnds framfoumlrallt som reservkapacitet foumlr ovanjordsflaumlktar

341 Centrifugal eller radial flaumlkt En radialflaumlkt fungerar paring ett saumltt att luft stroumlmmar i axiell riktning in mot centrum paring flaumlkthjulet (Underground Mine Environment Course 12 2003) Daring luften naringr flaumlkthjulet boumljs luftstroumlmmen av i 90 grader foumlr att sedan foumlras ut i periferin paring det skovelformade hjulet Lufthastigheten minskar naringgot daring luften laumlmnar flaumlkthjulet vilket innebaumlr att det dynamiska trycket minskar och det statiska trycket oumlkar medan totaltrycket antas vara konstant Luften som passerat flaumlkthjulet samlas i en karingpa som sitter kring flaumlkthjulet Lufthastigheten minskas ytterligare naringgot i karingpan medan luften samlas mot utloppet Utloppet kan sedan anslutas med en flaumlns till ett kanalsystem Bilden 35 nedan visar en centrifugalflaumlkts utseende

12

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Figur 35 Exempel paring en centrifugalflaumlkts utseende (Underground Mine Environment Course 12 2003)

Principiellt aumlr det paringdrivarens diameter och vidd samt bladdesignen och den roterande hastigheten som aumlr de avgoumlrande faktorerna foumlr volymen och tryckkapaciteten foumlr en centrifugalflaumlkt I huvudsak finns det tvaring olika typer av flaumlktbladsdesign antingen har flaumlktbladen en jaumlmn form och konstant tjocklek eller aumlr de formade som flygplansvingar dvs aeorofoila Stor kraft och verkan kan uppnarings med baringda typerna av flaumlktblad men daring bladen utsaumltts foumlr houmlga spaumlnningar aumlr det foumlrdelaktigare med aerofoil design En illustration av en centrifugalflaumlkt sett framifraringn visas nedan i figur 36

Figur 36 Luften kommer in i centrum av de roterande bladen dvs haumlr i riktning in i papperet vaumll inne aumlndras riktningen med 90 grader och trycks ut genom spridaren (Underground Mine Environment Course 12 2003)

13

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

342 Axiella flaumlktar Axiella flaumlktar bestaringr av en eller flera bladade rotorer som aumlr placerade paring motorns drivaxel inneslutna i ett cirkulaumlrt houmllje (Underground Mine Environment Course 12 2003) Volymen och tryckkapaciteten foumlr en axiell flaumlkt aumlr principiellt bestaumlmd genom diametern paring rotorn bladdesignen antal blad och dess rotationshastighet Foumlrdelarna med axialflaumlktar aumlr att de har ett relativt laringgt pris litet utrymmesbehov och relativt houmlg driftsaumlkerhet aumlven vid transport av dammig och fuktig luft Verkningsgraden foumlr axialflaumlktar inom ett normalt driftomraringde brukar naring upp till 80 procent vilket aumlr relativt houmlgt naumlr det gaumlller flaumlktar Nackdelen aumlr ljudnivaringn de boumlr daumlrfoumlr placeras paring en genomtaumlnkt plats foumlr att faring en laringg bullernivaring Foumlr axiella flaumlktar anvaumlnds det tre olika typer av blad som sitter fast paring rotorn Dom tre olika typerna aumlr raka blad vaumllvda blad och till sist blad som har samma form som en flygplansvinge dvs aerofoil formade Raka blad anvaumlnds bara foumlr flaumlktar med laringgt tryck och som kraumlver en laringg verkan och kraft dem anvaumlnds normalt heller inte i gruvflaumlktar (IsakssonM 2008) Vaumllvda blad har uppskattningsvis en 2 laumlgre verkningsgrad aumln aerofoila blad och aumlr laumlmpliga foumlr hjaumllpflaumlktar daumlr de extra fabrikskostnaderna foumlr aerofoila blad inte aumlr foumlrsvarbara Aerofoila blad aumlr alltsaring de dyraste bladen och har den stoumlrsta verkningsgraden av de 3 typer av bladen daumlrfoumlr anvaumlnds dessa daumlr det behoumlvs mycket kraft Axiellflaumlktar idag klarar tryck upp mot 4000 Pa (IsakssonM 2008) Bilden 37 illustrerar hur en axiell flaumlkt kan se ut

Figur 37 Exempel paring en axiell flaumlkt

14

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar I samband med koumlp av flaumlkt bifogas det oftast en flaumlktkurva Flaumlktkurvan visar vilket tryck flaumlkten levererar vid ett visst floumlde (m3s) det brukar aumlven finnas en kurva som visar hur stor effekt flaumlktens motor ligger paring (IsakssonM 2008) Den medfoumlljande flaumlktkurvan aumlr jaumlmt omraumlknad till en luftdensitet paring 12 kgm2 och att omgivande lufttryck aumlr 1013 hPa Dessa foumlrharingllanden brukar skilja sig naringgot fraringn foumlrharingllanden under jord daumlr flaumlkten ska installeras Det kan daring bli aktuellt att justera flaumlktkurvan foumlr att faring raumltt raringdande foumlrharingllanden Vid justering av flaumlktkurvor aumlr det viktigt att kaumlnna till ett antal grundlaumlggande flaumlktlagar Aumlndras varvtalet (n) paring flaumlkten aumlndras aumlven floumldet (Q) eftersom floumldet aumlr proportionellt mot varvtalet (Underground Mine Environment Course 12 2003)

2

1

2

1

nn

QQ

= (314)

Vidare aumlr trycket (p) proportionellt mot kvadraten paring varvtalet 2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp (315)

Effektbehovet (W) foumlr flaumlkten aumlr proportionellt mot varvtalet upphoumljt i tre 3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

WW (316)

Vid aumlndring i densitet hos luften aumlr floumldesmaumlngden aumlndaring den samma

21 QQ = (317)

Trycket daumlremot aumlndras proportionellt mot densiteten

2

1

2

1

ρρ

=pp (318)

Effektbehovet aumlr direkt proportionellt till densiteten

2

1

2

1

ρρ

=WW (319)

15

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

4 Metod Foumlr att i slutaumlndan uppdatera ventilationsmodellen utfoumlrdes ett antal moment vilka nedan listas i punktform i den ordning de utfoumlrdes

bull Litteraturstudie bull Kartstudie bull Kartlaumlggning av ventilationssystem bull Kontroll av laumlckage kring schakt1 samt kring huvudramp bull Planering av maumltning bull Maumltning av dynamiskt‐tryck i tuber bull Maumltning av vindhastighet i orter bull Maumltning av areor i orter bull Maumltningar infoumlr kalibrering av flaumlktkurva bull Beraumlkning av floumlden bull Uppritande av floumldesschema bull Kalibrering av flaumlktkurva bull Uppdatering av ventilationsmodell bull Rapportskrivning

41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet De foumlrsta stegen efter litteraturstudien var att faring en uppfattning om hur Kristinebergsgruvan och ventilationssystemet ser ut under jord Kartstudier i Microstation guidning nere i gruvan och samtal med ventilationsansvarig i Kristineberg var daumlrfoumlr de foumlrsta momenten infoumlr fortsatt arbete Genom gruvmaumltaren i Kristineberg fick vi tillgaringng till microstationkartor oumlver alla nivaringer samt oumlver alla ramper foumlr gruvan Genom att saumltta samman alla kartor i microstation fick vi slutligen en enda karta oumlver hela gruvan Daumlrefter ritades ventilationssystemet upp paring utdragna papperskartor

42 Kontroll av laumlckage Foumlr att faring en foumlrsta uppfattning av hur luften roumlr sig i Kristinebergsgruvan gjordes en foumlrstudie oumlver laumlckage ut till schakt 1 hisschaktet En dag aumlgnades till att aringka ner med hiss och skip till de olika nivaringerna foumlr att inspektera doumlrrar och luftdrag in och ut fraringn schakt 1 Anteckningar foumlrdes oumlver bristfaumllliga doumlrrar och eventuella drag in och ut fraringn schakt 1 Vi aringkte aumlven ner med bil i rampen daumlr vi stannade paring varje nivaring

16

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

och undersoumlkte eventuella laumlckage Vid inspektionen medfoumlrdes vinghjulsanemometer kompass med integrerad inklinometer anteckningsmateriel distometer och stativ

42 Planering av maumltning Utifraringn vetskapen om hur ventilationssystemet saringg ut planerades floumldesmaumltningar Foumlrberedelserna infoumlr floumldesmaumltning i orter bestod av kartstudier och bestaumlmning av maumltpunkter Maumltpunkterna placerades med utgaringngspunkt att eventuella luftlaumlckage i systemet kunde sparingras

43 Maumltningar Floumldesmaumltningar utfoumlrdes en loumlrdag och en soumlndag daring inga andra aktiviteter foumlrekom i gruvan De bestaumlllda instaumlllningarna paring ventilationssystemet var enligt foumlljande Ovanjordflaumlktarna skulle ge 500 000m3h dvs ca 1389m3s och alla flaumlktar i J‐omraringdet skulle garing paring full fart medan oumlvriga flaumlktar skulle garing paring halv fart Anledningen till att flaumlktarna skulle ha dessa instaumlllningar var att resultatet laumlttare garingr att utvaumlrdera om instaumlllningarna paring flaumlktarna aumlr kaumlnda Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar foumlr att faring reda paring om det var oumlvertryck eller undertryck i tilluftsystemet

431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber En soumlndageftermiddag den 27 april 2008 aumlgnades till att aringka runt och maumlta upp tryck i tilluftstuber Vid utfoumlrandet anvaumlndes ett prandtlroumlr en teleskopstav en talmeter anteckningsmaterial kniv och eltejp Innan maumltningen hade vi tagit reda paring vilka diametrar ventiflextuberna hade Detta foumlr att raumlkna ut i vilka punkter maumltningarna skulle ske Antalet maumltpunkter laumlngs diametern paring tuberna hade paring foumlrhand bestaumlmts till sex stycken paring varingr handledare Mats Isakssons inraringdan Aumlr det ett mycket turbulent floumlde i tuben aumlr det foumlrdelaktigt att maumlta i fler punkter foumlr att faring en saumlkrare och mer exakt bild av det verkliga foumlrharingllandet Floumldet och daumlrmed det dynamiska trycket aumlr inte jaumlmt foumlrdelat oumlver diametern i en tub se figur 41

17

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Figur 41 Lufthastigheten varierar oumlver tvaumlrsnittsarean vilket medfoumlr att maumltningar sker i ett antal punkter som aumlr representativa foumlr tvaumlrsnittet Daring antalet punkter bestaumlmts beraumlknades avstaringndet fraringn centrum paring tuben till var och en av punkterna med uttrycket (Underground Mine Environment Course 14 2003)

NndRn4

12 minus= (31)

daumlr n = punkt i nummerordning fraringn centrum

Rn = avstaringnd i mm fraringn centrum foumlr punkt n

d = diameter paring tuben i mm

N = antal punkter laumlngs diametern

Avstaringndet fraringn tubens underkant till maumltpunkterna beraumlknades i foumlrvaumlg foumlr de vanligaste diametrarna I foumlrsta hand foumlrsoumlkte vi hitta befintliga haringl paring undersidan tuberna i de fall daumlr inget laumlmpligt haringl fanns fick vi lov att goumlra ett haringl Haringlen gjordes ungefaumlr 5 cm laringnga mitt under tuben Vid maumlttillfaumlllet foumlrdes mynningen paring prandtlroumlret in i ventilationstuben Mynningsharinglet vaumlndes i riktning mot luftstroumlmmen se figur 42

Figur 42 Vid maumltning vaumlnds prandtlroumlret foumlr att faring mynningen pekandes mot luftstroumlmmen

18

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

Varje punkt maumlttes ut med hjaumllp av talmetern I de fall daumlr vi inte naringdde upp till tuben med kniven eller prandtlroumlret tejpades dessa fast paring teleskopstaven Maumltinstrumentet var instaumlllt paring att raumlkna ut medeltrycket under 10 sekunder vilket var den tid som maumltningen tog i varje punkt Aumlven diameter paring tuberna antecknades Sammanlagt utfoumlrdes maumltningar i 16 olika tuber

432 Vindhastighetsmaumltning Praktiskt utfoumlrdes maumltningarna av lufthastigheten med en vinghjulsanemometer Vindhastigheten i en ort kan variera kraftigt oumlver tvaumlrsnittsarean Vid uppmaumltning av vindhastigheten i en ort foumlrs daumlrfoumlr vinghjulet i ett foumlrutbestaumlmt moumlnster oumlver tvaumlrsnittet foumlr att taumlcka in arean paring baumlsta moumljliga saumltt Detta kallas traversering se figur 43 Traverseringen utfoumlrdes minst tre garingnger paring varje staumllle ett riktvaumlrde som efterstraumlvades var att inte ha

resultat som differentierade mer aumln 02 ms i samma maumltpunkt

Figur 43 Traverseringsmoumlnster

433 Areabestaumlmning Foumlr att kunna beraumlkna hur mycket luft som passerar maringste arean vid maumltstaumlllet vara kaumlnd Foumlr att maumlta upp arean anvaumlndes ett trebensstativ en kompass med integrerad inklinometer samt en distometer Distometern skruvades fast paring stativet och riggades upp paring plats i orten Daumlrefter kalibrerades distometern foumlr att faring den lodraumlt mot horisontalplanet Daring distometern var riggad vreds den runt paring stativet i tvaumlrsnittsarean Vinkel och avstaringnd till ortens tak vaumlgg eller sula maumlttes vid varje

stopp se figur 44 Avlaumlsningarna av vinklarna gjordes med en inklinometer Foumlr varje profil gjordes ca 20 maumltningar Daring baringde vinklar och avstaringnd var kaumlnda ritades profilerna upp i Microstation Programmet Microstation raumlknade daring automatiskt ut arean

Figur 44 Vid maumltning av area bestaumlms vinkel och avstaringnd i ett flertal punkter

19

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

434 Uppmaumltning av flaumlkt Vid sjaumllva maumltningen ute i faumllt maumltte vi upp det statiska differenstrycket bakom flaumlktvaumlggen samt det statiska och dynamiska lufttrycket i tuben paring flaumlktens blaringssida Totaltrycket maumlttes upp med precisionsbarometern och luftens torra och varingta temperatur maumlttes upp med psychrometern Detta gjordes genom att snurra psychrometern tills det att den varingta termometern stabiliserats paring ett vaumlrde Foumlr att veta naumlr temperaturen stabiliserats stannades snurrandet av varvid termometern avlaumlstes Daring den varingta termometern uppvisat samma vaumlrde ett antal garingnger laumlstes aumlven den torra temperaturen av Slutligen laumlstes aumlven flaumlktens varvtal av

44 Beraumlkningar Daring maumltningarna var avklarade beraumlknades luftfloumlden i ventilationssystemet Daring luftfloumldena var kaumlnda ritades det upp ett floumldesschema Detta floumldesschema anvaumlndes sedan som stoumld vid uppdateringen av ventilationsmodellen De uppmaumltta vaumlrdena fraringn flaumlkt‐maumltningarna analyserades och flaumlktkurvan kalibrerades

20

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

5 Utrustning I detta kapitel beskrivs utrustningen som anvaumlnts vid planering av maumltning utfoumlrandet av maumltning samt mjukvara som anvaumlnts foumlr komplettering av ventilationsmodell

51 Prandtlroumlr Prandtltroumlret ser ut som ett boumljt metallroumlr Paring ovansidan finns det en boumlj paring roumlret Haringlen paring sidan av den boumljda delen aumlr haringl som aumlr designade foumlr att maumlta upp det statiska trycket medan haringlet i mynningen maumlter upp det totala trycket se nedan i figur 51

Figur 51 Principskiss oumlver ett prandtlroumlr (Underground Mine Environment Course 14 2003)

Prandtlroumlret aumlr relativt litet och smalt att dess paringverkan paring luftfloumldet kan anses vara foumlrsumbart Foumlr att faring maumltningarna att bli korrekta som moumljligt aumlr det viktigt att inte maumlta naumlra en flaumlkt alldeles intill flaumlkten raringder den stoumlrsta turbulensen vilket resulterar i att maumltvaumlrdena som visas i instrumentet hoppar fram och tillbaka Det boumlr maumltas i en rak del av tuben minst 10 garingnger diametern fraringn en stoumlrande kaumllla Det nedre utloppsharinglet som sticker ut till houmlger fraringn prandtlroumlret i bilden ovan maumlter det statiska trycket Vid maumltning kopplas slangar fraringn de baringda utloppsharinglen till en manometer vilken kan ge dynamiskt tryck genom att subtrahera statiskttryck fraringn

21

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

totaltryck Foumlr att enbart maumlta statiskt tryck ansluts endast slangen fraringn utloppsharinglet till houmlger i figur 51

52 Vinghjulsanemometer

I dagslaumlget finns modern apparatur som beraumlknar medelvaumlrdet paring vindhastighet och tryck Vinghjulsanemometern fungerar paring ett saumltt att luft i roumlrelse faringr propellern att snurra och daring maumlts vindhastigheten Exempel paring en modern vinghjulsanemometer kan ses i figur 52 nedan

Figur 52 Vinghjulsanemometer (wwwkimose)

53 Distometer

En distometer aumlr ett verktyg som maumlter avstaringnd med hjaumllp av en laserstraringle Just denna modell i figur 53 anvaumlndes vid maumltningarna Leica DISTOtradeA5 kan maumlta avstaringnd fraringn 005meter upp till 30meter med en noggrannhet paring + 105mm Instrumentet aumlr inte begraumlnsat till 30meter totalt det garingr att maumlta avstaringnd upp till 200meter dock med mindre noggrannhet

Figur 53 Distometer (Foto LBjureacuten 2008)

22

54 Psychrometer Detta instrument anvaumlnds foumlr att maumlta den varingta och den torra temperaturen Psychrometern bestaringr av 2 tvaring kvicksilvertermometrar som aumlr fastsatta i en skaringrad ram vilket kan ses i figur 54 nedan I ena aumlnden paring hygrometern finns en liten beharingllare foumlr att fylla paring vatten Paring den ena av kvicksilvertermometrarna sitter en liten strumpa som blir varingt daring vatten fylls paring i beharingllaren I andra aumlnden sitter ett handtag kring vilket ramen kan snurras Vid anvaumlndning snurras ramen runt paring handtaget varefter avlaumlsning paring den varingta termometern goumlrs detta upprepas tills att ingen foumlraumlndring i temperatur kan avlaumlsas sedan foumlregaringende avlaumlsning Daring den varingta temperaturen aumlr konstant laumlses den torra temperaturen av

Figur 54 Psychrometer (Foto LBjureacuten 2008)

55 Barometer

Foumlr att maumlta lufttrycket anvaumlnds en handharingllen precisionsbarometer av typen Druck DPI 740 se figur 55 Barometern har en noggrannhet paring + 015 mbar

Figur 55 Precisionsbarometer (Foto L Bjureacuten 2008)

23

56 Mjukvara

561 Ventsim

I Ventsim simuleras underjordsventilation (wwwventsimcom 2008) Ventsimprogrammet aumlr designat foumlr att kunna goumlra simuleringar oumlver luftfloumlden Detaljerade egenskaper om flaumlktar samt eventuella luftmotstaringnd i ledningar kan anges i Ventsim Programmet aumlr vaumllkaumlnt och anvaumlnds i dagslaumlget av oumlver 300 gruvbolag universitet konsulter och andra forskningsorganisationer runt om i vaumlrlden Programmet tillaringter simuleringar oumlver luftfloumlden i planerade eller befintliga ventilationssystem foumlr den aktuella gruvan Det raumlknar sjaumllv ut vilka floumlden olika orter har vilket goumlr det enkelt att faring reda paring luftfloumldet och hur det befintliga systemet paringverkas naumlr en utoumlkad brytning goumlrs i form av nya orter och ramper Det ger en bra oumlversikt av systemet och ger en insikt om vad som behoumlver goumlras vid eventuella utbyggnader Ventsim aumlr aumlven ett bra hjaumllpmedel naumlr det gaumlller flaumlktar uppfattning om vilken storlek och kapacitet som aumlr mest laumlmpligt foumlr ett specifikt omraringde garingr att faring reda paring Programmet hjaumllper aumlven till att goumlra finansiella analyser vad gaumlller ventilation Det garingr ocksaring att simulera gaskoncentrationer paring utvalda platser och faring en uppfattning om hur laringng vaumldringstiden foumlr dessa gaser aumlr Nedan i figur 56 visas en skaumlrmdump oumlver hur det kan se ut naumlr programmet arbetar Till vaumlnster i bilden ses en gruva de blaring strecken visar hur tilluften garingr de roumlda strecken visar hur fraringnluften i gruvan garingr och de groumlna strecken visar hur luften garingr tillbaka till fraringnluftsidan Figur 56 Skaumlrmdump fraringn Ventsim (wwwventsimcom)

24

56 Mjukvara

561 Ventsim

I Ventsim simuleras underjordsventilation (wwwventsimcom 2008) Ventsimprogrammet aumlr designat foumlr att kunna goumlra simuleringar oumlver luftfloumlden Detaljerade egenskaper om flaumlktar samt eventuella luftmotstaringnd i ledningar kan anges i Ventsim Programmet aumlr vaumllkaumlnt och anvaumlnds i dagslaumlget av oumlver 300 gruvbolag universitet konsulter och andra forskningsorganisationer runt om i vaumlrlden Programmet tillaringter simuleringar oumlver luftfloumlden i planerade eller befintliga ventilationssystem foumlr den aktuella gruvan Det raumlknar sjaumllv ut vilka floumlden olika orter har vilket goumlr det enkelt att faring reda paring luftfloumldet och hur det befintliga systemet paringverkas naumlr en utoumlkad brytning goumlrs i form av nya orter och ramper Det ger en bra oumlversikt av systemet och ger en insikt om vad som behoumlver goumlras vid eventuella utbyggnader Ventsim aumlr aumlven ett bra hjaumllpmedel naumlr det gaumlller flaumlktar uppfattning om vilken storlek och kapacitet som aumlr mest laumlmpligt foumlr ett specifikt omraringde garingr att faring reda paring Programmet hjaumllper aumlven till att goumlra finansiella analyser vad gaumlller ventilation Det garingr ocksaring att simulera gaskoncentrationer paring utvalda platser och faring en uppfattning om hur laringng vaumldringstiden foumlr dessa gaser aumlr Nedan i figur 56 visas en skaumlrmdump oumlver hur det kan se ut naumlr programmet arbetar Till vaumlnster i bilden ses en gruva de blaring strecken visar hur tilluften garingr de roumlda strecken visar hur fraringnluften i gruvan garingr och de groumlna strecken visar hur luften garingr tillbaka till fraringnluftsidan Figur 56 Skaumlrmdump fraringn Ventsim (wwwventsimcom)

24

562 Microstation

Microstation aumlr ett program som anvaumlnds flitigt inom gruvindustrin foumlr arkitekter och ingenjoumlrer runt om i vaumlrlden (wwwbentleycom 2008) Det aumlr ett mycket bra hjaumllpmedel foumlr att rita upp och skapa delar av gruvor En egenskap hos programmet aumlr att det garingr att rita olika delar av en gruva vid olika tillfaumlllen De olika delarna kan vaumlljas att studeras separat men det garingr aumlven att koppla samman i ett tredimensionellt perspektiv vilket aumlr till en foumlrdel foumlr att kunna faring en baumlttre bild av hur den befintliga byggnaden eller gruvan ser ut Det aumlr aumlven till stor hjaumllp naumlr det gaumlller kartor Specifika delar av gruvan kan tas fram och sedan skrivas ut i toppvy foumlr att faring en enklare bild oumlver omraringden daumlr jobb ska planeras och utfoumlras I detta arbete har programmet anvaumlnts foumlr att skapa en modell oumlver Kristinebergsgruvan som den aumlr i befintligt laumlge med hjaumllp av tidigare ritade delar av gruvan Beskrivning oumlver nya delar har erharingllits av gruvmaumltaren i Kristineberg detta foumlr att faring en raumltt bild oumlver hur det ser ut i dagslaumlget Jobbet har inneburit en hel del kartstudier och den hopbyggda modellen har varit en grund foumlr att kunna utfoumlra de maumltningar som gjorts Kartor har skrivits ut paring alla de nivaringer daumlr maumltningar har gjorts och oumlverskaringdliga kartor har aumlven skrivits ut foumlr att kunna rita in diverse luftvaumlgar och flaumlktplaceringar Programmet har aumlven anvaumlnts foumlr att rita upp och raumlkna ut tvaumlrsnittsprofiler av orter daumlr maumltningar har gjorts Figur 57 nedan visar en oumlverskaringdlig bild oumlver gruvan i det houmlgra foumlnstret och i det vaumlnstra visas en toppvy oumlver ett omraringde i gruvan

57 Skaumlrmdump fraringn Microstation

25

6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet

61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage Kristinebergsgruvans ventilationssystem garingr till stora delar i gamla orter med gamla eroderade portar som slaumlpper ut och in luft Den aumlldre delen av gruvan inneharingller aumlven maringnga schakt och stigar daumlr luft kan komma in eller laumlcka ut ur ventilationssystemet Vid uppdatering av ventilationsmodell aumlr det viktigt att skaffa en uppfattning om och var laumlckage kan foumlrekomma detta foumlr att modellen ska bli korrekt kalibrerad Vid inspektion hittades ett antal staumlllen daumlr luft kan laumlcka se tabell 61 Tabell 61 Konstaterade laumlckage

Nivaring Laumlckage 250 bull Litet luftfloumlde ner i schakt 1

bull Port med rostharingl invid schakt 1 bull Vidoumlppen port bull Luft aringkte ner i en stig vid schakt 1

330 bull Haringl i vaumlgg daumlr luft soumlgs in mot schakt1

bull Haringl i port invid schakt 1 490 bull Port med rostharingl invid schakt 1

bull Laumlckage genom port mot tilluftsort bull Laumlckage fraringn schakt 5 bull Port fraringn huvudramp och in mot nivaringn stod

oumlppen laumlckage fraringn ramp in mot nivaring 590 bull Haringl i port mot schakt 1 690 bull Haringl i vaumlgg mot schakt 1 50 cm i diameter

Ollonport bull Kaumlnde luftdrag

26

7 Floumldesmaumltningar Syftet med maumltningarna var att upptaumlcka eventuella laumlckage i systemet samtidigt som maumltningarna utgoumlr ett betydande underlag i simuleringsprogrammet

71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub I ventilationssammanhang aumlr luften oftast i roumlrelse daumlrfoumlr arbetas det fraumlmst med tre olika tryck statiskt tryck dynamiskt tryck och totaltryck se figur 71

Figur 71 Statiskt dynamiskt och totaltryck i en tub (Underground Mine Environment Course 11 2003)

Statiskt tryck ps verkar med samma storlek i alla riktningar och aumlr inte beroende av floumldet Dynamiskt tryck pd aumlr beroende av hastigheten paring luftfloumldet och luftens densitet

ρρ d

dp

vvpsdot

=rArrsdot

=2

2

2

(71)

daumlr ρ = densiteten paring vaumltskan (kgm3) och v = hastigheten (ms) Vid beraumlkningarna antogs luftens densitet till 12 kgm3 Hastigheten foumlr de sex punkterna daumlr vi maumltt beraumlknades utifraringn det dynamiska trycket enligt formel (61) Daumlrefter summerades och dividerades hastigheterna med sex foumlr att faring medelvaumlrdet paring hastigheten Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

27

AVQ sdot= (m3s) (72)

daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2) I tabell 71 nedan visas de beraumlknade floumldena i tuberna Tabell 71 Uttag fraringn tilluft via tuber Paring trycksidan av Mammuth Paring sugsidan av Mammuth

Maumltplats Floumlden (m3s) Maumltplats

Floumlden(m3s)

Till E4 97 Verkstan 410 23 1411-4 81 A4 Rampen 87 1411-3 56 Verkstan 880 44 Till L-ort och UW 176 Pumpstation 22 Till K1-2 och K2 66 Staumlllverk 19 Till J6 114 Summa 195 Till J1100 154 Till J81 171 Till J7 128 Till J91 109 Till J89 J103och J-Ramp 249 Summa 1401 Totalt 1596

72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar och flaumlktvaumlggar foumlr att faring reda paring om det var oumlver eller undertryck i tilluftsystemet Uppmaumltta resultat visas i tabell 72 nedan Tabell 72 Resultat fraringn tryckdifferensmaumltning Omraringde Resultat (Pa) Kommentar Nivaring 410 port vid hiss 211 blaringser in mot hiss-schakt Nivaring 490 port in mot ventort 90 laumlcker ut lite fraringn ventort Nivaring 490 port mot ramp -201 laumlcker in mot ramp Nivaring 490 port vid hiss 25 laumlcker in fraringn hiss-schakt Nivaring 790 port mot ramp - 145 laumlcker in fraringn ramp 1104port vid bakom mammuth - 1759 laumlcker in lite fraringn ramp Ollonport 142 laumlcker ut fraringn doumlrr Flaumlktvaumlgg laumlngst in iB-ort -23 i tilluft 7x7 port 04 knapp tryckdifferens K1-2 ramp fraringnluftsflaumlkt -132 K1-2 nedre -10 i tilluft J nederst flaumlktvaumlgg - 978 i tilluft

28

73 Beraumlkning av floumlden i orter Floumlden i orter kalkylerades genom att beraumlkna ett medelvaumlrde av de uppmaumltta vindhastigheterna (3 vid varje maumltpunkt) och multiplicera dessa med arean vid maumlt‐ staumlllet enligt formel (72) Floumldena vid de olika maumltpunkterna blev daring enligt tabell 73

Tabell 73 Beraumlknade luftfloumlden utifraringn uppmaumltta vindhastighet och areor

Maumltpunkt Omraringde Luftfloumlde (m3s)

1 Nivaring 410 aringt vaumlnster in i ventort 70 2 Nivaring 410 rakt fram dit luften stroumlmmar fraringn ventort 65 3 Nivaring 490 aringt vaumlnster i ventort 70 4 Nivaring 490 aringt houmlger i ventort innan stig ner 68 5 Nivaring 590 ramp ovan nivaring 93 6 Nivaring 590 ramp nedom nivaring 83 7 Nivaring 690 i gavel in mot nivaringn 9 8 Nivaring 690 mot rampen 7 9 Nivaring 790 ramp ovan nivaringn 105

10 Nivaring 790 ramp nedom nivaringn 108 11 Nivaring 790 innerst i ventorten 64 12 Nivaring 790 innan media-nedfarten sedd fraringn ramp 121 13 Nivaring 790 efter media-nedfarten sedd fraringn ramp 57 14 Nivaring 880 ramp ovan nivaring 120 15 Nivaring 880 ramp nedom nivaring (vaumlstra) 124 16 Nivaring 950 bakom 1104port in i mediaorten 54 17 Nivaring 950 innan mammuthflaumlktar efter schakt 101

18 Nivaring 950 vid mammuthporten till vaumlster paring sugsidan 31

19 1130 port 113 20 1230 port 127 21 U-ort vid ollonporten 145 22 I tilluftorten vid ollonport innan E4stig 135 23 I tilluftorten vid ollonport efter E4stig 121 24 I tilluftorten vid ollonport efter ollonkorsning 100 25 B-ort foumlre EW-rampen 101 26 EW-ramp foumlre gren EWB 776 27 EW-ramp efter gren EWB 226 28 Foumlre 7x7 port i B-ort 264 29 B-ort innan flaumlktvaumlgg mot UW-Lort och K12-K2 264 30 Boumlrjan av J-ramp vid 7x7port 574 31 Transportort innan OKQ8 97 32 K12- K2- ramp 235 33 EW-ramp vid grusficka 34 34 EW-ramp innan K5-K6 5 35 Framfoumlr Mammuthflaumlktar 143

De olika maumltpunkterna finns utsatta i bilagorna 1‐14 och de uppmaumltta areorna finns uppritade i bilagorna 16‐21

29

8 Justering av flaumlktkurva Eftersom de flesta flaumlktkurvor som tillhandaharinglls av tillverkare endast visar totaltrycket aumlr steg ett att rita upp nya kurvor som visar statisk tryckoumlkning samt floumldesmaumlngd Foumlr att beraumlkna det statiska trycket av totaltrycket anvaumlnds foumlljande samband

dst ppp += Pa (81) Steg tvaring aumlr att rita upp en kurva som aumlr anpassad efter ett eventuellt oumlkatminskat varvantal per minut Steg tre aumlr att rita upp en kurva som visar en flaumlktkurva som aumlr anpassad efter densitet i faumllt samt aktuellt varvtal Vid justering av flaumlktkurvor anvaumlnds de grundlaumlggande flaumlktlagarna beskrivna i kapitel 343 Luftens densitet beraumlknades i ett excelark genom att saumltta in uppmaumltt totaltryck 113713Pa torrtemperatur 1850C och varingt temperatur 1730C Den beraumlknade densiteten blev daring 135 kgm3 Det statiska differenstrycket oumlver flaumlkten maumlttes upp till 1629 Pa Floumldet i tuben som hade en diameter paring 1200mm beraumlknades till 103 m3s med aktuell luftdensitet Efter insaumlttning av vaumlrden i sambanden (314) (315) (317) och (318) kunde nya flaumlktkurvor skapas I figur 81 visas flaumlktkurvor omraumlknade fraringn totaltryck till statiskt‐tryck

Flaumlktkurvor

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

5 7 9 11 13 15 17

Luftfloumlde m3s

Stat

isk

tryck

oumlkni

ng

Anpassad efter statiskt tryck

Anpassad efter nytt varvta

Anpassad efter densitet ochvarvtalUppmaumltt floumlde och tryck

Figur 81 Flaumlktkurvor

30

Eftersom det uppmaumltta trycket och floumldet inte ligger paring flaumlktkurvan anpassas flaumlktkurvan efter de uppmaumltta vaumlrdena hela kurvan parallellfoumlrskjuts genom att aumlndra varvtal och densitet foumlr att faring kurvan att sammanfalla med krysset Genom att saumltta densiteten till 125 kgm3 och varvtalet till 2410 varv per minut erharinglls kurvan i figur 82

Anpassad flaumlktkurva

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Luftfloumlde (m3s)

Stat

isk

tryc

koumlkn

ing

(Pa)

Statisk tryck kurva Anpassad flaumlktkurva Uppmaumltt floumlde och tryck

Figur 82 Anpassad flaumlktkurva

31

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

7 Floumldesmaumltningar Syftet med maumltningarna var att upptaumlcka eventuella laumlckage i systemet samtidigt som maumltningarna utgoumlr ett betydande underlag i simuleringsprogrammet

71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub I ventilationssammanhang aumlr luften oftast i roumlrelse daumlrfoumlr arbetas det fraumlmst med tre olika tryck statiskt tryck dynamiskt tryck och totaltryck se figur 71

Figur 71 Statiskt dynamiskt och totaltryck i en tub (Underground Mine Environment Course 11 2003)

Statiskt tryck ps verkar med samma storlek i alla riktningar och aumlr inte beroende av floumldet Dynamiskt tryck pd aumlr beroende av hastigheten paring luftfloumldet och luftens densitet

ρρ d

dp

vvpsdot

=rArrsdot

=2

2

2

(71)

daumlr ρ = densiteten paring vaumltskan (kgm3) och v = hastigheten (ms) Vid beraumlkningarna antogs luftens densitet till 12 kgm3 Hastigheten foumlr de sex punkterna daumlr vi maumltt beraumlknades utifraringn det dynamiska trycket enligt formel (61) Daumlrefter summerades och dividerades hastigheterna med sex foumlr att faring medelvaumlrdet paring hastigheten Vid beraumlkningar av floumldesmaumlngd maringste floumldeshastigheten samt tvaumlrsnittsarean paring luftkanalen vara kaumlnd (Underground Mine Environment Course 11 2003) Formeln foumlr att beraumlkna floumldesmaumlngd Q fraringn hastighet och area faringr daring foumlljande utseende

27

AVQ sdot= (m3s) (72)

daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2) I tabell 71 nedan visas de beraumlknade floumldena i tuberna Tabell 71 Uttag fraringn tilluft via tuber Paring trycksidan av Mammuth Paring sugsidan av Mammuth

Maumltplats Floumlden (m3s) Maumltplats

Floumlden(m3s)

Till E4 97 Verkstan 410 23 1411-4 81 A4 Rampen 87 1411-3 56 Verkstan 880 44 Till L-ort och UW 176 Pumpstation 22 Till K1-2 och K2 66 Staumlllverk 19 Till J6 114 Summa 195 Till J1100 154 Till J81 171 Till J7 128 Till J91 109 Till J89 J103och J-Ramp 249 Summa 1401 Totalt 1596

72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar och flaumlktvaumlggar foumlr att faring reda paring om det var oumlver eller undertryck i tilluftsystemet Uppmaumltta resultat visas i tabell 72 nedan Tabell 72 Resultat fraringn tryckdifferensmaumltning Omraringde Resultat (Pa) Kommentar Nivaring 410 port vid hiss 211 blaringser in mot hiss-schakt Nivaring 490 port in mot ventort 90 laumlcker ut lite fraringn ventort Nivaring 490 port mot ramp -201 laumlcker in mot ramp Nivaring 490 port vid hiss 25 laumlcker in fraringn hiss-schakt Nivaring 790 port mot ramp - 145 laumlcker in fraringn ramp 1104port vid bakom mammuth - 1759 laumlcker in lite fraringn ramp Ollonport 142 laumlcker ut fraringn doumlrr Flaumlktvaumlgg laumlngst in iB-ort -23 i tilluft 7x7 port 04 knapp tryckdifferens K1-2 ramp fraringnluftsflaumlkt -132 K1-2 nedre -10 i tilluft J nederst flaumlktvaumlgg - 978 i tilluft

28

73 Beraumlkning av floumlden i orter Floumlden i orter kalkylerades genom att beraumlkna ett medelvaumlrde av de uppmaumltta vindhastigheterna (3 vid varje maumltpunkt) och multiplicera dessa med arean vid maumlt‐ staumlllet enligt formel (72) Floumldena vid de olika maumltpunkterna blev daring enligt tabell 73

Tabell 73 Beraumlknade luftfloumlden utifraringn uppmaumltta vindhastighet och areor

Maumltpunkt Omraringde Luftfloumlde (m3s)

1 Nivaring 410 aringt vaumlnster in i ventort 70 2 Nivaring 410 rakt fram dit luften stroumlmmar fraringn ventort 65 3 Nivaring 490 aringt vaumlnster i ventort 70 4 Nivaring 490 aringt houmlger i ventort innan stig ner 68 5 Nivaring 590 ramp ovan nivaring 93 6 Nivaring 590 ramp nedom nivaring 83 7 Nivaring 690 i gavel in mot nivaringn 9 8 Nivaring 690 mot rampen 7 9 Nivaring 790 ramp ovan nivaringn 105

10 Nivaring 790 ramp nedom nivaringn 108 11 Nivaring 790 innerst i ventorten 64 12 Nivaring 790 innan media-nedfarten sedd fraringn ramp 121 13 Nivaring 790 efter media-nedfarten sedd fraringn ramp 57 14 Nivaring 880 ramp ovan nivaring 120 15 Nivaring 880 ramp nedom nivaring (vaumlstra) 124 16 Nivaring 950 bakom 1104port in i mediaorten 54 17 Nivaring 950 innan mammuthflaumlktar efter schakt 101

18 Nivaring 950 vid mammuthporten till vaumlster paring sugsidan 31

19 1130 port 113 20 1230 port 127 21 U-ort vid ollonporten 145 22 I tilluftorten vid ollonport innan E4stig 135 23 I tilluftorten vid ollonport efter E4stig 121 24 I tilluftorten vid ollonport efter ollonkorsning 100 25 B-ort foumlre EW-rampen 101 26 EW-ramp foumlre gren EWB 776 27 EW-ramp efter gren EWB 226 28 Foumlre 7x7 port i B-ort 264 29 B-ort innan flaumlktvaumlgg mot UW-Lort och K12-K2 264 30 Boumlrjan av J-ramp vid 7x7port 574 31 Transportort innan OKQ8 97 32 K12- K2- ramp 235 33 EW-ramp vid grusficka 34 34 EW-ramp innan K5-K6 5 35 Framfoumlr Mammuthflaumlktar 143

De olika maumltpunkterna finns utsatta i bilagorna 1‐14 och de uppmaumltta areorna finns uppritade i bilagorna 16‐21

29

8 Justering av flaumlktkurva Eftersom de flesta flaumlktkurvor som tillhandaharinglls av tillverkare endast visar totaltrycket aumlr steg ett att rita upp nya kurvor som visar statisk tryckoumlkning samt floumldesmaumlngd Foumlr att beraumlkna det statiska trycket av totaltrycket anvaumlnds foumlljande samband

dst ppp += Pa (81) Steg tvaring aumlr att rita upp en kurva som aumlr anpassad efter ett eventuellt oumlkatminskat varvantal per minut Steg tre aumlr att rita upp en kurva som visar en flaumlktkurva som aumlr anpassad efter densitet i faumllt samt aktuellt varvtal Vid justering av flaumlktkurvor anvaumlnds de grundlaumlggande flaumlktlagarna beskrivna i kapitel 343 Luftens densitet beraumlknades i ett excelark genom att saumltta in uppmaumltt totaltryck 113713Pa torrtemperatur 1850C och varingt temperatur 1730C Den beraumlknade densiteten blev daring 135 kgm3 Det statiska differenstrycket oumlver flaumlkten maumlttes upp till 1629 Pa Floumldet i tuben som hade en diameter paring 1200mm beraumlknades till 103 m3s med aktuell luftdensitet Efter insaumlttning av vaumlrden i sambanden (314) (315) (317) och (318) kunde nya flaumlktkurvor skapas I figur 81 visas flaumlktkurvor omraumlknade fraringn totaltryck till statiskt‐tryck

Flaumlktkurvor

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

5 7 9 11 13 15 17

Luftfloumlde m3s

Stat

isk

tryck

oumlkni

ng

Anpassad efter statiskt tryck

Anpassad efter nytt varvta

Anpassad efter densitet ochvarvtalUppmaumltt floumlde och tryck

Figur 81 Flaumlktkurvor

30

Eftersom det uppmaumltta trycket och floumldet inte ligger paring flaumlktkurvan anpassas flaumlktkurvan efter de uppmaumltta vaumlrdena hela kurvan parallellfoumlrskjuts genom att aumlndra varvtal och densitet foumlr att faring kurvan att sammanfalla med krysset Genom att saumltta densiteten till 125 kgm3 och varvtalet till 2410 varv per minut erharinglls kurvan i figur 82

Anpassad flaumlktkurva

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Luftfloumlde (m3s)

Stat

isk

tryc

koumlkn

ing

(Pa)

Statisk tryck kurva Anpassad flaumlktkurva Uppmaumltt floumlde och tryck

Figur 82 Anpassad flaumlktkurva

31

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

AVQ sdot= (m3s) (72)

daumlr V= hastighet (ms) och A= tvaumlrsnittsarea (m2) I tabell 71 nedan visas de beraumlknade floumldena i tuberna Tabell 71 Uttag fraringn tilluft via tuber Paring trycksidan av Mammuth Paring sugsidan av Mammuth

Maumltplats Floumlden (m3s) Maumltplats

Floumlden(m3s)

Till E4 97 Verkstan 410 23 1411-4 81 A4 Rampen 87 1411-3 56 Verkstan 880 44 Till L-ort och UW 176 Pumpstation 22 Till K1-2 och K2 66 Staumlllverk 19 Till J6 114 Summa 195 Till J1100 154 Till J81 171 Till J7 128 Till J91 109 Till J89 J103och J-Ramp 249 Summa 1401 Totalt 1596

72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar Tryckdifferensen maumlttes oumlver portar och flaumlktvaumlggar foumlr att faring reda paring om det var oumlver eller undertryck i tilluftsystemet Uppmaumltta resultat visas i tabell 72 nedan Tabell 72 Resultat fraringn tryckdifferensmaumltning Omraringde Resultat (Pa) Kommentar Nivaring 410 port vid hiss 211 blaringser in mot hiss-schakt Nivaring 490 port in mot ventort 90 laumlcker ut lite fraringn ventort Nivaring 490 port mot ramp -201 laumlcker in mot ramp Nivaring 490 port vid hiss 25 laumlcker in fraringn hiss-schakt Nivaring 790 port mot ramp - 145 laumlcker in fraringn ramp 1104port vid bakom mammuth - 1759 laumlcker in lite fraringn ramp Ollonport 142 laumlcker ut fraringn doumlrr Flaumlktvaumlgg laumlngst in iB-ort -23 i tilluft 7x7 port 04 knapp tryckdifferens K1-2 ramp fraringnluftsflaumlkt -132 K1-2 nedre -10 i tilluft J nederst flaumlktvaumlgg - 978 i tilluft

28

73 Beraumlkning av floumlden i orter Floumlden i orter kalkylerades genom att beraumlkna ett medelvaumlrde av de uppmaumltta vindhastigheterna (3 vid varje maumltpunkt) och multiplicera dessa med arean vid maumlt‐ staumlllet enligt formel (72) Floumldena vid de olika maumltpunkterna blev daring enligt tabell 73

Tabell 73 Beraumlknade luftfloumlden utifraringn uppmaumltta vindhastighet och areor

Maumltpunkt Omraringde Luftfloumlde (m3s)

1 Nivaring 410 aringt vaumlnster in i ventort 70 2 Nivaring 410 rakt fram dit luften stroumlmmar fraringn ventort 65 3 Nivaring 490 aringt vaumlnster i ventort 70 4 Nivaring 490 aringt houmlger i ventort innan stig ner 68 5 Nivaring 590 ramp ovan nivaring 93 6 Nivaring 590 ramp nedom nivaring 83 7 Nivaring 690 i gavel in mot nivaringn 9 8 Nivaring 690 mot rampen 7 9 Nivaring 790 ramp ovan nivaringn 105

10 Nivaring 790 ramp nedom nivaringn 108 11 Nivaring 790 innerst i ventorten 64 12 Nivaring 790 innan media-nedfarten sedd fraringn ramp 121 13 Nivaring 790 efter media-nedfarten sedd fraringn ramp 57 14 Nivaring 880 ramp ovan nivaring 120 15 Nivaring 880 ramp nedom nivaring (vaumlstra) 124 16 Nivaring 950 bakom 1104port in i mediaorten 54 17 Nivaring 950 innan mammuthflaumlktar efter schakt 101

18 Nivaring 950 vid mammuthporten till vaumlster paring sugsidan 31

19 1130 port 113 20 1230 port 127 21 U-ort vid ollonporten 145 22 I tilluftorten vid ollonport innan E4stig 135 23 I tilluftorten vid ollonport efter E4stig 121 24 I tilluftorten vid ollonport efter ollonkorsning 100 25 B-ort foumlre EW-rampen 101 26 EW-ramp foumlre gren EWB 776 27 EW-ramp efter gren EWB 226 28 Foumlre 7x7 port i B-ort 264 29 B-ort innan flaumlktvaumlgg mot UW-Lort och K12-K2 264 30 Boumlrjan av J-ramp vid 7x7port 574 31 Transportort innan OKQ8 97 32 K12- K2- ramp 235 33 EW-ramp vid grusficka 34 34 EW-ramp innan K5-K6 5 35 Framfoumlr Mammuthflaumlktar 143

De olika maumltpunkterna finns utsatta i bilagorna 1‐14 och de uppmaumltta areorna finns uppritade i bilagorna 16‐21

29

8 Justering av flaumlktkurva Eftersom de flesta flaumlktkurvor som tillhandaharinglls av tillverkare endast visar totaltrycket aumlr steg ett att rita upp nya kurvor som visar statisk tryckoumlkning samt floumldesmaumlngd Foumlr att beraumlkna det statiska trycket av totaltrycket anvaumlnds foumlljande samband

dst ppp += Pa (81) Steg tvaring aumlr att rita upp en kurva som aumlr anpassad efter ett eventuellt oumlkatminskat varvantal per minut Steg tre aumlr att rita upp en kurva som visar en flaumlktkurva som aumlr anpassad efter densitet i faumllt samt aktuellt varvtal Vid justering av flaumlktkurvor anvaumlnds de grundlaumlggande flaumlktlagarna beskrivna i kapitel 343 Luftens densitet beraumlknades i ett excelark genom att saumltta in uppmaumltt totaltryck 113713Pa torrtemperatur 1850C och varingt temperatur 1730C Den beraumlknade densiteten blev daring 135 kgm3 Det statiska differenstrycket oumlver flaumlkten maumlttes upp till 1629 Pa Floumldet i tuben som hade en diameter paring 1200mm beraumlknades till 103 m3s med aktuell luftdensitet Efter insaumlttning av vaumlrden i sambanden (314) (315) (317) och (318) kunde nya flaumlktkurvor skapas I figur 81 visas flaumlktkurvor omraumlknade fraringn totaltryck till statiskt‐tryck

Flaumlktkurvor

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

5 7 9 11 13 15 17

Luftfloumlde m3s

Stat

isk

tryck

oumlkni

ng

Anpassad efter statiskt tryck

Anpassad efter nytt varvta

Anpassad efter densitet ochvarvtalUppmaumltt floumlde och tryck

Figur 81 Flaumlktkurvor

30

Eftersom det uppmaumltta trycket och floumldet inte ligger paring flaumlktkurvan anpassas flaumlktkurvan efter de uppmaumltta vaumlrdena hela kurvan parallellfoumlrskjuts genom att aumlndra varvtal och densitet foumlr att faring kurvan att sammanfalla med krysset Genom att saumltta densiteten till 125 kgm3 och varvtalet till 2410 varv per minut erharinglls kurvan i figur 82

Anpassad flaumlktkurva

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Luftfloumlde (m3s)

Stat

isk

tryc

koumlkn

ing

(Pa)

Statisk tryck kurva Anpassad flaumlktkurva Uppmaumltt floumlde och tryck

Figur 82 Anpassad flaumlktkurva

31

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

73 Beraumlkning av floumlden i orter Floumlden i orter kalkylerades genom att beraumlkna ett medelvaumlrde av de uppmaumltta vindhastigheterna (3 vid varje maumltpunkt) och multiplicera dessa med arean vid maumlt‐ staumlllet enligt formel (72) Floumldena vid de olika maumltpunkterna blev daring enligt tabell 73

Tabell 73 Beraumlknade luftfloumlden utifraringn uppmaumltta vindhastighet och areor

Maumltpunkt Omraringde Luftfloumlde (m3s)

1 Nivaring 410 aringt vaumlnster in i ventort 70 2 Nivaring 410 rakt fram dit luften stroumlmmar fraringn ventort 65 3 Nivaring 490 aringt vaumlnster i ventort 70 4 Nivaring 490 aringt houmlger i ventort innan stig ner 68 5 Nivaring 590 ramp ovan nivaring 93 6 Nivaring 590 ramp nedom nivaring 83 7 Nivaring 690 i gavel in mot nivaringn 9 8 Nivaring 690 mot rampen 7 9 Nivaring 790 ramp ovan nivaringn 105

10 Nivaring 790 ramp nedom nivaringn 108 11 Nivaring 790 innerst i ventorten 64 12 Nivaring 790 innan media-nedfarten sedd fraringn ramp 121 13 Nivaring 790 efter media-nedfarten sedd fraringn ramp 57 14 Nivaring 880 ramp ovan nivaring 120 15 Nivaring 880 ramp nedom nivaring (vaumlstra) 124 16 Nivaring 950 bakom 1104port in i mediaorten 54 17 Nivaring 950 innan mammuthflaumlktar efter schakt 101

18 Nivaring 950 vid mammuthporten till vaumlster paring sugsidan 31

19 1130 port 113 20 1230 port 127 21 U-ort vid ollonporten 145 22 I tilluftorten vid ollonport innan E4stig 135 23 I tilluftorten vid ollonport efter E4stig 121 24 I tilluftorten vid ollonport efter ollonkorsning 100 25 B-ort foumlre EW-rampen 101 26 EW-ramp foumlre gren EWB 776 27 EW-ramp efter gren EWB 226 28 Foumlre 7x7 port i B-ort 264 29 B-ort innan flaumlktvaumlgg mot UW-Lort och K12-K2 264 30 Boumlrjan av J-ramp vid 7x7port 574 31 Transportort innan OKQ8 97 32 K12- K2- ramp 235 33 EW-ramp vid grusficka 34 34 EW-ramp innan K5-K6 5 35 Framfoumlr Mammuthflaumlktar 143

De olika maumltpunkterna finns utsatta i bilagorna 1‐14 och de uppmaumltta areorna finns uppritade i bilagorna 16‐21

29

8 Justering av flaumlktkurva Eftersom de flesta flaumlktkurvor som tillhandaharinglls av tillverkare endast visar totaltrycket aumlr steg ett att rita upp nya kurvor som visar statisk tryckoumlkning samt floumldesmaumlngd Foumlr att beraumlkna det statiska trycket av totaltrycket anvaumlnds foumlljande samband

dst ppp += Pa (81) Steg tvaring aumlr att rita upp en kurva som aumlr anpassad efter ett eventuellt oumlkatminskat varvantal per minut Steg tre aumlr att rita upp en kurva som visar en flaumlktkurva som aumlr anpassad efter densitet i faumllt samt aktuellt varvtal Vid justering av flaumlktkurvor anvaumlnds de grundlaumlggande flaumlktlagarna beskrivna i kapitel 343 Luftens densitet beraumlknades i ett excelark genom att saumltta in uppmaumltt totaltryck 113713Pa torrtemperatur 1850C och varingt temperatur 1730C Den beraumlknade densiteten blev daring 135 kgm3 Det statiska differenstrycket oumlver flaumlkten maumlttes upp till 1629 Pa Floumldet i tuben som hade en diameter paring 1200mm beraumlknades till 103 m3s med aktuell luftdensitet Efter insaumlttning av vaumlrden i sambanden (314) (315) (317) och (318) kunde nya flaumlktkurvor skapas I figur 81 visas flaumlktkurvor omraumlknade fraringn totaltryck till statiskt‐tryck

Flaumlktkurvor

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

5 7 9 11 13 15 17

Luftfloumlde m3s

Stat

isk

tryck

oumlkni

ng

Anpassad efter statiskt tryck

Anpassad efter nytt varvta

Anpassad efter densitet ochvarvtalUppmaumltt floumlde och tryck

Figur 81 Flaumlktkurvor

30

Eftersom det uppmaumltta trycket och floumldet inte ligger paring flaumlktkurvan anpassas flaumlktkurvan efter de uppmaumltta vaumlrdena hela kurvan parallellfoumlrskjuts genom att aumlndra varvtal och densitet foumlr att faring kurvan att sammanfalla med krysset Genom att saumltta densiteten till 125 kgm3 och varvtalet till 2410 varv per minut erharinglls kurvan i figur 82

Anpassad flaumlktkurva

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Luftfloumlde (m3s)

Stat

isk

tryc

koumlkn

ing

(Pa)

Statisk tryck kurva Anpassad flaumlktkurva Uppmaumltt floumlde och tryck

Figur 82 Anpassad flaumlktkurva

31

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

8 Justering av flaumlktkurva Eftersom de flesta flaumlktkurvor som tillhandaharinglls av tillverkare endast visar totaltrycket aumlr steg ett att rita upp nya kurvor som visar statisk tryckoumlkning samt floumldesmaumlngd Foumlr att beraumlkna det statiska trycket av totaltrycket anvaumlnds foumlljande samband

dst ppp += Pa (81) Steg tvaring aumlr att rita upp en kurva som aumlr anpassad efter ett eventuellt oumlkatminskat varvantal per minut Steg tre aumlr att rita upp en kurva som visar en flaumlktkurva som aumlr anpassad efter densitet i faumllt samt aktuellt varvtal Vid justering av flaumlktkurvor anvaumlnds de grundlaumlggande flaumlktlagarna beskrivna i kapitel 343 Luftens densitet beraumlknades i ett excelark genom att saumltta in uppmaumltt totaltryck 113713Pa torrtemperatur 1850C och varingt temperatur 1730C Den beraumlknade densiteten blev daring 135 kgm3 Det statiska differenstrycket oumlver flaumlkten maumlttes upp till 1629 Pa Floumldet i tuben som hade en diameter paring 1200mm beraumlknades till 103 m3s med aktuell luftdensitet Efter insaumlttning av vaumlrden i sambanden (314) (315) (317) och (318) kunde nya flaumlktkurvor skapas I figur 81 visas flaumlktkurvor omraumlknade fraringn totaltryck till statiskt‐tryck

Flaumlktkurvor

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

5 7 9 11 13 15 17

Luftfloumlde m3s

Stat

isk

tryck

oumlkni

ng

Anpassad efter statiskt tryck

Anpassad efter nytt varvta

Anpassad efter densitet ochvarvtalUppmaumltt floumlde och tryck

Figur 81 Flaumlktkurvor

30

Eftersom det uppmaumltta trycket och floumldet inte ligger paring flaumlktkurvan anpassas flaumlktkurvan efter de uppmaumltta vaumlrdena hela kurvan parallellfoumlrskjuts genom att aumlndra varvtal och densitet foumlr att faring kurvan att sammanfalla med krysset Genom att saumltta densiteten till 125 kgm3 och varvtalet till 2410 varv per minut erharinglls kurvan i figur 82

Anpassad flaumlktkurva

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Luftfloumlde (m3s)

Stat

isk

tryc

koumlkn

ing

(Pa)

Statisk tryck kurva Anpassad flaumlktkurva Uppmaumltt floumlde och tryck

Figur 82 Anpassad flaumlktkurva

31

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

Eftersom det uppmaumltta trycket och floumldet inte ligger paring flaumlktkurvan anpassas flaumlktkurvan efter de uppmaumltta vaumlrdena hela kurvan parallellfoumlrskjuts genom att aumlndra varvtal och densitet foumlr att faring kurvan att sammanfalla med krysset Genom att saumltta densiteten till 125 kgm3 och varvtalet till 2410 varv per minut erharinglls kurvan i figur 82

Anpassad flaumlktkurva

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Luftfloumlde (m3s)

Stat

isk

tryc

koumlkn

ing

(Pa)

Statisk tryck kurva Anpassad flaumlktkurva Uppmaumltt floumlde och tryck

Figur 82 Anpassad flaumlktkurva

31

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

9 Floumldesschema Utifraringn uppmaumltta vaumlrden har floumldesscheman ritats oumlver den rdquogamlardquo delen av gruvan och oumlver den rdquonyardquo delen av gruvan Floumldesschema foumlr den gamla delen visas i figur 91

Figur 91 Floumldesschema foumlr den gamla delen av gruvan ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna Floumldet som skickas ner fraringn Woodsflaumlktarna ligger paring ca 142 m3s i floumldesschemat Luftfloumldet som naringr fram till Mammuthflaumlktarna aumlr paring 1458 m3s vilket aumlr mer aumln vad som skickas ner Det laumlngsta roumlda strecket foumlrestaumlller huvudrampen daumlr fraringnluften garingr I floumldesschemat visas att det finns laumlckor fraringn huvudrampens fraringnluft till tilluft paring nivaringerna 690 och 790 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuth visas i figur 92

32

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

33

Figur 92 Floumldesschema foumlr den nya delen nedom Mammuthflaumlktarna I figur 92 ovan visas att det ingaringende floumldet aumlr 1458 m3s vilket aumlr lika stort som floumldet ut ur systemet Tilluften kommer via Mammuth och slussas vidare laumlngs B‐orten medan uttag sker laumlngs vaumlgen Slutligen samlas all luft i U‐orten som leder luften ut i huvudrampen

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen Genom att jaumlmfoumlra Ventsim‐modellen med dagens ventilationssystem upptaumlcktes ett antal foumlraumlndringar Nya tuber och flaumlktar hade installerats medan andra hade tagits bort Naringgra portar hade bytts ut bland annat 7x7 porten och Ollonporten Microstation har daumlrefter anvaumlnts foumlr att ta reda paring de raumltta koordinaterna foumlr de nya omraringdena vilka sedan ritats in i Ventsim I uppdateringen har flaumlktar bytts ut och nya flaumlktar satts in paring de staumlllen daumlr det finns fysiska flaumlktar idag men daumlr det inte fanns flaumlktar i den gamla modellen Uppdatering av flaumlktkurvor har aumlven gjorts oumlver en 900 flaumlkt daumlr flaumlktkurvan foumlr denna satts in i programmet De maumltningar av luftfloumlden som gjorts runt om i gruvan har vi sedan jaumlmfoumlrt med erharingllna vaumlrden i programmet En viss kalibrering har gjorts i modellen foumlr att faring de uppmaumltta vaumlrdena att ungefaumlr staumlmma oumlverens med de simulerade vaumlrdena Foumlr att alla flaumlktar i modellen ska kunna garing utan att stanna har vissa flaumlktar bytts ut i simuleringsmodellen De staumlllena daumlr flaumlktar har bytts ut aumlr paring 880‐verkstaden 1306 pumpstation och paring J‐omraringdet sammanlagt har 3 flaumlktar bytts ut och en har justerats En lista paring de utbytta och justerade flaumlktarna ses i tabellen 101 nedan Tabell 101 Flaumlktar i Ventsim som inte finns installerade i verkligheten

Tidigare flaumlktar Nya flaumlktar Omraringde

1 Removex 900 37kW

halvfart

1 Removex 18 kW paring halvfart 880 Verkstad

1 Removex 900 37 kW paring

helfart

Aumlndrad till halvfart J‐6 Omraringde

1 Removex 1250 90kW 1 Removex 900 37 kW paring helfart J‐7 Omraringde

1 Removex 900 37 kW 1 Removex 900 37 kW med justerad flaumlktkurva

J‐nedre

I fugurerna 101 och 102 visas naringgra av de simulerade floumldena i modellen Som framkommer aumlr det samma fraringnluftsfloumlde laumlngst ut i U‐ort som tilluftfloumldet framfoumlr Mammuthflaumlktarna vilket aumlr en grundregel eftersom all fraringnluft fraringn det vaumlstra omraringdet passerar U‐orten paring vaumlg mot huvudrampen och oumlvriga fraringnluftsschakt I oumlvrigt staumlmmer de simulerade vaumlrdena ganska bra men inte helt med de uppmaumltta

34

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

Figur 101 Floumldesmaumlngder i tilluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

35

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

Figur 102 Floumldesmaumlngder i fraringnluften enligt den simulerade modellen i Ventsim

36

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

11 Diskussion

111 Diskussion av metod Vid maumltning av areor hade vi kunnat anlita en gruvmaumltare om vi hade varit ute i tid Gruvmaumltaren har instrument som ger en exaktare beraumlkning av arean aumln metoden med distometer som vi anvaumlnde I foumlrstadiet paring varingr kartstudie drog vi ut kartor oumlver hela gruvan som vi sedan studerade och skrev in namn paring orter osv I efterhand kan vi konstatera att det hade varit laumlttare att skriva ut kartor som visade omraringden i anslutning till ventilationssystemet och studera enbart dessa Det hade definitivt sparat in en massa tid

112 Diskussion av resultat Tidigare i rapporten har det beskrivits att Kristinebergsgruvan bestaringr av ett antal olika utbrutna nivaringer Genom dessa nivaringer passerar baringde tilluft och fraringnluftsschakt och det finns stora moumljligheter att det laumlcker luft paring staumlllen daumlr kontroller ej genomfoumlrts

Vid maumlttillfaumlllena skulle ventilationssystemet vara fixerat i ett visst laumlge dvs Woodsflaumlktarna ovan jord skulle ge 500 000 m3h Enligt elektrikern Ola Johansson aumlr Woodsflaumlktarna inte kalibrerade paring laumlnge naumlr de visar att de skickar ner 500 000 m3h aumlr det bara ett ungefaumlrligt vaumlrde Flaumlktar garingr ju tyngre och behoumlver mer kraft foumlr att fungera naumlr de aumlr slitna ingen vet hur bra de gamla vaumlrdena staumlmmer

Betraumlffande resterande flaumlktar skulle samtliga rumsflaumlktar garing paring halvfart foumlrutom paring J‐omraringdet daumlr de skulle garing paring full fart Tyvaumlrr observerade vi att flaumlktar stannade nu och daring vilket kan ha bidragit till ett antal felaktiga maumltvaumlrden Tydligast saringg vi detta daring ventiflextuberna helt saknade floumlde och daumlrmed hade rdquosjunkit ihoprdquo Ett annat fenomen som vi observerade var att luften gick mot fel haringll vid maumltning kring EWB luften stroumlmmade fraringn K5 K6 och in i EWB Luften borde ha garingtt uppfoumlr EW rampen och mot K5 K6 enligt den streckade pilen i figur 111

37

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

Figur 111 Floumlden vid EWB som leder ner luft till J‐omraringdet Anledningen till att luften gick aringt fel haringll var att naringgon flaumlkt stannat samt att det troligen var tomt i en tapp varfoumlr luften daumlrmed kunde sugas in bakvaumlgen Daring flaumlktarna startats upp igen och ommaumltningar i dessa punkter skulle genomfoumlras gick maumltinstrumentet soumlnder Daumlrfoumlr aumlr vaumlrden i maumltpunkterna 27 och 28 ej korrekta och daumlrmed borttagna Vidare maumltte vi upp ett orimligt laringgt luftfloumlde i fraringnluften i transportorten vid OKQ8 Det har antagits att flaumlktar paring K5 och K6 vid detta maumlttillfaumllle stod stilla och att skaumlmd luft aringkte in bakvaumlgen tillbaka till tilluftssystemet som gjorde att floumldet i denna punkt var ovaumlntat laringg Det finns aumlven osaumlkerheter i areamaumltningarna Det aumlr mycket svaringrt att raumlkna ut en exakt area paring orter daumlr vaumlggarna aumlr mycket skrovliga med de instrument vi anvaumlnde I maumltpunkt 35 nedanfoumlr Mammuth anvaumlnde vi oss av Mats Isakssons gamla areaberaumlkning av profilen Vad vi inte tog haumlnsyn till var att arean kan ha foumlraumlndrats sedan Mats gjorde sin maumltning orten kan ha blivit rensad och daumlrmed faringtt en stoumlrre area En liten areafoumlraumlndring paringverkar floumldesberaumlkningen ganska mycket i de fall som vid Mammuth daumlr floumldet aumlr kraftigt Eftersom vi i efterhand har kunnat konstatera att den stora 1250 flaumlkten laumlngst nere paring J stod stilla vid stora delar av den andra maumltningen kan tryckdifferensmaumltningarna vid portarna (7x7 och Ollonport) i det vaumlstra omraringdet ifraringgasaumlttas Vid maumlttillfaumlllet visade instrumentet att det laumlckte ut stora maumlngder luft genom Ollonporten fraringn tilluftssystemet Det raringdde aumlven oumlvertryck i tilluftssidan Vid simulering i Ventsim laumlcker luft ut fraringn tilluften i de fall daumlr vi staumlnger av flaumlkten nere paring J medan det i Ventsim dras in skaumlmd luft genom Ollonporten (undertryck i tilluftsystemet) daring flaumlkten paring J garingr paring full fart vilket kan ge en antydan om att de uppmaumltta vaumlrdena kan vara missvisande

38

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

12 Rekommendationer Varingra rekommendationer aumlr att staumlnga doumlrrar in till nivaringer och till schakt 1 daumlr luften vid inspektionen kunde faumlrdas obehindrat Vi rekommenderar aumlven att haringl i portar taumltas och att taumlttslutande gummilister monteras under de portar daumlr laumlckaget var stort under porten Vi rekommenderar att infoumlra baumlttre rutiner foumlr tillstaringndkontroll av portar och doumlrrar paring de olika nivaringerna Vi foumlreslaringr aumlven att Woodsflaumlktarna ovan jord kalibreras paring ett saumltt att floumldesmaumlngden uppdateras i foumlrharingllande till effektbehovet Vidare rekommenderar vi en mer omfattande maumltning foumlr att systemet ska bli riktigt klarlagt Samtliga flaumlktar borde ocksaring maumltas upp och flaumlktkurvorna foumlr dessa borde justeras i modellen

13 Slutsatser Ventsim‐modellen var i behov av uppdatering eftersom det sedan foumlregaringende modell bull installerats nya ventilationskanaler bull luftvaumlgar dragits om bull flaumlktar bytts ut bull ytterligare flaumlktar installerats bull annat ex utbytta portar rensade orter mm

Ventsim‐modellen har uppdaterats och att den staumlmmer nu oumlverens med de uppmaumltta vaumlrden som erhoumllls vid faumlltmaumltning Uppmaumltta vaumlrden och simuleringar i modellen visar paring att det finns laumlckor mellan tilluftsystemet och fraringnluftsystemet Uppmaumltta vaumlrden visar aumlven paring att det blir undertryck i tilluftsystemet naumlr rumsflaumlktarna nedanfoumlr Mammuth garingr med de instaumlllningar vi hade vid maumltningar Detta tyder paring att flaumlktarna har stoumlrre kapacitet aumln det finns tillgaringng till luft Till foumlljd av undertrycket i tilluftssystemet sugs skaumlmd luft fraringn fraringnluftssystemet in i friskluftssystemet

39

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

14 Referenser

Bok FranzeacutenT Myran T Larsson O RustanA (1984) Ventilation vid underjordsarbeten Soumldertaumllje Broumld Ljungberg Tryckeri AB

Rapport IsakssonM (2006) Simulation of ventilation for the Kristineberg Mine at 800 ktonne production levels Boliden Mineral AB

Muntlig kommunikation Erland Holmqvist Boliden Mineral AB Emil Fjellner Boliden Mineral AB Ola Johansson Boliden Mineral AB Mats Isaksson Boliden Mineral AB

Internetbaserade kaumlllor wwwventsimcom 2008‐05‐25 wwwbentleycom 2008‐05‐25 wwwkimose 2008-05-25

Bok paring Internet MJ McPherson Subsurface Ventilation and Environmental Engineering httpwwwmultimediavtedu16080mcphersonteachinghtml

40

Kurslitteratur School of Mining Engineering University of New South Wales Australia Underground Mine Environment Course Module 10 Ventilation and Mine Services 11 Fluid Flow Friction and Shock Losses 2003 School of Mining Engineering University of New South Wales Australia Underground Mine Environment Course Module 10 Ventilation and Mine Services 12 Fans and Auxiliary Ventilation 2003 School of Mining Engineering University of New South Wales Australia Underground Mine Environment Course Module 10 13 Ventilation network Analyses 2003 School of Mining Engineering University of New South Wales Australia Underground Mine Environment Course Module 10 14 Ventilation monitoring and Mine services 2003

41

Bilagor

Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring

42

Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring

43

Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring

44

Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring

45

Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring

46

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilagor

Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring

42

Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring

43

Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring

44

Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring

45

Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring

46

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring

43

Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring

44

Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring

45

Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring

46

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring

44

Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring

45

Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring

46

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring

45

Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring

46

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring

46

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring

47

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring

48

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport

49

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port

50

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg

51

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port

52

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6

53

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka

Maumlt

punk

t 33

54

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo

Maumlt

punk

t 31

55

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan Flaumlktar som finns paring plats i tilluftsystemet 2008-05-16 Rum Flaumlkttyp diameter (mm) Funktion E5 Removex 900 Omroumlrare 985 Removex 900 Ventsystem965 Removex 900 Omroumlrare E4 Removex 1250 Ventsystem1411-3 Removex 900 Ventsystem1411-4 Removex 900 VentsystemJB-1080 Removex 900 Omroumlrare JB-1112 Removex 900 Omroumlrare J6 Removex 900 VentsystemJ3 Removex 900 Omroumlrare J7 Removex 1250 VentsystemJ8-1 Removex 1250 VentsystemJ9-1 J8-9 Removex 900 VentsystemJ-Ramp Removex 1250 VentsystemJ10 Removex 900 Omroumlrare U-W Removex 1250 dubbel VentsystemL-Ort Removex 900 Omroumlrare EW 4 Removex 900 VentsystemK5 Removex 900 VentsystemK6 Removex 900 VentsystemA4 Removex 900 VentsystemA4 Ramp Removex 1250 Omroumlrare 1130 Mek Removex 630 VentsystemMekverkstad 880 Removex 900 VentsystemK 1-2 Removex 900 Ventsystem490 schakt 5 Removex 900 VentsystemFraringn dagen schakt 2 toppen Woods 1600 (4 st) VentsystemVentort vid ca 1000m nivaring Removex 1800 (2 st) Ventsystem Fraringnluftsflaumlktar vid Kristinebergsgruvan 2008-05-16 1230 Ramp Removex 1250 (2 st) 1211 Ramp port Removex 900 385 m nivaring Removex 1800

56

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring

57

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring

58

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet

59

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp

60

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport

61

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring

62

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt

63

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J

64

• Linda Bjureacuten Anders Hermansson
• Sammanfattning
• Abstract
• Inneharingllsfoumlrteckning
• 1 Bakgrund
• • 12 Syfte
  • 13 Avgraumlnsningar
  • • 2 Nuvarande ventilationsanlaumlggning
    • • 21 Ovanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 22 Nedanfoumlr Mammuthflaumlktarna
      • 23 Installerade flaumlktar
      • • 231 Flaumlktar paring tilluftssidan
        • • 3 Teori
          • • 31 Grundlaumlggande kunskaper
            • 32 Ventilation
            • • 321 Turbulenta och laminaumlra stroumlmningar
              • 322 Naturlig ventilation
              • 323 Dimma
              • • 33 Installerad ventilation
                • • 331 Sugande ventilation
                  • 332 Blaringsande ventilation
                  • 333 Ventilationskanaler
                  • 334 Luftvaumlgar i serier
                  • 335 Parallella luftvaumlgar
                  • • 34 Introduktion flaumlktar
                    • • 341 Centrifugal eller radial flaumlkt
                      • 342 Axiella flaumlktar
                      • 343 Grundlaumlggande samband foumlr beraumlkning av flaumlktar
                      • • 4 Metod
                        • • 41 Kartlaumlggning av gruvan och ventilationssystemet
                          • 42 Kontroll av laumlckage
                          • 42 Planering av maumltning
                          • 43 Maumltningar
                          • • 431 Metod foumlr uppmaumltning av tryck i ventiflextuber
                            • 432 Vindhastighetsmaumltning
                            • 433 Areabestaumlmning
                            • 434 Uppmaumltning av flaumlkt
                            • • 44 Beraumlkningar
                              • • 5 Utrustning
                                • • 51 Prandtlroumlr
                                  • 52 Vinghjulsanemometer
                                  • 53 Distometer
                                  • 54 Psychrometer
                                  • 55 Barometer
                                  • 56 Mjukvara
                                  • • 561 Ventsim
                                    • 562 Microstation
                                    • • 6 Kartlaumlggning av ventilationssystemet
                                      • • 61 Resultat foumlr kontroll av laumlckage
                                        • • 7 Floumldesmaumltningar
                                          • • 71 Resultat av floumldesmaumltningar i tub
                                            • 72 Resultat av tryckdifferensmaumltningar
                                            • 73 Beraumlkning av floumlden i orter
                                            • • 9 Floumldesschema
                                              • 10 Uppdatering och komplettering av ventilationsmodellen
                                              • • Tidigare flaumlktar
                                                • Nya flaumlktar
                                                • Omraringde
                                                • 111 Diskussion av metod
                                                • 112 Diskussion av resultat
                                                • • 12 Rekommendationer
                                                  • 13 Slutsatser
                                                  • 14 Referenser
                                                  • • Bok
                                                    • Rapport
                                                    • Muntlig kommunikation
                                                    • Internetbaserade kaumlllor
                                                    • Bok paring Internet
                                                    • Kurslitteratur
                                                    • • Bilagor
                                                      • • Bilaga 1 Maumltpunkter paring 410m nivaring
                                                        • Bilaga 2 Maumltpunkter paring 490m nivaring
                                                        • Bilaga 3 Maumltpunkter kring 590m nivaring
                                                        • Bilaga 4 Maumltpunkter paring 690m nivaring
                                                        • Bilaga 5 Maumltpunkter paring 790m nivaring
                                                        • Bilaga 6 Maumltpunkter ovan och nedom 790m nivaring
                                                        • Bilaga 7 Maumltpunkter kring 880verkstad och 950m nivaring
                                                        • Bilaga 8 Maumltpunkter kring 1130port och Ollonport
                                                        • Bilaga 9 Maumltpunkt kring 1230port
                                                        • Bilaga 10 Maumltpunkt i B-ort foumlre flaumlktvaumlgg
                                                        • Bilaga 11 Maumltpunkter vid 7x7 port
                                                        • Bilaga 12 Maumltpunkt i EW-ramp innan K5-K6
                                                        • Bilaga 13 Maumltpunkt i EW-ramp vid grusficka
                                                        • Bilaga 14 Maumltpunkt i transportort innan rdquoOKQ8rdquo
                                                        • Bilaga 15 Installerade flaumlktar i Kristinebergsgruvan
                                                        • Bilaga 16 Profiler foumlr 410m 490m och 590m nivaring
                                                        • Bilaga 17 Profiler vid 880m nivaring
                                                        • Bilaga 18 Profiler oumlver maumltpunkter i det vaumlstra omraringdet
                                                        • Bilaga 19 Profiler foumlr K1-2ramp T-ort EW-ramp K5-K6 ramp
                                                        • Bilaga 20 Profiler foumlr maumltpunkter vid ollonport
                                                        • Bilaga 21 Profiler foumlr 690m och 790m nivaring
                                                        • Bilaga 22 Flaumlktkurva foumlr 900mm flaumlkt
                                                        • Bilaga 23 Excelark foumlr beraumlkning av densitet paring luft vid nedre flaumlktvaumlgg paring J