Academic literature on the topic 'Bergbultar'

Rapportens syfte är att undersöka vilka störningar skrot från kamstålsbultar medför i LKAB:sunderjordsgruva i Kiruna. Vidare undersöks om det finns alternativa bultar eller tillvägagångssätt somuppfyller LKAB:s krav för bultning av tvärortar. En statistisk analys görs på hur mycket och i vilketområde skrotet kommer upp till sovringens 14 skrotband. Alternativbultarna ska inte vara magnetiskaoch om möjligt pulveriseras vid sprängning. Det ska även tas upp om det är ekonomiskt försvarbart attbyta till alternativa bultar. Bergförstärkningen i tvärortarna består till största del av kamstålsbultar ochsprutbetong. I tvärortarna anses risken för seismisk aktivitet vara låg och därför behöver intebergbultar som dimensionerats för dynamiska laster användas. Den bulten som används i dag är denså kallade Kirunabulten som är en kamstålsbult med en kil längst in. Bergbultarna tros orsaka problemi fasta anläggningar genom att t.ex. bulten sticker ut från vagnarna under jord och tar i nödstoppslinoretc. Ovan jord kan bulten orsaka skada på transportband samt förorsaka stockningar i stup och fickor.Åren 1979- 1981 utfördes ett antal försök med de då nya glasfiberbultarna. Det sattes ett hundratalbultar i Kirunagruvan. Problemet då vara att glasfiberbulten hade en för glatt yta och inte kunde fästasi berget tillräckligt bra. Idag är glasfiberbulten en väl testad bult och används flitigt ute i världen.Jämfört med Kirunabulten har glasfiberbulten runt 30 % högre draghållfasthet, 40 % lägreskjuvhållfasthet men är 70 % lättare. En litteraturstudie har genomförts för att ta reda på mer om LKABoch vilka olika typer av bultar det finns samt vilka tester som är genomförda. Insamling av rådata hargjorts från gruvan och verken ovan jord för vidare beräkningar. En undersökning av vad det finns förmaterial och leverantörer på marknaden samt en jämförelse av olika bultar mot LKAB:s standard hargjorts. Gruvan har problem med bultar som stör processen genom oförutsedda stopp i flödet. Det blirdäremot inga större produktionsbortfall p.g.a. bultar som följer med i produktionen. Det är inte säkertatt ett byte till glasfiberbultar skulle hjälpa då det finns risk att även denna bult följer med malmen ochsticker ut från vagnar med mera, samt att den skulle tas om hand först i sovringen. Sovringen har enså pass stor överkapacitet på anläggningen att den klarar allt som gruvan skickar upp i dagsläget.Antalet bult kommer att öka för nu krävs systembultning. Problem orsakade av att bulten följer skrotetär ganska konstant sett över ett år. Antalet skrot per ton är relativt konstant även om antalet skrotökar över tiden. Sett över en vecka visar att skrotflödet kommer med jämnt flöde upp till sovringens14 skrotband. Medianens snitt ligger på 12,5 skrot sett över en vecka. Tidsmässigt ligger under sammaperiod ståtidens medianen i snitt 0,84 tim. Hela anläggningen från gruvan under jord till anrikningsverket störs inte nämnvärt idag av skrotet och ett byte till några andra bultar kan inte motiveras. Vissaförluster blir det trots allt i gruvan men dessa kan inte avhjälpas med andra typer av bultar.Rekommenderas att vidare studier genomförs med glasfiberbulten för att se hur denna beter sig iflödet.
The purpose of this report is to investigate what disturbances scrap from rebar steel bolts causes inLKAB's underground Kiruna mine. Furthermore, it is investigated whether there are alternative boltsor approaches that meet LKAB's requirements for bolting of cross-cuts. A statistical analysis is made ofhow much and in which area the scrap reaches the 14 scrap belts in the sorting plant. The alternativebolts must not be magnetic and, if possible, should pulverized during explosion. It must also beaddressed whether it is economically justifiable to switch to alternative bolts. The rock reinforcementin the cross-cuts consists mostly of rebar steel bolts and shotcrete. In the cross-cuts, the risk of seismicactivity is considered to be low and therefore rock bolts dimensioned for dynamic loads do not needto be used. The bolt used today is the so-called Kirunabulten which is a rebar steel bolt with a wedgeat the inside end. It is believed that the rock bolts cause problems in the process. A rock bolt that windsup in the train wagon can cause problems by taking down the train electrical wires and emergencystop cables. Above ground in the sorting- and concentrating plants the bolts can cleave conveyor belts.The costs caused by the bolts are mostly underground on the train and crushing level. In the years1979-1981, a number of experiments were performed with the then new fiberglass bolts. About ahundred bolts were installed in the Kiruna mine. The problem at the time was that the fiberglass bolthad a too smooth surface and could not be attached to the grout sufficiently. Today, the fiberglass boltis a well-tested bolt and is commonly used in the world. Compared to the Kiruna bolt, the fiberglassbolt has around 30% higher tensile strength, 40% lower shear strength but is 70% lighter. A literaturestudy has been carried out to find out more about LKAB and what different types of bolts there areand what tests have been carried out. Collection of raw data has been done from the mine and theplants above ground for further calculations. A study of what materials and suppliers are on the marketas well as a comparison of different bolts against LKAB's standard has been made. The mine hasproblems with bolts that disrupt the process through unforeseen stops in the flow. On the other hand,there will be no major production losses due to bolts included in the production. It is not certain thata change to fiberglass bolts would help as there is a risk that this bolt also accompanies the ore andi.e. winds up in the train wagon, and that it would be taken care of first in the sorting plant. The sortingplant has such a large overcapacity that it can handle everything that the mine hoists at present. Thenumber of bolts will increase because systematic bolting is now required. Problems caused by the boltfollowing the scrap are fairly constant over a year. The number of scrap per ton is relatively constanteven if the number of scrap increases over time. Seen over a week the scrap flow is even up to thesorting plat’s 14 scrap bands. The median average is 12.5 scrap seen over a week. In terms of time, themedian stop time averages 0.84 hours during the same period. The entire facility from theunderground mine to the concentrator is not significantly disturbed today by the scrap and a changeto any other bolts can not be justified. After all, there will be some losses in the mine, but these cannotbe remedied with other types of bolts. It is recommended that further studies be carried out with thefiberglass bolt to see how it behaves in the production.

Internationellt sett är merparten av de dammbrott som ägt rum kopplat till grundläggningen. Det är oftast kopplat till att det finns osäkerhet i de rådande grundförhållandena. Som extra säkerhet, installerades bergförankringar som en åtgärd att behandla osäkerheterna i de rådande grundförhållandena. I Sverige är merparten av kraftverksdammarna uppförda mellan 1940-och1960 talet. Det var inte ovanligt att cementingjutna slakarmerade kamstål sattes under dammarna som en extra säkerhet. När dessa bergbultar installerades var kunskapen om dess verkningssätt begränsat, då teorier om bergbultens verkningssätt började utvecklas under 70- och 80-talet. Vid dimensionering av bergförankring till dammbyggnader i nutid tillämpas RIDAS, Kraftföretagens riktlinjer för dammsäkerhet, som är upprättade av de Svenska dammägarna. I RIDAS framgår att när det endast föreligger en risk för glidning får rostfri slak armering användas som bergförstärkning och dimensioneras enligt BBK, Boverkets handbok för betongkonstruktioner, kap 3.11 "kraftöverföring genom fog". Examensarbetets inledande del är en litteraturstudie som är inriktad på den forskning som har bedrivits rörande bergbultens principiella beteende när den går till brott. Vidare i litteraturstudien har en beräkningsteori som utvecklats av Holmberg (1991) vilken beskriver en bergbults bidrag till bärförmågan för en bergspricka studerats i detalj. Teorin har även jämförts mot experimentellt utförda skjuvförsök av bergbultar. Med hjälp av den teori som presenterades i litteraturstudien genomfördes en stabilitetsanalys av en betongmonolit i utskovsdammen på en typisk Svensk vattenkraftstation. Målet var att undersöka möjligheten för bergbultarna, som är installerade i berggrunden att samverka, med ett antaget horisontell sprickplan under dammbyggnaden. Det bidrag till bärförmågan som bergbultarna och bergsprickan utgör till totalstabiliteten jämförs med de krav som ställs i RIDAS. I slutet av arbetet förs en diskussion om de presenterade teoriernas förmåga att beskriva bultens bärförmåga under olika förhållanden samt hur en bergförankring bör utformas för att säkerställa dragbrott i bulten. Efter det ges förslag på forskning rörande bergbultning som kan utföras, för att bättre förstå bergbultens principiella beteende.
Internationally, the majority of dam failures that have occurred are related to the foundation. It is usually linked to the large uncertainty in the actual propertys of the foundation. A common measure was to install rock bolts as an extra precaution in the subgrade to handle the uncertainties of the subgrade. In Sweden, most of the hydroelectric dams were constructed between 1940 and 1960. It was not uncommon that cemented reinforced rock bolts were installed in the subsoil as an extra precaution. When these rock bolts were installed, understanding of their stress handling was limited, considering the fact that the theory of the rock bolts behavior was first studied between 1970 and 1980. The first part of this thesis is a thorough review of the literature which focuses on the research that has been conducted on the fundamental behavior of the rock bolt when it fails. In this study, a computational theory describing a rock bolts load contribution to a rock joint is presented, verified against experimental shear tests performed on rock bolts. In the design of rock anchoring to the construction of reservoirs in the present application RIDAS, Power Companies' guidelines for dam safety, the guidelines is formed by the Swedish dam owners. Accordingly to RIDAS where there is only a risk for a slide in a rock joint stainless untensioned rock bolts are allowed to be used fore support and dimension according to BBK, Boverkets handbok för betongkonstruktioner, kap 3.11 "kraftöverföring genom fog". Using the theory presented in the literature review, a stability analysis of a monolith on Långbjörn PowerStation was carried out. The goal was to explore the possibility of rock bolts installed in the subgrade to interoperate with a rock joints under the dam building. The load contribution of rock bolts and the rock joints has to overall stability is compared with the requirements of the Swedish power company’s guidelines for dam safety, RIDAS. At the end of the thesis, the presented theories’ applicability under different conditions and how a rock anchor should be designed to be as efficient as possible is discussed. In conclusion, suggestions for research that can be performed on bolting, to gain better understanding of the fundamental behavior of the rock bolt are presented.

Har du någonsin åkt genom en tunnel och undrat hur det kommer sig att det tunga berget över dig inte kollapsar in i detta hålrum? Har du lagt märke till underliga metallpinnar som sticker ut ur väggar och tak? Dessa metallpinnar är bultar, och de är en del av säkerhetsåtgärderna som ser till att tunnlar över hela Sverige är säkra att färdas i. När en tunnel byggs är det viktigt att ta reda på vilka egenskaper som berget har för att kunna avgöra hur stora säkerhetsåtgärder som bör implementeras. Dessa egenskaper kan vara sådant som sprickors utbredning och orientering, hur mycket vatten som finns i sprickorna, vad berget består av och krafter som påverkar berget. Säkerhetsarbetet kring tunnlar kan göra skillnaden mellan liv och död, men hur ska man forska kring detta? I ett labb kan man med hjälp av en modell undersöka vad som fungerar bäst, men även det minsta möjliga för att förhindra kollaps. I detta arbete har en modell som representerar ett tunneltak använts. Den används till undervisning för förståelse av bultar. Modellen var en upphöjd stålram med avtagbar botten, stålramen var kvadratisk med 82 cm sidolängd. I denna ram placerades skruvar och järnvägsmakadam för att simulera ett tunneltak med bultar i mindre skala. Järnvägsmakadam är krossat berg med en kornstorlek på ca 32 till 64 mm. Skruvarna trycker ihop makadamen med hjälp av brickor för att tryck ska uppstå och trycket mäts med tryckgivare som är placerade i modellen. Arbetet som har utförts med hjälp av modellen syftar till att utveckla metoder för hur sådana försök bör utföras i framtiden. Tidigare försök har gjorts och då har det observerats att denna modell har varit stabil när skruvarna spänts till 7 Nm (Newtonmeter) vridmoment och att den kollapsade av minimal påverkan när skruvarna spändes till 5 Nm. Därför gick vi in i detta arbete med hypotesen att modellens lägre gräns för stabilitet fanns strax under 5 Nm. Vid de tidigare försöken mättes inte trycket i modellen och vi hade därför ingen hypotes om detta. Försöken utfördes på olika vis. Skruvarna spändes i olika mönster och med olika vridmoment, makadamen placerades också på olika sätt när modellen byggdes upp. Som resultat ställdes vridmoment och tryck upp i tabeller och diagram. Det skulle visa sig att hypotesen om att den lägre gränsen var nära 5 Nm vridmoment inte stämde. Modellen hölls uppe även när skruvarna endast spändes till 2 Nm. Både när modellens bottenlager var fördelaktigt och ofördelaktigt uppbyggt ur ett stabilitetsperspektiv så höll modellen vid 2 Nm. Lägre vridmoment än 2 Nm kunde inte testas i brist på känsligare verktyg.
Have you ever traveled through a tunnel and wondered why the heavy rock above you doesn’t collapse on top of you? Have you noticed the odd metal rods that sticks out from the walls and ceiling? These metal rods are bolts, a part of the security measures that make sure that tunnels all over Sweden are safe to travel through. When a tunnel is built, it is important to know the properties of the rock to be able to assess what type of security measures that need to be applied. These properties can be fractures and their orientation, the composition of the rock and the forces that are present. The security work regarding tunnels can be the difference between life and death, but how can research in this field be carried out? Model experiments in a laboratory can be of great use to investigate the most efficient way to stabilize the rock, but also the minimal effort required to prevent collapse. For this report a model that represents the roof of a tunnel has been used. The model is used for learning about rock bolts and consisted of an elevated 82 cm square steel frame with a detachable floor. Bolts and crushed rock were placed within the frame to simulate a tunnel roof in a smaller scale. The crushed rock had a grain size of 32 to 64 mm. The bolts in combination with small metal discs compress the rock to produce pressure, and the induced pressure is measured with pressure indicators placed within the model. The experiments conducted with this model aims to develop potential new methods for future uses and experiments. Previous experiments with this type of model have shown that the model is stable when the bolts have been tightened to 7 Nm (Newton Meters) torque, and subsequently collapsed with minimal influence when the bolts were tightened to 5 Nm. Therefore, the hypothesis of this report was based on previous experiments, where the lower limit of the model seemed to be close to 5 Nm. The previous experiments didn’t measure the pressure throughout the strained rock mass, and therefore there is no hypothesis regarding this. The experiments were conducted in different ways. The bolts were tightened both in different patterns and with different torques, and the crushed rock were placed differently throughout the experiments as the model was being built. The following result of torque and pressure were presented in tables and graphs. The result showed that the hypothesis regarding the lower boundary being close to 5 Nm was not correct. The model stayed in place even when the bolts were tightened as low as 2 Nm. The model was stable at 2 Nm both with a favorable and unfavorable bottom layer of rock. Therefore, it is required to tension the bolt with torque lower than 2 Nm to determine the lower limit of stability, but that could not be tested due to the lack of proper tools.

Detta examensarbete inom bergmekanik har utförts på uppdrag av Boliden under perioden april-maj 2016 i Bolidens underjordsgruva i Garpenberg. Bultriggarna i Garpenberg är utrustade med ett nytt system för att hjälpa operatören att positionera bergbultar enligt planerade bultmönster. Detta innebär att det önskade bultavståndet läggs manuellt in i maskinens dator och genom att referera till två tidigare installerade bultar genereras en plan för nästa bultkrans. Syftet med examensarbetet var att utföra en kvalitetskontroll gällande bultriggens navigeringssystem genom referensbultning. Genom att jämföra bultriggarnas datalogg mot mätningarna av verkligt utfall undersöktes om bultarna följde den angivna förstärkningsplanen. Arbetet har utförts genom att mäta in 8 bultkransar (totalt 104 installerade bultar) med  totalstation. Datan har sedan jämförs med bultriggarnas datalogg som automatisk genereras i mjukvaran vid installationen av varje bult. Datan har sedan analyserats med hjälp av datorprogrammen AutoCAD och Microsoft Excel för att beräkna avvikelsen mellan bultriggarnas datalogg och mätningarna av verkligt utfall (medelvärden, standardavvikelse och normalfördelning). Resultatet av mätningarna visar att 30,4 % av samtliga avvikelser från bultriggens datalogg ligger i intervallet 0-3 centimeter. Analysen visar en total standardavvikelse på 0,103 meter. Då analysen av avvikelser från bultriggens datalogg förutsätter att bultriggarnas sensorer är korrekta i sin precision har en kontrollmätning genomförts.
This thesis in rock mechanics was carried out on behalf of Boliden during the period of April to May 2016 at Boliden underground mine in Garpenberg. The bolting rigs in Garpenberg are equipped with a new system to assist the operator to position the rock bolts according to the planned bolting pattern. This means that the planned bolt spacing is manually inserted in the bolt positioning software and by referring to two previously installed bolts the planned location of the next bolting fan is generated and shown in the software. The aim of the thesis was to perform a quality control regarding the bolting rigs navigation system by reference bolting. Through comparing the bolting rigs data log with the measurements of the actual outcome it was determined if the location of the bolts were positioned according to the specified rock support plan. The work was performed by measuring the location of eight bolting fans (a total of 104 installed bolts) with a total station. The data was then compared with a data log that is automatically generated in the software at the installation of each bolt. The data has mainly been analysed using computer software such as AutoCAD and Microsoft Excel in order to calculate deviation of the bolting rigs data log and the measurements of actual outcome (mean values, standard deviation and normal distribution). The result of the measurements shows that 30.4% of all rock bolts are in the range of 0-3 centimetres from their planned locations. The analysis shows a total standard deviation of 0.103 metres. The analysis of deviations requires that the sensors on the joints of the bolting rigs are calibrated for the bolt positioning software and therefore control measurements were carried out.

Tunnels and anthropogenic underground cavities are a very natural part of our everyday modern life. Especially in larger cities such as Stockholm where the infrastructure reaches far above ground level as well as deep below the surface. Metro, commuter train, cars along with many other ways of transportation have been moved below the surface the last century. Before then there were neither the technology nor the knowledge of how tunnels and underground cavities should be constructed so that the safety is not neglected. Several different forces are present in the bedrock below us, such as the weight of the overlying rock/strata and stresses due to tectonic, thermal, or hydrostatic forces among other. Knowledge of these forces and stresses are essential so that you will not get a piece of rock falling on your head on your way home from work with the metro. In most of the cases the roof of tunnels or underground cavities are shaped like an arch, and the stability of these arches depends on several aspects. At excavation of rock, there are natural arches in the bedrock. However, the stability of these arches depends on stresses, amount of overlying rock and the presence of rock joints and fractures (amount, directions and the characteristics of rock joints and fractures are important). These among other aspects determine the stability and the size of the arch. The natural arch in a manmade underground cavity or tunnel is seldom sufficient for it to be safe enough for humans to be in. There is a need for reinforcement of different kinds, where rock bolting is one of the most common. This bachelor’s thesis used a model to simulate arches in tunnels and cavities. The model which simulated an arch was an uplifted box (820x820x250 mm) with railroad macadam, pressure gauges and systematically placed bolts (threaded rods with nuts and washers at each end). The bottom part of the uplifted box could be removed. With a torque wrench the macadam was subjected to different torques, and the bolts were then removed according to a pattern to see at which torques and stresses the model held. The purpose of the thesis was to develop a refined method for bolt model so that controlled experiments could be done. The purpose was as well to determine how important the stresses in the rock is for the span of the arch. The thesis should also function as an instruction for future experiments at the university.  According to the results of the experiments, both lower stresses and higher stresses gave rise to a large arch span. In many cases, an even stress distribution in the model resulted in a greater arch span, but in some cases not. More experiments would have to be done to reach a reliable result. Therefore, there is great potential for other students to continue these experiments.
Tunnlar och bergrum är i modern tid så vanliga att många knappt märker att en befinner sig i ett bergrum i sin vardag. Inte minst i större städer såsom Stockholm där infrastrukturen sträcker sig högt över markytan såväl som långt ner i berggrunden. Tunnelbana, biltrafik, tågtrafik är några transportsätt som ofta har förflyttats under jord det senaste århundradet. Innan dess fanns varken tekniken eller kunskapen om hur tunnlar och bergrum ska konstrueras för att säkerheten ska vara tillräckligt hög. I berget under oss finns det flera krafter som verkar, däribland vikten från ovanliggande berg, spänningar av tektoniska, termala eller hydrostatiska ursprung. Kunskap om dessa spänningar är väsentliga för att du inte ska få ett bergblock i huvudet när åker hem från jobbet med tunnelbanan. I de allra flesta fall har bergrummet eller tunneln ett tak format som ett valv, och stabiliteten av dessa valv beror på flera aspekter. När berguttag sker finns det en naturlig valvverkan som existerar i berget. Höga spänningar, mängden överliggande berg och förekomsten av sprickor (mängd, riktningar och egenskaper hos sprickorna) är några faktorer som påverkar stabiliteten av valvet och hur stort valvet kan vara. Den naturliga valvverkan i en antropogen tunnel är sällan tillräcklig för att valvet ska hålla och vara säkert för människor ska vistas i. Det krävs bergförstärkning av olika typer, där bultförstärkning är vanligt förekommande.  Arbetet gick ut på att simulera valv i berg med hjälp av en modell. Modellen efterliknar ett tunneltak och består av en upphöjd låda (820x820x250mm) med järnvägsmakadam, systematiskt placerade bultar (stänger med bricka och mutter i varje ände) och tryckmätare. Lådan har en avtagbar botten. Experimentet gick ut på att spänna upp makadammet med olika vridmoment, och se vid vilka moment det håller när bultarna succesivt tas bort i en viss ordning. Syftet med arbetet var att ta fram en förfinad metodik för bultmodell så att kontrollerade försök kan genomföras samt fastställa spänningars betydelse för spännvidd av valv. Uppsatsen ska även kunna användas som instruktion för framtida försök vid universitetet.  Resultatet visade att en stor spännvidd uppstod vid både höga och låga spänningar. En jämnare spänningsfördelning gav i flera fall en större spännvidd, men i andra fall inte. Fler försök hade behövt göras för att säkerställa ett pålitligt resultat och det finns därmed stor potential att bygga vidare på experimenten som gjorts.