1.1 Räjähteiden kehitys kiinalaisista nykyaikaan 19

Transkriptio

1 Luku 1 Räjähteiden ja louhintatekniikan kehitys Räjähteiden kehitys kiinalaisista nykyaikaan Mustaruuti ilotulituksista louhintaräjäytyksiin Voimakkaita räjähdysaineita keksitään Piimaadynamiiteista nykyaikaisiin dynamiitteihin Räjähdysaineiden valmistusta Suomessa ennen toista maailmansotaa Anfon (ANON) aikaa Vesigeelejä (slurryjä) kehitellään Emulsiot nykyajan ja tulevaisuuden räjähdysaineita Tarkkuuslouhintaräjähdysaineet Tulevaisuuden toiveita, osittain jo täyttyneitä Sytytysvälineiden kehitys Räjähteiden käytön kehitys Suomessa vuosina Ennuste vuodelta Yleistä räjähdysaineista Dynamiitit Aniitti Anfo (ANO) Vesigeeliräjähdysaine (Slurry) Kemiitti Emulsioräjähdysaineet Sytytysvälineet Kivenirrotusmenetelmät Suomessa Yhteenveto räjähteiden kehityksestä Louhintakaluston kehittymisestä Porauslaitteet Louheen kuormaus ja kuljetus Louhintatapojen kehityksestä Yleisiä kehitysnäkymiä Raivaus- ja maanräjäytykset Pengerlouhinta Tunnelilouhinta Tarkkuuslouhinta Louhintaräjäytykset ja ympäristö Vedenalainen louhinta Kallion lujitustyöt Kalliorakentaminen Turvallisuusmääräykset Kuvia louhintakohteista 1960-luvulta 2000-luvulle Teho ja kiire ovat lisääntyneet 1960-luvulta 2000-luvulle. Työturvallisuutta on parannettava ja alan imagoa kohotettava. 50

2 1.10 Vuoden panostajat 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, Vuoden panostaja 2006 Matti Soininen Vuoden panostaja 2007 Tapani Villanen Vuoden panostaja 2008 Markku Koivuaho Vuoden panostaja 2009 Esa Elonen Vuoden panostaja 2010 Paula Noopila Vuoden panostaja 2011 Ari Hänninen...52 Kirjallisuutta...53 Luku 2 Räjähdysaineet Räjähdystapahtuma Räjähdysaineet Räjähteiden luokitus Louhintaräjähdysaineet 2000-luvun alussa Räjähdysaineiden tärkeimmät ominaisuudet Räjähdysteho Käsittelyvarmuus Muuttumattomuus eli stabiliteetti Syttymisherkkyys ja räjähdysvarmuus Myrkylliset räjähdyskaasut Fysiologiset haittavaikutukset Räjähdysaineiden panostaminen 69 Kirjallisuutta...69 Luku 3 Sytytysvälineet Räjähdysaineiden sytyttäminen Aikatulilanka-sytytys Sytytys räjähtävällä tulilangalla Sytytys sähkönalleilla Yleistä Sähkönallien rakenne ja ominaisuudet Sytytyslaitteet Sytytysjohtimet ja virtapiirien tarkistuslaitteet Virtapiirien kytkennät ja mittaukset Kentän laukaiseminen...85

3 3.5 NONEL -sytytys Ominaisuudet NONEL MS NONEL UNIDET NONEL LP Elektroninen räjäytysnalli Sytytysvälineiden käytössä huomioitavia turvallisuusseikkoja Yleistä Tulilankanalli NONEL -sytytys Sähkönallin räjähtäminen tahattomasti...92 Kirjallisuutta...95 Luku 4 Kallioräjäytysten suunnittelun perusteet Lähtöarvot Panoslaskennan perusteista Lähtöarvot Panosten suuruuden teoreettinen laskeminen Panoslaskennan peruskaavat kallion irrotuksessa pengerlouhinnassa Louheen lohkarekoko Lohkarekokoon vaikuttavat tekijät Kallion ominaisuuksien ja räjähdysaineiden vaikutus pieneen lohkarekokoon Ominaisporaus ja ominaispanostus Porauskaavio Sytytyskaavio ja syttymisaikaväli Reikien kallistus ja suuntaus Kenttäkoko ja kallion paisuminen Lohkarekoon ennakkoarviointi ja seuranta Suuri lohkarekoko Räjäytysten suunnittelu tietokoneilla 116 Kirjallisuutta

4 Luku 5 Pengerlouhinta Yleistä Pengerlouhinnan porauskalusto, kuormaus ja kuljetus Porausmenetelmät maanpäällisessä pengerlouhinnassa Porakalusto päältä lyövässä porauksessa Porauksessa tarvittavan energian kehittäminen Porauslaitteen valinta maanpäällisessä pengerlouhinnassa Porauksen suuntaus Louheen kuormauksesta Louheen siirrosta Pengerlouhinnan suunnittelu Yleistä Avo- ja pengerlouhinnan käytännön suunnitteluperusteet Taulukot pengerlouhintaa ja kanaalilouhintaa varten Taulukot peruskalliossa Taulukot normaalilouhintaa varten Taulukot tasauslouhintaa varten Taulukoitu kanaalilouhinta Korjauskertoimia taulukkoarvoihin Kokemusperäisiä ohjearvoja sedimentoituneitten kallioiden louhintaa varten Taulukkoarvot ja louheen lohkarekoko Taulukkoarvot ja louhinnat asutuskeskuksissa Taulukkoarvot ja sytytys momentaanisesti tai pitkähidastenalleilla Louhinta- ja murskaustavan vaikutus kiviaineksen muoto-ominaisuuksiin ja mekaanisiin lujuusominaisuuksiin Pengerlouhinta vaakasuoria apureikiä käyttäen Porausreikien panostuksesta ja sytytyksestä Yleistä Sytytyspatruuna (räjäytin) ja sen merkitys Panostustavat Ylisuurten lohkareiden rikotusmenetelmät Avolouhintatöiden kustannuksia Louhintakustannusten jaottelusta Lopputulokselle asetetut vaatimukset Pengerlouhinnan kustannusmuuttujat Pengerlouhinnan suunnittelusta Blastec -tietokoneohjelmalla 183 Kirjallisuutta...187

5 Luku 6 Vedenalainen louhinta Yleistä Poraus ja panostus louhetäytteen läpi Sukeltajalouhinta Poraus ja panostus lautalta Poraus Räjähdysaineet vedenalaisessa louhinnassa Sytytys ja räjäytys vedenalaisessa louhinnassa Panoslaskenta vedenalaisessa louhinnassa Ominaispanostuksesta Esimerkki 1 Panoslaskenta vedenalaisessa louhinnassa Esimerkki 2 Panoslaskelmasta käytännön vedenalaisessa louhinnassa Vedenalainen louhinta suunnattuja pintapanoksia käyttäen Ympäristöön kohdistuvat vaaratekijät Kiven heitto ja maantärinät Räjähdyksestä johtuva vedenpaineaalto eli shokkiaalto Panostussuunnittelussa huomioon otettavat maantärinöiden ja shokkiaaltoilun aiheuttamat vaaratekijät Aluksissa olevien tutkalähettimien aiheuttama vaara Kirjallisuutta Luku 7 Maanalainen louhinta Yleistä Tunnelilouhinta poraus-räjäytysmenetelmällä Kaivosten louhintamenetelmät Maanalainen porauskalusto Porauskaluston valintaperusteet Porakone Puomi Syöttölaite Maanalaisen porausjumbon muut pääkomponentit...224

6 7.5 Tunnelin päätylouhinnan suunnittelu Poraus-räjäytyskaavion suunnittelupäämäärät ja -tavat Suunnitteluun vaikuttavat perustekijät Avausmenetelmät Tunnelinpäätylouhinta yhdensuuntaisavausta käyttäen Tunnelinpäätylouhinnan suunnittelu suurreikämenetelmällä Tunnelinpäätylouhinta vinoon suunnattuja avausreikiä (kiila-avaus) käyttäen Saavutettavaan katkon pituuteen vaikuttavat seikat Kuilujen ja nousujen louhinta Yleistä Kuilujen louhinta Nousunajo Kalliotilat Kaivosten louhintamenetelmien poraus-, panostus- ja sytytystavoista Räjähdysaineiden panostaminen tunnelilouhinnassa Tunnelilouhinnan kustannusmuuttujat Yleistä Kustannukset, jotka voidaan ottaa huomioon tunnelisuunnittelussa Työn laatuvaatimusten vaikutus kustannuksiin Kuilujen ja nousujen kustannukset Tunnelilouhinnan suunnittelua Blastec -tietokoneohjelmalla 253 Kirjallisuutta Luku 8 Tarkkuuslouhinta Johdanto Etu (reikäväli) ja panostus tarkkuuslouhinnassa Räjähdysaineet tarkkuuslouhinnassa Tarkkuuslouhinnan ryhmittely sytytysajankohdan perusteella Kalliolaadun huomioiminen 272

7 8.6 Tarkkuuslouhinnan suunnittelu Yleisohjeita Jälkilouhinnan suunnittelu pengerlouhinnassa Varovainen jälkilouhinta kanaalinräjäytyksissä Raonräjäytys pengerlouhinnassa Eräitä varovaisia tarkkuuslouhintamenetelmiä pengerlouhinnassa Tunnelin tarkkuuslouhinnan suunnittelu Raonräjäytys tunneleissa Tarkkuuslouhintajälkeä kalliossa Louhintajälki, työtarkkuus, louhintatoleranssi ja rakoiluvyöhyke Käsitteet Louhintajälki vaakaporauksessa Louhintajälki pystyporauksessa Louhintajäljen huomioon ottaminen suunnittelussa ja toteutuksessa Taloudellisten seikkojen huomioiminen tarkkuuslouhinnassa 281 Kirjallisuutta Luku 9 Räjäytystyöt ja ympäristö Johdanto Louhintamäärät ovat lisääntyneet ja ympäristö- sekä luonnonsuojeluvaateet kasvaneet Kampin Keskuksen louhinta: esimerkki vaativasta asutuskeskuslouhinnasta Musiikkia, tunneleita, liikenneyhteyksiä, luonnonsuojelua ja ydinvoimaa Räjäytystyömaa ja ympäristö Räjäytysten aiheuttamat maantärinät Yleistä aaltoliikkeestä Aaltotyypit kallio- ja maaperässä Maantärinöihin ja rakennuksiin vaikuttavat geologiset tekijät Rakenteiden vaurioitumisvaara Tärinäraja-arvot rakenteille Tärinäraja-arvot ovat erilaisia eri maissa Ruotsalaiset ja norjalaiset standardit Saksalaiset normit USA:ssa käytettävät kriteerit Eräitä eurooppalaisia kriteerejä Suomessa käytetyt kriteerit ja räjäytysalan normien raja-arvot (sosiaali- ja terveysministeriön teknillisten turvallisuusohjeiden 16: ) Tärinänormit on korvattu (RIL ) Pätevyyden hakumenettely ja voimassaoloaika Tärinän ohjearvot rakennuksille (RIL )

8 9.5 Herkkien laitteiden tärinäkestävyydestä Herkkiin laitteisiin kohdistuvan tärinän vaimentaminen Vaimennustapoja Räjäytysalueen ja suojeltavan alueen erottaminen raolla Laitteiden pois siirtäminen tai käytön keskeyttäminen (pysäyttäminen) Herkkien laitteiden eristäminen tärinävaimentimilla Laitteet ja laitokset, joita ei voi vaimentaa Ihmisen subjektiivinen käsitys tärinäilmiöistä Tärinävaikutusten arviointi (RIL 2009) Tärinäongelmien hallinta ja tiedottaminen (RIL 2009) Ympäristön rakennusten ja muiden kohteiden katselmukset Rakenteiden vaurioituminen normaalin käytön seurauksena Räjäytystärinän mittaaminen Mitattavat suureet Mittauspisteiden sijoitus Suodatukset Käytettävissä oleva kalusto Tärinämittaukset kaukovalvontajärjestelmällä Mittalaitteistolta vaadittavia ominaisuuksia ja ohjeita Tärinöiden suuruuden ennakkoarviointi Tärinän suuruuteen vaikuttavat tekijät Toimenpiteet silloin, kun tärinöitä ei mitata Sallittu heilahdusnopeus (v) ja momentaaninen räjähdysainemäärä (Q m ) Tärinäyhteisvaikutus Tapoja rajoittaa momentaanista räjähdysainemäärää Skaalatun etäisyyden käyttö koeräjäytyksissä ja massalouhinnoissa Etäisyys ja momentaaninen räjähdysainemäärä Käytännön räjäytystöistä kerätty tilastollinen tietous ja sen hyväksikäyttö Ilma-aallon ylipaineen suuruudesta ja vahinkovaikutuksesta Perusteet Sulkemattomat panokset ja avolouhinta Ilma-aallon ylipaine suljetuissa tiloissa kuten tunneleissa ja kalliotiloissa Suomalainen tutkimus (2009) ilma-aallon ylipaineen suuruudesta ja vaikutuksesta Ilma-aallon ylipaineen säätely avolouhinnassa Ilma-aallon ylipaineista saadut kokemukset maanalaisessa louhinnassa Räjäytysten ja poraustyön aiheuttama melu Räjäytysten häiritseväisyys Poraustyöhön liittyvä melu...340

9 9.17. Kiven heitto ja sinkoutuminen Yleistä Toimenpiteet asutulla alueella Toimenpiteet asutun alueen ulkopuolella Toimenpiteet ennen räjäytystöiden aloittamista Toimenpiteet Ympäristöselvitys ja riskianalyysi Herkkiin laitteisiin kohdistuvan tärinän vaimentaminen Talokatselmukset Suunnitelmat Tärinärajoitukset huomioiva räjäytyssuunnittelu avolouhinnassa lähellä rakennuksia Tärinän ja ilmanpaineiskun suuruuden rajoittaminen tunnelilouhinnassa Asutuskeskusten ulkopuolella tapahtuvien massalouhintojen suunnittelu tärinärajoitukset huomioiden Lisäkustannukset asutuskeskuslouhinnoissa Avolouhinnan ja kalliotilojen pengerlouhintojen kustannuksista asutuskeskuksissa Asutuskeskusten tunnelilouhinnoille aiheuttamat lisäkustannukset Rakennusten ja herkkien laitteiden vaikutus kustannuksiin lähietäisyyksillä räjäytettäessä Räjäytystyöt ja vahingonkorvausvastuu ympäristölle Tuottamuksesta riippumaton vastuu ilman kirjoitetun lain tukea ja laki ympäristövahinkojen korvaamisesta (YVL 737/1994) Vahingonkorvausvastuun edellytyksenä olevan syy-yhteyden puuttuminen ja vahingonkorvausvaateen hylkääminen räjäytystärinöiden aiheuttamien vaurioiden kyseessä ollessa Keinoja räjäytystärinän ja vahingonkorvausvaateitten välisen syy-yhteyden katkaisuun Työn moitteettoman tekijän vastuu ja oikeudenmukaisuus Louhijoiden oikeusturva ja laki ympäristövahinkojen korvaamisesta (737/1994) Kirjallisuutta Luku 10 Tarvekivien louhinta Taustaa Tarvekivien louhinnasta Suomessa Tarvekivien irrotusvaiheet ja -menetelmät 376

10 10.4 Irrotuslouhinta Yleistä Railoporaus Poraus irrotuslouhinnassa Kiilaaminen ja sahaus irrotuslouhinnassa Räjäytysten suunnittelu irrotuslouhinnassa Kamin paloitteleminen Lohkareen paloittelu ja jälkikäsittely 381 Kirjallisuutta Luku 11 Rakennusten ja rakenteiden räjäyttäminen Johdanto Yleistä Suunnittelu ja panostus Sytytysjärjestelmät Vahinkojen esto Taulukot Kirjallisuutta Luku 12 Erikoisräjäytystyöt Johdanto Sotilaallisissa rakenneräjäytyksisissä käytettävät panoslaskentakaavat 397

11 12.3 Teräksen räjäyttämisessä käytettävä panoslaskentakaava Puun räjäyttäminen Räjähdysaineiden käyttö seismisissä luotauksissa Metallintyöstö räjäyttämällä Kuuman aineen räjäyttäminen Yleistä Valmistavat työt Poraus ja panostus Kovettuneen aineen räjäyttäminen Tehosteräjäytykset 409 Kirjallisuutta Luku 13 Kallion ja kiven rikkominen ilman räjähdysaineita Johdanto Raskaat hydrauliset iskukoneet rikotuksessa ja louhinnassa Hydraulinen kivenhalkaisulaite Etanadynamiitti eli paisuva sementti SWELLTEC -louhintamenetelmä Tunnelinteko ilman räjähdysaineita 417 Kirjallisuutta...420

12 Luku 14 Räjäytyssäädökset Säädökset ja määräykset on uusittu Säädökset ja määräykset (Vuonna 2011) Räjähteiden ostaminen 426 Kirjallisuutta Liitteet LIITE 1. RÄJÄYTYS- JA LOUHINTATYÖN TURVALLISUUSSUUNNITELMA 428 LIITE 2. RÄJÄYTYSSUUNNITELMAT 433 Liite 2a. Avolouhinnan räjäytyssuunnitelma Liite 2b. Tunnelilouhinnan räjäytyssuunnitelma...435