Siilomittari Jarkko Jokinen, Kalevi Sulkanen ja Teemu Koskinen

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Siilomittari Jarkko Jokinen, Kalevi Sulkanen ja Teemu Koskinen"

Kalle Kapulainen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Etelä-Suomen yksikkö Q16.1/2008/ Espoo Siilomittari Jarkko Jokinen, Kalevi Sulkanen ja Teemu Koskinen

2 Siilomittari GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro / E/206/44/2006 Tekijät Jarkko Jokinen Kalevi Sulkanen Teemu Koskinen (Stips Oy) Raportin laji Mittalaitteen kehityshankkeen loppuraportti Toimeksiantaja Pyhäsalmi Mine Oy Raportin nimi Siilomittari Tiivistelmä Pyhäsalmen kaivoksessa olevan kaatonousun malmimäärä vaihtelee. Malmipinnan korkeus halutaan mitata, jotta kaatonousulta murskaamolle vievä syötin voidaan pysäyttää vähän ennen kuin kaatonousu on tyhjä. Tätä mittaamista varten on rakennettu sähkömagneettinen Siilomittari. Monivuotisen kehityshankkeen tuloksena on syntynyt toimiva prototyyppi, jonka mittaustulokset seuraavat malmimäärän vaihtelua kaatonousussa. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) geofysiikka, kaatonousu, kaivos, malmi, Pyhäsalmi, Siilomittari, sähkömagneettiset menetelmät Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus Q16.1/2008/83 Kokonaissivumäärä 6 Kieli suomi Hinta Julkisuus Yksikkö ja vastuualue Etelä-Suomen yksikkö, Merigeologia ja geofysiikka Allekirjoitus/nimen selvennys Hanketunnus Sähkömagneettinen poranreikämenetelmä Allekirjoitus/nimen selvennys

3 Siilomittari 1 1 JOHDANTO Kaivoksessa on ollut pitkään ongelma, johon ei ole löytynyt hyvää ratkaisua. Kaatonousu on syvällä kaivoksessa oleva pystysuuntainen tunneli, johon kaivoksessa louhittua malmia kaadetaan. Kaatonousun pohjalla on tärysyötin, jolla malmi siirretään murskaimelle. Malmipinnan korkeus kaatonousussa muuttuu täytön ja tyhjennyksen mukaan. Malmimäärän muutokset halutaan mitata, jotta malmin syöttäminen kaatonoususta murskaimelle voidaan keskeyttää ennen kuin kaatonousu on kokonaan tyhjentynyt. Kaatonousussa olisi hyvä olla aina jonkin verran malmia. Tyhjään kaatonousuun kipattu malmi voi synnyttää vaarallisesti sinkoilevia kiviä ja rikkipitoisen pölypilven murskaamon läheisiin työskentelytiloihin. Tässä projektissa on pyritty rakentamaan mittalaite, jolla kaatonousun malmimäärästä saadaan tietoa. 2 TOTEUTUS Rakennettuun ja paikalleen asennettuun mittalaitteistoon kuuluu kaksi rinnakkaisiin poranreikiin työnnettyä sähkömagneettista kelaa, joista toinen on lähetin ja toinen vastaanotin. Lisäksi kaivostunnelissa on verkkovirralla toimiva mittalaite, joka lähettää mittaustulokset digitaalisena valvomoon. Valvomossa oleva tietokone vastaanottaa tiedot ja esittää ne graafisesti tietokoneen näytöllä. Ohjelma piirtää mittauskäyrää pienen askeleen kerrallaan. Käyrän piirtonopeuden voi valita tietokoneohjelmassa. Tietokoneohjelman nimi on USBmeter.exe Tulokset tallentuvat mittaustulostiedostoon, jonka nimi on VOLTS.CSV. Kaatonousu Siilomittari Malmipinta Poranreikä Syötin Tunneli Kuva 1. Siilomittarin asennus kaatonousun lähelle.

4 Siilomittari 2 Etäisyys kaivoskäytävästä kaatonousuun ja mittalaitteisiin on noin 20 m. Reiät on kairattu vinotunnelista noin 30 asteen kulmassa yläviistoon siten, että kaatonousu on reikien välissä. Reikien välimatka on noin 20 metriä. Reikiin on asennettu halkaisijaltaan 110 mm viemäriputket. Näiden suojaputkien ansiosta kelat ovat kuivassa ympäristössä. Lisäksi suojaputken ansiosta keloja on tarvittaessa helpompi liikuttaa. 3 TOIMINTAPERIAATE Lähetinkelaan syötetään vaihtovirtaa 3 khz taajuudella. Kelassa kulkeva vaihtovirta aiheuttaa ympärilleen dipolimaisen magneettikentän. Magneettikenttä indusoi ympärilleen sähkövirtoja, jotka keskittyvät erityisesti kaatonousussa olevaan metalliseen malmiin. Malmissa kulkevat sähkövirrat muodostavat oman magneettikentän, joka summautuu lähettimen muodostaman magneettikentän kanssa. Vastaanotinkela on viritetty mittaamaan samalla taajudella vaihtelevaa magneettikenttää. Kun malmin määrä siilossa on hyvin pieni, havaitaan vastaanottimella lähes pelkästään lähettimen synnyttämä magneettikenttä. Mittaustulos muuttuu, kun malmin määrä kasvaa ja malmiin indusoituvien virtojen määrä kasvaa. 4 MITTAUSTULOKSET Mittarissa on kolme mittauslukemaa. Reaali- ja imaginäärilukemat ovat varsinaiset mittaustulokset ja kolmantena oleva Amplitudi kuvaa vastaanottimelle saapuvan kokonaissignaalin voimakkuutta. Lukemat ovat suhteellisia tuloksia, joiden nollataso ja lukemien muotoutuminen ovat riippuvaisia laitteen asetuksista. Asetuksiin kuuluvat kelojen sijainnit, asennot sekä kaivoskäytävällä olevan laitteen paneelissa olevien säätimien asennot. Mittalaitteen nykyistä versiota on koekäytetty kaivoksessa noin 3 viikkoa. Muutamia mittausjaksoja on esitetty kuvissa 2 ja 3. Mittauskäyrillä on keskenään samankaltainen, mutta eri tasoille asettunut vaihtelu. Kuvassa 2 käyrät lähtevät kolmena peräkkäisenä päivänä nousuun pian klo 6:00 jälkeen, jolloin kaivoksen työt on aloitettu. Hieman ennen keskiyötä käyrät ovat tulleet alas. Mittauskäyrien vaihtelu seuraa karkeasti kaivoksen työrytmiä: Työpäivän aikana käyrät nousevat, kun louhetta lastataan kaatonousuun ja malmipinta nousee ylöspäin. Yöllä kaatonousussa olevan malmin yläpinta laskee ja mittauskäyrät laskevat, kun syötin vie malmia murskaimelle. Lisäksi käyrissä nähdään erilaista poikkeavaa vaihtelua. Toisinaan malmia viedään toiseen kaatonousuun ja välillä on työtaukoja. Murskaimelle syötetään malmia kahdesta kaatonoususta tilanteen mukaan.

5 Siilomittari Imaginääri 100 mittaustulos Reaali 0 15:00 21:00 15:00 21:00 15:00 21: Amplitudi kellonaika Kuva 2. Mittaustulokset reilun kolmen vuorokauden ajalta Imaginääri Reaali KN2 TYHJENTYNYT KLO 02:45 mittaustulos :00 22:00 02:00 04:00 08:00 10:00 14:00 16:00 20: Amplitudi -250 kellonaika Kuva 3. Yhden vuorokauden mittaustulokset alkaen klo 20:00.

6 Siilomittari 4 5 KÄYTTÖ Lukemat vaihtelevat malmimäärän mukaan. Käyrät tulevat alaspäin, kun malmin määrä vähenee. Kun kaatonousu on tyhjä, mittauslukemat asettuvat vakiotasolle vaikka syöttimellä on vielä malmia. Tässä vaiheessa syötin sammutetaan ja odotetaan kunnes malmipinta nousee. Mittaustulostiedosto on muistettava tuhota aina silloin tällöin, jotta se ei kasva liian suureksi. Minuutin tallennustiheydellä aineistoa voi kerätä ainakin viikon verran. 6 JATKOKEHITYS Laitteen prototyyppi on monta vuotta kestäneen kehitystyön tulos. Aluksi laite rakennettiin yhden reiän laitteeksi, myöhemmin rakennettiin voimakas laaja-alainen lähetin ja lopuksi päädyttiin nykyratkaisuun. Tässä muodossaan laite toimii, mutta vasta käyttäjien kokemukset, ohjeet ja parannusehdotukset opastavat laitteen mahdollisessa jatkokehityksessä. Testituloksissa nähdään, että mittaustulosten taso muuttuu hitaasti ylöspäin. Tämä on ongelma, jolle ei ole olemassa helppoa ratkaisua. Käytännössä tämä vaikeuttaa automaattisen hälyttimen rakentamista. Yksi jatkokehityskohde on automatisoida tulosten tulkintaa esimerkiksi erillisen tietokoneohjelman avulla. Lähetin- ja vastaanotinkelojen pyörähdysasennot ja paikat rei'issä voisivat olla nykyistä paremmat. Tämänhetkinen asema on valittu lyhyen koekäytön perusteella. Erilaiset asennot ja paikat voisivat parantaa laitteen herkkyyttä. Voisi olla mahdollista erottaa esimerkiksi lähes tyhjä ja aivan tyhjä kaatonousu toisistaan, jos kelojen asettelu olisi toisenlainen. Nyt ei ole tietoa, riittääkö syöttimellä oleva malmimäärä suojaamaan murskaamon lähistöllä olevia työtiloja kaikilta erilaisilta haitoilta lastauksen alkaessa kuten käytön ohjeissa oletetaan. Ainoa tapa saada asiasta selvää on seurata mittarilukemia ja pysäyttää syötin, kun mittauslukemat asettuvat vakioiksi ja todeta sitten käytännössä, syntyykö pölyä murskaamon työtiloihin, kun seuraava lasti kipataan kaatonousuun.

Samankaltaiset tiedostot

IP-luotaus Someron Satulinmäen kulta-aiheella

Etelä-Suomen yksikkö 12.12.2006 Q18.4/2006/1 Espoo IP-luotaus Someron Satulinmäen kulta-aiheella Heikki Vanhala (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/06) 1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI