Vuori-insinöörin menotie Bulevardin Polysteekistä Aalto-yliopistoon

Transkriptio

1 Vuori-insinöörin menotie Bulevardin Polysteekistä Aalto-yliopistoon Taustaa Opetuksesta Tutkimuksesta Resursseista Georakentaminen ja Aalto-yliopisto

2 Teknillinen korkeakoulu Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos Georakentaminen Kalliorakentaminen Aalto-yliopisto on: Helsingin kauppakorkeakoulun (HSE), Taideteollisen korkeakoulun (TaiK) ja Teknillisen korkeakoulun (TKK) muodostama tiede- ja taideyhteisö.

3 Mikael Rinne työura synt Helsinki yo 1980 Porkkalan lukio 1988 DI, TKK Kallioleikkaus, E Terraplan / Y-Suunnittelu /SKOY BergByggKonsult ab, Tukholma BBK/ Fracom Oy TKK/Aalto-yliopisto E18 Muurla-Lohjanharju Norra Länken, Tukholma Äspö HRL Angouran sinkkikaivos, Iran Citybanan, Tukholma

4 Mikael Rinne tutkimus Diplomityö 1988: Taloudellinen menetelmä kalliokaivon paikan määritykseen kiteisessä kallioperässä TKK -Taloudellinen geologia (prof. H. Niini) -Louhintatekniikka (prof. R. Matikainen) Lisensiaatintyö 2001: Propagation of rock fractures in the vicinity of a canister hole for spent nuclear fuel KTH- Teknisk geologi (prof. Ove Stephansson) Uni-axial load mode I at 3 MPa mode I at 3 MPa mode II at 55 MPa mixed mode I+II at 55 MPa

5 Mikael Rinne tutkimus Väitöstyö 2008 Kalliorakentaminen, TKK Fracture initiation, propagation and unstable failure acc. FRACOD code Time dependent tensile and shear failure has been successfully modelled using parameters defined for Äspö diorite σ= tensile stress 10 MPa 3 ) 1) 2)

6 Mikael Rinne tutkimus Rakomekaniikka ja kiven murtuminen Halittu kiven murtaminen hallitsematon murtuminen

7 Opetuksesta Vuori-insinöörin menotie Aleksanterinkadulta Otaniemeen

8 Kalliorakentamisen ja kaivostekniikan opetuksesta 1850-l Tekniska Realskolan, mineralogia 1937 TKK (Bulevardi) kaivostekniikan professuuri 1947 Vuoriteollisuusosaston perustaminen 1964 Kaivostekniikka (myöh. louhintatekn.) Otaniemen Vuorimiehentielle 1987 Materiaali- ja kalliotekniikan laitos, louh=> kall.rak Rakennus- & yhdyskuntatekniikan osasto, kall.rak Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos 2010 Aaltoyliopisto, Georakentaminen A?

9 Tutkinto-ohjelmien rakenne Kandidaatin tutkinto PERUSMODUULIT 20 op JATKOMODUULIT 20 op DI SYVENTÄVÄT MODUULIT 20 op Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka 80 op Ohjelman yhteiset opinnot 20 op Perusopinnot Rakenneja rakennustuotantotekniikan tutkintoohjelma Rakennetekniikka Rakentamistalous (sivuaine) Rakennetekniikka Rakentamistalous (sivuaine) Georakentaminen Liikenne- ja tietekniikka Vesi- ja ympäristötekniikka - Pohja- ja kalliorakentaminen - Tekn geol & s-geof - EMC Yhdyskunta - ja ympäristötekniikan tutkintoohjelma Geoympäristötekniikka Geoympäristötekniikka Liikenne- ja tietekniikka Vesi- ja ympäristötekniikka

10 Kallio- ja kaivosinsinöörin koulutus tänään Kalliorakentamisen ja kaivostekniikan kandivaihe: Pääaine Georakentaminen Kalliorakentamisen maisterivaihe Pohja- ja kalliorakentamisen pää-aine Kaivostekniikan maisterivaihe (DI) eurooppalaisena yhteistyönä kiertokouluperiaatteella European Mining Course (EMC) Partneriyliopistot Aalto, Finland Exeter, UK A! Aachen, Germany TU Delft Netherlands EMC/EMMEP 09. Participants from: Australia, Cameroon, China, Estonia, Finland, Germany, India, Namibia, Netherlands, Pakistan, Poland, Thailand and Turkey

11 Kaivostekniikan opetus eurooppalaisena yhteistyönä European Mining Course (EMC) Erasmus Mundus Minerals and Environmental Program (EMMEP) DI (MSc.) DI työ 30 op EMMEP 1v + 1v 6 kuukautta Vapaavalinnaiset opinnot 30 op 6 kuukautta EMC 60 op 1 vuosi Kandi (BSc.) 3 vuotta EMC ohjelmaan voidaan hyväksyä rakennus- ja ympäristötekniikan kandidaatin tutkinnon suorittanut Erasmus Mundus status => opiskelijoita myös ETA alueen ulkopuolelta

12 Kallio- ja kaivosinsinöörin koulutus tänään Kalliorakentamisen kurssitarjonta : 1) Kalliomekaniikka (3 op) 2) Räjäytystekniikka (2 op) Kandi 3) Louhinta tekniikka (5 op) 4) Kalliorakennustekniikka (5 op) 5) Kalliorakennussuunnittelu (10 op) 6) Kaivostekniikka (5 op) 7) Applied rock mechanics (EMC, 3 op) 8) Numerical mine modeling (EMC, 3 op) 9) Mining technology & economics (EMC, 3 op) 10) Automation & maintenance (EMC, 3 op) 11) Mine excursion (EMC, 3 op) 12) Mineral processing (6 op), siirtyy Materiaalitekn. 13) Malmigeologia (3 op), siirtyy Rakennusgeologiaan 14) Kaivosgeologia (3 op), siirtyy Rakennusgeologiaan 15) Kalliotekniikan jatkokurssi (L, 1-10 op) DI Vapaa valinn.

13 Kaivostekniikan ja kalliorakentamisen DI:t Sotien jälkeen yli 320 diplomityötä (kaivostekn., louhintatekn., kalliorakentaminen) 38 lisensiaatintyötä Väitöksiä 12 kpl Vuosittain valmistuu 5-10 DI:ä Diplomityöt

14 Tulevaisuuden näkymistä - kalliorakentaminen SUOMI EDELLÄKÄVIJÄ YDINJÄTTEEN LOPPUSIJOITTAMISESSA MYÖS MUUT INNOVATIIVISET MAANALAISET RATKAISUT KÄYNNISTYS- JA SUUNNITTELU VAIHEESSA: Länsimetro + liityntäpysäköinti Kehärata Kehä I Tapiola Tampereen rantaväylän tunneli Vallilan raitiovaunuvarikko Suomenojan jätevedenkäsit. Ydinjätteen loppusijoitustila Pisara rata ym tie- ja rataverkosto parantaminen keskustojen maanalainen rakentaminen Tampereen rantaväylä

15 Tulevaisuuden näkymistä - kaivosteollisuus Mill. tons Metallimalmikaivosten malminlouhinta (TEM) ja ennuste 2015 (GTK) Suhanko PGE? Kolari Fe? Kevitsa Ni Talvivaara Ni GTK/Pekka Nurmi Kittilä Au

16 OTAFOKUS-Kaivos Täydennyskoulutus kaivosinsinööriksi (1,5 v /60 op) TKK Dipoli organisoi, Aalto opettaa Rahoitus: yritykset ja TE-keskus yli 200 hakijaa,12 valittu

17 Resurssit Henkilöstö, laboratorio ja mallinnus

18 Kalliorakentaminen - resurssit HENKILÖSTÖ Yliopistorahoitus: Professori: Opettava tutkija: Assistentti: Laboratorio ins.: Sihteeri (50%): TkT Mikael Rinne TkT Juha Antikainen TkL Taisto Tuokko DI Annina Mattsson Seija Latvala Tuntiopettajat: DI Tommi Halonen, räjäytystekniikka DI Jarmo Roinisto, kall. rak.suun & tekn. DI Pekka Lovén, EMC PhD Schunesson & PhD Parida, EMC DI Tina Zizek, EMC Projektirahoitus: Tutkija Tuntiassistentit DI Pekka Eloranta DI Miika Penttala tekn. yo Antti Matikainen

19 Kalliorakentaminen - resurssit KOETUNNELI Opetus- ja tutkimuskäyttö Geologisia kartoitusharjoituksia Seismisiä luotauksia Porausharjoituksia Pultitusharjoituksia Lastausharjoituksia Opinnäytetöitä Satola Ilkka, TkT 2007

20 Kalliorakentaminen - resurssit LABORATORIOTUTKIMUKSET Puristin MTS 815 Materiaalien lujuus- ja muodonmuutosominaisuuksien määrittämiseen Tilaustutkimuksia (vv ): - Agnico-Eagle, Kittlän kultakaivos - Espoon kaupunki, Länsimetro - Inmet, Pyhäsalmen kaivos - Nordic Mines, Laivakankaan kaivoshanke - Posiva Oy, useita tutkimuksia - Saanio & Riekkola, Hämppiparkki, Tampere - Sandvik Mining & Construction (useita kohteita) - Sito Oy, Meilahti - Skanska Infa Oy, Leppävaara - Suomen Malmi, Kehärata ym. ym. Tutkimus & opinnäytteet: - Perustutkimusta - Opinnäytetöitä - Opetusdemonstraatioita

21 Kalliorakentaminen - resurssit MALLINNUS Ohjelmia: - FLAC 2D/3D - UDEC, 3DEC - PFC 2D - PHASE 2, EXAMINE - FRACOD2D - UNWEDGE, SWEDGE,SLIDE,DIPS - Surpac DEC modelling of ice weight and seismic loading effects on bedrock Thermal test - Borehole cooling fractures X Axis (m) Tilaustutkimuksia : - Posiva, useita hankkeita - Säteilyturvakeskus, useita hankkeita - Lemcon Oy & Skanska Oy - Inmet, Pyhäsalmen kaivos - Kemin kaivos Opinnäytteitä: - Peura, DI Rinne, TkT Lehtonen DI 2005 Y Axis (m) X Axis (m) Cooling of a geothermal borehole. Predicted thermal cracks after 12 days of cooling Y Axis (m) Temperature (Deg)

22 GEORAKENTAMINEN AALTO-YLIOPISTOSSA

23 GEORAKENTAMINEN AALTO-YLIOPISTOSSA Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos Georakentaminen Liikenne- ja tietekniikka Vesitekniikka Ympäristötekniikka (Lahti) Rakennusgeologia - prof. Jussi Leveinen - lehtori (avoin) - assistentti (2) - laboratorio-insinööri - sihteeri (50%) - projektihenkilöstö (3-4 ) Pohjarakennus- ja maamekaniikka - prof. Olli Ravaska ( ) - prof. Pauli Vepsäläinen - yliopisto-opettaja - laboratorio-insinööri - sihteeri - teknikko (2) - projektihenkilöstö (2-3) Kalliorakentaminen ja kaivostekniikka - prof. Mikael Rinne - opettava tutkija - assistentti - laboratorio-insinööri - sihteeri (50%) - projektihenkilöstö (2) Σ ~20 henk

24 Georakentaminen osana Aalto-yliopistoa Yhdyskunta- ja ympäristötekniikka -Tie/ maa/kallior. ym infrarakentaminen - hydrogeologia - ympäristötekn. Rakenne- ja rakennustuotantotekniikka - maa- ja kalliorak. rak.tekniikka - ruiskubet. ja injektointi - kiviaines, rakennuskivet - kaivostekniikka Kemia - saastuneet maa-alueet, - malmigeologia, - mineralogia GEO+PM+KAL Maa- ja kallioperän sovelletut tieteet, rakentaminen ja luonnonvarat. Materiaalitekniikka - mineraalitekniikka, - kiviaines, rakennuskivet ja ym. - rakennusmateriaalit ja teollisuusmineraalit Konetekniikka, Tietotekniikka - maa/kal. rak. koneet - kaivosten laitetekniikka - automaatio, simulointi

25 Georakentaminen osana Aalto-yliopistoa Lähde: Aalto-Transformation kalvosarja (wiki.aaltoyliopisto info) Geotieteiden merkitys hyvinvoinnin rakentajana (ympäristö, energia ja raakaaineet) => Aaltoyliopiston toiminnan suuntaaminen!

26 Georakentamisen painopisteet Tutkimus Yhdyskunta- ja väylärakentaminen: Geologiset reunaehdot ja mahdollisuudet Geomateriaalit: Laboratoriotutkimus, geofysikaaliset menet., numeeriset mallit. Energia: esim kaukolämpö-, kaukokylmä, energian kalliovarastointi, ydinjätteen loppusijoitus Luonnonvarojen hyödyntäminen esim. kaivostekniikka, sivutuotteiden hyötykäyttö, haittavaikutusten minimointi Tutkimusrahoitus: EU-hankkeet, RYM-SHOK, TEKES (Vuoriklusteri), SA, teollisuuden ja sidosryhmien suora rahoitus Opetus Diplomi-insinöörien koulutus / tohtorikoulutus Muuntokoulutus (esim OTAFOKUS Kaivos) Ulkomaiset/ kotimaiset kutsuluennoijat Yhteiskunnallinen vuorovaikutus Sidosryhmätoiminta (VMY, MTR, ISRM ) Yhteiskunnallinen keskustelu (lehtiartikkelit, kannanotot yms vaikuttaminen) Ekskursiot, tutkijavierailut, konferenssit, messut Messut esim. Materia messut, Kalliorakennus ja silta -messut Kansainvälistyminen Kv maisteri-ohjelmat (esim EMC) Opiskelijavaihto, tutkijavaihto Kv tutkimushankkeet (EU hankkeet) Kongressit (WTC2011, ISMEX, SOMP, DECOVALEX )

27 Kaivostekniikka- tutkimus Aallossa opetetaan mitä tutkitaan Suuntaus suuriin yhteistyöhankkeisiin (EU, SHOK) Hanke-ehdotus EU:n 7 puiteohjelmaan: The Intelligent Deep Mine WP 1 Mine-wide Information Network WP 2 Remote Controlled and Autonomous Equipment WP 3 Sensor Technologies for material recognition & boundary level detection WP 4 New Mining Methods (deep extraction) WP 5 Working Environment Health and Safety WP 6 Novel Transport and Logistic Systems and Mass Flow Management WP 7 Ground Control/ Rock Mechanics (including sensors) WP 8 Near to face processing or sorting (inc new sensor technology) WP 9 Communication, dissemination and promotion

28 The intelligent Deep Mine projektin wannabees ( ) Aalto-university Boliden Mineral AB Bucyrus Europe GmbH Commodas Mining GmbH KGHM Polska Miedź S.A. K+S Aktiengesellschaft LKAB Mineral Industry Research Org. MIRO Sandvik Mining and Construction GIG (Central Mining Institute) Luleå University of Technology (LTU) RWTH Aachen University IDM hankkeen alustava aikataulu: Konsortioon liittyminen viimeistään Haku julkaistaan kesä/heinäkuussa Esivalinta syyskuu 2010 Lopullinen tutkimusohjelma helmikuu v hanke käynnistyy keväällä 2011 Yritysrahoitus 25-50% (oma työ) + EU 75-50% Large Scale Integrating Collaborative Project rahoitusstatus

29 Georakentaminen osana Aalto-yliopistoa Temppeliaukion kirkko, Helsinki

30 Georakentaminen osana Aalto-yliopistoa Kiitos! Aallonmerkkejä hiekkakivessä. Pyhäjärvi,Yläne. Aalto-yliopiston kivikokoelma.