H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H SIGMA H as Bergmekanikk RAPPORT vedrørende Analyse av mulig påvirkning fra ny parabolantenne ved EISCAT på gruvedriften i Store Norske Spitsbergen Grubekompanis Gruve 7 c/o Arne Myrvang Org.nr. 986 424 253 MVA Gimsan Bankkonto 4245 07 96810 7224 Melhus E-post: sigmah@online.no Tel 72 87 06 04 Fax 72 87 98 78 Mob 95 04 44 27
2 Analyse av mulig påvirkning fra ny parabolantenne ved EISCAT på gruvedriften i Store Norske Spitsbergen Grubekompanis Gruve 7 1. Bakgrunn EISCAT Scientific Association (EISCAT) planlegger å utvide sitt anlegg på Gruve-7 fjellet med en tredje antenne. Antennen vil medføre at EISCAT må utvide arealet som i dag er festet fra grunneieren Store Norske Spitsbergen Kulkompani A/S (SNSK). Samtidig vurderer SNSK å utvide driften i Gruve 7 i en del av kullforekomsten som delvis ligger under både eksisterende og utvidet EISCATanlegg. Gruvedrift direkte under EISCAT-anleggene er sannsynligvis ikke mulig. Undertegnede er blitt bedt om å foreta en analyse av forholdene for å vurdere mulig påvirkning fra anleggene ved EISCAT på eksisterende og fremtidig gruvedrift, og hvor stort areal som vil påvirkes. 2. Befaring / diskusjoner Jeg gjorde en befaring i Gruve 7-området 16. august 2012. Befaringen ble foretatt sammen med Håvard Dyrkorbotn, gruvesjef i Gruve 7. Befaringen gikk først under jord i hovedadkomsstollen til det området av stollen som ligger rett under EISCAT. Bergforholdene her var gode. Ca. 75 m lenger inn i stollen ble det observert en forkastning med vertikal spranghøyde ca. 0,5 m. Denne var fylt med is, noe som viser at området ligger i permafrost. Deretter ble EISCAT besøkt hvor vi hadde en samtale med Assar Westman. På grunn av tett tåke fikk vi ikke sett så mye av omgivelse. Stasjonen er fundamentert på vanlig svalbardmåte med peler i permafrosten. I byggegropen under bygget sto det en god del vann, noe som indikerer at permafrosten tetter. Etter befaringen ble diverse kart studert, og jeg hadde også telefonisk kontakt med Per Kristian Frøslie, SNSK vedrørende festeforhold. 17. august fikk jeg via geolog Malte Jochmann tilgang på et ortofoto som viser hovedadkomsstollen lokalisering i forhold til EISCAT (se under). Jeg hadde også et møte med gruvesjef Per Nilssen om SNSKs rolle i forhold til prosjektet. 3. Dagens situasjon EISCAT Svalbard radar ble innviet i 1994 med en etterfølgende utvidelse i 1999. Nødvendig tomt ble festet fra grunneieren SNSK. På det tidspunkt hadde SNSK ingen planer om kulldrift i området, og så vidt jeg har brakt på det rene finnes ingen vurderinger fra den tiden vedrørende mulig påvirkning på eksisterende, gruverelatert infrastruktur. I praksis vil dette si hovedadkomststollen til dagens driftsområde, og gruvas vannforsyningskilde Isdammen. Nylig har SNSK lagt inn hovedadkomsstollen på et ortofoto som viser stollens beliggenhet i forhold til EISCAT. Jeg har lagt inn aktuelle navn, samt den nye parabolantennen på fotoet, og dette er vist i Vedlegg 1. Dette gir en god oversikt over relevante lokaliteter. Jeg har videre bedt SNSK om å utarbeide et vertikalprofil gjennom adkomsstollen, og dette er vist i Vedlegg 2.
Vedlegg 1 viser at EISCAT-anleggene ligger fra ca. 25 m til ca. 150 m vest for adkomsstollen. Vedlegg 2 viser imidlertid at den vertikale bergoverdekningen er ca.60 m. Ut fra dette kan en direkte konkludere med at dagens EISCAT-anlegg ikke har noen innflytelse på hovedadkomsstollen. 3 Isdammen ble anlagt på 1980-tallet. Etter at EISCAT ble bygget i 1994 er det ikke observert noen reduksjon i vanntilstrømningen i Isdammen. Følgelig kan en konkludere med at dagens EISCAT-anlegg ikke har hatt noen innflytelse på Isdammen. 4. Innflytelse fra ny parabolantenne I tilsendt materiale er det opplyst at total vekt av parabol, kuppel og fundamenter er anslått til ca. 3000 tonn. Dette er belastning som ligger innenfor et areal på ca. 1385 m 2 ( med en diameter på 42 m av kuppelfundamentet). Vedlegg 2 viser at bergoverdekningen over hovedstollen er ca 60 m. Vekten av en bergsylinder med diameter 42 m og høyde 60 m over stollen vil med en midlere egenvekt av berget på 2,5 være 207 750 tonn. Dette vil i praksis si at tilleggvekten fra det nye anlegget ikke har noen betydning for stabiliteten av hovedadkomsstollen. Noe vekt vil sannsynligvis også bli fjernet ved at masse forflyttes under planering av tomten. Den nye antennen ligger ca. 450 m fra Isdammen. Planering av tomten vil ikke medføre dramatisk større inngrep i terrenget enn ved tidligere anlegg, og dessuten råder det permafrost i hele området. Tidligere anleggsarbeider har ikke medført synlig innflytelse på Isdammen, og det antas at dette heller ikke vil være tilfelle i forbindelse med det nye anlegget. 5. Fremtidig gruvedrift Av teknologiske og markedsmessige årsaker kan den delen av kullforekomsten som også ligger under EISCAT nå bli aktuell for brytning. Kullfløtsen (kullaget) i det aktuelle området ligger som en tilnærmet flattliggende plate med en mektighet (tykkelse) på ca. 2 m. Over og under kullene ligger flattliggende lag av sandstein og leirstein. Som nevnt ovenfor er den vertikale bergoverdekningen i området ca. 60 m. I prinsippet kan selve brytningen foregå på to måter: Longwallbrytning, hvor alt kull tas ut i felter med bredde 150 250 m, hvor overliggende berg ( hengen ) går i kontrollert ras. Rom- og- pilar-brytning, hvor det først settes igjen kullpilarer i et regelmessig mønster. Deretter brytes deler av pilarene, i det en trekker seg tilbake. Dette gir setninger og noen ganger ras i det overliggende berget.
I Gruve 7 brukes i dag rom-og-pilar-brytning, men longwallbrytning har også vært brukt. 4 Med en overdekning på ca. 60 m må en ved begge metodene forvente til dels betydelige setninger også på overflaten. Dette betyr at gruvedrift direkte under EISCAT-anleggene ikke kan finne sted. Figur 1 viser en prinsippskisse for hvordan setningene over en kullfløts kan arte seg: Figur 1: Setninger over et område med longwallbrytning (Peng, 1978) Av figuren fremgår det at setningene også vil kunne spre seg ut til siden for det aktuelle brytningsområde, og dette må tas med i beregningen når en sikker sone skal defineres. Hvor langt ut dette går, er avhengig av den såkalte Angle of draw,. Denne vinkelen kan variere mellom 0 og 45 og vil være avhengig av de mekaniske egenskapene av det overliggende berget. For gruvene på Svalbard finnes ingen kjente verdier for, og for å være på den sikre side har jeg derfor valgt maksimal vinkel på = 45. Eventuelle setninger på overflaten kan etter dette kunne forekomme inntil (60 x tan 45) = 60 m utenfor brytningsgrensen under jord. Ut fra dette har jeg laget et forslag til et setningsfritt areal rundt EISCAT hvor brytningsfronten under jord har minst 60 m horisontalavstand fra fundamentene av eksisterende antenner og bygg, samt fremtidig ny parabol, dynasonde og nybygg. Dette er lagt inn på Barlindhaug Consults kartskisse hvor også hovedadkomsstollen er lagt inn, se Vedlegg 3. Dette er å betrakte som en skisse, men jeg tror den gir en rimelig god oversikt over arealet. Når det gjelder dynasonden, fikk jeg oppgitt av Westman at den består av et system av flattliggende antenner med en ca. 25 m vertikal antenne i midten. I
skissen har jeg her lagt inn en minimum avstand på 60 m fra brytningfront til den vertikale antennen. I den endelige avtalen mellom EISCAT og SNSK må området rundt EISCAT og også hovedadkomsstollen måles nøyaktig inn. Andre geometrier enn angitt på skissen kan naturligvis komme på tale. Uansett må kravet til minste horisontale avstand mellom brytningfront og fundamenter på 60 m overholdes. 5 Melhus 27. august 2012 Arne Myrvang (sign) Professor emeritus
6 VEDLEGG 1
7 VEDLEGG 2
8 VEDLEGG 3
9 Referanse: Syd S. Peng (1978): Coal Mine Ground Control. John Wiley & Sons, New York