Sikringsnivå i gruver og bergrom Hvilket nivå kreves fra byggherre og hvilken levetid forventes?

Sikringsnivå i gruver og bergrom Hvilket nivå kreves fra byggherre og hvilken levetid forventes? Sivilingeniør Tom Frode Hansen Store Norske Spitsbergen Grubekompani AS

Innhold Fastleggelse av krav - krav til sikring fra myndigheter og interessegrupper Eksempler på kravdannelse Byggherres krav til sikringsnivå - ulikheter mellom tunnel og gruve Hvilken levetid forventes? Sikringsnivå i norske gruver Eksempel - hvordan velges sikringsnivå i Svea Nord? 2

Generelle krav fra myndigheter Arbeidsmiljøloven 4-4 krav til sikker arbeidsplass for det fysiske arbeidsmiljøet Forskrift om internkontroll etter 3 i Arbeidsmiljøloven, kontroll og oppfølging av HMS. Instrukser og håndbøker (inkludert bergsikring) er på plass. Risikoanalyse gjennomføres. Forskrift om sikkerhet, helse og arbeidsmiljø ved bergarbeid (2006) gjelder ikke kullgruvedrift på Svalbard - 8 Organisering Arbeidsplasser for bergarbeid under jord skal være anlagt, drevet, utstyrt og vedlikeholdt på en slik måte at arbeidstakerne kan arbeide og ferdes der med minimal risiko. 18 Kontroll og sikringsarbeid Det skal foretas fortløpende kontroll av berget og det sikringsarbeidet som er blitt utført tidligere. Løst berg som kan medføre fare, skal snarest fjernes eller sikres på en betryggende måte. 22 Ferdselsveier: Det skal være mulig å nå arbeidsplassen uten fare Forskrift for kullgruvedrift på Svalbard (1993) - 31. Arbeidssteder, transport- og faringsveier i gruve skal, etter hvert som de drives, være effektivt beskyttet mot fall av stein eller kull. De skal holdes i sikker stand mens de er i bruk. Virksomheten skal utarbeide instruks for forbygning, sikring av heng og riving av forbygninger. 32. Forbygning og hengsikring skal være av tilstrekkelig styrke og settes opp i overensstemmelse med instrukser utarbeidet av virksomheten. 3

Krav fra interessegrupper Myndigheter (Arbeidstilsyn, Næringsdepartementet, politisk miljø etc.) Arbeidstakere og arbeidstakerorganisasjoner Samfunn: familie til arbeidstakere, lokalsamfunn Eiere Media Sikkerhetsomdømme er viktig! 4

Eksempel på kravdannelse ras i Svea Nord 1. april 2006 14 dagers produksjonsstans. Ingen skadd. Ingen instruksbrudd Stor fokus fra: Politi (etterforskning) Arbeidstilsyn (inspeksjon og systemgjennomgang) Arbeidere og Arbeiderforening Lokalsamfunnet gjennom familier og samfunnsdebattanter Næringsdepartementet Media Større krav til dokumentasjon av sikre bergforhold Svært lav aksept for ustabile bergforhold Styrende for videre sikringsnivå 5

Eksempel på krav ras i Kiruna 2. februar 2008 omkom en lasteoperatør i ras på 700 m nivå Sannsynligvis rock burst pga høy høy bergspenning. Sikringsnivået i området har sannsynligvis ikke vært tilstrekkelig til å motstå spenningsnivået fra omlagring av spenning omkring brytningsrom og stort dyp Flere mindre ras i forkant av hendelsen Stort mediefokus Sveriges arbeidstilsyn følger saken nøye Sikkerhets - omdømmet til bedriften svekkes Utklipp fra www.aftonbladet.se 6

Hvilket sikringsnivå kreves av byggherre? Myndighetskrav skal overholdes. Må konkretiseres i bedriftsinterne dokumenter. Det skal være like sikkert å arbeide i en gruve som på en hvilken som helst industriarbeidsplass Det kreves opplæring, erfaring og personlig sikkerhetsutstyr for ferdsel i gruvene. Levetiden for en gruve vil også gjerne være lavere enn for en trafikktunnel. Generelt vil derfor sikkerhetsfaktoren for ustabilt berg være lavere ved gruvedrift enn for en trafikktunnel ved ferdigstillelse. Men de siste årene har vist at blokkfall og ras tolereres i lavere og lavere grad av myndigheter, ansatte og samfunn. Kravene og fokus fra myndigheter og byggherre øker med ulykkene. 7

Hvilket sikringsnivå kreves av byggherre? Viktige forskjeller mellom sikringsnivå ved gruvedrift og trafikktunneler: Skiller mellom transport og oppholdsområder og driftsområder. Lang levetid for transportområder og mye trafikk av personell. Kortere levetid for driftsområder. Transportområder vil nærme seg sikringsnivået i trafikktunneler. Levetid for driftsområdet hovedsakelig kortere enn vegtunneler. Ved gruvedrift er byggherre og utførende av sikring gjerne samme selskap - Både arbeidssikring og permanent sikring bestemmes av byggherre. Ofte sikres det permanent med en gang. Sikret område er tilgjengelig. Rigg for sikring er tilgjengelig. Det er derfor mulig å raskt komme til et område for ettersikring hvis nødvendig. Dette bidrar til at sikkerhetsfaktoren til sikringsnivået ved gruvedrift er lavere. Ved gruvedrift velges gjerne sikringsnivå i større grad med utgangspunkt i erfaring fra nærliggende driftsområder. Dette fordi det gjerne er drevet områder i nærheten innenfor et relativt kort tidsrom. Sikringsnivå er ulikt for ulike områder. Viktige momenter er: Driftsområde eller transport og oppholdsområde? Driftsmetode i området. Noen driftsmetoder har rassikre installasjoner eller kjøretøy og krever liten grad av sikring mens andre igjen krever tung sikring. Noen driftsmetoder medfører kort oppetid av en stoll mens andre medfører lang oppetid og må derved sikres kraftigere. Vil området utsettes for andre påkjenninger i fremtiden? Vil f.eks driftsområder nærme seg en transportstoll slik at bergspenning øker og berget utsettes for større krefter i fremtiden? Det er ikke uvanlig at sjakter og stoller må ettersikres betydelig når nye driftsområder nærmer seg. I blant blir gamle områder sperret av da det ikke er mulig å oppsikre og det drives by-pass forbi området. Omkring store brytningsrom vil omlagring av spenning påvirke områder i stor avstand fra brytningsrommet. Frekventering av personell i området hvor oppholder folk seg mest? Typisk sikres det mer omfattende i transportstoller, omkring pauserom, verksteder etc. Omkring kritiske installasjoner som vil være vanskelig tilgjengelig på et senere tidspunkt sikres det gjerne kraftigere enn i andre områder, f.eks ved knuser, omlastingsstasjoner for belte, trafo etc. Ulike sikringsnivå for ulike geologiske/bergmekaniske forhold 8

Påvirkning fra nye driftsområder Figurer er hentet fra boka Bergmekanikk av Arne Myrvang (2001) 9

Driftsområde, transportområde, driftsmetode Levetid 3 år 3 belastningssykluser Ulikt sikringsnivå i ulike områder Rasområde Rasområde 10

11

Driftsområde, transportområde, driftsmetode Figurer er hentet fra artikkelen This is mining av USBM (1996) 12

Hvilken levetid forventes for sikring? Driftsområde eller transport og oppholdsområde? Generelt kortere levetid enn i trafikktunneler Forskjell på hard-rock og soft-rock større grad av forvitring av berg i softrock Eksempel - Løsning av ekspansjonshylse ved forvitring. Fordel med limforankring. Forvitring under bolteplater. Bergslagsfragmenter løsner under bolteplater. Endeforankrede bolter får begrenset funksjon. Levetid avhengig av miljø. Fuktighet, sure mineraler, syklisk fukting og uttørking, frostsprengning >>> Korrosjon av sikring og forvitring av berg. Endeforankrede bolter er mer utsatt. Eksempler på utsatte miljøer: fuktig og surt miljø i kullgruver og kisgruver. I slike miljøer kan det være fornuftig å bruke korrosjonsbeskyttet sikring i transport og oppholdsområder. Omlagring av spenning pga driftsformer. Nye påkjenninger i fremtiden? 13

Sikring i norske gruver Kullgruvene på Svalbard drives i svakere sedimentære bergarter (softrock) med generelt større krav til bergsikring enn hardrock-gruver på fastlandet. Mange hard-rock gruver i Norge i dag har ofte godt stabilt berg som krever et lavere sikringsnivå Unntak er områder med høye bergspenninger og svakhetssoner. Flere gruver har hovedsakelig maskinell og manuell rensk som sikringsmetode 14

Bolting i Store Norskes gruver årlig forbruk Svea Nord: 10-12000 meter stoll (tunnel) av 24 m 2 100000 stk 2,4 m forspente hellimte kamstålbolter 15-16000 stk. 1,5 m glassfiberbolter 20000 stk. 5-6 m wirebolter Gruve 7 7000 stk. 0,9-1,2 m hellimte kamstålbolter 500 stk. 4 m hellimte wirebolter Til sammenligning monteres det ca. 500000 bolter på fastlandet hvert år (Kilde: Engineering Geology and Rock Engineering, 2000) 15

Eksempel - Hvordan velges sikringsnivå i Svea Nord? 1. Bruddutvikling, regionalt bruddmønster, geologi og sikringserfaring undersøkes, kartlegges og forstås. (håndbøker/instrukser, opplæring, prognosekart) 2. Sikringsmønstre og produkter som er optimale for de ulike tilstandene bestemmes. 3. Hvilke endrede forhold vil området utsettes for i fremtiden (f. eks passering av strossedrift)? Risikoanalyse av problemsoner. 16

17

Typisk bruddutvikling KULL VERTIKAL SPENNING Heng brytes opp og bøyes ned Heng brytes opp og bøyes ned VERTIKAL SPENNING Vegger presses inn LIGGHEVING HORISONTAL SPENNING HORISONTAL SPENNING 18

Hvordan velges sikringsnivå? 4. Så optimal sikring som mulig velges på stuff blant godkjente sikringsmønstre. For kompliserte soner foretas befaring av bergingeniører. 5. Må tas raske avgjørelser på stuff. Alt personell i gruvene har gjennomgått kurs i geologi og bergmekanikk. Stuffoperatører bruker tegn som: urolig geologi, spenningstegn som bergslag og knitring i heng og vegger, forkastninger, utslag på telltales, dårlig feste for bolter, rask borsynk, svart eller hvitt borvann (kull eller leire i hengen) etc. Stiger/Driftsingeniør tar avgjørelse ved endring av boltemønster. 19

Hvordan velges sikringsnivå? 6. Gjennomført bergsikring kartlegges 7. Inspeksjon og overvåkning (sikringsinspektører, stiger) 8. Ettersikrer etter tiltakssystem 9. Kunnskap om bruddutvikling og geologi oppdateres Grønn Gul Ingen tiltak nødvendig. Fortsett rutinemessig avlesning. Kontakt stiger for videre tiltak. Stiger melder fra til driftsingeniør som sørger for oppfølging og eventuelt iverksetting av tiltak. Driftsingeniør melder fra til gruvesjef. Informasjonen loggføres i skiftrapport. I dette tilfellet skal telltalen leses av nøyaktig (millimeter nøyaktighet) og føres opp i eget skjema Dataskjema på sidepallen (se vedlegg 4.2). Tiltak gjennomført, dato og signatur skal føres opp i det samme skjemaet. Rød Trekk ut av området umiddelbart og kontakt stiger. Stiger melder fra til driftsingeniør som sørger for oppfølging og iverksetting av tiltak. Driftsingeniør melder fra til gruvesjef. Området skal straks avsperres. Informasjonen loggføres i skiftrapport. Tiltak gjennomført, dato og signatur skal føres opp i Dataskjema. 20

Eksempel sikring i gode soner 21

Eksempel sikring i dårlige soner 22

Hvordan kontrolleres sikringsnivået? Hvordan sørger man for at sikringsnivået opprettholdes? Overvåkning av sikringsbelastning og bergstabilitet over tid inspeksjoner og måleteknikk B Kontroll av montering Telltales er det viktigste elementet i overvåkningssystemet i Svea Nord Visuell, enkel i bruk, rask og installere A 10 20 30 10 40 20 50 30 60 40 70 50 60 10 70 20 30 40 50 60 70 A B 23

24