Maanalaisten poralaitteiden navigointimenetelmät ja niiden visualisointi

Abstract

Maanalaisessa kaivos- ja tunnelinrakennustoiminnassa käytetään louhintamenetelmänä poraus- ja räjäytysmenetelmää. Menetelmässä porataan reiät, joihin räjäytyspanokset sijoitetaan, ja räjäytys itsessään tekee louhinnan raskaan työosuuden. Reiät porataan maanalaisilla poralaitteilla. Ehtona ekonomiselle louhinnalle on porattavien reikien tarkkuus sijainnin, syvyyden ja kulman suhteen. Suurin tarkkuus saavutetaan tietokoneavusteisella poraamisella, jossa hyödynnetään maanalaista navigointia reikien poraamiseen. Yksi poralaitteita valmistava yritys on Sandvik Mining and Construction Oy.

Opinnäytetyössä kehitettiin visualisointityökalu neljälle Sandvik Mining and Construction Oy:n käyttämälle maanalaiselle navigointimenetelmälle. Yrityksellä oli olemassa Matlab-koodit käsiteltävistä neljästä navigointimenetelmästä, ja työkalulla on kyettävä visualisoimaan kyseisten koodien tuottamia navigointituloksia. Työkalua on tarkoitus käyttää koodien jatkokehitykseen ja laaduntarkastukseen aikaisessa kehitysvaiheessa ennen navigointikoodien pääsyä tuotantoon.

Opinnäytetyön tuloksena luotiin jokaisella navigointimenetelmälle oma Matlab livescript -tiedosto. Tiedosto sisältää koodin, joka toteuttaa navigointimenetelmän visualisoinnin. Tiedostossa on myös kuvalliset ohjeet työkalun käyttöön. Visualisoinnin tulos näkyy Matlabin erillisessä kuvaajaikkunassa, jonka työkalu avaa. Käyttäjä kykenee muuttamaan kuvaajanäkymää zoomaamalla, pyörittämällä tai liikuttamalla sitä.

Työkalussa on käyttäjälle syötekentät, joiden avulla muutetaan navigointimenetelmän käyttämiä parametreja. Työkalu reagoi parametrien muutoksiin reaaliajassa muuttaen kuvaajaikkunan näkymää.

Visualisointityökalu täyttää sille asetetut tavoitteet, mutta kehityskohteita työkalussa silti on. Yhtenä tärkeimpänä lisättävänä ominaisuutena on käyttäjän syötteen tarkistus. Tällä hetkellä työkalu vaatii käyttäjältä hyvää navigointimenetelmien ja niihin liittyvien parametrien tuntemusta. Syötteen tarkistuksella voidaan helpottaa työkalun käyttöä ja laajentaa työkalun käyttäjäryhmää.

Drill and blast excavation is used when developing underground mine or tunnel. This method includes drilling holes where explosive charges are then placed. To achieve economical excavation, it is important to control location, depth and angle of the drilled holes. Most accurate results are achieved when using computer aided drilling and underground navigation. Sandvik Mining and Construction Oy is one of the few companies who manufacture these underground drill rigs.

The purpose of this study was to develop a visualization tool for four underground navigation methods used by Sandvik Mining and Construction Oy. The company has Matlab codes for the four methods used in this study. The visualization tool must be able to visualize results of those codes. The visualization tool is intended to be used for further development and quality control of underground navigation methods.

As a result of the study, a dedicated Matlab livescript file was created for each navigation method. The file contains a code that implements the visualization and input fields for the user. The result of the visualization is displayed in a separate Matlab figure window which opens automatically. The user can manipulate the figure view by zooming, rotating or moving it.

The visualization tool meets the requirements set for it but it can still be improved. In the future the most important improvement would be user input validation. Currently the tool requires the user to be familiar with the navigation methods and related parameters. Adding an input validation would expand the user group of the tool and make its use easier.