Miljövänlig borrning med dator
En ny doktorsavhandling från Luleå tekniska universitet handlar om processer, system och problem vid användandet av en nyutvecklad, miljövänlig bergborrmetod.Metoden, som är patenterad i hela världen, använder enbart vanligt vatten för att både driva borrmaskinen och för att spola ut det krossade berget.
Göran Tuomas, som disputerar den 20 december med doktorsavhandlingen Water powered percussive rock drilling – Process analysis, modelling and numerical simulation, har i sitt forskningsarbete berört ett flertal olika processer och problem vid vattendriven bergborrning.
Funktionen och berginträngningsprocessen för själva borrmaskinen har analyserats, modellerats och simulerats – vilket innebär att maskinens prestanda kan studeras redan innan de har tillverkats.
Datormodellerna ger också en förbättrad möjlighet att bedöma bergkvaliteten under själva borrarbetet eftersom maskinernas dynamiska beteende beror på bergets mekaniska egenskaper. Datorn har därmed blivit ett viktigt redskap vid utveckling, optimering och användning av dessa maskiner.
Forskningsarbetet har också resulterat i ett nytt mätlaboratorium och i ett antal nya produkter och prototyper. En dämpare för utjämning av tryckvariationer i borrmaskinens matarvatten har utvecklats i ett kolfiber/epoxi-material tillsammans med företaget Sicomp i Piteå. Det valda materialet ger produkten en låg vikt och hög styvhet, vilket krävs för dämpning av mycket snabba tryckpulser.
En annan utvecklad produkt är en containerbaserad maskin för avskiljning av det krossade berget från borrvattnet och för pumpning av högtrycksvatten till borrmaskinerna. Maskinen möjliggör återanvändning av förorenat borrvatten vilket minskar vattenförbrukningen och utsläppen vid drift. Också här har datorn använts som ett hjälpmedel vid produktutveck-lingen, genom att partikelflödesprocessen i ett system med denna maskin har modellerats och simulerats.
– I avhandlingen presenterar jag också en ny idé som berör borrteknik tillsammans med bergvärmesystem, säger Göran Tuomas.
– Idén baseras på det faktum att värme genereras vid borrarbete, vilket medför att berget runt borrhålet kommer att värmas upp. Genom att bestämma mängden avgiven värme kan därmed bergets värmeledningsförmåga uppskattas direkt under borrarbetet, vilket möjliggör en dynamisk dimensionering av bergvärmesystem.
Upplysningar: Göran Tuomas, tel. 0920-49 29 29, goran.tuomas@ltu.se eller universitetets pressansvariga Lena Edenbrink, tel. 0920-49 16 22, 070-679 16 22, lena.edenbrink@ltu.se
