Seksjonen forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU og UiO.
D-Bolt er en tøyelig bergsikringsbolt som holder sammen berggrunn på nytt vis. (Bilde: Charlie C. Li)
LKAB har installert flere hundre tusen D-Bolt i sine jernmalmgruver i Kiruna og Malmberget. (Bilde: Charlie C. Li)

D-BOLT

Denne beskytter gruvearbeidere verden over

Kan få enorm betydning for sikkerhet i dype gruver.

  • Forskning

Ulykkesstatistikken for verdens mange gruvearbeidere er dyster. I fjor døde 1049 mennesker i gruveulykker i Kina, viser tall fra NTB. Disse var ikke alene om å miste livet i gruveulykker i året som gikk.

I desember ble det kjent at russiske gruveselskapet Trust Arktikugol ble ilagt et forelegg på 1,3 millioner kroner etter tre alvorlige arbeidsulykker i gruva i Barentsburg på Svalbard, derav to dødsulykker. Hva om disse menneskelivene kunne vært reddet?

Les også: – Dette er fremtidens byggemateriale

Oppstod i dyp gruvegang

En nyvinning fra NTNU vil forhåpentligvis kunne bidra med å få ned den dystre statistikken.

D-Bolt, eller deformerbar bolt, skal hindre ulykker i verdens gruver og veitunneler, skal vi tro oppfinneren selv Charlie Chunlin Li, bergingeniør, oppfinner og professor ved Institutt for geologi og bergteknikk.

Det var på begynnelsen av 2000-tallet, tusen meter under svensk jord at ideen så smått begynte å ta form. Kinesiske Li kom til Luleå Tekniska Universitet i 1988 for å ta til på en doktorgrad i bergmekanikk. Etter hvert begynte han som bergingeniør i Boliden Mineral ABs Kristineberg-gruve. Og det var her, dypt nede i gruvegangene at han for første gang fikk føle på de voldsomme spenningene i fjellet.

Les også: Her finner de råstoffet til fremtidens supermateriale

Charlie Chunlin Li. Professoren, bergingeniøren og oppfinneren av D-Bolt med «babyen» i hånden, i en tunnel på gamle E39.
Charlie Chunlin Li. Professoren, bergingeniøren og oppfinneren av D-Bolt med «babyen» i hånden, i en tunnel på gamle E39. Trond Skogseth

For stive bolter

Gruveganger og tunneler som befinner seg i dypet kan enten deformeres sakte, under belastning av de kraftige bergspenningene, eller så kan dramatisk og plutselig bergutløsning (bergslag) inntreffe. I begge tilfeller vil en vanlig kamstålbolt brekke på grunn av boltens lave deformasjonskapasitet.

– Jeg fant fort ut at de tradisjonelle sikringsboltene, vanlige kamstålbolter, som man brukte da jeg jobbet i denne gruven, og som man fremdeles bruker flere steder, ikke var godt nok egnet til å sikre fjellet i dype tunneler. De var for stive til å kunne holde når fjellet beveget seg. De deformerbare boltene som da var på markedet var heller ikke sterke nok til å holde på den statiske vekten i tunneltakene, forteller professor Li som ønsket å lage en ny og forbedret deformerbar bolt.

Les også: Flere klager over tretthet og hodepine i nye miljøbygg

Sterk, men fleksibel

Han tok med seg tankene sine tilbake til akademia og ble professor ved Institutt for geologi og bergteknikk ved NTNU i 2004. To år etter blir gruvebolten D-Bolt til. Denne banebrytende, glatte bolten tåler å bli kraftig deformert, uten å ryke. Den skal kunne brukes i alle gruver og flere tunneler, uten store tilpasninger.

– D-Bolt er like sterk som kamstålbolten, men deformasjonskapasiteten er vesentlig større. Måten den er konstruert på gjør at den tåler å bli kraftig deformert uten å brekke tvert av, sier Li.

Les også: Vegvesenet vil forby tverrspente dekker i trebruer

Ble kommersialisert

Professoren skjønte at den lille ideen han satt på kunne bli noe stort, og henvendte seg til NTNU Technology Transfer AS for videre hjelp.

Stålbolten med det innovative designet ble patentert, og i 2008 ble selskapet Dynamic Rock Support (DRS) etablert for å kommersialisere produktet.

I 2011, etter mye omfattende testing i flere gruver rundt om i verden, tok endelig salget av. Svenske LKAB ble den første, store kunden. Året etter vokste selskapet raskest av alle teknologibedrifter i Trondheim, og i 2013 ble selskapet kjøpt opp av gruveutstyrsgiganten Normet.

Les også: Tunnelområde gjennomhullet av gruver

– Lengre levetid

D-Bolt har allerede fått innpass i store deler av det internasjonale markedet for gruvesikringsutstyr, og har blitt solgt til gruver i Sverige, Canada, Australia, Chile, USA og Sør-Afrika. Det totale markedet for sikringsbolter i underjordiske gruver er anslått til å være om lag 1,7 milliarder euro.

– Andelen dynamiske bolter er kanskje ti prosent i dag, men vi vet at denne vokser i og med at gruvene stadig går dypere. I Sør-Afrika er det i dag gruvedrift nede på 4500 meter under overflaten. I tillegg kommer tunnelene som ved enkelte bergforhold vil ha behov for D-Bolts egenskaper, forteller Trond Skogseth. Han ble ansatt i DRS i 2009, og ble med videre da selskapet ble en del av Normet. Nå er han ansvarlig for selskapets globale bergsikringsdivisjon.

I Nord-Sverige har man ved hjelp av D-Bolt vært i stand til å gjenåpne en større del av en gruve som ble stengt i fjor sommer på grunn av usikre bergforhold.

Les også: Vil industrialisere bruk av sitkagran

Charlie Li ble tildelt teknologiprisen Northern Lights Technology Award 2013 for D-Bolt. Her sammen med Magnus Ericsson, direktør i Raw Material Group. Juryen vektla kvaliteten på innovasjonsarbeidet som førte til den viktige utviklingen som D-Bolt representerer for sikringen av dype gruver.
Charlie Li ble tildelt teknologiprisen Northern Lights Technology Award 2013 for D-Bolt. Her sammen med Magnus Ericsson, direktør i Raw Material Group. Juryen vektla kvaliteten på innovasjonsarbeidet som førte til den viktige utviklingen som D-Bolt representerer for sikringen av dype gruver. Trond Skogseth

Ras hindrer arbeid

Ifølge Skogseth har gruveselskapene mye å tjene på å benytte seg av D-Bolt. Det handler om å redde menneskeliv og samtidig spare penger.

– Et ras i en gruve hindrer videre arbeid, ofte i lange perioder. Det betyr enorme tap for operatøren. Dessuten bygger mange stadig dypere gruver, og konsekvensene av uhell og problemer blir desto større. Operatørene kan spare millioner på å unngå problemet, og vi unner virkelig gruvearbeidere verden over å jobbe under beskyttelsen av det vi mener er verdens beste dynamiske bolt, D-Bolt, sier Skogseth.

Les også: Ser på byer som metallgruver

Kan få til Kina-samarbeid

LKAB har allerede installert flere hundre tusen D-Bolt i sine gruver i Kiruna og Malmberget. Men også flere andre store gruveselskap har fått opp øynene for bolten. Skogseth forteller at de håper å kunne nå igjennom også i de tøffeste gruvelandene.

– Kina er nok absolutt et marked som trenger bedre sikringsutstyr, som D-Bolt, men siden vi hadde nokså begrensede ressurser i DRS ble det ikke aktuelt å prioritere dette vanskelige markedet. Nå som vi er en del av et større selskap som mellom annet har et kontor i Shanghai og med Charlie sine gode kontakter i landet, kan det på sikt kunne åpne seg muligheter også der, sier Skogseth.

Så kanskje kan også Kinas gruvearbeidere få en tryggere hverdag i fremtiden? En ting er i hvert fall sikkert: Hverdagen til gruvearbeidere i land verden over har allerede blitt sikrere, takket være en unik stålbolt utviklet ved NTNU.

Denne saken ble opprinnelig publisert på Gemini.no – et nettsted for forskningsnytt fra NTNU og Sintef. Artikkelforfatteren er tilknyttet NTNU.

Flere saker fra Gemini:

Les også:

Lite nanofilter gir stor miljøgevinst

«Vanntåke» kan hindre gnistregn

Kald CO2-fangst kan redusere prisen med 30 prosent

Varmemålende kameraer beregner ventetid