Framtidens gruva utforskar helt nya tekniska lösningar

Realtidsinformation, digitala planeringssystem och rejäla energieffektiviseringar. Det är några av de lösningar ABB utvecklar i SUM; projektet som ska sätta en helt ny och hållbar standard för världens gruvproduktion.

– För att lyckas med den här ambitionen, ta de här stora stegen, måste man jobba tillsammans. Det finns inget annat sätt än samverkan.

 

Jan Nyqvist är global produktionschef för gruvautomation på ABB och en av de som leder arbetet med att utveckla ABB:s bidrag till SUM, Sustainable Underground Mining. Ett projekt som initierades av gruvbolaget LKAB men som är ett konsortium där, förutom ABB och LKAB, även Sandvik, Epiroc och teknikkonsultbolaget Combitech ingår. Tillsammans, och med helt nya tekniklösningar har de bestämt sig för att skapa en säkrare, hållbar och mer effektiv gruvproduktion. ABB har varit med från start.

 

– Vi är ett ganska stort team som arbetar med SUM på ABB, med hög kompetens inom automation, elektrifiering, digitalisering och forskning. Eftersom vi vill att våra lösningar ska ut i hela världen är också flera av våra globala produktteam med i processen, säger Jan Nyqvist.

 

"Alla aktiviteter i gruvan planeras och skickas ut digitalt till operatörerna, som sedan kan rapportera tillbaka till systemet hur arbetet går. Det gör att vi hela tiden kan ha en realtidsbild av produktionen," säger Jan Nyqvist, ABB. Foto: Fredric Alm.

Noll koldioxidutsläpp

I grova drag kan framtidens gruvproduktion beskrivas med tre begrepp: automation, elektrifiering och smarta, öppna system. Men vägen dit är lång och snårig. Gruvor är extremt komplexa miljöer och för att nå de ambitiösa mål som satts upp inom ramen för SUM – noll koldioxidutsläpp, en helt säker gruva för människan, en produktivitetssökning på femtio procent och möjlighet att gå rejält mycket djupare i gruvorna än vad som görs i dag – går det inte att bara att bygga vidare på befintlig teknik. För framtidens gruvor krävs helt nya lösningar.

 

– Vi började med att bryta ner visionen i konkreta delar. En del handlade om hur den framtida operatörsmiljön ska se ut, en annan om hur vi ska effektivisera och hantera allt som har med vatten och energi i gruvan att göra, det vi kallar ”Mining media”. Efter det gjorde vi förstudier som i sin tur ledde till ett helt gäng idéer. Inom Mining media landade vi till exempel på 25 olika förslag på hur vi skulle kunna göra, säger Jan Nyqvist och berättar att nästa steg är att välja vilka av förslagen de ska gå vidare med.

 

– Valen kommer att göras utifrån vad LKAB har för prioriteringar, men även utifrån vilken nytta lösningarna skulle ha för de andra företagen i SUM. Alla som är med och lägger in insatser i det här måste känna att det vi bygger är en bra investering även för dem.

Vi har redan kunnat visa att vi genom våra lösningar kan spara över 50 procent energi.

Jan Nyqvist, ABB.

Konsuln ligger i södra delen av Kiirunavaara och är en mindre, nästan separat del av Kirunagruvan. Gruvan har tidigare använts i forskningssammanhang fungerar idag som testområde i SUM-projektet. Foto: LKAB.

Konsuln ligger i södra delen av Kiirunavaara och är en mindre, nästan separat del av Kirunagruvan. Gruvan har tidigare använts i forskningssammanhang fungerar idag som testområde i SUM-projektet. Foto: LKAB.

Realtidsbild av gruvproduktionen

Några av ABB:s lösningar har redan installerats i LKAB:s testgruva Konsuln i Kiruna. Planeringssystemet ABB Ability™ Operations Management System är ett exempel.

 

– I det kan alla aktiviteter i gruvan planeras och skickas ut digitalt till operatörerna, som sedan kan rapportera tillbaka till systemet hur arbetet går. Det gör att vi hela tiden kan ha en realtidsbild av produktionen. Det här kommer att ske med automatik när vi börjar använda autonoma maskiner i större utsträckning, säger Jan Nyqvist.

 

Även en operatörsplats har installerats där alla pågående aktiviteter och status på de olika maskinerna i gruvan visualiseras i realtid.

 

– Där kan man enkelt göra omplaneringar och hantera de störningar i gruvan som dyker upp under dagen.

 

Vad gäller energieffektivisering handlar arbetet mycket om att bygga smarta system som själva kan ta beslut om när maskiner ska ladda och när ventilations- och vattenpumpar ska arbeta.

 

– Vi har redan kunnat visa att vi genom våra lösningar kan spara över 50 procent energi när det gäller ventilation i en underjordsgruva. Bland annat genom att bara ventilera luft där det verkligen behövs – gruvan i Kiruna består av mer än fyrtio mil tunnlar och det är inte människor och maskiner överallt hela tiden, säger Jan Nyqvist.

 

Ventilationslösningen handlar också om säkerhet, menar han.

 

– Systemet kommer att larma om det till exempel är för hög nivå av sprängmedelsgas någonstans.

"Vi kommer att snart låta fler elektrifierade fordon gå helt autonomt, från borrning till laddning och lastning", säger Lars Ydreskog, direktör strategiska projekt på LKAB. På bilden syns en stigortsborrmaskin av modellen Epiroc Easer L. Foto: Epiroc.

Autonoma elektrifierade fordon

– Idag arbetar man fortfarande mycket med papper i gruvorna, berättar Lars Ydreskog som är Direktör Strategiska Projekt på LKAB.

 

Tack vare ABB:s lösningar som nu är på plats i Konsuln kommer våra operatörer redan i höst att få sin arbetsorder i mobilen istället för på ett papper. En viktig nyckel i SUM är att bygga system som kommer att fungera ihop med andra. Det säger Lars Ydreskog, direktör för strategiska projekt på LKAB.

 

– Här har ABB med sin stora erfarenhet av att just koppla ihop system kunnat bidra väldigt mycket. Vi kommer snart låta fler elektrifierade fordon gå helt autonomt, från borrning till laddning och lastning, och dessutom från flera olika leverantörer. Att det är möjligt beror på att vi nu har en öppen it-infrastruktur och kan koppla ihop olika system med varandra, något som går helt emot hur det traditionellt sett brukar gå till där varje aktör i gruvan jobbar i sitt eget, slutna system, säger han.

 

Han vill gärna lyfta fram det unika samarbete som SUM innebär. Hur långt ifrån ett ”vanligt uppdrag” det är för de företag som är med – SUM är en satsning som kommer att påverka riktningen framåt för lång tid framåt för alla parter.

 

– Produktivitetsökningen på femtio procent når vi inte genom att optimera enskilda delar av gruvan, det är samverkan mellan alla aktörer och system som gäller och här har ABB klivit fram och tagit täten. De har förstått vad grundtanken kring SUM är, säger Lars Ydreskog.

”Stimulerande att påverka framtiden”

År 2022 ska, enligt SUM:s tidsplan, lösningarna vara på plats. År 2030 ska den nya standarden för gruvproduktion vara satt globalt. Med tanke på allt som ska göras och de höga målen kan det tyckas vara ont om tid, men projektet är i fas och Jan Nyqvist och hans kollegor på ABB är rejält taggade på nästa steg – att bygga en demonstrationsverkstad där de ska koppla ihop alla system de hittills tagit fram för SUM.

 

– I den kommer vi, genom olika framtagna scenarier, kunna visa upp hur systemen fungerar tillsammans, säger Jan Nyqvist och lägger till:

 

– Det är väldigt kul och stimulerande att få jobba såhär där både teknik, kunderna och leverantörerna är i framkant. Att få vara med och påverka framtiden!

En öppen it-infrastruktur låter olika tekniska system verka tillsammans. Foto: Fredric Alm.

En öppen it-infrastruktur låter olika tekniska system verka tillsammans. Foto: Fredric Alm.

Jan Nyqvist är global produktionschef för gruvautomation på ABB.

Jan Nyqvist är global produktionschef för gruvautomation på ABB.

Lars Ydreskog jobbar som Direktör Strategiska Projekt på LKAB.

Lars Ydreskog jobbar som Direktör Strategiska Projekt på LKAB.

Sustainable Underground Mining

I Sustainable Underground Mining har LKAB, ABB, Epiroc, Combitech och Sandvik gått samman med målet att sätta en ny världsstandard för hållbar gruvdrift på stora djup. Det kräver en helt ny typ av samarbete, ett digitalt ekosystem där parterna kopplar ihop såväl digitala system som verksamheter.

Läs mer om projektet här: sustainableundergroundmining.com

ABB:s  leverans i SUM-projektet

– ABB Ability™ Operations Management System – ett planeringssystem där alla aktiviteter i gruvan planeras och skickas ut digitalt till operatörerna eller de autonoma maskinerna, som sedan under dagen kan skicka tillbaka rapporter om hur arbetet går. Läs mer om ABB Ability™ Operations Management System här. 

 

– Extended Operator Workplace (EOW-i). En operatörsplats där alla pågående aktiviteter och status på de olika maskinerna i gruvan visualiseras på ett överskådligt sätt.

 

– Collaboration Table, en enorm surfplatta som används för att visualisera nyckelfunktioner och aktiviteter i gruvan.

 

– Mining Media. Delprojekt som syftar till att effektivisera energianvändningen i gruvan. Det handlar om allt från att ta fram smarta ventilationssystem till att se laddningen av de elektrifierade fordonen hanteras optimalt.

 

– Automatiserad laddning av sprängmedel. Inom ramen för SUM arbetar också ABB med att ta fram en robotiserad laddning av sprängmedel i gruvorna som kommer att öka säkerheten.

 

– Control Station Logic. En funktion som likt ett trafikljus ska hantera materialtransport åt olika leverantörer.

 

ABB Ability™ System 800. Automationssystem för styrning av ventilation, kraftförsörjning och vattenpumpning installerat i testgruvan Konsuln.

 

– ABB Ability digital solutions för digitala lösningar.

 

ABB har dessutom tillsammans med LKAB utarbetat ett gemensamt visions- och strategiarbete kring den framtida kraftförsörjningen och identifierat åtgärder för att skapa ett effektivt och flexibelt kraftsystem med hög tillgänglighet.

 

Läs mer om framtidens gruvdrift här.

facebook-logo twitter-logo linkedin-logo

Vill du veta mer?

Fyll i dina uppgifter nedan och välj bransch så kommer du att få vårt nyhetsbrev med teknik, insikter och inspiration som passar dig!

Relaterat material