I framtidens gruva stannar människan ovan jord

En av Sveriges största industriinvesteringar någonsin. Det är i alla fall vad gruvnäringen själva kallar sin pågående omvandling, och det är inte helt osannolikt att de har rätt. Det är nämligen ett gigantiskt teknikskifte som pågår. 

Samhällets behov av metaller kommer att öka framöver, då gäller det att gruvindustrin är med och gör en grön omställning möjlig. Arbetet med att få fram fossilfritt stål är på väg, men det är inte bara växthusgaserna som ska bort, den fysiska påverkan på miljön måste också minskas och man ser därför i framtiden hur järnmalm ska brytas på större djup än tidigare. Parallellt pågår ett arbete för ökad person- och driftsäkerhet, samt naturligtvis också för ökad produktivitet. För att nå målet sker utvecklingsarbete på flera fronter samtidigt. Det forskas om elektrifiering, uppkoppling och autonomi.

Redan idag är en stor del av de maskiner som jobbar nere i gruvorna eldrivna, med kabel. För att bli helt fossilfria krävs dock att de sista dieseldrivna maskinerna rensas bort. In kommer istället en flotta av batteridrivna maskiner som komplement till de kabeldrivna. För ökad säkerhet och produktivitet arbetar man parallellt med att göra dessa maskiner självkörande, autonoma, vilket i sin tur ställer stora krav på bland annat 5G uppkoppling, styrsystem och övergripande gruvdesign.

Med EU-stöd och en budget på totalt 16 miljoner Euro samarbetar 13 partners inom gruvnäringen i projektet NEXGEN SIMS där SIMS står för Sustainable Smart Intelligent Mining Systems.

– Projektet är en fortsättning på SIMS, som löpte mellan 2017 och 2020, berättar Epirocs Jan Gustavsson som är projektledare och programsamordnare. Då utvecklade vi en batteridriven gruvlastare, en gruvtruck och en borrigg. I nya projektet fortsätter vi arbetet med att göra dem autonoma.

NEXGEN SIMS löper mellan 2021 och 2024 och målet är att 2023 ha utvecklat maskiner som autonomt klarar av att utföra en hel lastcykel och dessutom kan navigera i en gruvmiljö som ständigt förändras. 

– Vi kommer att testköra först i vår testanläggning, Kvarntorp utanför Örebro. Sedan ska de köras i relevant gruvmiljö i kanadensiska gruvbolaget Agnico Eagles gruva i finska Kittilä. 

Men det är inte bara NEXGEN SIMS som arbetar för framtidens gruvor. LKAB, ABB, Epiroc, Combitech och Sandvik har gått samman för att sätta en ny världsstandard för hållbar gruvdrift på stora djup. Projektet, som har namnet Sustainable Underground Mining, SUM, inleddes 2018 och kommer i sin nuvarande form att avslutas 2024.

– Idag har vi 100 procent dieseldrivna lastmaskiner och truckar i gruvan i Malmberget, berättar Johan Enback, som är teknisk chef för SUM. Där är behovet att få elektrifierat brådskande, 2026 ska första järnsvampverket vara klart och då måste Malmberget kunna leverera malm utan utsläpp av koldioxid.

Det är alltså bråttom och det handlar om att byta ut en hel kedja från losstagning av berg, all transport och förädling till själva tillverkningen av järnsvamp. 

– Vi tittar därför både på autonomi och elektrifiering. I Kirunagruvan pågår idag tester med lastmaskiner från Epiroc och Sandvik. De är dieseldrivna och vi undersöker möjligheterna med autonomitet och automation. Maskinerna kan idag köra utan förare i gruvan, de hittar själva till rätt plats, de kan med operatörstöd fylla en skopa och transportera samt tömma den automatiskt i ett bergschakt. Det vi jobbar just nu med är att optimera skopfyllningen och vi räknar med att bli klara med det under 2022. Då har vi en fullt fungerande lastcykel.

Även batteridrivna fordon testas av LKAB. Epiroc har en Scooptram ST 14 på plats och en Minetruck MT42 är på ingående. Från Sandvik kommer trucken TH550B och lastaren LH518B att testas under detta och nästa år. 

– De batteridrivna maskinerna kommer att testköras ovan mark först. Det handlar om att göra riskbedömningar så att vi är helt säkra på att allt fungerar. Vi måste till exempel veta hur vi ska göra om något börjar brinna.

För att få den nya tekniken med batteridrivna maskiner att fungera under jord kan det krävas en ny infrastruktur med brandportar, ventilation, släckningsmöjligheter och naturligtvis teknik för batteribyte och batteriladdning. 

Johan Enback kommenterar att de nya elektrifierade maskinerna som krävs för den fossilfria produktionen inte nödvändigtvis måste vara autonoma. Förändringen kommer att ske stegvis allt eftersom tekniken och arbetsmetoderna utvecklas. En av utmaningarna är att få till de nya styr- och ledningssystem som krävs. 

– Vi har en målbild att klara vad vi kallar ”mixed traffic” där vi kan blanda stora autonoma maskiner med manuellt styrda fordon i samma område. Det kräver flera olika lager av säkerhet innan vi är där. 

Johan Enback är helt säker på att tekniken kommer att fungera, det är bara en fråga om tid. Den viktigaste utmaningen är istället en mjukare fråga. 

– Hur blir de nya arbetsrollerna? I framtiden kommer vi att behöva människor med annan inriktning och kompetens. Det är nog där vi behöver lägga mest kraft, det är där förändringarna kommer att bli störst.