Ein neuer Riese

Fast 1,5 Milliarden Tonnen Roheisenerz wurden seit Beginn des Abbaus im Jahr 1898 aus den Tiefen des berühmten LKAB-Betriebs in Kiruna gefördert. Das Bergwerk, das weithin als einer der modernsten Untertagebetriebe der Welt gilt und für seine Verpflichtung zu Innovation und den Einsatz bahnbrechender Technologien bekannt ist, wird von einer 500 km langen Straße durchzogen.

Der Erzkörper von Kiruna ist etwa 80 Meter breit und vier Kilometer lang und reicht bis in eine Tiefe von zwei Kilometern. Was als Tagebau begann, hat sich nach und nach zu einem tiefen Untertagebergwerk mit hoher Tonnage entwickelt. Kiruna überschritt 1999 die 1.000-Meter-Marke, und 2012 stellte LKAB eine noch tiefere Hauptfördersohle in einer Tiefe von 1.365 Metern fertig, die die Eisenerzproduktion bis etwa 2035 unterstützen soll. Je tiefer das Bergwerk wurde, desto kostspieliger und komplexer wurde die Belüftung.

"Wir mussten das Bergwerk vergrößern, und dafür braucht man größere Maschinen, aber wir sahen viele Probleme, wenn wir Diesel einsetzen wollten", sagt Per Brännman, der die 300 Mann starke Verladeabteilung des Bergwerks leitet, "man muss nicht nur mehr Belüftung einbauen, um eine gute Umgebung zu erhalten, sondern auch mehr Tunnelbau betreiben. Diesel war einfach keine Option, wenn wir hier unten große, produktive Maschinen haben wollten."

Kiruna gehörte zu den ersten Anwendern des kabelgebundenen Ladens in der Branche, und auch LKAB sind die Vorteile der Nachhaltigkeit und Produktivität des elektrischen Bergbaus nicht fremd. Kiruna testete 1985 seinen ersten kabelgebundenen Lader, und innerhalb weniger Jahre entschied sich das Bergwerk für die Umstellung auf elektrisch betriebene Produktionsausrüstung.

"Die Anforderungen an die Belüftung waren anfangs einer der größten Beweggründe, und die besseren Arbeitsbedingungen unter Tage waren ein zusätzlicher Vorteil", sagt Brännman, zu dessen Aufgabenbereich das Schürfen, Beschicken, Sprengen, Verladen, die Renovierung von Erzgängen und die Instandhaltung der Ausrüstung und der Straßen gehören.
Ohne Abgasemissionen, mit weniger Wärme, weniger Vibrationen und geringeren Geräuschpegeln verbessern Elektromotoren die Bedingungen unter Tage und den Bedienerkomfort, während sie die Anforderungen an die Belüftung erheblich reduzieren. Elektrische Ausrüstung kann auch die Energiekosten eines Bergwerks auf einen Bruchteil der Kosten eines vergleichbaren dieselbetriebenen Geräts senken.

"Wir haben schon vor langer Zeit bewiesen, dass man ohne den Einsatz herkömmlicher Dieselmotoren und fossiler Brennstoffe eine enorme Förderleistung und Produktivität erzielen kann", sagt Brännman, "und das schon seit den frühen 1980er Jahren. Wir wissen, was die elektrische Maschine leisten kann. Wir wollen es hier noch besser machen."

Seit der Entscheidung für die elektrische Produktionsverladung hat Kiruna seine dieselbetriebenen Maschinen nach und nach ausgetauscht. Heute verlässt sich das Bergwerk in hohem Maße auf eine Flotte von 17 Elektroladern des Typs Sandvik LH625E, deren Nutzlastkapazität von 25 Tonnen unerlässlich ist, um Kirunas Tagesziel von 85.000 Tonnen Erzaufgabematerial zu erreichen.

"Wir sind ein großes Bergwerk, aber wir haben nicht überall Flächen", sagt Brännman, "wir haben ein paar Bereiche, in denen wir laden können. Die Maschine, die dort steht, muss funktionieren. Wir wollen kein Engpass in der Mine sein. Und wenn es in der Mine zu wenig 25er gibt, können wir unsere Tagesproduktion nicht bewältigen.
Die Kapazität der Maschinen ist also sehr wichtig."

Der älteste der bewährten Sandvik LH625E-Lader der Mine ist 13 Jahre alt und hat mehr als 35.000 Produktionsstunden hinter sich, und die älteren Geräte haben veraltete Bestandteile. Was als Projekt zur Modernisierung dieser Komponenten und als Nebenprojekt zur Verbesserung des Kabeltrommelsystems begann, entwickelte sich schließlich zu einem vollständig modernisierten Ladermodell.

"Wir sind mit dem alten LH625E sehr zufrieden", sagt Brännman, "also wollten wir diese Maschine haben, aber Sandvik sagte uns, dass viele dieser Dinge veraltet seien. Nach vielen Diskussionen haben wir gemeinsam mit Sandvik beschlossen, dass wir, wenn wir keine alte 625er bauen können, eine neue bauen werden. Und das haben wir getan.

"Die Zeit vergeht schnell, und was in den 1980er Jahren die fortschrittlichste Technologie war, ist heute nicht mehr die modernste. Viele Teile sind vom bewährten LH625E, aber mit neuer Technologie. Wir haben das Know-how und das Fachwissen von Sandvik mit dieser Maschine kombiniert, zusammen mit dem Wissen, das unsere Bediener durch den langjährigen Betrieb der Maschine erworben haben, und heraus kam der Toro LH625iE."

Sandvik arbeitete eng mit LKAB zusammen, um die Konstruktion des Toro LH625iE an die Anforderungen von Kiruna anzupassen. Dazu gehörten eine bessere Energieeffizienz als das ursprüngliche Modell mit der gleichen branchenweit größten Nutzlastkapazität von 25 Tonnen und eine größere, ergonomischere Bedienerkabine.

Der Toro LH625iE ist 14 Meter lang und hat eine vier Meter breite Schaufel. Der Anschluss an das Grubennetz erfolgt über ein 350 Meter langes Schleppkabel, das einen Arbeitsbereich von bis zu 700 Metern ermöglicht. Die geräumige Kabine bietet den Bedienern ein konkurrenzloses Platzangebot und ermöglicht einen einzigartigen 180-Grad-Drehsitz, der bei kompakteren Sandvik-Ladern nicht möglich ist. Mit dem Joystick am Lenkrad kann der Sitz in Fahrtrichtung gedreht werden, was die Ergonomie für den Bediener verbessert und ihm den Blick über die Schulter erspart.

"Der Stuhl ist so wichtig für mich als Bediener", sagt John-David Sundbris, der zwei Jahre lang Sandvik LH625Es bediente und seit sechs Monaten hinter den Steuerungen des ersten Toro LH625iE der Mine sitzt. Eine goldene Plakette an der Kabine weist ihn als den 600. von Sandvik weltweit gelieferten Elektrolader aus.

"Der drehbare Sitz ist viel ergonomischer als ein normaler Sitz und verbessert die Sicht", sagt Sundbris, "man folgt mit dem Stuhl dem Fluss und dreht ihn einfach, wenn man in eine andere Richtung schauen muss. Das macht die Arbeitsbedingungen viel angenehmer."

Das Kabelaufrollsystem des Toro LH625iE wurde ebenfalls überarbeitet. Das neue geschlossene System mit niedriger Spannung wurde entwickelt, um die Lebensdauer des Schleppkabels zu verlängern und Kabelschäden in Driftkurven zu reduzieren.

"Es ist eine erhebliche Verbesserung, die Lebensdauer des Schleppkabels zu verlängern", sagt Brännman: "Man kann die ganze Zeit eine gleichmäßige Geschwindigkeit haben und bekommt dann keine Zugkräfte im Kabel. Es läuft viel geschmeidiger. Und das Kabel ist ein großer Wartungspunkt an der Maschine, wenn wir also diesen Punkt verbessern können, haben wir mehr Produktionszeit."

Das neue System stellte anfangs einige Herausforderungen dar, aber LKAB und Sandvik arbeiteten gemeinsam daran, diese zu überwinden.

"Es ist ein völlig neues System, und man muss es verbessern, damit es besser funktioniert", sagt Brännman, "mit einigen kleinen Anpassungen funktioniert es im Moment sehr gut."

Im Vertrauen auf die im Werk von Sandvik durchgeführten Tests setzte LKAB den Prototyp des Toro LH625iE im Februar 2020 sofort in einer Produktionsumgebung ein.

Die Anlage produzierte in den ersten 350 Betriebsstunden 140.000 Tonnen Erz ohne jegliche Unterbrechung, sagt Brännman.

"Es ist wirklich wichtig, dass wir über eine Ausrüstung mit der Produktivität verfügen, um die große Menge an Gestein zu fördern, die wir benötigen", sagt Sundbris, "wenn wir die Tonnen nicht liefern, können wir zu einem Engpass werden."

Sundbris fährt in einen Stollen, füllt den 10-Kubikmeter-Löffel mit Leichtigkeit und steuert den nächsten Erzgang an. Er kippt 25 Tonnen in einen Gesteinsbehälter knapp über der Hauptsohle, wo das Erz gesammelt wird, bevor es von fahrerlosen Zügen 1.365 Meter unter Tage zu großen Brechern transportiert wird.

"Es ist eine starke Maschine", sagt Sundbris, der auch die Größe und Funktionalität eines 7-Zoll-Farb-Touchscreens lobt, der wichtige Informationen auf einem einzigen großen Display anzeigt und es ihm ermöglicht, die Augen auf der Straße zu halten.

Das Display bietet Service-Informationen, eine einfache Systemdiagnose und Alarm-Logdateien zur Vereinfachung der Instandhaltung. Das Sandvik Intelligent Control System überwacht und warnt den Bediener, bevor es zu Ausfällen kommt, und verhindert so schwere Schäden und mögliche Produktionsausfälle.

"Der LH625iE ist digitaler und es ist leichter zu erkennen, wenn etwas passiert", sagt Sundbris, "alles ist besser in das Bedienfeld integriert. Es ist eine sehr vertrauenswürdige Maschine. Sie liefert wirklich genau das, was wir wollen."

Kiruna erhielt seinen zweiten Toro LH625iE im November 2020. Drei weitere werden 2021 geliefert und ein sechster Anfang 2022. Mit einer Option für zwei weitere Maschinen wird LKAB seine gesamte Flotte auf Toro LH625iE umstellen, so Brännman.

Das Bergwerk betreibt auch drei automatisierte Lader vom Typ Sandvik LH621, den größten dieselbetriebenen Lader in der Flotte von Sandvik, während die Gase nach den Nachtsprengungen beseitigt werden. Der dritte der sechs Toro LH625iE, der im dritten Quartal 2021 erwartet wird, wird ebenfalls mit AutoMine ausgestattet sein.

"Wir sind begeistert von dem Potenzial, das wir durch den verstärkten Einsatz von Automatisierung haben", sagt Brännman.

Er sagt, der erneuerte Riese habe die Erwartungen von LKAB übertroffen.

"Wenn man ein solches Projekt gemeinsam durchführt, muss man auf beiden Seiten sehr aufgeschlossen sein", sagt Brännman, "ich empfehle Sandvik wegen seiner Professionalität. Dazu zähle ich Aufgeschlossenheit, Eifer und großes Fachwissen. Eine Win-Win-Zusammenarbeit, würde ich sagen."