Uudistunut jättiläinen

LKAB:n kuuluisan Kiirunan kaivoksen syvyyksistä on louhittu lähes 1,5 miljardia tonnia rautamalmia sen jälkeen, kun kaivostoiminta alkoi vuonna 1898. Kaivoksen läpi kulkee viisisataa kilometriä kunnossapidettyä tietä, jota pidetään yleisesti yhtenä maailman nykyaikaisimmista maanalaisista kaivoksista ja joka on tunnettu sitoutumisestaan innovaatioihin ja uraauurtavan teknologian käyttöönottoon.

Kiirunan malmion leveys on noin 80 metriä ja pituus neljä kilometriä, ja se ulottuu jopa kahden kilometrin syvyyteen. Avolouhoksena alkanut kaivos on vähitellen kasvanut syväksi, korkeapitoiseksi maanalaiseksi kaivokseksi. Kiruna ylitti 1 000 metrin rajan vuonna 1999, ja vuonna 2012 LKAB sai valmiiksi vielä syvemmän, 1 365 metrin syvyydessä sijaitsevan pääkuljetustasanteen, jonka odotetaan tukevan rautamalmin tuotantoa noin vuoteen 2035 asti. Mitä syvemmälle kaivos on kehittynyt, sitä kalliimmaksi ja monimutkaisemmaksi tuuletus on muuttunut.

"Kaivosta oli laajennettava, ja sitä varten tarvitaan suurempia koneita, mutta dieselin ottaminen mukaan tuotti paljon ongelmia", sanoo Per Brännman, joka valvoo kaivoksen 300 hengen lastausosastoa. "Ei riitä, että tuuletusta on lisättävä, jotta saadaan hyvä ympäristö, vaan on myös tehtävä enemmän tunnelilouhintaa. Diesel ei vain ollut vaihtoehto, jos halusimme saada tänne suuria ja tuottavia koneita."

Kiiruna oli alan ensimmäisiä kaapelisähköisen kuormauksen käyttöönottajia, eikä LKAB:lle ole vierasta sähköisen kaivostoiminnan kestävyys- ja tuottavuushyödyt. Kiruna kokeili ensimmäistä kaapelisähköistä kuormaajaa vuonna 1985, ja muutaman vuoden kuluessa kaivos päätti siirtyä sähkökäyttöisiin tuotantolaitteisiin.

"Tuuletuksen vaatimukset olivat aluksi yksi suurimmista motivaattoreista, ja paremmat työolosuhteet maan alla olivat lisäetu", sanoo Brännman, jonka toimialaan kuuluvat muun muassa kalkitus, lataus, räjäytykset, kuormaus, malmin kulkuväylien kunnostaminen sekä laitteiden ja teiden kunnossapito.
Sähkömoottorit eivät aiheuta pakokaasupäästöjä, ne lämpenevät vähemmän, niiden värähtely on vähäisempää ja melutaso on alhaisempi, joten sähkömoottorit parantavat maanalaisia olosuhteita ja operaattorin miellyttävää työympäristöä ja vähentävät samalla huomattavasti ilmanvaihtovaatimuksia. Kaivoslaitteet voivat myös alentaa kaivoksen energiakustannuksia murto-osaan vastaavan dieselkäyttöisen yksikön kustannuksista.

"Olemme todistaneet jo kauan sitten, että massiivinen kantavuus ja tuottavuus voidaan saavuttaa ilman perinteisiä dieselmoottoreita ja fossiilista polttoainetta", Brännman sanoo. 1980-luvun alusta lähtien. Tiedämme, mihin sähkökone pystyy. Haluamme kokeilla parempaa tässä."

Sen jälkeen, kun Kiruna päätti ottaa käyttöön sähköisen tuotannon kuormauksen, se on tasaisesti vaihdellut dieselkäyttöisiä koneitaan. Nykyään kaivos luottaa pitkälti 17 Sandvik LH625E -sähkökuormaajasta koostuvaan laivastoon, joiden 25 tonnin hyötykuormakapasiteetti on välttämätön, jotta Kirunan päivittäinen tavoite, 85 000 tonnia malmin syöttöainesta, voidaan saavuttaa.

"Olemme suuri kaivos, mutta meillä ei ole alueita joka puolella", Brännman sanoo. "Meillä on muutama alue, joille voimme lastata. Siellä olevan koneen on toimittava. Emme halua olla kaivoksen pullonkaula. Ja jos kaivoksessa on pulaa 25-koneista, emme voi tehdä päivittäistä tuotantoamme.
Joten kapasiteetti, joka noissa koneissa on, on erittäin tärkeää."

Kaivoksen vanhimmalla hyväksi havaitulla Sandvik LH625E -kuormaajalla on ikää 13 vuotta ja yli 35 000 tuotantotuntia, ja vanhoissa yksiköissä on vanhentuneita komponentteja. Se, mikä alkoi projektina niiden nykyaikaistamiseksi ja sivuprojektina kaapelin kelaamisjärjestelmän parantamiseksi, kehittyi lopulta täysin päivitetyksi kuormaajamalliksi.

"Olemme hyvin tyytyväisiä vanhaan LH625E:hen", Brännman sanoo. "Halusimme siis tuon koneen, mutta Sandvik sanoi meille, että monet näistä laitteista ovat vanhentuneita. Pitkän keskustelun jälkeen teimme yhdessä Sandvikin kanssa päätöksen, että jos emme voi rakentaa vanhaa 625:tä, niin sitten rakennamme uuden. Ja niin me teimme.

"Aika kuluu nopeasti, ja se, mikä oli edistyksellisintä teknologiaa 1980-luvulla, ei ole edistyksellisintä nykyään. Monet osat ovat hyväksi havaitusta LH625E:stä, mutta uudella tekniikalla. Yhdistimme Sandvikin tietotaidon ja asiantuntijuuden tähän koneeseen yhdessä operaattoreidemme monien vuosien toiminnan aikana hankkiman tiedon kanssa, ja tuloksena oli Toro LH625iE."

Sandvik teki tiivistä yhteistyötä LKAB:n kanssa Toro LH625iE:n suunnittelun räätälöimiseksi vastaamaan Kirunan tarpeita. Näihin kuuluivat alkuperäistä mallia parempi energiatehokkuus samalla alan suurimmalla 25 tonnin hyötykuormakapasiteetilla sekä suurempi ja ergonomisempi ohjaamo.

Toro LH625iE on 14 metriä pitkä ja siinä on neljän metrin levyinen kauha. Se liitetään kaivosverkkoon 350 metrin pituisella vetokaapelilla, joka mahdollistaa jopa 700 metrin toimintasäteen. Sen tilava ohjaamo tarjoaa vertaansa vailla olevaa tilaa ja mahdollistaa ainutlaatuisen 180 astetta kääntyvän istuimen, joka ei ole mahdollinen kompakteimmissa Sandvik-kuormaajissa. Ohjausjoystickillä toimiva istuin voidaan kääntää ajosuuntaan päin, mikä parantaa operaattorin ergonomiaa ja poistaa tarpeen katsoa olan yli.

"Tuoli on niin tärkeä minulle operaattorina", sanoo John-David Sundbris, joka toimi Sandvik LH625Es:llä kaksi vuotta ja on sittemmin viettänyt viimeiset kuusi kuukautta kaivoksen ensimmäisen Toro LH625iE:n ohjainten takana. Ohjaamossa oleva kultainen kyltti osoittaa, että kyseessä on Sandvikin maailmanlaajuisesti toimittama 600. sähkökuormaaja.

"Kääntyvä istuin on paljon ergonomisempi kuin tavallinen istuin, ja se parantaa näkyvyyttäni", Sundbris sanoo. "Tuolin kanssa seuraat virtausta ja käännät sitä vain, kun haluat katsoa eri suuntaan. Se tekee työskentelystä paljon mukavampaa."

Toro LH625iE:n kaapelikelausta on myös uudistettu. Uusi matalajännitteinen suljetun silmukan järjestelmä on suunniteltu lisäämään peräkaapelin käyttöikää ja vähentämään kaapelin vaurioitumista ajokulmissa.

"Se on merkittävä parannus, jolla voidaan pidentää peräkaapelin käyttöikää", Brännman sanoo. "Voit pitää nopeutta koko ajan tasaisena, jolloin kaapeliin ei tule vetoja. Se sujuu paljon tasaisemmin. Ja kaapeli on yksi koneen suuri kunnossapitoon kuluva aika, joten jos voimme parantaa sitä, saamme lisää tuotantoaikaa."

Uusi järjestelmä aiheutti aluksi joitakin haasteita, mutta LKAB ja Sandvik selvittivät ne yhdessä.

"Kyseessä on täysin uusi järjestelmä, ja sitä on parannettava, jotta se toimisi paremmin", Brännman sanoo. "Joidenkin pienten säätöjen avulla se toimii tällä hetkellä erittäin hyvin."

Sandvikin tehtaalla suoritettuihin testeihin luottaen LKAB otti Toro LH625iE:n prototyypin välittömästi tuotantoympäristöön helmikuussa 2020.

Brännmanin mukaan yksikkö tuotti ensimmäisten 350 käyttötuntinsa aikana 140 000 tonnia malmia pysähtymättä lainkaan.

"On todella tärkeää, että meillä on laitteet, joiden tuottavuus riittää tuottamaan tarvitsemamme suuren kiviainesmäärän", Sundbris sanoo. "Jos emme tuota tonnia, meistä voi tulla pullonkaula."

Sundbris raitiovaunulla ajelehtii ajouraan, täyttää 10 kuutiometrin kauhan vaivattomasti ja navigoi lähimpään malmikouruun. Hän kippaa 25 tonnia kalliosäiliöön aivan päätason yläpuolella, jonne malmi kerätään ennen kuin se kuljetetaan kuljettajattomilla junilla suuriin maanalaisiin murskaimiin 1 365 metriä maan alla.

"Se on vahva kone", sanoo Sundbris, joka kehuu myös seitsemän tuuman värikosketusnäytön kokoa ja toiminnallisuutta, sillä se näyttää tärkeät tiedot yhdellä suurella näytöllä ja antaa hänelle mahdollisuuden pitää katseensa tiessä.

Näytöltä tarjotaan huoltotiedot, helppo järjestelmädiagnostiikka ja hälytyslokitiedostot, jotka helpottavat kunnossapitoa. Sandvik Intelligent Control System valvoo ja varoittaa operaattoria ennen vikojen ilmenemistä, mikä estää vakavat vauriot ja mahdolliset tuotannon menetykset.

"LH625iE on digitaalisempi, ja on helpompi nähdä, jos jotain tapahtuu", Sundbris sanoo. "Kaikki on integroitu paremmin paneeliin. Se on erittäin luotettava kone. Se tuottaa oikeastaan juuri sitä, mitä haluamme."

Kiruna sai toisen Toro LH625iE:n marraskuussa 2020. Se vastaanottaa kolme muuta vuonna 2021 ja kuudennen vuoden 2022 alussa. Koska LKAB:llä on optio kahdesta muusta koneesta, se vaihtaa koko kalustonsa Toro LH625iE:hen, Brännman sanoo.

Kaivoksella on myös kolme automatisoitua Sandvik LH621 -kuormaajaa, Sandvikin laivaston suurin dieselkäyttöinen kuormaaja, kun kaasuja puhdistetaan yöräjäytysten jälkeen. Kolmas kuudesta Toro LH625iE:stä, joka on odotettavissa vuoden 2021 kolmannella vuosineljänneksellä, on myös varustettu AutoMine-järjestelmällä.

"Olemme innoissamme mahdollisuuksista lisätä automaation käyttöä", Brännman sanoo.

Hänen mukaansa uudistunut jättiläinen on ylittänyt LKAB:n odotukset.

"Jos aikoo tehdä tällaisen projektin yhdessä, on oltava hyvin ennakkoluuloton molemmin puolin", Brännman sanoo. "Suosittelen Sandvikia heidän ammattitaitonsa vuoksi. Siihen lasken mukaan ennakkoluulottoman, innokkaan ja erittäin ammattitaitoisen. Win-win-yhteistyö, sanoisin."