Ensimmäinen ulos laatikosta

Operaattori Dayton Gray kuljettaa kaivostoiminnan suurinta akkusähköistä kuormaajaa latauslaituriin Lift 1 -kuljetussilmukassa New Goldin New Aftonin lohkoluolassa. Muunnellussa re-muckissa ei ole kattonostureita tai trukkeja, joissa kuormaajan itsevaihtojärjestelmä irrottaa ja laskee tyhjentyneen akun, ajaa raitiovaunulla täyteen ladatun akun ja kytkee sen automaattisesti. Gray ei poistu ohjaamosta koko prosessin aikana, vaan hän ohjaa vaihtoa kosketusnäytön ohjeiden avulla. Alle kuusi minuuttia myöhemmin hän lähtee latausasemalta ja kiihdyttää rinteeseen.

New Aftonin kaivoksen johtaja Peter Prochotsky pitää tätä prosessia maanalaisen liikkuvan laitteiston "tankkauksen" mahdollisena tulevaisuutena.

"On valtava muutos teollisuudellemme siirtyä dieselistä sähkökäyttöön, ja olen iloinen voidessani osallistua siihen", hän sanoo.

Kuormaaja, ensimmäinen Sandvik LH518B 18 tonnin akkusähköajoneuvo (BEV), on ensimmäinen merkittävä BEV-infrastruktuurin osa New Aftonissa. Kultakaivoksella, joka räjäytti ensimmäisen vetokaivoksensa vuonna 2011 ja aloitti tuotannon vuonna 2012, on ollut historiaa innovatiivisten uusien teknologioiden edelläkävijänä, jotka auttavat varmistamaan työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden ja samalla parantamaan tuottavuutta. New Afton otti automaation käyttöön varhain ja on ylpeä siitä, että se on akkusähköisen kaivostoiminnan edelläkävijä.

Vuonna 2016 New Afton sai valmiiksi toteutettavuustutkimuksen, jossa selvitettiin C-Zonen malmikannan elinkelpoisuutta. Noin 29 miljoonaa tonnia sisältävän C-Zonen odotetaan aloittavan tuotannon vuoden 2023 jälkipuoliskolla ja pidentävän New Aftonin kaivoksen käyttöikää vuoteen 2030. New Afton harkitsi sähköistämistä alusta alkaen uuden malmikokonaisuuden 1 150 metrin syvyydestä maanpinnan alapuolella, ja kaivoksen päällikkö Jeff LaMarsh sanoi, että New Afton tunnisti tutkimuksen aikana useita mahdollisia akkusähköistämisen etuja.

"Haluamme omaksua sähköistyksen osana kaivoksemme tulevaisuutta ja mahdollisesti
alan tulevaisuutta", LaMarsh sanoo.

C-Zone-hanke hyväksyttiin vuonna 2019, ja New Afton teki yhdessä konsultti- ja insinööritoimisto Tetra Techin ja British Columbia Hydro and Power Authorityn kanssa erillisen tutkimuksen akkusähköisen kaluston kustannustehokkuudesta C-Zone-hankkeessa.

"Kun tämä oli käsissämme, päätimme omaksua akkujen sähköistämisen ja tutustua tekniikkaan ennen kuin teimme hankintapäätöksen C-Zonen LHD-kalustoa varten", Prochotsky sanoo.

Vuonna 2020 New Afton teki Sandvikin kanssa yhteistyötä Sandvik LH518B:n kolmen kuukauden koekäytössä, jotta kuormaajaan luotettaisiin ennen sen ostamista. Kaivos määritteli käytettävyyttä, akun käyttöikää ja käyttöparametreja, mukaan lukien kuormaus- ja ajonopeudet, koskevat keskeiset suorituskykyindikaattorit.

"LH518B ylitti kaikki odotuksemme kaikkien arvioimiemme kokeiluparametrien osalta", sanoo LaMarsh, joka oli erityisen vaikuttunut murtovoimasta ja kuormauskapasiteetista.

Prochotskylle silmiinpistävintä, kun hän näki kuormaajan ensimmäisen kerran toimivan maan alla, oli kuumuuden puute.

"Sandvik LH518B tuottaa noin 10 prosenttia vastaavan dieselkuormaajan lämmöstä", Prochotsky sanoo. "On hämmästyttävää, kuinka paljon vähemmän lämpöä se tuottaa, joten se on ollut loistava maanalaiselle työpaikalle ja ympäristöllemme". Akkujen on nähty tuottavan työntekijöillemme suuren työterveys- ja hygieniaedun. Tuuletus lämmön, dieselhiukkasten ja pölyn raakkulaimennukseen suljetuissa maanalaisissa tiloissa on erittäin tärkeää, ja BEV-laitteet auttavat meitä vähentämään näitä työpaikan epäpuhtauksia."

Akku-kuormaaja on myös paljon hiljaisempi kuin dieselkäyttöinen vastineensa.

"Voit käydä kahdenkeskistä keskustelua laitteen operaattorin vieressä, mitä et koskaan voisi tehdä dieselillä", LaMarsh sanoo.

Suurin yllätys LaMarshille oli kuitenkin kuormaajan valtava teho.

"Sandvik LH518B:ssä on huomattavasti enemmän kuormaustehoa", hän sanoo. "Perinteisessä dieselissä moottoria pitää pyörittää, jotta saat kaiken hydraulisen tehon, kun taas BEV:ssä hydraulinen teho on maksimaalinen, heti alusta alkaen. Välittömästä vääntömomentista on hyötyä sekä kuormauksessa että rampilta lähdettäessä. Tuottavuuden ja tehokkuuden näkökulmasta se on kokemuksemme mukaan kilometrien päässä kilpailijoista verrattuna vastaavaan dieseliin."

Lyhyiden matkojen käynnistäminen, pysäyttäminen ja ajo ovat vaikuttaneet eniten akkukuormaajan lyhentyneeseen jaksoaikaan, mutta Prochotsky sanoo, että suurin tuottavuutta lisäävä tekijä on hevosvoimatiheys.

"Sandvik LH518B:ssä on noin neljä kertaa enemmän pyörämoottoritehoa kuin vastaavassa dieselmoottorissa, joten ajoaika on suhteessa nopeampi", hän sanoo. "Ajo ramppia ylöspäin, tasanteella, arvioimme tyypillisesti dieselkäyttöisten LHD-laitteidemme liikkuvan noin seitsemästä kahdeksaan kilometriä tunnissa, kun taas akkukäyttöisellä LHD-laitteella nopeudet ovat 12-14 kilometriä tunnissa."

Kuormaaja auttaa myös New Aftonia saavuttamaan kasvihuonekaasujen murskausmäärätavoitteensa.

"Osa New Goldin missiota on edistää vastuullista kaivostoimintaa", Prochotsky sanoo. "Tiedostamme, että kasvihuonekaasupäästöt kasvavat kaikkialla maailmassa, ja haluamme yrittää pienentää kasvihuonekaasujalanjälkeämme. Kun kauha on täydessä tuotannossa, vähennämme kasvihuonekaasupäästöjämme noin 700 hiilidioksidiekvivalenttitonnilla vuodessa dieselkäyttöiseen LHD:hen verrattuna."

New Aftonin Sandvik LH518B:tä koskevat tiedot osoittavat, että yhden dieselkuormaajan vaihto vastaavaan BEV-kuormaajaan vähentää kaivoksen kasvihuonekaasujen kokonaispäästöjä jopa 2 prosenttia vuodessa olettaen, että tuottavuus on täyttä.

"Tämä on todella suuri luku, joka riippuu muun muassa siitä, kuinka paljon käytämme laitteita ja kuinka paljon dieselpolttoainetta kompensoimme, mutta maanalaisessa kaivostoiminnassa jo yhden dieselkäyttöisen laitteen vaihto akku-elektrisellä voi vaikuttaa merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjen kokonaismurskaukseen."

Sandvik LH518B:n energiankulutus on ollut huomattavasti pienempi kuin New Aftonin dieselkäyttöisen vastaavan kuormaajan. "Kokonaisenergiakustannus dieseliin verrattuna on noin 10,9 prosenttia, kun sitä käytetään operaattorina", Prochotsky sanoo.

Sandvik LH518B on varustettu Auto- Swap-järjestelmällä, joka on patentoitu Artisan-akkuyksikön itse vaihtuva järjestelmä. Kuormaaja on myös ensimmäinen Sandvikin BEV, jossa on AutoConnect-tekniikka, jonka avulla operaattori voi vaihtaa akut entistä nopeammin poistumatta ohjaamosta.

"AutoSwap- ja AutoConnect-tekniikka on ollut sujuvaa ja saumatonta", Prochotsky sanoo. "Se on ollut operaattoreille mukava etu sekä turvallisuuden että tehokkuuden kannalta, kun ei ole tarvinnut poistua ohjaamosta irrottaakseen akun."

New Afton arvioi erilaisia latausmenetelmiä. LaMarsh sanoi, että Sandvik BEV:n etuna on mahdollisuus vaihtaa akut nopeasti, koska kuormaajaa ei tarvitse pysäköidä pitkäksi aikaa.

"Sandvik LH518B oli meille houkutteleva vaihtoehto, koska siinä on akunvaihtotekniikka pikalatauksen sijaan, ja se on todella hyvä asia lohkareiden louhintatöissä", LaMarsh sanoo. "Akunvaihto auttaa varmistamaan, että laitteiden käyttöastetta hyödynnetään paljon enemmän, kun taas pikalatauksessa tarvitaan käyttökatkos latauksen helpottamiseksi." LaMarsh sanoo, että Sandvik LH518B:n akkujen vaihto on hyvä vaihtoehto. Meille täällä lohkareiden louhintakäytössä akunvaihto on mielestämme johtava tekniikka. Kun luotat pikalataustekniikkaan, jokainen minuutti vaikuttaa laitteen käyttöasteeseen."

Akkujen vaihtamisen ansiosta New Afton voi myös jakaa latauskuorman pidemmälle ajalle, mikä auttaa lieventämään aggressiivista virrankulutusta, jota pikalatausratkaisut voivat aiheuttaa kaivoksen sähköverkolle.

"Akkujen vaihtotekniikka on meille hyvä vaihtoehto, koska meidän tarvitsee ladata akut vain hieman alle purkautumisasteen", LaMarsh sanoo.

Kun New Afton laajenee kohti C-vyöhykettä, kaivoksen alkuperäisen Lift 1 -virranlähteen (noin 5 megawattia) rajoituksena on kaivoksen alkuperäinen Lift 1 -virranlähde.

"Joudumme kuljettamaan samaa kaapelin halkaisijaa syvemmälle, joten kun puhumme C-Zonen sähköistämisestä, meidän on varmistettava, että tehontarve pysyy kaapelikapasiteettimme rajoissa", Prochotsky sanoo. "Mielestämme paras tapa tehdä se on jakaa kuormitus pidemmälle ajanjaksolle. Käytämme edelleen saman verran energiaa sähköistämällä tuotantolaitteistomme, mutta huipputehontarve ei ylitä kaapeliemme virranlähdettä. Viime kädessä C-Zonen osalta haluamme jakaa tehontarpeemme mahdollisimman pitkälle ajalle."

New Afton käyttää tällä hetkellä Sandvik LH518B:tä kaivoksen Lift 1 -kuljetussilmukassa kuorma-autojen kuormaamiseen ja malmin kuljettamiseen esikaramurskaimeen. Vuoteen 2023 mennessä kaivos aikoo siirtää kuormaajan uuteen B3-luolaan jatkamaan kuorma-autojen lastausta. B3 on periaatteessa välialue, joka vie New Aftonin nykyiseltä Lift 1 -kaivosalueelta alas tulevalle C-alueelle.

C-Zone-lohkon luola on noin 550 metriä Lift 1:n ja 1 150 metriä pinnan alapuolella. Louhinta tulevan tuotantoalueen syvyydessä aiheuttaa tuuletukseen ja käyttökustannuksiin liittyviä haasteita, joita Prochotsky odottaa BEV:n ja sähköistämisen auttavan lieventämään.

"Kustannustehokas kaivaminen tällaisessa syvyydessä voi olla monimutkaista, ja näemme akkujen sähköistämisen yhtenä mahdollisena ratkaisuna haasteeseen", Prochotsky sanoo. "Neitseellisen kallion lämpötila lisää tason lämpöä tuotannon aikana, joten sekä tämä että tuuletuksen rajoitukset suosivat akkusähköisiä laitteita."

New Afton ottaa vastaan kaksi Sandvik Z50 -akkukäyttöistä kuorma-autoa vuoden 2022 aikana, jolloin kaivos voi hyötyä olemassa olevasta akkuinfrastruktuurista ja kasvavasta akkutietämyksestä. Vaikka kaivos osti 50 tonnin trukit tuotantoratkaisuksi B3-kaivosalueelle, New Aftonin kaivoksen johtajat aikovat käyttää niitä nopeuttamaan C-alueen laskeuman kehittämistä, kunnes B3-alueen tuotanto käynnistyy vuoden 2022 viimeisellä neljänneksellä.

"On aina haastavaa saada riittävä tuuletus alas pintaan, kunnes olemme luoneet pysyvän ilmanvaihtoinfrastruktuurin", Prochotsky sanoo. "Käyttämällä akkukuormaajia odotamme vähentävämme lämpöä, joka syntyy kehityspinnan yläpuolella, ja poistavamme dieselhiukkaset."

Sandvikin tehtaan henkilökunta on tukenut New Aftonia Sandvik LH518B:n ennustetuilla purkausnopeuksilla ja käyttösyklimallinnuksilla, jotka Prochotskyn mukaan ovat olleet tarkkoja.

"Sandvik auttaa meitä ymmärtämään, mikä on laitteiden paras sijoituspaikka, paras silmukkaväli, ohituspaikkojen ja latausasemien sijainti, ja tällaiset suunnittelukriteerit, jotka voimme sitten toteuttaa ennen C-alueelle siirtymistä", Prochotsky sanoo. "Meillä on aina ollut erittäin hyvät suhteet Sandvikiin. Olemme jo pitkään käyttäneet Sandvikin poria ja pultteja maan alla, ja suhteemme jatkaminen ja siirtyminen automaatioon ja nyt myös akkusähköajoneuvoihin on ollut luonnollista kehitystä."

"Uskon itse, että sähköistyminen on tulevaisuuden tie", LaMarsh sanoo. "On todella jännittävää kuulua ryhmään, joka pääsee pioneeriksi BEV-teknologiaan maanalaisessa kaivostoiminnassa.

"Jokaisella kaivoksella on todennäköisesti edessä pääomakustannushankinta tai kunnossapidon vaihto lähivuosina, ja uskon, että ne jäisivät paitsi, jos ne päättäisivät olla tutkimatta tai jatkamatta akkujen käyttöä", hän sanoo.