Täysi akku matkaan ja työ jatkuu

"Järjestelmämme toimivat tosielämässä", sanoo Sandvikin Artisan-liiketoimintayksikön toimitusjohtaja Mike Kasaba. "Meillä on vuosikymmenen kokemus todellisesta maanalaisesta tuotantokäytöstä. Se tekee meistä kaivosalan kokeneimman akkukonetiimin. Kun tämä yhdistetään Sandvikin kykyyn valmistaa maailmanlaajuisesti käyttökelpoinen tuote ja tarjota sille kattava tuki, on helppo nähdä, että maanalaisen kaivostoiminnan tulevaisuus on täällä tänään."

Itseluottamuksella on perusteensa. Sandvik on jo pitkään ollut johtava toimija sähkökäyttöisten lastauskoneiden markkinoilla johtuen hyväksi todetusta tuotevalikoimasta, jonka perustana on vuosikymmenien yhteistyö kaivosasiakkaiden kanssa. Sandvik tietää, mitä kaivosyritykset ja urakoitsijat yleensä haluavat päivittäessään kalustoaan.

Nyt tämä kokemus yhdistyy Artisanin tuoreeseen näkökulmaan kaivosteollisuudesta. Yrityskaupasta on kulunut noin kaksi vuotta, ja aiemmin itsenäinen innovaatiokeskus voi nyt esitellä yhteisen tutkimus- ja kehitystoiminnan ensimmäisen tuloksen: akkukäyttöisen Sandvik LH518B -lastauskoneen. Siinä yhdistyvät edistyksellinen akkukäyttöinen teknologia ja valitut elementit Sandvikin perinteisestä kalustosta, mukaan lukien hyväksi havaittu kauha ja puomi sekä ohjaamo.

Sandvikin uuden akkukäyttöisten koneiden asiantuntijatiimin suunnitteluajattelun ytimessä on First Principles Design -filosofia ja sen kolme ydinarvoa: luotettavuus, järjestelmien redundanssi ja työsyklin optimointi. Ne sopivat saumattomasti yhteen Sandvikin ennestään soveltamaan lastauskoneiden suunnittelufilosofiaan.

Mitä tämä tarkoittaa käytännössä? Ensimmäisen sukupolven akkukäyttöisissä koneissa dieselmoottori yksinkertaisesti korvattiin sähkömoottorilla ja akulla – vaihteisto, momentinmuunnin ja hydrauliikkaa käyttävä voiman ulosotto pysyivät ennallaan. Toisen sukupolven koneissa momentinmuunnin oli poistettu ja voiman ulosotto oli vaihdettu erilliseen sähkömoottoriin. Vaikka nämä akkukäyttöisten koneiden varhaiset versiot tuovat lastauskoneisiin todellisia tehokkuusparannuksia, niitä rajoittavat edelleen vanha mekaaninen perusrakenne sekä mekaanisen voimalinjan rajoitukset.

Sandvik LH518B edustaa akkukäyttöisten koneiden uusinta, kolmatta sukupolvea. Koko kone on suunniteltu alusta alkaen puhtaalta pöydältä, joten vanhojen mekaaniseen voimansiirtoon perustuvien mallien rajoitukset on eliminoitu. Dieselkoneista periytyvät vanhat ratkaisut on korvattu uudella perusrakenteella, jonka ytimessä on akkujärjestelmä ja sähköiseen voimalinja, joten voimalinjakomponenttien keskinäiset suhteet on voitu ajatella täysin uudelleen. Näin saatu suunnittelun vapaus mahdollistaa uusia ratkaisuja. Takapyöriä voidaan esimerkiksi pienentää näkyvyyden parantamiseksi, ja takarungosta voidaan tehdä irrotettava akunvaihtojen helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi.

Kolmannen sukupolven akkukäyttöisten koneiden suunnittelufilosofia tarjoaa päivittäisen kaivostoiminnan kannalta erittäin merkityksellisiä ja konkreettisia etuja. Lastauskoneen hyötykuormaa on voitu kasvattaa huomattavasti koneen kokoon ja painoon nähden, mikä tekee Sandvik LH518B:stä selvästi tähän mennessä tehokkaimman 18 tonnin lastauskoneen.

Koneessa on 18 tonnin kauha, se on suunniteltu 4,5 metrin peräkoolle, ja voimalinja kehittää 450 kilonewtonin väännön. Koneen mitat vastaavat 14 tonnin koneille tyypillistä peräkokoa. Kaivokselle tai urakoitsijalle tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että pienemmällä koneella voidaan tehdä enemmän. Kone pystyy esimerkiksi nousemaan 20 prosentin ramppia kauha täynnä 12 kilometrin tuntinopeudella. Toinen esimerkki Sandvik LH518B:n suorituskyvystä on 30 km/h:n huippunopeus.

Sandvik LH518B:n "tankkaussykli" on alan nopein patentoidun akunvaihtojärjestelmän ja akkupakettiin integroidun vakausjärjestelmän ansiosta. Latausasema ei vaadi raskasta infrastruktuuria tai erikoisvarustusta, kuten nosturia.

Latausasema koostuu kolmesta kompaktista laitekuutiosta, jotka tukeutuvat kaivoksen olemassa olevaan sähköinfrastruktuuriin. Tämän ansiosta niitä voidaan helposti siirtää uusiiin paikkoihin kaivostoiminnan kehittyessä.

Akunvaihto on erittäin helppo ja vaatii ainoastaan muutaman sopivan kaivosperän tai kääntöpaikan strategisissa paikoissa lastauskoneen reitillä. Kuljettaja yksinkertaisesti pudottaa tyhjän akun latausasemalle ja ottaa tilalle uuden, täyteen ladatun akun. Myös koneen akkuliitännät on automatisoitu, joten kuljettaja pystyy suorittamaan akunvaihdon alusta loppuun poistumatta ohjaamosta.

Sandvik LH518B tarjoaa kaivoksille ja urakoitsijoille todellista valinnanvapautta riippumatta nykyisin käytössä olevasta kalustosta. Sillä voidaan korvata sekä dieselkoneita että kaapelikäyttöisiä sähkökoneita, jos operatiiviset tarpeet sitä edellyttävät. Samoin se pystyy toimimaan rinnakkain minkä tahansa yhä tarpeellisen vanhan kaluston kanssa. Lastaussykleihin tarvittavat muutokset ovat joka tapauksessa vähäisiä.

Asiakkaat ovat monesti huolestuneita akkukäyttöisten koneiden kokonaiskustannuksista, varsinkin jos uusilla akkukoneilla operoidaan vanhassa kaivoksessa.

"Asiakkaat ajattelevat usein, että uusi teknologia on kalliimpaa", sanoo Sandvikin Artisan-liiketoimintayksikön teknologiajohtaja Brian Huff. "Todellisuudessa näin ei ole. Akut ovat vanhaan toimintamalliin nähden uusi kustannuskomponentti, joka on otettava huomioon laskelmissa. Mutta samalla jää pois kallis dieselpolttoaine. Lisäksi koneessa ei ole dieselmoottoria, vaihteistoa eikä momentinmuunninta, jolloin myös niiden huollot ja kunnostukset ja vaihteistoremontit jäävät pois. Myös jäähdyttimen vaihdot vähenevät olennaisesti."

Kun kaikki nämä tekijät otetaan huomioon, kokonaiskustannukset tuskin ylittävät tavallisen dieselkäyttöisen lastauskoneen kustannuksia. Kustannukset todennäköisesti myös laskevat akkukäyttöisten koneiden yleistyessä ja tuotantomäärien kasvaessa. Lisäksi näissä laskelmissa ei ole otettu huomioon sitä, että koneen lämmöntuotto voi laskea merkittävästi, mikä pienentää kaivostuuletuksen tarvetta.