Odnowiony gigant

Od rozpoczęcia wydobycia w 1898 roku, z głębi słynnej kopalni LKAB w Kirunie wydobyto prawie 1,5 miliarda ton surowej rudy żelaza. Przez kopalnię, powszechnie uważaną za jedną z najnowocześniejszych kopalni podziemnych na świecie i słynącą z zobowiązania do innowacji i wdrażania pionierskich technologii, przebiega pięćset kilometrów utrzymywanej drogi.

Złoże Kiruny ma około 80 metrów szerokości i cztery kilometry długości, a jego głębokość sięga nawet dwóch kilometrów. To, co zaczęło się jako odkrywka, stopniowo przekształciło się w głęboką, wysokotonażową kopalnię podziemną. W 1999 roku Kiruna przekroczyła granicę 1000 metrów, a w 2012 roku LKAB ukończył budowę jeszcze głębszego głównego poziomu wydobywczego na głębokości 1365 metrów, który ma wspierać produkcję rudy żelaza do około 2035 roku. Im głębiej kopalnia się rozwijała, tym bardziej kosztowna i skomplikowana stawała się wentylacja.

"Musieliśmy zwiększyć skalę kopalni, a do tego potrzebne są większe maszyny, ale widzieliśmy wiele problemów z zastosowaniem oleju napędowego" - mówi Per Brännman, który nadzoruje 300-osobowy dział załadunku w kopalni. "Nie chodzi tylko o to, że trzeba wprowadzić więcej wentylacji, aby uzyskać dobre środowisko; trzeba także wykonać więcej drążenia tuneli. Diesel po prostu nie wchodził w grę, jeśli chcieliśmy mieć tutaj duże, wydajne maszyny".

Kiruna była jedną z pierwszych firm w branży, które zastosowały ładowanie kablowo-elektryczne, a LKAB nie jest obce korzyści płynące ze zrównoważonego górnictwa i jego wydajności. Kiruna przetestowała swoją pierwszą ładowarkę kablowo-elektryczną w 1985 r., a w ciągu kilku lat kopalnia zdecydowała się przejść na sprzęt górniczy zasilany elektrycznie.

"Wymagania dotyczące wentylacji były jedną z największych motywacji na początku, a lepsze warunki pracy pod ziemią były dodatkową korzyścią" - mówi Brännman, którego dział odpowiada za skalowanie, ładowanie, roboty strzałowe, załadunek, renowację korytarzy rudy i utrzymanie zarówno sprzętu, jak i dróg.
Brak emisji spalin, mniej ciepła, mniej wibracji i niższy poziom hałasu sprawiają, że silniki elektryczne poprawiają warunki pracy pod ziemią i komfort operatora, jednocześnie znacznie zmniejszając wymagania dotyczące wentylacji. Sprzęt elektryczny może również obniżyć koszty energii w kopalni do ułamka kosztów porównywalnej jednostki napędzanej silnikiem wysokoprężnym.

"Już dawno temu udowodniliśmy, że można osiągnąć ogromną nośność i wydajność bez użycia tradycyjnych silników wysokoprężnych i paliw kopalnych" - mówi Brännman. "Robimy to od wczesnych lat 80-tych. Wiemy, co potrafi maszyna elektryczna. Chcemy spróbować czegoś lepszego".

Od czasu podjęcia decyzji o wdrożeniu elektrycznego ładowania produkcji, Kiruna systematycznie wymienia swoje maszyny napędzane silnikami wysokoprężnymi. Obecnie kopalnia w dużym stopniu polega na flocie 17 ładowarek elektrycznych Sandvik LH625E, których 25-tonowa ładowność jest niezbędna do osiągnięcia dziennego celu Kiruny, jakim jest 85 000 ton materiału do posuwu rudy.

"Jesteśmy dużą kopalnią, ale nie dysponujemy obszarami, które są wszędzie", mówi Brännman. "Mamy kilka obszarów, które możemy załadować. Maszyna, która się tam znajduje, musi działać. Nie chcemy być wąskim gardłem w kopalni. A jeśli w kopalni brakuje 25-ek, nie możemy wykonywać naszej codziennej produkcji.
Tak więc zdolność produkcyjna tych maszyn jest bardzo ważna".

Najstarsza ze sprawdzonych ładowarek Sandvik LH625E w kopalni ma 13 lat i ponad 35 000 godzin pracy, a starsze jednostki mają przestarzałe komponenty. To, co zaczęło się jako projekt ich modernizacji i projekt poboczny mający na celu ulepszenie systemu zwijania kabli, ostatecznie przekształciło się w całkowicie zmodernizowany model ładowarki.

"Jesteśmy bardzo zadowoleni ze starej ładowarki LH625E", mówi Brännman. "Chcieliśmy mieć tę maszynę, ale Sandvik powiedział nam, że wiele z tych elementów jest przestarzałych. Po wielu dyskusjach podjęliśmy wspólnie z Sandvikiem decyzję, że jeśli nie możemy zbudować starej 625, to zbudujemy nową. I tak się stało.

"Czas płynie szybko i to, co było najbardziej zaawansowaną technologią w latach 80-tych, nie jest najbardziej zaawansowaną technologią dzisiaj. Wiele części pochodzi ze sprawdzonego modelu LH625E, ale zastosowano w nich nową technologię. Połączyliśmy know-how i ekspertyzę firmy Sandvik w zakresie tej maszyny z wiedzą naszych operatorów zdobytą podczas wielu lat pracy z tą maszyną i powstała Toro LH625iE".

Sandvik ściśle współpracował z firmą LKAB, aby dostosować projekt Toro LH625iE do potrzeb Kiruny. Obejmowały one lepszą energooszczędność w porównaniu z oryginalnym modelem o tej samej, największej w branży, 25-tonowej ładowności, a także większą, bardziej ergonomiczną kabinę operatora.

Toro LH625iE ma 14 metrów długości i łyżkę o szerokości czterech metrów. Łączy się z siecią kopalnianą za pomocą 350-metrowego kabla wleczonego, który umożliwia zasięg operatora do 700 metrów. Jej przestronna kabina oferuje operatorom niezrównaną przestrzeń i umożliwia włączenie unikalnego fotela obracanego o 180 stopni, co nie jest możliwe w bardziej kompaktowych ładowarkach Sandvik. Obsługiwany za pomocą joysticka, fotel można obrócić w kierunku jazdy, poprawiając ergonomię operatora i eliminując konieczność patrzenia przez ramię.

"Fotel jest bardzo ważny dla mnie jako operatora - mówi John-David Sundbris, który przez dwa lata obsługiwał ładowarkę Sandvik LH625E, a ostatnie sześć miesięcy spędził za sterami pierwszej ładowarki Toro LH625iE w kopalni. Złota tabliczka na kabinie oznacza, że jest to 600. ładowarka elektryczna dostarczona przez firmę Sandvik na świecie.

"Obrotowy fotel jest znacznie bardziej ergonomiczny niż typowy fotel i poprawia widoczność - mówi Sundbris. - Krzesło podąża za ruchem maszyny i wystarczy je obrócić, aby spojrzeć w innym kierunku. Zapewnia to znacznie bardziej komfortowe warunki pracy".

Przeprojektowano również system zwijania liny kosiarki Toro LH625iE. Nowy system zamkniętej pętli o niskim naprężeniu został zaprojektowany w celu zwiększenia żywotności liny wleczonej i zmniejszenia jej uszkodzeń na zakrętach.

"Wydłużenie żywotności liny wleczonej jest znaczącym usprawnieniem", mówi Brännman. "Możesz mieć równą prędkość przez cały czas i nie będziesz mieć wtedy szarpnięć liny. Wszystko przebiega znacznie płynniej. Kabel to jeden z ważniejszych elementów konserwacyjnych maszyny, więc jeśli uda nam się poprawić tę kwestię, zyskamy więcej czasu na produkcję".

Nowy system początkowo wiązał się z pewnymi wyzwaniami, ale firmy LKAB i Sandvik wspólnie nad nimi pracowały.

"To zupełnie nowy system i trzeba go ulepszyć, aby działał lepiej", mówi Brännman. "Po wprowadzeniu kilku drobnych poprawek, system działa teraz bardzo dobrze".

Dzięki testom przeprowadzonym w fabryce Sandvik, firma LKAB natychmiast wprowadziła prototyp Toro LH625iE do środowiska produkcyjnego w lutym 2020 r.

Jednostka wyprodukowała 140 000 ton rudy w ciągu pierwszych 350 godzin pracy bez zatrzymywania się - mówi Brännman.

"Bardzo ważne jest, abyśmy mieli sprzęt o wydajności pozwalającej na dostarczanie dużej ilości skał, których potrzebujemy" - mówi Sundbris. "Jeśli nie dostarczamy ton, możemy stać się wąskim gardłem".

Sundbris wjeżdża do sztolni, z łatwością napełnia łyżkę o pojemności 10 metrów sześciennych i kieruje się do najbliższej przełęczy. Wsypuje 25 ton do pojemnika na skały tuż nad głównym poziomem, gdzie ruda jest zbierana przed transportem do dużych podziemnych kruszarek za pomocą bezzałogowych pociągów znajdujących się 1365 metrów pod ziemią.

"To mocna maszyna", mówi Sundbris, który chwali również rozmiar i funkcjonalność siedmiocalowego kolorowego ekranu dotykowego, który pokazuje najważniejsze informacje na jednym dużym wyświetlaczu i pozwala mu patrzeć na drogę.

Wyświetlacz zapewnia informacje serwisowe, łatwą diagnostykę systemu i pliki dziennika alarmów, co upraszcza konserwację. System sterowania Sandvik Intelligent Control System monitoruje i ostrzega operatora przed wystąpieniem awarii, zapobiegając poważnym uszkodzeniom i potencjalnym stratom w produkcji.

"LH625iE jest bardziej cyfrowa i łatwiej jest sprawdzić, czy coś się dzieje", mówi Sundbris. "Wszystko jest bardziej zintegrowane z panelem. To bardzo godna zaufania maszyna. Zapewnia dokładnie to, czego oczekujemy".

Kiruna otrzymała swoją drugą maszynę Toro LH625iE w listopadzie 2020 roku. Kolejne trzy maszyny zostaną dostarczone w 2021 roku, a szósta na początku 2022 roku. Z opcją na dwie kolejne, LKAB zmienia całą swoją flotę na Toro LH625iE - mówi Brännman.

Kopalnia korzysta również z trzech zautomatyzowanych ładowarek Sandvik LH621, największej ładowarki napędzanej silnikiem wysokoprężnym we flocie Sandvik, podczas gdy gazy są usuwane po nocnych wybuchach. Trzecia z sześciu ładowarek Toro LH625iE, spodziewana w trzecim kwartale 2021 r., również będzie wyposażona w system AutoMine ( system autonomiczny).

"Jesteśmy podekscytowani potencjałem zwiększenia naszego wykorzystania automatyzacji" - mówi Brännman.

Mówi, że odnowiony gigant przekroczył oczekiwania LKAB.

"Jeśli chce się wspólnie realizować taki projekt, obie strony muszą być bardzo otwarte", mówi Brännman. "Polecam firmę Sandvik ze względu na ich profesjonalizm. Obejmuje on otwartość, zapał i wysokie umiejętności. Powiedziałbym, że to współpraca korzystna dla obu stron".