En förnyad jätte

Nästan 1,5 miljarder ton råjärnmalm har utvunnits från djupet av LKAB:s berömda Kiruna-arbete sedan gruvdriften inleddes 1898. Femhundra kilometer underhållen väg går genom gruvan, som allmänt anses vara en av världens mest moderna gruvdrift under jord och känd för sin förpliktelse till innovation och implementering av banbrytande teknik.

Kirunas malmkropp är cirka 80 meter bred och fyra kilometer lång och når ett djup på upp till två kilometer. Det som började som ett dagbrott har gradvis vuxit till att bli en djup gruvdrift under jord med högt tonnage. Kiruna passerade 1.000-metersgränsen 1999 och 2012 färdigställde LKAB en ännu djupare huvudtransport på 1.365 meters djup som förväntas klara järnmalmsproduktionen fram till cirka 2035. Ju djupare gruvan har utvecklats, desto dyrare och mer komplex har ventilationen blivit.

"Vi var tvungna att skala upp gruvan och då behöver man större maskiner, men vi såg en hel del problem med att ta in diesel", säger Per Brännman, som är chef för gruvans lastningsavdelning med 300 anställda. "Det är inte bara det att man måste ha mer ventilation för att få en bra miljö, man måste också göra mer tunnel-. Diesel var helt enkelt inte ett alternativ om vi ville ha stora, produktiva maskiner här nere."

Kiruna var bland branschens tidigaste användare av kabelelektrisk lastning, och LKAB är inte främmande för fördelarna med långsiktigt hållbar gruvdrift och produktivitet. Kiruna testade sin första kabelelektriska lastare 1985, och inom några år beslutade gruvan att övergå till eldrivna gruvmaskiner.

"Ventilationskraven var en av de största drivkrafterna i början, och bättre arbetsförhållanden under jord var en extra fördel", säger Brännman, vars division ansvarar för bland annat skalning, laddning, sprängning, lastning, renovering av malmgångar och underhåll av både utrustning och vägar.
Utan avgasutsläpp, mindre värme, färre vibrationer och lägre bullernivåer förbättrar elmotorer förhållandena under jord och operatörskomforten samtidigt som kraven på ventilation minskar avsevärt. Elektrisk utrustning kan också minska gruvans energikostnader till en bråkdel av kostnaderna för en jämförbar dieseldriven enhet.

"Vi har för länge sedan bevisat att man kan uppnå en enorm bärighet och produktivitet utan att använda traditionella dieselmotorer och fossila bränslen", säger Brännman. "Vi har gjort det här sedan början av 1980-talet. Vi vet vad den elektriska maskinen kan göra. Vi vill försöka bättre här."

Sedan beslutet om att införa elektrisk produktionslastning har Kiruna stadigt ersatt sina dieseldrivna maskiner. I dag är gruvan starkt beroende av en flotta på 17 Sandvik LH625E elektriska lastmaskiner, vars lastkapacitet på 25 ton är avgörande för att uppnå Kirunas dagliga mål på 85.000 ton malmfodermaterial.

"Vi är en stor gruva, men vi har inte områden överallt", säger Brännman. "Vi har ett fåtal områden där vi kan lasta. Den maskin som finns där måste fungera. Vi vill inte vara en flaskhals i gruvan. Och om det saknas 25:or i gruvan kan vi inte utföra vår dagliga produktion.
Så den kapacitet som finns i maskinerna är mycket viktig."

Den äldsta av gruvans välbeprövade Sandvik LH625E-lastare är 13 år gammal och har mer än 35.000 produktionstimmar, och de äldre enheterna har föråldrade komponenter. Det som började som ett projekt för att modernisera dessa, och ett sidoprojekt för att förbättra kabelupprullningssystemet, utvecklades till slut till en helt uppgraderad lastmaskinsmodell.

"Vi är mycket nöjda med den gamla LH625E", säger Brännman. "Så vi ville ha den maskinen, men Sandvik sa till oss att många av de här sakerna var föråldrade. Efter många diskussioner fattade vi tillsammans med Sandvik beslutet att om vi inte kan bygga en gammal 625:a, så bygger vi en ny. Och det gjorde vi.

"Tiden går fort, och det som var den mest avancerade tekniken på 1980-talet är inte den mest avancerade idag. Många delar är från den beprövade LH625E, men med ny teknik. Vi kombinerade Sandviks know-how och expertis med den här maskinen tillsammans med den kunskap som våra operatörer har fått genom att arbeta med den i många år, och resultatet blev Toro LH625iE."

Sandvik hade ett nära samarbete med LKAB för att anpassa designen av Toro LH625iE till Kirunas behov. Dessa inkluderade bättre energieffektivitet än originalmodellen med samma branschledande lastkapacitet på 25 ton, samt en större och mer ergonomisk operatörens hytt.

Toro LH625iE är 14 meter lång och har en fyra meter bred skopa. Den ansluts till gruvnätet via en 350 meter lång efterföljande kabel som möjliggör ett arbetsområde på upp till 700 meter. Den rymliga hytten erbjuder oöverträffat utrymme för operatörerna och möjliggör en unik 180-graders vändbar stol som inte är möjlig i mer kompakta Sandvik-lastare. Stolen, som arbetar med styrspaken, kan vridas så att den är vänd mot färdriktningen, vilket förbättrar operatörens ergonomi och eliminerar behovet av att titta över axeln.

"Stolen är så viktig för mig som operatör", säger John-David Sundbris, som arbetade med Sandvik LH625E i två år och sedan har tillbringat de senaste sex månaderna bakom spakarna på gruvans första Toro LH625iE. En guldplakett på hytten visar att det är den 600:e elektriska lastaren som Sandvik har levererat globalt.

"Det vridbara sätet är mycket mer ergonomiskt än ett vanligt säte och förbättrar min sikt", säger Sundbris. "Du följer flödet med stolen och vrider bara på den när du behöver titta åt ett annat håll. Det ger mycket bekvämare arbetsförhållanden."

Toro LH625iE:s kabelupprullningssystem har också omkonstruerats. Det nya systemet med sluten slinga och låg spänning är utformat för att öka den bakre kabelns livslängd och minska kabelskadorna i driftkurvor.

"Det är en betydande förbättring att öka den bakre kabelns livslängd", säger Brännman. "Du kan ha samma hastighet hela tiden och då får du inga drag i kabeln. Det går mycket smidigare. Och kabeln är ett stort underhållsarbete på maskinen, så om vi kan förbättra det arbetet får vi mer produktionstid."

Det nya systemet innebar inledningsvis en del utmaningar, men LKAB och Sandvik arbetade tillsammans för att lösa dem.

"Det är ett helt nytt system och man måste förbättra det så att det fungerar bättre", säger Brännman. "Med några små justeringar fungerar det mycket bra just nu."

LKAB litade på testerna som utfördes i Sandviks fabrik och satte omedelbart prototypen Toro LH625iE i produktionsmiljö i februari 2020.

Enheten producerade 140 000 ton malm under sina första 350 timmars arbete utan några som helst stopp, säger Brännman.

"Det är verkligen viktigt att vi har utrustning med produktivitet som kan leverera den höga volym berg som vi behöver", säger Sundbris. "Om vi inte levererar ton kan vi bli en flaskhals."

Sundbris tar hastigheten in i en ort, fyller den 10 kubikmeter stora skopan med lätthet och navigerar till närmaste malmpassage. Han tippar 25 ton i en bergbehållare strax ovanför markplanet, där malmen samlas upp innan den transporteras till stora underjordiska krossar med förarlösa tåg 1.365 meter under jord.

"Det är en stark maskin", säger Sundbris, som också berömmer storleken och funktions- en sjutums färgpekskärm som visar viktig information på en enda stor display och gör att han kan hålla ögonen på vägen.

Displayen förser honom med serviceinformation, enkel systemdiagnostik och larmloggfiler för att förenkla underhållet. Sandvik Intelligent Control System, SICA, övervakar och varnar operatören innan fel uppstår, vilket förhindrar allvarliga skador och potentiellt produktionsbortfall.

"LH625iE är mer digital och det är lättare att se om något händer", säger Sundbris. "Allt är mer integrerat i panelen. Det är en mycket pålitlig maskin. Den levererar precis det vi vill ha."

Kiruna tog emot sin andra Toro LH625iE i november 2020. Kiruna kommer att ta emot ytterligare tre under 2021 och en sjätte i början av 2022. Med en option på ytterligare två byter LKAB ut hela sin flotta till Toro LH625iE, säger Brännman.

Gruvan arbetar också med tre automatiserade Sandvik LH621-lastare, den största dieseldrivna lastaren i Sandviks flotta, medan gaser rensas efter nattliga sprängningar. Den tredje av de sex Toro LH625iE, som väntas under tredje kvartalet 2021, kommer också att ha AutoMine.

"Vi är entusiastiska över potentialen i att öka vår användning av automation", säger Brännman.

Han säger att den förnyade jätten har överträffat LKAB:s förväntningar.

"Om man ska göra ett sådant här projekt tillsammans måste man ha ett öppet sinne från båda sidor", säger Brännman. "Jag kommer att rekommendera Sandvik på grund av deras professionalism. Med det menar jag att de är öppna, engagerade och mycket skickliga. Ett win-win-samarbete, skulle jag vilja säga."