Hjärtat i automation

Coeur Alaska Kensington-gruvans båt-in-båt-ut-anställda reser upp till två timmar enkel väg för att komma till gruvområdet, men även de mest erfarna operatörerna säger att landskapet är värt det.

Två gånger om dagen stiger de anställda på en buss i Juneau, Alaskas delstatshuvudstad, för en 37 kilometer lång resa till en hamn. En 45-minuters båttur uppför Lynn Canal erbjuder pittoreska vyer över karga bergstoppar och möjlighet till valskådning under säsong. De anställda går sedan ombord på en annan buss vid gruvans funktion för de återstående åtta kilometerna uppför en grusväg till gruvområdet.

Kensington-gruvan, som endast kan nås med båt, vattenflygplan eller helikopter, arbetar inom ett kompakt område på mer än 100 hektar i Tongass National Forest, den största nationalskogen i USA. Den genomsnittliga årsnederbörden på platsen är över 100 tum, med ackumulator av snö på över 3 meter vid gruvans portal på vintern.

Kommersiell produktion inleddes 2010 och guldgruvan nådde milstolpen på en miljon uns 2019. Gruvan hade ursprungligen en förväntad livslängd på 10 år med en produktion på 1.130 ton per dag enligt den plan för arbetet som godkändes 2005. Coeurs gruv- och processförbättringar gjorde det möjligt för gruvan att öka kapaciteten till 1.815 ton per dag, och fortsatta investeringar i prospektering och positiv avkastning har förlängt gruvans livslängd till cirka 2025. Under 2020 investerade Coeur 8,6 miljoner USD i prospektering vid Kensington och ytterligare 11 miljoner USD under 2021 med fokus på att förlänga gruvans livslängd. Under 2022 fick Coeur Alaska godkännande att öka lagringskapaciteten för anrikningssand och gråberg, vilket är nödvändigt för att förlänga gruvans livslängd med ytterligare minst 10 år.

Operatörens avlägsna läge skapar unika förutsättningar för arbetet, inklusive kraftgenerering och lasthantering samt räddningstjänst på plats. Alla reservdelar, livsmedel och bränsle anländer via en pråm från Seattle en gång i veckan, så planering och logistik i leveranskedjan är avgörande för gruvans framgång.

Implementering av driftseffektivitet bidrar också till att kompensera för högre driftskostnader på den avlägsna platsen. En av de tekniker som har haft störst inverkan på gruvan under de senaste åren är automation.

Kensingtons resa mot automation började efter att gruvledningen besökt Sandviks monter på mässan MINExpo INTERNATIONAL 2016.

"Tanken på att ta bort gruvarbetaren från drivningen och använda automation för att styra en lastmaskin var mycket spännande för oss", säger Mark Kiessling, tidigare General Manager.

Gruvan var på väg in i en uppgraderingscykel för maskinparken och undersökte samtidigt flera system för automation. Driftschef Kyle Beebe säger att Sandviks föreslagna fördelar, enkla implementering och kostnad i förhållande till alternativen var avgörande faktorer för valet av AutoMine-systemet.

"Vi valde också Sandvik eftersom de hade systemen färdiga att använda redan på maskinen, i motsats till att behöva eftermontera dem", säger han.

Coeur Alaska köpte en ny Sandvik-flotta 2017, inklusive två AutoMine-utrustade Sandvik LH514 14-tonslastare. Beebe säger att även om det främsta motivet för att införa automation av lastare vid Kensington var att förbättra säkerheten genom att ersätta fjärrstyrning med siktlinje, så var det en god tvåa att höja produktiviteten genom att använda automatiserad utrustning för att fortsätta arbeta med mulltransport under skiftbyten och sprängningscykler när de anställda inte kan vara i gruvan.

Kensington implementerade AutoMine under 2018, förstärkte det trådlösa nätverkets ryggrad för att stödja automatiserade områden och arbetade sig igenom några tidiga barnsjukdomar och kulturella acceptansutmaningar med det nya systemet. Gruvan flyttade 4.000 ton malm med AutoMine under 2019, och i takt med att systemets tillförlitlighet förbättrades flyttades 4.000 ton enbart under januari 2020. Gruvan såg att vinsterna fortsatte att öka under 2021.

"Det har varit fantastiskt att kunna flytta det här materialet helt utan interaktion mellan människa och maskin", säger Kiessling. "Det har verkligen förändrat vårt sätt att tänka på hur vi fjärrstyr strossar och hur vi muckar material. Vi ser stora vinster i produktivitet."

Bryan Nord, chef för IT och Business Intelligence, leder utvecklingen av Kensingtons program för automation. Genom att anställa automationstekniker på heltid, utbilda operatörer, identifiera vanliga problem och lösningar samt förbättra långsiktig planering ökade Kensington användningen av AutoMine med mer än 20 procent under 2021.

"Vårt automationsteam arbetar ständigt med att förbättra vår infrastruktur, rapportering, arbetssätt och kvaliteten på underhållet för att ge oss bästa möjliga förutsättningar att lyckas", säger Nord. "Vi förväntar oss att vår uthålliga användning fortsätter att förbättras."

Även om Kensingtons första implementering av AutoMine var fjärrstyrning, har tillämpningen utvecklats i takt med att systemacceptansen och användningen stadigt har ökat. Gruvan muckar på distans, men hastigheter och malmgångsdumpning kan ske helt autonomt.

"Vi har utforskat möjligheterna till full automation, men vår nuvarande gruvdesign utesluter full automation, och sekvenseringen kräver att vi är redo på ett ögonblick inom en rad olika områden. Detta har lett till att vi optimerar användningen av AutoMine främst för fjärrstyrning och halvautonoma arbeten", säger Nord.

Kensington använder för närvarande sina automatiserade Sandvik LH514 både för att flytta malm från upplag till muckfickor på automatiserade nivåer under skiftbyten och för att flytta malm från upplag till malmgångar, vanligtvis under skiftbyten men även under hela skiftcykler.

"Det här är de två mest effektiva användningsområdena som medför minst stillestånd på grund av att nivåerna måste avaktiveras för borrning", säger Nord. "Vi väljer ofta nivåer som har tillgång till ett malm-/avfallspass för helskiftsarbete eftersom vi enkelt kan ställa upp en lastare och låta den gå kontinuerligt."

Nord säger att även om Kensington för närvarande inte följer upp mätvärden för att kvantifiera fördelarna med AutoMine jämfört med manuell muckning, märkte teamet att lagren hölls fylligare när AutoMine kördes. Gruvan har flyttat så många som 42 skopor nedför ett malmgångsstråk under ett tre timmar långt skiftbyte.

"Det motsvarar 42 skopor som inte hade behövt flyttas under ordinarie arbete", säger Nord. "Det nyckeltalet ledde till att resurser frigjordes runt lastaren och kunde flyttas till andra ställen där de behövdes. Vi frigör personaltimmar för att utföra annat arbete som behöver göras.

"När gruvdriftsgruppen såg att den var tillförlitlig och kunde producera dessa ton när ingen annan aktivitet pågick under jord, då började folk verkligen förstå varför vi gjorde det här", säger han. "Nu säger folk: "Det här fungerar, det är bra, vad mer kan vi göra med det här?""

Kensingtons främsta begränsningar för att arbeta med AutoMine handlar om tillgänglighet för lastare och operatörer, och sekvensering med borrning är också fortfarande en utmaning.

"Med AutoMine har vi förvandlat flera timmars tidigare improduktivt stillestånd varje dag till en ökning av tonnaget", säger Nord. "Även om det har funnits utmaningar med att tillämpa automation på vår metod för stopp av borrning och sprängning och på befintliga arbetsplatser som utformades utan hänsyn till automation, fungerar systemet nu över förväntan. Med rätt utbildning, förbättrat stöd från Sandvik och god kännedom om utrustningen har vårt automationsteam sett en drastisk förbättring av användningen och en markant minskning av antalet arbetsstopp", säger Nord.

"Sandvik har gett oss bra stöd i vår resa mot automation, med några små problem och utmaningar längs vägen. AutoMine har många fördelar. Inlärningskurvan och utmaningarna med kulturell acceptans är inte obetydliga, men de kan hanteras, och när de väl har implementerats tror vi att de kan förbättra säkerheten och produktiviteten."

Nu när Kensington har övervunnit utmaningarna med att få in lastmaskinsautomation i etablerade gruvgångar som inte är utformade för tekniken och bevisat fördelarna med AutoMine, ser gruvan fram emot att generera ännu mer värde från automation under de kommande åren. När gruvdriften inleds i Elmira-fyndigheten 800 meter öster om Kensingtons huvudfyndighet 2023 har Coeur Alaska planerat och utformat den nya malmkroppen specifikt kring automation för att maximera fördelarna.

"Ingenjörerna letar nu efter möjligheter att införliva AutoMine i alla nya produktionsdesigner, vilket ger oss flexibiliteten att använda automation för att flytta material mer effektivt", säger Nord. "Vi implementerar för närvarande ett automatiserat lastningssystem med Elmira, där vi tror att vi kan dra nytta av automatiserade muckers under skiftet för en kontinuerlig fördel. I takt med att vi fortsätter att utöka automationens roll förväntas kostnadsfördelarna och cykeltidsvinsterna bli ännu mer betydande."

Kensington undersöker också möjligheten att använda AutoMine på en lastbilsöverföringsnivå i den nya deponin.

"Vi har gjort designarbetet för att införliva de aspekter av automation som vi tror kommer att göra det till en mer intelligent design och göra det mer kostnadseffektivt", säger Kiessling. "Vi är verkligen glada över den möjligheten, inte bara när det gäller lastning, utan potentiellt även när det gäller transport och att utveckla koncepten för automation i den här nya gruvan."

Automation har redan bidragit till att förbättra säkerheten och produktiviteten och sänka kostnaderna vid Kensington, och den skalbara tekniken har ytterligare potential att förbättra ekonomin i befintliga och ännu inte identifierade malmkroppar.

"Det fantastiska med det här är att automation och kostnadseffektivitet, att kunna bryta under skiftbyten och att kunna bryta smart och styra flera maskiner har potential att sänka vår kostnadsstruktur och göra det möjligt för oss att ta material som kanske har varit marginellt tidigare och göra det möjligt för oss att sänka vår cutoff-halt och potentiellt ta med det materialet i gruvplanen", säger Kiessling.