Huipputeknologiaa maan alla

Sandvikilla sähköinen teknologia, automaatio ja digitalisaatio on viety maan alle. Testikaivoksessa Tampereen Myllypurossa rakennetaan tulevaisuuden kaivoksia.

Sandvik Mining and Rock Technology -liiketoiminta-alueen alaisuudessa kehitetään monia automaation ja sähköistyksen crossover -toimintoja.

Vaikka monet kaivoskoneet ovat pysyneet Sandvikin valikoimassa perustaltaan samanlaisina jo useita vuosia, on tuotteisiin kehitetty teknologisia ja digitaalisia ratkaisuja ja palveluita. Ja vaikka Sandvik edelleen testaa kaikki valmistamansa kaivoskoneet aidoissa olosuhteissa testikaivoksessaan, käytetään testikaivosta entistä enemmän myös tulevaisuuden kaivosratkaisujen kehittämiseen.

Sähköinen teknologia

Sandvik ryhtyi kehittämään akkukäyttöisiä kaivoslaitteita jo yli kymmenen vuotta sitten. Applied Research Manager Mikko Valtee Sandvik Mining and Rock Technology -yksiköstä kertoo, että kyse oli osittain sattumasta ja uteliaisuudesta: vuonna 2008 vanhan työkoneen runkoon päätettiin asentaa akkupaketti ja sähköinen voimansiirtojärjestelmä tarvittavine lataus- ja jäähdytysjärjestelmineen. Valteen mukaan projektissa opittiin paljon sähköistämisestä. 2013-2014 oltiinkin valmiita rakentamaan astetta edistyneempi versio, nk. teknologiademonstraattori, jota voitiin jo esitellä asiakkaille. Palaute oli kannustavaa, ja kehitystyö kulminoitui 2016, jolloin akkukäyttöinen porauslaite DD4221E esiteltiin messuilla.

Sandvik DD4221E akkukäyttöinen porauslaite. Kuva: Sandvik

Vaikka laitteista tehdään erilaisia variaatioita asiakkaan prosessin ja infran mukaan, on Sandvikin valmistamien kaivoskoneiden yhteinen nimittäjä voimalinjojen sähköistyminen. Sähkö voidaan ottaa ajon moottoriin akusta, johdinlinjoista tai vaikkapa joskus tulevaisuudessa polttokennoista. Hybrideissä on sähköisen voimalinjan lisäksi dieselkäyttöinen moottori.

Asiakkaat itse kuitenkin vaativat Valteen mukaan entistä useammin täysin sähköisiä laitteita.

– Monet asiakkaat ovat kiinnostuneita vaihtamaan dieselkäyttöiset laitteet taloudellisista ja imagosyistä.
Kun polttomoottorista luovutaan, kertyy kustannussäästöä monesta lähteestä: polttoainekustannusten lisäksi sähköön siirtyminen vaikuttaa sekä ilmanvaihdon että tunnelin louhinnan kustannuksiin.

– Polttomoottorin pakokaasupäästöt lisäävät ilmanvaihdon tarvetta. Toisekseen kaivoksen lämpötila nousee hyötysuhteeltaan tehottomampien polttomoottorikoneiden käytössä enemmän kuin sähkökäyttöisten, mikä lisää tuuletustarvetta entisestään. Tehokas ilmastointi puolestaan edellyttää suurempia tunnelikokoja. Tuuletuskustannukset voivatkin nousta vuositasolla miljoonista kymmeniin miljooniin euroihin. Ilmanvaihdon osuus kaivoksen kustannuksista voi olla jopa 60 prosenttia.

– Asiakas ryhtyykin usein punnitsemaan, onko kannattavampaa investoida uuteen tuuletustunneliin vai sähköisiin koneisiin.

Joskus sähköinen vaihtoehto voi olla asiakkaalle myös se ainoa: parhaillaan Sandvik toimittaa ratkaisujaan Kanadan Borden Lake -kaivoksen täyssähköiseen kaivokseen, jonka toimintaluvan ehtona oli dieselittömyys.

Automaatio

Sähköinen teknologia helpottaa myös automaatiota. Itse asiassa automaatiota on löytynyt Sandvikin laitteistosta jo 80-luvun puolivälistä saakka, mutta sitä hyödynnetään koko ajan enemmän ja sen kehittämiseen panostetaan paljon.

– On kaivoksia, joille on vaikea löytää henkilökuntaa. Uusien esiintymien ja malmioiden mineralisaatio ja rikastaminen on yhä mutkikkaampaa. Suurista avolouhoksista tulee syvempiä, joka aiheuttaa siirtymistä avolouhoksista maan alle. Malmien metallipitoisuudet alenevat, kuljetusetäisyydet pitenevät ja kysyntä nousee. Myös raaka-aineiden hinnat ovat epävakaita ja ennalta arvaamattomia. Maanalaisten kaivosten suunnittelu, kehittäminen ja toiminta tulevat entistä haasteellisemmaksi. Tähän lisätään korkeammat energian hinnat ja todellisten energiavajeiden lisääntyminen sekä hiilidioksidipäästöjen rajoittaminen ilmaston lämmetessä. Digitalisaatio ja automaatio auttavat vastaamaan näihin haasteisiin.

– Ensimmäisen AutoMine -ratkaisumme, jolla yksi henkilö voi ohjata ja monitoroida miehittämättömiä kaivoskoneita keskitetysti ohjaamosta, toimitimme jo vuonna 2004. Automaation ansiosta myös joistakin perinteisistä infrastruktuurikustannuksista päästään eroon, testikaivoksen digitalisaatiosta vastaava päällikkö Taina Heimonen kertoo.

-Tunneleihin, joissa ei liiku ihmisiä, vaan vain koneita, ei tarvita esimerkiksi valaistusta.

Digitalisaatio

Sandvikille automaattiset kaivoslaitteet ovat oikeastaan jo vakiintunutta teknologiaa.
– Meille tulevaisuutta on läpinäkyvä kaivos: kaivos voidaan esimerkiksi tarkasti 3D-visualisoida kaivoslaitteisiin asennettavien skannereiden avulla ja mallinnusta voidaan käyttää kaivoksen toiminnan suunnitteluun, kertoo Heimonen.
Myös porausprosessi nopeutuu, kun poralaite voi skannaamansa tiedon avustuksella paikantaa sijaintina ja asentonsa, ja pääsee nopeammin aloittamaan porauksen.


Kaivoslaitteisiin asennettavien skannereiden avulla kaivos voidaan 3D-mallintaa, ja tietoa voidaan käyttää kaivoksen toiminnan suunnitteluun. Kuva: Sandvik

Myös porausprosessi nopeutuu, kun poralaite voi skannaamansa tiedon avustuksella paikantaa sijaintina ja asentonsa, ja pääsee nopeammin aloittamaan porauksen.

Paikannustekniikan kehittyminen on ollut tärkeä askel automaation lisäämiseksi. Aikaisemmin maan alla kulkeneen automaattisen ajoneuvon tullessa maan päälle on vaihtaminen GPS-navigointiin edellyttänyt myös kuskin hyppäämistä ajoneuvon ohjaimiin, koska viive paikannuksessa maan päällä on ollut liian suuri. Nyt vaihto tukiasemien välillä maan päällä sujuu alle 200 millisekunnissa, ja 6 m/s kulkeva automaattinen ajoneuvo voi jatkaa matkaansa turvallisesti ilman kuljettajaa myös maan päällä.

Kehitystyö maan alla jatkuukin kiivaana: viimeisen kolmen vuoden aikana Sandvikille on palkattu useita data-analyytikkoja.

– Sandvik kehittää kaivosteollisuudelle täysin sähköistettyä ja automaattista kaivosteknologiaa, Heimonen summaa.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google photo

Olet kommentoimassa Google -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s