Boliden, Epiroc och ABB gör det första batteridrivna trolleysystemet för gruvdrift underjord till verklighet

Teknologisk milstolpe tar gruvindustrin ett steg närmare att förverkliga framtidens helt elektriska gruva. Elektrifieringssystemet för fordonsflottor under jord bygger på Epirocs batterielektriska Minetruck MT42 SG och ABB:s eMine™ Trolley-system. Elektrifiering av gruvtransporter är ett av de mest effektiva och realistiska sätt att minska koldioxidutsläppen inom gruvdrift för att hjälpa branschen att nå sina hållbarhetsmål.

Boliden, Epiroc och ABB har nått en ny teknologisk milstolpe genom att framgångsrikt implementera det första helt batterielektriska trolleysystemet på en 800 meter lång testbana i en underjordsgruva i Sverige, med en lutning på 13 procent. Detta innebär att gruvindustrin är ett steg närmare att förverkliga framtidens helt elektriska gruva, med hållbar och produktiv drift samt förbättrade arbetsförhållanden.
Resultatet av samarbetet i Bolidens gruva i Kristineberg i norra Sverige markerar ett avgörande ögonblick för gruvindustrin, som fortsätter att möta stigande påtryckningar att balansera ökad produktion av kritiska mineraler och metaller med lägre koldioxidutsläpp och energiförbrukning. Enligt IEA1 förväntas efterfrågan på utvunna material att öka mellan 1,5 och sju gånger fram till 2030, vilket gör elektrifiering till en prioritet.

Mindre utsläpp, buller och vibrationer
Parallellt med att minska koldioxidutsläppen lovar elektrifieringen av gruvdrift också förbättrad hälsa och säkerhet för branschens arbetsstyrka. Genom att implementera detta system strävar samarbetspartnerna efter att bevisa att arbetsmiljön under jord kan förbättras avsevärt, med mindre utsläpp, buller och vibrationer över lag samtidigt som den totala kostnaden per ton minskar.
– Under de senaste tre åren har vi i nära samarbete med ABB- och Epiroc-teamen arbetat för att föra framtidens elektriska gruva ett steg närmare verkligheten, säger Peter Bergman, General Manager Boliden Area, Boliden.
– Det viktigaste för oss är naturligtvis att tekniken fungerar i vår egen verksamhet, men vi ser också ett mervärde i att tillsammans med våra partners driva teknikutvecklingen så att systemet kan användas i andra gruvor. Vi är stolta över att ha tagit detta koncept till en verklig installation.

Från elnät till hjul
Vardera part har tillhandahållit unik expertis i denna utvecklingsprocess, vilket tydligt visar värdet av branschsamarbete. Epiroc har lagt till dynamisk laddning till sin beprövade batterielektriska Minetruck MT42 SG och batterisystem, och vagnlösningen är utrustad med ABB:s DC-omvandlare, HES880-växelriktare och AMXE-motorer för att förbättra kraften i systemet. Gruvtrucken har en strömavtagare med trolley kopplad till en kontaktledning, ett koncept som är mycket lämpligt för långdistansramper.
Den elektriska trolleylinjen ger extra assistans till den batterielektriska gruvtrucken på de mest krävande sträckorna uppför rampen med full last, vilket möjliggör ytterligare räckvidd och batteriregenerering under drift, som i sin tur ökar produktiviteten drastiskt för en gruvverksamhet.
ABB har skapat infrastrukturen från elnät till hjul. Detta inkluderar designen av systemet för elektriska vagnar men även likriktarstationen för testbanan. Definitionen av standarder och fordonsgränssnitt utvecklades gemensamt av projektets alla parter. eMine™ Trolley systemet integreras också med det distribuerade styrsystemet (DCS) ABB Ability™ System 800xA® för att övervaka det elektriska systemet.

Unik utmaning
Den underjordiska miljön är en unik utmaning. För att designa en lösning som kunde anpassa sig till spänningsfluktuationer längs systemet samarbetade ABB med sina partners för att bygga en digital tvilling för att simulera alla scenarier. Resultatet är ett dynamiskt trolleysystem, med intelligent ställverk, mått och transparens med inbyggd förmåga att justera kraften där den behövs vid varje givet tillfälle.
– Tillsammans kan vi i nära partnerskap accelerera transformationen och nå en brant kurva inom gruvteknologisk innovation som vi har gjort i Kristineberg, säger Wayne Symes, President för Epirocs division Underground.
– På kort tid har vi implementerat och levererat teknik som inte bara minskar CO2-utsläppen, utan även förlänger reseavståndet avsevärt för batteridrivna fordon på tunga ramptransporter, minskar driftskostnaderna och förbättrar hälsan och säkerheten i gruvmiljöer.
– Vi är passionerade och engagerade i att skapa verkliga framsteg för gruvindustrin, säger Max Luedtke, Global Business Line Manager Mining, ABB.
– Att se branschens första elektriska batteritrolleysystem live är inte bara resultatet av ett samarbete med Boliden och Epiroc, utan det är verkligen en milstolpe i branschen. Vi lanserade ABB eMine™-konceptet med metoder och lösningar för att tillföra elektrifiering till hela gruvdriften, från elnätet till hjulet, och installationen i Kristineberg visar kraften i dessa möjligheter.
Detta projekt stöds av medel från den svenska innovationsmyndigheten och deras initiativ ”Hållbar Industri”, och kommer att bidra till att nå Bolidens vision att vara den mest klimatvänliga och respekterade metalleverantören i världen.

Sätter en ny standard
Boliden avser att implementera ett fullskaligt, autonomt elektriskt trolleysystem i Rävlidengruvan, en satellitfyndighet och förlängning av Kristinebergsgruvan, och har beställt fyra Minetruck MT42 SG Trolley-maskiner från Epiroc. Den totala sträckan kommer att vara 5 km på ett djup av 750 meter. När detta är uppnått kommer Rävliden inte bara ha betydligt lägre koldioxidutsläpp jämfört med en gruva som använder konventionell teknik, utan den kommer också att vara med och sätta en standard för nya gruvor.

Källa: ABB