Co jest na północ od północy?

Wydobycie rozpoczęto 100 km na północ od koła podbiegunowego w pobliżu miasta Malmberget w 1888 r., kiedy ukończono budowę linii kolejowej o długości 500 km między wybrzeżami Norwegii i Szwecji. Dziś Malmberget i kopalnia w Kirunie to dwie największe na świecie podziemne kopalnie rudy żelaza. Dzięki bogatym złożom i związanej z nimi działalności wydobywczej powstały dobrze prosperujące społeczności, w których kolejne pokolenia mogą pracować i zarabiać na życie.

Obecnie mają miejsce dwie unikalne na skalę światową przemiany miejskie, ponieważ zarówno Malmberget, jak i Kiruna muszą się przenieść z powodu rozprzestrzeniania się podziemnych działań wydobywczych.

W przypadku Malmberget społeczność będzie musiała przenieść się 5 km do sąsiedniego miasta Gällivare, gdy kopalnia Vitåfors się rozbuduje. Kopalnia Vitåfors produkuje głównie pelety dla przemysłu stalowego, a jej największym klientem jest firma SSAB w Luleå w Szwecji. LKAB eksportuje do Europy, Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej, a także znaczne ilości do Azji.

W LKAB wdrożono jeden z najbardziej wydajnych energetycznie procesów przemysłowych, z najmniejszym wpływem na klimat w całym procesie począwszy od kopalni do gotowe produkty z rudy żelaza, lecz poprzeczkę ustawiono wysoko. Według długofalowej wizji docelowo będzie to zdigitalizowana i autonomiczna kopalnia, która nie będzie emitować do atmosfery żadnych ilości dwutlenku węgla.

Celem firmy jest ustanowienie nowego światowego standardu zrównoważonego wydobycia z dużych głębokości przy radykalnie zmniejszonym wpływie na środowisko. Aby to osiągnąć, firma stara się całkowicie uwolnić od paliw kopalnych.
Ruda wydobywana jest z podziemnych kopalni LKAB stosując technikę wybierania zawałowego. Taka metoda wydobycia polega na tworzeniu pustych przestrzeni w złożu przez wiercenie i strzelanie. Po usunięciu rudy skała odpadowa opada i automatycznie wypełnia pustkę.

Stąd ruda jest transportowana do dużych kruszarek. W Malmberget, gdzie wydobycie odbywa się jednocześnie w kilku złożach, ruda jest przewożona do kruszarek ogromnymi ciężarówkami. Ruda jest następnie wsypywana do dużych pojemników na kamienie i dalej podawana do kruszarek. Ruda jest rozdrabniana w kruszarkach na około 10-centymetrowe kawałki, a następnie transportowana długimi przenośnikami taśmowymi do kubłów skipowych, które mogą jednorazowo podnieść nawet 40 ton rudy z prędkością 17 m/s.

Miasteczko Malmberget widziane z góry z kopalnią Vitåfors pośrodku.

System ramion

Kilka lat temu rozpoczęto wewnętrzny projekt mający na celu poprawę efektywności pracy przy kruszarkach 1250 m pod ziemią.

Firma poszukiwała nowego sposobu rozbijania zbyt dużych dla kruszarek głazów, bez konieczności ich nawiercania i wysadzania. Potrzebny był system ramion sięgających głęboko w dół oraz potężna maszyna zdolna do kruszenia głazów.

W 2016 roku ogłoszono przetargi na dwie maszyny do montażu przy kruszarce, a w sierpniu tego samego roku szwedzka firma Brokk, producent zdalnie sterowanych maszyn wyburzeniowych, wygrała ten państwowy przetarg. Rozwiązaniem były dwa roboty Model 800 z napędem elektrycznym, największe standardowe maszyny Brokk. Roboty zwykle ważą 11 ton, ale modele zmodyfikowano, i w chwili dostawy ważyły 7,5 tony.

Brokk 800 jest skuteczny w najcięższych i najbardziej wymagających pracach. Łączy wielkość i zasięg z mocą młota, który ma większą siłę uderzenia, niż jakikolwiek inny zdalnie sterowany robot wyburzeniowy na rynku.

Ramię sięga 5 metrów w dół do kruszarki, dzięki czemu jest w stanie dostać się do uwięzionych tam głazów. W zmodyfikowanym rozwiązaniu usunięto zwykłe gąsienice, a roboty przykręcono do podstawy cokołu, zapewniając im maksymalną stabilność.

Firma Brokk dostarczyła kompletne rozwiązanie obejmujące transport maszyn do kopalni, ich montaż oraz 3-dniowe szkolenie w swojej akademii. Dzięki przeszkoleniu własnych serwisantów LKAB jest teraz w stanie prowadzić znaczną część prac serwisowych na miejscu.

 Zmodyfikowany Brokk 800 podczas pracy w kopalni Vitåfors.

Korzyści płynące z takiego rozwiązania

Obecnie można przenosić głazy znacznie szybciej, niż gdyby trzeba było nawiercać i kruszyć zbyt duże dla kruszarek kamienie. Ponadto kruszarki zużywają się teraz znacznie mniej. Nadal zachodzi konieczność wiercenia i wysadzania, lecz ma to miejsce znacznie rzadziej.

Od robotów wymagano spełnienia bardzo wyśrubowanych norm – w podziemnych kopalniach użycie młotów jest bardzo trudne, więc maszyny muszą mieć dużą moc, solidną konstrukcję oraz układ elektryczny odporny na wibracje.

W kopalni Malmberget LKAB wydobywa się i przetwarza łącznie 17,8 mln ton rudy żelaza rocznie, z czego 9 mln ton pochodzi z sekcji, w której pracują roboty. Roboty są ustawione naprzeciwko siebie obok własnych kruszarek, dzięki czemu nigdy nie tworzą się zatory. Taki układ sprawdza się również w przypadku konieczności dokonania przeglądów konserwacyjnych, ponieważ druga maszyna może nadal pracować.

Bezpieczeństwo jest kolejnym ważnym czynnikiem dla firmy: dzięki robotom stworzono bezpieczniejsze warunki pracy dla operatorów. Dzięki zdalnemu sterowaniu operatorzy robotów mogą pracować w pozycji wyprostowanej na platformie, chronieni szkłem odpornym na wybuchy, co znacznie poprawia bezpieczeństwo i zapewnia większy komfort pracy, ponieważ nie muszą już siedzieć na wibrującej maszynie.

Firma czyni starania, by w miarę możliwości wyeliminować paliwa kopalne, dlatego zdecydowała się na roboty z napędem elektrycznym. Zamiast takich maszyn można było użyć koparki z silnikiem spalinowym, ale firma nie uważa tego za dobrą alternatywę z punktu widzenia ochrony środowiska. W sumie ośmiu operatorów pracuje na zmiany przy kruszarkach i robotach. Kurt Karlsson pracuje w kopalni od 22 lat, z czego 10 jako operator kruszarki. Jest mieszkańcem Malmberget i właścicielem jednego z nielicznych domów, które jeszcze kopalnia LKAB nie wykupiła.

We wciąż stojącej części Malmberget nadal mieszka kilku operatorów, ale z czasem i oni również będą musieli się przeprowadzić, co będzie naturalnym skutkiem całego procesu. W ciągu tych wszystkich lat był świadkiem, jak bardzo dzięki postępowi technicznemu zmieniła się sama kopalnia, jak i wykonywany przez niego zawód.

Nie tak dawno temu do rozbijania zbyt dużych odłamków musieli używać ciężkiego pojazdu z zamontowaną wiertnicą. Po nawierceniu otworów głazy rozbijano dynamitem. Poziom bezpieczeństwa wzrósł.

Dzięki robotowi można rozbić większość głazów bez używania tak dużej ilości dynamitu. Najważniejszą korzyścią jest eliminacja gazów wytwarzanych podczas robót strzelniczych. Ponadto użycie dynamitu i związana z tym konieczność ewakuacji są czasochłonne. Znajdujący się w koparce operator nie mógłby skontrolować zawartości kruszarki, więc możliwość wejścia na platformę ma zasadnicze znaczenie.

Operatorzy robotów mogą stać prosto na platformie, chronieni szkłem odpornym na wybuchy.

Elektryczny napęd zapewnia bardzo krótki czas reakcji robota, podobnie jak urządzenia plug-and-play. W przypadku zablokowania kruszarki, przed wyłączeniem przenośnik taśmowy nadal dosypuje skruszoną skałę. W takiej sytuacji robotem Brokk można z łatwością podnieść i obrócić głazy usuwając blokujący odłamek. Głazy mogą ważyć nawet 5 ton i mieć średnicę aż 1,5 – 2 m.

Jedną z kwestii, na które kierownictwo LKAB zwracało uwagę naszej firmie, była bardzo ograniczona ilość miejsca w komorze skalnej i związana z tym konieczność adaptacji Brokk 800.
Celem intensywnych konsultacji między naszymi firmami było opracowanie doskonałego systemu. Górna suwnica stwarzała zagrożenie, że roboty mogą się z nią zderzyć, czego dzięki współpracy z LKAB udało się uniknąć. Należało również ograniczyć zakres obrotu robota, by zapobiec obijaniu się jego korpusu o ścianę skalną. Już na wczesnym etapie zespół rozwiązał wiele problemów, więc w trakcie montażu urządzeń na miejscu obyło się bez niespodzianek.

Taka bliska współpraca jest korzystna dla obu stron, ponieważ oznacza szybsze wdrożenie funkcjonującego systemu. Jest to szczególnie ważne, gdy chodzi o maszyny stacjonarne, jak w tym przypadku, ponieważ występujące tu siły są ogromne.

Technologia

W dziale technicznym pracuje 15 inżynierów, których zadaniem jest rozwój produktu i dostosowywanie specjalistycznych maszyn do konkretnych wymagań klienta – od robotów o wadze 600 kg, które można użyć do remontu łazienki, po ważący 11 ton Model 800, który jest używany na całym świecie w kopalniach i przy realizacji dużych przedsięwzięć infrastrukturalnych, np. budowie tuneli.

Kolejną specjalną funkcją opracowaną dla Modelu 800 pracującego w kopalni Vitåfors, oprócz platformy, była funkcja nazwana przez projektantów „systemem relaksacyjnym”. W przypadku awarii robota można uruchomić system, który rozluźnia jego „stawy”. Wyłączenie dowolnej ładowarki hydraulicznej lub maszyny spowoduje zatrzymanie jej w tej pozycji i całkowite zesztywnienie. Firma wprowadziła pozycję przycisku, która powoduje, że w chwili uruchomienia „systemu relaksacyjnego” robot opada i staje się bezwładny. Wtedy wystarczy podnieść maszynę za pomocą suwnicy, aby nie przeszkadzała i można ją było łatwiej naprawić.

Roboty wyburzeniowe

Roboty wyburzeniowe Brokk przeznaczone są dla siedmiu branż: budownictwa, przetwórstwa, cementowni, górnictwa, energetyki jądrowej, dla firm zajmujących się drążeniem tuneli oraz organizacji dbających o bezpieczeństwo i zajmujących się ratownictwem. Ratownictwo, górnictwo i energetyka jądrowa, co oczywiste, wymagają od robota Brokk spełnienia najbardziej wyśrubowanych norm.

Są to roboty z najbardziej wyspecjalizowanym i dodatkowym wyposażeniem dostępnym w podstawowej ofercie, obejmującym system monitoringu kamerą zapewniający możliwość zdalnego sterowania z bezpiecznej odległości. System monitoringu kamerowego jest również z powodzeniem stosowany w kopalniach podczas obrywki luźnych skał.
Nasze maszyny nadal pracują w Czarnobylu. Szereg maszyn Brokk pracuje w Fukushimie w Japonii, gdzie po katastrofie nuklearnej zostały szybko wysłane. Maszyny używane są podczas prac wyburzeniowych, do zbierania i ładowania gruzu powybuchowego w pojemnikach chroniących przed promieniowaniem.

Dzięki prowadzonym od początku istnienia firmy pracom badawczo-rozwojowym nasze roboty wyburzeniowe dominują na światowym rynku. 90% produkowanych przez nas maszyn eksportowanych jest za granicę, a największym odbiorcą są Stany Zjednoczone Sukcesy te mają związek z ciągłą modernizacją tunelu Lincoln Tunnel, łączącego New Jersey z Manhattanem. Właśnie tam wczesne maszyny Brokk uczestniczyły w pionierskich pracach pod rzeką Hudson.

W 2019 roku firma otrzymała największe jednorazowe zamówienie na 60 robotów dla klienta z Azji, działającego w sektorze bezpieczeństwa i ratownictwa. Roboty zaprojektowano z myślą o usuwaniu skutków katastrof, odbudowie i zapewnieniu bezpieczeństwa. Na przykład, roboty Brokk brały udział w pracach rozbiórkowych w Strefie Zero po ataku terrorystycznym w Nowym Jorku 11 września 2001 roku. Firma eksportuje znaczne ilości maszyn na potrzeby południowoafrykańskiego przemysłu wydobywczego.
Odbiorca końcowy często ma własną, konkretną wizję robotów pracujących w kopalni, ale staramy się zademonstrować ich wszystkie możliwości umożliwiając maksymalne wykorzystanie ich wszystkich zalet.