A new type of LHD to Kiruna for tests within the SUM project

The SUM project is an R&D project for Sustainable Underground Mining. The project is a collaborative development project between LKAB, ABB, Epiroc, Volvo group and Combitech with the intention of developing the future technologies and production systems for LKAB’s mines. Some of the objectives are increased automation and CO2-free production.

Gul lastmaskin på trailer

One step in order to achieve this, is to introduce and test a new 18 tonne capacity LHD, the Epiroc ST 18. The machine coming to Kiruna will be a diesel (of availability reasons) with the ambition of changing it to a battery-electric version later on.

To begin with the machine will be equipped according to LKAB standards concerning communication, bucket scale, WOLIS (Wireless On-line Loading and Information System) and fire extinguisher system. Several operators will be trained to drive the machine, in manual mode to start with, to get to know the machine. Next steps planned are to run the machine in auto- mode in a confined area, to develop an automatic scoop-filling function in order to get it to run fully automated, and to run fully automated on battery.

The test mine in Konsuln i Kiruna will be prepared for a step- wise development and test program of automation systems with the long term objective to develop safe, fully automated, production systems that can run in a mixed traffic environment where both manual and automated machines can interact with each other.

The general test plan with increasing complexity looks like below:

  1. LHD auto, loading to ore pass (same principle as of today, but with new LHD type)
  2. LHD auto + auto scoop filling, loading to ore pass
  3. LHD auto + auto scoop filling, loading to auto truck, dumping to ore pass
  4. LHD auto + auto scoop filling, loading to manual truck (mixed traffic)

En ny typ av lastmaskin till Kiruna för tester inom SUM-projektet

SUM står för Sustainable Underground Mining. Projektet är ett kollaborativt utvecklingsprojekt mellan LKAB, ABB, Epiroc, Volvokoncernen och Combitech för att utveckla framtida teknologier och system till LKAB’s gruvor. Några av målen är automation och koldioxidfri produktion.

Ett steg mot detta blir att introducera Epirocs 18 tons lastmaskin ST 18 i Kiruna. För att kunna starta så tidigt som möjligt är den första maskinen dieseldriven men kommer så snart som möjligt att bytas ut mot en batteridriven modell. Den utrustas nu enligt LKAB-standard för kommunikation, skopvåg, WOLIS och automatiskt brandsläckningssystem.

Till att börja med kommer flera förare, liksom Epirocs servicepersonal, att utbildas på maskinen eftersom den inte funnits i Sverige tidigare. Under sommaren 2020 kommer den att köras manuellt för att förarna ska kunna bekanta sig med maskinens egenskaper. Senare under hösten planeras den att köras semi-autonomt i ett befintligt produktionsområde. Här ska även automatisk skopfyllnad utvecklas och testas så att maskinen på lite sikt kan köras helt autonomt.

Under tiden förbereds testgruvan i Konsuln i Kiruna för kommande testverksamhet i syfte att utveckla säkra, helt autonoma, koldioxidfria produktionssystem med blandtrafik (autonoma- och manuella fordon trafikerar samma områden).

Testplanen är tänkt att utföras i steg med ökande komplexitetsgrad enligt nedan:

  1. Semi-autonom lastning till störtschakt (som idag men med ny maskintyp)
  2. Autonom lastning (med automatisk skopfyllnad) till störtschakt
  3. Autonom lastning till autonom truck som tömmer i störtschakt
  4. Autonom lastning till manuell truck (blandtrafik)

Integrerade system stödjer arbetet i gruvan

LKAB står inför en förändringsresa för att skapa framtidens gruva som är koldioxidfri, autonom och digitaliserad. En nyckel är att ha en fungerande integrationsmiljö för att hantera informationsflöden och skapa samverkan. Combitech bidrar i arbetet.

Merparten av LKAB:s malm bryts på över en kilometers djup i de två underjordsgruvorna i Kiruna och Malmberget. I början av 2030-talet beräknas malmen vid nuvarande huvudnivåer vara färdigbruten. För att nå nya fyndigheter krävs mer än ständiga tekniska förbättringar. Det behövs ett nytt arbetssätt men också nya samarbeten. Sustainable Underground Mining (SUM) är ett initiativ som bildades av LKAB 2018 där ABB, Volvokoncernen, Epiroc och Combitech ingår. Tillsammans ska man sätta en ny standard för hållbar gruvbrytning.

​— SUM är en viktig del av LKAB:s väg framåt. Med den här satsningen tar vi ett av flera viktiga steg för att ställa om till en klimatsmart industri med människan i centrum, säger Jan Moström, vd och koncernchef på LKAB.

Inom initiativet identifierades fyra strategiska områden: Gruvans layout och teknik, Autonoma, smarta CO2-fria maskiner, Ledningssystem och integration samt Människa och förändring. I den här artikeln fokuserar vi på Ledningssystem och integration. Ett arbete som handlar om att samordna system för att ge verksamheten och medarbetarna underlag att lösa uppgifter.

​— Målbilden är att medarbetarna ska få tillgång till rätt information vid rätt tidpunkt för att kunna ta beslut. Vägen dit är att samla in, sammanställa och presentera data som stöttar det dagliga arbetet i gruvan. För oss på LKAB innebär det att vi får ett snabbare och effektivare beslutsfattande, vilket är en nödvändighet för en framgångsrik gruvproduktion, säger Håkan Tyni, säkerhetsansvarig på LKAB och som arbetar med IT-delarna inom SUM.

Håkan Tyni, säkerhetsansvarig på LKAB. Foto: LKAB

— På Combitech har vi med oss erfarenhet från flera branscher, bland annat flygindustrin. Den branschen har kommit långt i att integrera system som ska hjälpa medarbetaren att göra rätt saker vid rätt tid. Gripen är ett bra exempel där piloten behöver sammanställd information för att snabbt kunna ta beslut i pressade situationer. Det handlar om system som sorterar information och presenterar det som behövs i stunden, berättar Björn Rudin, digitaliseringsrådgivare på Combitech.

Björn Rudin, digitaliseringsrådgivare på Combitech. Foto: Combitech

Att skapa förutsägbarhet

LKAB har skapat en plattform för att samla in data från de många system som finns i gruvan. Combitech har hjälpt till att kravställa och utveckla miljön. I arbetet har man inspirerats av hur andra verksamheter arbetar.

— För att lyckas är det viktigt att lära och inspireras av andra, framförallt inom andra branscher och domäner. Det finns principer och lösningar som går att anpassa till en verksamhets specifika förutsättningar, men det kräver ett öppet sinne. Jag upplever att LKAB har precis det. De ser möjligheten att hitta informationsglapp mellan system och medarbetare. Till exempel informationsluckor som leder till onödiga ledtider och beslut som löser ett lokalt bekymmer men istället skapar problem någon annanstans i kedjan, säger Björn Rudin på Combitech.

I arbetet med plattformen har Combitech-konsulter med specialistkompetens inom utveckling av molnbaserade tjänster, informationssäkerhet och systemarkitektur jobbat ihop med LKAB:s egna medarbetare. Tillsammans har de byggt ett verktyg för snabba leveranser, där det kan ske releaser flera gånger per dag. LKAB kan på så sätt testa teknik och lösningar ofta, vilket möjliggör snabba återkopplingar och kreativa lösningar. Det är också kostnadseffektivt.

— Förr gjordes systemreleaser ofta en gång per år. Det innebar en lång väntetid samt en stor mängd kodändringar att integrera och testa. Att istället göra mindre och anpassade releaser skapar snabbhet och trygghet. Vi kan till exempel skapa upp en app som löser en arbetssituation smidigare för en specifik yrkesgrupp, säger Håkan Tyni på LKAB.

— Att arbeta på det här sättet gör att det går fort att adressera ett behov och utvärdera en lösning. Det som tidigare kunde ta månader går nu på några veckor. Vi kan enkelt sätta upp de lösningar som behövs för skarpa tester. Integrationsmiljön ger förutsättningar att utvärdera lösningar och teknik under SUM-projektet, säger Björn Rudin på Combitech.

Maskinen Easer L. Foto: Epiroc

The SUM project continues

The current pandemic is affecting LKAB in various ways. However, the SUM project is very much proceeding according to plan. Two important events during the month of March were the Swedish Energy Agency’s declaration of financial support for the project and the Coronavirus outbreak, which affected travel within the project, among other things.

“The fact that we have now received financial support from the Swedish Energy Agency is very gratifying and clearly shows the outside world that the project is important, not just for the climate and the technology transition, but also to Sweden as an industrial nation”, says Markus Petäjäniemi, Senior Vice President of Marketing and Technology at LKAB and project owner of SUM.

Arvid Århberg, LKAB and Johan Olsson, ABB at a so called ”Collaboration table” in the Konsuln projectoffice. Photo: Christer Öhbom.

Continued tunnelling and opening drilling in the Konsuln test mine in Kiruna

In Konsuln, tunnelling continues on several levels. Tunnelling on Level 536 is temporarily paused as we look at which layout is best suited for future underground testing of autonomous vehicles.

Epiroc’s Easer L, a new raiseboring rig for LKAB, was put into operation in Konsuln in autumn 2019 and has so far drilled seven holes, all about fifty metres deep. 

Revised test plan for automation, autonomy and carbon-free transport

”Based on the system structure decided by the steering committee for SUM and Konsuln, we have developed a revised test plan for automation, autonomy and CO2-free transport. Furthermore, we are taking the next step in the development of the alliance by focussing the cooperation and clarifying the roles for the best possible progress,” says Mike Lowther, responsible for the Konsuln test mine.

Mine Operations Control emerges

Just next to the entrance to the Konsuln mine, the installation of Mine Operations Control (MOC), continues in the project offices. Using the latest technology from ABB, the ambition is that everything that happens in the test mine will pass through, be planned or controlled from here. The idea is to train operators in the new technology, initially operators on loan from the Kiruna mine and then continuing with operators from Malmberget and Svappavaara. In close proximity to MOC, new ways of working will also be tested and evaluated, with the support of the sub-project Människa och förändring (People Centric Change).

”This is a good opportunity to test how both technology and the creative design of physical spaces can help us work more efficiently in our future underground mines,” says AnnChristine Lindgren, Head of HR Shared Services and Project Manager for People Centric Change in SUM.

SUM-projektet fortsätter

Den pågående pandemin påverkar LKAB på olika sätt. SUM-projektet fortgår dock i mångt och mycket enligt plan. Två viktiga händelser under mars månad var Energimyndighetens finansiella stöd till projektet samt coronavirusets utbrott som påverkat bland annat resandet inom projektet.

​— Att vi nu har fått finansiellt stöd från Energimyndigheten är mycket glädjande och visar med önskad tydlighet även för omvärlden att projektet är viktigt både för klimatet och teknikomställningen men också för Sverige som industrination, säger Markus Petäjäniemi, direktör för Marknad och teknik på LKAB och SUM:s projektägare.

Två män står vid en stor skärm i ett kontor.
Arvid Åhrberg, LKAB och Johan Olsson, ABB, vid ett så kallat ”Collaboration table” i Konsulns projektkontor i Kiruna. Foto: Christer Öbohm.

Fortsatt ortdrivning och öppningsborrning i testgruvan Konsuln i Kiruna

I Konsuln pågår fortsatt ortdrivning på flera nivåer. Ortdrivning på nivå 536 är tillfälligt pausad eftersom man ser över vilken layouten som är bäst lämpad för framtida testningar av autonoma fordon under jord.

Epirocs Easer L, en för LKAB ny öppningsborrigg, sattes i drift i Konsuln under hösten 2019 och har hittills borrat sju borrhål, alla omkring femtio meter långa. 

Illustration över hur långt ortdrivning genomförts på en av nivåerna i testgruvan Konsuln.
Testgruvan i Konsuln, ortdrivning på nivå 486.

Reviderad testplan för automation, autonomi och koldioxidfria transporter

— Utifrån på styrgruppen beslutad systemstruktur för SUM och Konsuln har vi tagit fram en reviderad testplan för automation, autonomi och CO2-fria transporter. Vidare tar vi nästa steg i utvecklingen av allianssamarbetet för att vässa samverkan och tydliggöra rollerna för bästa möjliga framfart, säger Mike Lowther, ansvarig för testgruvan Konsuln.

Mine Operations Control växer fram

I projektkontoren strax bredvid infarten till Konsulngruvan fortsätter installationen av Mine Operations Control (MOC). Med nyaste tekniken från ABB är ambitionen att allt som händer i testgruvan ska passera, planeras eller styras härifrån. Tanken är att utbilda operatörer i den nya tekniken, inledningsvis operatörer utlånade från Kirunagruvan och fortsättningsvis även operatörer från Malmberget och Svappavaara. I nära anslutning till MOC kommer även nya arbetssätt att testas och utvärderas, med stöd från delprojektet Människa och förändring.
— Det här är en bra möjlighet att prova hur både teknik och kreativa utformningar av fysiska rum kan hjälpa oss att arbeta mer effektivt i våra framtida underjordsgruvor, säger AnnChristine Lindgren, sektionschef för HR Shared Services och projektledare för Människa och förändring i SUM.

LKAB’s investment in carbon-free underground mining receives support from the Swedish Energy Agency

The Sustainable Underground Mining (SUM) initiative, which has a long-term vision to develop carbon-free, digitized and autonomous underground mining at great depths, has been granted financial support of SEK 207 million by the Swedish Energy Agency.

SUM was initiated in June 2018 in cooperation with four other strong players in Swedish industry, the Volvo Group, ABB, Epiroc and Combitech.

It is now confirmed that the Testbädd (Testbed) project for the integrated, efficient and carbon-free mining system, which is part of SUM, has received financial support from the Swedish Energy Agency. The support amounts to SEK 207 million. The total cost of the project is estimated to be SEK 1.1 billion

The goal is to implement carbon-free and autonomous mining in a physical as well as a virtual test mine, and then scale up and implement the mining methods in LKAB’s underground mines in Kiruna and Malmberget.

”Among other things, the project is driving developments towards the elimination of diesel-powered mining machines and thus a carbon-free mining operation. We will also develop and evaluate management and integration systems that collect data that is then linked together in an efficient ecosystem. With this investment, we are taking one of several important steps towards switching to a climate-smart industry with people at the centre,” says Jan Moström, President and CEO of LKAB.

”With our commitment to a fossil-free mining operation, we are driving the transition to a fossil-free value chain in the iron and steel industry. This will ultimately contribute to achieving the Swedish energy and climate goals and long-term competitiveness for Swedish industry. The initiative becomes even more important in the current situation when many Swedish companies face major challenges”, says Robert Andrén, Director General of the Swedish Energy Agency.

LKAB:s satsning på en koldioxidfri underjordsbrytning får stöd från Energimyndigheten

Initiativet Sustainable Underground Mining (SUM), som har som långsiktig vision att utveckla en koldioxidfri, digitaliserad och autonom underjordsbrytning på stora djup, har beviljats finansiellt stöd från Energimyndigheten på 207 miljoner kronor.

PRESSMEDDELANDE 30 mars 2020

SUM initierades i juni 2018 tillsammans med fyra andra starka aktörer i svensk industri, Volvokoncernen, ABB, Epiroc och Combitech.

Nu står det klart att projektet Testbädd för integrerat, effektivt och koldioxidfritt gruvbrytningssystem, som är en del av SUM, fått finansiellt stöd av Energimyndigheten. Stödet uppgår till en summa av 207 miljoner kronor. Den totala kostnaden för projektet beräknas uppgå till 1,1 miljarder kronor

Målet är att implementera en koldioxidfri och autonom gruvbrytning i en fysisk såväl som virtuell testgruva, för att sedan skala upp och införa brytningsmetoderna i LKAB:s underjordsgruvor i Kiruna och Malmberget.

— I projektet driver vi bland annat utvecklingen mot en eliminering av dieseldrivna gruvmaskiner och därmed en koldioxidfri gruvbrytning. Vi ska också ta fram och utvärdera lednings- och integrationssystem som samlar in data som sedan kopplas samman i ett effektivt ekosystem. Med den här satsningen tar vi ett av flera viktiga steg för att ställa om till en klimatsmart industri med människan i centrum, säger Jan Moström, vd och koncernchef på LKAB.

— Med vårt engagemang i satsningen på en fossilfri gruvbrytning driver vi på omställningen till en fossilfri värdekedja inom järn- och stålindustrin. Det kommer i förlängningen bidra till att nå de svenska energi- och klimatmålen och långsiktig konkurrenskraft för svensk industri. Satsningen blir än mer viktig i den rådande situationen när många svenska företag har stora utmaningar, säger Robert Andrén, generaldirektör på Energimyndigheten.

COP25: Industrial partnership for the carbon-free mine of the future.

During the UN summit in Madrid, COP25, there was a panel debate on Sustainable Underground Mining, SUM. The aim of the seminar was to provide real examples and inspire others to cooperation projects like the one between LKAB, ABB, Epiroc, Combitech and the Volvo Group – a project to create the mine of the future together, which is carbon-free, digitalised and autonomous.

“More and more people are recognising that cooperation will be necessary to achieve the climate and sustainability goals,” says Jan Moström, President and CEO of LKAB.

The demand for iron ore will increase in the next few decades. There is not enough reusable scrap metal, and more ore will therefore need to be mined, for example in LKAB’s mines in Malmfälten.

But a change is necessary to reduce the environmental impact of the iron and steel industry, and efforts to make that change are currently underway in SUM. Five Swedish industrial companies have entered a partnership, which allows them to utilise the necessary expertise needed to achieve the goal of a carbon-free mine with smart, autonomous vehicles and innovative management systems, which together generate a safer working environment and increased productivity.

Increased interest in industrial partnerships

Despite tough competition from other items on the agenda of the Madrid summit, the seminar on sustainable mining drew a full house. The global interest in industrial partnerships like the one in SUM is increasing.

“Industry partnerships are key to deliver systems solutions that create prosperity for society and industry”, says Niklas Wahlberg, Vice-President, Societal Changes and Solutions, Volvo Group.

“We are proud to be part of the SUM project that will boost productivity for the mining company LKAB, improve work conditions, including safety, and benefit the environment with the objective to drive the transformation to a sustainable mining operation globally” says Anders Hedqvist, VP R&D at Epiroc.

“This is a unique project. Together, we will make mining carbon-free. The trick is to find interactive solutions where people are the focus,” says Lars Ydreskog, CEO of Combitech and digitalisation advisor.

“We are working together to find new methods and smarter solutions for the sustainable mining of the future. With our knowledge of automation and electrification of underground mines, we are contributing to immediate measures to fight climate change,” says Björn Jonsson, Business Area Manager at ABB Industrial Automation, Sweden.

Cooperation is a must

After 2030, LKAB will be prepared to break iron ore deeper in the mines of Kiruna and Malmberget, in order to secure long-term competitiveness. This requires decisions to be made already in the mid-2020s to effectuate one of Sweden’s greatest industrial investments in history. 

“Our goal is to create a completely fossil-free value chain, from mine to finished steel. We are taking on these challenges together, by having each of the SUM companies contribute their expertise. We cannot do it alone; cooperation is a must,” says Jan Moström.

COP25: Industriellt partnerskap för framtidens koldioxidfria gruva

Under FN:s klimattoppmöte i Madrid, COP25, hölls en paneldebatt om Sustainable Underground Mining, SUM. Syftet med seminariet var att ge konkreta exempel på och inspirera andra till samarbetsprojekt likt det som LKAB, ABB, Epiroc, Combitech och Volvokoncernen ingått – att tillsammans skapa framtidens gruva som är koldioxidfri, digitaliserad och autonom.

— Fler och fler inser att samarbete är nödvändigt för att vi ska uppnå klimat- och hållbarhetsmålen, säger Jan Moström, vd och koncernchef på LKAB.

Efterfrågan på järnmalm kommer att öka under de närmaste decennierna. Det skrot som finns att återvinna räcker inte, utan mer malm kommer att behöva brytas – bland annat i LKAB:s gruvor i Malmfälten.

Men för att minska klimatpåverkan i järn- och stålbranschen krävs en förändring, och ett sådant förändringsarbete pågår just nu i SUM. Genom att fem svenska industriföretag har ingått partnerskap nyttjas den kompetens som behövs för att nå målet om en koldioxidfri gruva med smarta, autonoma fordon och innovativa ledningssystem som tillsammans genererar säkrare arbetsmiljö och högre produktivitet.

Ökat intresse för industriellt partnerskap

I hård konkurrens med andra programpunkter på klimattoppmötet i Madrid, drogs seminariet om hållbar gruvdrift fullt hus. Intresset från omvärlden ökar för industriella partnerskap som det i SUM.

— Branschpartnerskap är nyckeln till att leverera systemlösningar som skapar välstånd för samhället och industrin, säger Niklas Wahlberg, ansvarig för systemlösningar och partnerskap på Volvokoncernen.

— Vi är stolta över att vara en del av SUM-projektet som kommer att öka produktiviteten för LKAB, förbättra arbetsförhållandena inklusive säkerhet och gynna miljön med målet att driva omvandlingen till en hållbar gruvdrift globalt, säger Anders Hedqvist, vice president Research and Development, Epiroc.

— Det här projektet är unikt. Tillsammans ska vi göra gruvbrytningen helt koldioxidfri. Det gäller att hitta lösningar som samverkar och där människan är i fokus, säger Lars Ydreskog, vice vd på Combitech och digitaliseringsrådgivare.

— Tillsammans arbetar vi för att gemensamt hitta nya metoder och smartare lösningar för framtidens hållbara gruvbrytning. Med vår kunskap inom automation och elektrifiering av underjordsgruvor, bidrar vi till omedelbara åtgärder för att bekämpa klimatförändringarna, säger Björn Jonsson, affärsområdeschef för ABB Industrial Automation, Sverige.

Samarbete en förutsättning

Efter 2030 ska LKAB stå redo att bryta järnmalm djupare ner i gruvorna i Kiruna och Malmberget, för att säkra långsiktig konkurrenskraft. Det förutsätter att beslut fattas redan i mitten på 2020-talet för en av Sveriges största industriinvesteringar någonsin. 

— Vårt mål är att skapa en helt fossilfri värdekedja, från gruva till färdigt stål. Vi tar oss an utmaningarna tillsammans genom att varje företag i SUM bidrar med sin expertkunskap. Ensamma klarar vi det inte, samarbete är en förutsättning, säger Jan Moström.

Simulations Support SUM

Virtual reality simulations are both cheaper and easier than performing the same tasks in a production environment. As part of the Sustainable Underground Mining (SUM) project, tests will therefore be conducted in a virtual mine in parallel with live experiments in the Konsuln test mine in Kiruna.

3D-model of Konsuln, operating test mine in Kiruna

“In the virtual mine we can test hypotheses prior to, during and after live tests. Simulations may have there limitations but by working closely with testing conducted in Konsuln, we can deliver useful data to SUM. We have worked in a similar manner at LKAB for many years,” says Kjell-Ove Mickelsson, senior engineer in LKAB’s Market and Technology Department.

In the near future, it will be possible to use models to simulate and analyse various proposals to support the other elements of SUM. In the longer term, the aim is to develop methods and stable tools for easily collecting and combining various data in a virtual environment, independent of hardware and storage location.
Workstations in the Konsuln project office

All partners will be involved

The virtual mine will permit the systems of the various suppliers to be connected, with some data collected from the control centre, perhaps with the construction of a digital twin of Konsuln.

The project group has conducted an initial inventory of the simulation models and tools LKAB currently uses, selecting some of these that are of particularly great interest to SUM. LKAB’s partners in SUM – ABB, Combitech, Epiroc and the Volvo Group – will become involved as the project progresses.

“ABB already delivers control systems and simulator platforms to LKAB that may be usable in the virtual mine. Combitech provides us with experience of integrating models and simulations of complex systems. And, for example, if we want to simulate an Epiroc loader’s communication with a Volvo truck, we will need to include models of both vehicles. Only our partners have the knowledge about how their vehicles function,” explains Combitech’s Henric Andersson, project manager for the virtual mine.

The virtual mine will build knowledge

The point of departure for the virtual environment is the geometric appearance of the mine itself, which is generally visualised in 4D models. By adding layers containing elements such as roads, offices, electrical installations, ventilation and vehicle routes, one can build an image from which to begin. Depending on which question is being asked, various scenarios can be tested and analysed, anything from how smoke will spread in a fire to how wide drifts need to be in order for two lorries to pass in an efficient transport system.

“One simple analogy is the steps you take before travelling somewhere for the first time. You might visit Google Street View and have a look around, test various routes, how to get from the hotel to the beach, or see what the neighbouring building looks like. You build up your knowledge and draw conclusions that you then have to hand once you are actually there. That’s roughly how it works with the virtual mine as well,” says Henric Andersson.