En ökad efterfrågan på strategiska metaller och nya innovativa tekniska metoder kan göra det möjligt att utvinna mineral och metaller från tidigare gruvavfall. Samtidigt har Boliden kommit långt inom ett annat område: efterbehandling av nedlagda gruvor. 

– I Näslidens nedlagda gruva i Västerbotten har vi skapat både biologiska och sociala värden, säger Pia Lindström, chef för HR och hållbarhet vid Boliden Gruvor och ordförande i Svemins miljökommité. Hon var också en av föreläsarna vid branschorganisationen Svemins miljökonferens i Skellefteå. Årets tema var ”Gruvavfall – resurs och utmaning för en hållbar framtid.”

Där den tidigare gruvan låg har Boliden i samråd med boende i närområdet återplanterat skog, skapat ljunghedar, gångstråk och en utsiktsplats. En satsning som ger nya möjligheter att utnyttja det gamla gruvområdet till friluftsliv. 

– Hållbarhetsfrågan handlar om att minimera det fotavtryck som våra avfall ger i landskapet. Det är en av våra viktigaste strategiska frågor och omfattar både att minimera risker och att maximera mervärden. Ur ett långsiktigt perspektiv är det viktigt att skapa mesta möjliga nytta med minsta möjliga påverkan.

Viktigt skapa värde från gruvafallet

Metoden som använts som täckningsmaterial av gruvavfallet i Näslidens gruva anses vara i världsklass och består av ett tätskikt av morän och bentonit. En testyta för användning av grönslutslam som täckmaterial har också anlagts vid anläggningen.

Ett annat pågående projekt är Gillervattnet i Skellefteå kommun, tidigare använt som sandmagasin. Området ska efterbehandlas för att stabilisera den svavelrika sanden och förvandla området till en våtmarksmiljö för växt- och djurliv. Även i detta stora projekt har Boliden haft workshops och möten med boende i området.

– Vi har samlat ihop idéer för att skapa ett värde för befolkningen när vi lämnar mark som vi nyttjat för utvinning av mineral och metaller.

Ny möjligheter till bättre resurshållning

Men att ta hand om gruvavfall handlar inte bara om efterbehandling av nedlagda gruvor. Gruvavfall består till stor del av gråberg och även i anrikningssand kan det finnas material som inte var ekonomiskt intressant när malmen bröts, men som efterfrågas i dag. På flera håll pågår det undersökningar som handlar om huruvida det går att utvinna mineral och metaller ur det gamla avfallet. Möjligheten att göra det vore ett steg i ökad resurshushållning och betyder att avfallet på sikt kan minska i mängd.

– Utvecklingsarbetet kring att utvinna mer metaller och mineraler från gruvavfall pågår konstant, säger Pia Lindström.

I ett projekt har forskare vid Uppsala universitet undersökt innehållet av sällsynta och kritiska metaller i gamla gråbergsdeponier i Bergslagen. Deponierna är rester från hundratals år av gruvbrytning och undersökningarna visar att det finns en stor spännvidd av sällsynta metaller i deponierna. SGU, Sveriges geologiska undersökning, skriver på sin hemsida att i flera områden i deponierna förekommer metaller som är kritiska för modern och grön teknik.

Omöjligt att utvinna allt

Men SGU skriver också att det med ekonomisk vinning inte vore praktiskt möjligt att utvinna alla värdefulla mineral ur malmen. En del kommer att följa med anrikningssanden – hur mycket av de intressanta mineral som inte kommer att utvinnas hänger ihop med hur värdefulla de är.

– Grunden i all gruvbrytning är att minimera avfall och maximera utvinningen. Framsteg görs hela tiden i den här frågan men den är också marknadsberoende, säger Pia Lindström.

Är det rimligt att sikta mot zero waste gällande gruvavfall? 

– Det är viktigt att ha en vision att sträva mot nollavfall. Vi kan inte i dag säga att vi tekniskt kan nå den visionen, men vi arbetar kontinuerligt med att minimera mängden avfall som produceras och att vi hela tiden utvecklar tekniker och söker tekniksprång.

Pia Lindström tror att det kommer återvinnas mer gruvavfall i framtiden och konstaterar att för att bygga en hållbar värld behöver vi mer metaller.

– För energilösningar som inte bygger på fossila energilösningar kommer det krävas någonstans mellan 200-1000 procent mer metaller än i dag. En hållbar gruvindustri är en del av att bygga en hållbar värld – så att metallbehovet för att bygga bort fossil energi kan levereras på ett ansvarsfullt sätt. Vi är en del av lösningen.

Hållbarhet har blivit en allt viktigare aspekt i alla branscher, gruvnäringen är inget undantag. Gruvnäringen måste därför bli bättre på att redovisa sina hållbarhetssatsningar. Därför startar nu Boliden ett nytt pilotprojekt i Aitik och Kevitsa för att lyfta sitt hållbarhetsarbete i sina ledningssystem. 

Den starka medvetenheten om hållbarhetsfrågor i samhället bidrar förstås till att öka kraven på gruvnäringens insatser inom området. Men det är inte hela sanningen, menar Helena Ranängen, forskare i kvalitetsteknik vid Luleå tekniska universitet.

– Jag tror också att det har att göra med att gruvbranschen inte genererar lika många arbetstillfällen som förr, och att arbetet kräver andra kompetenser som kanske inte alltid finns att hitta lokalt. Det vill säga samhället får mindre ”tillbaka”, och då ökar kraven. säger hon och fortsätter:

– Dessutom finns det starka aktörer inom bland annat ren- och turistnäringen som aktivt värnar om sina intressen.

Många stora gruvbolag arbetar idag med traditionella ledningssystem kring frågor rörande deras hållbarhetsarbete som miljö, arbetsmiljö och energi.

Hållbarhetsarbete är en nyckelfråga

I ledningssystemen definieras bland annat rutiner, mätkriterier och uppföljning, och Helena Ranängen anser att dessa system även skulle användas för andra typer av hållbarhetsfrågor – förutsatt att de modifieras och utvecklas.

Projektet ”Från ord till handling – hållbarhetsledningssystem för social acceptans”, där Helena Ranängen är projektledare, fokuserar på just hur en sådan modifiering och utveckling ska gå till.

– Hållbarhet är ett väldigt vitt begrepp, och i det här fallet skulle det kunna handla om sådant som hur bolaget agerar politiskt, vad de gör för att undvika korruption, hur de hanterar markfrågor och vilken dialog de för med olika samhällsaktörer.

Ett väl fungerande ledningssystem gör det lättare att arbeta med ett företags hållbarhetsarbete på ett strukturerat sätt och se till att det finns rutiner för hur arbetet dokumenteras.

Då blir det lättare att kommunicera vad man gör, vilket kan bidra till en ökad acceptans för verksamheten, konstaterar Helena Ranängen.

Pilotstudier i Aitik och Kevitsa

Nu har projektet gått i sitt tredje och sista år och gått över i en fas när Boliden har ”taktpinnen”.

– De bygger ut sitt befintliga ledningssystem så att det ska kunna inkludera fler hållbarhetsaspekter. Det blir en pilotstudie som testas i Aitik och Kevitsa.

– Nästa fas, om piloten faller väl ut, blir att se hur systemet ska kunna implementeras brett i en organisation, så att alla som berörs kan använda det.

Även branschorganisationen Svemin ingår som samarbetspartner i projektet, och genom dem ska resultatet av projektet bli tillgängligt för hela branschen efter projektet avslutats i juni 2020.

– Men även om det kommer fram en ny lösning så gäller det att vara beredd på att det är ett stort arbete som måste göras i bolaget. Man måste vara beredd att allokera resurser för att få det att fungera, säger Helena Ranängen.

Nu ska gruvorna digitaliseras och en ny världsstandard för framtidens hållbara gruvor ska sättas. Det ska det svenska framtidsprojektet SUM eller Sustainable Underground Mining se till. Projektet som är ett samarbete mellan LKAB, Combitech, Volvo Group och Epiroc har nu kommit igång på allvar. Under 2019 kommer en virtuell gruva vara körklar.

När det stora utvecklingsprojektet Sustainable Underground Mining, SUM, lanserades i mitten av 2018 var dåvarande näringsminister Mikael Damberg på plats och konstaterade:

– I framtiden ser vi att beroendet av mineralnäringen blir allt mer utmanade. Att då kunna bryta på ett hållbart och säkert sätt, med så lite koldioxidavtryck som möjligt kommer att bli en stark konkurrensfördel för svensk industri och svenska jobb.

Nya förutsättningar kräver effektivare metoder

Den här utmaningen har LKAB tagit på allvar, och arbetar nu målinriktat för att hitta användbara lösningar.

– Vårt mål är att sätta en ny världsstandard för produktionssystem i underjordsgruvor på stora djup. Samtidigt handlar det väldigt konkret om LKAB:s framtid. Vi siktar mot att bygga ett LKAB som har livskraft efter år 2030, säger Markus Petäjäniemi, Direktör Teknik och Processutveckling på LKAB.

För gruvbolaget väntar nämligen förändrade förutsättningar som kräver förbättrade och effektivare metoder, eftersom LKAB:s nuvarande huvudnivåer i gruvorna i Kiruna och Malmberget ger malm till mitten på 2030-talet.

– Vi behöver bryta på nya nivåer, alltså under nivåerna 1 250 meters respektive 1 365 meters djup. När vi går på djupet kommer vi bland annat att vara tvungna att hantera sådant som ökade bergförstärkningskrav, samtidigt som det kommer krävas en helt annan gruvdesign, säger han.

Produktiviteten måste höjas

Dessutom måste produktiviteten höjas för att möta framtida konkurrensen och – inte minst – ta med energiomställningen i beräkningen.

– Vi har antagit målen i Agenda 2030, vilket i praktiken bland annat innebär att vi måste hitta sätt att göra verksamheten fossilfri, och helst koldioxidfri, säger Markus Petäjäniemi.

Han berättar att SUM är en delmängd av det övergripande utvecklingsprojektet LKAB Gruva 5.0, som de har initierat för att genomföra bolagets resa mot framtidens hållbara gruva, nästa generations produktionssystem och framtidens LKAB.

”Vi kommer behöva smarta fordon”

I målbilden ingår att framtidens gruva är koldioxidfri, digitaliserad och autonom.

– För utveckla framtidens hållbara gruva måste vi bland annat utveckla positioneringen och möjligheten att koppla upp maskiner och ta fram nya ledningssystem för gruvdriften.

– Vi kommer att behöva ha ”smarta” fordon, som är uppkopplade i realtid och kan utbyta information. Och en viktig utgångspunkt är att det måste gå att ha såväl förarlösa som förardrivna fordon inne i produktion samtidigt, så kallad mixed traffic.

I arbetet med SUM och att skapa framtidens gruvdrift är säkerhet hela tiden högst på prioritetslistan, menar Markus Petäjäniemi.

Självstyrande maskiner ger ökad effektivitet

– Att kunna hantera ”blandtrafik” i transporter och produktion under jord är en del av säkerhetsarbetet. Samtidigt bidrar förstås utvecklingen av autonoma fordon i sig till ökad säkerhet, när allt fler moment kan utföras utan att någon människa behöver vara i närheten.

De autonoma, självstyrande maskinerna kommer också att kunna bidra till en effektivitet i verksamheten, något som ingår i målen för SUM.

– Exempelvis kan lastning göras under längre tid under dygnet, något som förstås kan öka produktiviteten. Samtidigt kanske det innebär att det inte behövs inte lika många medarbetare i produktionsledet. Men min uppfattning är att den ökade produktionsvolymen skulle kunna göra att det går att hålla en i stort sett oförändrad mängd jobb, säger Markus Petäjäniemi.

Nya lösningar kräver nya kompetenser

Men det kommer inte vara exakt samma jobb som idag. För som vanligt, oavsett område, kommer ny teknik medföra nya lösningar som i sin tur kräver nya kompetenser, menar han.

Enligt Markus Petäjäniemi kan arbetet i SUM delas in i två tydliga huvudinriktningar: framtida borr- och brytningssystem respektive malmflöden och transporter.

– När det gäller borr- och brytningssystemen handlar det bland annat om metodik för att kunna öka skalan i skivrasbrytning. Där finns det en stor potentiell ekonomisk vinning.

En gigantisk utmaning

Den logistiska utmaningen för flöden och transporter på allt djupare nivåer är ”gigantisk”, konstaterar han.

– När vi har sprängt och malmen ska ut ur gruvan kommer autonoma fordon att bli ett allt större inslag framöver. Men en delutmaning i detta är att fordon från olika leverantörer måste kunna kommunicera.

– Såvitt jag kan bedöma har var och en kommit rätt långt med sin egen flotta, men inte särskilt långt med ett system som skulle kunna omfatta även andras fordon. Att kunna lösa det ingår i Epirocs uppdrag i SUM, säger Markus Petäjäniemi.

Samtidigt ska alltså fordonen möjliggöra en verksamhet utan koldioxidutsläpp, där eldrivna fordon med batterier förväntas vara ett intressant alternativ.

– Hur man ska lösa kapacitet och laddning av batterier i en produktionsmiljö är något som vi också förväntar oss att få svar på i ett av SUM:s delprojekt.

Skapat en egen testbädd för SUM

Planering, innovation och strategier i all ära, det måste förstås också genomföras en stor mängd tester för att kunna nå användbara resultat.

LKAB har därför skapat en egen testbädd i underjordsgruvan i Kiruna, i malmkroppen Konsuln som ligger något avskild från den stora malmkroppen i Kirunagruvan. Där testas nu bland annat Epirocs öppningsborrigg Easer L. 

Vissa tester kommer också att utföras i LKAB:s underjordsgruva i Malmberget.

– Genom att anlägga en egen testgruva kan vi sköta testverksamheten på våra egna villkor, istället för att behöva vara beroende av myndigheternas regleringar i allmänna miljöer.

Projektet ger redan intäkter

– Vi har nu fått stora delar av testgruvan på plats, och det finurliga är att vi samtidigt kan få intäkter genom att ta malm från den när vi genomför testerna.

De första tester som utförs rör positionering och kommunikation, och under året räknar Markus Petäjäniemi med att de kommer att testa kopplingar mellan fordon och ett helt nytt styr- och kontrollsystem.

– Nästa år blir det nog dags att arbeta mer med fordonsrörelser, och då kommer det att bli intressant att ta in aspekten med kommunikationen mellan maskiner från olika leverantörer.

Virtuell gruva för tester av framtidens hållbara gruva

Parallellt med detta skapar de en virtuell gruva, som förväntas vara ”körklar” under 2019.

– Det är ett mycket viktigt komplement. Där kommer vi att kunna genomföra andra typer av tester än i den fysiska testgruvan, med simulerade dataflöden och olika scenarion.

Arbetet i SUM bygger på en annan typ av samarbete än vad aktörerna är vana vid, konstaterar Markus Petäjäniemi.

Här är målet att skapa ett digitalt ekosystem där parterna kopplar ihop såväl digitala system som verksamheter. Detta kräver då en hög grad av transparens och förtroende för att det ska fungera.

Ett elefantprojekt

– Initialt gick det lite trögt, men det blir snabbt allt bättre när alla blir medvetna om vad ”open innovation” innebär och att man måste kunna interagera öppet för att kunna upprätthålla ett effektivt utvecklingsarbete. Det är något av en kulturresa, eftersom man är van vid att jobba på egen kammare med sådana här frågor.

Markus Petäjäniemi konstaterar att LKAB tar ledartröjan för de flesta gemensamma projekt. Dessutom håller gruvbolaget i en fiktiv styckkniv:

– Jag brukar beskriva det här som ett elefantprojekt. För att det ska inte bli ohanterligt gäller det att stycka elefanten, säger han.

Fakta / Sustainable Underground Mining – SUM

SUM är ett industriellt utvecklingsprojekt som LKAB har initierat tillsammans med ABB, Epiroc, Combitech och Volvokoncernen i ett öppet och transparent samarbete. Målet är att sätta en ny världsstandard för hållbar gruvbrytning på djupa nivåer.

Tekniker och lösningar utvecklas och testas i verklig gruvmiljö såväl som i en virtuell testgruva.

Målet är att skapa ett öppet digitalt ekosystem, dit nya leverantörer kan ansluta sig.

2018
Projektet lanseras. Testgruvan börjar anläggas.

2019
De första pilottesterna genomförs.

Fram till 2023
En rad produktions-, automations-, och kommunikationstester genomförs.

2023
LKAB fattar beslut om framtida huvudnivåer och anläggning i industriell skala.

2030
Ny världsstandard för hållbar gruvbrytning på djupa nivåer finns på plats. LKAB räknar med att kunna utgå från denna standard fram till omkring år 2060.

I LKAB:s underjordsgruva i Kiruna pågår ett febrilt arbete. I en testanläggning, i malmkroppen Konsuln, huserar SUM-projektet som är ett samarbete mellan LKAB, ABB, Epiroc, Combitech och Volvokoncernen. En stor del i projektet är att testa och utveckla ny teknik i verklig gruvmiljö. Senast ut är Epirocs nyaste öppningsborrigg, Epiroc Easer L som LKAB nu testar SUM-projektets testgruva Konsuln.

Teknikskiftet inom gruvbranschen håller hela branschen på tårna. Sverige ligger redan i framkant men det betyder inte att branschen kan luta sig tillbaka. Sedan en tid tillbaka pågår Sustainable Underground Mining (SUM), ett ambitiöst svenskt samarbetsprojekt för att sätta en ny världsstandard för hållbar gruvdrift.

Vi blir första kund i Europa att använda den

Under september testar nu LKAB den nya öppningsborriggen Epiroc Easer L. LKAB är först ut i Europa att testa den nya riggen:

— Easer L finns redan på marknaden, men vi blir första kund i Europa att använda den. Riggen kan borra 60 meter långa öppningshål som max. Vi börjar med att testborra 40-50 meter och utvärderar sedan, säger Carlos Quinteiro, specialist på avdelningen gruvteknik på LKAB och projektledare för delprojekt 1, gruvans layout och teknik, i SUM.

Borriggen kommer inledningsvis att användas på nivå 436 i Konsuln, vilket är den första nivå som har en ökad skivhöjd – på hela 40 meter. – Med ökad skivhöjd måste vi kunna borra längre öppningshål än vad våra befintliga riggar klarar” säger Carlos Quinteiro.

”Med ökad skivhöjd måste vi kunna borra längre öppningshål än vad våra befintliga riggar klarar”

LKAB kommer nu att göra tester för att se hur Epiroc Easer L möter LKAB:s kvalitets- och produktivitetskrav. Först när testerna är klara tas beslut om Easer L ska användas inom produktionen i Konsuln.

Epiroc Easer L

• Vikt: 35,5 ton
• Bredd: 2,5 meter
• Höjd: 3,5 meter
• Längd: 11,7 meter
• Maxlängd på borrhål: 60 meter

Läs mer om testerna med Epiroc Easer L på SUM-projektets hemsida.