Embed Size (px)
Citation preview
Underhåll av automatiserade borriggar
Maria Hed
Högskoleingenjör, Maskinteknik
2018
Luleå tekniska universitet
Institutionen för teknikvetenskap och matematik
i
FÖRORD
Denna rapport är resultat av mitt examensarbete som är det sista momentet under min utbildning till
högskoleingenjör inom maskinteknik vid Luleå tekniska universitet i Skellefteå. Arbetet har utförts i
Renströmsgruvan på uppdrag av Boliden Mineral AB och omfattar 15 högskolepoäng, motsvarande
10 veckors arbete.
Jag vill tacka Sunniva Haugen, chef för Bolidens gruvteknikavdelning, som gett mig möjligheten att få
ta mig an det här uppdraget, det har varit en spännande och lärorik resa. Jag vill även tacka min
handledare vid Boliden, Patrik Hansson som har stöttat och guidat mig genom arbetet, förmedlat
kontakter och ordnat så att alla praktiska bitar har fungerat. Till Michael Andersson och Henrik
Thunberg vill jag också rikta ett tack, de har tillsammans med Patrik väglett mig och bidragit med sin
kunskap inom området. Tack till Micael Öhman som varit min handledare vid universitet. Sist men
inte minst vill jag tacka alla i Renströmsgruvan som på olika sätt hjälp mig i mitt arbete. Ni har varit
en värdefull tillgång och gjort det möjligt för mig att genomföra den här studien genom att ni bland
annat har visat mig runt, svarat på mina frågor och tagit fram material som använts till arbetet.
Maria Hed
Renström, 2018-07-04
ii
SAMMANFATTNING
I det moderna samhället utgör metaller en viktig del. Boliden Minerals AB är en stor aktör inom
gruvindustrin och är verksamma i Sverige, Finland, Norge och på Irland. I en komplex bransch med
varierande arbetsförhållanden och farliga miljöer för de som arbetar i gruvorna är säkerhet en
grundpelare. Automation och underhåll är viktiga faktorer för en ökad säkerhet, produktivitet och
driftsäkerhet. För att utvinna mineraler ur berg är borrning och sprängning en viktig del i processen.
Gruvbrytning omfattar dagbrott och underjordsbrytning och i det här arbetet har borrningsprocessen
vid underjordsbrytning studerats.
Boliden har planer på att införa autonom borrning av ort- och fällsalvor, som en del i deras
gruvautomationsprojekt. Som ett första steg för att öka produktionen och utnyttjandegraden för
maskinerna vill de utföra autonom borrning under lunchuppehåll och skiftbyten. Syftet med arbetet
var att möjliggöra autonom borrning genom att ur ett underhållsperspektiv förbättra driftsäkerheten
för borriggarna. Målet var att kartlägga de fel som uppstår på borriggen samt att föreslå åtgärder för
att minska driftstörningarna. Utifrån dokumentation och intervjuer har kartläggningar gjorts över
vilka fel som uppstår på borriggarna, hur rutinerna ser ut för tillsyn och underhåll samt vilka larm
borriggarnas styrsystem kan ge. Kartläggningen av fel som uppstår har först gjorts med övergripande
kategorier för att sedan på detaljnivå studera de områden som står för de flesta felen. Insamlat data,
intervjuer och egna observationer har legat till grund för att ta fram förslag till hur driftsäkerheten
kan ökas för borriggarna.
I linje med tidigare studier visade resultatet att de områden som står för de flesta felen är slangar,
med ca 30 % av de totala felen, följt av matare, borrmaskin och styrsystem. I studien utgjorde dessa
fel 80–90% av totalt antal fel. Det finns många orsaker till att felen uppstår. Det beror bland annat på
miljön som maskinerna arbetar i, mänskligt handhavande, vibrationer och nötningar. Förutom de
dokumenterade felen utför operatörerna olika drifts- och underhållsåtgärder på maskinerna. Det
omfattar bland annat att fylla på olja och byta borrkrona när dessa blir nötta.
Driftstörningarna utgör ca 6 % av den totala tiden då borrmaskinen står uppkopplad vid gaveln.
Driftsäkerheten kan ökas ytterligare på de områden där de flesta felen uppstår genom att vidta olika
åtgärder. Slangbrott kan minskas genom att skydda slangarna på utsatta ställen och ha ett tätare
förebyggande underhåll. I övrigt handlar åtgärderna mycket om att underhåll ska utföras på rätt sätt,
att rätt förutsättningar ska finnas för att utför underhållet och att möjliggöra övervakning av
borriggen när det inte finns någon operatör på plats.
För att i framtiden möjliggöra autonom borrning är det viktigt att operatörerna får rätt utbildning så
att de kan systemet och förstår vinningen med att använda det. Vidare finns det många områden för
fortsatt utveckling innan maskinerna kan borra helt autonomt och många av dessa områden utgör en
stor utmaning på grund av dess komplexitet. Under hela resan är det också viktigt att fortsätta ha
människan som utgångspunkt och ett högt säkerhetstänk.
iii
ABSTRACT
Metals are an important part of the modern society. Boliden Minerals AB is a major player in the
mining industry and is active in Sweden, Finland, Norway and on Ireland. In a complex industry with
varying working conditions and hazardous environments for those who work in the mines, safety is a
cornerstone. Automation and maintenance are important factors for increased safety, productivity
and reliability. In order to extract minerals from rock, drilling and blasting is an important part of the
process. Mining includes surface and underground mining, and in this work the drilling process for
underground mining has been studied.
Boliden plans to introduce autonomous drilling for drifting, as part of their mining automation projects. As a first step in increasing the production and utilization of the machines, they want to perform autonomous drilling during lunch breaks and shift changes. The purpose of the work was to enable autonomous drilling by improving the reliability of drilling rigs from a maintenance perspective. The aim was to identify the faults on the drilling rig and propose measures to reduce the operational disturbances. Based on documentation and interviews, mapping has been made on the errors that occur on the drilling rigs, the procedures for supervision and maintenance, and which alarms the drilling rig’s control system can provide. The mapping of errors that occur was first made with overall categories, then studied at the level of detail for the areas that accounts for most of the errors. Based on collected data, interviews and observations, suggestions have been made for how the reliability can be increased on the drilling rigs.
In line with previous studies, the result showed that the areas that account for most of the faults are hoses, with about 30 % of the failures, followed by feeder, rock drill and steering system. In the studie, these errors accounted for 80-90% of total errors. There are many reasons why the error occurs. Some of the biggest contribution factors are the environment in which the machines work, human handling, vibrations and wear and tear. In addition to the documented errors, operators perform various operating and maintenance measures on the machines. It includes filling oil and changing drill bits when they are worn out.
The operating disturbances account for about 6% of the time when the drilling machine is in use. The reliability can be increased in areas where most of the errors arise by taking different actions. Hose breaks can be reduced by protecting the hoses in exposed areas and having a more throughout preventive maintenance. Other measures are to ensure proper maintenance, that the right conditions are provided and to enable monitoring of the drilling rig when there is no operator in place.
In order to enable autonomous drilling in the future, it is important that operators get the right training so that they learn how to handle the system and understand the gain of using it. Furthermore, there are many areas for further development before the machines can drill completely autonomously and many of these areas represent a major challenge due to its complexity. Throughout this journey, it is also important to have a human-centered approach and a high level of security.
iv
ORDLISTA
Borrigg Maskin med borraggregat som borrar hålen i orterna.
Borrkax Det stenmjöl som bildas vid borrning i berg.
Skrotning Borttagning av löst berg från tak eller väggar i en gruva.
Malm Ekonomiskt begrepp. En mineralisering som är ekonomiskt försvarbar att bryta.
Gråberg Berg som inte innehåller värdemineraler, eller som har för låga halter för att räknas som malm.
Ort Tunnel i underjordsgruva.
Ortdrivning Framdrivning av orter.
Ramp En lutande tillfartsort ner eller i en gruva.
Gavel Inre änden av orten.
Tillredning Förberedelse av malmbrytning genom att orter drivs fram till malmen.
Salva En serie av sprängskott.
Ortsalva Skjutning i en ort, där den fria ytan skapas med hjälp av grovhål eller kil.
Fällsalva Skjutning i ort, där den fria ytan skapas genom tidigare drivning.
Sula Golvet i orten.
Stick När hålet borras med en vinkel.
Påhugg När borrkronan påbörjar borrningen i bergväggen.
v
INNEHÅLL
1. INLEDNING ............................................................................................................................... 1
1.1 BAKGRUND .......................................................................................................................... 1
1.2 PROBLEMBESKRIVNING ................................................................................................ 1
1.3 SYFTE OCH MÅL ................................................................................................................. 2
1.5 AVGRÄNSNINGAR ............................................................................................................. 2
2. TEORI ......................................................................................................................................... 3
2.1 UNDERHÅLL ........................................................................................................................ 3
2.2 DRIFTSÄKERHET............................................................................................................... 3
2.3 GRUVVERKSAMHETEN ................................................................................................... 4
2.3.1 BORRNINGSPROCESSEN ................................................................................ 5
2.3.2 MALMBRYTNING ............................................................................................... 6
2.3.3 AUTOMATION ..................................................................................................... 6
2.4 LITTERATURSTUDIE ....................................................................................................... 7
3. METOD ....................................................................................................................................... 8
3.1 DATAINSAMLING .............................................................................................................. 8
3.2 RELIABILITET OCH VALIDITET ............................................................................... 10
4. RESULTAT OCH SLUTSATS .............................................................................................. 11
4.1 DRIFT OCH UNDERHÅLL............................................................................................. 11
4.1.1 MAXIMO ............................................................................................................. 12
4.1.2 GANTT ................................................................................................................. 14
4.2 MEST KRITISKA KOMPONENTERNA ..................................................................... 17
4.2.1 SLANGAR ............................................................................................................ 17
4.2.2 MATARE ............................................................................................................. 21
4.2.3 BORRMASKIN .................................................................................................. 23
4.2.4 STYRSYSTEM .................................................................................................... 25
4.3 TILLSYNSKONTROLL AV OPERATÖR .................................................................... 26
4.4 FÖREBYGGANDE UNDERHÅLL PÅ VERKSTAD.................................................. 27
4.5 LARM PÅ BORRIGGEN .................................................................................................. 29
4.6 AUTOMATION .................................................................................................................. 30
4.7 ÖVRIGA IAKTTAGELSER ............................................................................................. 30
4.8 FÖRSLAG PÅ ÅTGÄRDER............................................................................................. 32
4.8.1 SLANGAR OCH HYDRAULIK ....................................................................... 32
4.8.2 MATARE ............................................................................................................. 35
vi
4.8.3 BORRMASKIN .................................................................................................. 35
4.8.4 STYRSYSTEM .................................................................................................... 35
4.8.5 ÖVRIGA FÖRSLAG PÅ ÅTGÄRDER ........................................................... 36
5. DISKUSSION .......................................................................................................................... 38
5.1 REFLEKTIONER .............................................................................................................. 38
5.2 POTENTIELLA FELKÄLLOR ....................................................................................... 39
5.3 FORTSATTA UTVECKLINGSOMRÅDEN................................................................. 39
REFERENSER ............................................................................................................................. 41
BILAGA 1. CERTIQ ................................................................................................................... 43
BILAGA 2. INTERVJUFRÅGOR .............................................................................................. 45
BILAGA 3. KOMPONENTFÖRDELNING MAXIMO ........................................................... 46
BILAGA 4. KOMPONENTFÖRDELNING GANTT .............................................................. 48
BILAGA 5. LARMLISTA ........................................................................................................... 50
1
1. INLEDNING
Detta avsnitt är tänkt att ge en inblick i bakgrunden till arbetet. Därefter följer en beskrivning av det
problem som ska undersökas samt arbetets syfte, mål, frågeställningar och avgränsningar.
1.1 BAKGRUND
Metaller är en viktig del av det moderna samhället och en stor aktör inom området är Boliden
Mineral AB. Företaget omfattar prospektering, gruvor, smältverk och metallåtervinning och bedriver
sin verksamhet i Sverige, Finland, Norge och på Irland. En viktig del inom företaget är att se till hela
värdekedjan och att på ett ansvarsfullt och hållbart sätt driva utvecklingen framåt genom att främja
säkerhet samt värna om människa, samhälle och miljö [1].
Gruvindustrin är en komplex bransch med många utmaningar och speciella arbetsförhållanden. De
som arbetar i gruvorna utsätts för farliga miljöer och arbetsmoment. För att öka produktiviteten och
säkerheten i gruvindustrin har automation spelat en stor roll under de senaste årtiondena. Genom
bättre kommunikationsnätverk, övervakning, fjärrstyrning och andra automatiserade processer kan
den mänskliga exponeringen för de farligaste miljöerna minska [2]. Gruvautomation är ett viktigt
forsknings- och utvecklingsområde inom Boliden för att öka effektiviteten och lönsamheten av
produktionen men också för att säkerställa en hög säkerhet och ansvar för miljön [3]. Underhåll är en
annan viktig faktor för att säkerställa såväl säkerheten i gruvan som produktiviteten och
driftsäkerheten hos utrustningen [4].
Gruvbrytning kan delas upp i två huvudkategorier, dagbrott och underjordsbrytning, där de båda
områdena vidare har flera olika typer av brytningsmetoder. När mineraler ska utvinnas ur sten och
berg används borrning och sprängning som en del i brytprocessen [5]. Det här arbetet kommer att
behandla borrningsprocessen vid underjordsbrytning i Renströmsgruvan, en av Bolidens gruvor inom
Bolidenområdet i norra Sverige.
Renströmsgruvan är idag Sveriges djupaste gruva med ett gruvdjup på 1450 meter. Gruvan har varit i
drift sedan 1952, då den öppnades. Malmen som bryts är zink, koppar, bly, guld och silver [6].
Brytningsmetoder som används i Renströmsgruvan är skivpallbrytning och igensättningsbrytning.
1.2 PROBLEMBESKRIVNING
Inom ramarna för Bolidens gruvautomationsprojekt planeras införandet av autonom borrning av ort-
och fällsalvor för tillredning och igensättningsbrytning. I dagsläget utför operatören tillsyn före start
och reagerar på onormala driftsförhållanden såsom maskinlarm, slangbrott, sten som faller på
bommarna, brutna stänger och nackadaptrar. Små fel, som exempelvis slangbrott, åtgärdas snabbt
av operatören som finns i borriggen när felet uppstår. Boliden vill se över hur driftsäkerheten kan
säkerställas på borriggarna när riggen i framtiden inte är bemannad hela skiftet. Som ett första steg
är tanken att autonom borrning ska användas för att borra under tiden operatören går på lunch eller
vid skiftbyte. Detta skulle öka maskinens utnyttjandegrad som i sin tur bidrar till fler
produktionstimmar.
2
1.3 SYFTE OCH MÅL
Syftet med arbetet är att ur ett underhållsperspektiv förbättra driftsäkerheten, för borriggarna i
Renströmsgruvan för att möjliggöra autonom borrning.
Målet är att kartlägga de fel som uppstår på borriggen och föreslå åtgärder för att minska
driftstörningarna vid borrningsprocessen.
För att nå målet kommer arbetet att omfatta:
• Kartläggning av vilka typer av fel som uppstår på Renströmsgruvans borriggar.
• Kartläggning av vilka typer av fel operatörerna åtgärdar på plats och hur lång tid detta tar.
• Kartläggning av befintliga rutiner för tillståndskontroll, vad kontrollerar och upptäcker
operatören och vad upptäcks på verkstaden.
• Kartläggning av vilka larm som borriggarnas styrsystem ger.
1.5 AVGRÄNSNINGAR
Arbetet kommer att omfatta de två borriggarna i Renströmsgruvan av modell Boomer E2C tillverkade
av Epiroc, tidigare Atlas Copco. Analysen kommer endast att omfatta borrprocessen vid gavlarna och
inte ta hänsyn till arbetsmoment före eller efter själva borrningen. Det finns en äldre borrigg som
benämns E2C-2 och en nyare som benämns E2C-3. Insamlingsperiod för dokumentation kommer att
vara januari 2017 – mars 2018 för den äldre borriggen och augusti 2017-mars 2018 för den nyare
borriggen.
3
2. TEORI
Under detta avsnitt presenteras en kort beskrivning om vad underhåll och driftsäkerhet innebär. En
beskrivning av gruvverksamheten kommer också att presenteras samt en översikt över tidigare
litteratur och forskning inom området.
2.1 UNDERHÅLL
Underhåll definieras enligt svensk standard som “kombination av samtliga tekniska åtgärder,
administrativa åtgärder och ledningsåtgärder under en enhets livstid som är avsedda att
vidmakthålla den i, eller återställa den till, ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion” [7].
Enligt standarden kan underhåll delas upp i två huvudgrupper, förebyggande underhåll och
avhjälpande underhåll, se figur 2.1. Avhjälpande underhåll utförs efter att ett funktionsfel har
upptäckts och kan delas in i akut underhåll och uppskjutet underhåll. Förebyggande underhåll är
underhåll som utförs innan ett funktionsfel har upptäckts och kan delas in i tillståndsbaserat
underhåll och förutbestämt underhåll. Vid tillståndsbaserat underhåll ligger regelbundna mätningar
och inspektioner till grund för när underhåll bör utföras. Vid förutbestämt underhåll utförs
underhållet efter bestämda tidsintervaller eller efter ett bestämt antal användningstillfällen [8].
Figur 2.1. Uppdelning av underhåll enligt svensk standard [8].
2.2 DRIFTSÄKERHET
Enligt svensk standard definieras driftsäkerhet som “förmågan att vara i ett tillstånd att utföra vad
som krävs och när det krävs, under givna förhållanden, förutsatt att erforderliga stödfunktioner finns
tillgängliga” [7].
4
Driftsäkerheten för en enhet eller ett system mäts med vilken tillgänglighet det har. Driftsäkerhet
styrs av funktionssäkerheten, underhållsmässigheten och underhållssäkerheten, se figur 2.2 [8].
Figur 2.2. Driftsäkerhet och dess underkategorier [8].
Funktionssäkerheten beskriver tillförlitligheten hos ett system och visar hur ofta det uppstår
funktionsfel på systemet. Funktionssäkerhet mäts i medeltid till fel, MTTF, eller medeltid mellan fel,
MTBF. Underhållsmässighet handlar om hur snabbt och enkelt systemet är att underhålla, viktiga
faktorer här är till exempel en bra arbetsställning, att det är lätt att komma åt det som ska repareras,
att det finns bra belysning och rätt verktyg. Underhållsmässighet mäts i medeltid för reparation,
MTTR. Underhållssäkerhet handlar om förmågan hos underhållsavdelningen att tillhandahålla rätt
resurser för att utföra underhållet. Underhållssäkerhet mäts i den väntetid som blir för systemet från
det att ett fel upptäckts tills maskinen åter är i bruk, MWT, med undantag för reparationstiden [8].
2.3 GRUVVERKSAMHETEN
Processen vid gruvbrytning omfattar att bryta loss material från berget och sedan hantering av
materialet. Processen i en cykel består av flera steg och inleds med borrning, hur denna cykel kan se
ut vid underjordsbrytning visas i figur 2.3 [9].
5
Figur 2.3. Cykeln för gruvbrytning [10].
2.3.1 BORRNINGSPROCESSEN
Borriggen är en viktig del i processen med gruvbrytning som till stor del påverkar produktionstakten i
en gruva och kan även utgöra en möjlig flaskhals i processen. För att öka driftsäkerheten är det
därför viktigt att se över drift- och underhållsprocesserna, vilka även är stora kostnadsposter för
borriggen [4].
En översikt över Epirocs borrigg Boomer E2C visas i figur 2.4. I figuren visas även olika komponenter
hos maskinen. De undersökta borriggarna ser ut som i figuren förutom att de inte har någon
serviceplattform.
Figur 2.4. Komponenter på borriggen [11].
6
Borrsystemet på borriggen består av fyra huvudkomponenter:
• Borrmaskin
• Borrstål
• Borrkrona
• Cirkulationsvätska
Till borrmaskinen kopplas borrstålet, som i sin tur har en borrkrona i andra änden.
Cirkulationsvätskan spolas genom borrstålet och ut genom borrkronan. Dess uppgift är att hålla rent
borrhålet genom att spola ut borrkaxet från borrningen och på samma gång kyla borrkronan [9].
2.3.2 MALMBRYTNING
Det finns flera olika typer av drivningsmetoder för att driva tunnlar, orter, schakt eller bergrum i en
gruva. Ortdrivning innebär att gruvgångar tas upp i gruvan genom att hål borras vinkelrätt mot den
gavel där orten ska drivas. Hålen laddas och sprängs sedan för att få lös materialet [12].
Igensättningsbrytning är en brytmetod som innebär att malmen under jord bryts i rum som sedan
återfylls, även kallat igensättning, för att öka stabiliteten i berget när brytningen fortsätter.
Materialet som används för återfyllnad är gråberg, natursand eller restprodukter från anrikningen av
malmen, anrikningssand. För att öka stabiliteten ytterligare kan sanden blandas ut med cement.
Malmen som ska brytas delas in i skivor som bryts nerifrån och upp, där varje skiva är 3-6 meter hög
[13].
Vid skivpallbrytning delas malmkroppen, liksom i igensättningsbrytning, in i skivor i horisontellt plan.
Här borras långa hål på 10-30 meter i brytningsorten. När malmen sprängs faller den ner i lastorter
och kan fraktas vidare därifrån. Efter brytningen återfylls rummen vid behov [14].
2.3.3 AUTOMATION
Det finns flera fördelar med att utöka automationen i gruvan. Det ökar säkerheten för arbetarna om
de inte längre behöver vara i lika riskfyllda miljöer. Automation för också med sig en ekonomisk
vinning i form av ökad produktionseffektivitet och även möjlighet till en högre utnyttjandegrad. Det
finns många faktorer som behöver beaktas i en automatiseringsprocess; logistiken, infrastrukturen,
övervakningen och de automatiserade maskinerna [2].
Det finns en allmän uppfattning om att ökad automation kommer att leda till att människor förlorar
sina jobb och blir ersatta med maskiner. Men även om många arbetsuppgift försvinner och ersätts av
automatiserade processer så kommer även vissa nya arbetsuppgifter och nya typer av jobb att
skapas i takt med att utvecklingen går framåt. När automatiserade maskiner utvecklas måste
interaktionen med människan hela tiden beaktas och vara en central utgångspunkt. Den mänskliga
förmågan till anpassning, flexibilitet och kreativitet är något som är svårt att ersätta med maskiner
[15].
Andra utmaningar som gruvindustrin ställs inför är att de mest lättillgängliga mineralerna oftast
redan är brutna. Det gör att företagen måste söka sig till mer avlägsna områden och arbeta med
malm som är både djupare ner och många gånger har en lägre mineralhalt. För att öka både
säkerheten för arbetarna och lönsamheten för företaget spelar automationen en viktig roll. Genom
7
att ge lägre arbetskostnader och öka produktiviteten ger det företaget en större konkurrenskraft på
marknaden [16].
En allt mer mekaniserad gruvdrift är en viktig del i att öka såväl säkerheten som produktiviteten.
Genom olika övervakningssystem kan information samlas om hur maskinerna arbetar. Med
effektivare övervakning kan även maskinernas tillgänglighet och utnyttjande utvecklas och
optimeras. För Epiroc har fokus legat på att utveckla lösningar som möjliggör för kunderna att samla
data om maskinerna och deras tillstånd så att de kan följa dessa i realtid. Genom att sända
informationen genom ett trådlöst lokalt nätverk, WLAN, kan övervakningen ske på avstånd. Data som
samlas in kan sedan användas för att optimera underhållet för maskinerna genom att drifttid och
larm på utrustningen kan fångas upp. Övervakningen kan även bidra till att effektivisera gruvdriften i
stort genom att öka utnyttjandegraden för maskinerna och vidare produktiviteten [17].
Certiq är en telematiklösning utvecklad av Epiroc för att effektivisera informationsflödet från
maskinerna. Systemet kan samla, jämföra och kommunicera information från maskinerna, både på
en övergripande nivå och på detaljnivå. Certiq gör också att informationen blir tillgänglig för alla via
webbportalen, så att det går att gå in och följa maskinernas processer eller få en överblick över hela
maskinparken. Epiroc menar att med mer information tillgänglig om maskinernas tillstånd ska det
även bli möjligt att förutsäga när underhåll behöver utföras innan ett problem uppstår, information
som Certiq ska kunna ge till användaren [18]. En specifikation av vad som finns tillgängligt i Certiq
visas i bilaga 1 [19]. Att kunna planera underhållet ger oftast betydligt lägre kostnader, ett oplanerat
underhåll kan vara tre gånger så dyrt och medföra långa väntetider. Genom noga planering och
strävan efter att använda förebyggande underhåll kan kostnaderna hållas nere och tillgängligheten
ökas [8].
2.4 LITTERATURSTUDIE
Tidigare studier som undersökt underhåll av borriggar för underjordsbrytning har visat att de
komponenter som står för de flesta felen på borriggarna är slangar, matare, borrmaskin, bom och
styrsystem. Dessa fel beror till stor del på nötningar som ett resultat av vibrationer, mänskligt
handhavande eller för borrmaskinen att packningen i nosen förstörs av för högt vattentryck [11] [20].
Det har även visat sig att den miljön där maskinerna vistas har stor betydelse för både
funktionssäkerhet och underhållsmässighet. Faktorer i miljön som påverkar är bland annat
temperatur, fuktighet och damm [21].
När det gäller möjligheterna för helt autonom borrning finns det fortfarande en del utveckling som
krävs för att säkerställa en god driftsäkerhet. Det finns många faktorer i borrningsprocessen som gör
att förhållandena ändras och kräver att borriggen kan anpassas efter det. Exempel på sådana
faktorer är att hårdheten på berget förändras, gavlarna är ojämna och ser olika ut och att det kan
förekomma stenras [22]. Vid införande av mer automatiserade processer är det viktigt att se till att
de som ska arbeta med borrningen får rätt utbildning och kunskap för att utföra de nya momenten
och arbetsuppgifterna. Annars finns risken att fördelarna som automationen är tänkt att medföra, att
minska de mänskliga felen, istället får motsatt effekt och nya typer av fel uppstår [23].
8
3. METOD
I detta avsnitt presenteras en beskrivning av tillvägagångssättet för genomförandet av detta arbete.
3.1 DATAINSAMLING
För att kartlägga vilka fel som uppstod på borriggarna och ta fram de mest kritiska komponenterna
gjordes en datainsamling över dokumentationen för underhållsåtgärder och driftstörningar.
Dokumentationen beskriver både vilka fel som uppstått och hur lång tid dessa har tagit att åtgärda.
För driftstörningar kan tiden även innefatta väntetid om underhållspersonal måste tillkallas eller om
rätt utrustning för att åtgärda felet saknas. Insamlingen sträcker från januari 2017 till mars 2018 för
den äldre borriggen E2C-2 och från augusti 2017 till mars 2018 för den nyare borriggen E2C-3. Att
datainsamlingen för borrigg E2C-3 omfattar en kortare tid beror på att det är en nyare maskin som
togs i drift under augusti 2017.
Dokumenterade driftstörningar har hämtats från programmet Gantt [24]. Programmet används av
driftcentralen för planering och dokumentation av processer och störningar. Om det uppstår en
driftstörning under pågående borrning ska operatören ringa till driftcentralen och rapportera in det,
varpå driftstörningen dokumenteras.
Underhållsåtgärder dokumenteras direkt av underhållspersonalen i underhållssystemet Maximo [25].
Då det är svårt att få en överblick över dokumentationen direkt i Maximo har analysverktyget
Prodiver används för att ta fram dokumenterade underhållsåtgärder [26].
De underhållsåtgärder som finns dokumenterade i Maximo omfattar både akut underhåll av
borriggarna när det uppstår en driftstörning under pågående borrning och planerat underhåll som
utförs på verkstaden. Driftstörningarna som finns dokumenterade i Gantt åtgärdas av operatörerna
själva om det är enklare fel, annars tillkallas mekaniker. De driftstörningar som mekanikerna har
hjälpt till att åtgärda dokumenterar de sedan i Maximo. Därav kommer en del av posterna att vara
dokumenterade både i Maximo och i Gantt. Eftersom det inte går att se datum för åtgärderna i
Maximo är det svårt att se vilka poster som sammanfallit. Därför har det gjorts separata
kartläggningar för Maximo och Gantt, vilket också gjort det lättare att se vilka fel som faktiskt uppstår
under pågående borrning.
Dokumentationen sammanställdes i programmet Excel där posterna kategoriserades samt sorterades
utifrån kategori och vilken maskin det gällde. Efter att dokumentationen kategoriserats och sorterats
räknades antalet fel och tiden samman. Detta har sammanställts i tabeller och utifrån det har
diagram skapats. Resultatet har jämförts för att hitta likheter och skillnader mellan underhåll och
driftstörningar samt för att se hur fördelningen ser ut mellan de två borriggarna. Hänsyn har även
tagits till om det finns kategorier eller poster som avviker från de övriga.
Kategorier har valts för analys av dokumentationen för att ge en överblick över var de flesta felen
uppstår. Kategorierna som använts har valts i samråd med arbetsledare för underhåll samt utifrån
kategorisering i tidigare arbeten [11] [20]. Dessa kategorier presenteras i tabell 3.1.
9
Tabell 3.1. Kategorierna som tillämpats vid sammanställning av data.
Kategori Omfattning
Slangar Hydraulslangar
Matare Skenor, vajrar, balk, borrstöd, slangrulle, cylinder, fäste till slang, skottgenomgång
Borrmaskin Nos, ackumulator, borrmaskin, nacke, borrstål,
Hydraulik Påfyllnad av olja
Styrsystem Givare, navigering, kalibrering, kablar, borrdjupsmätning, programvara, laser
Vattensystem Vattenslang, vattenvinda
Elektriskt system
Elskåp, kablar
Underrede Hjul, stödben, rem
Hytt Inredning i hytt, belysning
Batteri Batteri
Övrigt Borrplan saknas, bärgning av fordon, yttre omständigheter
De slangar som avses är i huvudsak hydraulslangar och skulle kunna ligga under kategorin hydraulik,
men eftersom det är en så stor post har de fått en egen kategori. Kategorin övrigt innefattar
bärgning, saknad av borrplan och andra yttre faktorer som bristande vattentillgång, strömavbrott,
dålig ventilation eller att gaveln inte är klar för borrning.
De kategorier som utgjorde de största posterna har sedan studerats mer på detaljnivå för att se vilka
komponenter som oftast går sönder. För att få en förklaring till varför felen uppstår har en dialog
förts med underhållspersonalen och till viss del även med Epiroc. Den insamlade informationen har
sammanställts för att kunna presenteras enligt följande:
• Kartläggning av vilka typer av fel som uppstår på Renströmsgruvans borriggar.
• Kartläggning av vilka typer av fel operatörerna åtgärdar på plats och hur lång tid detta tar.
• Kartläggning av befintliga rutiner för tillståndskontroll, vad kontrollerar och upptäcker
operatören och vad upptäcks på verkstaden.
• Kartläggning av vilka larm som borriggarnas styrsystem ger eller kan ge.
För att få en bredare bild av underhållsarbetet och fånga upp det som inte dokumenterats har
intervjuer gjorts med maskinoperatörer och underhållspersonal samt med arbetsledare för underhåll
och produktion. Informationen som framkom vid intervjuerna har även jämförts med den
dokumenterade informationen för att se om det som är dokumenterat överensstämmer med den
upplevelse de olika arbetsgrupperna har.
Undersökningar kan delas in i kvalitativa eller kvantitativa. Vid en kvantitativ undersökning tillfrågas
många individer, ett vanligt sätt är att ha enkäter med olika svarsalternativ. Metoden ger utifrån ett
antal variabler statistik över det område som avses att undersökas. En kvalitativ intervju bygger på
ett mindre antal individer och syfte är att få en djupare förståelse och se mönster och individuella
skillnader. Metoden är flexibel och kan genomföras med förformulerade öppna frågor som ger
intervjuobjektet möjlighet att själv berätta och förklara vad de anser i frågan [27]. Tillvägagångssättet
i det här arbetet har varit att använda öppna frågor där de intervjuade personerna själva har fått
formulera svaren för att ge utrymme för individuella åsikter och personliga upplevelser.
Frågeställningarna som var utgångspunkt för intervjuerna visas i bilaga 2.
10
Många dagar har spenderats under jord för att följa med både operatörer och underhållspersonal. På
så sätt har även egna observationer gjorts, vilket även det ger en större bredd och en djupare
förståelse för arbetet och borrprocessen. Vid dessa tillfällen har fokus legat på att få en förståelse för
hur processen fungerar och hur samspelet mellan de olika arbetsgrupperna fungerar. De egna
observationerna har även syftat till att fånga upp sådant som inte dokumenteras och se vilka
möjligheter och utmaningar som finns när det gäller införande av automatiserad borrning. Dessutom
har information hämtats från borriggarnas manual angående vilka larm som styrsystemet kan ge.
Utifrån kartläggningarna och den samlade informationen har idéförslag tagits fram till hur felen kan
förebyggas, upptäckas och åtgärdas för att öka driftsäkerheten på borriggarna när de körs på
automation och inte är bemannade hela skiftet.
3.2 RELIABILITET OCH VALIDITET
Reliabilitet handlar om tillförlitlighet och trovärdighet och vid kvalitativa undersökningar kan det
handla om att datainsamlingen är genomtänkt och relevant utifrån det undersökningen avser.
Validitet handlar om giltighet och att undersökningen mäter det den av avsedd att göra [27].
För att stärka reliabiliteten har intervjuer gjorts med operatörer och underhållspersonal för att få en
bättre förståelse, en bredare bild och fånga upp information som inte dokumenterats i Maximo eller
Gantt. Något som kunde ha stärkt reliabiliteten ytterligare skulle ha varit om tidsspannet för insamlat
data för den nyare riggen varit längre, men detta begränsades dock av när den togs i bruk.
Genom att kombinera datainsamlingen med intervjuer av personalen har dessa kunnat jämföras för
att se om informationen är samstämmig, vilket då bidrar till en högre validitet. Resultaten från
kartläggningen har även jämförts med tidigare arbeten och forskning inom området för att jämföra
om slutsatserna är likvärdiga [11] [20].
11
4. RESULTAT OCH SLUTSATS
Efter genomförda intervjuer och insamling av data från olika databaser har informationen
sammanställts och resultatet presenteras här nedan. Detta avsnitt kommer även att innefatta förslag
på åtgärder för att öka driftsäkerheten för borriggarna.
4.1 DRIFT OCH UNDERHÅLL
Det utförs flera olika typer av drift- och underhållsåtgärder på borriggarna för att säkerställa
produktionen. Det utförs tillsynskontroll av operatör, förebyggande underhåll på verkstad samt akut
underhåll när något fel uppstår på borriggen. Fördelningen mellan den tid som läggs på de olika
typerna av underhåll som underhållspersonalen utför på de två borriggarna är hämtad från Maximo
och kan ses i figur 4.1. Avhjälpande underhåll, som innefattar akut och uppskjutet underhåll står
tillsammans för 46 % av tiden som läggs på underhåll. Det förebyggande underhållet, som innefattar
tillståndsbaserat och förutbestämt underhåll står för sammanlagt 54 % av underhållstiden.
Figur 4.1. Fördelningen av tiden för olika typer av underhåll som utförs av underhållspersonalen.
Figur 4.2. Driftstörningar för borriggarna.
44%
42%
12%2%
TIDSFÖRDELNING MELLAN OLIKA TYPER AV UNDERHÅLL
Akut
Tillståndsbaserat
Förutbestämt
Uppskjutet
Tid exkl. avbrott94%
Driftstörningar6%
ANDEL DRIFTSTÖRNINGAR
12
Hur stor del av tiden driftstörningarna står för under pågående borrning togs fram ur
dokumentationen i Gantt, vilket visas i figur 4.2. Driftstörningarna stod för ungefär 6 % av tiden. Den
äldre borriggen stod för något större del av driftstörningarna än den nyare borriggen. Hur
fördelningen såg ut för respektive borrigg under respektive år visas i tabell 4.1.
Tabell 4.1. Driftstörningar för vardera borrigg. 2017 2018
E2C-2 6,9 % 6,3 %
E2C-3 5,5 % 5,7 %
Vid en summering av de totala drifts- och underhållsåtgärderna för respektive borrmaskin kunde en stor skillnad ses på hur fördelningen såg ut sinsemellan, vilket kan ses i diagrammet i figur 4.3. Där visas fördelningen av tid för driftstörningar och underhåll för de två borriggarna under första kvartalet 2018. Den äldre borriggen står för 67 % av den totala tiden medan den nya borriggen endast står för 33 %.
Figur 4.3. Fördelningen mellan felen på de båda borriggarna under 2018.
4.1.1 MAXIMO
Utifrån materialet från Maximo kategoriserades underhållsåtgärderna som utfördes på borriggarna
för den valda perioden och en sammanställning av detta kan ses i figur 4.4, 4.5 och 4.6.
E2C-267%
E2C-333%
DRIFTSTÖRNINGAR OCH UNDERHÅLL 2018
13
Figur 4.4. Underhåll av den äldre borriggen.
Figur 4.5. Underhåll av den nyare borriggen.
Figur 4.6. Totalt underhåll av de två borriggarna.
0
50
100
150
200
250
UNDERHÅLL E2C-2
Antal (st) Tid (h)
01020304050
UNDERHÅLL E2C-3
Antal (st) Tid (h)
0
50
100
150
200
250
300
SUMMERING UNDERHÅLL
Antal (st) Tid (h)
14
Sammantaget för de två borriggarna finns det 5 underhållsposter som sticker ut och som står för
närmare 90 % av antalet underhållsåtgärder som dokumenterats i Maximo, vilket kan ses i figur 4.7.
Hur fördelningen är mellan dessa är kan ses i figur 4.8. Från diagrammet går det utläsa att slangarna
står för flest underhållsposter. I figur 4.9 visas den genomsnittliga tiden som ett underhållet tar för
de största underhållsposterna. Den post där underhållet tar mest tid är borrmaskinen.
Figur 4.7. Fördelningen av antal underhåll 4.8 De fem posterna största underhållsposterna.
Figur 4.9. Underhållets genomsnittstid för de fem största posterna.
4.1.2 GANTT
En sammanställning har även gjorts över de driftstörningar som rapporterats in från operatörerna.
Dessa är hämtade från programmet Gantt. Driftstörningarna för vardera borrigg visas i figur 4.10 och
4.11. Hur de samlade driftstörningarna sett ut för de båda borriggarna visas i figur 4.12. Även här är
slangar den största posten. Kategorin övrigt består till största del yttre omständigheter såsom att
vattentillförseln på rummet inte är tillräcklig, att ventilationen inte fungerar som den ska eller att
gaveln inte är redo att borras för att den blockeras av annan maskin eller inte är rensad färdigt.
0 50 100 150 200 250
Hydraulik
Slangar
Styrsystem
Matare
Borrmaskin
Tid (min)
GENOMSNITTLIG TID FÖR UNDERHÅLL
Slangar27%
Matare22%
Borrmaskin17%
Styrsystem12%
Hydraulik9%
STÖRSTA UNDERHÅLLSPOSTERNA
15
Figur 4.10. Driftstörningar på den äldre borriggen.
Figur 4.11. Driftstörningar på den nyare borriggen.
Figur 4.12. Totala driftstörningarna för de två borriggarna.
01020304050607080
DRIFTSTÖRNINGAR E2C-2
Antal (st) Tid (h)
05
101520253035
DRIFTSTÖRNINGAR E2C-3
Antal (st) Tid (h)
0
20
40
60
80
100
SUMMERING DRIFTSTÖRNINGAR
Antal (st) Tid (h)
16
Tabell 4.2 visar medeltiden till fel räknat i timmar för de driftstörningar som uppstår på borriggarna
under pågående borrning. Längst ner har en summering över alla fel gjorts och här visas medeltiden
till att det uppstår något fel på respektive borrigg. Utifrån dessa siffror blir medeltiden till att det
uppstår ett fel på någon av borriggarna 10,7 timmar.
Tabell 4.2. Medeltid till fel för driftstörningar.
MTBF (h) E2C-2 2017 E2C-2 2018 E2C-3 2017 E2C-3 2018
Slangar 36 23 91 75
Borrmaskin 37 34 52 132
Övrigt 41 148 145 132
Matare 102 49 181 66
Styrsystem 134 40 104 66
Hydraulik 249 221 725 -
Vattensystem 290 443 725 -
Elektriskt system 1741 - 242 528
Batteri 1741 - - -
Motor 1741 - - -
Hytt - - - 264
Medeltid till ett fel
9,5
7,5
16,9
15,1
Om de yttre omständigheterna bortses från utgör slangar, borrmaskin, matare och styrsystem cirka
90 % av antalet driftstörningar som uppstår på riggen, se figur 4.13, med en fördelning sinsemellan
som visas i figur 4.14. För flera av posterna i Gantt är det inte dokumenterat någon tid. För de poster
där tid fanns dokumenterad räknades en genomsnittlig tid för de vanligast förekommande
driftstörningarna. Enligt figur 4.15 framkommer att den driftstörning som ger störst stopptid per fel
är styrsystemet.
Figur 4.13. Fördelningen av antal driftstörningar. 4.14. De fyra största underhållsposterna.
Slangar31%
Borrmaskin29%
Matare14%
Styrsystem15%
STÖRSTA DRIFTSTÖRNINGARNA
17
Figur 4.15. Driftstörningarnas genomsnittstid för de fyra största posterna.
4.2 MEST KRITISKA KOMPONENTERNA
Utifrån den samlade informationen i Maximo och Gantt framkom att de områden som står för de
flesta felen är slangar, matare, borrmaskin och styrsystem, ett resultat som är i linje med tidigare
studier som gjorts [11]. För att få en tydligare bild över vilka komponenter som oftast går sönder har
en djupare kartläggning gjorts på dessa områden, där felen studerats mer på detaljnivå. Det är inte
alltid som dokumentationen varit så specifik så kartläggningen baseras på de dokumentationer som
specificerat vilken typ av fel som avses. Trots att kartläggningen inte är heltäckande kan den ge en
fingervisning över vilka komponenter som är de mest utsatta.
4.2.1 SLANGAR
Slangbrott och läckande slangar var det fel som förekom oftast på de två riggarna sammantaget.
Utifrån intervjuer med operatörer och underhållspersonal framkom det att slangbrott till största del
uppstår av två anledningar. Det första är nötningsskador till följd av vibrationerna som uppstår
i borrmaskinen under borrning, exempel på det kan ses i figur 4.16. Den andra anledningen är
operatörens handhavande, när bommarna slår i exempelvis bergvägg, vilket kan göra att slangarna
rivs sönder, se figur 4.17. Slangarna har ett gummihölje och under det följer ett antal lager av stål
som är lindat runt slangen, beroende på slangens tjocklek är det två till fyra lager stål. I både figur
4.16 och 4.17 syns att gummihöljet skadats så att stålet är synligt och det är när stålet blir tillräckligt
skadat som slangarna börjar läcka hydraulolja.
0 20 40 60 80 100 120 140
Slangar
Borrmaskin
Matare
Styrsystem
Tid (min)
GENOMSNITTLIG TID FÖR UNDERHÅLL
18
Figur 4.16. Nötning på slangarna till följd av vibrationer. Foto: Maria Hed 2018.
Figur 4.17. Slang som har rivits sönder på grund av ovarsamt handhavande. Foto: Maria Hed 2018.
På den nyare borriggen förekom inte slangbrott lika ofta som på den gamla. I figur 4.18 visas hur
slangbrott förhåller sig till övriga fel. För den äldre riggen motsvarade slangbrotten 28,5 % av felen
och för den nyare riggen 18,8 % av felen.
19
Figur 4.18. Felen på slangarna i förhållande till totalt antal fel för de båda borriggarna.
En förklaring till det, som både operatörer och underhållspersonal var inne på, är att den nya riggen
har en ny och förbättrad borrmaskin som inte ger lika mycket vibrationer. Det i sin tur gör att felen
som är relaterade till vibrationerna har minskat. Även borriggens ålder spelar in här då det från
början är de mest utsatta slangarna som går sönder. Med tiden börjar även andra slangar på mer
svåråtkomliga ställen att gå sönder. Den nya riggen har även en förbättrad slangrulle för
slagverksslangar där alla slangar har ett eget spår att gå i, se figur 4.19, till skillnad från den äldre
riggen där slangarna var intrasslade i varandra, se figur 4.20, vilket bidrar till en större nötning mellan
slangarna.
Figur 4.19. Slangrullen på den nyare riggen. Foto: Maria Hed 2018.
86
14
221
63
0
50
100
150
200
250
300
350
1 2
An
tal f
elSLANGAR I FÖRHÅLLANDE TILL ÖVRIGA FEL
Slangar Övriga fel
20
Figur 4.20. Slangrullen på den äldre borriggen. Foto: Maria Hed 2018.
Att slangarna rivs sönder av omgivningen påverkas till stor del av hur försiktig operatören som
manövrerar riggen är. I vissa fall är dock förutsättningarna sämre än i andra, i figur 4.21 syns bultar
som sticker ut från tak och väggar. Bultarna var från en tidigare bultsättning och har kommit ut vid
sprängning när brytning återupptogs åt det hållet. Bultarna som sticker ner på det här sättet är
vanligtvis något som ska brytas av eller vikas undan vid skrotning för att underlätta för fortsatt arbete
vid gaveln. Bultar som sticker ner på det sättet är annars något som slangarna på borriggen riskerar
att fastna i så att de skadas, när hålen närmast taket eller väggarna ska borras.
Figur 4.21. Bultar som sticker ut från tak och väggar. Foto: Maria Hed 2018.
21
4.2.2 MATARE
Hur komponentfördelningen för mataren såg ut i Maximo presenteras i figur 4.22 och i figur 4.23
visas fördelningen från Gantt. Komponentfördelningen mellan de två borriggarna kan avläsas i bilaga
3 och 4.
Figur 4.22. Komponentfördelningen enligt Maximo.
Figur 4.23. Komponentfördelningen enligt Gantt.
Resultatet visar att dragvajern var den komponent som oftast gått sönder och bytts ut i båda fallen
och att det var den komponent som stod för de klart största driftstörningarna på mataren under
pågående borrning. Utifrån intervjuer med underhållspersonal framkom att den största orsaken till
att fel uppstår på dragvajern är att den dras av. Det händer oftast för att borrkronan har fastnat i
borrhålet och att kraften som dragvajern utsätts för vid fortsatt belastning blir för stor. En annan
kritisk punkt är det vändhjul som vajern löper runt. Om vajern är för slak kan den åka av, klämmas
fast och gå sönder där. Den kan även gå sönder till följd av att spänningen i vajern är för hög om den
vid service dragits åt för mycket. Att vajern är på väg att brista är något som är svårt att upptäcka
vilket gör det svårt att tillämpa tillståndsbaserat underhåll för att byta vajern innan den går sönder.
0
2
4
6
8
10
12
An
tal u
nd
erh
åll
SAMMANSTÄLLNING FÖR MATARE I MAXIMO
02468
101214
An
tal d
rift
stö
rnin
gar
SAMMANSTÄLLNING FÖR MATARE I GANTT
22
Även här gick det att se en skillnad från den gamla till den nya borriggen. Vid en jämförelse mellan de
två riggarna under de tre första månaderna under 2018 ses att felet är dokumenterat oftare för den
äldre riggen i både Gantt och Maximo, vilket visas i figur 4.24.
Figur 4.24. Fel på dragvajern januari - mars 2018. 4.25. Fel på returvajern januari - mars 2018
Något att anmärka på är att för den nyare borriggen är dragvajern inte den komponent som går
sönder oftast hos mataren. Både borrstöd och returvajern har enligt dokumentation gått sönder fler
gånger än dragvajern. Orsaken till att dragvajern inte går sönder lika ofta på den nyare riggen kan
vara den förbättrade borrmaskinen som medför mindre vibrationer. Underhållspersonalen påtalade
att returvajern fått bytas många gånger på den nyare riggen, vilket överensstämde med de
dokumenterade felen, vilket kan ses i figur 4.25.
En vidare undersökning av returvajern visade att den nyare riggen har en annan vajer och en annan
koppling. I figur 4.26 och 4.27 visas returvajerns koppling för den äldre respektive den nyare riggen.
På den nyare riggen är gängningen mycket längre än på den äldre. Enligt underhållspersonalen är det
vid gängningen den går sönder, antingen vid muttern eller i brytpunkten, se pilarna i figur 4.27.
Figur 4.26. Kopplingen för returvajern på den äldre riggen. Foto: Maria Hed 2018.
Figur 4.27. Kopplingen för returvajern på den nyare riggen. Foto: Maria Hed 2018.
0
1
2
3
4
5
E2C-2 E2C-3
An
tal f
el
DOKUMENTERADE FEL PÅ RETURVAJERN UNDER 2018
Gantt Maximo
0
2
4
6
8
10
E2C-2 E2C-3
An
tal f
el
DOKUMENTERADE FEL PÅ DRAGVAJERN UNDER 2018
Gantt Maximo
23
Vidare var det skillnad på hur mycket gängstången vibrerade om vajern utsattes för belastning i
vertikal riktning. På den äldre riggen var gängstången nästintill stum medan den på den nyare, på
grund av längden, sviktade med rörelsen. Möjliga orsaker till att returvajern går sönder kan vara att
den utsätts vibrationer som leder till utmattningsbrott, att det är för hög spänning i vajern på grund
av att den sträcks för mycket eller materialfel.
4.2.3 BORRMASKIN
För borrmaskinen blev resultatet ganska olika mellan informationen i Maximo och Gantt. Utifrån
sammanställningen i Maximo var nosen den komponent som var den klart största underhållsposten
på borrmaskinen, se figur 4.28. En förklaring till varför nosen är dokumenterad många fler gånger i
Maximo kan vara att reparation och montering oftast dokumenteras som två olika poster. Det görs
även tillståndskontroller på nosen när borriggen är inne för service varannan vecka. På så sätt kan
förebyggande underhåll utföras på verkstaden och de flesta underhållen förläggas dit. I Gantt var de
största driftstörningarna borrstål, nacke och nos, enligt figur 4.29. I båda fallen ser fördelningen
likvärdig ut för de två borriggarna. Hur komponentfördelningen såg ut mellan de två borriggarna kan
avläsas i bilaga 3 och 4.
Figur 4.28. Komponentfördelning enligt Maximo.
Figur 4.29. Komponentfördelning enligt Gantt.
0
10
20
30
40
An
tal u
nd
erh
åll
SAMMANSTÄLLNING FÖR BORRMASKIN I MAXIMO
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Borrstål Nacke Nos Borrmaskin Hylsa
An
tal d
rift
stö
rnin
gar
SAMMANSTÄLLNING FÖR BORRMASKIN I GANTT
24
I nosen är det i första hand tätningarna i spolhuvudet som går sönder. Spolhuvudet är komponenten
märkt 130 i sprängskissen som visas i figur 4.30. I figur 4.31 visas tätningarna som är den del i nosen
som enligt underhållspersonalen vanligtvis går sönder. Enligt underhållspersonalen beror det till
största del på nötningar från nackadaptern som roterar i spolhuvudet, temperaturväxlingar och
slitage från vattnet. Nackadaptern, nacken, visas i figur 4.32 där den är markerad som nummer 1.
Nacken går genom nosen på borrmaskinen och med hjälp av en hylsa förbinder den borrmaskinen
med borrstålet. Om vattnet är för surt kan det leda till att nacken börjar rosta väldigt fort.
Ojämnheterna från rosten sliter på tätningarna och de behöver bytas ofta. Vattnets pH-värde har
enligt underhållspersonalen varit ett stort problem tidigare i Renströmsgruvan, men i dagsläget är
vattnet inte lika surt vilket även har minskat på slitaget på nosen.
I spolhuvudet sitter det en tätning framtill och två baktill mot borrmaskinen, detta för att göra det
möjligt att upptäcka fel innan vatten går in i borrmaskinen och blandas med oljan. När den främre
tätningen skadas börjar det läcka vatten från nosen, vilket är en indikation på att den behöver bytas.
Figur 4.30. Sprängskiss över nosen på borrmaskinen [28].
25
Figur 4.31. Tätningarna som orsakar de flesta felen på nosen [28].
Figur 4.32. Nackadaptern, markerad med nummer 1 i bilden [29].
Att borrstålet går sönder och måste bytas beror enligt operatörerna främst på att det böjs för att det
börjar dra snett vid borrning samt att det nöts och slits vid användning. Felen på nacken uppträder,
liksom för borrstålet, oftast under pågående borrning och är enligt operatörerna oftast i samband
med att borrstålet böjs eller knäcks varpå nacken också kan ta skada. Om nacken knäcks kan det i sin
tur även skada nosen, beroende på var på nacken brottet uppstår. Som nämnts tidigare påverkas
nacken också av vattnet som används vid borrning och kan lätt börja rosta om vattnets pH-värde är
för lågt.
4.2.4 STYRSYSTEM
Längdgivare är den komponent som står för de flesta underhållen enligt Maximo, vilket kan ses i figur
4.33. De största driftstörningarna blev enligt Gantt navigering följt av längdgivare, se figur 4.34. Hur
komponentfördelningen såg ut mellan de två borriggarna kan avläsas i bilaga 3 och 4. Problem med
navigeringen kan enligt operatörerna se väldigt olika ut, det kan vara allt ifrån problem med laserlinje
och riktpunkter till att borrplanen inte kan läsas in. Problemen som uppstår på längdgivare är enligt
underhållspersonalen främst relaterade till att fukt tränger in vilket gör att kontakten bryts och
givaren slutar fungera. Många fel beror också på att vajern till längdgivaren går sönder och det
uppstår främst på grund av ovarsamt handhavande.
26
Figur 4.33. Komponentfördelning för styrsystem enligt Maximo.
Figur 4.34. Komponentfördelning för styrsystem enligt Gantt.
4.3 TILLSYNSKONTROLL AV OPERATÖR
Operatören utför daglig tillsyn på borriggen, där de bland annat ska göra en okulär besiktning av
fordonet och kolla oljenivåer. En lista över vad denna tillsyn ska omfatta sitter uppsatt i hytten på
borriggen och visas i figur 4.35. Efter att ha följt med några olika operatörer visade det sig att
noggrannheten med tillsynskontrollerna varierade stort och oftast kontrollerades inte samtliga
punkter. Operatörerna gjorde en snabb översikt över maskinen för att se att allt såg bra ut,
lufttanken dränerades och en del kontrollerade oljenivåerna. Eftersom kontrollen oftast gjordes
snabbt och ytligt upptäcktes sällan några fel vid dessa kontroller.
0
4
8
12
16
20
An
tal u
nd
erh
åll
SAMMANSTÄLLNING FÖR STYRSYSTEM I MAXIMO
0
4
8
12
16
20
An
tal d
rift
stö
rnin
gar
SAMMANSTÄLLNING FÖR STYRSYSTEM I GANTT
27
Figur 4.35. Lista över de dagliga tillsynerna som ska utföras av operatör. Foto: Maria Hed 2018.
4.4 FÖREBYGGANDE UNDERHÅLL PÅ VERKSTAD
På borriggarna utförs kontinuerligt förebyggande underhåll, där underhållspersonalen har
färdiga checklistor för vad som ska utföras vid underhållet. Underhållet är delat upp i fyra checklistor
FU1, FU2, FU3 och FU4 och dessa genomförs inom olika tidsintervall eller efter ett bestämt antal
dieselmotortimmar.
Checklistan för FU1 visas i figur 4.36, det underhållet utförs varannan vecka och är till stor del
tillståndsbaserat underhåll, men finns även vissa punkter med förutbestämt underhåll.
28
Figur 4.36. Checklista FU1.
Checklistan för FU2 visas i figur 4.37. Underhållet utförs var 250:e dieselmotortimme och omfattar
både tillståndsbaserat och förutbestämt underhåll.
Checklista FU1, underhåll utförs varannan vecka.
• Kontroll av varningslampor, reglage och instrument. • Kontroll av strålkastare och övrig belysning. • Kontroll funktion rumsfläktstyrning. • Kontroll stolens funktion, säkerhetsbälte. • Kontroll täthet rutor, lister, hytt. • Kontroll hytt insteg. • Kontroll av hjul och däck (lufttryck, fastsättning). • Fyll centralsmörjningens tank. • Funktionskontroll centralsmörjning. • Vätskenivåer kylvätska, motorolja, converter, hydraulolja etc. • Kontrollera remspänning fläkt/generator. • Kontroll p-broms/färdbroms. • Kontroll av brandsläckningsanordningen och handsläckare att manometrar är på grönt. • Kontroll av nödstoppar. • Allmän okulärbesiktning av fordon. • Kontrollera luftfilter motor ev. byt. • Kontrollera hyttfilter ev. byt. • Dränera lufttank. • Kontroll dragavlastning elkabel, kabeltrumman ska inte vara fransig, kroken ska ha spärr. • Kontrollera oljenivå i kompressor. • Kontroll luftfilter kompressor, byt vid behov. • Rengör sarkosil. • Kontroll av borrolja. • Kontroll av riktinstrument, konturkontroll. • Kontroll av klimator, kyla, kilrep och filter. • Kontroll smörjolja och lufttryck till borrmaskin. • Smörj borrmaskinsväxel. • Kontroll returmembran, ackumulatorer och gasventiler. • Kontrollera att olja och luft kommer ur frontstyrning och underdel. • Kontroll drag och returlina, justera efter behov. • Kontroll glidskenor och glidstycken, justera vid behov. • Kontroll skruvförband, matarförskjutning, mas mm. • Smörj bom och bärare, kontroll av ev. glapp. • Kontroll glapp noshjul. • Kontroll slangar och upphängningar. • Kontroll lina och fjäder för längdmätning. • Brandsyn, tag bort trasor och brännbara ämnen.
29
Figur 4.37. Checklista FU2.
Checklistan för FU3 visas i figur 4.38. Underhållet utförs var 500:e dieselmotortimme och omfattar till
större del förutbestämt underhåll, men även några punkter av tillståndsbaserat underhåll.
Figur 4.38. Checklista FU3.
Figur 4.39 visar checklistan för FU4 som utförs var 1000:e dieselmotortimme och omfattar endast
förutbestämt underhåll.
Figur 4.39. Checklista för FU4.
4.5 LARM PÅ BORRIGGEN
På skärmen i förarhytten finns ett informationsfält som visar när olika funktioner är aktiverade. Här
visas även olika larm som kan uppstå på maskinen, se figur 4.40. Larmen visas i nedre högra hörnet
av skärmen och syns antingen som en gul symbol som indikerar varning eller en röd symbol när
larmet är allvarligare. Larmen är indelade under två kategorier, bom och maskin. För bommen
omfattar larmen bland annat positionering, längdgivare och tryck för smörjluft eller smörjolja. För
maskinen är larmen desto fler och omfattar bland annat larm då hydraul- eller motoroljenivån är låg,
ström- och vattenförsörjning samt modulfel. En detaljerad lista över larmen finns i bilaga 5.
Checklista FU2, underhåll utförs var 250:e dieselmotortimme.
• Rengör batteri och poler samt syranivå. • Rengör kylare dieselmotor. • Byt andningsfilter på hydraultank. • Kontroll oljenivå axlar. • Kontroll av drivknutar, glapp eller lösa. • Byte av motorolja + filter. • Byte av bränslefilter kontroll av glapp i matarpump och lufta returledning. • Kontroll motor, växellådans fastsättning samt övriga skruvförband i underrede. • Smörj knutar.
Checklista FU3, underhåll utförs var 500:e dieselmotortimme.
• Byt plats på batterierna. • Byt olja och oljefilter kompressor. • Kontroll säkerhetsventil kompressor. • Byte av olja i vindor (motorolja). • Service på strömavtagare (beställ genom el). • Byte av olja filter i transmission. • Kontroll bromsskivornas slitage bromstryck och justera bromsar. • Rengör luftintag kylfläkt elmotor.
Checklista FU4, underhåll utförs var 1000:e dieselmotortimme.
• Byt returoljefilter hydraulsystem
• Byte av separatorfilter i kompressor
• Byte av olja i axlar
30
Figur 4.40. Skärmen i borriggen. Foto: Maria Hed 2018.
4.6 AUTOMATION
Automationen som finns på borriggarna idag gör det möjligt för operatören att låta den ena eller
båda bommarna borra en sekvens med hål automatiskt. Sekvensen ritas in på borrplanen som
operatören får upp på skärmen. Borrplanerna finns färdiga i systemet och ställs in av operatören
innan borrningen påbörjar, ett exempel på en borrplan kan ses i figur 4.40. På borrplanen är hålen
som ska borras för den aktuella salvan utritade och numrerade. Strecken som visas utmed prickarna
för hålen indikerar vilken vinkel hålet ska borras i. När Borrsekvensen är utritad och automationen
startad borrar borriggen de valda hålen ett efter ett tills sekvensen är färdig, om den inte stöter på
problem på vägen som gör att borrningen avbryts. Problem som kan uppstå under automationen är
till exempel att borrkronan fastnar i hålet eller att bommen inte dras tillbaka nog långt för att passera
ojämnheter i gaveln varpå den stannar och borrningen avbryts. Det senare är en fråga om
inställningar och i vilket läge borrmaskinen är när den autonoma sekvensen startas.
4.7 ÖVRIGA IAKTTAGELSER
Förutom de driftstörningar och underhållsåtgärder som dokumenteras i Gantt eller Maximo utför
operatörerna ytterligare åtgärder på plats på borriggen. Borrkronorna som sitter på borrstålet byts ut
för att de slits och nöts under borrning. Hur ofta det här sker är väldigt olika och enligt operatörerna
kan det vara allt ifrån vart tredje hål till att det går borra en hel salva, vilket kan motsvara uppemot
70-90 hål, innan borrkronan behöver bytas. Att det varierar så mycket beror enligt operatörerna på
att förutsättningarna i berget ser väldigt olika ut, på vissa ställen är det som att berget slipar
kronorna under borrning. Om det är en fällsalva som ska borras kan bultar från tidigare bultsättning
borras på vilket nöter mycket på stiften längst fram på borrkronan. Hur hårt berget är påverkar också
och här kan det skilja sig mycket beroende på om det är gråberg eller malm som det borras i.
Borrkronorna som används till borriggen har 9 stift och kanaler på sidorna där borrkax spolas undan
med hjälp av vatten, se figur 4.41.
31
Figur 4.41. Borrkronan [28].
Något annat som operatören utför är att trä in plaströr, så kallade rotrör, i hålen närmast sulan för
att den som kommer efter och ska ladda hålen ska kunna hitta dem. Utan rotrör finns risken att sten,
borrkax och vatten fyller upp utrymmet närmast golvet så att hålen där varken går att se eller
komma åt.
Om det uppstår slangbrott kan operatören själv byta slangen om det finns rätt utrustning tillgänglig
på borriggen. Ofta finns det dock inte nya slangar att byta till och därför måste underhållspersonal
tillkallas för att komma med en ny slang och byta. Om det är ett stort slangbrott kan det medföra att
stora mängder hydraulolja läcker ut. Maskinen larmar om nivån i tanken blir för låg och oftast finns
det då reservolja så att operatören själv kan fylla på tanken. Detsamma gäller om exempelvis
motoroljenivån blir för låg, även där finns en reservdunk på riggen så att operatören kan åtgärda
problemet. Andra komponenter som operatörerna själva byter är borrstål, nackadapter och hylsa.
Om berget är mer poröst och lätt faller sönder är det vanligt att småsten samlas i det borrade hålet,
vilket gör att hålet blir tätt. Lämnas det så går det inte att fylla hålet med sprängmedel för den som
kommer efter och ska ladda det. Om det är en dålig gavel kollar ofta operatören hur hålet blev efter
borrning genom att mata in borrkronan ytterligare en gång. Är det sten i vägen behöver hålet rensas
för att möjliggöra för laddning. Operatören kan även upptäcka problemet genom att det går trögt när
borrstålet ska dras ut ur hålet och åtgärdar det då genom att föra borrkronan fram och tillbaka i hålet
tills motståndet upphör.
Ett annat problem som uppstod vid ett av borrningstillfällena var att borriggen larmade om för lågt
vattentryck. Det visade sig bero på att vattenslangen hade glidit ur klämmorna, se figur 4.42, varpå
vattnet spolades rakt ut i rampen.
Figur 4.42. Klämmorna på vattenslangen som lossnade. Foto: Maria Hed 2018.
32
4.8 FÖRSLAG PÅ ÅTGÄRDER
För att öka driftsäkerheten för borriggen och göra det lättare att lämna den under pågående
borrning har ett antal förslag på åtgärder tagits fram. Sammanfattningsvis ser förslagen för
respektive område ut som följer:
Slangar och hydraulik:
• Tätare slangbyten
• Kontroll av slanglängd
• Kamera för övervakning
• Givare för att upptäcka onormala oljeflöden
• Skydd för utsatta slangar
• Automatisk avstängning av hydraulpump
Matare:
• Korrekt längd på returvajer
• Rätt spänning av vajrarna
Borrmaskin:
• Korrigera riktning av borrstål
• Försiktigare påhugg vid autonom borrning
• Rätt vattenkvalité
Styrsystem:
• Undvika att tvätta borriggen med högtryckstvätt
Övrigt:
• Utbildning för operatörer
• Se över borrplaner
• Tillsynskontroll innan borriggen lämnas
• Införa Certiq
• Automatisk mätning av oljenivå
• Övervaka vattenanslutningar
• Sensorer på bommarna
• Mer förvaring
4.8.1 SLANGAR OCH HYDRAULIK
Slangar är den komponent som står för de flesta driftstörningarna och underhållsposterna. När
borriggen är inne för service gör den som utför underhållet en bedömning över slangarnas skick och
vilka som behöver bytas och där görs det väldigt olika beroende på vem som gör servicen. Vissa anser
att slangarna endast ska bytas när stålet har börjat remsa upp. Andra vill gärna byta samtliga slangar
som löper runt slangrullen, vilket är det mest utsatta området, för att det ska se bra ut och hålla
bättre.
33
För att förebygga att slangarna går sönder samt minska driftstopp och akuta utryckningar behöver
ett stramare förhållningssätt tillämpas till hur slitna slangarna får vara innan de byts ut vid service,
något som även höjer funktionssäkerheten. Enligt manualen från Atlas Copco ska slangar bytas så
fort höljet är skadat. Något annat att ta i beaktning om nötta slangar lämnas kvar på borriggen är att
dessa kan tillföra mer nötning till de resterande slangarna och resultera i att fler slangar går sönder.
Ett stramare förhållningssätt för slangbyte där fler slangar blir bytta i förebyggande syfte ger även en
miljömässig vinning då ett slangbrott ute vid gaveln medför att hydraulolja läcker ut vilket inte är bra
för miljön. På verkstaden finns bättre möjligheter att ta hand om oljan vid ett slangbyte. De mest
utsatta slangarna bör bytas som en del i det förebyggande underhållet som utförs varannan vecka.
Till detta är tillståndsbaserat underhåll ett komplement för resterande slangar. Dessutom bör byte av
samtliga slangar införas som en punkt för förebyggande underhåll var 1000:e eller 2000:e
dieselmotortimme.
Att byta komponenter oftare på verkstaden i förebyggande syfte bidrar också till att driftsäkerheten
ökas genom att underhållsmässigheten på verkstaden är bättre. Arbetsmiljön är bättre, med bättre
belysning och underlag. Ute vid gaveln görs det ofta provisoriska lösningar för att rätt verktyg saknas
och för att snabbt bli klar och komma igång med borrningen igen. Ett exempel på det kan vara vid
slangbyte, då slangarna istället för att träs igenom skydd och fästas på rätt sätt får en provisorisk
lösning och kan få hänga lite mer fritt. Det i sin tur gör att de blir mer utsatta för yttre påverkan. Den
smutsiga och dammiga miljön kan också vara sårbart om det kommer in i systemet vid underhåll. På
verkstaden finns de rätta verktygen tillgängliga och där är även arbetsmiljön renare vilket förbättrar
såväl underhållsmässigheten som funktionssäkerheten hos de utbytta delarna.
Slangarna tillverkas av underhållspersonalen på verkstaden. Oftast när slangarna monteras på
borriggen måste de sträckas ut till att bli uppemot en decimeter längre för att passa. Detta göra att
slangen blir spänd vid montering och slakar inte. En hydraulslang bör dock inte sträckas på det här
sättet. Sträckningen leder till att kvalitén blir sämre till följd av att stålet i slangarna utsätts för
spänning och blir mer mottagliga för fel. Slanglängden vid tillverkning är därför något som också bör
ses över och mätas upp med större noggrannhet.
Montera en kamera vid hytten på borriggen för att få en överblick över bommarna. På så sätt kan
slangbrott eller andra fel på bommarna upptäckas även när det inte finns någon operatör på
borriggen. Vid upptäckt av slangbrott kan den berörda pumpen stängas av för att förhindra att olja
läcker ut i onödan, vilket annars även utgör en brandrisk och försämrar miljön.
Ett annat sätt att upptäcka när någon slang går sönder är att lägga till en ventil eller givare som kan
stänga av hydraulpumpen om onormala värden detekteras. Enligt Epiroc har deras maskiner för
långhålsborrning, Simba, ett system för detta där elmotorerna stängs ner om nivån i hydraultanken
sjunker för snabbt. En svårighet med det kan vara att oljenivån i hydraultanken för Boomer varierar
väldigt mycket vid normal användning. Dessutom skulle en sådan funktion inte fånga upp alla
slangbrott utan endast reagera på de större slangbrotten.
Slitaget på slangarna som uppstår till följd av nötning kan minskas genom att skydda slangarna bättre
på utsatta ställen. Ett ställe där nötning ofta uppstår är vid metallbågen som slangarna går igenom,
se figur 4.43. Att skydda dessa slangar mot nötning kan göras på flera sätt:
• Genom att linda en gummimatta runt slangarna på samma sätt som längre upp på bommen,
se figur 4.44, vilken i så fall skulle behöva fästas fast i metallbågen för att inte glida ner längs
slangarna.
34
• Linda ett skyddande material direkt på metallbågen för att minska nötningarna. Då måste
det även tas i beaktning vilket material som används så det inte leder till en ökad friktion och
nötning utan istället nöts snabbare än slangarna.
• Montera en plåt, som har en mjukare övergång, på undersidan av metallbågen där slangarna
utsätts för störst påfrestning.
• Se över om formen på bågen kan ändras, kan till exempel en cirkulär genomgång vara
skonsammare för slangarna.
• Om metallbågen var mer följsam skulle det också ge en positiv effekt för nötningen, det
skulle kunna lösas genom att göra bågen ledad eller vinkla den så att den följer slangarnas
längdriktning bättre.
• Slangarna kan bindas samman för att minska nötningen sinsemellan, svårigheten med det är
dock att slangarna är av olika storlekar och har olika böjradie så att binda samman alla
slangar skulle även kunna få motsatt effekt.
Figur 4.43. Metallbågen som slangarna går igenom. Foto: Maria Hed 2018.
Figur 4.44. Skydd för slangarna. Foto: Maria Hed 2018.
Ett annat utsatt ställe där slangar ofta går sönder är kring slangrullarna. Som tidigare bilder visat ser dessa olika ut på de två borriggarna, där slangarna får löpa i separata spår på den ny och ligger huller om buller på den gamla maskinen. Att uppgradera den gamla borriggen med en ny slangrulle skulle föra med sig många fördelar. Tyvärr är det i dagsläget inte möjligt att byta enbart denna komponent då även infästning och resten av bommen ser olika ut på de två borriggarna.
Automatisk avstängning av hydraulpumpen när bommen har stannat efter att ha kört i autonomt
läge skulle resultera i ökad brandsäkerheten och minskad risk för onödiga läckage av hydraulolja.
Enligt Epiroc är det något som är testat på enstaka riggar och då har målsättningen varit att motorn
ska stängas av om borriggen lyckats slutföra en hel sekvens. Svårigheten här har dock varit att om
35
den andra bommen ska fortsätta gå så finns det risk att systemen blir överbelastat om det bara är en
motor igång. För att undvika överbelastning kan en lösning vara att pumparna stänger av först då
båda bommarna borrat färdigt.
4.8.2 MATARE
På den nyare borriggen var returvajern en komponent som ofta gick sönder. Efter samtal med Epiroc
framkom det att gängstången på returvajern ska vara centrerad och att detta skulle gå att åtgärda
genom att justera infästningen för vajern så att gängningen blir centrerad. Därmed skulle även
påfrestningarna på vajern minska. Arbetsledaren för underhåll skapade en arbetsorder för att
åtgärda detta, men när åtgärden skulle genomföras visade det sig att förändringen inte var möjlig.
Om en justering skulle göras för att flytta returvajern bakåt för att centrera gängen skulle det
medföra att vajern skulle bli kortare och att fästet till vajern som sitter fast på borrmaskinens släde
skulle slå i slangrullen i borrmaskinens bakersta läge. För att få gängningen mer centrerad kan en
längre vajer monteras istället för den befintliga. För att jobba vidare med förebyggande åtgärder för
att minska brotten på gängningen till returvajern kan brottytan studeras för att försöka fastslå
orsaken till att brott uppstår.
Rutiner vid spänning av både returvajer och dragvajer behöver åtgärdas. En uppdatering av
underhållsinstruktioner, med utgångspunkt från Epirocs underhållsmanual, är en bra start för att
arbetet ska utföras korrekt och göras lika av all underhållspersonal. Vajrarna ska även justeras så att
borrkronan hamnar i rätt läge. Borrkronan ska ligga bakom borrdubben när borrmaskinen är i sitt
bakersta läge, annars slår kronan i bergväggen först vilket utsätter vajrarna för onödig belastning
som även det bidrar till att de går sönder.
4.8.3 BORRMASKIN
Att borrstålet drar snett vid borrning är något som till viss del går att mildra om operatören är
vaksam och korrigerar riktningen på bommen när borrstålet börjar bukta. Vilket kan vara svårare att
påverka vid autonom borrning.
Vid autonom borrning måste påhugget ses över och justeras så att det görs försiktigare, vilket är
skonsammare för såväl borrkronan som borrstålet. Att ställa in automatiken på att rensa hålet efter
att det är borrat är också något som bidrar till en kompensation för att det är någon operatör som
manövrerar borriggen och ökar chansen att hålet är öppet och går bra att ladda efteråt.
För att säkerställa att nosarna är så tillförlitliga som möjligt är det viktigt att regelbundet utföra
kontroller på vattenkvalitén. Detta för att se till så att vattnet fortsättningsvis inte blir för surt eller
innehåller smuts och partiklar som skadar tätningarna. Vidare bör det undersökas om det finns andra
alternativa tätningar som är mer beständiga mot nötning. Ett annat förbättringsområde är att
operatörerna rapporterar in fel på nosarna så fort de börjar läcka vatten, något som inte alltid görs
enligt underhållspersonalen. Det är viktigt för att nosen ska kunna bytas i tid och inte riskera att
vatten kommer in i borrmaskinen, blandas med oljan och leder till ytterligare skador.
4.8.4 STYRSYSTEM
Eftersom största anledningen till att längdgivarna slutar fungera tros vara för att de utsätts för fukt
bör mängden vatten som de utsätts för minimeras. Det är mycket fukt i gruvmiljön, något som inte är
36
så lätt att påverka. En annan vattenkälla är vid tvättning med högtryckstvätt. Högtryckstvätten gör att
fukt tränger in på oönskade ställen och bör uteslutas helt vid tvätt av maskinerna.
4.8.5 ÖVRIGA FÖRSLAG PÅ ÅTGÄRDER
Det finns många faktorer som är viktiga att tänka på när det gäller interaktionen mellan människa
och automatiserade maskiner. Att operatörerna accepterar och tar till sig den nya teknologin är en
viktig del i att arbetet ska leda till större effektivitet. En bra utgångspunkt för att det ska ske är att de
får rätt utbildning och de rätta verktygen för att utföra sina nya arbetsuppgifter. Att det redan på
designstadiet fokuseras på en användarcentrerad design är också en bra förutsättning för att lyckas
[13].
För att den automatiska borrningsfunktionen ska komma i användning krävs det att operatörerna får
en djupare utbildning på hur det fungerar och även får se vilka fördelar det för med sig och att det
kan vara till en avlastning för dem i deras arbete. Enligt operatörerna fick de en introduktion till hur
automatiken fungerar i samband med att det nya styrsystemet installerades under hösten 2017. Men
som det ser ut idag verkar det inte vara någon av operatörerna som använder sig av funktionen,
främst för att de känner att de inte har kunskap nog men även för att de inte ser vilka fördelar det
ger. Upprätta även en lathund som steg för steg beskriver de olika momenten vid autonom borrning
för att ytterligare öka operatörernas förutsättningar.
För att komma igång med automationen är ett första steg att operatören borrar de mest utsatta
områdena manuellt, utmed sula, väggar och tak, för att sedan kunna slå igång automationen. På så
sätt kan borriggen fortsätta borra under exempelvis lunch eller vid skiftbyte. På de ställen där det är
gott om utrymme kan även områden vid väggar och tak borras autonomt. Där det är trångt kan ett
alternativ vara att se över borrplanerna och göra ett större stick för att bommen inte ska ligga så nära
väggen men ändå nå samma slutmål.
När riggen ska lämnas i automatiskt läge ska en tillståndskontroll göras innan den lämnas. Ett förslag
på punkter lämpliga att kontrollera presenteras i tabell 4.3.
Tabell 4.3. Förslag på tillsynskontroll innan borriggen lämnas.
Tillsynskontroller innan borriggen lämnas
1 Kontroll av borrkrona, byte vid behov
2 Kontroll av hydraulolja och motorolja
3 Allmän okulär besiktning
Genom införande av telematiklösningen Certiq, som beskrivs i teoriavsnittet, skulle mycket
information om borriggen kunna utläsas. Information som är värdefull när produktionen går mot mer
automatiserad drift. Där kan exempelvis vissa larm och varningar i borriggen avläsas. Övervakning av
oljenivåer i tankarna är information som i dagsläget inte finns med i Certiq. Vilket leder till driftstopp
när systemet automatiskt stänger ned på grund av låga oljenivåer. Föreslår därför att Certiq
kompletteras med denna funktion så att operatören i tid kan fylla på hydraulolja och undvika onödiga
driftstopp.
Föreslår vidare att övervakning av vattenanslutningarna monteras, för att förebygga vattenläckage
och översvämningar, till följd av att till exempel vattenslangen går sönder när den är inkopplad till
37
maskinen. Regelbunden tillsyn av vattenslangarna och dess fäste bör införas som en punkt under FU1
för att förebygga att fel uppstår.
Sensorer som känner av när bommarna är på väg att slå i något så att rörelsen kan stoppas eller en
annan väg väljas. Detta för att förebygga att slangar eller andra delar går sönder till följd av kollision
när autonom borrning används.
Driftsäkerheten kan ökas genom bättre förvaring på borriggarna för komponenter som ofta byts ut
och att se över rutiner för att fylla på reservdelar på borriggarna. Med rätt delar och verktyg på plats
är det enklare för operatören att direkt åtgärda driftstörningen. Det i sin tur ger kortare väntetider
och förbättrar både underhållsmässigheten och underhållssäkerheten. Slangar tillverkas och lagras
på verkstaden, att fylla på och se till så att det finns standardslangar på borriggen ska tillföras som en
punkt på FU1. Montera en krok på borriggen för upphängning av slangar så de få en given plats och
göra det enklare att se till så det alltid finns tillgängligt. Att se till så att övriga reservdelar finns på
plats är i dagsläget något som operatörerna ansvarar för. Bättre förvaring på borriggarna gör det
enklare att säkerställa att rätt reservdelar alltid finns med. Inför även som rutin att innan varje
servicetillfälle gå igenom och kontrollera att rätt saker finns med på fordonet. Ett förslag på vilka
delar som bör ingå visas i tabell 4.4.
Tabell 4.4. Förslag på reservdelar som bör finnas med på borriggen.
Reservdelar
1 Slangar
2 Nackar
3 Borrstål
4 Hylsa
38
5. DISKUSSION
Här presenteras reflektioner som berör arbetet och en diskussion förs om felkällor som kan ha
påverkat arbetet. Förslag på fortsatt förbättring och utveckling kommer också att läggas fram.
5.1 REFLEKTIONER
Syftet med den här rapporten har varit att kartlägga fel, tillsynskontroller och larm som i dagsläget
finns på borriggarna för att sedan föreslå åtgärder för att öka driftsäkerheten. Borriggen är ett
avancerat system som används i en komplex miljö med väldigt speciella förutsättningar. Det finns
inga enkla svar på problemen och felen som uppstår på borriggarna, skulle det göra det så skulle det
inte längre vara något problem.
Eftersom säkerhet är en av grundstenarna i Bolidens verksamhet är det viktigt att beakta olika typer
av säkerhet runt borrning. Driftsäkerhet är en viktig del som har behandlats i det här arbetet,
arbetsmiljön är en annan viktig faktor att ta hänsyn till. Även där kan automation spela en viktig roll,
användningen av den autonoma funktionen när operatören finns kvar i borriggen kan vara en
avlastning för operatören. Till exempel om det är en del av gaveln som är extra besvärlig och kräver
mycket rensning kan den andra bommen sättas i automatik, om det är möjligt, varpå operatören kan
fokusera på att borra med en bom. I ett vidare perspektiv när utvecklingen nått ännu längre påverkas
operatörernas arbetsmiljö på ett positivt sätt om de inte längre behöver vara närvarande på
borriggen hela tiden utan kan manövrer den från en annan plats.
Medeltid till fel, MTBF, är ett viktigt nyckeltal för att möjliggöra autonom borrning. Maskinernas
utnyttjandegrad påverkas främst av tiden som driftstoppen tar, men för automationen är frekvensen
avgörande. Om felfrekvensen är hög när borriggen lämnas i autonomt läge spelar det liten roll hur
snabbt ett fel är avhjälpt eftersom det inte finns någon på plats som kan åtgärda det. Då är det
istället viktigare att borriggen kan vara i drift under en längre tid utan att fel uppstår.
Brandsäkerhet är en annan vital del som behöver ses över. Innan automatisk borrning börjar
användas på så sätt att operatören ska lämna borriggen bör en riskanalys genomföras för att se över
de brandrisker som det innebär om maskinen arbetar på egen hand. I andra gruvor finns ett
förhållningssätt att huvudströmmen alltid ska slås av när maskinen lämnas för att minska
brandrisken. Om maskinen ändå ska lämnas kan andra åtgärder ses över för att minska brandrisken,
till exempel montera kameror för övervakning eller brandvarnare som kan larma om rök detekteras.
Enligt Epiroc så är automatiken som finns i dagsläget på Boomer inte anpassad för att maskinen ska
borra helt på egen hand utan har använts som en operatörsassistans och de menar att en operatör
bör vara närvarande även när automatiken används.
För att få en bättre översikt över processen och de driftstörningar som uppstår skulle det vara bra om
all dokumentation gjordes på samma sätt och samlades i en gemensam databas. Även hur
dokumentationen går till och vad som dokumentera skulle kunna förbättras och möjliggöra för att få
en bättre bild av hur arbetet ser ut. Men för att göra detta på ett effektivt sätt bör även ett planerat
syfte finnas med dokumentationen vilket då skulle göra det enklare att fastslå vilken typ av
information som är relevant att spara. En samlad dokumentation och gemensam plattform för både
underhållspersonal och operatörer skulle också göra det lättare för dem att förmedla information
mellan varandra och göra det lättare för operatörerna att meddela underhållspersonalen när något
fel uppstår. Som det ser ut idag sker informationsbytet för icke akuta fel genom att operatörerna
meddelar underhållsansvariga som då upprättar en arbetsorder.
39
5.2 POTENTIELLA FELKÄLLOR
Tidsangivelserna i både Maximo och Gantt stämmer inte helt överens med hur verkligheten ser ut.
Underhållspersonalen som rapporterar i Maximo skriver nästan alltid in tid för arbetet, men det som
skulle kunna vara lite missvisande är fördelningen mellan arbetsuppgifterna då alla underhåll anges i
hela timmar. I Gantt fattas det väldigt ofta tidsangivelse och posten är istället nollad, vilket har gjort
att endast en del av posterna för driftstörningarna har kunnat användas för att beräkna hur lång tid
de olika momenten kräver. En anledning till att många poster är nollade är att mindre driftstörningar,
kortare än 15 minuter, inte räknas som någon störning. Om det i framtiden inte finns någon operatör
på plats i borriggen kommer tiden för dessa störningar att öka till följd av väntetiden som uppstår för
transport till borriggen.
En annan felkälla är att alla driftstörningar som uppstår inte rapporteras in till driftcentralen, varpå
de inte blir dokumenterade. Informationen som går att hämta kan vara en bra fingervisning, men ger
inte hela bilden. Inte heller i Maximo är dokumentationen heltäckande. Många gånger när kontroller
utförs vid de planerade underhållen upptäcker underhållspersonalen komponenter som behöver
bytas ut, till exempel slangar, borrstödsgummi eller borrdubbar. Dessa åtgärdas då oftast vid samma
tillfälle men dokumenteras inte alltid som en separat post utan får falla inom ramarna för det
förebyggande underhållet. Att den dokumentationen saknas gör att kartläggningen av vilka
komponenter som ofta byts ut blir missvisande. Ett exempel på det är att underhållspersonalen
berättade att borrstödsgummit brukar bytas ut vid var eller vartannat underhållstillfälle, vilket
motsvarar 1-2 gånger i månaden för en borrigg. Jämförs det med det som är dokumenterat i Maximo,
vilket är nio gånger sammantaget för de två borriggarna under hela insamlingsperioden, så är det
rimligt att anta att alla byten inte blir dokumenterade.
I Gantt dokumenteras driftstörningarna i första hand under olika huvudkategorier och utöver det
finns det möjlighet att lägga till en kommentar för att specificera vad driftstörningen gäller. Det är
många poster som saknar kommentar vilket också gör att det är svårt att koppla felen till en specifik
komponent. De specifikationer som har gjorts för komponenterna utifrån Gantt är därför baserade
på de poster där denna typ av kommentar finns med, vilket troligtvis gör att mörkertalet kan vara
stort även där. I Maximo är upplägget ett annat och här används inte huvudkategorier utan de flesta
poster skrivs direkt på de respektive komponenterna, vilket istället gjort det svårare att få en
överblick över vilka områden som utgör de största underhållsposterna.
5.3 FORTSATTA UTVECKLINGSOMRÅDEN
För att fortsätta utveckla möjligheterna för autonom borrning skulle borrningsprocessen som helhet
med alla delmoment behöva beaktas och främst de moment som idag kräver att en operatör är på
plats för att utföra uppgiften. Automatisering av kronbyte skulle innebära att processen inte är lika
beroende av att ha en operatör på plats. Det är teknik som redan idag är utvecklad och
implementerad på andra typer av borriggar, men som till Boomer E2C fortfarande är på
utvecklingsstadiet. Enligt Epiroc är det en väldigt komplex uppgift att lösa då det finns flera rörliga
bommar som ska tas i beaktning och en lösning måste tas fram där de övriga bommarna inte störs
när kronbyte ska utföras. Ett annat moment som idag är beroende av operatör är att placera rotrör i
hålen närmast sulan. En autonom lösning för att placera rotrör i hålen eller på annat sätt förbereda
för laddning av hålen skulle vara ytterligare ett steg mot att kunna fjärrstyra hela
borrningsprocessen.
40
Fortsatt arbete med en djupare undersökning av slangarna för att kartlägga hur länge de håller och
när det är lämpligast att byta dem i förebyggande syfte. Genom märkning av slangarna kan
livslängden för varje specifik slang dokumenteras och ge en tydligare bild över hur länge slangarna
håller. Utifrån det kan det förebyggande underhållet optimeras för att förebygga att slangar brister
till följd av nötning. Slangbrott till följd av ovarsamt handhavande är däremot svårt att förutse och
där behöver andra strategier tillämpas.
Borrmaskinen på den nyare borriggen har fört med sig flera förbättringar. I och med att vibrationerna
är mycket mindre i den maskinen har många av felen kopplade till vibrationer minskat. En vidare
undersökning skulle kunna undersöka om det är lönsamt att byta ut borrmaskinen på den gamla
borriggen utifrån de fördelar det för med sig då de vibrationsrelaterade felen blir mindre med denna
maskin. Det är också viktigt att ta reda på orsaken till vibrationerna och vilka åtgärder som kan vidtas
för att dämpa eller eliminera dessa, då de har en stor inverkan på utrustningens livslängd.
Fortsatt arbete för en standardisering av dokumentationen och en gemensam plattform för
informationsutbyte. Det gör det enklare och effektivare för information att nå fram och lättare att få
en överblick över maskinerna och samla in data.
41
REFERENSER
[1] “Boliden - ett metallföretag i världsklass,” Boliden. [Online] Tillgänglig:
https://www.boliden.com/sv/verksamhet [Hämtad: 6 april 2018].
[2] B. Ghodrati, S. H. Hoseinie och A.H.S. Garmabaki, “Reliability considerations in automated mining
systems,” International Journal of Mining, Reclamation and Environment, vol. 29, nr 5, s. 404-418,
oktober 2015. [Online] Tillgänglig: Taylor & Francis Online, https://www.tandfonline.com/
[Hämtad: 6 april 2018].
[3] “Gruvautomation ökar säkerheten,” Boliden. [Online] Tillgänglig:
https://www.boliden.com/sv/hallbarhet/sa-jobbar-vi/gruvautomation-okar-sakerheten [Hämtad:
9 april 2018].
[4] H. S. Al-Chalabi, “Reliability and Life Cycle Cost Modelling of Mining Drilling Rigs,”
Doktorsavhandling, Luleå: Luleå tekniska universitet, 2014. [Online] Tillgänglig: Digitala
Vetenskapliga Arkivet, http://www.diva-portal.org/smash/search.jsf?dswid=6566 [Hämtad: 17
april 2018].
[5] H. L. Hartman och J. M. Mutmansky, Introductory Mining Engineering. 2 uppl. Hoboken, N.J.: John
Wiley and Sons, 2002.
[6] “Bolidenområdet,” Boliden. [Online] Tillgänglig:
https://www.boliden.com/sv/verksamhet/gruvor/bolidenomradet [Hämtad: 24 april 2018].
[7] Svensk standard. SS-EN 13306:2010, 2010.
[8] A. Nissen, U. Kumar, H. Schunnesson och A. Parida, Driftsäkerhet och Underhåll. Luleå: Luleå
Tekniska Universitet, 2010.
[9] R. Tatiya, Surface and Underground Excavation: Methods, techniques and equipment. 2 uppl. The
Netherlands: CRC Press/Balkema, 2013. [E-bok] Tillgänglig: Libris.
[10] E. Sjödin, “Evaluation of Mining Automation with Production Simulation,” Master, Luleå: Luleå
tekniska universitet, 2015. [Online] Tillgänglig: Digitala Vetenskapliga Arkivet, http://www.diva-
portal.org/smash/search.jsf?dswid=-147 [Hämtad: 17 april 2018].
[11] H. S. Al-Chalabi, J. Lundberg, A. Wijaya och B. Ghodrati, “Downtime analysis of drilling machines
and suggestions for improvements,” Journal of Quality in Maintenance Engineering. vol. 20, nr 4,
s. 306-332, 2014. [Online] Tillgänglig: Emeraldinsight, https://www.emeraldinsight.com/ [Hämtad:
17 april 2018].
[12] G. Almgren, “Bergteknik,” Nationalencyklopedin. [Online] Tillgänglig: NE,
https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/bergteknik [Hämtad: 25 april 2018].
[12] G. Almgren, “Igensättningsbrytning,” Nationalencyklopedin. [Online] Tillgänglig: NE,
https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/igensättningsbrytning [Hämtad: 24 april
2018].
[14] “Skivpallbrytning,” Nationalencyklopedin. [Online] Tillgänglig: NE,
https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/skivpallbrytning [Hämtad: 25 april
2018].
42
[15] D. Lyans och T. Horberry, “Human factor issues with automated mining equipment,” The
Ergonomics Open Journal, vol. 4, nr. 1, s. 74-80, 2011. [Online] Tillgänglig: Bentham Open,
https://benthamopen.com/contents/pdf/TOERGJ/TOERGJ-4-74.pdf [Hämtad: 17 maj 2018].
[16] D, Binning, “An Exciting Era of Automation,” Mining Technolog,. 11 Maj 2008. [Online]
Tillgänglig: Mining Technology, https://www.mining-technology.com/features/feature1939/
[Hämtad: 3 juli 2018].
[17] M. Johansson, “Effective process monitoring in underground mining,” The 4th International
Platinum Conference, Platinum in transition ‘Boom or Bust’, The Southern African Institute of
Mining and Metallurgy, 2010. [Online] Tillgänglig:
http://www.saimm.co.za/Conferences/Pt2010/223-230_Johansson.pdf [Hämtad: 23 april 2018].
[18] Certiq a telematics solution. Örebro: Atlas Copco Rock Drills AB, 2016. [Online] Tillgänglig:
Epiroc, https://www.epiroc.com/sv-se/products/parts-and-services/telematics/certiq [Hämtad:
23 april 2018].
[19] Certiq on Boomer with Rig Control System 4. Örebro: Epiroc Drills AB. [Online] Tillgänglig: Epiroc,
http://www.certiq.info/uploads/certiq-on-boomer-with-rig-control-system.pdf [Hämtad: 14 maj
2018].
[20] H. Thunberg, “Reliability-based Maintenance Plan for Underground Drilling Rigs,” Master, Luleå:
Luleå tekniska universitet, 2016. [Online] Tillgänglig: Digitala Vetenskapliga Arkivet,
http://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1028140&dswid=-9187 [Hämtad: 24
april 2018].
[21] A. N. Qarahasanlou, R. Khalokakaie, M. Ataei och B. Ghodrati, “Operating environment-based
availability importance measures for mining equipment (case study: Sungun copper mine),”
Journal of Failure Analysis & Prevention. vol. 17, nr. 1, s. 56-67, 2017.
[22] S. Pawel, W. JAcek, J. Jakubiak och R. Zimroz, “Preliminary research on possibilities of drilling
process robotization,” IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. vol. 95, 042027, 2017 [Online] Tillgänglig:
IOPscience, http://iopscience.iop.org/ [Hämtad: 6 april 2018].
[23] F. Iversen, L. J. Gressgård, J. L. Thorogood, M. K. Balov och V. Hepsø, Drilling automation:
potential for human error. Society of Petroleum Engineers. vol. 28 nr. 1, s. 45-59, 2013. [Online]
Tillgänglig: Academia, https://www.academia.edu/ [Hämtad: 6 april 2018].
[24] ”GanttBrowser,” DataPolarna. [Online] Tillgänglig: http://www.datapolarna.se/se-produkter-
ganttbrowser [Hämtad: 30 juni 2018].
[25] “IBM Maximo,” Sigma. [Online] Tillgänglig: http://www.sigmaitc.se/tjanster/plattformar-
partners/ibm-maximo [Hämtad: 18 juni 2018].
[26] ”ProDiver,”Dimensional Insight. [Online] Tillgänglig: https://www.dimins.com/data-
sheets/prodiver/ [Hämtad: 18 juni 2018].
[27] J. Trost, Kvalitativa intervjuer. Lund: Studentlitteratur, 2010.
[28] Bild från Atlas Copco. Hydraulic Rock Drill Cop MD 20 Ver. A, 2016.
[29] Bild från Epiroq. https://www.epiroc.com/sv-se/products/rock-drilling-
tools/tophammer/underground-drilling [Hämtad: 14 maj 2018].
43
BILAGA 1. CERTIQ
44
45
BILAGA 2. INTERVJUFRÅGOR
Intervjufrågor till operatör och arbetsledare för produktion
1. Vilka är de dagliga tillsynerna?
2. Brukar fel upptäckas vid dessa tillsyner?
3. Vilka är de vanligast återkommande felen och driftstörningarna?
4. Vad är orsaken till dessa fel?
5. Vilka fel åtgärdas på plats av operatören?
6. Vilka fel åtgärdas av verkstadspersonal på plats och vilka åtgärdas på verkstaden?
7. Vad anser operatören bör förbättras på maskinen?
8. Hur sker rapportering om fel upptäcks?
9. Vilka larm får operatören i maskinen?
Intervjufrågor till underhållspersonal och arbetsledare för underhåll
1. Vilka typer av förebyggande underhåll utförs på maskinen?
2. Hur ofta görs förebyggande underhåll?
3. Vilka typer av fel uppstår på borriggarna?
4. Vad är orsaken till att dessa fel uppstår?
5. Vilka fel åtgärdas av verkstadspersonal ute vid gaveln och vilka åtgärdas på verkstaden?
46
BILAGA 3. KOMPONENTFÖRDELNING MAXIMO
0
5
10
15
20
25
30
BORRMASKIN EC2-2
02468
101214
BORRMASKIN E2C-3
0
2
4
6
8
10
12
MATARE EC2-2
47
012345678
MATARE E2C-3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
STYRSYSTEM E2C-2
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
STYRSYSTEM E2C-3
48
BILAGA 4. KOMPONENTFÖRDELNING GANTT
49
50
BILAGA 5. LARMLISTA
51
52
53
54
55
