Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
From Diesel to Battery Power in Underground Mines: A Pilot Study of Diesel Free LHDs
Luleå University of Technology, Department of Business Administration, Technology and Social Sciences.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Load, haul and dump machines (LHDs) are commonly used in underground mines around the world. The machines are used to transport fragmented ore after blasting in the ore body. The main propellant used is diesel which accounts for a large part of the diesel consumed in mines today. This master thesis is a pilot study for further work to be done by LTU and Atlas Copco in a project called SIMS or Sustainable Intelligent Mining Systems, where the aim is to physically demonstrate diesel free LHDs doing productive work in mines.

The objective of the thesis was to assess if the integration of battery-powered LHD machines is plausible in today’s underground mines. The aims were to map the current state of the production and to perform risk and job analysis of the new technology in the current systems.

A theoretical framework was constructed with focus on safety, risk, hazards and change in work content. Social acceptance was then researched to be able to analyze how the new technology is received.

Data gathering was done through interviews, observations, a focus group and reviewing documents while visiting Atlas Copco and two underground mines in Sweden. Diesel and electric-powered LHDs were studied in the mines and battery-powered LHDs were studied at Atlas Copco.

The results present the current state of diesel, electric and battery-powered LHDs. How the machines are used in the visited mines and the identified risks with the work is presented along with the mapping of the battery system being developed by Atlas Copco. New risks that the battery system will bring to the work environment were identified using energy and deviation analyzes. The change in work content was discussed using the information from the visits and identifying what tasks will change, disappear and be added with the new technology.

A large part of the thesis was analyzing the results with support from the theoretical framework. The analysis showed that a switch from diesel to battery-power would improve the overall health and safety inside the mines. A switch does not change the skill needed to operate the machines but can increase the qualifications for the service personnel. The main obstacles, in terms of social acceptance, with implementing the battery systems in the current state are that the need for constant battery exchange would cause problems in the production, the prejudice that the batteries would increase the consequences of a fire and the initial cost of making the switch.

Recommendations for Atlas Copco going forward in the SIMS project were made. They need to emphasizing the safety of the technology to the users, developing the battery exchange so it can be done closer to the stopes and involve the operators in the projects of SIMS to help them understand the benefits it will have on them directly.

Abstract [sv]

Gruvlastmaskiner (LHD) används ofta i gruvor runt om i världen. Maskinerna används för transportera fragmenterade malm efter malmen sprängts. Det huvudsakliga drivmedlet som används är diesel, som står för en stor del av den diesel som förbrukas i gruvor idag. Detta examensarbete är en pilotstudie för ytterligare arbete som ska utföras av LTU och Atlas Copco i ett projekt som heter SIMS eller Sustainable Intelligent Mining Systems. Syftet är att fysiskt demonstrera dieselfria LHD-maskiner göra produktivt arbete i gruvor.

Syftet med examensarbetet var att bedöma om integrationen av batteridrivna LHD-maskiner är möjligt i dagens underjordiska gruvor. Målet var att kartlägga den aktuella produktionssituationen och att utföra risk- och arbetsanalyser av den nya tekniken i nuvarande system.

En teoretisk referensram konstruerades med fokus på säkerhet, risk och förändring i arbetsinnehåll. Social acceptans undersöktes sedan för att kunna analysera hur den nya tekniken tas emot.

Datainsamlingen gjordes genom intervjuer, observationer, en fokusgrupp och granskning av dokument givna vid besök på Atlas Copco och två underjordiska gruvor i Sverige. Diesel- och el-drivna maskiner studerades i gruvorna och batteridrivna studerades hos Atlas Copco.

Resultaten presenterar det nuvarande läget för diesel, elektriska och batteridrivna LHDmaskiner. Hur maskinerna används i de besökta gruvorna och de identifierade riskerna med arbetet presenteras tillsammans med kartläggningen av batterisystemet som utvecklas av Atlas Copco. Nya risker med batterisystemet identifierades med hjälp av energi- och avvikelsesanalyser. Ändringarna i arbetsinnehåll diskuterades med hjälp av informationen från besöken och klargör vilka uppgifter som ska förändras, försvinnas och läggas till med den nya tekniken.

En stor del av arbetet var att analysera resultaten med stöd från den teoretiska referensramen. Analysen visade att bytet från diesel till batterier skulle förbättra hälsan och säkerheten i gruvorna. Teknologibytet förändrar inte den färdighet som krävs för att kunna manövrera maskinerna men kan öka kvalifikationerna för servicepersonalen. De viktigaste hindren när det gäller social acceptans med att implementera batterisystemen i det nuvarande tillståndet är att behovet av konstant batteribyte skulle orsaka problem i produktionen, fördomarna om att batterierna skulle öka konsekvenserna av en brand och de initiala kostnaderna att göra ett byte.

Rekommendationer för Atlas Copco för fortsatt arbete i SIMS-projektet gjordes. De behöver klargöra säkerheten hos den nya teknik för användarna, utveckla batteribytet så att det kan göras närmare produktionen och involvera operatörerna i SIMS-projekten för att hjälpa dem att förstå de fördelar som det kommer att ha på dem direkt.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 49
Keywords [en]
LHD, Wheel loader, Sustainable Intelligent Mining Systems, Atlas Copco, Social License to Operate, Risk analysis, Change in work content, Battery power
Keywords [sv]
LHD, Hjulastare, Sustainable Intelligent Mining Systems, Atlas Copco, Social License to Operate, Riskanalys, Förändring i arbetsinnehåll, Batteridrift
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-67154OAI: oai:DiVA.org:ltu-67154DiVA, id: diva2:1170560
Educational program
Industrial Design Engineering, master's level
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-01-04 Created: 2018-01-03 Last updated: 2018-02-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5569 kB)203 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5569 kBChecksum SHA-512
e59fd82de6a9c29139c7ce5d4ecad29aa7fa2345424b329f4ac2a29722d7bcaf77554d0b6435d5450749df1421cb61b83ba42878a0404cd338480fc803d0e88e
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Jäderblom, Niklas
By organisation
Department of Business Administration, Technology and Social Sciences
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 203 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 205 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf