Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Underhåll av automatiserade borriggar
Luleå University of Technology, Department of Engineering Sciences and Mathematics.
2018 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

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.

Abstract [en]

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.

Place, publisher, year, edition, pages
2018.
Keywords [en]
technology, drilling rig
Keywords [sv]
teknik, borrning, underhåll, borrigg
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-70186OAI: oai:DiVA.org:ltu-70186DiVA, id: diva2:1236195
External cooperation
Boliden Mineral AB
Subject / course
Student thesis, at least 15 credits
Educational program
Mechanical Engineering, bachelor's level
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-08-10 Created: 2018-07-31 Last updated: 2018-08-10Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(7287 kB)88 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 7287 kBChecksum SHA-512
8da05a3bb431426bf9b0600b5ed140f4c9d2e0534565ae7d936cd57e43e2981dad43a98e10b2bcffcd10161b42861228e6c56591db2054e9220266401f3bbc83
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Engineering Sciences and Mathematics
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 88 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: 73 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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