Miljonsatsning på gruvforskning vid Örebro universitet: ”Har satt ambitiösa mål”

Tillgång på råvaror och en hållbar råvaruproduktion är avgörande för den gröna omställning som världen står inför. Nu satsar innovationsprogrammet Swedish Mining Innovation och Vinnova 195 miljoner kronor på 26 forsknings- och innovationsprojekt som ska öka hållbarheten och konkurrenskraften i den svenska gruv- och metallutvinnande industrin.

Örebro universitet, med sin starka forskning inom AI och robotik, har de senaste åren etablerat sig som ett viktigt nav för gruvforskning. I dag har lärosätet nära samarbeten med flera gruvbolag, som LKAB och Epiroc, och är även värd för Swedish Mining Innovations nod i Bergslagen.

Örebro universitet deltog i höstens utlysning och har fått fyra projekt beviljade. Tre som universitetet ska driva och ett som ska koordineras av Epiroc.

– Örebro universitet driver en långsiktig och strategisk satsning på gruvindustrin, som vi ser som ett växande område för många ämnen, inte minst inom AI- och robotteknik. Satsningen ger oss möjlighet att vidareutveckla vår forskning, samtidigt som det leder oss till fler samarbeten med branscher och akademiska partners. Genom de forskningsprojekt som nu har beviljats kan vi bidra till utvecklingen av en hållbar gruvindustri, vilket är viktigt för samhällets gröna omställning och vår försörjningsberedskap, säger Johan Schnürer, rektor för Örebro universitet.

Radar för att självkörande fordon ska hitta rätt i gruvor

Det första projektet som Örebro universitet ska driva heter ”Radarize: Avancerad perception och navigering för självkörande underjordsfordon”. Damm, vattenånga och rök leder till dålig sikt i gruvor och det påverkar både säkerhet och produktion. Örebroforskare har fått 5,4 miljoner kronor för att ta fram ett nytt radarsystem som gör det möjligt att se även i svåra förhållanden.

– Förarlösa fordon måste kunna ”se” var det står människor i gruvan till exempel. Systemet kommer öka säkerheten och effektivisera produktionen eftersom man kan minska tiden man behöver vänta på att dammet ska lägga sig efter sprängningar, säger Martin Magnusson, forskare i datavetenskap, som arbetar i projektet tillsammans med Henrik Andreasson, forskare i datavetenskap.

Systemet använder både tvådimensionell och fyrdimensionell radar för att lokalisera och kartlägga omgivningen. Radarsensorerna ska monteras på självkörande fordon för att de ska kunna navigera i svåra situationer.

– Vi har satt upp ambitiösa mål. Genom att använda radarteknik kan vi lyckas även när andra sensorer inte fungerar, säger Martin Magnusson.

Projektet ska också klargöra vilka radarsystem som passar bäst för gruvmiljöer och ta fram en prototyp. I projektet ingår Retenua, Sencept, Epiroc Rock Drills, Volvo Construction Equipment och Boliden Mineral.

Digital tvilling ska göra malmutvinningen mer hållbar

Det andra projektet som Örebro universitet fått beviljat är ”En generell digital tvilling baserad på statistiska och logiska modeller för innovationer inom gruvindustrin”. Här ska forskarna ta fram en digital tvilling för gruvindustrin med målet att göra utvinningen av malm mer hållbar. Projektet får 4,9 miljoner kronor och sker i samarbete med flera företag.

– Det finns ett stort behov i svensk och internationell gruvindustri att hitta sätt att utnyttja resurserna på bästa möjliga sätt, säger Magnus Löfstrand, professor i maskinteknik, som leder projektet i samarbete med bland andra Örebrobaserade Epiroc Rock Drills.

Målet är att förbättra gruvproduktionens hållbarhet genom att skapa en digital tvilling, en modell som bland annat bygger på resultatet från tidigare forskning som identifierat misstag och möjligheter.

– Den digitala tvillingen handlar i vårt projekt om gruvor, men i förlängningen är förväntan att resultatet i form av modeller ska kunna användas allmänt inom tillverkningsindustrin, säger Magnus Löfstrand.

I nära samarbete med Örebro universitet och Epiroc Rock Drills, medverkar även Umeå universitet och företagen Kaunis Iron från Pajala i Norrbotten och MinProc Analys i Västerbotten, med unika färdigheter som behövs i projektet.

Analys av borrkärnor ska minska risken för surt lakvatten

Det tredje projektet som Örebro universitet ska driva heter ”Bedömning av syrabildningspotential utifrån XRF/XRT-skanning av borrkärnor” och får drygt 490 000 kronor i finansiering.

Bildning av surt lakvatten är ett stort problem vid många gruvor i Sverige, eftersom lakvatten med lågt pH-värde och höga koncentrationer av spårämnen och sulfat riskerar att förorena den omgivande miljön. Om det gick att avgöra vilka syra-basegenskaper bergarten har redan under prospekteringsborrningarna, skulle gruvbolagen tidigt kunna planera för en bättre hantering av det gråberg som ger upphov till surt lakvatten.

Det är precis vad Mattias Bäckström, universitetslektor och docent i kemi, ska försöka åstadkomma. Till sin hjälp har han Geocore X10, en skanner som är baserad på röntgentomografi och röntgenfluorescens och som kan analysera borrkärnor. Skannern har utvecklats av företaget Orexplore, som deltar i projektet tillsammans med Lovisagruvan och Talga.

– Den här förstudien handlar om att undersöka möjligheten att analysera syra-basegenskaper i borrkärnor med hjälp av Geocore X10. Genom att få in syra-basdata redan under planeringsstadiet, skulle vi kunna skapa möjligheter till betydande kostnadsbesparingar och förbättrad miljöprestanda när det gäller gråbergshantering, säger Mattias Bäckström.

Stort steg mot helt autonom gruvbrytning utan mänsklig närvaro

Sist, men inte minst, ska Örebro universitet genom Todor Stoyanov, universitetslektor i datavetenskap, delta i projektet ”Adaptiv automation för ortdrivning” som koordineras av Epiroc Rock Drills och som fått 5,5 miljoner kronor i finansiering.

I framtiden kommer gruvdriften att behöva ske på allt större djup. För att det ska kunna genomföras effektivt och säkert, måste gruvbrytningen under jord bli autonom, alltså självgående eller fjärrstyrd. Tanken med projektet är att samordna och integrera resultaten av flera pågående projekt som drivs av olika aktörer, och på så vis utveckla automationslösningar för ett antal nyckelfunktioner i den underjordiska borrprocessen. Målet är att automatisera hela cykeln, från den inledande skanningen av miljön, via skapandet av en plan för brytningen till själva genomförandet.

– Projektkonsortiet består av intressenter från forskare till slutkund, vilket säkerställer att de resultat som produceras är relevanta och att det även finns kapacitet för genomförande, säger Todor Stoyanov.

Förutom Örebro universitet och Epiroc, deltar även Boliden och Algoryx i projektet.

Text: Linda Harradine, Maria Elisson och Jesper Eriksson
Foto: Jasenka Dobric, Örebro universitet och Istock