Smartere gruvedrift for Europa: Fra autonom boring til optimalisering i sanntid
I løpet av tre og et halvt år har forskere og industripartnere testet autonom boring, sanntidsanalyse av råmaterialer og digital gruveledelse i aktive gruver i Norge og Portugal.
DINAMINE-prosjektets partnere ved prosessanlegget til MCS Portugal i Mangualde, Portugal. Sammen med det nærliggende dagbruddet Felmica utgjorde anlegget prosjektets portugisiske teststed, der nye teknologier for digitalisert og mer bærekraftig gruvedrift ble utviklet og testet. ( NGI | Krister Jung-Lian)
Nå er DINAMINE-prosjektet avsluttet. Resultatene viser hvordan digitalisering kan bidra til å sikre Europas tilgang på kritiske råvarer, samtidig som gruvedriften blir mer effektiv og bærekraftig.
Teknologier som kan modernisere gruvedriften
DINAMINE var et innovasjonsprosjekt finansiert gjennom EUs forsknings- og innovasjonsprogram Horizon Europe. Prosjektet ble ledet av NGI og gjennomført av et konsortium bestående av 11 partnere fra sju land.
– Europas fremtid er avhengig av sikker og bærekraftig tilgang på kritiske råvarer, sier Sean Salazar, forsker ved NGI og prosjektkoordinator for DINAMINE.
– Etterspørselen etter mineraler som brukes i batterier, fornybar energiteknologi og digital infrastruktur øker raskt. Innovasjonsprosjekter som DINAMINE kan bidra til at Europa produserer disse ressursene på en ansvarlig måte, samtidig som målene i EUs grønne skifte støttes.
Mahdi Shabanimashcool (NGI).
Prosjektet har hatt et særlig fokus på små og mellomstore gruveselskaper. Her kan ny teknologi og digitalisering ha stor betydning for både produktivitet og lønnsomhet.
– I DINAMINE samlet vi geologi, geomekanikk, malmkvalitet, økonomi, miljøfotavtrykk og produksjonsdata i én levende gruvemodell. Modellen ble brukt som beslutningsstøtte hele veien fra stuff, der boring og uttak av malm foregår, til prosessanlegget, sier Mahdi Shabanimashcool, lead adviser ved NGI og teknisk koordinator for prosjektet.
For å sikre at løsningene faktisk dekker behovene i næringen, ble teknologiene testet og verifisert ved teststeder i Portugal og Norge.
– Ved Skaland Graphite i Nord-Norge ble boremønstre, som ble generert automatisk av programvaren vår, utført av en AMV-boremaskin med en nøyaktighet på rundt fem centimeter, forteller Shabanimashcool.
Et digitalt nervesystem for gruvedrift
En av de viktigste leveransene i DINAMINE har vært å vise hvordan store mengder driftsdata kan samles inn, deles og brukes på tvers av en hel gruveoperasjon.
Tradisjonelt lagres data i ulike systemer og brukes av forskjellige fagmiljøer. DINAMINE viste hvordan disse informasjonsstrømmene kan kobles sammen og analyseres samlet. Det gir operatørene bedre oversikt og et sterkere beslutningsgrunnlag.
Ved teststedet i Portugal ble det installert sensorer på maskiner og i prosessanlegget. Sensorene samlet kontinuerlig inn informasjon om produksjon, maskintilstand, værforhold, energiforbruk og vannforbruk.
Ignasi Vidal (Worldsensing).
– Alle disse dataene sendes til en felles dataplattform. Der kan modellene som er utviklet av prosjektpartnerne hente inn informasjon, behandle den og dele resultatene med andre deler av systemet, forklarer Ignasi Vidal fra Worldsensing.
Kjernen i løsningen er NGIs Mine Information Model (MIM). Det er en firedimensjonal gruvedatabase som kobler måledata til gruvegeometri, ressursmodeller og produksjonsdata. Dermed kan data spores tilbake til både tid og sted for innsamlingen. Resultatet er en digital representasjon av hele gruveoperasjonen.
Sanntidsanalyse fra stein til ferdig produkt
Hvert trinn i mineralprosesseringen påvirker både lønnsomhet og miljøpåvirkning. Når man vet nøyaktig hvor mye materiale som går inn og ut av hvert prosesstrinn, blir det lettere å oppdage tap, øke utvinningsgraden og redusere unødvendig energibruk.
For å gi denne innsikten i sanntid utviklet og testet DINAMINE avanserte sensorteknologier som analyserer materialene gjennom hele prosessen.
Teknologiene gjør det mulig å følge med på materialkvalitet, ressursforbruk og produksjonsytelse fortløpende. Det gir operatørene mulighet til å justere prosessen underveis.
Sadia Manzoor (Spectral Industries).
– Sanntidsovervåking innebærer måling av strømforbruk, drivstofforbruk og vannforbruk. Sammen med data om materialstrømmene inn og ut av anlegget brukes informasjonen til å beregne utvinningsgrad, produksjonsutbytte og karbonfotavtrykk, sier Sadia Manzoor fra Spectral Industries.
– Vi utviklet et verktøy som gjør det mulig å drive produksjonen mer effektivt og samtidig gjøre prosessen mer bærekraftig.
Resultatet er bedre innsikt i produksjonen og et bedre grunnlag for å balansere produktivitet, ressursutnyttelse og miljøhensyn.
Lavere utslipp og bedre investeringsbeslutninger
Gruveselskapene møter stadig strengere krav til utslippskutt. Samtidig må de opprettholde både lønnsomhet og effektiv drift.
DINAMINE undersøkte derfor ikke bare hvordan dagens drift kan optimaliseres, men også hvordan gruver kan forberede seg på en fremtid med lavere utslipp.
Forskerne utviklet metoder for overvåking av karbonfotavtrykk og livsløpsanalyser som omfatter hele verdikjeden, fra utvinning til prosessering. En viktig del av arbeidet var å vurdere hvordan ulike kjøretøyteknologier kan redusere utslipp uten at kostnadene blir for høye.
Tazrin Ahmed og Miguel Muñoz Ortiz (SINTEF).
– For de store maskinene som opererer i gruven og transporterer materiale, ser vi etter alternativer med lave eller helst null utslipp, sier Miguel Muñoz Ortiz fra SINTEF.
Prosjektet så også nærmere på de økonomiske konsekvensene ved å ta i bruk ny teknologi.
– Vi vurderer blant annet hvordan kjøretøydriften kan endre seg og hvordan investerings- og driftskostnadene utvikler seg for både dagens dieselteknologi og nye alternativer. Målet er å gi gruvene et godt grunnlag for å ta beslutninger om framtidige investeringer.
Ved å kombinere miljø- og kostnadsanalyser gir prosjektet gruvenæringen et bedre grunnlag for overgangen til drift med lavere utslipp.
Fra gruveavfall til nye ressurser
Ikke alle verdifulle ressurser forlater gruven som salgbare produkter. Store mengder avgangsmasser og overskuddsberg oppstår under både gruvedrift og mineralprosessering. Tradisjonelt har slike masser blitt betraktet som avfall.
DINAMINE har undersøkt hvordan disse materialene kan få nytt liv i andre næringer.
– Avgangsmasser og overskuddsberg er blant Europas største underutnyttede sekundære ressursstrømmer. Vi undersøker hvilke produkter som kan lages av disse materialene, sier Christian Engelsen fra SINTEF.
Blant mulighetene som er studert er byggematerialer og mer klimavennlige løsninger for byggebransjen.
– Vi ser blant annet på hvordan materialene kan fungere som en delvis erstatning for sement og hvordan bergmassene kan brukes som tilslag i ulike anvendelser.
Hvis slike løsninger tas i bruk i større skala, kan de både redusere avfallsmengdene og skape nye verdier fra materialer som i dag går til spille.
Fra Senja til Portugal
Mens testanlegget i Portugal først og fremst handlet om mineralprosessering og optimalisering av produksjonen, viste teststedet i Norge hvordan digitalisering kan forbedre utviklingen av underjordiske gruver.
I 2025 demonstrerte prosjektpartnerne en semi-autonom borerigg utviklet av det norske selskapet AMV, integrert med NGIs Active-Dig-programvare. Systemet genererte boremønstre automatisk basert på tunnelgeometri og grunnforhold.
Demonstrasjonen viste hvordan automatisering kan bidra til både økt sikkerhet og mer effektiv drift under bakken.
Arbeidet fortsetter
Selv om DINAMINE er avsluttet, lever resultatene videre.
Flere av teknologiene som ble utviklet i prosjektet er allerede på vei mot kommersialisering. Samtidig fortsetter partnerne å publisere forskningsresultater og dele erfaringer med industrien.
Prosjektet har vist hvordan digitalisering kan bidra i alle deler av gruvedriften, fra utvinning og prosessering til miljøovervåking og ressursutnyttelse. Erfaringene og teknologiene som er utviklet gjennom DINAMINE gir et viktig grunnlag for videre innovasjon og utvikling i europeisk gruvedrift.
Funded by the European Union under Grant Agreement No. 101091541. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or HaDEA. Neither the European Union nor HaDEA can be held responsible for them.
Mahdi Shabanimashcool
Lead Engineer / Lead Researcher Damsikkerhet og hydrodynamikk mahdi.shabanimashcool@ngi.no+47 462 72 593