Worldwide, underground mines mobile equipments are the most critical units in the mine production systems to ensure continuous flow of ore. Mining companies face challenges in reduction of operational cost, capital cost and maintaining high production level in this world of fast dynamic technological advancement, equipments/systems enormousness and complexity as well as ongoing attempts to automate production equipments. High equipments availability, safety, maintainability and controllable reliability become an important issue. This thesis focuses on maintenance procedures and practices for mobile mining equipment in the context of underground mining environment with the main goal of identification of major causes of equipment breakdown, identification of maintenance problems and evaluation of computerized maintenance management system data handling at LKAB (Malmberget mine) and Barrick Gold Tanzania (Tulawaka mine) and if possibly to suggest measures for improvement. The data have been presented and the efficiency of the existing maintenance management system has been discussed and illustrated for each case study area, finally the measures for improvement have been suggested. / <p>Validerat; 20110617 (anonymous)</p>

Modern tunnel boring machines require large drilling forces, and need to be fastened in the tunnel to generate such forces. The fastening of tunnel boring machines is traditionally accomplished by means of hydraulic cylinders that fasten and position the machine prior to drilling, known as grippers. A problem encountered in this solution is that the hydraulics suffers from an undesirably low stiffness, which makes the mechanism sensitive to vibrations generated by the drilling. Replacing the hydraulics with some kind of mechanical force transfer mechanismis believed to reduce said sensitivity. The purpose of the thesis is to develop a new gripper concept, evaluate if it is possible to substitute any of the hydraulic actuators with a mechanical counterpart, and assess if a mechanical solution increases the vertical stiffness of the grippers. The CAD-models were created in PRO/Engineer Wildfire 4.0 and the FEM-analysis was conducted using ANSYS Workbench 14.0. The calculations were done using MATLAB R2012a. With an extensive pre-study conducted, a number of gripper concepts were generated and evaluated (using a Pugh´s matrix), and a suggestion of a mechanical force transfer mechanism was created using the information from the concept evaluation. The most suitable force transfer method turned out to be a jack screw mechanism, thanks to its high load carrying capacity and self-locking characteristics. The jack screw will be powered using a hydraulic motor, ashydraulic power is easily accessible on the tunnel boring machine. The analysis conducted points to a significant increase in vertical stiffness, but also to an added degree of complexity which might not be fully desirable. An analysis of the dynamic behavior of the system would also be necessary to fully understand the component interactions. / Moderna tunnelborrningsmaskiner fordrar höga borrkrafter, och behöver fixeras i tunnelgången för att generera dessa. Inspänningen av tunnelborrningsmaskiner görs traditionellt med hydrauliska cylindrar som fixerar och positionerar maskinen inför borrningen, så kallade gripprar. Ett problem med denna metod är att hydrauliken har en viss vekhet som gör konstruktionen känslig för de vibrationer som borrningen skapar, och som eventuellt tros kunna reduceras med en mekanisk lösning. Syftet med detta examensarbete är att ta fram ett nytt gripperkoncept och utreda om det är möjligt att ersätta någon del av hydrauliken med en mekanisk kraftöverföring, för att öka denvertikala styvheten hos mekanismen. CAD-modellerna av koncepten skapades i PRO/EngineerWildfire 4.0 och FEM-analysen gjordes i ANSYS Workbench 14.0. För beräkningarna användes MATLAB R2012a. Med en omfattande förstudie genomförd togs ett antal gripperkoncept fram och utvärderades (med hjälp av Pughs matris), och ett förslag på en mekanisk kraftöverföringsmekanism genererades. Den mest lämpliga kraftöverföringen visade sig vara en skruvdomkraftsanordning,tack vare dess höga lastkapacitet och självhämmande beteende. Mekanismen avses drivas av en hydraulisk motor, då det är en kraftkälla som är lättillgänglig på maskinen. Analysen pekar på att styvheten i konstruktionen kan ökas avsevärt med en mekanisk kraftöverföring, men en sådan tillför också en viss komplexitet till konstruktionen som kanske inte är önskvärd. En analys av det dynamiska beteendet hos konstruktionen är också nödvändig för att till fullo kunna förutse mekanismens beteende.

Slotborer är benämningen på en ny maskinprototyp som skall användas för att i gruvor borra och utvinna platina. För att erhålla ett visst borrdjup skarvas borrpipor vilket åstadkoms med en gängkoppling. Detta arbete har haft som syfte att utveckla en ny koppling för dessa pipor då konstruktionen med gängor har visat sig vara problematisk. Ett antal koncept genererades varefter det mest lovande, enligt diskussion med kund och Pughs beslutsmatriser, valdes för vidareutveckling. Detta valda koncept var en typ av bajonettkoppling som förfinades och det gjordes en 3D CAD-modell samt mer detaljerade analyser av kopplingens hållfasthet. Analytiskt med grundläggande hållfasthetslära visades kopplingens mest påkända delar ha Von Mises effektivspänningar på 230 MPa vid normal borrning, 360 MPa vid maxeffektsborrning och 605 MPa vid dragande borrning med maxeffekt. Kontakttryck i kopplingen analyserades enligt Hertz kontaktteori och uppgick i maximalt 2,6 GPa, 3,3 GPa och 4,5 GPa för respektive lastfall. En FEM-analys gjordes där lokala effektivspänningar upptäcktes vara i storleksordningarna 300 MPa, 500 MPa och 1200 MPa för respektive lastfall. Konceptutvecklingen och analysen pekar på att konstruktionen är lämplig för vidare detaljerad konstruktion. / Slotborer is a new machine prototype that is used for excavating platina in underground mines. To drill holes with desired depths there are several drill pipes that are bonded as the hole is drilled deeper with a threaded connection. This work have had the purpose of designing a new connection for these drill pipes as the thread design have shown to be problematic. A number of concepts were generated after which the most preferred, according to customer discussions and Pugh decision matrices, was chosen for further development and refinement. The chosen concept for development was a type of bayonet coupling and a more detailed 3D CAD model and analysis of the coupling strength were made. Analytical solid mechanics showed that the most heavily loaded parts of the coupling experienced effective Von Mises stresses of 230 MPa for normal drilling, 360 MPa for heavy drilling and 605 MPa for heavy back reaming. Contact pressures were analyzed with Hertzian contact theory and the maximum values of these were shown to be 2.6 GPa, 3.3 Gpa and 4.5 GPa for the respective load cases. An FE analysis made showed higher local effective stresses that was of the magnitude of 300 MPa, 500 MPa and 1200 MPa for the respective load cases. The conclusion of the concept development and analysis points out that the design is suitable for further detailed design.