Voraussetzungen in Europa
Europa besitzt außerordentlich wichtige und wertvolle Rohstoffvorkommen. Um diese erfolgreich abzubauen, müssen sehr strenge rechtliche und ökologische Auflagen erfüllt werden. Dies stellt die Grundvoraussetzung dar, damit die Bevölkerung den Bergbau nicht als Bedrohung ihrer Lebensqualität wahrnimmt, sondern als wichtige Ressource für Arbeit und Wohlstand.
Extrem hohe Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltverträglichkeitsstandards (HS&E) sind daher unumgänglich und werden als essentiell innerhalb des europäischen Bergbausektors betrachtet. Um die erforderlichen HS&E Standards zu erreichen und laufend zu verbessern, müssen fortwährend neue Technologien entwickelt und in Anwendung gebracht werden. Voraussetzung sind innovative Forschungsansätze und eine enge Zusammenarbeit europäischer Experten aus verschiedensten Fachgebieten. Aus diesem Grund traf sich das multidisziplinäre illuMINEation Projektkonsortium kürzlich im obersteirischen Leoben, um die Fortschritte des Forschungs- und Innovationsprojektes und die seit Projektbeginn erzielten Ergebnisse zu diskutieren. Das durch die EU geförderte Horizon 2020 Projekt hat ein Gesamtbudget von 8,9 Millionen Euro und wird von der Montanuniversität Leoben koordiniert.
Verwendung und Kombination von Daten zur Risikominimierung
Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung einer zuverlässigen, datenintensiven und hochgradig anpassungsfähigen, digitalen IIoT Plattform, die in der Lage ist, Daten für verschiedene bergbaubezogene Anwendungen zu verarbeiten. „Im Rahmen von illuMINEation werden verschiedene Sensortechnologien eingesetzt. Diese bestehen aus handelsüblichen kostengünstigen Sensoren, kombiniert mit solchen, die für spezifische Anforderungen benötigt werden. Alle Sensoren werden in weiterer Folge in einem digitalen Bergbaumanagementsystem integriert und zusammengefügt. Wertvolle Informationen werden von ausgedehnten Sensornetzwerken erfasst und anschließend mit Hilfe hochentwickelter Datenanalyseverfahren, einschließlich Algorithmen für maschinelles Lernen, verarbeitet und analysiert“, erläutert Dr. Gernot Loidl, vom Außeninstitut der Montanuniversität. Damit wird ermöglicht:
- eine umfassende HS&E-, Risiko- und Nachhaltigkeitsbewertung in Echtzeit;
- eine kosteneffiziente Methode um sicherzustellen, dass hohe HS&E Standards eingehalten werden;
- auf lange Sicht eine nachhaltige und wirtschaftlich effiziente Gewinnung von Rohstoffen, die von der europäischen Industrie dringend benötigt werden;
- einen Beitrag zu leisten, Bergbauaktivitäten möglichst transparent zu gestalten, damit die Akzeptanz, das Bewusstsein und das Vertrauen der Öffentlichkeit in den Bergbau gestärkt werden können.
„Als Teil des Projektes werden ‚intelligenten Gebirgsanker‘ entwickelt, die wichtige Daten für die IIoT Plattform liefern sollen. Sie kombinieren klassische Gebirgssicherungsmethoden mit neuartigen und kostengünstigen Sensortechnologien zur Überwachung der Gebirgsstabilität. Weiters sind diese Anker mit zusätzlichen Sensoren zur kontinuierlichen Überwachung der untertägigen Arbeitsbedingungen ausgestattet“, erklärt Priv.-Doz. Dr. Philipp Hartlieb vom Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft.
Enorme Vorteile
Unter anderem werden die folgenden Technologien im Projekt erforscht und eingesetzt, mit dem Ziel, die Sicherheitsstandards im Bergbau noch weiter zu verbessern:
- Die Verwendung von autonomen Drohnen innerhalb des Untertagebergbaus mit seinen schwierigen Einsatzbedingungen stellt eine enorme Herausforderung dar. Mittels geeigneter Sensoren wird eine genaue und kollisionsfreie Navigation in einer Umgebung ohne GPS Positionierung ermöglicht, während gleichzeitig das Gewicht der Drohne minimiert und somit die Flugzeit maximiert wird.
- Abraumhalden werden über weitläufige Sensornetzwerke kontinuierlich überwacht, wodurch riesige Datensätze, bestehend aus kombinierten seismischen, hydrologischen, geologischen und strukturellen Daten, generiert werden. Die sogenannte Big-Data Analytik ermöglicht die automatisierte Verarbeitung und Analyse dieser Daten, und trägt dazu bei, Unfälle im Zusammenhang mit Dammbrüchen zu verhindern.
- Sensorbasierte Überwachungssysteme für Bergbaumaschinen werden mit Frühwarn-systemen ausgestattet, um Kollisionen zwischen Maschinen und Untertagepersonal zu vermeiden.
„Sämtliche wichtige Informationen über die Einsatzbedingungen werden dem im Bergbau tätigen Personal über digitale Schnittstellen wie Dashboards auf Tablets und Mobiltelefonen oder über Augmented- / Virtual-Reality-Systeme direkt und in Echtzeit zur Verfügung gestellt“, meint Loidl.
Erste erfolgreiche Installationstests der ‚Intelligenten Gebirgsanker‘
Die erstmalige Installation der Ankerköpfe wurde bereits von österreichischen Projektpartnern durchgeführt. Die intelligenten Ankerköpfe vereinen verschiedene Sensoren, Mikroprozessor, Akku und Datenübertragungseinheit. „Diese kostengünstigen intelligenten Gebirgsanker ermöglichen die Erfassung und Visualisierung von geotechnischen und umweltrelevanten Messwerten in großem Maßstab und nahezu in Echtzeit – ein Meilenstein auf dem Weg zur Digitalisierung und Erzielung größtmöglicher Sicherheitsstandards im Untertagebergbau“, fasst Hartlieb abschließend zusammen.
Projektpartner
Das schlagkräftige, multidisziplinäre Projektkonsortium (19 Partnerorganisationen aus 6 europäischen Ländern) setzt sich aus führenden Industrieunternehmen, erfahrenen Industrieexperten sowie anerkannten Forschungseinrichtungen zusammen: Montanuniversität Leoben (AT; Koordinator), Joanneum Research Forschungsgesellschaft MBH (AT), Epiroc Rock Drills AB (SE), ams AG (AT), KGHM Cuprum sp. z o.o. (PL), DMT GmbH & CO. KG (DE), GEOTEKO Serwis Sp. z o.o. (PL), Lulea Tekniska University (SE), Universidad Politécnica de Madrid (ES), KGHM Polska Miedz SA (PL), Minera de Orgiva SL (ES), RHI Magnesita GmbH (AT), DSI Underground Austria GmbH (AT), Retenua AB (SE), IMA Engineering Ltd Oy (FI), Fundacion Tecnalia Research & Innovation (ES), Worldsensing SL (ES), Instytut Chemii Bioorganiczney Polskiej Akademii Nauk (PL), Boliden Mineral AB (SE).
Weitere Informationen:
Dr. Gernot Loidl
Außeninstitut – Technologietransfer
Email: gernot.loidl(at)unileoben.ac.at
Tel.: +43 3842 402 8415
Priv.-Doz. Dr. Philipp Hartlieb
LS für Bergbaukunde, Bergtechnik & Bergwirtschaft
Email: philipp.hartlieb(at)unileoben.ac.at
Tel.: +43 3842 402 2025
