Der grüne und digitale Wandel im Bergbau
Ein gleichzeitiger grüner und digitaler Wandel wird die Nachhaltigkeit steigern, die Auswirkungen des Klimawandels abmildern und uns bis 2050 die Richtung in eine klimaneutrale EU weisen. Häufig drehen sich zwar die Diskussionen um Themen wie Verkehr, Gebäude und Fabriken, doch es bieten sich praktisch überall reichlich Möglichkeiten – auch an Orten und in Sektoren, die seltener ins Visier genommen werden. Das ehrgeizige und bahnbrechende Projekt NEXGEN-SIMS hat dazu beigetragen, einem sicheren, nachhaltigen, digitalisierten und autonomen Bergbau und Mineralienabbau den Weg zu bereiten, wobei batteriebetriebene autonome Fahrzeuge mit KI-gestützter Flottenoptimierung in einer vernetzten Umgebung zum Einsatz gebracht werden.
Batteriebetriebene autonome Maschinen: schneller und sicherer Zugang
Der Bergbau ist von entscheidender Bedeutung für die Bereitstellung von Mineral- und Metall-Rohstoffen. Diese nutzen wir zur Herstellung zahlreicher Güter, durch die unsere Wirtschaft gestärkt sowie unsere Lebensqualität verbessert wird. In der Vergangenheit war der Bergbau auf Menschen angewiesen, die bohren und sprengen, neue Schächte und Lüftungsöffnungen bauen, Erz fördern und auf Transportfahrzeuge verladen sowie schwere, oft dieselbetriebene Maschinen und Geräte bedienen, die für diese Aufgaben benötigt werden. Es wurden bereits beträchtliche Fortschritte erzielt, was die Unterstützung der Arbeitskräfte durch teilweise oder vollständig automatisierte Maschinen angeht. Das ist jedoch nur ein Bruchteil dessen, was möglich ist. NEXGEN-SIMS hat dazu beigetragen, den Bergbau in eine grüne und digitale Zukunft zu befördern. „Unsere Maschinen sind batteriebetrieben und fahren völlig autonom, ohne jeglichen menschlichen Eingriff, sodass wir die Menschen aus potenziell gefährlichen Zonen in unterirdischen Bergwerken fernhalten können. Außerdem können diese Maschinen nach der Sprengung schneller in unwegsamen Gebieten navigieren und zum Ziel gelangen. Der Einsatz von Drohnen zur Bewertung von Gasen und der Verteilung des Haufwerks (das nach der Sprengung freigelegte Mineral oder Gestein) trägt ebenfalls zur Sicherheit und zur schnelleren Erreichbarkeit bei“, erklärt Projektkoordinator Jan Gustafsson von Epiroc Rock Drills.
Der Bergbau auf dem Weg in die Zukunft: 5G und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine
Während der Pilotphase des Projekts wurden die Maschinen und die Infrastruktur mit Vorrichtungen ausgestattet, die mit 5G-Mobilfunktechnologie arbeiten, wodurch in den modernisierten und nachhaltigen Bergwerken von morgen ein Internet der Dinge erschaffen wird. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projekts auch der Betrieb der Maschinen in bestimmten Mischverkehrsszenarien erforscht und überprüft, insbesondere wenn ein autonomes Fahrzeug im Gegenverkehr auf ein manuell gesteuertes Fahrzeug trifft. Diese Zusammenarbeit erfordert die Kommunikation über eine ununterbrochene Konnektivität und wird eine Voraussetzung für zukünftige Systeme der Kollaboration zwischen Mensch und Maschine sein, da der Mensch in einer Zeit zunehmender technologischer Raffinesse immer kritischere Aufgaben übernehmen wird.
Grün und digital erhöht Nachhaltigkeit und senkt Kosten
Die Einführung von 5G in den Tiefen der Erde und der Betrieb einer autonomen Fabrik in dieser Tiefe stellt keine leichte Aufgabe dar und könnte bei den Interessengruppen Bedenken hinsichtlich der Kosten hervorrufen. NEXGEN-SIMS konnte diese möglichen Bedenken ausräumen. Gustafsson erklärt: „Aufgrund der dafür benötigten Energie bildet die Belüftung der Bergwerke für die dort arbeitenden Menschen den größten Teil der Betriebskosten. Durch den Einsatz von dieselbetriebenen Maschinen wird der Lüftungsbedarf noch weiter gesteigert. Durch Ablösung von Dieselmaschinen durch autonome, batteriebetriebene Fahrzeuge konnten im Zuge von NEXGEN-SIMS der Lüftungsbedarf und die Kosten enorm verringert und gleichzeitig der Energieverbrauch sowie die Emissionen gesenkt werden. Zudem führt der Einsatz autonom fahrender Maschinen auch zu einer höheren Maschinenauslastung und damit zu niedrigeren Materialumschlagskosten.“ Das Team von NEXGEN-SIMS entwickelte Strategien für die sichere Einführung von autonomen, klimaneutralen (batteriebetriebenen) Bergbaumaschinen sowie die erforderliche Infrastruktur für ein vollständig digital vernetztes Bergwerk. Diese wurden in einer realen Bergbauumgebung (Bergbaupilotvorhaben) bei Agnico Eagle in Nordfinnland erprobt. Mit seiner zusätzlichen Ausrichtung auf die Verringerung des Investitionsrisikos und die Stärkung des Vertrauens der Interessengruppen hat das Projektteam einen wichtigen Beitrag zum grünen und digitalen Wandel im Bergbau geleistet.
Schlüsselbegriffe
NEXGEN-SIMS, Bergbau, batteriebetriebene Fahrzeuge, 5G, autonome Maschinen, Mineraliengewinnung, KI, Internet der Dinge, autonomes Fahrzeug
