Bergbau der Zukunft
So sieht die Zukunft des Bergbaus aus. Ein Konzeptfahrzeug für die Bergbauautomatisierung von Sandvik gibt einen einzigartigen und praxisnahen Eindruck davon, wie die neuesten Technologien die Bergbauindustrie sicherer, effizienter und nachhaltiger machen können.
Kabinenlos, elektrifiziert und automatisiert. Ein Konzeptfahrzeug von Sandvik mit einer Automine®-Automatisierungslösung für den Bergbau kann ohne menschliches Eingreifen durch die rauen und wechselnden Bedingungen in unterirdischen Bergbautunneln navigieren. Es kann die Umgebung in 3D erfassen, ein Modell der Umgebung erstellen und seine eigenen Einsätze planen - während die Bergleute den Betrieb der Maschine bequem und sicher von einem Kontrollraum aus überwachen, der Hunderte von Kilometern entfernt sein kann.
Automated, digitalized and electrified equipment will form the future of mining
"Automatisierung, Digitalisierung und Elektrifizierung werden die Zukunft des Bergbaus prägen", prognostiziert Jarkko Ruokojärvi, Director of Automation Global Business Development and Marketing bei Sandvik Mining and Rock Solutions, "neue Technologien bieten neue Möglichkeiten, die Sicherheit und Produktivität zu erhöhen und den Betrieb nachhaltiger zu gestalten."
Automatisierung ist gleichbedeutend mit betrieblicher Effizienz
Die kontinuierliche Entwicklung hin zu einem technisch fortschrittlicheren Bergbau ist sowohl notwendig als auch unvermeidlich, sagt Ruokojärvi. Die Bergbauindustrie hat sich von einer schwierigen Zeit der Marktvolatilität und des Rückgangs der Rohstoffpreise erholt. Dies hat dazu geführt, dass der Schwerpunkt verstärkt auf Kostensenkungen durch betriebliche Effizienz gelegt wird.
Die Entfernung von Menschen aus gefährlichen Umgebungen ist einer der Hauptgründe für die Automatisierung.
"Hinzu kommt, dass viele einfachere Lagerstätten bereits abgebaut sind", sagt Ruokojärvi, "die Unternehmen müssen an immer schwierigeren und abgelegeneren Orten nach wertvollen Mineralien suchen."
Generell gilt: Je tiefer man in den Boden eindringt, desto schwieriger sind die felsmechanischen Bedingungen und desto schwieriger und kostspieliger wird es, ein Abbaugebiet zu erschließen. Die Sicherheitsrisiken nehmen zu und der Aufbau der Infrastruktur kann problematisch werden.
"Menschen aus gefährlichen Umgebungen zu entfernen, ist eine der wichtigsten Triebfedern für die Automatisierung", sagt Ruokojärvi: "Die Verringerung der Belegschaft im Gruben- und Untertagebau durch die Verlagerung von Menschen in Kontrollzentren wird die Gesundheit und Sicherheit erhöhen und neue Arten von Arbeitsplätzen schaffen, die den lokalen Gemeinden zugute kommen und den Betrieb nachhaltiger machen dürften."
Große Geheimhaltung
Sandvik entwickelt seit 20 Jahren autonome und ferngesteuerte Geräte, und sein Automine-Automatisierungssystem wurde bereits in Hunderten von Bergbaumaschinen an Kunden in aller Welt geliefert. Viele der bahnbrechenden Bergbauinnovationen wurden in der Testmine und im Testlabor in Tampere, Finnland, zum Leben erweckt. Um diese Reise fortzusetzen, wird hier auch das Konzeptfahrzeug unter großer Geheimhaltung entwickelt.
"Mit diesem Fahrzeug wollten wir die Automatisierung einen Schritt weiter bringen, die herkömmliche Denkweise durchbrechen und zeigen, wie wir uns die Zukunft vorstellen", sagt Ruokojärvi.
Der aktuelle Konzeptlader, der in der Testmine in Tampere eingesetzt wird, steht nicht zum Verkauf. Es ist sogar zweifelhaft, dass es jemals einen Lader auf dem Markt geben wird, der genau so aussieht wie er. Dies ist ein Teaser, der zeigen soll, was zu erwarten ist. Der Konzeptlader zeigt die Vision von Sandvik für künftige robotergestützte Bergbautechnologien, und es ist geplant, die Technologien schrittweise zu kommerzialisieren und in verschiedenen Ausrüstungsarten einzusetzen.
Nützliche Elektrifizierung
Die Entwicklungen in der Automobilindustrie waren bei diesem Vorhaben von großem Nutzen. Die Fortschritte bei der Entwicklung von Sensortechnologien für selbstfahrende Autos haben dazu geführt, dass neue Komponenten zur Erfassung der Umgebung, zur Routenplanung und zur Vermeidung von Hindernissen zur Verfügung stehen. Auch im Bergbau ist die Elektrifizierung von großem Nutzen, da batteriebetriebene Geräte die CO2 Emissionen sowohl über als auch unter Tage reduzieren. Wenn sie mit erneuerbarer Energie betrieben werden, erhöht sich die Wertschöpfungskette weiter.
Das neue Konzeptfahrzeug wurde von Grund auf für den autonomen Einsatz konzipiert. Alle Faktoren, die für die Unterbringung von Menschen an Bord notwendig sind, wie z. B. die Fahrerkabine, wurden eliminiert. Die Optimierung des Designs für den autonomen Einsatz ermöglicht höhere Nutzlasten in bestehenden Tunneln. Sie ermöglicht auch die Konstruktion kleinerer Maschinen, die in engen Passagen arbeiten können - ein wertvoller Aspekt, da kleinere Tunnel weniger Abbauabfälle bedeuten.
Batteriebetriebene Geräte reduzieren die CO2 Emissionen sowohl über als auch unter Tage.
"Die Fokussierung auf die Konstruktion von Maschinen, die ausschließlich für den autonomen Einsatz bestimmt sind, ermöglicht eine verbesserte Bewegungssteuerung und höhere Zuverlässigkeit", sagt Ruokojärvi. "Die höhere Intelligenz, die die neuen Technologien bieten, ermöglicht eine größere betriebliche Flexibilität, eine höhere Anpassungsfähigkeit und eine höhere Produktivität aufgrund der Selbsterkenntnis und Selbstplanung der Maschine sowie einfachere Vorbereitungen durch den Menschen."
Bergbaubetriebe sind in Bezug auf Minenkonzept, Mineralien und Geologie sehr unterschiedlich. Im Bergbau sind bereits verschiedene Automatisierungsstufen im Einsatz.
Allgemeine Automatisierung
"Unser Ziel ist es, die Automatisierung allgemeiner zu gestalten, damit mehr Arten von Bergbaumethoden die gleichen Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Produktionseffizienz und Nachhaltigkeit erzielen können, unabhängig davon, wie kompliziert der Bergbauprozess ist", sagt Ruokojärvi.
Er prognostiziert, dass der Bergbau in den meisten Teilen der Welt in fünf bis zehn Jahren technisch weit fortgeschrittener sein wird als heute. Das Konzeptfahrzeug hat bereits gezeigt, wie so etwas aussehen kann.
"Es ist sehr aufregend, dass wir zeigen können, dass diese Technologien unter den härtesten Bedingungen funktionieren und was möglich ist", sagt Ruokojärvi. "In unseren nächsten Schritten müssen wir prüfen, wie wir diese Technologien schrittweise kommerzialisieren können, um sicherzustellen, dass sie den Bedürfnissen unserer Kunden entsprechen."
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