Intelligente Minen: Die 6 Vorteile der Digitalisierung Ihres Bergwerks

Intelligente Bergwerke sind auf dem Vormarsch, aber sie sind noch lange nicht überall zu finden. Das liegt daran, dass es nach wie vor eine Reihe von Hindernissen für die Einführung neuer Technologien im Bergbausektor gibt. Einerseits sind die Bergwerke intern konkurrierend und abgeschottet, so dass die vom selben Unternehmen betriebenen Bergwerke in Bezug auf Sicherheit, Produktivität und andere Maßnahmen miteinander konkurrieren. Die interne Politik und die mangelnde Zusammenarbeit innerhalb der Bergbauunternehmen behindern die Einführung neuer Technologien, die konzertierte Anstrengungen aller Abteilungen erfordern, um Integration und Systeminnovation zu erleichtern. Da die einzelnen Bergwerke voneinander getrennt sind und miteinander konkurrieren, muss auch jedes einzelne Bergwerk für sich von der Notwendigkeit neuer Technologien überzeugt werden.

Die Bergbauindustrie ist sehr traditionell und daher risikoscheu, was eine Budgetbarriere für Investitionen in neue Technologien ohne garantierte Kapitalrendite (ROI) schafft.

Außerdem fehlt den Bergbaubetreibern in der Regel das Vertrauen in Cloud-Dienste und IoT-Lösungen, da sie im Allgemeinen eine sehr schützende Haltung gegenüber ihren Daten einnehmen. Dies ist nicht nur auf ein branchenweites Misstrauen gegenüber neuen Technologien zurückzuführen, sondern auch auf negative Erfahrungen in der Vergangenheit mit großen, "zuverlässigen" Unternehmen, die beispielsweise von Hacking-Skandalen betroffen waren.

Diese Hindernisse führen dazu, dass viele Bergwerke zunehmend weniger wettbewerbsfähig und teurer werden, während andere, die den Schritt wagen, beginnen, die Vorteile der Digitalisierung zu nutzen. In diesem Artikel werfen wir einen kurzen Blick darauf, worin diese Vorteile bestehen.

1. Senkung der Betriebskosten

Mit Hilfe derdrahtlosen Überwachung können "intelligente Bergwerke" geschaffen werden, deren Betriebskosten wesentlich niedriger sind als die ihrer "analogen" Vorgänger. Intelligente Bergwerke sind im Wesentlichen solche, deren wichtigste Anlagen durch eingebettete Sensoren digitalisiert sind, die Daten über ein drahtloses Netz an ein zentrales System weiterleiten. Auf diese Weise können die Bergbaubetreiber nicht nur bei der menschlichen Arbeitskraft sparen, da die Daten nicht mehr manuell vor Ort abgelesen werden müssen, sondern auch, weil keine teure Verkabelung und damit auch keine Kabelwartung erforderlich ist. Bergwerke sparen nicht nur Geld, indem sie diese unnötigen Kosten einsparen: Betreiber, die auch eine Operational Intelligence (OI)-Lösung als Teil ihres drahtlosen Netzwerks verwenden, sind besser in der Lage, Zwischenfälle vorherzusagen und ihre Standorte konsequenter zu warten, was ihnen viel Geld spart, weil sie Zwischenfälle vermeiden, die den Betrieb für Wochen oder Monate komplett zum Erliegen bringen können. Intelligente Bergwerke haben somit eine höhere Kapitalrendite und sind wettbewerbsfähiger als herkömmliche Bergwerke.

2. Leichtere Automatisierung von Vorgängen

Intelligente Bergwerke, die bereits über integrierte Technologien verfügen, können ihren Betrieb leichter automatisieren als solche, die bei der Einführung von Technologien hinterherhinken. Bergbaubetreiber können beispielsweise auf ihr bestehendes drahtloses Netzwerk eingebetteter Sensoren aufbauen, indem sie eine Automatisierungssoftware installieren, die es ihnen nicht nur ermöglicht, sowohl statische als auch bewegliche Anlagen fernzusteuern, sondern auch eine automatische Interaktion zwischen beiden zu programmieren. Ein gutes Beispiel hierfür sind automatisierte Lastwagen, die sich sowohl auf das physische Sensornetz als auch auf die fernprogrammierte und -gesteuerte Software stützen, um autonom Bergbauarbeiten auszuführen, für die früher eine Flotte von Lastwagenfahrern erforderlich war. Die Digitalisierung eines Bergwerks auf eine Art und Weise - z. B. durch die Installation eines drahtlosen Sensornetzes zur Durchführung von Fernmessungen - kann somit weitere Digitalisierungsschritte wie die Automatisierung wichtiger Bergbauprozesse erleichtern.

3. Die Sicherheit der Arbeitskräfte gewährleisten

Die Sicherheit der Arbeitskräfte ist ein wichtiges Thema in den Bergwerken, die oft sehr gefährliche Arbeitsorte für Menschen sind. Wenn beispielsweise Dämme brechen, können sowohl die Arbeiter als auch die Anwohner von Minen zu Schaden kommen oder sogar ihr Leben verlieren. Arbeiter, die in abgelegenen, schwer zugänglichen Gebieten manuelle Ablesungen vornehmen, sind besonders gefährdet. Durch die Automatisierung mobiler Geräte, wie z. B. Lkws, in Bergwerken und die Ermöglichung drahtloser Fernablesungen entfällt die Notwendigkeit der Anwesenheit von Menschen vor Ort, was die Sicherheit der Belegschaft erheblich erhöht. Vorausschauende Analysen und Erkenntnisse, die durch OI-Lösungen ermöglicht werden, erlauben es den Bergbaubetreibern auch, gefährliche Zwischenfälle, wie z. B. das Brechen von Dämmen, besser vorherzusehen und zu verhindern. Die Verfolgung der Arbeitskräfte, die durch drahtlos verbundene, tragbare Geräte ermöglicht wird, hilft den Betreibern auch dabei, ihre Arbeiter effektiver zu koordinieren und sie beispielsweise davor zu warnen, bestimmte Bereiche der Baustelle aufzusuchen, wenn es einen Zwischenfall gegeben hat. Intelligente Minen verringern somit langfristig die Möglichkeit menschlicher Schäden in Bergbauprozessen enorm, indem sie die Rate der Bergbauzwischenfälle durch den Einsatz neuer Technologien als primäres Instrument für die vorbeugende Instandhaltung verringern.

4. Betriebsmittel überwachen

Wie bereits erwähnt, ermöglichen die drahtlose Überwachung und die vorausschauende Wartung, die durch OI-Lösungen ermöglicht werden, den Bergbaubetreibern eine ständige Fernüberwachung von Betriebsanlagen wie Dämmen, um sicherzustellen, dass diese nicht beschädigt werden. Die digitale Datenerfassung in Echtzeit ersetzt allmählich die kostspieligen manuellen Messungen kritischer Betriebsdaten wie des Porenwasserdrucks, dessen Höhe in kürzester Zeit enorme Auswirkungen auf die Anlagen haben kann. Wenn der Porenwasserdruck plötzlich ansteigt, kann ein Damm sehr schnell brechen. Bei manuellen Messungen kann der Porenwasserdruck nur ab und zu gemessen werden, was bedeutet, dass eine Spitze zu lange unentdeckt bleiben kann, wodurch kritische Anlagen wie Dämme übermäßig unter Druck geraten. Mit digitalen Messungen in Echtzeit können die Betreiber jedoch den Porenwasserdruck kontinuierlich überwachen und so Maßnahmen zur Senkung dieses Drucks ergreifen, um ihre wichtigen Anlagen und damit auch ihre Mitarbeiter vor drohenden Schäden zu schützen.

5. Sicherstellung der langfristigen Instandhaltung kritischer Vermögenswerte

Viele Komponenten intelligenter Minen, wie drahtlos eingebettete Sensoren und GPS-Tracker, sind sowohl einfach zu installieren als auch einfach zu warten. Aufzeichnungsgeräte für die drahtlose Überwachung von Minen beispielsweise werden in der Regel als "Ultra-Low-Power" eingestuft, was bedeutet, dass ihre Batterien einer einzigen Autobatterie (65Ah@12V) entsprechen, aber genug Strom für über 50 Tage Dauerbetrieb liefern können. Die lange Batterielebensdauer der intelligenten Bergbausysteme bedeutet, dass sie nur selten gewartet werden müssen. Diese digitalen Bergbaukomponenten, insbesondere die geophysikalischen Sensoren, sind außerdem so konzipiert, dass sie den oft extremen physischen Arbeitsbedingungen im Bergbau standhalten: Sie müssen mit schwierigen Umgebungsbedingungen, unterschiedlichen Grubengeometrien und Satellitenkonfigurationen zurechtkommen, ohne beschädigt oder beeinträchtigt zu werden. Dies macht sie sowohl langlebig als auch widerstandsfähig und spart den Bergbaubetreibern sowohl Zeit als auch Geld für die Wartung der technischen Systeme.

6. Gewährleistung der Datensicherheit

Bergbauunternehmen sind im Allgemeinen sehr auf ihre Daten bedacht; sie müssen im Falle eines Zwischenfalls oder Unfalls die Kontrolle über diese Informationen haben. Die Digitalisierung ihrer Bergbauprozesse birgt das Risiko, dass Hacker in das System eindringen und den Betrieb des Bergwerks kontrollieren. Zuverlässige, erfahrene und intelligente Bergbauunternehmen sorgen jedoch in der Regel dafür, dass die Daten eines Bergwerks gut geschützt und gesichert sind. Eine gängige Methode zum Schutz der Daten ist der Einsatz von Datenerfassungssystemen vor Ort, die dazu beitragen, einen Verstoß zu vermeiden, da ihr drahtloses Netzwerk geophysikalischer Sensoren auf einen bestimmten Bereich des zu überwachenden Standorts konzentriert ist. Anstatt die Daten in einer Cloud im Internet "schweben" zu lassen, sammeln und verarbeiten diese Systeme ihre Daten in Servern vor Ort oder in der Nähe des Standorts, die nur mit dem Netz verbunden sind. Das bedeutet zum einen, dass Hacker nicht in das Netz eindringen können, und zum anderen, dass die wichtigen Daten, die die Betreiber zur Überwachung von Vorfällen benötigen, in unmittelbarer Nähe bleiben.