Mit fortgeschrittenen Echtzeitlösungen neuen Standard im Bergbau einführen
Eine stetige Versorgung mit verschiedenen mineralischen Rohstoffen ist für das Wachstum in Schlüsselsektoren der europäischen Wirtschaft von entscheidender Bedeutung. Dennoch steht die Bergbauindustrie vor anhaltenden Herausforderungen, wozu die genaue Trennung von Erz und Abfall an der Quelle, die Vermeidung kostspieliger Fehler wie etwa der falschen Klassifizierung oder neuerlichen Bearbeitung von Materialien, und die konsequente Überwachung von Abfallmaterialien einschließlich Abraum, Abfallerz und Taubgestein zählen. Erdbeobachtungstechnologien können Veränderungen in der Bergbauindustrie herbeiführen, denn sie verbessern die Effizienz des Betriebs, senken den Energieverbrauch und sorgen für eine geringere Umweltbelastung. Diese Technologien können die Lücke zwischen umfangreichen, groben Satellitendaten und feinen, aber langsameren Analysen aus Labors oder Nachflugstudien schließen.
Bergbau mit Hyperspektraltechnologie optimieren
Das Ziel des EU-finanzierten Projekts m4mining(öffnet in neuem Fenster) ist, die Art und Weise, wie wir sowohl aktive als auch inaktive Bergbaustandorte kartieren und überwachen, durch den Einsatz fortgeschrittener Erdbeobachtungstechnologien auf der Grundlage von hyperspektraler Bildgebung(öffnet in neuem Fenster) zu verändern. „Im Kern zielen wir mit m4mining darauf ab, Entscheidungen im Bergbau schneller, umweltfreundlicher und zuverlässiger zu treffen, indem den dort Verantwortlichen direkt an der Quelle Hyperspektralsensorik und fortgeschrittene Analytik zur Verfügung gestellt werden“, erklärt Projektkoordinator Edmond Hansen. Bei der hyperspektralen Bildgebung handelt es sich um ein fortgeschrittenes Bildgebungsverfahren, bei dem für jedes Pixel eines Bildes Daten über das gesamte Lichtspektrum erfasst werden, wodurch wertvolle Informationen über die Eigenschaften der erfassten Objekte offenbar werden. Diese spektralen Informationen können zur Identifizierung und Analyse von Materialien, zur Feststellung ihrer chemischen Zusammensetzungen und zur Bewertung der Umweltbedingungen dienen. Um seine Ziele zu erreichen, entwickelt das Gemeinschaftsunternehmen innovative Software und Hardware, um hochauflösende Hyperspektraldaten von Schwerlastdrohnen mit der breiteren Abdeckung von Satelliten zu verknüpfen. Diese Instrumente werden unter realen Bedingungen in Bergbaugebieten in Zypern, Griechenland und Australien erprobt und validiert.
Komplexe Daten in verwertbare 3D-Mineralienkarten umwandeln
Das Gemeinschaftsunternehmen hat eine hochintegrierte unbemannte Luftfahrzeugplattform (UAV) entwickelt, die mit einer Hyperspektralkamera, LiDAR, RGB-Bildgebung und Trägheitsnavigation ausgestattet ist. Dieses System verknüpft jedes Pixel der Spektraldaten mit einem präzisen 3D-Modell der Standorts. Das Computersystem ist zwischen der Drohne und einem nahegelegenen Bodenknoten aufgeteilt, wodurch eine Edge-Datenverarbeitung möglich wird: Ein Teil der Klassifizierung und Kartierung erfolgt während des Fluges, sodass innerhalb von Minuten anstelle von Tagen verwertbare Karten von Mineralien oder Veränderungen erstellt werden können. Zudem hat das Team Ende-zu-Ende-Verarbeitungspipelines mit Entscheidungshilfe- und Visualisierungsinstrumenten entwickelt, wobei die Ergebnisse als intuitive 3D-Mineralienkarten und nicht als Rohdaten präsentiert werden. Diese Karten werden sowohl aus Drohnenflügen als auch aus Satellitendaten generiert. Um Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wird die Technologie durch Normen, Einsatz- und Sicherheitsleitlinien, Simulatoren für Echtzeittests und Validierungskampagnen in den drei Bergbaugebieten unterstützt.
Intelligentere Zukunft für den Bergbau
„Das Team von m4mining bietet Bergbaubetrieben eine leistungsstarke Entscheidungsmaschine, die den Kreislauf zwischen ‚scannen‘ und ‚handeln‘ verkleinert“, betont Hansen. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle des Gütegrads im Sinne der Gewinnung von hochwertigem Erz, eine intelligentere Materialmischung zur Einhaltung von Normen sowie eine proaktive Überwachung des Abraums, um Bedenken bezüglich der Umwelt anzugehen. Außerdem wird damit die datengesteuerte Wiedergewinnung wertvoller Materialien aus Abfallerz und Abraum unterstützt. Auf breiterer Ebene fördert die Projektarbeit genormte Arbeitsabläufe, die gemeinsame Nutzung von Daten und Sicherheitspraktiken für die UAV-Hyperspektralkartierung unter Leitung eines Industriebeirats. Damit dürfte dazu beigetragen werden, die Hürden gegenüber der Einführung sektorweit zu senken und den Nutzen über die Pilotstandorte hinaus auszuweiten. „Das Ziel ist letztlich ein effizienteres und transparenteres Bergbauökosystem, in dem wertvolle Materialien in vollständigerem Umfang zurückgewonnen, Umweltrisiken frühzeitig angegangen werden und der Betrieb besser an den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft ausgerichtet wird“, schließt Hansen.
