Verbesserung der Sicherheit unter Tage durch automatisierte Lösungen

Befreiung von Personen aus Gefahr

Jeder unterirdische Berg- oder Tunnelbau birgt ein gewisses Risiko, aber das Laden von Sprengstoffen ist gefährlicher als die meisten anderen Verfahren. Bei den herkömmlichen Ladungsmethoden nähert sich das Personal mit einem Korbarm der Felswand und lädt die Bohrlöcher manuell auf. "Genau an dieser Stelle ist die Gefahr am größten, daher werden bei unserer ferngesteuerten Ladelösung die Arbeiter vorrangig aus dem nicht abgestützten Teil des Tunnels entfernt", erklärt Aleksi Lukinmaa von Normet in Oulu, Finnland.

Lukinmaa begann seine Karriere bei Normet im Jahr 2018, als er seine Masterarbeit schrieb, die auch als Proof-of-Concept für das ferngesteuerte Ladesäulensteuerungssystem des Unternehmens diente. Seitdem arbeitet er als Automatisierungsingenieur an der Charmec Revo-Fernlademaschine. "Der Charmec Revo wurde in erster Linie entwickelt, um Sicherheitsprobleme zu lösen", sagt er, "und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Produktivität nicht beeinträchtigt wird."

An der Vorderseite des Revo befindet sich ein Kabinentransporter, der entweder mit Diesel oder mit der batterieelektrischen SmartDrive-Technologie ohne Emissionen betrieben wird. Am Heck nimmt ein vollelektrischer und hochmanövrierfähiger servorobotischer Manipulatorarm die Anzündhütchen auf und bringt sie zur Stirnwand. Die Hauptaufgabe von Lukinmaa bestand in den letzten Jahren in der Entwicklung des Steuerungssystems für den Beschickungsarm.

Von Grund auf neu entwickelt

"Die Arbeit an diesem Projekt war wirklich interessant, weil es von Grund auf neu entwickelt wurde. Mit dem Revo hatten wir die Möglichkeit, eine völlig neue Lösung zu finden, wie wir die Automatisierung des Ladevorgangs erhöhen können", fährt Aleksi fort.

Dadurch, dass der Bediener die Bohrlöcher mit dem Ausleger aus sicherer Entfernung befüllen kann, werden die unmittelbaren Sicherheitsprobleme gelöst. Einer der interessantesten Aspekte des Revo ist die Tatsache, dass der Bediener fließend zwischen der Steuerung der Spitze des Auslegers und der Führung durch die automatischen Bewegungen wechseln kann. Das Bildverarbeitungssystem von Normet hilft dem Bediener beim Auffinden von Bohrlöchern und verkürzt die Zykluszeiten. Selbstverständlich sind auch andere Sicherheitsmerkmale wie ein Kollisionsvermeidungssystem und ein Nahkontaktschutz vorhanden.

Lukinmaa erklärt, dass die aktuelle Revo-Konfiguration erst der Anfang eines langfristigen Projekts ist. "Wir haben noch einige Herausforderungen zu bewältigen. Da ist zum Beispiel das Problem, Bohrlöcher zu finden. Die Felswand kann sehr uneben und zerklüftet sein, es gibt Licht und Schatten und so weiter. Für eine Maschine ist es schwierig, eine solche Oberfläche genau zu scannen und mit dem Ausleger zu verbinden, um die Ladungen richtig zu platzieren. Außerdem sind bei Sprengstoffen viele Drähte im Spiel, so dass auch diese in der Praxis berücksichtigt werden müssen. Wir forschen ständig nach Möglichkeiten, die Leistungsfähigkeit und den Automatisierungsgrad der Maschinen zu erhöhen.

Automatisierung - die unvermeidliche Zukunft

Das ultimative Entwicklungsziel sind völlig autonome Fahrzeuge, die von einem Kontrollraum aus bedient werden können, der weit von der Arbeitsfläche entfernt ist. Um dieses Ziel zu erreichen, setzen Aleksi und seine Kollegen die Technologie des Simulators und des digitalen Zwillings ein. "Der Einsatz eines digitalen Zwillings hat uns wirklich weitergebracht und ist ein wichtiger Teil meiner Arbeit", sagt er. "Er ermöglicht es uns, Werkzeuge zunächst virtuell zu bauen und sie gründlich zu testen, bevor wir das physische Objekt herstellen müssen. Wir können unsere Ideen mit unseren virtuellen Modellen effizienter testen, um zu sehen, wie sie in verschiedenen Umgebungen funktionieren würden, und um spezifische Vorteile zu ermitteln, die in diesen Umgebungen zum Tragen kommen könnten. Anschließend können wir diese Daten in unserem physischen Zwilling in die Praxis umsetzen."

Es scheint unvermeidlich, dass künftige Fortschritte im Bergbau mit einer stärkeren Automatisierung und Digitalisierung einhergehen werden. Da die Minen immer tiefer und schwieriger auszuheben sind, werden sie auch immer gefährlicher. "Dies ist ein wichtiger Grund, warum das Streben nach mehr Sicherheit weiterhin relevant bleibt", schließt Aleksi. "Je weniger Zeit man im Tunnel verbringen muss oder je weiter man von den gefährlichen Teilen des Tunnels entfernt ist, desto geringer ist die Gefahr, und hier kommt die Automatisierung ins Spiel.