Digitalisierung der Bergbauarbeiten von der Grube bis zum Hafen

Die Bergbauindustrie hat aufgrund der Art ihrer Tätigkeit eine Reihe spezifischer Herausforderungen zu bewältigen. Die Akteure müssen sich in einer Branche zurechtfinden, die mit immer strengeren Vorschriften, einem wachsenden Fachkräftemangel, da ältere Arbeitnehmer in den Ruhestand gehen, und der Sicherung von Erzvorkommen konfrontiert ist, bevor sie Gewinne erwirtschaften. Die neue Normalität in der Bergbauindustrie erfordert auch ein Überdenken bestehender Betriebsabläufe, wenn Bergbauunternehmen rentabel bleiben und sich gegen die Konkurrenz durchsetzen wollen.

Die Technologie der digitalen Transformation, die die Anwendung von Geschäftsmodellen der Industrie 4.0 unterstützt, ist heute der Schlüssel zur Erschließung neuer Möglichkeiten zur Wertschöpfung und Steigerung des Umsatzwachstums im Bergbausektor. Laut dem Bericht des Weltwirtschaftsforums über die Bergbau- und Metallindustrie hat die digitale Transformation das Potenzial, einen Wert von 190 Milliarden US-Dollar für den Bergbausektor zu erschließen. Damit stellt sich die Frage, welche Vorteile die Digitalisierung des Bergbaus mit sich bringt.

Der Mehrwert, den die digitale Transformation für die Bergbauindustrie bringt

Die digitale Transformation industrieller Prozesse führt im Allgemeinen zu verbesserten Abläufen, höherer Produktivität und datengestützten Erkenntnissen zur Lösung komplexer Probleme. Es wird erwartet, dass der Bergbausektor von diesen und anderen branchenspezifischen Vorteilen profitieren wird. Beispiele für die branchenspezifischen Vorteile, von denen Bergleute profitieren sollen, sind:

Verbesserte Erzgewinnungsrate

Außerhalb der Grube ist die Fähigkeit, die Mineralgewinnung zu maximieren, entscheidend für das finanzielle Ergebnis einer Anlage. Herkömmliche Verfahren wie die Schaumflotation wurden zur Maximierung der Mineralgewinnung eingesetzt, aber wenn ungenaue Verfahren oder die falsche Lösung verwendet werden, steigt der Mineralverlust. Digitale Transformationstechnologien bieten Anlagenbetreibern nun die Möglichkeit, Schaumflotationsverfahren zu optimieren, um die Gewinnung zu optimieren.

Ein Beispiel ist der Einsatz fortschrittlicher Prozesssteuerungssysteme und Schaumkameras, die Flotationsdaten erfassen, um die Mineralgewinnung oder den Schaumflotationsprozess zu verbessern. Die Anwendung der digitalen Transformationstechnologie kann die Erzgewinnungsrate je nach verwendeter Technologie um 4 bis 10 % verbessern.

Verbesserung der Fähigkeit, Umweltschutzanforderungen zu erfüllen

Die Emissionsrate von Bergwerken und mineralverarbeitenden Betrieben war schon immer ein Grund zur Sorge für die Umweltbehörden in aller Welt. Aus diesem Grund wurden strengere Emissionsvorschriften erlassen, und die Anlagen sind verpflichtet, innerhalb der festgelegten Richtlinien zu arbeiten. Technologien zur digitalen Transformation bieten Bergbauunternehmen zahlreiche Lösungen zur Reduzierung von Abfällen und Emissionen.

Ein Beispiel ist die Anwendung von IIoT-Tools zur Messung von Emissionsdaten aus Bergbaubetrieben. Die Betriebsdaten geben Aufschluss über den Bergbaubetrieb und seine Umweltauswirkungen. Die von IIoT-Geräten erfassten Daten können auch in Simulationsmodelle integriert werden, um die Auswirkungen bestimmter Bergbauarbeiten auf die Emissionsrate zu bewerten. Die Bewertungsergebnisse aus den Simulationsmodellen liefern dann die nötigen Erkenntnisse für die Gestaltung optimierter oder schlanker Bergbauprozesse.

Verbesserung der Streckenführung und Terminplanung in Bergbauanlagen

Traditionell wurde die Simulationsmodellierung zur Entwicklung optimierter Pläne eingesetzt, um den optimalen Betrieb einer Anlage zu gewährleisten. Heute wird intelligente objektbasierte Simulationssoftware mit OptQuest, einem Optimierungswerkzeug, eingesetzt, um risikobasierte Pläne zu entwickeln, die Echtzeitereignisse berücksichtigen.

Eine risikobasierte Planung in Bergbauanlagen kann die Investitionskosten senken, Ausfallzeiten reduzieren und gleichzeitig den Bergbaubetrieb verbessern. Die Anwendung optimierter Zeitpläne, Förderanlagen und eines optimalen Ressourcenmanagementprozesses kann die Betriebskosten um bis zu 25 % senken.

Verbesserte Sicherheit in den Bergbaugruben

Verbesserte Sicherheit ist ein Nebenprodukt der datengesteuerten Planungs- und Anlagenoptimierungsprozesse, die Initiativen zur digitalen Transformation ermöglichen. Ein optimierter Betriebsplan führt zu weniger Verkehr auf dem Werksgelände, automatisierte Materialtransportsysteme entfernen die Bediener aus den Gefahrenbereichen, und die Datenanalyse liefert Richtlinien für die vorausschauende Wartung, die einen optimalen Betrieb der Anlagen gewährleisten.

Dem Bericht des Weltwirtschaftsforums zufolge hat die Anwendung der digitalen Transformation in der Bergbauindustrie schätzungsweise tausend Menschenleben gerettet und die Zahl der Betriebsunfälle um 44.000 reduziert.

Verbesserung der Anlagenkonzeption und Kapazitätsplanung

Die Auswertungsmöglichkeiten der Simulationsmodellierung sind ein leistungsstarkes Planungsinstrument für Bergbauunternehmen. Die Beteiligten können Simulationsmodelle nutzen, um optimierte Aufbereitungsanlagen zu entwerfen, die Einschränkungen einer Anlage zu bestimmen und Zeitpläne zur Optimierung der Produktivität festzulegen.

Ein Beispiel ist die Anwendung der Simulationsanalyse zur Planung eines kostengünstigen Kohletagebaus in Südafrika und zur Ermittlung der Auswirkungen betrieblicher Beschränkungen auf die verfügbaren Ressourcen. Die Simulationsanalyse lieferte die Erkenntnisse, die für die Entwicklung eines optimierten Abbausystems zur Steigerung des Durchsatzes erforderlich waren.

Schlechte Prozessänderungen vermeiden

Im Bergbau können unzureichende Prozessänderungen katastrophale Folgen in Form von Durchsatzverlusten, einer Zunahme ungeplanter Ausfallzeiten oder sogar möglichen Verletzungen haben. Ein digitaler Prozesszwilling ermöglicht es dem Bergbauunternehmen, verschiedene Initiativen ohne Risiko für den Betrieb zu testen. Zum Beispiel kann ein Simulationsmodell testen:

• Signifikante Prozessänderungen (z. B. Bau eines neuen Silos, einer Halde oder sogar einer neuen Bergbauanlage)
• Änderungen von Ankunftszeiten, Krankheitstagen, Arbeitszeiten oder Wartungsplänen
• Stresstests; erhöhte Nachfrage, Streiks von Mitarbeitern oder lange Ausfallzeiten

Es kann diese Veränderungen auch simulieren und die Ergebnisse für die wichtigsten Beteiligten visualisieren.

Schlussfolgerung

Es wird erwartet, dass die digitale Transformation des Bergbausektors reiche Vorteile wie Rentabilität, Umsatzwachstum, verbesserte Planung und Sicherheit in den Betrieben bringen wird. Aufgrund der Einzigartigkeit der Bergbauindustrie kann der Weg der Transformation komplex und mit besonderen Herausforderungen verbunden sein. Deshalb empfehlen wir, mit Spitzentechnologien zu arbeiten und die Unterstützung von Experten in Anspruch zu nehmen. Sprechen Sie noch heute mit einem Vertreter von Simio und erfahren Sie mehr von den Experten für die Anwendung von Simulationsmodellen zur Optimierung von Bergbaubetrieben.

Über SET