OFUR

Im Rahmen des durch InnoNet (Förderung von innovativen Netzwerken) geförderten Projektes „Online-Analyseverfahren für die Gewinnung mineralischer Rohstoffe“ (OFUR) entwickelte das AMT (vormals IMR) in Zusammenarbeit mit mehreren klein- und mittelständischen Unternehmen und dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) ein System zur Echtzeit-Elementanalyse von Rohstoffen während des Gewinnungsprozesses. Mittels Laser-Emissionsspektroskopie wird dabei das abzubauende Material analysiert und die Konzentrationen verschiedener Substanzen ermittelt. Im Gegensatz zu bisherigen Analysen liegen die Ergebnisse hierbei unmittelbar vor und können zur Optimierung des Abbauprozesses verwendet werden.

Lasertechnik für die Gesteins-Analyse untertage

Der Vorteil von OFUR liegt auf der Hand: Der stetig steigende Bedarf an mineralischen Rohstoffen führt dazu, dass der verantwortungsvolle und effiziente Umgang mit vorhandenen Lagerstätten unabdingbar wird. Die Steuerung von schneidenden Abbaumaschinen erfolgt in der Rohstoffgewinnung derzeit noch weitestgehend manuell. Die Grenzschicht zwischen Wertmineral und Nebengestein kann der Bediener nur visuell und sehr ungenau erfassen. Dies führt zu einem vermehrten Abbau von wertlosem Nebengestein, einem höheren Verschleiß der Schneidwerkzeuge und somit zu erhöhten Kosten und einer schlechten Lagerstättenausbeute.

Das Ziel für den Einsatz von OFUR an schneidenden Abbaumaschinen untertage bestand deshalb darin, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem eine automatische und zielgerichtete Steuerung von Abbaumaschinen durch das frühzeitige Erkennen gewährleistet werden kann.

Lasertechnik für die Gesteins-Analyse bei Bohrung oder Sprengung

Noch ein Vorteil durch OFUR: Auch in der Rohstoffgewinnung mittels Bohren und Sprengen kann eine Analyse des abzubauenden Materials derzeit nur über Untersuchungen des Bohrkleins erfolgen. Die Ergebnisse liegen dadurch nur zeitverzögert vor und ein Anpassen des Bohr- und Gewinnungsprozesses an die wechselnden Gesteinszusammensetzungen ist nur sehr begrenzt möglich.

Der Einsatz von OFUR in der bohrenden Gewinnung macht nun eine Detaillierung von Lagerstättenmodellen und eine schnelle Qualitätssteuerung möglich. Außerdem können zeit- und kostenintensive Kernbohrungen teilweise durch die Onlineanalyse ersetzt werden.

Eine besondere Herausforderung bestand in der Integration der laserbasierten Sensorik in das Betriebsfeld des Bergbaus. Staub, Feuchtigkeit und Vibrationen sind Faktoren, die bei der Auslegung der Sensoren Berücksichtigung finden mussten.