Minimalinvasiven Bergbau

Die Gewährleistung einer nachhaltigen und sicheren Versorgung mit Rohstoffen ist eine der gesell­schaftlichen Herausforderungen für die nächsten Jahrzehnte. Dabei sind durch ein zunehmendes öffentliches Interesse und ein gesteigertes Umweltbewusstsein der breiten Öffentlichkeit die Grund­sätze einer nachhaltigen Bergbaupraxis einzuhalten, um für Rohstoffprojekte in Deutschland eine gesellschaftliche Akzeptanz zu erzielen. Um dieses zu gewährleisten sind spezielle und effiziente, auf die Lagerstätte abgestimmte Betriebsmittel erforderlich. Die Digitalisierung und Automatisierung dieser Betriebsmittel kann in weiten Bereichen zur Umsetzung der nachhaltigen Bergbaupraxis beitragen. Die Möglichkeiten zur Umsetzung der Automatisierung beziehen sich beispielsweise auf den Einsatz von neuartiger Sensortechnik zur Erfassung der System- und Umgebungsparameter, Machine Learning und KI-Systemen. Der aktuelle Stand der Digitalisierung der Industriemineralgewinnungsbetriebe sowie der Steine und Erden Bergbau in Deutschland sowie speziell in Baden-Württemberg ist weitestgehend unbekannt.

Ziel des Projektes:

Das Ziel dieses Vorhabens ist die Identifikation zukunftsgerichteter Forschungs- und Entwicklungs­schwerpunkte im Bereich der Digitalisierung und Automatisierung in der Industrierohstoffgewinnung in Baden-Württemberg auf Basis einer Potenzialanalyse mit Blick auf die gesellschaftliche Akzep­tanz und eine möglichst hohe Ressourceneffizienz im Sinne einer nachhaltigen Bergbaupraxis.

Projektkonzept / Herangehensweise:

Hierfür wird zunächst der technologische Stand der baden-württembergischen Primär­rohstoffbetriebe, insbesondere im Bereich der Industrieminerale und Steine & Erden, in Bezug auf die Digitalisierung und Einsatz autonomer Maschinentechnik erfasst und analysiert. In Zusammenarbeit mit dem KIT, welches geologische Daten der relevanten Lagerstätten in Baden-Württemberg bereitstellt, werden die Lagerstättenarten und durchschnittlichen Gehalte der betrachteten Rohstoffe ausgewertet. Anhand dieser Lagerstättendaten können anschließend die geeignetsten Abbauverfahren und Betriebsmittel unter Berücksichtigung einer nachhaltigen Bergbaupraxis ausgewählt werden. Auf den Ergebnissen dieser Arbeit aufbauen wird eine Potenzialanalyse durchgeführt. Diese zeigt zum einen auf, welches wirtschaftliche Potenzial im Einsatz neuer Technologien steckt, indem evaluiert wird, in welchem Umfang durch den konsequenten Einsatz automatisierter Betriebsmittel die verfügbaren Reserven gesteigert werden können (Umwandlung Ressourcen à Reserven). Zum anderen wird ebenfalls untersucht, welche Potenziale zur Energieeinsparung durch das Ersetzen der bisherigen Betriebsmittel und Technologien bestehen. Abschließend wird analysiert, in welchem Umfang Umwelt­einflüsse in der Gewinnung der betrachteten Primärrohstoffe durch die Implemen­tierung neuer Verfahren, insbesondere mit Blick auf minimalinvasive Technologien, reduziert werden können. Berücksichtigt wird dabei die Implementierung von in anderem Bereichen verfügbarer Technik nach Adaption an die Anforderungen des Rohstoffsektors, sowie die Identifikation von Forschungsbedarf für zukünftige Auto­matisierungs­technologien.