25. April 2023
Auf einer staubigen Minenstraße hoch in den Anden poltert ein monströser LKW von der Größe eines Hauses mit seiner Ladung von 300 Tonnen Erz vorbei. Wegen des blendenden Sonnenlichts in den Anden hat der Beobachter Mühe, den Fahrer in der Kabine zu erkennen. Das liegt daran, dass es keinen gibt. Die Maschinen haben die Mine übernommen. An der Quellaveco, der neuesten Kupfermine von Anglo American, präsentiert das multinationale Bergbauunternehmen eine Vision davon, wie der Bergbau in Zukunft aussehen wird.
Das Bergwerk wurde in Moquegua zu einem Preis von rd. 5,5 Mrd. USD gebaut und wird in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich jährlich etwa 300.000 Tonnen Kupfer (plus Molybdän) produzieren, wodurch Perus Position als zweitgrößter Anbieter des roten Metalls hinter dem benachbarten Chile gestärkt wird.
Als einer der größten Kupfervorkommen auf dem Planeten wird die neue Mine voraussichtlich noch Jahrzehnte lang Metalle austreiben.
Die achtundzwanzig fahrerlosen Lkws fahren auf einer vorgegebenen Route durch die Grube und stellen sich in die Warteschlange, um gesprengtes Erz oder Abfälle vom Lader zu übernehmen und sie dann je nach Bedarf zum Vorbrecher oder zu den Halden zu transportieren. Wenn sie einander oder ein anderes Fahrzeug auf der Strecke treffen, halten sie an, während sie herausfinden, wer Vorfahrt hat.
Epiroc spielt seine Rolle mit sechs autonomen Pit Viper-Bohrgeräten. Die fast zwanzig Meter hohen Fahrzeuge rollen in ihrer Position automatisch in eine Reihe von Sprenglöchern.
Quellaveco ist bei weitem nicht die erste Mine, die autonome Fahrzeuge einführt. Von Australien bis Chile bemühen sich Bergbauunternehmen um die Einführung neuer Technologien in ihren Betrieben, um die Produktivität, die Sicherheit und die Arbeitsbedingungen für die Beschäftigten zu verbessern. Es wird jedoch das erste Greenfield-Minenprojekt sein, bei dem die Technologie in ihrer ursprünglichen Konzeption implementiert wird.
Die Sicherheit ist einer der größten Erfolge des autonomen Förderns und Bohrens. Die Arbeiter werden nicht nur aus der Gefahrenzone herausgehalten, sondern die Maschinen sind auch so programmiert, dass sie viel vorsichtiger sind als menschliche Bediener.
"Wir hatten keinen einzigen Vorfall, der durch eine autonome Maschine verursacht wurde. Und tatsächlich haben die autonomen Maschinen schwerwiegendere Unfälle verhindert, die vielleicht passiert wären, wenn sie konventionell betrieben worden wären."
Autonome Fahrzeuge haben sich auch als produktiver erwiesen als herkömmliche Maschinen, denn sie halten den ganzen Tag über ein regelmäßiges Tempo. Darüber hinaus haben sich die Pit Viper-Bohrgeräte als präziser erwiesen als menschliche Bediener. Sie bohren alle Löcher mit einer Genauigkeit von 50 Zentimetern an der in ihrem vorprogrammierten Bohrmuster angegebenen Stelle und in der vorgeschriebenen Länge. Die Genauigkeit mit herkömmlichen Bohrgeräten liegt eher bei 0,8 bis 1,2 Metern.
Diese Präzision ist entscheidend, um sicherzustellen, dass Sprengstoffe ordnungsgemäß im Gestein verteilt werden, um die richtige Fragmentierung zu erzielen. Dies wiederum erleichtert den gesamten Abbauprozess, von der Geschwindigkeit, mit der Gestein geschaufelt werden kann, über die sichere Verteilung in den LKWs bis hin zur effizienten Zerkleinerung zu Pulver im Brecher.
„Das ist für den Prozess von entscheidender Bedeutung“, erklärt Sanders. Der Betrieb einer digitalen Mine bringt jedoch neue Herausforderungen für die Bergbauingenieure von Anglo American. Um mit Dutzenden von autonomen Fahrzeugen in Kontakt zu bleiben, während sie sich in der Grube bewegen, muss sichergestellt werden, dass in allen Teilen des Betriebs und jederzeit ausreichend Breitbandspektrum zur Verfügung steht.
Das kann angesichts der erstaunlichen Topografie der Mine schwierig sein, da sich die Minenfronten über mehrere Stockwerke entlang einer gewundenen Bergschlucht erstrecken, erklärt Drill and Blast Superintendent Akemi Lucero.
Anfänglich musste das System aufgrund der engen Platzverhältnisse einen Anhänger im Umkreis von hundert Metern um jede Bohrinsel aufstellen, um nicht zu riskieren, dass die Ausrüstung mehrmals pro Schicht zum Stillstand kommt. Durch den Einsatz einer stärkeren Netzwerktechnologie konnten die Ingenieure die Stillstände jedoch weitgehend vermeiden und die Produktivität erheblich steigern.
„Ich denke, dass dies auch für Epiroc eine Lernerfahrung war, denn die Unterstützung, die sie geleistet haben, ist bei jedem Betrieb anders“, so Lucero.
Bisher ist die schnellste Lösung gewesen, Teams von Technikern mit Besen und Tüchern in einen endlosen Kampf gegen den Schmutz zu schicken, um die Sensoren sauber zu halten. Da dies der autonomen Philosophie von Quellaveco widerspricht, arbeitet das Wartungsteam auch an einem automatisierten Gebläsesystem, das den Staub rund um die Uhr fernhält.
Aber der Aufbau eines digitalen Bergwerks hat auch neue Möglichkeiten eröffnet. Angesichts der unterschiedlichen Fähigkeiten, die erforderlich sind, um autonome Transport- und Bohrausrüstung zu betreiben, hat Anglo American viele neue Mitarbeiter ohne vorherige Erfahrung eingestellt und sie von Grund auf geschult.
"Zwei Drittel unserer Arbeiter haben noch nie im Bergbau gearbeitet, was sehr einzigartig ist. Viele hatten noch keinen Führerschein, bevor sie zu uns kamen."
Karen Huamantuma, die kürzlich ihren Abschluss in Bergbautechnik an der nahegelegenen National University of Moquegua gemacht hat, gehört zu den neuen Mitarbeitern. Ihre Finger streifen über die Tastatur, während sie zwei Pit Viper-Bohrgeräte überwacht, die mehrere hundert Meter entfernt bohren. Über ihrem Kopf zeigt ein großer Bildschirm den Kraftstoff- und Wasserstand an jeder Maschine an und zeigt deren Fortschritt durch die Abfolge der zu bohrenden Löcher an.
„So etwas haben wir nie gelernt. Ich meine, wir wussten nicht einmal, dass es so etwas gibt“, sagt sie. Auf einem ergonomischen Bürostuhl sitzend, meint sie, dass der größte Gewinn der Komfort und die Bequemlichkeit sind.
"Wir sind weder Schmutz und Staub ausgesetzt, noch sind wir durch Steinschlag oder Ähnliches gefährdet ... das ist bequemer, als zu Hause zu sein."
Ein weiterer Vorteil ist die Vereinfachung der Entscheidungsfindung. In einer niedrigen Hütte am Rande des Bergwerks sitzt die Einsatzleitung von Quellaveco. Hier sitzen etwa zwanzig Ingenieure wie Huamantuma vor langen, gebogenen Bildschirmen und überwachen jeden Aspekt des Minenbetriebs, vom Bohren und Fördern bis zum Mahlen und Verladen.
Da sich nun alle wichtigen Akteure in einem Raum befinden, kann die Identifizierung von Herausforderungen und die Koordinierung einer Reaktion nur wenige Minuten und nicht mehr einen halben Tag dauern. Wenn zum Beispiel die Metallausbringung in der Konzentratormühle aufgrund niedrigerer Kupfergehalte sinkt, kann ein kurzes Wort des Anlagenbetreibers an den Bergwerksplaner dafür sorgen, dass das Bergwerk mit dem Abbau von reicherem Erz beginnt.
„Wir können Datentrends erkennen, bevor es ein echtes Risiko gibt, und Korrekturmaßnahmen ergreifen, bevor es überhaupt zu einem Problem kommt“, erklärt Mancell.
