Forschungskatalog für intelligente Bergbauroboter veröffentlicht – Stärkung der Sicherheitsvorkehrungen
Die gefährliche, anstrengende und schmutzige Natur der Bergbauarbeit stellt seit Langem eine zentrale Herausforderung für die Sicherheit dar. Hochrisikobereiche unter Tage, intensive körperliche Arbeit und verborgene Gefahren stellen die Sicherheitsmanagementfähigkeiten der Branche immer wieder auf die Probe. Kürzlich veröffentlichte die chinesische Nationale Bergwerksicherheitsbehörde den „Katalog der wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für intelligente Bergbauroboter“ (im Folgenden: der Katalog), der sich gezielt mit dem Bedarf befasst, Menschen in gefährlichen Funktionen zu ersetzen. Der Katalog definiert sieben Hauptkategorien und 56 Entwicklungsrichtungen für Roboter und verleiht der Bergwerksicherheit damit neue technologische Impulse.
Dieser Katalog verdeutlicht nicht nur die Wege der Forschung und Entwicklung für intelligente Bergbauausrüstung, sondern signalisiert auch eine Beschleunigung hin zu einer Ära der Maschinensubstitution, in der technologische Innovationen zur Lösung von Sicherheitsproblemen und zur Förderung einer qualitativ hochwertigen Entwicklung im Bergbausektor eingesetzt werden.
Sieben umfassende Lösungsansätze für die drängendsten Probleme im Bergbau. Der Katalog deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab – vom Tunnelbau und der Gewinnung bis hin zur Rettung – und konzentriert sich dabei auf risikoreiche und anspruchsvolle Positionen. Jede Roboterkategorie adressiert spezifische operative Herausforderungen und trägt dazu bei, das Ziel „mehr Sicherheit durch den Schutz von Menschen vor Gefahren“ zunehmend zu erreichen.
Intelligente Tunnelbauroboter: Sicherer Zugang unter Tage. Der Tunnelbau ist die Speerspitze der Minenproduktion; traditionelle Tunnelbauverfahren erfordern Arbeiten in rauen, staubigen Umgebungen mit hohem Einsturzrisiko. Der Katalog listet sieben Einsatzrichtungen von Tunnelbaurobotern auf, darunter Roboterteams für die Ortsbrust, Bohr- und Verankerungsroboter sowie Sprengroboterteams. Diese Systeme zielen darauf ab, den gesamten Tunnelbauzyklus – Bohren, Verankern und Sprengen – zu automatisieren und Menschen bei risikoreichen Aufgaben zu ersetzen. Dadurch wird die Gefährdung des Personals erheblich reduziert und gleichzeitig die Effizienz und Genauigkeit des Tunnelbaus verbessert.
Intelligente Bergbauroboter: Die Basis für unbemannte Gewinnung. Bergbauarbeiten sind körperlich anstrengend und erfordern komplexe Ausrüstung. Risiken wie Deckeneinstürze und Gasausbrüche sind damit verbunden. Sieben verschiedene Bergbaurobotertypen – darunter Robotergruppen für Strebbaufronten, integrierte Abbau- und Stützroboter sowie Lade- und Schaufelroboter – eignen sich sowohl für Untertage- als auch für Tagebaue. Sie ermöglichen die intelligente Automatisierung von Kohleabbau, Deckensicherung und Verladung und tragen so zum Übergang von „manueller Überwachung und Betrieb“ zu „unbemannter Überwachung und intelligenter Steuerung“ bei.
Intelligente Transportroboter: Schaffung eines effizienten und sicheren Transportnetzes. Die Transportwege im Bergbau sind lang und die Umgebungen komplex; manuelles Fahren birgt die Gefahr von Kollisionen und Umkippen. Sechs Transportrobotertypen – darunter autonome Förderroboter, fahrerlose Einschienen-Förderroboter und Abraumentsorgungsroboter – sollen den unbemannten Transport, die Umladung und die Handhabung von Abraum sowohl unter Tage als auch im Tagebau ermöglichen. Durch präzise Positionierung und intelligente Einsatzplanung steigern diese Systeme die Effizienz und vermeiden Unfälle aufgrund menschlichen Versagens.
Intelligente Verarbeitungsroboter: Modernisierung der nachgelagerten Verarbeitung hin zu einer intelligenten Werkstatt. Verarbeitungsanlagen zeichnen sich durch dichte Anlagenanordnungen und staubige Bedingungen aus; manche Aufgaben erfordern die enge Interaktion von Menschen mit schweren Maschinen, was ein Verletzungsrisiko birgt. Vier Robotertypen für den Verarbeitungsbereich konzentrieren sich auf Schlüsselprozesse wie die Reagenzienvorbereitung und -dosierung, die Zugabe von Mahlkörpern und die Reinigung von Flotationszellen. Der Ersatz von Menschen bei sich wiederholenden, risikoreichen Aufgaben verbessert die Prozesspräzision und -stabilität und trägt zur Weiterentwicklung von Verarbeitungsanlagen hin zu intelligenteren und umweltfreundlicheren Betriebsabläufen bei.
Hilfsroboter: Aufbau eines umfassenden Sicherheitskonzepts. Hilfstätigkeiten erstrecken sich über alle Phasen der Minenproduktion, sind weit verteilt und bergen zahlreiche Risiken, wodurch sie ein Schwachpunkt im Sicherheitsmanagement darstellen. Der Katalog umfasst 25 Hilfsrobotertypen – die größte und vielfältigste Gruppe – darunter Exoskelett-Assistenzroboter, Streckenreparaturroboter, verschiedene Inspektionsroboter und Bohrlochbohrroboter zur Wasserkontrolle. Von der Streckeninstandhaltung und Geräteinspektion bis hin zur Vermeidung von Wassergefahren ersetzen diese Roboter Menschen umfassend bei gefährlichen, anstrengenden und schmutzigen Hilfsarbeiten und schaffen so ein umfassendes Sicherheitssystem.
Intelligente Sicherheitsroboter: Integrierte Risikoprävention und -kontrolle. Obwohl Sicherheitsroboter nicht als separate Modellgruppe aufgeführt sind, sind ihre Kernfunktionen in den anderen sechs Kategorien fest verankert. Durch die Integration von Sicherheitsüberwachungs- und Frühwarnmodulen in Tunnelbau-, Bergbau- und Inspektionsroboter fördert der Katalog ein integriertes „Arbeits- und Sicherheitssteuerungsmodell“. Dieses erfasst kontinuierlich wichtige Indikatoren wie Methankonzentration, Gebirgsdruck und Gerätestatus und ermöglicht die frühzeitige Gefahrenerkennung, wodurch Risiken minimiert werden.
Intelligente Rettungsroboter: Lebensretter im Notfall. Grubenunglücke schaffen komplexe und gefährliche Rettungsumgebungen, in denen manuelle Rettungsmaßnahmen das Risiko von Folgeverletzungen bergen. Der Katalog beschreibt sieben Einsatzrichtungen für Rettungsroboter, darunter die Erkennung von Katastrophengebieten, die Erkundung von Unterwasserumgebungen, die Brandbekämpfung und die Notentwässerung. Diese Roboter können in von Einsturz, Überschwemmungen oder giftigen Gasaustritten bedrohte Bereiche vordringen, um Umgebungsuntersuchungen, Such- und Rettungsaktionen sowie Notfalleinsätze durchzuführen. Sie liefern präzise Daten für Rettungsentscheidungen und maximieren den Schutz des Rettungspersonals.
Technologiegetriebener Weg zu intelligenteren und sichereren Bergwerken: Die Veröffentlichung des Katalogs der wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für intelligente Bergbauroboter skizziert einen klaren Entwicklungsfahrplan für die Branche der intelligenten Bergbauausrüstung und bietet solide technologische Unterstützung für die Sicherheit im Bergbau. Mit dem schrittweisen Einsatz dieser intelligenten Roboter wird sich das traditionelle arbeitsintensive Modell grundlegend verändern. Sie ermöglichen die vollständige Substitution risikoreicher Aufgaben, eine präzise Gefahrenabwehr und eine effiziente Notfallkoordination.
Mit Blick auf die Zukunft werden intelligente Bergbauroboter dank kontinuierlicher technologischer Weiterentwicklung zunehmend in Clusterbetrieb, mit höherer Autonomie und kollaborativen Systemen arbeiten. Dadurch werden Sicherheitslücken weiter beseitigt und die Branche von „Sicherheit unter Kontrolle“ zu „von Natur aus sicher“ weiterentwickelt. Diese Fortschritte werden dazu beitragen, moderne, umweltfreundlichere, intelligentere und sicherere Minen zu errichten.
