Aktuelle Forschungsprojekte

Hier finden Sie eine Übersicht über unsere aktuellen Forschungsprojekte, gruppiert nach den Smart Services entsprechend der Dateninformationswertschöpfungskette, die Sie in der Übersicht unserer Forschungsschwerpunkte finden.

AUTOMATISIERUNG

AUTOMATED BOLT RELOAD

Das Ziel des Automated Bolt Reload (ABR) Projektes ist die Entwicklung eines robusten automatisierten Systems zum Nachladen des Magazins mit Ankern. Dieser Arbeitsvorgang wird bis heute manuell durchgeführt. Die Überwachung des Nachladevorgangs sowie des Ankersetzen wird mit einem Sensorsystem erfolgen. Damit werden drei übergreifende Ziele verfolgt: 1) Höhere Sicherheit und verbesserte Arbeitsbedingungen, 2) Effizienzsteigerung durch die Ausführung von parallelen Aktivitäten und der Verkürzung der Zyklen für das Ankersetzen und 3) Einfache Implementierung des automatisierten Verfahrens und Integration in bestehende Arbeitsprozesse.

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POSITIONIERUNG & NAVIGATION

UNDERGROUND ROBOTIC SYSTEM (UNDROMEDA)

Das UNDROMEDA (Underground Robotic System for Monitoring, Evaluation and Detection Applications) Projekt zielt auf die Entwicklung eines robotergestützten unterirdischen Messsystems für die autonome 3D-Kartierung und -Überwachung ab. Das System basiert auf einer mobilen, radgetriebenen Plattform, die zusätzlich mit einer fliegenden Drohne ausgestattet ist, um besonders unbekannte, schwer zugängliche oder gefährliche Bereiche in Untertagebergwerken und weiteren unterirdischen Umgebungen, wie Tunnel oder Kanalsysteme, zu befahren. UNDROMEDA ist ein Meilensteinprojekt im Rahmen der aktuellen Sprungbrett-Entwicklung zur "unsichtbaren, schadstofffreien, intelligenten, sicheren und völlig autonomen" Mine und ermöglicht es, sich den damit verbundenen Herausforderungen für den zukünftigen Bergbau in Bezug auf soziale und ökologische Akzeptanz sowie wirtschaftliche Effizienz zu stellen.

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AUTONOMOUS ROBUST TRANSPORT SYSTEM (ARTUS)

Ziel des Projekts ARTUS (Autonomes robustes Transportsystem für hybride umweltschonende Rohstoffgewinnung auf Basis knickgelenkter Sonderfahrzeuge) ist es, ein System zum Betrieb einer Flotte autonom arbeitender Sonderfahrzeuge für hybride, d.h. über- und untertägige Bergbau­umge­bungen zu entwickeln. Damit wird eine umweltschonendere und nachhaltigere Gewinnung mineralischer Rohstoffe ermöglicht, da sowohl im Hinblick auf die Einzelmaschine die Auslastung verbessert, Verbrauch und Verschleiß vermindert, als auch die Produktivität des Gesamtsystems optimiert werden kann.

Vor diesem Hintergrund ist das Ziel des AMT, ein offenes, hersteller- und schnittstellenneutrales Kommunikationssystem für eine übergreifende Maschine zu Maschine Kommunikation in die Anwendung zu bringen. Im Rahmen des Projekts ARTUS wird ein solches System erstmalig für mobile Bergbaumaschinen umgesetzt und validiert. ARTUS ist damit ein führendes Beispiel für Bergbau 4.0 Kommunikation und kann als Basis für die offene Standardisierung und Spezifikation im Bereich Bergbau und OPC UA dienen.

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MATERIALERKENNUNG

INTELLIGENTE SCHNEIDWALZE

Im Rahmen des Projektes Walze 4.0 erfolgt die Entwicklung einer intelligenten Schneidwalze, die mit bergbautauglichen Sensoren ausgestattet ist. Dabei sollen Acoustic Emission-Signale (AE-Signale) am Schneidmeißel ausgewertet werden. Somit wird erstmals eine Materialerkennung direkt während des Schneidprozesses ermöglicht. Durch die Unterscheidung von Kohle und Nebengestein während des Schneidprozesses soll eine effiziente Gewinnung ermöglicht werden. Für die Entwicklung einer solchen Schneidwalze müssen zunächst die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Materialklassen und den AE-Signalen identifiziert werden.

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MINE SAFETY

HEET II

Das Projekt HEET II steht für die Entwicklung eines innovativen, hocheffizienten Energiesystems für Maschinen und Geräte, um die Arbeitssicherheit im untertägigen Bergbau, in explosionsgefährdeten Atmosphären wie z.B. in Kohlebergwerken, zu erhöhen. Das entwickelte System wird aus vier Subsystemen bestehen:

  • Die Übertragung von Elektrizität mit Eindraht-Technologie,
  • Die Übertragung von Elektrizität mit Drahtlostechnologie,
  • Integration der Schiene der Einschienenhängebahn und
  • Überwachungs- und Steuerungssystem des Stromversorgungsnetzes.

Das AMT wird eine Plattform zur Überwachung der Parameter des Systems und der Umgebung implementieren und diese an die Tagesoberfläche senden. Diese Subsysteme werden in Zusammenarbeit mit einem interdisziplinären Konsortium aus Deutschland, Polen und Rumänien entwickelt und implementiert.

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SCALE SENSE

Ziel des ScaleSense Projektes ist die Entwicklung eines sensorbasierten Systems für die Detektion von Losem beim Beraube-Vorgang sowie die Integration dieses Systems in einen Scaler. Diese Neuentwicklung soll im untertägigen Bereich zur Durchführung des Beraube-Vorgangs nach der sprengenden Gewinnung von Rohstoffen eingesetzt werden. Dadurch soll ein Beitrag geleistet werden, den steigenden Anforderungen an die Rohstoffindustrie gerecht zu werden. Der Bergwerksmitarbeiter soll zum einen bei der Identifikation von zu beraubenden Stellen unterstützt werden, damit der komplexe und zugleich sicherheitsrelevante Schritt des Beraubens nicht ausschließlich von menschlichen Entscheidungen abhängt. Weiterhin soll die Echtzeit-Überwachung des Beraube-Vorgangs einen Beitrag dazu leisten, diesen effizienter zu gestalten.

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INCREASING EFFICIENCY AND SAFETY IN MINING TRANSPORTATION

Das Projekt INESI (Increasing Efficiency and Safety Improvement in Underground Mining Transportation Routes) hat drei Projektziele, bei denen Sensorverfahren zum Einsatz kommen, die am AMT entwickelt werden:

  • die Sicherheit in untertägigen Bergwerken durch den Einsatz eines präzisen Ultra-Breitband-Funk-Lokalisierungssystems (UWB) zu erhöhen
  • Effizienzsteigerungen durch die Positionsbestimmung von Einschienen-Hängebahnen und daraus resultierende Optimierungen bei der Transportlogistik mithilfe von Ultra-Wideband Funktechnologie
  • Personendetektion auf Gurtbandförderanlagen in gefährlichen Bereichen mittels Infrarothermographie (IR) zu ermöglichen

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SAFE AND INNOVATIVE MINE TRANSPORTATION

Ziel des Projektes BUSDUCT (Increase of mines efficiency and health protection through the innovative transport system based on BUSDUCT) ist es einen Prototypen, einer über eine Schleifleitung mit elektrischer Energie versorgten Einschienenhängebahn (EHB), zu entwicklen. Diese elektrisch angetriebene EHB wird für den Einsatz in potentiell explosionsgefährdeten Bereichen des polnischen Steinkohlenbergbaus ausgelegt. Durch den elektrischen Antrieb ist die EHB in der Lage mit höherer Geschwindigkeit zu fahren, wodurch eine Effizienssteigerung in den Logistikprozessen der Bergwerke erreicht werden kann.

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PREDICTIVE MAINTENANCE

MAINTAINED MINE AND MACHINE

Das Ziel von MaMMa (Maintained Mine & Machine) ist es, die Verfügbarkeit, Effizienz und Sicherheit von Maschinen und Bergwerken durch den Einsatz eines intelligenten, integrierten und ganzheitlichen Maintenace-Systems zu verbessern. Unerwartete und ungeplante Störungen bei Maschinen und Infrastrukturen sind die Hauptursache für kostspielige Betriebsstörungen untertage und sollen durch das im Rahmen des MaMMa Projekts erarbeitete Software-System minimiert werden. Gleichzeitig ermöglicht das System Mitarbeitern und Beratern eine bessere, effizientere Planung von Wartungsarbeiten basierend auf Echtzeitdaten zum Zustand der Maschinen und Anlagen untertage.

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DEEP SEA MINING

BLUE HARVESTING

Das Ziel des Blue Harvesting Projekts ist es, einen hydraulischen Kollektor für Manganknollen aus der Tiefsee zu entwickeln. Der Kollektor ist eine der Kernkomponenten für den industriellen Abbau von Manganknollen, deren Nutzung zur langfristigen Sicherung der Rohstoffversorgung beitragen kann. Im Blue Harvesting Projekt wird ein spezieller Fokus auf die Entwicklung eines Kollektors gelegt, der einen möglichst geringen Einfluss auf die Tiefseeumwelt hat.

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INNOVATION UND TRANSFER

MINE ReWIR

Das vom BMBF in der Programmfamilie „Strukturwandel & Innovation“ geförderte und sich aktuell in der Konzeptphase befindliche Projekt „Mine ReWIR“ bringt relevante Akteure rund um das Rheinische Revier in einem Bündnis zusammen, um ein regionales Innovationsnetzwerk aufzubauen und so den Braunkohleausstieg gemeinsam mit den direkt betroffenen Bergbauzulieferunternehmen vorzubereiten.

Dafür sollen in den kommenden Jahren gemeinsam mit Unternehmen, kommunalen Stakeholdern und der Wissenschaft Innovationspfade im Bereich Digitalisierung, Internationalisierung und Nachhaltigkeit erschlossen werden, um die in der Region verankerten Kompetenzen im Bereich der primären Rohstoffgewinnung weiterzuentwickeln und in neue Anwendungsbereiche zu transferieren. Know-How soll dabei in der Region gehalten, zukünftige Chancen und Potentiale genutzt werden und so zu einem nachhaltigen Strukturwandel beitragen.

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