Forschungsprojekt UPNS4D+

Forschungsprojekt UPNS4D+

" Untertägiges 4D+ Positionierungs- Navigations- und Mapping System zur hochselektiven, effizienten und im höchsten Maße sicheren Gewinnung wirtschaftsstrategischer mineralischer Rohstoffe (UPNS4D+) "

Projektinformationen

Der Zugang zu wirtschaftsstrategischen Bodenschätzen ist von essentieller Bedeutung für die Zukunftsfähigkeit der modernen Industriegesellschaft. Vor allem wird die Versorgung Europas mit Stahlveredlern, Seltenen-Erden-Metallen und Platin-Gruppen-Elementen durch die Europäische Kommission als kritisch eingeschätzt.

3D-Punktwolke des Besucherbergwerks (Auszug)Die Nutzung vorhandener Lagerstätten an wirtschaftsstrategischen Bodenschätzen birgt ein enormes volkswirtschaftliches Potenzial auch in Deutschland. Eine wesentliche Herausforderung für eine nachhaltige Gewinnung dieser Art von Lagerstätten ist die erhöhte bergbau-geologische Komplexität (große Teufen, strukturgeologische Komplexität, Mächtigkeiten werthaltiger Gesteinshorizonte unter einem Meter, hohe Anforderungen an eine selektive Gewinnung). Eine ressourceneffiziente Gewinnung dieser wirtschaftsstrategischen Lagerstätten unter Einhaltung der Nachhaltigkeitsgrundsätze Sicherheit, Umweltverträglichkeit und öffentliche Akzeptanz erfordert eine hochselektive Gewinnung der werthaltigen Partien bei Minimierung der Förderung von Nebengestein. Eine zielgerichtete und sichere Gewinnung werthaltiger Partien setzt die Kenntnis und räumliche Verortung dieser werthaltigen Partien voraus. Daher ist erstens ein stets aktuelles 3D-Modell der Hohlräume mit Angaben zu den geotechnischen, ökonomischen, gewinnungs- und aufbereitungsrelevanten Materialeigenschaften von wesentlicher Bedeutung für den Betrieb. Die Automatisierung des dazu notwendigen Erkundungsprozesses ist Gegenstand des Teilvorhabens "Merkmalsextraktion zur Ressourceneffizienz". Das Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg ist für die Umsetzung dieses Teilvorhabens verantwortlich.

Vorhabenziel

Bild zeigt die Förderung duch das Bundesministerium für Bildung und ForschungIm Rahmen des Forschungsvorhabens sollen Lösungen für die Lithostratigraphie, die Kluftflächenanalyse, die Haufwerksanalyse und das Grubenbaumonitoring als Voraussetzungen für einen nachhaltigen, effektiven und selektiven Gewinnungsprozess erarbeitet werden. Darüber hinaus sollen ein Sicherheitsmonitoring (automatisiertes Monitoring von geometrischen Deformationen, von Feuchtigkeitsstellen und anderen Änderungen), sowie eine automatisierte Laufendhaltung von Teilen des Risswerkes (Gewinnungsriss und Geologische Riss) realisiert werden.

  • Geometrie - Kluftflächenanalyse: Erfassung, Monitoring und Charakterisierung von Kluftflächen als Grundlage der Bewertung der Standsicherheit und lokalen Abbaudimensionierung.

  • Geometrie - Haufwerksanalyse: Bestimmung der Korngrößenzusammensetzung und der Kornformen des Haufwerks als Grundlage zur Optimierung und Kontrolle von Gewinnungssprengungen und der nachgeschalteten Gesteinszerkleinerung.

  • Geometrie – Grubenbau: Ableitung des aufgefahrenen Grubenbaus aus den vorhandenen georeferenzierten Daten, Klassifizierung und Extraktion von ausgewählten, im Risswerk darzustellenden, Betriebsanlagen und –einrichtungen (Schienen, Elemente des Leitungssystems, der Bewetterungssanlage, der Elektroinstallation usw.)

  • Geometrie - Deformationsanalyse, Monitoring der Bergwerksgeometrie: Ableitung von Hohlraumkonvergenzen aus wiederholt automatisch gemessenen Teilen des Grubenbaus.

  • Lithostratigraphie: Automatisierte Erkundung und Vorhersage von geochemischen und gesteinsphysikalischen Eigenschaften der anstehenden Materialien im Untertagebergbau mit Hilfe von fernerkundungsbasierten Verfahren zur Objekt- und Merkmalserkennung und unter Nutzung verschiedenster Sensoren.

Aktuelles

Präsentation des Projektstandes zur Statuskonferenz der BMBF-Fördermaßnahme r4 (20.-21.10.2016)

Ansprechpartner

Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Ralf Donner

Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Ralf Donner


Projektleiter

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

Telefon +49 (0)3731 / 39-3555
Ralf [dot] Donnerattu-freiberg [dot] de



Dr. -Ing. André John

Dr. -Ing. André John


 

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

  andre [dot] johnatmabb [dot] tu-freiberg [dot] de



Dipl. -Geoinf. Andreas Geier

Dipl. -Geoinf. Andreas Geier


 

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

  Andreas [dot] Geieratmabb [dot] tu-freiberg [dot] de



Dipl. -Inf.(FH) Marc Donner

Dipl. -Inf.(FH) Marc Donner


 

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

  Mark [dot] Donneratmabb [dot] tu-freiberg [dot] de



M. Sc. Claudia Buhl

M. Sc. Claudia Buhl


 

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

  Claudia [dot] Buhlatmabb [dot] tu-freiberg [dot] de



M. Sc. Sebastian Varga

M. Sc. Sebastian Varga


 

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

  Vargasatmabb [dot] tu-freiberg [dot] de