Digitales beißt sich durch Forscher präsentieren „intelligentes“ KI-Bohrgerät für den Bergbau

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Das Projekt heißt „Mine.IO“ und es will den Bergbau in die digitalisierte Zukunft bringen. Forscher aus ganz Europa von Finnland bis Griechenland arbeiten dafür zusammen ...

Nach intensiven Vorarbeiten im Rahmen des Projekts „Mine.IO“ haben jetzt die Praxisversuche an der Pilotanlage in der Reiche Zeche begonnen. Bis zum Projektende im Juni 2026 arbeiten die Forscher nun an der Digitalisierung der Explorationsbohranlage, die jetzt schon die künstliche Intelligenz (KI) mit Daten füttert, wie es weiter heißt. Ein Besuch in der Pilotanlage (144 Meter unter Tage) in der Reichen Zeche, dem Forschungs- und Lehrbergwerk der TU Bergakademie Freiberg malt folgendes Bild: Scheinwerfer erleuchten orange-braun die Wände, am Boden sammeln sich Pfützen, Kabelführungen laufen an der Decke entlang. Das Projektteam trägt Helme, Gummistiefel und Overalls. Sieht eigentlich tyisch aus, doch hier geht es um den Bergbau 4.0, der in Zukunft digitalisiert ist und an einigen Stellen ohne Menschen funktionieren soll.

KI zeichnet automatisch ein Bild der geologischen Beschaffenheit

Deswegen gibt es auch einen besonderen Versuchsstand, der aus einem Bildschirm und dem Explorationsbohrgerät besteht – letzteres ist übrigens Stand der Bergbautechnik. „Das Ziel unseres Projekts besteht darin, dieses Bohrgerät zu digitalisieren, den Bohrhauer, der unter Tage arbeitet, zu unterstützen, die Effizienz zu steigern und den gesamten Bohrprozess zu überwachen“, erklärt Max Friedemann, einer der Projektmitarbeiter. Die Daten werden dann in einer sogenannten digitalen Infrastruktur zusammengefasst, um sie über Tage auswerten zu können. Übertragen werden die Daten in Echtzeit. Und zwar über ein eigenes untertägiges Glasfasernetz. Gespeichert werden die Informationen in einer Cloud. Das entscheidend Neue sei die Kommunikation zwischen dem Bohrgerät und einer künstlichen Intelligenz. Dafür ist das Bohrgerät mit verschiedenen Sensoren ausgestattet. Durch die Forschung könnten Bestandsmaschinen jeglichen Alters in die digitale Welt überführt werden. Friedemann: „Wir wissen jederzeit exakt, wo sich unsere Bohrkrone im Loch befindet. Wir messen die Rotationsgeschwindigkeit, die hydraulischen Drücke und die Vibration und Schwingungen des Geräts.“ Mal arbeitet sich der Bohrer durch Erz, dann wieder durch Gneis, eine durch Hitze und Druck entstandene Schicht aus unterschiedlichen Mineralen. Die KI analysiert dabei die gewonnenen Daten und bildet während des Bohrens die Geologie des Bohrlochs ab.

Eine zweite KI checkt kontinuierlich den Zustand des Bohrkopfes

Der neuralgische Punkt am Explorationsbohrer ist laut Friedemann der Kopf des Bohrgerätes. Denn er trägt eine Diamantenkrone, mit deren Hilfe sich das Bohrgestänge durch die Schichten bricht. „Wir haben ungefähr einen Verschleiß von einem Millimeter Bohrkrone mit aufgesetzten Diamanten pro zehn Meter Loch“, präzisiert der Experte. Jede Bohrkrone schafft deshalb zwischen 60 und 100 Metern, bevor man sie austauschen muss. Dabei kommt auch eine zweite KI ins Spiel. Bei dieser berechnen Algorithmen, die bekanntlich auf KI-Basis fungieren, wie lange man die Bohrkrone noch benutzen kann, oder wann man sie spätestens tauschen sollte, um kosteneffizient – und damit letztendlich nachhaltig – zu arbeiten. Zum jetzigen Zeitpunkt werden die KI-Algorithmen mit den bereits gewonnenen Daten entwickelt, angelernt und getestet, heißt es dazu. Und die ersten beiden Bohrlöcher sind vollständig gebohrt. Die Daten daraus sind aufbereitet. In den verbleibenden Projektmonaten werden noch mindestens drei weitere Löcher gebohrt, wobei man die Datenrückführung von den Projektpartnern direkt an den Bohrort in Echtzeit testen will, wie es abschließend heißt.

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