Die Europäische Kommission hat 8,4 Mio. EUR für ein dreijähriges H2020-Projekt bereitgestellt, das eine Plattform für künstliche Intelligenz zur Überwachung und Analyse von Bergbaustandorten in ganz Europa entwickelt. Das Projekt mit dem Namen Goldeneye wird Lösungen entwickeln, die die Sicherheit, den Umwelteinfluss und die Rentabilität von Bergbaubetrieben verbessern, indem eine Plattform geschaffen wird, die Erdbeobachtungstechnologien mit der Erfassung vor Ort kombiniert.

Die europäische Produktion und Infrastruktur hängen von der Versorgung mit hochwertigen Rohstoffen ab. Die Gewährleistung einer verantwortungsvollen Produktion der benötigten Materialien in europäischen Bergbaubetrieben garantiert eine nachhaltige Versorgung und verhindert, dass europäische Länder von Importen aus globalen Märkten abhängig werden. Um die Entwicklung der europäischen Bergbauindustrie durch technologische Lösungen zu unterstützen, integriert die Goldeneye-Plattform Informationen aus satellitengestützten Erdbeobachtungsdaten (EOD), Drohnen-Überflugsensoren und vor Ort aufgezeichneten Daten.

Das Projekt wird vom finnischen VTT Technical Research Centre koordiniert. Das Konsortium besteht aus 16 europäischen Unternehmen und Forschungspartnern. Es arbeitet bei der Plattformentwicklung zusammen und bringt die Arbeit von Sensorexperten, Lösungsanbietern und europäischen Bergbaubetrieben zusammen.

Daten kombinieren, um Risiken zu minimieren

Das Goldeneye-Projekt wird eine einzigartige Kombination von Fernerkundungs- und Positionierungstechnologien mit Datenanalyse- und maschinellen Lernalgorithmen implementieren. Die Plattform ermöglicht es, Satelliten-, Drohnen- und In-situ-Sensoren, hochauflösende Daten des gesamten Bergbaubetriebs zu sammeln, die dann verarbeitet und in umsetzbare Informationen umgewandelt werden können, die eine effizientere Exploration, Gewinnung und spätere Stilllegung ermöglichen.

„Mit Goldeneye lösen wir nicht nur ein Problem. Unser Ziel ist es, verschiedene Technologien auf einer Plattform zusammenzuführen, die sowohl Unternehmen als auch Regierungen innovative Lösungen bietet und sich positiv auf die gesamte Bergbauindustrie auswirkt“, sagt der Projektkoordinator Marko Paavola von VTT.

Das Projekt wird auch die Analyse der Mineralogie der Lagerstätte mithilfe von Drohnen-integrierten geophysikalischen Sensoren sowie innovativen Nahfeldsensoren verbessern, einschließlich aktiver hyperspektraler Fotografie und zeitaufgelöster Raman-Spektroskopie. Die Plattform integriert diese Informationen in die Daten, die aus den Bildern und Radardaten verfügbarer Satelliten einschließlich Copernicus- und Sentinel-Systemen sowie ausgewählter globaler kommerzieller Satelliten gewonnen wurden.

Anwendungen für jede Phase des Lebenszyklus

Die Anwendungsfälle der Goldeneye-Plattform befassen sich mit den verschiedenen Phasen des Lebenszyklus eines Bergbaubetriebes von der Exploration bis zur Stilllegung und Bergbaufolgeaktivitäten. Die im Rahmen des Projekts entwickelten Anwendungen umfassen Rohstofferkennung, Sicherheitsüberwachung, Betriebsmanagement, Überwachung von Geogefahren und Umweltüberwachung.

In der Sicherheitsüberwachungsanwendung besteht das Ziel beispielsweise darin, die Sicherheit der Bergbaubetriebe zu verbessern, indem die Bergbaustandorte auf plötzliche Hang- und Bodenveränderungen überwacht und die Umgebung der Bergbaubetriebe analysiert werden, um etwaiges Entweichen von Bergbauwässern aufgrund ihres indirekten Einflusses auf die umgebende Natur zu erkennen.

Fünf Pilotstandorte in ganz Europa

Während des Projekts wird die Goldeneye-Plattform an fünf Standorten in ganz Europa getestet. Zwei Pilotstandorte, die Pyhäsalmi-Grube in Finnland und der Trepča-Bergbaukomplex im Kosovo, werden sich auf die Untersuchung der Umweltauswirkungen und der Standsicherheit der Bergbauhalden konzentrieren. Die Pyhäsalmi-Grube wird auch als Teststandort für die Positionierung des GNSS-Standorts in Innenräumen und die Turn-by-Turn-Navigation verwendet. Eine genaue Lageermittlung verbessert die Sicherheit der unterirdischen Abbaugebiete, da die Bergbauaktivitäten besser verfolgt werden können.

Zwei Feldversuchsstandorte, das Erzgebirge in Deutschland und das Panagyurishte-Revier in Bulgarien, werden sich auf die mineralogische Kartierung und die Rohstoffhöffigkeitsprognose konzentrieren. Die geophysikalischen Sensoren und Nahfeldsensoren werden verwendet, um Satelliteninformationen zu kalibrieren und mit Hilfe von KI-Algorithmen zu lernen. Ziel ist es, Explorations-Modelle mit Hilfe von hochauflösenden Bilddaten und verbesserter spektraler Kartierung wertvoller Mineralvorkommen in 3D zu entwickeln.

Der Anwendungsfall im Erzgebirge konzentriert sich auf die Erkundung potenziell wirtschaftlicher Erzkörper in einer stratiformen Zinnmineralisierung, die bisher nur wenig untersucht wurde. Die Mineralisierung besteht aus verteiltem und oft feinkörnigem Kassiterit in Phylliten und Quarzitschiefern. Es ist bekannt, dass in einem bis zu 200m dicken Paket, das sich seitlich etwa 10km erstreckt und mehrere hundert Meter tief ist, ein erhöhter Zinngehalt vorliegt. Innerhalb dieses Pakets wurden im 18. Jahrhundert mehrere Meter mächtige Schichten mit potenziell wirtschaftlichen Zinnqualitäten abgebaut. Die Charakterisierung der lateralen Ausdehnung und des Tiefenbereichs solcher Schichten sowie möglicher Erzkonzentrationen in ihnen ist das Ziel der aktuellen Exploration im Gebiet „Bockau“. Bei positiven Ergebnissen werden Bohrziele für die nächste Explorationsphase definiert.

Der fünfte Standort im rumänischen Distrikt Roşia Poieni zielt darauf ab, die Mineralvorhersagen mit einer Kombination aus Satellitenbildern und von Drohnen erzeugten Daten zu verbessern. Ziel ist es, die Rentabilität zu verbessern und die Bergbaugemeinde der Region zu unterstützen.

Darüber hinaus wird das Projekt eine Sensorlösung zur mineralogischen Bestimmung in Bohrungen entwickeln, die zeitgesteuerte Raman-Sensoren in Sandvik-Bohrgeräte integriert. Dies wird die Effizienz der Erzgewinnung verbessern und die Rentabilität der Bergbaubetriebe unterstützen.

Konsortialpartner:
AKG sh.p.k, Beak Consultants, Cuprumin, Dares Technologies, Earth Observing System, Galileo Satellite Navigation, OPT/NET, Radai, Sandvik Mining and Construction, Sinergise, Sitemark, Technical University of Cluj Napoca, Timegate Instruments, University of Oulu and University of Sofia, VTT