Die Kansanshi-Mine in Sambia ist die größte Gold- und Kupfer-Tagebaumine Afrikas. Mit Gruben, die sich über eine Länge von bis zu 3 km erstrecken und in einer geologisch komplexen Umgebung aus Dolomit, Marmor und Schiefergestein liegen, ist die Hangstabilität für den sicheren und effizienten Betrieb der Mine von entscheidender Bedeutung. First Quantum Minerals Ltd. (FQML) hat durch den Einsatz modernster interferometrischer Synthetic Aperture Radar ( InSAR )-Technologie eine bemerkenswerte Reduzierung der Hangverschiebungen um 50 % erreicht.

Risiken und Fokus auf Hangstabilität.

Die häufige Hanginstabilität in der Kansanshi-Mine war auf mehrere Faktoren zurückzuführen, darunter erodiertes Material, hoher Wasserdruck und strukturelle Veränderungen im Gestein. Diese Bedingungen erhöhten das Risiko von Erdrutschen, die zu Betriebsunterbrechungen führen und die Sicherheit der Arbeiter gefährden konnten. Die Gewährleistung der Stabilität in kritischen Bereichen wie dem oberen Hang von M15 wurde für FQML zu einer obersten Priorität.

Herausforderungen im Bergwerk Kansanshi.

Erodierte Materialien: Die ständige Erosion schwächte die Stabilität der Hänge und erhöhte die Wahrscheinlichkeit von Erdrutschen.
Hoher Wasserdruck: Die Ansammlung von Wasser an den Hängen erhöhte den Porendruck und trug zur Instabilität des Geländes bei.
Strukturelle Variationen: Die komplexe Geologie aus Dolomit, Marmor und Schiefergestein stellte zusätzliche Herausforderungen an die Aufrechterhaltung der Hangstabilität dar.

Innovative Lösung: InSAR

Als Reaktion auf diese Herausforderungen hat FQML im Jahr 2021 die InSAR- Technologie eingeführt, die von SkyGeo , um Bodenbewegungen effektiver zu überwachen und zu verwalten. Das InSAR-System nutzt interferometrisches Synthetic Aperture Radar, um hochauflösende Bilder des Geländes zu erhalten, wodurch selbst kleinste Verschiebungen, die auf zukünftige Unregelmäßigkeiten hindeuten könnten, präzise erkannt werden können.

Was ist die InSAR-Technologie und wie funktioniert sie?

Die InSAR-Technologie ist eine Fernerkundungstechnik, die mehrere Radardurchläufe nutzt, um Bodenverschiebungen mit Millimetergenauigkeit zu messen. Durch den Vergleich der Phasen der zu unterschiedlichen Zeitpunkten von der Erdoberfläche reflektierten Radarwellen kann InSAR selbst kleinste Bodenbewegungen erkennen.

Hohe Auflösung und Genauigkeit: InSAR liefert detaillierte Daten zu Bodenbewegungen und ermöglicht so die frühzeitige Erkennung gefährlicher Verschiebungen.
Kontinuierliche Überwachung: Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ermöglicht sie eine ständige Echtzeitüberwachung der Hangstabilität.
Große Abdeckung: Die Technologie kann große geografische Gebiete abdecken, was ideal für Tagebaubetriebe wie Kansanshi ist.

Die Überwachung erfolgte mit den folgenden Methoden (linkes Bild): Sichtprüfungen, bodengestützte Radarsysteme, robotergesteuerte Totalstationen (rote Rauten), Prismen mit Totalstationen (schwarze Rauten) und Piezometer (umgekehrte blaue Dreiecke). InSAR wurde ab 2021 eingesetzt, um die bestehenden bodengestützten Systeme vierteljährlich zu ergänzen und einen größeren Bereich abzudecken (rechtes Bild). Die Häufigkeit wurde auf monatlich geändert, als eine Warnung für die M15-Mauer ausgegeben wurde, und auf alle 11 Tage erhöht, als InSAR zu einem wichtigen Überwachungsinstrument wurde.

Großer Unterschied in Bezug auf Sicherheit und Kosten.

Die Implementierung von InSAR hat sich erheblich auf die Sicherheit und die Betriebskosten der Kansanshi-Mine ausgewirkt. Durch kontinuierliche Datenerfassung und -analyse hat SkyGeo Frühwarnungen herausgegeben, die es dem geotechnischen Team von FQML ermöglicht haben, Risiken proaktiv zu mindern.

Die wichtigsten Vorteile von InSAR in Kansanshi

Risikominderung: Die Fähigkeit, minimale Verschiebungen zu erkennen, hat frühzeitige Maßnahmen ermöglicht und so das Risiko größerer Erdrutsche verringert.
Kostenoptimierung: Durch Erdrutschprävention und frühzeitige Maßnahmen konnten die Kosten für Reparaturen und Ausfallzeiten gesenkt werden.
Verbesserte Arbeitssicherheit: Durch die Sicherung der Hangstabilität wurde eine sicherere Arbeitsumgebung für die Minenarbeiter geschaffen.

Implementierung proaktiver Lösungen.

Dank der von InSAR ausgegebenen Warnmeldungen konnte FQML wirksame Lösungen wie die Installation von horizontalen Abflusskanälen und Entlastungsbrunnen zur Verringerung des Wasserdrucks an den Hängen umsetzen. Darüber hinaus hat die Antares-Plattform von SkyGeo die Priorisierung von Hochrisikogebieten mithilfe farbcodierter Risikostufen erleichtert, was eine schnelle Auswertung und Reaktion durch das geotechnische Team ermöglicht.

Echtzeitüberwachung und Warnmeldungen.

Mitte 2022 zeigten Daten von InSAR fortschreitende Verschiebungen entlang der Westseite des M15-Hangs mit Geschwindigkeiten von bis zu -101 mm/Jahr. Diese Verschiebungen bildeten ein kreisförmiges Senkungsmuster, das auf einen möglichen Hangrutsch hindeutete. Dank der Echtzeitüberwachung konnte FQML umgehend eingreifen, um eine potenzielle Katastrophe abzuwenden.

Greifbare Ergebnisse

50 % weniger Verschiebungen: Durch den Einsatz von InSAR konnten Hangbewegungen deutlich reduziert und die Gesamtstabilität des Bergwerks verbessert werden.
Vermeidung von Betriebsunterbrechungen: Durch die Fähigkeit, Risiken zu erkennen und zu mindern, konnte der Bergbaubetrieb ohne größere Unterbrechungen aufrechterhalten werden.
Erhöhte Betriebssicherheit: Die Technologie hat das Vertrauen von FQML in seine Risikomanagementstrategien und die Sicherheit seiner Anlagen gestärkt.

Topografische Vermessungen ermöglichten eine weitere Beurteilung der Lage, und nachfolgende Aktualisierungen und Konsultationen führten dazu, dass wir uns auf diese Bereiche konzentrierten. Von diesem Zeitpunkt an wurden die topografischen Vermessungen in diesem Teil des Geländes intensiviert. Die Zeitleiste veranschaulicht den Ablauf der Ereignisse von Juni 2022 bis November 2022 sowie das positive Ergebnis. All dies wurde durch die proaktiven Maßnahmen ermöglicht, die unter Anleitung von SkyGeo und InSAR umgesetzt wurden.

Bedeutende Fortschritte im Bereich des Risikomanagements im Bergbau

Die Einführung der InSAR-Technologie hat für First Quantum Minerals Ltd. in der Kansanshi-Mine einen entscheidenden Wandel bewirkt. Durch die Bereitstellung zuverlässiger, hochauflösender Daten zu Bodenbewegungen ermöglicht InSAR ein proaktives Management der mit Hanginstabilität verbundenen Risiken und gewährleistet so die Sicherheit der Arbeiter und die Kontinuität des Bergbaubetriebs.

Um mehr über fortschrittliche geotechnische Überwachungslösungen und Risikomanagementtechnologien zu erfahren, besuchen Sie unsere Website und lesen Sie unsere Artikel zum Thema InSAR-Technologie.

InSAR-Technologie reduziert Erdrutschverschiebungen in der Kansanshi-Mine um 50 %