Die Kansanshi-Mine in Sambia ist Afrikas größter Tagebau für Gold und Kupfer. Angesichts von Gruben, die sich über 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 fortschrittlicher interferometrischer Synthetic-Aperture-Radar-Technologie (InSAR) eine bemerkenswerte Risikoreduzierung von 50 % bei Hangverschiebungen erreicht.

Risiken und Schwerpunkt auf Hangstabilität im Bergwerk Kansanshi.

Die häufigen Hanginstabilitäten im Bergwerk Kansanshi waren auf mehrere Faktoren zurückzuführen, darunter erodiertes Material, hoher Wasserdruck und strukturelle Schwankungen im Gestein. Diese Bedingungen erhöhten das Risiko von Erdrutschen, die zu Betriebsstörungen führen und die Sicherheit der Arbeiter gefährden konnten. Die Gewährleistung der Stabilität in kritischen Bereichen wie dem oberen Hangabschnitt von M15 wurde für FQML zur obersten Priorität.

Abgetragenes Material: Die anhaltende Erosion schwächte die Stabilität der Hänge und erhöhte damit die Gefahr von Erdrutschen.
Hoher Wasserdruck: Die Ansammlung von Wasser an den Hängen erhöhte den Porendruck und trug zur Instabilität des Geländes bei.
Strukturelle Unterschiede: Die komplexe Geologie aus Dolomit, Marmor und Schiefergestein stellte die Aufrechterhaltung der Hangstabilität vor zusätzliche Herausforderungen.

Innovative frühzeitige Bodenüberwachung mit InSAR

Als Reaktion auf diese Herausforderungen führte FQML im Jahr 2021 die von SkyGeo bereitgestellte InSAR-Technologie ein, um Bodenbewegungen effektiver zu überwachen und zu steuern. Das InSAR-System nutzt interferometrisches Radar mit synthetischer Apertur, um hochauflösende Bilder des Geländes zu erstellen, wodurch sich selbst kleinste Verschiebungen, die auf künftige Unregelmäßigkeiten hindeuten könnten, präzise erkennen lassen.

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.

Der Einsatz von InSAR hat sich erheblich auf die Sicherheit und die Betriebskosten des Bergwerks Kansanshi ausgewirkt. Durch die 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, selbst kleinste Verschiebungen zu erkennen, hat frühzeitiges Eingreifen ermöglicht und damit das Risiko größerer Erdrutsche verringert.
Kostenoptimierung: Durch Erdrutschprävention und frühzeitiges Eingreifen konnten die Kosten für Reparaturen und Betriebsausfälle gesenkt werden.
Verbesserte Arbeitssicherheit: Durch die Sicherung der Hangstabilität wurde eine sicherere Arbeitsumgebung für die Bergleute geschaffen.

Erkenntnisse aus der InSAR-Überwachung treiben die Umsetzung proaktiver Lösungen voran.

Mitte 2022 stellte SkyGeo fortschreitende Verschiebungen entlang der Westflanke des M15-Hangs fest, deren Geschwindigkeit bis zu 101 mm/Jahr betrug. Diese Verschiebungen bildeten ein kreisförmiges Absenkungsmuster, was auf einen möglichen Hangrutsch hindeutete. Dank der Echtzeitüberwachung konnte FQML umgehend eingreifen, um eine potenzielle Katastrophe abzuwenden.

Dank der von InSAR ausgegebenen Warnmeldungen konnte FQML wirksame Maßnahmen ergreifen, wie beispielsweise die Installation von horizontalen Entwässerungskanälen und Entlastungsbrunnen, um den Wasserdruck an den Hängen zu verringern. Darüber hinaus hat die Antares-Plattform von SkyGeo die Priorisierung von Hochrisikogebieten anhand farbcodierter Risikostufen erleichtert und so eine schnelle Auswertung und Reaktion durch das geotechnische Team ermöglicht.

Greifbare Ergebnisse

50 % weniger Verschiebungen: Durch den Einsatz von InSAR konnten die Hangbewegungen deutlich reduziert werden, was die allgemeine Stabilität des Bergwerks verbessert hat.
Vermeidung von Betriebsunterbrechungen: Dank der Fähigkeit, Risiken zu erkennen und zu mindern, konnte der Bergbaubetrieb ohne größere Unterbrechungen aufrechterhalten werden.
Gestärktes Vertrauen in den Betrieb: 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

Der Einsatz der InSAR-Technologie und die Zusammenarbeit mit den InSAR-Experten von SkyGeo haben für First Quantum Minerals Ltd. im Bergwerk Kansanshi einen entscheidenden Wendepunkt markiert. Durch die Bereitstellung zuverlässiger, hochauflösender Daten zu Bodenbewegungen hat InSAR ein proaktives Management der mit Hanginstabilität verbundenen Risiken ermöglicht und damit die Sicherheit der Mitarbeiter sowie die Kontinuität des Bergbaubetriebs gewährleistet.

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

InSAR-Erkenntnisse tragen dazu bei, die Sicherheit in der Kansanshi-Grube zu gewährleisten