Application of Intelligent Rock Bolts for Mining and Critical Evaluation of the Potential, Limitations and Requirements

Gebirgssicherung wird häufig im untertägigen Bergbau angewandt und beinhaltet meistens Gebirgsanker, Spritzbeton und Bewehrungsmatten. Traditionelle Gebirgssicherung bietet keine inhärenten Überprüfungsmöglichkeiten; Messungen und Überprüfungen werden unabhängig von einander durchgeführt. Die Überprüfungen sind meistens diskontinuierlich und benötigen zusätzliche Ausrüstung und Arbeitsstunden. Außerdem sind visuelle Überprüfungen auf die Oberfläche beschränkt. Der Vorteil dieses Systems ist, dass es schon lange in Verwendung ist und darum die Techniken und Methoden ausgereift sind.
Von allen Gebirgsicherungsmethoden im untertätigen Berg- und Tiefbau werden Gebirgsanker am häufigsten verwendet (US Department of Interior Bureau of Mines Staff 1987). Zusammenfassend stellen intelligente Gebirgsanker einen Fortschritt in Bergbausicherheit und Gebirgssicherungstechnologie dar. Durch die Kombination von existierenden Ankersystemen mit neuen fortschrittlichen Sensoren hat dieses System das Potential den untertägigen Bergbau zu digitalisieren. Mit fortschreitender Entwicklung der Technologie wird die Zusammenarbeit von Bergbau von Geotechnik essentiell sein um die Anwendung zu optimieren damit die Zukunft des Bergbaus sicherer und nachhaltiger wird.
Die Dissertation beleuchtet die grundlegenden Prinzipien von intelligenten Gebirgsankern und die Möglichkeiten zur Erfassung von Verformungstrends, zur Erkennung struktureller Instabilitäten und die möglichen Nachteile dieses Systems. Durch numerische Simulationen und Datenerfassung in Echtzeit bieten intelligente Gebirgsanker wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung von Gebirgssicherungssystemen. Die derzeitigen Simulationen vereinfachen jedoch die Komplexität der realen Welt, was die Notwendigkeit einer weiteren Entwicklung deutlich macht. Ein kritischer Aspekt ist die Sensordichte, die strategisch festgelegt werden muss, um das erwartete Verhalten zu erfassen und die numerischen Modellierung zu validieren.
Trotz ihrer zahlreichen Vorteile und ihres Potenzials gibt es auch Nachteile, unter Anderem höher Kosten, die Stromzufuhr und die Notwendigkeit von Datenanalyse. Weitere Fortschritte bei der Sensorfusion, der Modellkalibrierung und der Kosteneffizienz sind unerlässlich, um dieses System im großem Maßstab im Bergbau einzusetzen. Letztendlich werden diese Systeme zur Digitalisierung der Gebirgssicherung beitragen, die Schadensrisiken verringern und ein sicherere, effizientere Bergbau- und Untertagebaupraxis fördern.