Sigfox-Lösung: Bergbauschächte über 0G-Netz digitalisiert

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Die Wächter der RAG AG Tagesöffnungen im Feldeinsatz an einer Protegohaube, die als Flammendurchschlagsicherung dient. Von links: Stefan Schnell (RAG), Filip Schmachtenberger (THGA), Bastian von Gruchalla (THGA, mit Sigfox-Station), Steffen Kruse (THGA) und Prof. Dr. Bernd vom Berg (THGA) (Foto: Sigfox)

Die RAG AG hat damit begonnen, über das Sigfox-0G Netz verlassene Tagesöffnungen, Schächte und Stollen des Steinkohlebergbaus zu digitalisieren. Alleine in Nordrhein-Westfalen gibt es rund 60.000 davon.

Das Ziel dieser IoT-Anbindung ist die kontinuierliche Überwachung von Veränderungen in Echtzeit, um den Schutz vor Tagesbrüchen zu erhöhen und den Aufwand für Vor-Ort-Inspektionen zu reduzieren. Das Sigfox-0G basierte Bergbauschacht-Überwachungssystem, das auch zur Langzeitdokumentation dient, wurde vom Forschungszentrum Nachbergbau und dem Wissenschaftsbereich Elektro-/Informationstechnik und Wirtschaftsingenieurwesen der Technischen Hochschule Georg Agricola konzipiert und in Kooperation mit der RAG AG zur Serienreife geführt.

Das über Solargenerator betriebene 0G-basierte Remote-Monitoring-System besteht aus Seilzug-Schaltern als Sensoren und einem Mikrocontroller mit Funktransceiver, der die Daten über Sigfox-0G-Netze in eine Überwachungs-Cloud überträgt. Die Sensoren überwachen beispielsweise die senkrechte Bewegung der Füllsäule eines alten Bergbauschachts. Die über Sigfox-0G-Netz eingesammelten Daten lassen sich in der Cloud zu Überwachungszwecken darstellen und im Alarmfall automatisch an eine vordefinierte Meldekette per SMS und eMail senden.

Echtzeitüberwachung selbst einfachster Gegenstände und Zustände möglich

„Die in unserem Zuständigkeitsbereich liegende, mehr als 5.200 Quadratkilometer große Steinkohlenberechtsame mit rund 7.200 ehemaligen Tagesöffnungen gilt es konstant zu überwachen, denn in einem Teilbereich von rund 100 Quadratkilometer sind jederzeit Tagesbrüche möglich. Jährlich werden deshalb unter anderem rund 6.000 Befahrungen durchgeführt, um rechtzeitig präventiv eingreifen zu können. Zur Minimierung dieser persönlichen Inaugenscheinnahme und zur Echtzeitüberwachung jedweder Veränderung werden ausgewählte Tagesöffnungen nun auch konstant über Sigfox-0G-Netzanbindung überwacht“, erklärt Dipl.-Ing Frank Wollnik vom Bereich Standort- und Geodienste der RAG Aktiengesellschaft.

„Die Sigfox-0G-Lösung für die Schachtüberwachung ist Bestandteil des sogenannten Mineberry-Systems, das solarbetrieben komplett autark arbeitet und sich dank modularem Aufbau für fast jede Art von altbergbaulichen Objekten eignet. Um die Cloud-Anbindung unserer Remote-Monitoring-Lösung besonders kosteneffizient, langlebig und wartungsfrei umzusetzen, haben wir bewährte Sensor-Technik an das innovative Sigfox-0G-Netz angeschlossen. Und da es weltweit ohne Roaming-Gebühren einsetzbar ist, kann unsere Lösung ebenfalls weltweit zum Einsatz kommen“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Bernd vom Berg, Leiter des Laboratoriums für elektrische Messtechnik und des Laboratoriums für Mikroprozessortechnik an der Technischen Hochschule Georg Agricola in Bochum.

„Das Monitoringsystem der RAG AG ist ein hervorragendes Beispiel für das Remote-Monitoring von Dingen und Zuständen, denen man bislang nicht ständig Beachtung schenken konnte, weil es zu teuer oder zu energiehungrig war, all diese Daten in Echtzeit zu erfassen. Mit Sigfox 0G wird jedoch die Echtzeitüberwachung selbst einfachster Gegenstände und Zustände möglich. Im Falle des Bergbaus kann man sich leicht vorstellen, dass es weltweit sehr viele Kontrollpunkte gibt, die man über Sigfox-0G-Netz überwachen kann. Insbesondere weil nach dem Kohleausstieg kein Geld mehr verdient wird, sind kosteneffiziente und wartungsarme Datenübertragungswege, wie sie Sigfox-0G bietet, besonders wichtig“, erklärt Stéphane Pâris Technical and Network Director bei Sigfox Germany.

Der 0G-Controller ist bei dem Remote-Monitoring-System zur Tagesöffnungs-Überwachung oberirdisch außerhalb des möglichen Ex-Bereiches installiert, während die Ex-geschützten Sensoren im Schacht verbaut sind. Da Funksignale über das Sigfox-0G-Netz über viele Kilometer hinweg übertragen werden können, ist ihr Einsatz auch in mobilfunkschwachen Bereichen möglich. Die Controller können dank batterieschonender Funktechnik auch über viele Jahre hinweg ohne Batteriewechsel betrieben werden. Installationen im ebenfalls funkkritischen unterirdischen Umfeld finden sich bereits im Wasserversorgungsnetz der Stadt Antwerpen. Voraussetzungen für weitläufige unterirdische Installationen sind jedoch Repeater, die alle drei bis fünf Kilometer positioniert werden müssen.

Quelle: Sigfox Germany GmbH

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