- Südafrika verlangt seit 2025 die Nutzung eigensicherer Geräte zur Lokalisierung von Bergleuten unter Tage nach einem Unfall.
- Die Herausforderung besteht darin, Standortdaten auch bei Stromausfällen oder Kabelbrüchen sicher zu übermitteln.
- Verschiedene Ortungstechnologien und redundante Funknetze erhöhen die Ausfallsicherheit der Systeme.
- Zusätzliche Kommunikationsmethoden wie Through-the-Earth-Technologie unterstützen Rettungseinsätze bei schwer beschädigter Infrastruktur.
In Südafrika sind Untertagearbeiter nun verpflichtet, Geräte mitzuführen, mit denen sich ihr letzter bekannter Standort ermitteln lässt. Im Jahr 2026 zeigen Harmony Gold, Gold Fields und Sibanye-Stillwater, warum die eigentliche Herausforderung nicht in einer bestimmten Funktechnologie liegt, sondern darin, Standortdaten auch dann verfügbar zu halten, wenn die Infrastruktur des Bergwerks ausfällt.
Die letzte bekannte Position wird zur Sicherheitsanforderung
Südafrika hat die Ortung von Untertagepersonal zu einem Bestandteil der Sicherheitsvorschriften für Bergwerke gemacht.
Eine am 28. März 2025 veröffentlichte Änderung von Kapitel 16 der Durchführungsbestimmungen zum Gesetz über Gesundheit und Sicherheit im Bergbau führte die Vorschrift 16.7 „Ortungssystem für vermisste Personen“ ein. Sie schreibt vor, dass niemand ohne ein eigensicheres Gerät unter Tage gehen darf, mit dem im Falle eines Verschwindens der letzte bekannte Standort ermittelt werden kann. Das System muss über eine Datenaufzeichnung verfügen, während Batterielebensdauer, Tests, Wartung und Schulungen ebenfalls in der Vorschrift geregelt sind. Quelle: Amtliches Regierungsblatt – Verordnung über Ortungssysteme für vermisste Personen
Die technologieneutrale Vorschrift schreibt weder RFID noch Bluetooth oder eine andere Funktechnologie vor. Die Bergwerke müssen selbst festlegen, wie ein Ortungssystem für vermisste Personen (Missing Person Locator, MPL) einen Standort ermittelt, die Daten übermittelt und diese im Notfall sicherstellt.
Auf dem „Missing Persons Locator Systems Day of Learning“ des Minerals Council South Africa am 8. Mai 2026 stellten Harmony Gold, Gold Fields und Sibanye-Stillwater ihre Umsetzungserfahrungen sowie die praktischen Probleme vor, an deren Lösung sie noch arbeiten. Quelle: MPL-Workshop 2026 des Minerals Council
Drei Bergbaukonzerne zeigen die Dimension der Aufgabe
In der Tshepong-Mine von Harmony Gold berichtet der Zulieferer A&R Engineering von 89 Ortungssendern und 4.900 georteten Stirnlampen, die in das Lampenraummanagement und andere Bergbausysteme integriert sind. Die Erfahrungen von Harmony zeigen, dass die Zuweisung von Tags, die Platzierung von Ortungspunkten, die Stromversorgung, die Netzwerkverfügbarkeit und die Wartung ebenso wichtig sind wie die Funkleistung.
Im Bergwerk „South Deep“ von Gold Fields ist das Ziel eine schrittweise Verfeinerung des Kontexts – vom Schacht und der Ebene hin zum Abbaugebiet und noch näheren Umkreis. Zusätzliche Systeme können beispielsweise anzeigen, dass ein Arbeiter zuletzt in der Nähe bestimmter Geräte in einem bestimmten Arbeitsbereich geortet wurde. Das Ziel ist es, das Suchgebiet bei Rettungseinsätzen zu verkleinern.
Sibanye-Stillwater veranschaulicht den Umfang der Infrastruktur. Phase 1 im Jahr 2026 umfasst Tags an allen Lampen, Handgeräte an den Schächten und geschultes Personal. Phase 2, die für 2028 angestrebt wird, umfasst zusätzlich eine bergwerksweite Verkabelung, Stromversorgungen, Schaltanlagen, Server an der Oberfläche und Steuerungssysteme.
Zwei Wege zur Ermittlung der letzten bekannten Position
Ein Ansatz ist Reader-zentriert. Der Arbeiter trägt ein Sendegerät bei sich, während Lesegeräte an bekannten Positionen unter Tage installiert sind. Wenn ein Lesegerät den Arbeiter erfasst, kombiniert das System die Identität der Person, den bekannten Standort des Lesegeräts und den Zeitstempel und sendet das Ereignis an die Leitstelle.
Graybeard Solutions präsentiert diese Architektur. Das südafrikanische Ingenieurbüro ist auf Konnektivität, Ortung und Automatisierung für den Bergbau und industrielle Umgebungen spezialisiert. Sein „Missing Persons Locator“ nutzt BLE und RFID, untertägige BLE-Beacon-Lesegeräte sowie eine webbasierte Ansicht für die Leitstelle. Quelle: Graybeard Solutions – Ortung von untertägigem Personal
Beispiele für robuste UHF/RFID-Lesegerät-Infrastruktur:
Passende Hardware
GNSS-Ortung kann unter Tage normalerweise nicht genutzt werden, da Satellitensignale das umgebende Gestein nicht durchdringen. Das Bergwerk legt daher eigene Positionsreferenzpunkte fest.
Ein zweiter Ansatz kehrt die Logik um. Fest installierte Ortungsbeacons senden ihre eigene Positions-ID aus. Das Gerät des Mitarbeiters empfängt diese ID, kombiniert sie mit seiner persönlichen Identität und einem Zeitstempel und sendet den Datensatz über einen separaten Kommunikationskanal.
Dadurch werden Standortbestimmung und Nachrichtenübertragung voneinander getrennt. Lesegerät-zentrierte Systeme ermöglichen einfachere Wearables und eine intelligentere ortsfeste Infrastruktur. Tag-zentrierte Systeme können einfachere Standort-Beacons verwenden, erfordern jedoch ein leistungsfähigeres Mitarbeitergerät. Eine hybride Architektur kann beides kombinieren.
Beispiele für BLE-Beacons als ortsbezogene Referenzpunkte:
Passende Hardware
Das Backhaul muss mehr als den Normalbetrieb überstehen
Die Ermittlung eines Standorts ist nur die Hälfte des MPL-Problems. Die zweite Frage ist, wie diese Informationen die Leitstelle erreichen, wenn Strom, Kabel oder Netzwerkgeräte ausfallen.
Glasfaser und Ethernet bieten vorhersehbare Kommunikation mit hoher Kapazität, doch ein Einsturz der Decke, ein Brand oder eine Überschwemmung können Kabel durchtrennen oder Switches isolieren – genau dann, wenn Standortdaten am wertvollsten sind.
Das US-amerikanische Nationale Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (NIOSH), das zu den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) gehört, hat die Kommunikation in Untertagebergwerken und den Netzwerkbetrieb nach Unfällen umfassend untersucht. Seine Forschungsergebnisse identifizieren Notstromversorgung, alternative Kommunikationswege, Infrastrukturüberwachung und die Ausfallsicherheit von Ortungssystemen als zentrale Anforderungen an die Systemauslegung. Quelle: NIOSH – Advanced Underground Communications and Tracking
Ein batteriegestütztes drahtloses Mesh-Netzwerk kann neben Glasfaser- oder Ethernet-Verbindungen einen alternativen Kommunikationsweg bieten. Benachbarte Knoten leiten Nachrichten weiter und können den Datenverkehr über intakte Funkverbindungen umleiten, wenn ein Weg ausfällt.
Dadurch kann verhindert werden, dass eine beschädigte Kabeltrasse oder ein lokaler Stromausfall den Fluss von Standortdaten automatisch unterbricht.
Unterschiedliche Funkwege können die Resilienz erhöhen
Auch das physikalische Verhalten von Funksignalen spielt unter Tage eine Rolle.
Das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) hat bergwerksspezifische drahtlose Netzwerke untersucht. In einem Mesh-Netzwerk benötigt nicht jeder Knoten eine eigene direkte Verbindung zur Leitstelle. Daten können von einem Funkknoten zum nächsten weitergeleitet werden, bis sie das Bergwerksnetzwerk erreichen.
UHF-Funk breitet sich hauptsächlich entlang von Stollen aus, wobei benachbarte Knoten in der Regel über Entfernungen von weniger als etwa 600 Metern kommunizieren. Mittelfrequenzfunk (MF) verhält sich anders: Seine Signale können sich an metallische Infrastrukturen wie Schienen, Kabel oder Leaky-Feeder-Systeme ankoppeln. Unter geeigneten Bedingungen berichtet das NIST von einzelnen Verbindungen von bis zu etwa 3,2 Kilometern. Quelle: NIST – Modeling Mine Mesh Networks
Dieser Unterschied kann nach einem Unfall von Bedeutung sein. Eine beschädigte Stollenstrecke kann einen Ausbreitungsweg unterbrechen, während ein anderer weiterhin verfügbar bleibt. Das NIST weist ausdrücklich darauf hin, dass Signale, die sich entlang gehärteter metallischer Leiter ausbreiten, bei Ereignissen wie Deckeneinstürzen eine nützliche Ausfallsicherheit bieten können.
Für ein MPL kommt es nicht darauf an, dass eine Frequenz immer überlegen ist. Verschiedene Kommunikationswege bieten unterschiedliche Formen der Redundanz.
Das Netzwerk kann Hinweise auf den Ort einer Störung liefern
Ein drahtloses Sicherheitsnetzwerk kann potenziell Informationen liefern, die über den Standort der Arbeiter hinausgehen.
Wenn mehrere batteriebetriebene Knoten in einem Sektor plötzlich ausfallen, während Knoten auf beiden Seiten weiterhin funktionsfähig sind, kann die Leitstelle erkennen, wo die Verbindung unterbrochen wurde. Das beweist zwar nicht, dass ein Stollen eingestürzt ist. Auch Geräteausfälle, Funkstörungen oder physische Schäden könnten zu demselben Ergebnis führen.
In Kombination mit den letzten Erfassungen der Arbeiter, Gasmessungen, dem Belüftungsstatus und geotechnischen Sensoren könnte das Ausfallmuster jedoch Aufschluss darüber geben, welche Teile des Bergwerks betroffen oder abgeschnitten sein könnten.
Damit wird die Infrastrukturdiagnostik zu einem Bestandteil des Notfallbildes. Ein Sicherheitsnetzwerk sollte nicht nur Arbeiter orten, sondern auch seine eigenen „toten Winkel“ melden.
Wie erreichen Rettungsteams die vermisste Person?
Die Kenntnis des zuletzt bekannten Standorts ist nur der Ausgangspunkt. Rettungskräfte benötigen zudem eine Möglichkeit, mit dem Arbeiter zu kommunizieren – sofern möglich – und die tatsächliche Position einzugrenzen.
Wenn Teile des Bergwerksnetzes weiterhin funktionsfähig sind, können drahtlose Mesh-Netzwerke oder temporäre „Breadcrumb“-Relaisknoten die Sprach-, Text- und Datenkommunikation erweitern, während sich die Rettungskräfte dem betroffenen Bereich nähern. Das NIST hat solche schnell einsetzbaren Relaiskonzepte für Ersthelfer demonstriert, die Bergwerke, Tunnel und andere Umgebungen mit Funk-Totenwinkeln betreten.
Ist das normale Netzwerk schwer beschädigt, bietet die „Through-the-Earth“-Kommunikation (TTE) eine grundlegend andere Option. Elektromagnetische Signale mit sehr niedriger Frequenz können sich durch Gestein ausbreiten, anstatt Tunnel, Glasfaser- oder „Leaky-Feeder“-Infrastrukturen zu folgen. NIOSH hat die TTE-Kommunikation durch Hunderte von Metern Deckgebirge demonstriert, einschließlich Konzepten für bidirektionale Sprach- und Textkommunikation.
Geringere Datenkapazität sowie hohe Anforderungen an Antennen und Stromversorgung machen TTE in erster Linie zu einer Kommunikationsschicht für den Einsatz nach Unfällen und nicht zu einem Ersatz für das normale MPL-Netzwerk.
Ist der Arbeiter verletzt oder bewusstlos, reicht Kommunikation allein nicht aus. Rettungskräfte benötigen dann tragbare Geräte, mit denen sie das Gerät des Arbeiters vor Ort orten können. Das MPL-System von A&R Engineering umfasst tragbare Ortungsgeräte, die Rettungskräfte mit visuellen und akustischen Signalen leiten, selbst wenn die fest installierte Infrastruktur schwer beschädigt ist.
Beispiel für tragbare UHF-RFID-Hardware zur lokalen Tag-Erkennung:
Ein ausfallsicheres Rettungskonzept kombiniert daher den zuletzt bekannten Standort, einen ausfallsicheren Kommunikationsweg und eine lokale Möglichkeit, den Arbeiter zu orten.
Positionsdaten mehrfach speichern
Eine sicherheitskritische Positionsaufzeichnung sollte nicht nur in einer zentralen Datenbank vorliegen.
Ein ausfallsicheres System kann aktuelle Ereignisse in der Leitstelle speichern und sie gleichzeitig an Lesegeräten, Gateways oder auf dem Gerät des Arbeiters zwischenspeichern. Wenn die Kommunikation ausfällt, bleibt die zuletzt übermittelte Position an der Oberfläche verfügbar, während neuere Aufzeichnungen unter Tage erhalten bleiben können.
Anstatt nur eine letzte Erfassung aufzuzeichnen, kann das MPL einen kurzen Bewegungsverlauf speichern:
14:31 Ebene 85, Eingang
14:36 Querstreich 8
14:39 Querstreich 11
14:42 Abbaufront 85-4
Eine solche Abfolge gibt den Rettungskräften nicht nur Aufschluss darüber, wo der Arbeiter zuletzt erfasst wurde, sondern auch, in welche Richtung sich die Person bewegte, bevor der Kontakt abbrach.
Die südafrikanischen Vorschriften verlangen ausdrücklich eine Datenerfassung, während A&R Engineering den Offline-Zugriff auf die zuletzt bekannten Informationen beschreibt, wenn die Infrastruktur beschädigt ist.
Die Architektur ist entscheidender als die Funktechnologie
Die südafrikanische Vorschrift stellt eine umfassendere technische Herausforderung im Bereich des drahtlosen IoT dar als die Auswahl eines RFID-Tags, eines BLE-Wearables oder eines anderen Funkgeräts.
Ein vollständiges MPL-System muss die Identität und den Standort des Arbeiters ermitteln, diese Informationen durch das Bergwerk übertragen, Ausfälle in der eigenen Infrastruktur erkennen, den Standortverlauf speichern und den Rettungskräften nach einem Vorfall eine weitere Möglichkeit bieten, mit dem Arbeiter zu kommunizieren oder ihn physisch zu lokalisieren.
Sowohl lesegerät- als auch tagbasierte Ortung können dazu beitragen. Glasfaser bietet einen vorhersehbaren Backhaul, während batteriegestützte Funknetzwerke unabhängige Routen bereitstellen können. Unterschiedliche Frequenzen führen zu unterschiedlichem Ausbreitungsverhalten, und tragbare Rettungsortungsgeräte oder TTE-Kommunikation können eine weitere Ebene hinzufügen, nachdem die normale Infrastruktur beschädigt wurde.
Die effektivste MPL-Architektur hängt von der Topologie des Bergwerks, der vorhandenen Infrastruktur und den abzudeckenden Risiken ab. Entscheidend ist, wie gut Ortung, ausfallsicherer Datentransport, gespeicherter Standortverlauf und Rettungszugang zusammenwirken, wenn der normale Betrieb gestört ist.
Die entscheidenden Fragen lauten: Wie aktuell ist der letzte verlässliche Standort, wie genau grenzt er das Suchgebiet ein und wie viel von diesen Informationen und Kommunikationsfähigkeiten bleibt nach dem Vorfall erhalten?
