Ways of increasing the output of bucket chain excavators by using

Mechanical + Electrical Engineering
World of Mining – Surface & Underground 56 (2004) No. 6
Ways of increasing the output of bucket chain
excavators by using direct drives
Möglichkeiten zur Steigerung des
Fördervolumens von Eimerkettenbaggern
durch Einsatz von Direktantrieben
CARSTEN DREBENSTEDT, REINHARD FUCHS, STEFFEN PÄßLER, Germany
1
Introduction
Bucket chain excavators are among the oldest machines that
are employed in opencast mines. The first time a bucket chain
excavator had been utilized for brown coal mining was in 1885,
in the mining district of Borna.
A particular advantage of the bucket chain excavator technology
is that it can be used in the deep cut mode, as it allows digging
great heights from a higher, stable operating bench, especially
where the floor or the underlying strata are unstable. As the lifting
work is done by the machine itself, the means of conveyance can
also be positioned at a higher operating level, which results in a
shorter hauling distance, especially in the case of rail shipments.
If one combines the high and deep cut modes, an excavation
height of up to 50 m can be achieved. Main fields of application for
bucket chain excavators are the removal of loose rock, especially
gravelly sand or lignite. In some cases, these excavators are used
for mining consolidated sediments, such as chalk or marl.
Bucket chain excavators can be equipped with rail or crawlermounted running gear. The former is predominantly used for face
operations in the overburden, while the crawler-mounted running
gear is suitable for block operations, nowadays the excavation
technique predominantly used for raw materials. When bucket chain
excavators are used for face operations, a distinction can be made
between the parallel cut and the fan cut operating mode (Figure 1).
The fan cut is used for deep cuts and causes losses in the first cut,
which have a negative effect on the effective output. Bucket chain
excavators have a high capacity and an effective haulage volume
of up to 8000 m3/h, they are robust and work consistently, which is
highly advantageous for conveying the excavated masses [6].
It is the wear and tear that has an adverse effect on the bucket
chain excavator technology. The whole bucket chain, parts of
PROF. DR. DR. H.C. CARSTEN DREBENSTEDT,
Institut für Bergbau und Spezialtiefbau, TU Bergakademie
Freiberg, Gustav-Zeuner-Str. 1a, 09596 Freiberg, Germany
Tel. +49 (0) 3731-39-3373, Fax +49 (0) 3731-39-3581
e-mail: [email protected]
DIPL.-ING. REINHARD FUCHS,
Vattenfall Europe Mining AG, An der Heide,
03139 Spremberg-Schwarze Pumpe, Germany
Tel. +49 (0) 3564-695-150, Fax +49 (0) 3564-695-494
e-mail: [email protected]
DIPL.-ING. STEFFEN PÄßLER,
Institut für Bergbau und Spezialtiefbau, TU Bergakademie
Freiberg, Gustav-Zeuner-Str. 1a, 09596 Freiberg, Germany
Tel. +49 (0) 3731-39-2314, Fax +49 (0) 3731-39-3581
e-mail: [email protected]
404
1
Einführung
Die Eimerkettenbagger gehören zu den ältesten in Tagebauen
verwendeten Maschinen. Im Braunkohlenbergbau wurde erstmals
1885 im Bornaer Revier ein Eimerkettenbagger eingesetzt.
Die besonderen Vorteile der Eimerkettenbaggertechnologie liegen
im Einsatz im Tiefschnitt, da besonders bei nicht standfestem
Liegenden große Abtragsmächtigkeiten von einer höhergelegenen standfesten Arbeitsebene aus realisiert werden können.
Da die Hubarbeit im Gerät realisiert wird, können Fördermittel
ebenfalls auf der höheren Arbeitsebene positioniert werden, was
– besonders bei Zugbetrieb – eine Verkürzung des Förderweges
bedeutet. Kombiniert man Hoch- und Tiefschnitt, können von einer
Arbeitsebene bis 50 m Abtrag realisiert werden. Haupteinsatzgebiet der Eimerkettenbagger ist die Gewinnung von Lockergestein,
insbesondere sandig-kiesiges Gestein oder Braunkohle. In einigen
Fällen werden Eimerkettenbagger für die Gewinnung verfestigter
Sedimente eingesetzt, z.B. Kreide oder Mergel.
Eimerkettenbagger können mit Schienen- oder Raupenfahrwerken
ausgerüstet sein. Mit Schienenfahrwerken wird im Frontverhieb,
vorwiegend im Abraum, gearbeitet, während Raupenfahrwerke den
Blockverhieb ermöglichen, der heute überwiegend bei der Rohstoffbaggerung eingesetzt wird. Die Arbeitsweisen der Eimerkettenbagger lassen sich im Frontverhieb in Parallelschnitt und Fächerschnitt
unterscheiden (Abbildung 1). Der Fächerschnitt wird im Tiefschnitt
angewendet und führt zu Anschnittverlusten, die sich negativ auf
das effektive Fördervolumen auswirken. Eimerkettenbagger sind
mit einem effektiven Fördervolumen von bis zu 8000 fm3/h sehr
leistungsfähig, robust und arbeiten gleichmäßig, was für eine Abförderung der gebaggerten Massen sehr günstig ist [6].
Nachteilig wirkt sich auf die Eimerkettenbaggertechnologie die
Verschleißproblematik aus. Die gesamte Eimerkette, Teile der
Eimerleiter, der Antrieb- und Umlenkturas, Stützrollen, Rinnenauskleidungen und Getriebeteile unterliegen einem starken Verschleiß.
Aus statistischen Erhebungen wurde ein Verschleißteilverbrauch
von ca. 13 kg/1000 m3 ermittelt, was ungefähr dem 4,5fachen
der Schaufelradbagger entspricht [6]. Durch Untersuchungen der
Firma Vattenfall Europe Mining AG zeigte sich, dass für Eimerkettenbagger 60 bis 70 % der Betriebskosten durch Instandhaltung
entstehen [1].
Die sich aus dem Kostendruck ergebende Forderung nach einer
Minimierung der Instandhaltungskosten führte zur Einführung
von so genannten Direktantrieben. Durch die dafür verwendete
Steuerungstechnik ist es möglich, die Drehzahl des Antriebsturas
und damit die Eimerkettengeschwindigkeit zu verändern, was
neue Möglichkeiten bei der optimalen Einsatzplanung dieser
Bagger schafft.
Der Einfluss dieser Veränderung der Kettengeschwindigkeit auf
das effektive Fördervolumen soll Gegenstand dieses Berichtes
sein. In Zusammenarbeit mit der Firma Vattenfall Europe Mining AG
Mechanical + Electrical Engineering
World of Mining – Surface & Underground 56 (2004) No. 6
Operational GPS innovations in the Rhenish
lignite mining area
Betriebliche Neuerungen von GPS im
Rheinischen Braunkohlenrevier
THOMAS BULOWSKI, THOMAS KÖRBER, Germany
1
Introduction
In recent years, RWE Power has performed comprehensive costcutting programmes to be able to cope with the continuously
growing competitive pressure on energy markets. In the course of
these cost-cutting programmes, it was possible, among others, to
significantly reduce the input of personnel and resources required
to operate the high-capacity mining equipment in RWE Power’s
opencast mines. The prerequisites for this success were created,
inter alia, by a multitude of technical improvements that mainly
focus on relieving and supporting the operating personnel. One
of these improvements is the introduction of GPS SiteVision on
excavators (GPS-assisted mining). This system has already been
used successfully in the Garzweiler opencast mine since 2002 [1].
Based on the positive experience gained in this technology and
using the existing infrastructure, the following operational GPS
applications have meanwhile been successfully introduced in the
Garzweiler mine as well:
• GPS-assisted, semi-automatic rough mine survey (excavator),
• GPS-assisted dumping.
These new applications and their operational benefit are described
in detail below.
2
Semi-automatic rough mine survey
(excavator)
In the Garzweiler mine, repair and operational infrastructure
measures are planned in close co-ordination with equipment
scheduling & operation planning. The most accurate information
possible on operation development and mining progress is one
of the essential prerequisites for reliable, optimum short-term
planning. In the past, this information was collected in time-consuming activities, at irregular intervals, with considerable delay
and process-related inaccuracies by manual on-site surveys.
After the introduction of GPS-assisted mining in mid-2002, it was
possible to use the existing GPS information for a permanently
available rough mine survey and place it at the disposal of a
DIPL.-ING. THOMAS BULOWSKI,
RWE Power AG, PBG-SM, Tagebau Garzweiler, Stab Markscheiderei, Erftstr. 111, 41517 Grevenbroich, Germany
Tel. +49 (0) 2181-237-41400, Fax +49 (0) 2181-237-88-41400
e-mail: [email protected]
DIPL.-ING. THOMAS KÖRBER,
RWE Power AG, PBT-T, Zentrale Köln, Stüttgenweg 2,
50935 Köln, Germany
Tel. +49 (0) 221-480-235 46. Fax +49 (0) 221-480-1427
e-mail: [email protected]
1
Einleitung
In den zurückliegenden Jahren wurden bei RWE Power aufgrund
des stetig steigenden Wettbewerbdruckes in der Energiewirtschaft
umfangreiche Kostensenkungsprogramme durchgeführt. Im Zuge
dieser Kostensenkungsprogramme konnte unter anderem auch
der Personal- und Ressourceneinsatz beim Betrieb von Großgeräten in den Tagebauen der RWE Power deutlich reduziert werden. Die Voraussetzung für diese Erfolge wurden unter anderem
durch eine Vielzahl von technischen Verbesserungen geschaffen,
welche im Wesentlichen auf Entlastung und Unterstützung des
Bedienpersonals fokussieren. Eine dieser Verbesserungen ist die
Einführung von GPS-Site Vision auf den Baggern (GPS-Gewinnung), welche im Tagebau Garzweiler bereits seit 2002 erfolgreich
zur Anwendung kommt [1]. Aufbauend auf den guten Erfahrungen
mit dieser Technik und die vorhandene Infrastruktur nutzend,
konnten mit ähnlichem Fokus zwischenzeitlich folgende, weitere
betriebliche Anwendungen von GPS im Tagebau Garzweiler erfolgreich eingeführt werden:
• GPS-gestütztes teilautomatisiertes Steigeraufmaß Bagger,
• GPS-Verkippung.
Diese neuen Anwendungen und ihr betrieblicher Nutzen sollen
nachfolgend detailliert beschrieben werden.
2
Teilautomatisiertes Steigeraufmaß
Bagger
Im Tagebau Garzweiler erfolgt die Planung von Instandsetzungsund betrieblichen Infrastrukturmaßnahmen in enger Abstimmung
mit Gerätedispositions- und Geräteeinsatzplanung. Möglichst
genaue Informationen über Einsatzentwicklung und Gewinnungsfortschritt bilden eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine
zuverlässige, optimale Kurzffristplanung. In der Vergangenheit
wurden diese Informationen aufwändig, unregelmäßig, mit großer
zeitlicher Verzögerung und verfahrensbedingten Ungenauigkeiten
durch manuelles Vorort-Aufmaß ermittelt. Nach Einführung von
GPS-Gewinnung in Mitte 2002 bestand die Möglichkeit die vorhanden GPS-Informationen für ein ständig abrufbares Tagebauaufmaß
zu nutzen und einem breiten betrieblichen Anwenderkreis zur
Verfügung zu stellen. Hierzu war aber zunächst eine umfassende
Datenaufbereitung erforderlich. Anfang 2003 wurde ein entsprechendes Projekt eingesetzt. Ziel dieses Projektes war die zeitnahe
und jederzeit abrufbare Bereitstellung der geschnittenen Ober- und
Unterkanten sowie der Planumshöhen der Schaufelradbagger für
verschiedene betriebliche Anwendungen. Die Aufgabenstellung
wurde im Rahmen eines Revierprojektes (SABAS – Satellitengestützte Baggereinsatzsteuerung) durch den Tagebau Garzweiler
erfolgreich abgearbeitet. Das teilautomatisierte Steigeraufmaß
wird seit Herbst 2003 eingesetzt und nachfolgend detailliert
beschrieben.
413
Geology + Geotechnics
World of Mining – Surface & Underground 56 (2004) No. 6
Innovative approaches to selective lignite
mining by bucket-wheel excavators
Boundary detection using laser-induced fluorescence (LIF)
Innovative Ansätze zur selektiven Gewinnung
von Braunkohle mit Schaufelradbaggern
Trennflächenerkennung mittels laserinduzierter
Fluoreszenz (LIF)
ARNE KRISTOFFER BAYER, GERO VINZELBERG, MARKUS POTHS, Germany
1
Introduction
In lignite mining by bucket-wheel excavators, it is not only economic aspects but also quality control issues which are growing in importance. As the deposit in the Rhenish mining area is
subdivided by intercalations, separate mining of the coal and the
deposit sections undesired for combustion is required. In doing
so, particular account is to be taken of the critical strata within
the lignite seam and of the transitions to associated rock at the
coal seams’ topwall and footwall, which is done through exact
control of the cutting horizon.
Within the scope of the joint research project ‘Boundary detection
using laser-induced fluorescence (LIF)’, the Excavation and Mining
Equipment Group (BGMR) at Aachen University, together with
RWE Power AG, investigated the possibilities of applying the innovative optical process of laser-induced fluorescence (LIF) for quality
control in the mining process between June 2000 and July 2003.
This contact less measuring process uses the ‘fingerprint’ principle
and tries to detect quality differences between significant deposit
sections by means of characteristic fluorescence signals.
The target of the project was to investigate and evaluate LIF’s
potential for an operational sensor system distinguishing coal from
associated rock directly at the bucket wheel. It was investigated
whether this technology can be taken as a basis to develop a control system which permits real-time assessment of the stratigraphy
by the bucket-wheel excavator operator during the mining process
– independently of quality characteristics visible to the human eye.
DIPL.-ING. ARNE KRISTOFFER BAYER,
since July 2004: Roland Berger Strategy Consultants, CC Utilities,
Karl-Arnold-Platz 1, 40474 Düsseldorf, Germany
Tel. +49 (0) 211-43 89-2157, Fax +49 (0) 211-43 89-2172
[email protected]
DIPL.-GEOL. GERO VINZELBERG,
Lehr- und Forschungsgebiet Betriebsmittel für die Gewinnung
mineralischer Rohstoffe (BGRM), RWTH Aachen,
Lochnerstr. 4-20, 52064 Aachen, Germany
Tel. +49 (0) 241-809-6886, Fax +49 (0) 241-809-2311
e-mail: [email protected]
Markscheider DIPL.-ING. MARKUS POTHS,
RWE Power AG, Tagebau Garzweiler, Bereich Großgeräte – Disposition, Erftstr. 111, 41517 Grevenbroich, Germany
Tel. +49 (0) 2181-237-43100, Fax +49 (0) 2181-237-42828
e-mail: [email protected]
422
1
Einleitung
Bei der Gewinnung von Braunkohle mit Hilfe von Schaufelradbaggern haben neben wirtschaftlichen Aspekten Fragestellungen im
Rahmen der Qualitätssteuerung zunehmende Bedeutung. Da die
Lagerstätte im rheinischen Revier durch Zwischenmittel gegliedert
ist, bedarf es einer selektiven Kohlegewinnung und Aushaltung
der für die Verbrennung unerwünschten Lagerstättenpartien.
Dabei ist besonders auf die kritischen Schichten innerhalb des
Braunkohlenflözes sowie die Übergänge zum Nebengestein am
Hangenden und Liegenden der Kohleflöze durch eine genaue
Schneidhorizontsteuerung zu achten.
Im Rahmen des gemeinsamen Forschungsvorhabens „Trennflächenerkennung mittels laserinduzierter Fluoreszenz (LIF)“ untersuchte das Lehr- und Forschungsgebiet Betriebsmittel für die Gewinnung
mineralischer Rohstoffe (BGMR) an der RWTH Aachen zusammen
mit der RWE Power AG zwischen Juni 2002 und Juli 2003 die
Möglichkeiten des Einsatzes des innovativen optischen Verfahrens
der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) zur Qualitätssteuerung im
Gewinnungsprozess. Dieses berührungslose Messverfahren nutzt
das Prinzip des „Fingerabdruckes“ und versucht, mit Hilfe charakteristischer Fluoreszenzsignale qualitative Unterschiede zwischen
signifikanten Lagerstättenpartien zu erkennen.
Ziel des Projektes war die Untersuchung und Bewertung des
Potenzials der LIF für ein einsatztaugliches Sensorsystem zur
Unterscheidung von Kohle und Nebengestein unmittelbar am
Schaufelrad. Es wurde untersucht, ob auf Basis dieser Technik
eine Steuerung entwickelt werden kann, die den Führer des
Schaufelradbaggers in die Lage versetzt, während des Gewinnungsvorganges in Echtzeit die Stratigraphie unabhängig von
für das menschliche Auge sichtbaren Qualitätsmerkmalen zu
beurteilen. Die Vermeidung von unerwünschten Verunreinigungen
während des Gewinnungsprozesses durch eine auf der LIF-Technologie basierenden Warnfunktion würde eine Optimierung des
Lagerstättenausbringens durch ein näheres Heranfahren an die
jeweilige Grenze zum Nebengestein ermöglichen (Abbildung 1).
Dieses Ziel ist im Zusammenhang mit den Vorhaben der RWE
Power AG zur Automatisierung des Gewinnungsprozesses und
der Qualitätssteuerung zu sehen [1].
Die Ergebnisse der Feldversuche wurden vor dem Hintergrund
der Unterscheidung zwischen bauwürdigen und unbauwürdigen
Partien der Lagerstätte ausgewertet, um damit die Grundlage für
einen Steueralgorithmus zu schaffen. Diese Mustererkennung
basiert auf der Analyse der charakteristischen Fluoreszenzsignale,
d.h. unterschiedlichen Emissionsspektren und Abklingkurven bei
verschiedenen Anregungswellenlängen [2].
Geology + Geotechnics
World of Mining – Surface & Underground 56 (2004) No. 6
Landslides with natural pre-existing slip planes
– Part 1
Rutschungen mit natürlich vorgegebenen
Gleitebenen – Teil 1
GERD GUDEHUS, KARL-JOSEF PIERSCHKE, Germany
In lignite mines, landslides can occur in particular along clay beds
and faults. In addition to these natural, nearly plane slip planes we
find secondary slip planes for kinematic reasons in more consolidated granular soil. For laterally limited excavation windows this
results in a lateral support effect that has been systematically used
by RWE Power since 1970. Part 1 of this article deals with plane
movements while Part 2 discusses spatial cases and practical
conclusions. The behaviour of granular and clayey soil material is
briefly outlined here for plane shearing, with pore pressure influence
and the viscosity of the solid particles being considered. Slides in
one cutting plane are first described with one, then with two and
finally with three sliding bodies. Part 2 will be published in the next
World of Mining edition February/March 2005.
1
Introduction
1.1
Observed landslides and slip planes
Crucial factors for the safety of slopes in opencast lignite mines
are the structure and the material properties of the ground concerned. First of all, to understand the situation better, a short
summary of the geological and tectonic circumstances will be
given, using the lignite deposits in the Lower Rhine Basin as an
example [1]. The Tertiary deposit extends over an area of approx.
2500 km² west of Cologne and contains three groups of seams
with an overall thickness of coal of up to 100 m. As a result of
tectonic impact, the elongated, basin-shaped zone of subsidence running south-east – north-east is divided into four main
blocks along its length (Rur, Erft, Venlo and Cologne blocks).
These large areas, between which the seams are dislocated up
to 300 m perpendicularly, exhibit a variety of further faults, thus
dividing the large blocks into smaller sub-blocks. The large blocks
dip mainly towards the basin and mostly at an angle of 2° to 5°,
in areas especially subjected to tectonic influences up to 20°,
so that the seams are present close to the surface as well as at
depths of up to 600 m. The overlying soil, the underlying beds
and the intercalations in the faults are constituted of alternate
beds of cohesionless and cohesive soil.
O. PROF. DR.-ING. DR. H.C. GERD GUDEHUS,
Lehrstuhl für Bodenmechanik und Grundbau, Institut für
Bodenmechanik und Felsmechanik, Universität Karlsruhe (TH),
76128 Karlsruhe, Germany
Tel. +49 (0) 721-608-2220, Fax +49 (0) 721-696096
e-mail: [email protected]
PROF. DIPL.-ING. KARL-JOSEF PIERSCHKE,
Geibelstr. 8, 50226 Frechen, Germany
Tel. +49 (0) 2234-279115
e-mail: [email protected]
430
Im Braunkohlentagebau kann es zu Rutschungen vor allem entlang
von Tonschichten und Verwerfungen kommen. Neben solchen
natürlichen, nahezu ebenen Gleitflächen bilden sich aus kinematischen Gründen sekundäre Gleitflächen in festerem körnigen
Gebirge aus. Bei seitlich begrenzten Aushubfenstern ergibt sich
daraus eine seitliche Stützwirkung, die bei Rheinbraun seit 1970
systematisch genutzt wird. Zur Vorbereitung auf räumliche Fälle
und praktische Schlussfolgerungen in Teil 2 werden in Teil 1 dieses
Aufsatzes ebene Bewegungen behandelt. Das Verhalten körnigen
und tonigen Gebirgsmaterials wird für ebene Scherungen kurz
vorgestellt, dabei werden Porendruckeinflüsse und die Viskosität
der Feststoffteilchen berücksichtigt. Rutschungen in einer Schnittebene werden zunächst mit einem Gleitkörper behandelt, dann
mit zweien und schließlich mit dreien. Teil 2 dieser Veröffentlichung
erscheint in Ausgabe 1 Februar/März 2005 dieser Zeitschrift.
1
Einführung
1.1
Beobachtete Rutschungen und Gleitebenen
Maßgebend für die Standsicherheit von Böschungen in Braunkohlentagebauen sind der Aufbau und die Materialeigenschaften des
anstehenden Gebirges. Zunächst soll zum besseren Verständnis
ein kurzer Abriss über die geologisch-tektonischen Verhältnisse
am Beispiel des Braunkohlenvorkommens der Niederrheinischen
Bucht gegeben werden [1]. Die tertiäre Lagerstätte erstreckt sich
westlich von Köln über eine Fläche von ca. 2500 km² und beinhaltet drei Flözgruppen mit einer Gesamtkohlemächtigkeit von
bis zu 100 m. Infolge tektonischer Einwirkungen wird die Südost
– Nordwest streichende, länglich-beckenförmige Senkungszone
in ihrer Längsrichtung in vier Hauptschollen (Rur-, Erft-, Venloer
und Kölner Scholle) gegliedert. Diese großen Bereiche, zwischen
denen die Flöze bis über 300 m seiger versetzt sind, weisen eine
Vielzahl weiterer Verwerfungen auf, die somit die großen Schollen
wiederum in kleine Teilschollen aufteilen. Die großen Schollen fallen
hauptsächlich beckenwärts und überwiegend mit 2° bis 5°, in tektonisch beanspruchten Bereichen bis 20°, ein, so dass die Flöze
sowohl oberflächennah als auch bis in Teufen bis 600 m anstehen.
Das Deckgebirge, die Liegendschichten und die Zwischenmittel
in den Verwerfungen bauen sich aus einer Wechsellagerung von
nichtbindigen und bindigen Lockergesteinen auf.
Aus diesen geologischen Verhältnissen ergeben sich die folgenden
Einflussgrößen für die Standsicherheit der Tagebauböschungen:
• Das Einfallen der Schichten und der Verwerfungen wirkt sich
bei gleichsinniger Böschungsneigung ungünstig aus. Eine
Rutschung aus dem ehemaligen Tagebau Fortuna-Garsdorf
(Abbildung 1.1) zeigt dies sehr deutlich. Insgesamt sind hier
entlang einer Verwerfung ca. 250 000 m³ auf einer mit 16°
einfallenden Tonschicht abgeglitten.
• Aufgrund der Wechsellagerung ergeben sich im Gebirge
unterschiedliche Festigkeiten. Diese können in bestimmten
Gebirgsbereichen aufgrund der Sedimentation und aufgrund
Small-Scale Mining
World of Mining – Surface & Underground 56 (2004) No. 6
Small-Scale Mining promotion in developing
countries
Development policy refocusing and the core elements
for its implementation
Kleinbergbauförderung in Entwicklungsländern
Paradigmenwechsel und Kernelemente zur Implementierung
des neuen Ansatzes
DR.-ING. MICHAEL PRIESTER, Germany
1
Introduction
The last important publication on Small-Scale Mining in developing
countries was the booklet 76 of the GDMB special publication
series and dates back to the mid of the nineties. Since then
there have been many changes which have taken place within
the framework of development policy, some of which have had a
considerable impact on the sector.
The concept of sustainable development serves as an example
that has become a well established issue within the community
of donors and the mining industry. Amongst the most relevant
recent changes affecting Artisanal and Small-Scale Mining (ASM)
development policy are:
• The formation of the Community and Small-Scale Mining
(CASM) group as a coordination centre for dealing with ASM
affairs. This group is co-financed by international donors,
principally by DFID (United Kingdom) within the World Bank.
CASM functions as a pivot for the exchange of information on
Small-Scale Mining, and to assist in coordinating donors for
this sector.
• The Mining, Minerals, and Sustainable Development (MMSD)
project, for which the international mining industry prepared
– on the basis of a comprehensive review of worldwide experiences with the mining sector – a unified position for sustainable
development of mining. This has been presented at the Rio+10
summit in Johannesburg in 2002. The paper is dedicated to
scrutinizing the challenges confronting Small-Scale Mining
(MMSD paper on ASM: http://www.iied.org/mmsd/mmsd_
pdfs/asm_global_report_draft_jan02.pdf).
• The Extractive Industry Review (EIR) as an independent reviewer, has probed into the World Bank Group’s support for extractive industry, and has produced a set of recommendations for
future intervention in mining in general, and small-scale mining
in particular (EIR website: http://www.eireview.org/eir/eirhome.
nsf/englishmainpage/about?Opendocument).
The latest elements to be introduced for consideration in SmallScale Mining are, “Poverty Reduction”, “Sustainable Livelihood”
and “Local Economic Development”.
DR.-ING. MICHAEL PRIESTER,
Projekt-Consult GmbH, Lärchenstr. 12, 61118 Bad Vilbel
Tel. +49 (0) 6101-509712, Fax +49 (0) 6101-509729
e-mail: [email protected]
442
1
Einleitung
Die letzte bedeutende Publikation über Kleinbergbau (KBB) liegt
mit dem Heft 76 der Schriftenreihe der GDMB nun fast 10 Jahre
zurück.
In der Zwischenzeit haben sich viele und zum Teil gravierende
Änderungen im entwicklungspolitischen Rahmen ergeben, die
einen wesentlichen Einfluss auf Maßnahmen im Kleinbergbau
haben. Als Beispiel sei der Gedanke der nachhaltigen Entwicklung
genannt, der sich mittlerweile auch in der Gebergemeinschaft und
der Bergbauindustrie etabliert hat. Die für die entwicklungspolitische Einordnung des ASM (Artisanal and Small-Scale Mining)
relevantesten Neuerungen sind wohl:
• Die Gründung von Community and Small-Scale Mining (CASM)
als Koordinationsplattform für KBB-Fragen. Diese Plattform ist
durch internationale Geber, allen voran DFID (UK) co-finanziert
und hat in der Weltbank ihren Sitz. CASM fungiert als auch Angelpunkt für den Informationsaustausch zu Kleinbergbaufragen
und soll einen Beitrag zur Geberkoordination in diesem Sektor
leisten.
• Das Mining, Minerals and Sustainable Development (MMSD)
Projekt, das für die internationale Bergbauindustrie eine abgestimmte Position des Bergbaus zur nachhaltigen Entwicklung
erarbeitet hat, die im Rio+10-Treffen in Johannesburg 2002
vorgestellt wurde. Dieses Papier beschäftigt sich auch intensiv
mit den Herausforderungen des Kleinbergbaus. (Die zitierte
MMSD-Studie über KBB ist im Internet unter folgender Adresse
einzusehen: http://www.iied.org/mmsd/mmsd_pdfs/asm_
global_report_draft_jan02.pdf)
• Der Extractive Industry Review (EIR), der als externe Evaluierung
die Projektmaßnahmen der Weltbank-Gruppe im Bergbaubereich durchleuchtete und Empfehlungen für zukünftige Interventionen im Bergbau allgemein und für den Kleinbergbau im
speziellen ableitete. (Die EIR-Website ist: http://www.eireview.
org/eir/eirhome.nsf/englishmainpage/about?Opendocument)
Als neue Devisen für den Kleinbergbau sind die Themen „Armutsbekämpfung“, „Sustainable Livelihood“ und „Lokale wirtschaftliche
Entwicklung“ zur Betrachtung hinzugekommen.
2
Die traditionelle Sichtweise
In den vergangenen 20 Jahren brachten unterschiedlichste Fördermaßnahmen für kleinbergbauliche Gewinnung unter sozialen,
wirtschaftlichen, umweltrelevanten und technischen Gesichtspunkten vielfältige Erfahrungen mit dem Sektor. Als traditioneller
Technical Report
World of Mining – Surface & Underground 56 (2004) No. 6
Bandrücklaufsperren in Steigförderern
PETER HEITMANN, JOCHEM ORTH, GEREON THOMAS, Germany
Durch die Rohkohleaufbereitung des Veredlungsbetriebs Ville/
Berrenrath können jährlich bis zu 5 Mio. t Rohbraunkohle verarbeitet werden. Das entspricht einer Spitzenstundenleistung
von 1000 t/h. Nach einem größeren Brand am 1./2. November
1994 wurde eine technische Gruppe mit der Verbesserung des
Brandschutzes innerhalb des Gebäudekomplexes beauftragt.
Eines der bis dahin offenen Probleme war das Zurücklaufen der
möglicherweise brennenden ansteigenden Gewebegurt-Förderbänder in andere Brandabschnitte. Ein solches Band trug damals
den Brand vom Brechergebäude in die benachbarte Siebhalle.
Zur Vermeidung eines solchen Ereignisses führten die ersten
Überlegungen zu einer Art Gurtklemmvorrichtung nach dem
Prinzip des Fallbeilsystems, die das gefährdete Band durch ein
Fallgewicht im Ober- und Untertrum einfach einquetschen und so
einen Rücklauf brennender Kohle in den benachbarten, ansonsten
abgeschotteten Abschnitt verhindern sollte.
Abb. 1:
Somit wurden neue Lösungen gesucht mit folgendem Ergebnis:
• Im Untergurtbereich der Förderbänder wird ein möglicherweise
durch Feuer gerissenes Band sich selber zwischen die Ständerstützen ablegen und sich dadurch selber bremsen bzw.
abfangen. Diese Überlegung und die Erkenntnisse aus dem
Schadensfall wurden im Übrigen auch durch einen späteren
Versuch bestätigt.
• Obwohl die zusätzliche Last der Kohle im Obergurtbereich ein
Ablegen des Bandes unterstützen sollte, wird dieser Vorgang
durch den deutlich geringeren Stützweitenabstand der Rollen
Bandrücklaufsperre Typ Ville/Berrenrath
DIPL.-ING. PETER HEITMANN,
RWE Power AG, Technische Dienste, Instandhaltungsprojekte
(PKT-P), Kraftwerk Frimmersdorf, Energiestraße,
41517 Grevenbroich, Germany
Tel. +49 (0) 2181-26-3829, Fax +49 (0) 2181-26-3600
e-mail: [email protected]
JOCHEM ORTH,
RWE Power AG, Fabrik Fortuna-Nord, Cost Center
Fabrik Service, Auenheimerstrasse, 50129 Bergheim, Germany
Tel. +49 (0) 2271-751-73764, Fax +49 (0) 2271-751-1362
e-mail: [email protected]
DR.-ING. GEREON THOMAS,
RWE Power AG, Technische Dienste, Instandhaltungsprojekte
(PKT-P), Kraftwerk Frimmersdorf, Energiestraße, 41517 Grevenbroich, Germany
Tel. +49 (0) 2181-26-2110, Fax +49 (0) 2181-26-3600
e-mail: [email protected]
448
Diese Lösung funktionierte zwar einwandfrei und fand auch die
Zustimmung der zuständigen Aufsichtsbehörde, konnte jedoch
wegen der notwendigen Beweglichkeit und der Schwere der
Konstruktion in der vorhandenen Anlage nicht überall realisiert
werden.
in diesem Bereich verhindert. Das Rücklaufen eines zerstörten, ggf. brennenden Förderbandes wird durch das bekannte
Prinzip einer Rücklaufsperre mit nichtdrehenden, selbsthemmenden Exzenterrollen sicher vermieden.
In der Fabrik Ville/Berrenrath wurde zu diesem Zweck ein exzentrisch ausgeführtes Metallgewicht an einem Arm drehbar gelagert,
so dass das Exzenterstück schleifend auf dem Band aufliegt (Abbildung 1). Als Gegenpunkt dient ein Rollenlager. Im Normalbetrieb
wird die exzentrische Scheibe durch die Bandlaufrichtung leicht
angehoben. Doch beim Zurücklaufen des Förderbandes klemmt
sich das Gewicht aufgrund der exzentrischen Lagerung durch
die umgekehrte Richtung der Reibkraft automatisch selber fest.
Bei der Auslegung (Rollenbreiten, Haltekräfte, Rollenabstände)
wurde als ungünstigster Fall angenommen, dass aufgrund eines
möglicherweise vorhandenen Schieflaufes des Bandes nur eine
Seite der Station sich im Eingriff befindet. Neben den Förderbändern der Rohkohleaufbereitung wurde auch die Bekohlung des
betriebseigenen Kraftwerks ausgerüstet. Die komplette Rohkohleaufbereitung ist inzwischen (seit sieben Jahren) erfolgreich mit
dieser Art von Rücklaufsperren ausgestattet worden.