AMS Online 4/2010 by Steffen Ottow

04 2010

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04 2010 WEITERBILDUNG Grundlagen der Geomechanik und Hydrologie

Tudeshki, H.

Institut für Bergbau | TU Clausthal | Deutschland

TECHNOLOGIETRANSFER Entwicklung und Planung eines Steinbruchstandortes mit Tagebauaufschluss und Edelsplittanlage in der Ukraine

Kirschbaum, M.B

Kiprocon | Zeitz | Deutschland

Thyssen Schachtbau GmbH

Diversifikation in den Steine- und Erdenbergbau

Mülheim an der Ruhr | Deutschland

Tribosystemangepasste Verschleißuntersuchungen von wolframkarbidhaltigen Pseudolegierungen für den Einsatz im Bergbau

Wesling, V. ; Pretsch, A. ; Reiter, R.

Ermittlung von Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften für stark geneigte Schneckenförderer

Günthner, W. A. ; Rakitsch, S.

Vergleich verschiedener Schiffsentladesysteme bezüglich ihres spezifischen Energiebedarfs

Tilke1; Rakitsch1; Günthner1; Mutscher2

Schallemission von Bandanlagen und Lagerplatzgeräten im Schüttgutumschlag, deren Vorausberechnung und Maßnahmen zur Schallreduzierung

Wirtz, R.

Zielgenaue Erkundung von Kalilagerstätten mit höchstem Sicherheitsstandard

Thyssen Schachtbau GmbH

Fortschritte bei Rührwerks-Mühlen: Kupfererz profitabler aufbereiten

Allen, J.

ISAF | TU Clausthal | Deutschland

fml | TU München | Deutschland

1 2

fml | TU München | Deutschland FLSmidth KOCH MVT | GmbH Wadgassen | Deutschland

ThyssenKrupp Fördertechnik - BU Materials Handling St. Ingbert | Deutschland

Mülheim an der Ruhr | Deutschland

Metso Mining and Construction Technology | USA

NEUHEITEN & REPORTAGEN Ein Gewinn für diejeningen, die MB wählen!

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Der neue Boomer T1 D: eignet sich ideal für Bohrarbeiten in kleinen Querschnitten im Gangbergbau!

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Atlas Copco Deutschland

Atlas Copco: Bediener von Scooptram profitieren von höherer Effizienz!

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Neu: Sternsiebtechnik vom Feinsten! Backers Premium - Sternsieb

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ContiTech kauft chinesischen Fördergurthersteller

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ThyssenKrupp liefert Bandanlage für peruanische Kupfermine von Xstrata

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Haver & Boecker: Die Langlebigkeit der Haver Siebmaschinen Baujahr 1940 - Warum neu kaufen, was man modernisieren kann?

HAVER & BOECKER Maschinenfabrik

Haver & Boecker - Pilotprojekt: Abfüllung von Natursteinen mit Haver-FFS-Automat

HAVER & BOECKER

3. CEWEF-Konferenz: Praxisaustausch auf höchstem Niveau!

CEWEF

Neue Maßstäbe in der Gewinnung - Neuer Hitachi Grossradlader im Einsatz

Kiesel GmbH

Kalkwerk Bergmann in Azendorf: Maschinenpark mit drei Großgeräten von Komatsu aufgerüstet!

Komatsu Europe International N.V.

Regionaler Entsorgungsfachbetrieb baut mit Komatsu Mobilbagger PW180-7 auf Flexibilität im Einsatz!

Komatsu Europe International N.V.

Technologietage 2010 im neuen Kleemann-Werk: Wirtgen Group präsentiert gesamte Produktpalette live

Wirtgen Group GmbH

Der Cat ® 390D L bietet bessere Leistung, Langlebigkeit, mehr Annehmlichkeiten für den Fahrer und verbesserte Wartungsfreundlichkeit

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Cat: Im Bau befindlicher Ceneri-Basistunnel verlängert schweizerische AlpenTransitstrecke!

Caterpillar

Duisburg | Deutschland

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VERANSTALTUNGEN Der AMS-Veranstaltungskalender 2010/11

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WEITERBILDUNG

Grundlagen der Geomechanik und Hydrologie von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. H. Tudeshkil Institut für Bergbau | TU Clausthal | Deutschland

usätzlich zu der Hauptaufgabe der Exploration, die genaue Form und die Ausdehnung sowie Qualitätsverteilung des Rohstoffes im Untergrund zu erfassen, besteht eine weitere Zielsetzung dieser Untersuchungsphase darin Kenntnisse über die geomechanischen und hydrogeologischen Eigenschaften des Untergrundes zu gewinnen. Die geomechanischen Eigenschaften des Abraums und des Rohstoffes in Kombination mit der tektonischen Beschaffenheit des Untergrundes nehmen einen direkten Einfluss auf den Zuschnitt (Design) eines Tagebaus und die Auswahl der Gewinnungstechnologie. Die Hydrogeologie des Zielgebietes in dem ein Tagebau zu planen ist, wirkt in Kombination mit den geomechanischen Eigenschaften des Gesteins direkt auf die Stabilität der Tagebauböschungen. Der Wasserzufluss aus dem umgebenden Gebirge in einem Tagebau muss technisch unterbunden werden, damit eine reibungslose, sichere und effektive Rohstoffgewinnung gewährleistet ist. Eine Ausnahme bildet die sogenannte Nassgewinnung, bei der der Rohstoffabbau unterhalb einer Wasserfläche stattfindet. Bereits diese kleine Einführung verdeutlicht, dass die Erfassung der gebirgsmechanischen und hydrogeologischen Beschaffenheit des Untergrundes eine elementare Voraussetzung für eine technisch und wirtschaftlich optimierte Tagebauplanung darstellt. Bedingt durch den Umstand, dass Lagerstätten mineralischer Rohstoffe in Abhängigkeit ihrer Entstehung in Locker- und Festgesteine zu unterscheiden sind, weisen sie demzufolge unterschiedliche geomechanische und hydrologische Eigenschaften auf. Im Folgenden werden zunächst die geomechanischen Eigenschaften des Lockergesteins und anschließend des Festgesteins beschrieben.

Elementare Bodeneigenschaften Im Grundsatz ist der Boden nicht homogen aufgebaut, sondern setzt sich aus einer Feststoffphase, einer flüssigen und einer gasförmigen Phase zusammen. Die festen Teilchen, die aus Mineralen oder auch aus organischem Material bestehen, sind in den unterschiedlichen Korngrößen (Findlinge, Blöcke, Steine, Kies, Sand, Schluff,

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Ton) in jedem beliebigen Mischungsverhältnis anzutreffen. Neben den verschiedenen Kornformen, die Einfluss auf die Wechselwirkungen der Körner untereinander haben, sind vor allem bei kleinen Partikeln die Ladung und die elektrischen Bindungskräfte (anziehend, abstoßend) von Bedeutung. Die einzelnen Bestandteile der festen Phase können zudem miteinander verkittet sein, wobei als Bindemittel beispielsweise Ton oder Kalk eine wichtige Rolle spielt. Die flüssige Phase besteht in der Regel aus Wasser mit gelösten Mineralstoffen, die gasförmige Phase in den meisten Fällen aus Luft. Der Anteil VT beschreibt das Feststoffvolumen (Trockensubstanz). Der nicht mit Festsubstanz ausgefüllte Anteil am Bodenvolumen (in Abbildung 1 als VP bezeichnet und in die Bereiche Gasvolumen VG und Flüssigkeitsvolumen VF unterteilt) wird als Porenanteil n definiert. Der Porenanteil n eines Bodens und die Porenzahl e besitzen einen funktionalen Zusammenhang und können mit den nachstehenden Formeln ineinander überführt werden: Formel 1:

e 1+ e

n 1− n

Formel 2:

Je größer der Porenanteil eines Bodens ist, umso größer ist auch seine Durchlässigkeit.

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WEITERBILDUNG Abb. 1: Mehrphasensystem des Bodens [3]

Abb. 2: Porenanteil, Porenzahl und Sättigungszahl

SIEBANALYSE: Eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung ist die Siebanalyse. Die Siebanalyse ist für nicht bindige Böden mit Korngrößen von 0,0063 mm bis 125 mm geeignet. Der zu untersuchende Boden wird getrocknet und im Anschluss durch Maschensiebe oder Quadratlochsiebe in Korngrößengruppen getrennt. Die Maschenweiten der Siebe entsprechen einer genormten Größenabstufung (Siebreihe). Die bei der Siebung ermittelten Korngrößen werden nach der Nennweite der Siebe benannt, durch die sie zuletzt gefallen sind. Abbildung 4 zeigt die Siebe einer Siebanalyse, mit den Maschenweiten 16 mm, 8 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm, 0,25 mm und 0,125 mm. Abb. 3: Korngrößengruppen [6]

Korngröße und Korngrößenzusammensetzung Die Korngröße bzw. die Korngrößenzusammensetzung entscheidet über die Einteilung der Böden. In der nachstehenden Abbildung 3 sind die Korngrößengruppen Ton, Schluff, Sand, Kies und Stein mit den dazugehörigen oberen und unteren Grenzkorngrößen dargestellt. Für die Ermittlung der Korngrößenzusammensetzung kommen im Wesentlichen die zwei Verfahren Sieb- und Schlämmanalyse zum Einsatz.

Bezeichnung

Korngrößenspektrum in mm

Feinstkorn oder Ton

≤ 0,002

FeinMittel-

Grob-

> 0,06 - 2 FeinMittel-

Grob-

0,06 - 0,2 0,2 - 0,6 0,6 - 2

Kies

> 2 - 63 FeinMittel-

Grob-

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0,006 - 0,02 0,02 - 0,06

Sand

Stein

> 0,002 - 0,006

2 -63 6,3 - 20 20 - 63

> 63

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WEITERBILDUNG

Abb. 4: Siebanalyse [7]

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WEITERBILDUNG SCHLÄMMANALYSE Die Schlämmanalyse ist für bindige Böden (d < 0,125 mm) geeignet. Bei dieser Analyse wird die Bodenprobe mit Wasser zu einer Suspension aufgerührt und diese in ein Standglas gegeben. Das Verfahren beruht auf der physikalischen Eigenschaft, bei der verschieden große Körner im stehenden Wasser mit unterschiedlicher Geschwindigkeit absinken. Durch das unterschiedlich schnelle Absinken der Körner verändern sich die Verteilung der Korngrößen und damit die Dichte in der Suspension. Durch das

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Aräometer-Verfahren wird über die Suspensionsdichte der Gewichtsanteil der jeweiligen Kornfraktion und damit die Korngrößenverteilung ermittelt. Dies erfolgt durch das Eintauchen des Aräometers in die Suspension, in definierten Zeitabständen, und dem Ablesen der Eintauchtiefe, die von der Dichte abhängig ist. Aus der Eintauchtiefe in den definierten Zeiten kann die Dichte und daraus der Massenanteil der einzelnen Korngruppen aus einem Nomogramm abgelesen werden. Die Abbildung 5 zeigt ein für die Schlämmanalyse eingesetztes Aräometer.

Abb. 5: Aräometer zur Schlämmanalyse [7]

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WEITERBILDUNG Bei der Siebanalyse wird für die Auswertung der jeweilige Anteil des Siebrückstandes an der Gesamttrockenmasse berechnet und in den entsprechenden Siebdurchgang umgerechnet. Bei der Schlämmanalyse kann der Gewichtsanteil der jeweiligen Kornfraktion direkt über die Suspensionsdichte ermittelt werden. Die Summenlinie der Massenanteile wird als Körnungslinie bezeichnet. Die Körnungs- oder Sieblinie ist eine Summenlinie, also im mathematischen Sinne keine Verteilung, obwohl der Name Korngrößenverteilung im allgemeinen Sprachgebrauch häufig verwendet wird. Die Darstellung erfolgt im semi-logarithmischem Maßstab. In Abbildung 6 sind Körnungslinien verschiedener Böden dargestellt. Je steiler eine Körnungslinie verläuft, desto gleichmäßiger ist der Boden aufgebaut. Je flacher eine Körnungslinie verläuft desto ungleichförmiger ist ein Boden aufgebaut. Die in Abbildung 6 blau gekennzeichnete Körnungslinie des Geschiebelehms beschreibt solch einen ungleichförmig aufgebauten Boden. Er besteht aus Partikeln mit Korngrößen von circa 10 mm bis kleiner 0,001 mm. Wird auf einer Körnungslinie ein beliebiger Punkt ausgewählt und eine Parallele zur Abszisse und zur Ordinate konstruiert (in Abbildung 7 als rot gekennzeichnete Linien), so beschreibt der Schnittpunkt der horizontalen Linie mit der Ordinate den Anteil, der kleiner ist als die Korngröße, die durch den Schnittpunkt der vertikalen Linie mit der

Abszisse gekennzeichnet ist. In dem dargestellten Beispiel sind bei Geschiebelehm 70% der Körner kleiner als 0,4 mm. Auf gleiche Art zu ermitteln ist die Information, dass bei gleichem Material 30% der Körner kleiner als 0,02 mm sind (hellblaue Linien). Die Neigung der Körnungslinie gibt folglich die Gleichförmigkeit bzw. Ungleichförmigkeit des Bodens an. Diese ist für verschiedene Bodeneigenschaften wie beispielsweise die Verdichtbarkeit des Bodens von Bedeutung. Zahlenmäßig kann die Gleichförmigkeit bzw. Ungleichförmigkeit durch die Ungleichförmigkeitszahl U ausgedrückt werden. Formel3:

d 60 d10

Dabei sind d60 und d10 die Korngrößen in mm, bei denen die Summenkurve die 60%- bzw. die 10%-Linie schneidet. In Abbildung 8 ist als Beispiel die Ermittlung der d60- und d10-Werte des Geschiebelehms aufgezeigt.

Abb. 6: Körnungslinien [6]

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WEITERBILDUNG

Abb. 7: Interpretation der Kรถrnungslinien

Abb. 8: Ermittlung der Ungleichfรถrmigkeitszahl U, Beispiel A

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WEITERBILDUNG Der d60- Wert liegt in diesem Beispiel bei einer Korngröße von 0,2 mm. Der d10-Wert beträgt 0,002 mm. Nach oben angegebener Formel kann damit die Ungleichförmigkeitszahl U zu 100 berechnet werden. Als Grenzen für die Unterscheidung eines gleichförmigen von einem ungleichförmigen oder einem sehr ungleichförmigen Boden gelten die in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführten Werte. Je nach verwendeter Quelle schwanken diese Angaben in geringem Maße. Der im Beispiel betrachtete Geschiebelehm liegt deutlich im sehr ungleichförmigen Bereich. Neben der Ungleichförmigkeitszahl U kann mit der Krümmungszahl c eine weitere Kennzahl definiert werden. Die Krümmungszahl charakterisiert den Verlauf der Körnungslinie zwischen den Grenzkorngrößen d10 und d60 und wird durch die nachstehende Formel beschrieben: Formel 4:

d 302 CC = d10 ⋅ d 60

Aus der Krümmungszahl c und der Ungleichförmigkeitszahl U können wesentliche Bodeneigenschaften wie beispielsweise die Verdichtungsfähigkeit der nicht bindigen Böden abgeleitet werden.

Kornform Die Kornform ist von der kristallinen Isotropie des Kornminerals und vom Transportweg vor der Sedimentation abhängig. Die kristalline Isotropie des Kornminerals beschreibt eine nach allen Raumrichtungen annährend gleichmäßige Mineralfestigkeit. Wird dieses Kriterium bei der Entstehung des Gesteins erfüllt, so ergeben sich im Endzustand kubische bzw. kugelige Kornformen, wie sie beispielsweise für Quarzsand typisch sind. Weist das Gestein hingegen anisotrope Mineralfestigkeiten auf, so entstehen plattige Gesteinskörper. Es werden je nach kristalliner Isotropie kugelige, gedrungene, prismatische, plattige, stäbchenförmige und plättchenförmige Teilchen unterschieden.

Tab. 1: Grenzwerte der Ungleichförmigkeitszahl U [8] [9]

DIN 1054 Grundbautaschen(4.2.1) buch (1980) gleichförmig

U<3

U<5

ungleichförmig

U = 3 - 15

U = 5 - 15

sehr ungleichförmig

U > 15

Neben dem Aufbau des Ursprungsgesteins ist der Transportweg von Bedeutung. Bei ihrem Transport zum Sedimentationsort werden die Gesteinspartikel durch Wasser, Luft oder Eis transportiert und dabei weiter zerkleinert. So werden die Körner beispielsweise von strömendem Wasser nach dem Prinzip einer Kugelmühle zerkleinert und abgeschliffen. Je länger der Transportweg und je größer die in dieser Zeit auf die Gesteinspartikel wirkende kinetische Energie sind, desto glatter und gleichmäßiger ist die Kornoberfläche. Abbildung 9 zeigt die Veränderung der Kornform bei länger andauerndem Transport. Die Kornform ist mit der Kornrauhigkeit verknüpft, beides gemeinsam bestimmt das mechanische Verhalten der Körner bei gegenseitiger Bewegung.

Korndichte und Kornwichte Der Begriff der Korndichte wird in DIN 18124 (Baugrund, Untersuchung von Bodenproben - Bestimmung der Korndichte) definiert. Demnach ist die Korndichte ρs eines Bodens die Masse der festen Einzelbestandteile md bezogen auf das Volumen VK der Einzelbestandteile, einschließlich ihrer von der Messflüssigkeit nicht benetzten Hohlräume [11]. Die Korndichte hat die Einheit g/cm³ oder t/m³ und kann mittels der nachstehenden Formel berechnet werden:

Formel 5:

 g  m [g ] ρS  3  = d 3  cm  VK cm

[ ]

Abb. 9: Darstellung verschiedener Kornformen [10]

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WEITERBILDUNG Hierbei wird die Trockenmasse md nach Trocknung der Bodenprobe bei 105 °C bestimmt. Das Kornvolumen wird mit einem Kapillarpyknometer ermittelt. Beim Messverfahren mit dem Kapillarpyknometer wird das Volumen des Festkörpers mit Hilfe eines zugesetzten Wasservolumens bestimmt. Das Pyknometer besteht aus einem Messkolben mit einem exakt bestimmbaren Füllvolumen. Aus dem Gewicht des ungefüllten Pyknometers, des mit Wasser gefüllten Pyknometers und des mit Wasser und einer abgewogenen Probenmenge getrockneten und zerkleinerten Bodens gefüllten Pyknometers kann das Kornvolumen berechnet werden. Die Kornwichte γS eines Bodens beschreibt die auf das Volumen VK bezogene Gewichtskraft G (kN/m3). Die Kornwichte kann aus der Korndichte nach der folgenden Formel berechnet werden: Formel 6:

t   kN   g 1,0 ⋅ γ S  3  = 9,81 ⋅ ρ S  3 bzw. 3  m  m   cm

In praktischen Berechnungen kann die Erdbeschleunigung g näherungsweise auf einen Wert von 10 gesetzt werden. Damit ergibt sich: Formel 7:

 kN  γ S  3  ≈ 10 ⋅ ρ S m 

Abb. 10: Messprinzip eines Kapillarpyknometers [10]

Die Korndichte ρS bzw. Kornwichte γS dient als Hilfswert zur Bestimmung des Porenanteils, des Wassergehalts durch die Tauchwägung und des Korngrößenaufbaus einer Bodenprobe durch die Sedimentationsanalyse. Wird von Dichte oder Wichte bei einem Boden gesprochen (im Gegensatz zur Korndichte oder -wichte), so ist das Volumen V die Gesamtheit der Volumina der Festsubstanz, der Porenflüssigkeit und der Porenluft. In der nachstehenden Tabelle 2 sind typische Korndichten, Kornwichten sowie weitere Parameter von nicht bindigen bis stark bindigen Böden zusammengestellt.

t   g  cm 3 bzw. m 3 

Tab. 2: Wichten und Dichten verschiedener Bodengruppen

Bodenart

Wichte des Korndichte Kornwichte Trockenwichte feuchten ρs [g/cm³] γs [kN/m³] γD [kN/m³] Bodens γ [kN/m³]

Wichte der wassergesättigten Bodens γI [kN/m³]

Wichte des Bodens unter Auftrieb γ [kN/m³]

17,0 - 21,0

7,0 - 9,0

stark bindige Böden

2,7 - 2,75

27,0 - 27,5

11,0 - 17,0

16,0 - 20,0

schwach bindige Böden

2,67

26,7

16,0 - 21,0

19,0 - 22,0

20,0 - 23,0

9,0 - 11,0

nicht bindige Böden

2,65

26,5

15,0 - 18,0

16,0 - 20,0

19,0 - 22,0

10,0 - 11,0

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WEITERBILDUNG Literaturverzeichnis [1] Dörken, W.; Dehne, E. Grundbau in Teil 1 Werner Verlag, 3. Auflage, Düsseldorf, 2003

Beispielen,

[2] Schreiber, B. Mitteilungen zur Ingenieurgeologie und Hydrologie, Heft 35, Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie der RWTH Aachen, Aachen 1990 [3] Schnell, W. Grundbau und Bodenmechanik 1 + 2 (Studienunterlagen), Institut für Grundbau und Bodenmechanik der TU Braun-schweig, 7. Auflage, 1990 [4] Arnold, I.; Schutze, D. Der Einsatz von Dichtwänden im Lausitzer Braunkohlerevier, Vortrag anlässlich des Clausthaler Kongress für Bergbau und Rohstoffe, Mining 2002, Clausthal [5]

Rheinbraun AG Informationsbroschüren

[6]

Prinz

Abriss der Ingenieurgeologie

[18] DIN 4021 DIN 4021 - Baugrund; Aufschluss durch Schürfe und Bohrun-gen sowie Entnahme von Proben, 1990, Berlin, Beuth-Verlag [19] Precision Graphics, imagepages/A4artwel.html

http://www.bartleby.com/61/

[20] University of Wisconsin University of Wisconsin – Stevens Point, Department of geog-raphy and geology, http:// www.uwsp.edu/geo/ [21] Joanneum Research Institut WasserRessourcenManagement, servorkommen Kärntens

für Tiefengrundwas-

[22] Schmidt, F. Schmidt, Frank, Dipl.-Geol.: Hydrogeologische Aspekte und Konsequenzen bei der Rohstoffgewinnung in Kluft- und Kar-staquiferen, AI Aggregates International 1/2006, Köln

[7] Sieb- und Schlämmanalyse Institut für Geotechnik und Tunnelbau, Baufakultät, Universität Innsbruck

[23] Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen Im Grunde Wasser, Hydrogeologie in Nordrhein-Westfalen, Krefeld 1999

[8] DIN 1054 DIN 1054 - Zulässige Belastung des Baugrunds, Beuth-Verlag, 1976

[24] Firma Ott Hydrometrie Informationsmaterial Firma Ott Hydrometrie, Kempten, www.ott-hydrometry.de

[9] Grundbautaschenbuch Grundbautaschenbuch, Teil 1, 5. Auflage, Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 1996

[25] Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Niederschlagsverteilung in Deutschland, Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik, www.schimke.de/niederschlag. htm

[10] Schultze / Muhs Schultze / Bodenuntersuchungen für Ingenieurbauten, 1967

Muhs,

[11] DIN 18124 DIN 18124 Baugrund, Untersuchung von Bodenproben - Bestimmung der Korndichte - Kapillarpyknometer, Weithalspyknometer, Beuth-Verlag [12] Computer gestütztes Lernen in den Bauingenieurwissenschaften h ttp://www.calice.igt.ethz.ch/bodenmechanik/ classification_d/classification_d.htm [13] PERO GmbH Prospektmaterial der Firma PERO GmbH, http://www.pero-gmbh.de [14] DIN 4049 DIN 4049, Teil 1 - Hydrogeologie; Grundbegriffe; 1992, Ber-lin, Beuth-Verlag [15] Deutsches Klimarechenzentrum, Klimarechenzentrum, http://www.dkrz.de

Deutsches

[16] Chemischer Aufbau des Wassermoleküls, Hauptseminar Ernährung im IGTW an der Universität Hamburg, http://ernaehrungs-city.de/aqu-lv2.htm [17] Schröder, D Schröder, Stichworten. 2. Auflage. Berlin 1992

Bodenkunde

[26] Baumgartner & Liebscher Baumgartner, Liebscher, H.-J.,: Allgemeine Hydrologie, Berlin, 1996

der

A.und

[27] Umweltbundesamt, Umweltbundesamt, http://www.umweltbundesamt.de/altlast/web1/berichte/ [28] Informationsportal Grundwasser-online, Informationsportal Grundwasser-online, http://www.grundwasser-online.de [29] Stadtentwicklung Berlin, Stadtentwicklung Berlin, Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, http://www.stadtentwicklung.berlin.de/umwelt/wasser/ [30] Der Brunnen www.der-brunnen.de [31] 1998

Informationsportal

Brunnenbau,

Bieske, Erich, Bieske, Erich, Bohrbrunnen, 8. Auflage,

[32] Dörken, Dehne Dörken, Wolfram und Dehne, Erhard, Grundbau in Beispielen Teil 1, 3. Auflage, 2002

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hossein H. Tudeshki studierte am Mining College of Schahrud, Iran. Nach mehrjähriger Tätigkeit in der Bergbauindustrie absolvierte er 1989 das Bergbaustudium an der RWTH Aachen. Von 1992 bis 2001 war er Oberingenieur am Institut für Bergbaukunde III der RWTH Aachen mit dem Arbeitsschwerpunkt Tagebauund Bohrtechnik. Er promovierte 1993 und habilitierte sich 1997. Von 1997 bis zu seiner Ernennung zum Universitätsprofessor war er als Dozent für das Fach Tagebau auf Steine und Erden tätig. 1998 wurde ihm die Venia Legendi für dieses Fach an der RWTH Aachen verliehen. 2001 wurde er zum Professor für Tagebau und Internationaler Bergbau an der TU Clausthal ernannt. Neben dem Tagebau und internationalem Bergbau bildet u.a. die Spezialbohrtechnik mit den Anwendungsfeldern Brunnenbau, Microtunneling, pipe jacking und HDD-Technologie einen Schwerpunkt seiner Lehr- und Forschungstätigkeit. | tudeshki@tu-clausthal.de | www.bergbau.tu-clausthal.de |

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Entwicklung und Planung eines Steinbruchstandortes mit Tagebauaufschluss und Edelsplittanlage in der Ukraine

von Prof. Dr.- Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Martin Kirschbaum KIPROCON Dr. Kirschbaum Project-Consulting Zeitz | Deutschland

n den letzten Jahren investieren Unternehmen der Baustoffindustrie zunehmend auch in Osteuropa, um Ibestehenden die sich bietenden unternehmerischen Chancen in Märkten mit erhöhter Nachfrage zu nutzen. Neben Betrieben werden auch verstärkt Greefield Projekte entwickelt. Bereits in der Entscheidungs- und

Planungsphase sind bei Auslandsinvestitionen eine Vielzahl von deutlich über den Umfang von inländischen Projekten hinausgehenden Fragestellungen und Recherchen zu klären bzw. durchzuführen. In der Regel ist die Öffnung der osteuropäischen Länder für Investoren mit einem rechtlichen und gesellschaftlichen Strukturwandel verbunden, so dass teilweise Rechtssicherheit, Marktkenntnisse und verbindlichen öffentlich-rechtliche Planungen fehlen. In vorliegenden Ausführungen werden Teilaspekte diese Problematik am Beispiel der Entwicklung und Planung eines Steinbruchstandortes mit Tagebauaufschluss und Edelsplittanlage in der Ukraine diskutiert.

Ausgangssituation und Vorgehensweise In der Ukraine sowie den angrenzenden Staaten ist in Folge der Änderung des politischen Systems sowie der geplanten und in Umsetzung befindlichen Erneuerungen und Erweiterungen der gesamten Infrastruktur eine hohe Nachfrage nach Baustoffen, insbesondere Schotter, Splitte und Sande. Trotz der Folgen der internationalen Finanzkrise, die zu einem vorübergehenden Einbruch der Baukonjunktur führte, wird die Nachfrage auf Grund der regionalgeologischen Verhältnisse, einem hohen Grundbedarf und einer Vielzahl von Infrastrukturprojekten (z.B. Fußball Europameisterschaft 2012, olympische Winterspiele 2014 in Sotchi, Autobahnen, Schienennetze) auch mittel- bis langfristig auf erhöhtem Niveau erwartet. Im öffentlichen Sektor wurden insbesondere unter dem Gesichtspunkt der industriellen Schwerpunkte und des Transitcharakters der Ukraine verschiedene Investitionsprogramme aufgelegt. Teilweise werden diese Projekte durch internationale Finanzinstitutionen wie EBRD und Weltbank gefördert.

Im Auftrag einer deutschen Investorengruppe, die die sich aus der skizzierten Situation ergebenden unternehmerischen Chancen nutzen will, wurde wie in Abbildung 1 dargestellt, in der Ukraine ein zur Baustoffproduktion geeigneter Standort mit GranitLagerstätte in der Nähe von Korosten, Zhytomir Region, Ukraine entwickelt. Insbesondere wurde ein leistungsfähiger Tagebau- und Aufbereitungsbetrieb mit der erforderlichen Infrastruktur geplant. Es stehen auf Grund der örtlichen Rahmenbedingungen verschiedene Varianten der Projektentwicklung und –vermarktung zur Diskussion, die in vorliegender Ausführung betrachtet werden.

Abb. 1: Übersichtskarte mit Lage des zu entwickelnden Standortes

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TECHNOLOGIETRANSFER Grundlagen zur Marktbetrachtung und erforderlichen Produktpalette Die Produkte aus Steinbruchbetrieben finden direkt oder als Zuschlagstoff für Beton und Asphalt Verwendung im Hochbau (z.B. Häuser, Brücken), Tiefbau (z.B. Straßen), Gleisbau (z.B. Schotterbett, feste Fahrbahn), Wasserbau (z.B. Uferbefestigungen) und sonstigen Baubereichen (z.B. Füller, Dünger). Sie unterliegen einer umfangreichen Qualitätsprüfung mit grundsätzlicher Eignungsfeststellung und einem mehrstufigen Kontrollsystem aus Überwachungen in eigenem Labor und zugelassenen Fremdinstituten. Für den Einsatz im öffentlichen Bereich muss eine Zulassung durch die jeweilig zuständige Landesverwaltung vorliegen. Neben den lokal verwendeten Lieferkörnungen sind auch die gesteinsspezifischen Eigenschaften wie z.B. Härte, Polierwert, Frostbeständigkeit für die Verwendungsfähigkeit und den erzielbaren Erlös von entscheidender Bedeutung. Natursteinprodukte sind frachtkostenintensive Massengüter, deren Lieferradius in Abhängigkeit der Transportmittel und der Wettbewerbssituation begrenzt ist. Rohstoffe werden in Abhängigkeit der durch die Regionalgeologie bestimmten verfügbaren Lagerstätten insbesondere in der Ukraine und Russland bis zu 1.000 km transportiert. Der Rohstoffbedarf ist u.a. abhängig von der Anzahl der Einwohner, der Verkehrsinfrastruktur (Neubau, Unterhaltung, Entwicklungstendenzen), dem Ausgabeverhalten der öffentlichen Hand und weiteren Finanzierungsformen (z.B. PPP Projekten). Im grenzüberschreitenden Verkehr sind u.U. die verschiedenen landesspezifischen Normen und Unterteilungen der Kornfraktionen zu beachten. Landestypische Produktgruppen die hergestellt werden, sind:

für Polen • Gryz (Splitt): 2/5 mm, 5/8 mm, 8/11 mm, 11/16 mm, 2/8 mm, 8/16 mm, 16/25 mm

Da die geologische Verteilung von geeigneten Lagerstätten zur Herstellung von Schotter und Splitt im Wesentlichen auf die Nord- und Westukraine beschränkt ist, erstreckt sich der Marktraum auf die ganze Ukraine. Besonders hervorzuheben ist die relative Nähe der Zhytomir Region zum Großballungsraum Kiew, der auch per Straße erreichbar ist. Grundvoraussetzung der erforderlichen Logistik zur Belieferung der gesamten Ukraine und für den Export nach Polen und Russland ist die Nutzung der Eisenbahn. Im Umfeld des zu untersuchenden Standortes (vgl. Standortkarte im der Anlage) liegen neben dem Ballungsraum Kiew auch eine Vielzahl von Ober- und Mittelzentren, woraus sich nachhaltiges Marktpotential ergibt. Der polnische Markt bietet mittelfristig bis langfristig ein interessantes Potential für die Bau- und Zuschlagstoffindustrie und insbesondere Ostpolen und der Raum Warschau werden zunehmend von Importen aus der Ukraine versorgt. Der west- und südrussische Markt wird traditionell ebenfalls mit Baustoffen aus der Ukraine versorgt. Hier besteht ergänzendes Marktpotential, da auch in der Russischen Föderation die Logistik überwiegend auf der Eisenbahnnutzung basiert. Die Marktpreise für Schotter, Splitte und Sande an den o.a. Verbrauchsorten liegen zurzeit in Kiew bei ca. 95 UAH (Kurs 1 Ukrainische Griwna UAH = 0,0933 €, d.h. hier ca. 8,86 €/t) und im Umland bei 90 UAH. Für die Bewertung des Standortes ist daher die Ermittlung des ab-Werkspreises, d.h. der Markpreis abzüglich der Transport- und Umschlagkosten bis zum Verwendungsort maßgebend. Aus diesen Rahmendaten sowie den eigenen Unternehmenszielen und -investitionsmitteln ist ein grundlegendes unternehmerisches Konzept für den Markteintritt zu entwickeln.

• Tluczen (Schotter): 31,5/63 mm • Miezcenka (Gemische): 0/31,4 mm, 0/45 mm, 0/63 mm • Wasserbausteine: 80/150 mm, 150/450 mm •

für Ukraine und Russland • Sand 0/5 mm • Splitte 5/10 mm, 5/20 mm, 20/40 mm, 40 – 70 mm • Sonstige

Je nach Zielmärkten ist daher die Aufbereitungstechnik entsprechend auszulegen.

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Ausgewählte Kriterien zum Prüfungsund Recherchebedarf am Standort und zur Lagerstätte Für die qualifizierte Planung sind neben den legislativen Bestimmungen die tatsächlichen Merkmale und Eigenschaften sowie der Zustand (Qualität) der Standortfaktoren maßgebend. Zu den Standortfaktoren gehören neben der geogen gegebenen Lagerstätte insbesondere das direkte Umfeld mit raumplanerischer

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TECHNOLOGIETRANSFER und tatsächlicher Vor- und Ist-Nutzung, die örtliche Versorgungs- und Verkehrsinfrastruktur sowie das qualitative und quantitative Arbeitskräftepotential und -angebot. Jede Standortplanung muss sorgfältig vorbereitet und recherchiert werden, um größtmögliche Planungs-, Betriebs- und Investitionssicherheit zu erzielen. Die u.a. zu recherchierenden Rahmenbedingungen werden im folgenden Kapitel skizziert: Der Standort in der Nähe der Ortschaft Korosten weist die in der Planung zu berücksichtigenden folgenden tatsächlichen Eigenschaften auf:

• Örtliche Lage: Der Standort liegt in der Westukraine im Oblast Zhytomir nahe der Ortschaft Korosten ca. 180 km westlich von Kiew.

• Erschließung/Verkehrslage:

Das Gelände liegt im Außenbereich und verfügt über eine Anbindung an befestigte Ortsverbindungsstraßen und das überregionale Straßenfernverkehrsnetz. Es befindet sich eine Eisenbahnverlademöglichkeit im Umkreis von 3 km.

• Planungsrecht:

Es handelt sich um ein Bergbaugebiet nach ukrainischem Bergrecht. Für die Aufsuche ist eine sogenannte Vorlizenz zur geologischen Erkundung und für den späteren Abbau eine Hauptlizenz, vergleichbar mit einer Bewilligung, erforderlich.

• Topographische Gestalt:

Es handelt sich um eine typische

Flachlandschaft.

• Nutzung:

Das Gelände umfasst derzeit ca. 140 ha und wurde bereits teilweise als Fabrikgelände, Steinbruch und Verladeplatz verwendet. Der Betrieb wurde landestypisch nach dem Zerfall der Sowjetunion 1991/1993 eingestellt, da kein Unternehmer die Verantwortung übernahm und die Belegschaft nicht mehr bezahlt wurde. Der neu aufzuschließende Tagebau mit seiner erforderlichen Infrastruktur und Aufbereitungsanlagen wird in ca. 2 km Entfernung vom Fabrikgelände auf „grüner Wiese“ eröffnet. Diese Flächen sind bisher landund forstwirtschaftlich genutzt.

• Umwelt und Altlasten:

Nach örtlicher Begehung sind keine Verdachtsflächen vorhanden. Das künftige Tagebaugelände hat einen sandigen Untergrund und wurde vor der heutigen Agrarnutzung als Übungsplatz für die Fahrschule von Kettenfahrzeugen genutzt. Mit Munitions- oder sonstigen Kontaminationen ist nach zusätzlicher örtlicher Recherche nicht zu rechnen. Es bestehen nach Recherche keine Umweltrisiken, Bodendenkmäler oder Naturschutzgebiete. Die nächsten Immissionsstandorte (Wohnbebauung) sind ca. 2000 m weit entfernt. Dies ist auch im Hinblick auf die Sprengschutzzonen erheblich, da der einzuhaltende Mindestabstand in der Ukraine 500 m vom ausgewiesenen Dorfgebiet beträgt.

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• Grundstücke: Die Grundstücke sind, wie oft in der gesamten

Ukraine, Staatseigentum und wurden für 49 Jahre angepachtet. Eine Erweiterung der Flächen ist problemlos möglich. Für den Fall einer Privatisierung der Grundstücke sollte ein Vorkaufsrecht vereinbart werden.

• Lagerstätte:

Die Lagerstätte besteht aus dem Nutzgestein Granit. Eine geologische Erkundung mit einer hinreichenden Anzahl von Kernbohrungen hat aktuell auf einer Teilfläche von 44 ha stattgefunden. Repräsentative Proben wurden durch ein zertifiziertes Institut zusätzlich in Deutschland geprüft. Das Gestein ist nach örtlichen und EU-Normen im klassifizierten Gleis-, Hoch-, Tief- und Straßenbau einsetzbar. Die in diesem Teilfeld nachgewiesenen gewinnbaren Vorräte betragen mindestens 61.900.000 t bei einem Abraumaufkommen von 2.045.000 m³. Hieraus ergeben sich günstige Abraumbedingungen und bei 1,5 Mio t/a Förderung eine Lebensdauer von 41 Jahren. Erweiterungsmöglichkeiten in der Fläche und in der Teufe sind zusätzlich gegeben.

• Steinbruchtyp:

Die in Frage kommende Aufschlussform ist ein typischer Kesselbruch, d.h. Abbau in die Tiefe. Das Abraum zu Nutzmineralverhältnis beträgt mindestens 1: 30,5 und ist wirtschaftlich sehr günstig. Mit ungeplanten Wasserzuflüssen, Grundwasser oder Überschwemmungen ist nach den hydrogeologischen Erkundungen und örtlichen Recherchen nicht zu rechnen.

• Besonderheit:

Bei geeigneter bergmännischer Verfahrenswahl ergeben sich aus technisch-wirtschaftlicher Sicht keine untypischen oder besonderen Risiken.

• Materialeignung:

Das anstehende Rohgestein ist nach geeigneter Aufbereitung zur Herstellung von Mineralgemischen, Einfachsplitt für Asphalt und Betonsplitt nach EU-Norm (Export Polen) uneingeschränkt geeignet. Nach den gültigen ukrainischen Normen ist das Material für alle Bau- und Einsatzbereiche geeignet.

Anforderungsprofil an die Standort- und Werksplanung Grundlage der Baustoffproduktion ist neben der geeigneten Lagerstätte ein aufgeschlossener Tagebau (Steinbruch), eine nachgeschaltete Aufbereitungsanlage sowie die erforderliche Versorgungsund Verkehrsinfrastruktur. Die erforderliche und gewünschte Produktionskapazität als Basis der örtlichen Standortplanung wurde unter besonderer Beachtung der folgenden Punkte ausgelegt:

• Nachhaltigkeit und Schwankungen in der Nachfrage der Zielmärkte: Die nachhaltige und langfristige Nachfrage der

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TECHNOLOGIETRANSFER geplanten Zielmärkte kann insbesondere in den betrachteten Regionen mit Nachholbedarf extremen Schwankungen unterliegen, da die Märkte zunächst überhitzt und die installierten Produktionskapazitäten zu gering oder veraltet sind. Nach einer ausgeprägten Boomphase, die oft zur Kapazitätserhöhung führt, folgt dann in der Regel ein anhaltender Markteinbruch mit erheblichen Mengen- und Preiseinbrüchen. Als Beispiel kann hier die Situation der vergangenen 20 Jahre in Ostdeutschland dienen.

Der Betrieb des Standortes wurde bereits in der Planungsphase durch die im Folgenden definierten allgemeinen Ziele und Anforderung optimal und kostenminimiert konzipiert:

• Bedarf an Produkten und Sortimenten mit unterschiedlichen Normen: Aus dem zu planenden Standort in der Ukraine

• Hohe Qualität und weitgehenden Veredelung der Produkte

werden, wie oben skizziert, neben dem inländischen auch der russische und der polnische Markt, deren Normkörnungen und Bauweisen stark voneinander abweichen, beliefert.

• Auslegung der Betriebszeiten:

Auf Grund der regionalen Witterungseinflüssen mit ausgeprägten Frost-, Schlamm-, und Hitzephasen ist die verfügbare Produktionszeit auf ca. 200 Tage je Jahr ohne Samstage und Sonntage beschränkt. Ungünstige legislative Bestimmungen wie z.B. Verbot der Samstags-, Sonntags- und Nachtarbeit existieren derzeit nicht, so dass hier Reservezeiten für Produktion oder Wartung und Instandsetzung bestehen. Berücksichtigt wurde ein Auslastungsfaktor der Produktionssysteme von 0,85 (3 Schicht 0,75), um unproduktive Stillstände, An- und Abschaltzeiten etc. zu erfassen. In Abhängigkeit der Sollproduktion und Schichtmodelle ergibt sich eine erhebliche Spannweite von erforderlichen Stundenleistungen für die Anlagenauslegung bzw. bei gegebener Kapazität je Stunde die mögliche Produktionsmenge.

• Investitionsbudget und -strategie: Der Investitionsaufwand

steigt in Abhängigkeit der Faktoren Stundenkapazitäten, Verfügbarkeiten und Dauerfestigkeit der maschinentechnischen Einrichtungen sowie der Bauarten mobil, semimobil oder stationär deutlich an. Es wurde darauf geachtet, das Dimensions- und Größensprünge der eingesetzten Maschinentechnik und –systeme keine ungünstigen sprungfixen Kostenentwicklungen und unnötigen betriebsbedingten Mehraufwand (z.B. Verschleiß, Energie, Ölmengen) verursachen. Da die zu beliefernden Regionen ausgesprochene Boommerkmale aufweisen, wurden mögliche Schwankungen der Nachfrage oder grundlegende Veränderungen in absehbarer Zeit einkalkuliert. Das Grundprinzip der optimalen zeitlichen Auslastung und Anpassung wird daher in der Planung strikt umgesetzt. Hierbei wird die Maschinentechnik und Organisation so dimensioniert, dass die gewünschte Jahrestonnage in einem 2 Schichtbetrieb bei optimaler Intensität produziert werden kann. Schwankungen können dann durch Anpassung der zeitlichen Auslastung z.B. im 1 Schicht oder 3 Schichtbetrieb abgefangen werden.

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• Optimierung und Vergleichmäßigung der Produktionsrate und Sortimente • Optimierung der täglichen und saisonalen zeitlichen Auslastung des Werkes

• Hohe Maschinenverfügbarkeit u.a. durch Optimierung der Wartung- und Instandsetzung • Optimierung der Abbauführung und Lagerstättennutzung • Verbesserung der Umweltsituation • Gute Logistik, Verladung und Haldenwirtschaft • Nachhaltige Sicherung der wirtschaftlichen Ergebnisse in Verbindung mit niedrigen Produktionskosten

Im Wesentlichen werden die Ziele durch folgende organisatorische Maßnahmen realisiert:

• Tagebau:

Optimierung der Abbauführung, Aufschluss von Tiefsohlen, Einführung mehrerer vorbereiteter Abbaustellen zur Qualitätssteuerung, Optimale Abraumarbeiten und –organisation, Wegebau und Beräumung der Wände, Begrünung der Abraumhalden, ggf. Fremdvergabe von Transport

• Aufbereitung:

Optimierung, Objektivierung und Vergleichmäßigung der gesamten Ablaufund Produktionssteuerung, Automatisierung und Optimierung der Kapazitätsauslastung von Schlüsselmaschinen, Einführung eines Prozessautomatisierungssystems, Vermeiden von konstruktiven Schwachstellen

• Qualitätssteuerung:

Optimierung des Qualitätsüberwachungssystems, aktive Steuerung im Tagebau und der Aufbereitungsanlage, Verkürzung der Reaktionszeiten bei Störungen, geeignete Dokumentation im Werk und auf den Baustellen

• Instandhaltung: Einführung eines vorbeugenden Wartungs-

und Instandhaltungssystems, konstruktive Änderungen an Schwachstellen, Optimierung der Lagerhaltung, ständige Prüfung und ggf. Verbesserung der Qualität, Verfahrensweisen und Kostenstrukturen im Ersatzteil- und Zulieferbereich, Verkürzung der Reaktions- und Ausführungszeiten bei verfahrenstechnischen und Maschinenstörungen

• Controlling:

Geeignetes und sensibles Rapportwesens, Benchmarking, Einführung ausgereifter Kontrollsysteme

• Organisation:

Verlagerung der Produktions- und Wartungszeiten, Produktion in Tagesschichten 1, 1,5 oder

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TECHNOLOGIETRANSFER 2 und Planwartung mit kleinem Team in der 2. Schicht oder Nachtschicht, Unproduktive Nebenzeiten verkürzen (Überlappung in Pausen, Optimierung Schichtwechsel, An- und Abfahren der technischen Einrichtungen etc.), Verkürzung der Winterreparaturzeiten

• Personal: Arbeiten mit Stammpersonal incl. Verwaltung und Betriebsführung, Schulung und Qualifizierung des Personals

• Führung:

Schaffen einer effektiven Organisations- und Führungsstruktur mit genauer Definition der Zuständigkeiten, Verantwortungsbereiche und Unterstellungsverhältnisse

Aus technischer Sicht wurden die eingesetzten Maschinen und Anlagen unter Berücksichtigung der folgenden Anforderungen ausgelegt: • Dimensionierung und Dauerfestigkeit sind geeignet gewählt, da hierdurch maßgeblich die Faktoren Einsatzverhalten (Leistungsreserven), wirtschaftliche Gebrauchsdauer sowie der Restwert der Geräte bestimmt wird • Reparatur- und Wartungsfreundlichkeit ist durch standardisierte und typisierte Bauteile sowie einen modularen Aufbau bei guter Zugängigkeit der Baugruppen erreicht • Eine hohe Einsatzverfügbarkeit wird durch die Optimierung der betriebsinternen Faktoren der Produktionsorganisation, Minimierung der erforderliche Rüst- und Nebenzeiten (z.B. für Umsetzten oder Sprengen), sowie konstruktive Faktoren wie z.B. lange Wartungsintervalle bei kurzer Wartungsdauer erzielt. Weiterhin sind externe kostenbestimmende Faktoren wie z.B. die kurzfristige Ersatzteil- und Monteurverfügbarkeit sowie der eventuelle Bedarf an Spezialwerkzeugen (z.B. Hydraulikpressen, Motortester etc.) in den Ausschreibungen beachtet • Optimale Verbrauchsdaten der Maschinen, die gesicherte Möglichkeit der Verwendung von preiswerten Roh-, Hilfsund Betriebsstoffen sowie Energieträgern, die Verwendung von genormten und allgemein erhältlichen Ersatz- und Verschleißteile sind als wesentliche Aspekte für einen wirtschaftlicher Betrieb berücksichtigt • Als Datenbasis und Instrumente für exakte Kontrollen, Abrechnungen und Soll-Istvergleiche dienen einfach handhabbare Diagnose- und Kontrollsysteme sowie eine geeignete Automatisierung • Die Schnittstellen zwischen Teilsystemen sind so gestaltet, dass die unterschiedlichen Arbeitscharakteristiken (z.B. kontinuierlich bzw. diskontinuierlich), Kapazitäten sowie Mengen oder Größen der Materialströme zu keinen Störungen in Teil- oder im Gesamtsystem führen. Zur Entkopplung bei sehr unterschiedlichen Charakteristiken wurden geeignet dimensionierte Puffereinheiten eingesetzt

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Planungsdaten und -schritte Die durchgeführten Marktanalysen und Wirtschaftlichkeitsberechnungen wurden intensiv mit den Investoren diskutiert und in ein unternehmerisches Investitionskonzept überführt. Das angestrebte Marktvolumen beträgt 1.500.000 t/Jahr in den Zielregionen Ukraine, Ostpolen, Westrussland. Die Planmenge soll in 2 Schichten produziert werden, so dass auf Mehr- oder Minderbedarf durch zeitliche Anpassungen reagiert werden kann. Unter Berücksichtigung der örtlichen Klimadaten wird von gesichert 200 Produktionstagen ohne Wochenendarbeiten ausgegangen. Die daraus abgeleiteten technischen Rahmenparameter sind in der folgenden Abbildung 2 zusammengefasst. Die planerische Umsetzung der bisher diskutierten Betrachtungen, skizzierten Kriterien zum Prüfungs- und Recherchebedarf sowie Anforderungskriterien erfordert eine Vielzahl von Einzelschritten. Die grundlegenden Aufgaben und Schritte sind in der Abbildung 3 verdeutlicht.

Ausgewählte Aspekte der durchgeführten Tagebauplanung Im folgenden Kapitel werden ausgewählte Aspekte der Tagebauplanung beleuchtet und diskutiert, die dann jeweils die Grundlage für die erforderlichen spezifischen Ausschreibungen für den Einkauf der Geräte, Leistungen und Anlagen bildeten.

Wahl des Tagebauzuschnittes und der Aufschlussbereiche Die hier auszugsweise vorgestellten Planungsüberlegungen basieren zunächst auf der örtlichen Lage sowie der Geometrie des lizensierten Bewilligungsfeldes. Die Abbildung 4 zeigt die Markscheiden, Lage der Erkundungsbohrungen sowie die Isolinienverteilung des Abraumes. Die Geländeoberkante liegt auf einem Höhenniveau zwischen 170 m N.N. und 182 m N.N.. Die maximale Abbauteufe ist derzeit auf das Niveau > 86 m N.N. genehmigungsrechtlich beschränkt. Unter einer Abraummächtigkeit von 3 m bis 12 m stehen damit mindestens 84 m abbaufähiges Gestein an. Nach den ukrainischen Vorschriften, darf der maximale Sohlenabstand 14 m nicht überschreiten, Gewinnungsböschungen sind mit 75° bis 80°und die Endböschung mit 55° zu planen. Unter Berücksichtigung dieser Rahmenparameter wird

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Abb. 2: Technische Rahmenparameter der Standortplanung

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Abb. 3: Hauptplanungsschritte der Standortentwicklung

ein Mehrsohlenabbau mit 6 Gewinnungssohlen und 1 Abraumsohle geplant. Der Standort für die Aufbereitungsanlage sowie die erforderlichen Fertigguthalden wird am südwestlichen Rand außerhalb des Bewilligungsfeldes platziert, da hier mit ca. 200 m die kürzeste Entfernung zur Straße besteht. Außerdem läuft das genehmigte Feld im westlichen Teil bei Abraummächtigkeiten von über 9 m spitz aus. Der Aufschluss wird in den Bereich der Bohrung 2 mit geringer Abraumüberdeckung gelegt. Um schnellstmöglich qualitätsgerechtes Haufwerk herstellen zu können,

wird der Aufschluss von 2 Gewinnungs-sohlen mit je 14 m Wandhöhe vorgesehen. Während die erste Sohle noch in geringem Umfang lokal Übergangsgesteine enthalten kann, ist in der 2. Sohle mit hoher Materialgüte zu rechnen. Die Aufschlussarbeiten sowie die erste Phase der Abbauentwicklung auf ca. 3 ha werden durch Subunternehmer mit mobilen Aufbereitungsanlagen sowie Dumperbetrieb durchgeführt. Die anfallenden Abraummaterialen werden weitgehend als Auffüllmaterial und die Gesteine der 1. Sohle zu Gemischen verarbeitet und vermarktet.

Abb. 4: 3D-Visualisierung der Abraummächtigkeit, Lage der Erkundungsbohrungen und geometrische Form des lizensierten Abbaufeldes

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Abb. 5: 3 D Visualisierung der Grundlegenden Standort- und Aufschlussplanung

In der 2. Betriebsphase beginnt der Regelbetrieb auf 2 Sohlen mit der Aufweitung des Tagebaues in Nordund Südrichtung, während die Hauptabbaurichtung nach Westen verläuft. Der anstehende Abraum wird dann jährlich im erforderlichen Umfang beseitigt und als Lärmschutzwall aufgeschüttet oder auf eine Außenkippe verbracht. Die Abbildung 5 visualisiert das Planungskonzept der Aufschlussphase mit Standortwahl. Der Lösevorgang wird mittels Großbohrlochsprengungen durch Subunternehmer erfolgen, da der Umgang mit Sprengstoffen derzeit noch besonderen Vorschriften unterliegt. Um Schnittstellenprobleme zu minimieren wird die Bohrarbeit mit an das Sprengunternehmen vergeben. Die geologischen Bedingungen und geometrischen Ausmaße der Lagerstätte lassen den Einsatz eines mobilen Vorbrechsystems mit nachgeschalteten Gurtbandförderern zu. Besondere Maßnahmen zur Vorsiebabscheidung sind bei den anstehenden Qualitäten am Vorbrecher nicht nötig, wird aber für eventuelle Störungszonen vorgesehen. Der Förderbezugspunkt dieser Betriebsphase wird die 2. Gewinnungssohle, d.h. hier steht die Vorbrecheinheit und wird mit Tieflöffelbagger beschickt. Umzüge zwischen Sohlen sind mit diesem System auf Grund der erforderlichen Nebenarbeiten zu minimieren, so dass das sogenannte Gruppenabbauverfahren zur Anwendung kommt. Hierbei wird die Bermenbreite zwischen der 1. und 2. Gewinnungssohle auf 3 bis 5 m minimiert und die Sprengungen so ausgelegt, dass der größte Anteil des Haufwerks der 1. Sohle gleich bis zur 2. Sohle fällt und hier geladen wird. Aus Sicherheitsgründen ist die Zwischenberme und damit die Unterteilung in 2 Sohlen statt einer 28 m Wand erforderlich. Das dauerhafte

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Rampensystem mit Tagebauzufahrt und Gurtförderer wird im nördlichen Bereich entstehen. Außerhalb des Tagebaues wird eine Freihalde mit vorgebrochenem Material 0 mm bis 300 mm und ca. 10.000 t aktivem Volumen zur Entkopplung von Gewinnung und Aufbereitung vorgesehen.

Systemauswahl der Gewinnungs- und Mobilgeräte Für einen Betrieb mit den o.a. Parametern ergibt sich typischerweise folgender Gerätebedarf im Gewinnungsbereich:

• Ladegeräte: Als Ladegerät kommen im Festgestein Bagger,

Radlader und eventuell Laderaupen zum Einsatz. Die eingesetzten Bagger können als Tief- oder Hochlöffelversion ausgeführt sein und sind als ausgereifte Systeme in allen gängigen Größen auf dem Markt erhältlich. Kennzeichnend ist hier neben den hohen Losbrechkräften bei verzahntem Haufwerk, die einfache Möglichkeit der Nachzerkleinerung von Knäppern durch den Einsatz einer Stahlkugel. Die Mobilität ist gegeben, wobei aber häufig wechselnde Einsatzstellen auf verschiedenen Sohlen ohne Transporthilfsmittel ungünstig sind, da die Marschgeschwindigkeit gering und der Verschleiß am Raupenfahrwerk hoch ist. Radlader sind wesentlich mobiler und schneller an wechselnde Ladestellen zu verbringen, haben aber den Nachteil, dass beim Laden das komplette Maschinengewicht bewegt werden muss und durch die Schaufelbreite bei verzahntem Haufwerk oder Unregelmäßigkeiten der Sohle hohe mechanische Belastungen und Verschleiß auftreten. Bei kleinstückigem

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TECHNOLOGIETRANSFER Haufwerk ist die Flexibilität des Radladers gegenüber dem Bagger höher. Das Knäppern mit der Kugel ist auch hier möglich, erfordert aber etwas mehr Übung durch den Geräteführer. Laderaupen werden nur in Ausnahmefällen eingesetzt und sollen hier nicht weiter betrachtet werden. Grundsätzlich ist die Gerätegröße so zu dimensionieren, dass die erforderliche Lade- und Knäpperleistung erbracht werden kann und die Schaufelgrößen an die Transport-/ Aufgabeeinheiten und Haufwerkstückigkeit angepasst sind. 4 bis 6 Ladespiele haben sich in der Praxis als optimal erwiesen. In Verbindung mit dem geplanten Vorbrechsystem und der erforderlichen Gewinnungsleistung von ca. 650 t/h wird ein Hydraulikbagger mit Tieflöffelausrüstung der 80 t bis 100 t Klasse empfohlen.

• Mobile Vorbrecheinheit:

Die mobilen Vorbrecheinheiten im Gewinnungsbetrieb sind in der Regel mit eigenen Raupenfahrwerken ausgestattet. In den für die betrachteten Festgesteinsbereiche typischen Gerätedimensionen gibt es eine Vielzahl von erprobten Systemlösungen unterschiedlicher Hersteller mit verschiedenen Kombinationen von Klassierund Zerkleinerungsaggregaten und entsprechenden Anpassungsoptionen. Die Variabilität in Bezug auf die erforderlichen Aufbereitungstechniken ist gegeben. Mobile Vorbrecheinheiten können im flächenhaften Abbau auch über mehrere Sohlen bis zur Gesamthöhe von ca. 30 m im sogenannten Gruppenabbauverfahren flexibel, gut und sicher eingesetzt werden. Die Betriebsweise kann mobil oder quasistationär erfolgen. Die mobile Betriebsweise ist durch den jederzeit veränderlichen Standort der Vorbrecheinheit sowie des Ladegerätes gekennzeichnet, während im quasistationären Betrieb der Standort der Einheit nur in bestimmten Intervallen verändert wird. Die sich aus dem Abbaufortschritt ergebenden Veränderungen werden zwischenzeitlich durch das Ladegerät Radlader, meist im Load-and-Carry-Betrieb, überbrückt. Im vorliegenden Fall fällt die Wahl auf ein raupenmobiles Vorbrechsystem mit angeschlossenem Locklinksystem.

• Als Transportsystem in der vorliegenden Kombination bietet

sich ein Stetig- d.h. in der Regel ein Gurtbandförderer an. Die Vorteile des Gurtförderers sind insbesondere der kostengünstige, kontinuierliche Transport über längere Strecken bei geringem Wartungsaufwand. Da das Aufgabematerial bereits vorgebrochen und damit der Größenbereich des Transportgutes bestimmt ist, kann die Auslegung mit hoher Sicherheit erfolgen. Steigungen und Gefälle stellen keine besonderen Schwierigkeiten dar und in Hauptförderstrecken sind Höhenunterschiede durch spezielle Bauformen möglich, so dass aufwändige Rampensysteme mit eventuellen Lagerstättenverlusten minimiert werden können. Im Förderweg sind zwei grundsätzliche Bereiche zu unterscheiden. Während der Hauptförderweg über längere Zeit unverändert an seinem Standort verbleiben soll, sind

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geeignete, möglichst kurze Bandstrecken hinzuzufügen, die mit wenig Aufwand ortsveränderbar und bei der direkten Anbindung mobil sein sollten. Besonderes Augenmerk ist daher auf die flexible Anbindung der Vorbrecheinheit an den Stetigförderer zu richten. Entsprechende Systemlösungen werden am Markt angeboten.

• Rückverladung:

Zur Aufhaldung, Verladung auf LKW oder Züge werden entsprechende Geräte benötigt. Hierzu sind Radlader, die von verschiedenen Herstellern in unterschiedlichen Größen angeboten werden, geeignet. Für den vorliegenden Standort sind 3 Radlader der 5,5 m³ Klasse mit einer Ladeleistung von je 400 t/h erforderlich. 2 Geräte übernehmen die Rückverladung sowie ggf. Aufhaldungsarbeiten der Fertigprodukte. Ein Gerät ist als Hilfsgerät für die Bahnverladung vorgesehen.

Systemplanung der Aufbereitungsanlage In der Aufbereitungsanlage werden die gewonnenen und vorzerkleinerten Gesteine zu marktfähigen Produkten aufbereitet. Die Aufbereitung basiert hier im Wesentlichen auf mehrstufigen Klassier- und Brechvorgängen. Die benötigen maschinentechnischen Systeme können mobil oder stationär ausgeführt werden. Stationäre Anlagen haben einen höheren Investitionsaufwand, bieten aber dafür mehr Platz für Lagerkapazitäten und funktionalere Bauweisen. Im vorliegenden Fall fiel die Entscheidung zu Gunsten einer offenen quasistationären Anlage mit Einfachbrechund Edelsplittstufe. Da neben dem ukrainischen und russischen Markt auch Polen nach EU Normen beliefert werden soll, ist die Einfachseite auf die Produktion lokaler Normen und die Edelsplittstufe auf EU Normprodukte ausgelegt. In der Abbildung 6 wird das für den Standort entwickelte Verfahrensschema detailliert dargestellt. Das bereits oben beschriebene mobile Vorbrechsystem beschickt über Gurtfördersysteme die Freihalde mit ca. 550 t/h vorgebrochenem Gestein der Größe 0 mm bis 300 mm. Das aktive Puffervolumen beträgt mit 10.000 t, etwas mehr als eine 2 Schicht Tagesproduktion und entkoppelt Gewinnung und Aufbereitung in ausreichendem Maße. Der 1. Sekundärbrecher wird als Kegelbrecher mit ca. 608 t/h Durchsatzleistung dimensioniert. Korngrößen > 70 mm werden diesem Brecher im geschlossenen Kreislauf mit ca. 55 t/h zurückgeführt. Um die Produktion und Kornverteilung der ukrainischen Normkörnungen aktiv beeinflussen zu können, wird ein weiterer Kegelbrecher zum eventuellen Nachbrechen der Körnung 40 mm bis 70

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Abb. 6: Verfahrensstammbaum Aufbereitung Ukraine

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Abb. 7: Räumliche Anordnung der Aufbereitung

Zusammenfassung mm vorgesehen. Die Körnungen 5 mm bis 20 mm und 20 mm bis 40 mm werden bei Bedarf über ein Puffersilo direkt den Edelsplittbrechern zugeführt oder als Verkaufskörnung in Boxen mit Unterflurabzug gelagert. Da für eine optimale Edelsplittproduktion die maximale Aufgabekörnung < 40 mm bis 50 mm liegt, ist der getrennte Nachbruch der Körnung 40 mm bis 70 mm erforderlich. Die mit einer Kapazität von ca. 300 t/h hergestellten Edelsplitte werden bis auf den Sand 0 mm bis 2 mm in offenen Boxen mit Unterflurabzug gelagert. Körnungen > 20 mm können im geschlossenen Kreislauf nachversplittet werden. Die Fertiggutboxen erlauben Haldenhöhen von 13 m, womit sich eine Gesamtmenge je Box von ca. 3.200 t bei ca. 1.000 t aktiv über Unterflur abziehbaren Mengen errechnet. Abbildung 7 zeigt die räumliche Anordnung der Gesamtanlage. Um die Verladung auf Zug und LKW zu optimieren, wurden sämtliche Fertiggutboxen in einer Linie über einem Tunnel mit Unterflurabzügen angeordnet. Gleichzeitig ist auch Rückverladung mit Radladern möglich.

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In vorliegender Ausarbeitung wurden ausgewählte Teilaspekte zur Entwicklung und Planung eines Steinbruchstandortes mit Tagebauaufschluss und Edelsplittanlage in der Ukraine erläutert. Die besonderen und deutlich erhöhten Anforderungen bei der Planung und Umsetzung von Auslandinvestitionen in Osteuropa ergeben sich aus den dort vorherrschenden rechtlichen und kulturellen Rahmenbedingungen sowie dem in der Regel aktiv stattfindenden Strukturwandel. Alte Normen, Gesetze und öffentlich-rechtliche Planungsvorgaben sind oft nur noch teilweise gültig und befinden sich in Überleitungsphasen, während für neue Normen die Erfahrungen und Auslegungen in der Praxis fehlen. Erschwerend kommt hinzu, dass sich auch die Beschaffungsund Absatzmärkte dynamisch verändern. Zusammengefasst bedeutet dies für die unternehmerischen Entscheidungen erhöhte Unsicherheiten und erfordert flexible Handlungsalternativen in Verbindung mit einem effektiven Risikomanagement. Eine umfassende, die aufgeführten Rahmenbedingungen beachtende und unternehmerische Handlungsalternativen berücksichtigende Planung ist für Auslandinvestitionen unerlässlich.

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TECHNOLOGIETRANSFER Quellennachweise [1]

Caterpillar (2003): Performance Handbook, edition 34

[2] Verlag

Eymer, W. (1995):Grundlagen der Erdbewegung, Kirschbaum

[3] Goergen, Hans (1987): Festgesteinstagebau, Trans-Tech Publications [4] Hoffmann, Manfred (1985): Zahlentafeln für den Baubetrieb: Organisation, Kosten, Verfahren, neu bearbeitete und erweiterte Auflage, Stuttgart

Prof. Dr.- Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Martin Kirschbaum Geboren: 1961 in Linz/Rhein

[5] Kirschbaum, Martin (1991):Grundlagenuntersuchung zur Optimierung von Produktionsweise und Prozessautomatisierung in Aufbereitungsanlagen der Steinbruchindustrie, Dissertation Aachen

Studium: • Bergbau und Wirtschafts-ingenieurwesen RWTH Aachen bis 1990

[6] Kirschbaum, Martin (2004): Due Diligence – Unternehmensbewertung in der Baustoffindustrie, Kies-SandGesteinsperspektiven, Ausgabe 8/2004

Promotion: • RWTH Aachen bei Prof. Hoberg zum Thema Prozessautomatisierung und –optimierung in Aufbereitungsanlagen 1991

[7] Kirschbaum, Martin (2005): Benchmarking – Aspekte der umfassenden technisch-wirtschaftlichen Unternehmensanalyse und –optimierung in der Praxis, Kies-Sand-Gesteinsperspektiven, Ausgabe 1/2005

Beruf:

[8] Kirschbaum, Martin (2007): Auslandsinvestitionen in der Baustoffindustrie, Diskussion ausgewählter Aspekte und Erfordernisse, Gesteinsperspektiven, Ausgabe 5/2007 [9] Kirschbaum, Martin (2007): Laden-Transport-Vorzerkleinerung im Festgestein, Anforderungs- und Auswahlkriterien für den Einsatz des Systems unter besonderer Berücksichtigung mobiler Vorbrecher, Gesteinsperspektiven, Ausgabe 6/2007 [10] Kirschbaum, Martin (2007): Auslegungs- und Auswahlkriterien für stationäre Aufbereitungsanlagen in der Baustoffindustrie, Gesteinsperspektiven, Ausgabe 7/2007 [11] Kirschbaum, Martin (2007): Baustoffvertriebs- und Aufbereitungszentren in lagerstättenfernen Regionen, Diskussion ausgewählter Gesichtspunkte und Auslegungskriterien, Gesteinsperspektiven, Ausgabe 8/2007 [12] Kirschbaum, Martin und Reinhardt, Wolfgang (2009): Ausgewählte Aspekte zur Optimierung des Betriebsflächenbedarfs und Materialhandlings an Standorten der Baustoffgewinnung und –aufbereitung, Gesteinsperspektiven, Ausgabe 4/2009 [13] Kirschbaum, Martin, Reinhardt, Wolfgang und Kamermans, Fred. A. (2009): Auslegung und Bauweise einer modernen Aufbereitungsanlage für Schotter und Splitte, Gesteinsperspektiven, Ausgabe 7/2009 [14]

Komatsu (2001): Specifications and Performance Handbook

[15] Metso Minerals (2006): Crushing and Screening Handbook, Tampere [16] Sandvik (2009): Aufbereitungssysteme

Unterlagen

Brech-

und

[17] Schubert, Heinrich (1984): Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Band I bis III, 2.Auflage VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1984 [18] Strzodka, Klaus, Sajkiewicz, Jan, Dunikowski, Andrzej (1979): Tagebautechnik Band I bis III, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig [19] Tudeshki , H.; Hardebusch, Bagherpour (2005): Kostenreduzierung durch Optimierung des Vorbrecherstandortes (Cost Reduction by Optimization of the Primary Crusher Position); 20. World Mining Congress 7.-11.2005, Teheran [20] Tudeshki,H.; (2006): Technisch-wirtschaftliche Grenzen der sprengstofflosen Gewinnung im Festgestein, Aggregates International 01/2006

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• ab 1990 Basalt AG, verschiedene leitende Funktionen beim Aufbau Ostdeutschland • 1997 Generalbevollmächtigter Basalt AG • 1998 bis 2003 Vorstandsmitglied Basalt AG, Ressorts u.a. Ostdeutschland, Technik, Ressourcensicherung, Ausland

Selbständig: • seit 11/2003 mit Beratungsunternehmen und Ingenieurbüros im Bereich Bergbau, Aufbereitung sowie Steine und Erden Schwerpunkte: • Technische und wirtschaftliche Optimierung von Aufbereitungsverfahren und -abläufen in der Kies- und Hartsteinindustrie • Aufbereitung mineralischer Rohstoffe • Betriebswirtschaftliche und technische Bewertung von Unternehmen im Bereich Rohstoff- und Baustoffproduktion, kaufmännische Abbildung und Benchmarking von Gewinnungs-, Förder- und Aufbereitungsprozessen • Unternehmenskonversion, Standortentwicklung und -anpassung von Bergbau- und Baustoffbetrieben, insbesondere in ehemaligen GUS Staaten • Technische Fachplanungen von Bergwerks-, Tagebau- und Aufbereitungsanlagen Sonstiges: • öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Steine und Erden der IHK Ostthüringen und Halle seit 2005 • Lehrbeauftragter und Prüfer der RWTH Aachen „Aufbereitungsverfahren in der Naturstein-, Kalk- und Zementindustrie“ seit 2000 • Honorarprofessor der RWTH Aachen, Fakultät Georessourcen und Materialtechnik seit 12/2009 • Mitglied in der Arbeitsgruppe VDI 2585 Emissionsminderung –Aufbereitungsanlagen für Gesteinskörnungen und Baustoffgemische, Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN-Normenausschuss KRdL seit 2/2010 • Mitglied im Arbeitsausschuss Gewinnung und Aufbereitung des Bundesverband Mineralische Rohstoffe, Köln seit 2007 Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Martin Kirschbaum KiProCon Dr. Kirschbaum Project-Consulting GmbH & Co.KG An der Marktbrücke 1 D 07554 Korbußen Tel.: +49(0) 36 60 2 - 51 43 0 | Kirschbaum@Kiprocon.de | www.KiProCon.de |

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TECHNOLOGIETRANSFER Links: Probenahme am Stoß in der Schwerspatgrube Gehren. Unten: Sprenglochwagen unter Tage. (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Diversifikation in den Steine- und Erdenbergbau D

er Bereich Schachtbau und Bohren diversifiziert seit einigen Jahren verstärkt in drei wesentliche Marktfelder: • geographisch expandierend nach Russland, • technisch durch Intensivierung der Bohrtätigkeit und • marktwirtschafttich in das bergmännische Aufgabengebiet der Steine- und Erdenindustrie.

In der Vergangenheit wurden bei der Thyssen Schachtbau GmbH überwiegend nationale Projekte im Steinkohlen-,Salz- und Erzbergbau bearbeitet. Darüber hinaus ist der Bereich Schachtbau und Bohren seit über sechs Jahren mit Tunnel- und Wasserkraftwerksbau begleitenden Spezialarbeiten in der Schweiz tätig. In den Jahren 2005/2006 konnten einhergehend mit dem Wiederbeleben der Schwerspatgrube Gehren in Thüringen und in den Jahren 2007/2008 mit dem Neuaufschluss der Kalkgrube Mähringer Berg in Baden Württemberg erstmals zwei Projekte im Bereich Steine und Erdenbergbau erfolgreich ausgeführt werden.

Auffahren einer Wendel und weiterer Ausrichtungsbauten in der Schwerspatgrube Gehren 1991 musste der damalige Fluss- und Schwerspatbetrieb Ilmenau-Gehren aus wirtschaftlichen Gründen den Betrieb einstellen. Anschließend wurde das Grubengebäude geflutet.

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Der ständig steigende Rohstoffbedarf und die damit verbundenen hohen Preise der Importrohstoffe zu Beginn dieses Jahrhunderts sowie die außergewöhnliche Reinheit des Gehrener Rohstoffs führten bei der FluorchemieGruppe zu Überlegungen, von wirtschaftlichen und politischen Unsicherheiten unabhängig zu werden und die Rohstoffversorgung aus eigenen Ressourcen sicher zu stellen. In der Zeit von Januar 2005 bis Mitte 2006 führte die Arbeitsgemeinschaft FSB Gehren, bestehend aus

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TECHNOLOGIETRANSFER Schachtbau Nordhausen GmbH, TS Bau GmbH und Thyssen Schachtbau GmbH für die Phönix Fluss- und Schwerspat Bergwerk GmbH in Gehren (einer Tochtergesellschaft der Fluorchemie Gruppe) den Auftrag zur Auffahrung von Zugangsrampe und Wendel mit anschließenden Grubenbauen zum Aufschluss des Erzganges mit 800 m Gesamtauffahrlänge aus. Vor Beginn der Arbeiten waren ca. 70 % der Aus- und Vorrichtung ohne Ausbau geplant und prognostiziert. Erst bei der Auffahrung hat sich gezeigt, dass auf Grund der bruchtektonischen Entstehungsgeschichte der hydrothermalen Ganglagerstätte und der Einflüsse des Altbergbaus eine davon abweichende, unerwartete Gebirgssituation vorliegt. Die Arbeitsgemeinschaft FSB reagierte angemessen unter Zuhilfenahme der entsprechenden Ausbautechnologien und einer umgehenden Umstellung des Vortriebskonzeptes. Danach stand dem Einsatz eines 2-armigen Bohrwagens mit Ladekorb nichts mehr im Wege, sich Abschlag für Abschlag vorzuarbeiten. Die Ladearbeit erfolgte mit Lader und Dumper - die begleitenden Ankerund Spritzbetonarbeiten sorgten für die erforderliche Kopfsicherheit.

Erschließungsmaßnahmen zum Abbau der untertägigen Kalkgrube Mähringer Berg Die Märker Kalk GmbH ist ein Unternehmen der Märker Zement GmbH in Harburg in Bayern mit einer mittlerweile über 100-jährigen Firmengeschichte. Heute betreibt Märker in Harburg und Herrlingen hochmoderne Kalköfen, um Kalk von bester Qualität umweltschonend und wirtschaftlich zu produzieren. Die Kalkproduktion ist Grundlage zur die Herstellung weiter veredelter Produkte. Über die vergangenen Jahrzehnte hat sich Märker durch viele Innovationen und mit weitsichtiger Investitionspolitik zu einem der führenden Kalkhersteller im süddeutschen Raum entwickelt.

Bau des neuen Kalkofens im Steinbruch Herrlingen im Hintergrund (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Durch die etwas aufwändigere Gebirgssicherung wurde mit sieben Ausbauklassen gearbeitet. Diverse Systemankerungen und das Einbringen von Spritzbeton mussten beinahe über den gesamten Auffahrungsbereich erfolgen. Im flächendeckenden Einsatz der Systemankerung haben sich vor allem Swellex-Anker erfolgreich bewährt. Das Nassspritzverfahren mit Manipulator in engen Grubenbauen konnte ebenfalls optimiert werden. In nachfolgenden Erkundungsarbeiten mit anfänglichen Enttäuschungen wurde auf allen vier Gangstrecken die prognostizierte Lagerstättenausbildung vorgefunden und nachgewiesen. Der Gang ist zwischen 6 und 8 m mächtig und enthält zwischen 30 und 50 % Flussspat. Die Planung zur Errichtung einer neuen Aufbereitungsanlage steht und erste Komponenten sind bereits geliefert worden. Bedauerlicherweise führten der unerwartet gravierende Preisverfall sowie die quasi auf Null eingebrochene Nachfrage dazu, das Projekt im Mai 2009 zu stunden. Eine kleine Restbelegschaft hält derzeit die Grube offen und hofft auf eine baldige Erholung der Rohstoffmärkte.

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TECHNOLOGIETRANSFER Der Weg nach Untertage Der Weg zum untertägigen Abbau von Steinen und Erden wird seit vielen Jahren von Experten vorhergesagt. Einige wenige Gruben vollzogen diesen Schritt, meist aus Gründen des Umweltschutzes, z.B. zur Vermeidung von Staub und Lärm in Siedlungsnähe. So auch der Kunde Märker Kalk GmbH, dessen Ressourcen im Steinbruch in Herrlingen, Baden-Württemberg, sich dem Ende zuneigten. Es bestand keine Aussicht, neuerlich einen Tagebau in Siedlungsnähe genehmigt zu bekommen. Folgerichtig wurde ein untertägiger Abbau der Rohstoffe ins Auge gefasst und mit dem Projekt „Mähringer Berg“ umgesetzt.

Planungsgrundlagen Markt und Geologie „Vor der Hacke ist es duster“, dieser alte Bergmannsspruch gilt für das Märker-Projekt doppelt: Erstens für das Gesamtprojekt des Kunden mit der Erschließung des untertägigen Abbaus und dem Neubau eines Ofens zur Vergütung des gewonnenen, hochwertigen Weißkalkes. Beidem geht eine lange Planung und Klärung von Finanzierung, Technik, Lizenzen und Partnern voraus. Beinahe der ganze Weg dahin wurde begleitet von steigender Nachfrage nach den Endprodukten. Jetzt, wo alles fertig zur „Ernte“ ist, zeigt sich der Markt weniger freundlich. Die Weltwirtschaftskrise, einhergehend mit einem Nachfragerückgang, hinterlässt auch hier ihre Spuren. Dennoch wird sich bei dieser auf Jahrzehnte angelegten Investition nach Erholung der Märkte die erwartete Rendite einstellen. Zweitens für die Geologie im eigentlichen Sinne. Bereits 2001 wurde eine Versuchs- und Erkundungsstrecke sowie in geringem Umfang Versuchsabbau durchgeführt, mit – man kann sagen – bester Geologie. Nachdem die Arbeitsgemeinschaft Mähringer Berg, bestehend aus den Firmen Schachtbau Nordhausen GmbH und Thyssen Schachtbau GmbH, im Juni 2007 den Auftrag zur Erschließung der Lagerstätte Mähringer Berg erhalten hatte, stellte sich Geologie der im Rahmen dieses Auftrages aufgefahrenen 1.350 Streckenmeter jedoch etwas abweichend von den ursprünglich vorgelegenen Prognosen und Erkenntnissen dar. Für die langlebigen Grubenbaue mussten in großem Umfang Anker, Baustahlgewebematten und Spritzbeton eingebracht werden. Dennoch, die Ansätze nach Norden in den eigentlichen Abbaubereich lassen hoffen, dass die bei der Erschließung z. T. angetroffene schlechte Geologie hier nicht in gleichem Umfang anzutreffen sein wird.

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Das Projekt „Erschließung der Lagerstätte Mähringer Berg“ Am 09.09.2007 wurden die Arbeiten zur Auffahrung der Bandstrecke, Begleitstrecke und Querhiebe, Brecherund Trafo- sowie Lüfterkammer begonnen. Das stark verkarstete Gebirge erforderte höchstes Sicherheitsniveau und wesentlich mehr Stützungsmaßnahmen als geplant. Strecken mit Querschnitten von 32 bis 36 m2 sollen nun für Jahrzehnte die „Hauptschlagadern“ der Produktion bilden. So wurde z.B. die Brecherkammer anstelle von Spotbolting mit 30 cm Spritzbetonschale, 2 Lagen Baustahlgitter und bis zu 5 m langen Ankern gesichert. Bei jedem Abschlag musste die Mannschaft das Gebirge neu einschätzen und in Abstimmung mit dem Bauherrn die geeigneten Sicherungsmaßnahmen auswählen und durchführen. Um den hochwertigen Kalk nicht zu verunreinigen, war nur in der Durchschlagstrecke der Einsatz von Spritzbeton erlaubt, am Ende waren es über 3.000 Tonnen in allen Infrastrukturräumen, die eingebracht wurden. Durch den erhöhten Sicherheitsaufwand, durch Mehrauffahrungen in der Begleitstrecke und bei den Querhieben sowie zusätzliche Firstnachriss- und Sicherungsarbeiten verzögerte sich die Fertigstellung um beinahe ein halbes Jahr. Ende 2008 konnten die Erschließungsmaßnahmen abgeschlossen werden. Rund 1.350 m Strecken mit ca. 49.000 m³ Ausbruchvolumen wurden aufgefahren bei durchschnittlicher Abschlagslänge von 3,14 m und ca. 1,7 kg/m³ Sprengstoffverbrauch. Inklusive der notwendigen Neben- und unplanmäßigen Sicherungsarbeiten belief sich die Gesamtarbeitsdauer eines kompletten Abschlages auf 18,5 Stunden. Das Sprengschema, die Abschlaglänge und die Auswahl des Sprengstoffes waren darauf abzustimmen, die Vortriebsleistung zu optimieren, schonend zu sprengen und den Kornanteil kleiner 20 mm unter 35 % zu halten. In den Bereichen von mit Lehm und Schluff gefüllten Karstklüften konnte das natürlich nicht immer realisiert werden. Überdies war auch noch eine Obergrenze an Sprengerschütterungen und ein Sprengverbot von 22.00 bis 6.00 Uhr in Kraft.

Ressourcen der Baustelle Erbracht wurden diese hervorragenden Leistungen von einem gemischten, aber schnell eingespieltem Team von Mitarbeitern der beiden Arge-Partner. In der Auffahrungsphase wurde z.T. im Mehrörterbetrieb mit

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TECHNOLOGIETRANSFER Unten: Sicherungsmaßnahmen im Streckenkreuz von Begleitstrecke und Brecherkammer. (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Links: Der Steinbruch im Hintergrund und der Stollenvorplatz im Vordergrund. (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Fazit 13 bis 17 Mitarbeitern gearbeitet. Unterstützt wurden sie von einem sehr effektiven Maschinenpark, bestehend aus dem bereits in Gehren eingesetzten 2-armigen Bohrwagen AC 352 S für Spreng- und Ankerbohrlöcher und Montage der Baustahlgitter, einem ITC 312 H3 Schaeff Bagger für Lade- und Beraubearbeiten sowie zwei Terex Muldenkippern TA 30 für die Förderung zum Zwischenlager vor dem Tunnelportal. Als Hilfsgeräte standen neben der Bewetterung, dem Kompressor und dem Spritzbetonsilo auch noch ein 4,2 m³ - Fahrlader Komatsu WA470 und ein Teleskopstapler Merlo P30.13 zur Verfügung.

Bohren von Spreng- und Ankerbohrlöchern (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

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Diese Leistungen konnten nur auf Grund einer hervorragenden Zusammenarbeit mit dem Kunden realisiert werden. Dafür und für die Bewirtung mit „Butterbrezn“ bei den regelmäßigen Baugesprächen auch von dieser Stelle einen herzlichen Dank. Betriebsplanzulassungen, Grubenrettungswesen und Projektplanung waren neben der Bauaufsicht die Schwerpunkte des Kunden. Die Zufriedenheit des Kunden mit der bergmännischen und sicherheitlichen Ausführung der Arbeiten zeigte sich in einem Folgeauftrag. Die Arbeitsgemeinschaft wurde mit der kompletten Elektrifizierung der Grube beauftragt. Die wesentlichen Bestandteile waren die Installation einer Trafokammer und die Elektrifizierung von Beleuchtung, Lüftern, Brechern und Fördereinrichtungen. Schuttern mit ITC und Dumper (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

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TECHNOLOGIETRANSFER Erbracht wurden diese hervorragenden Leistungen von einem gemischten, aber schnell eingespieltem Team von Mitarbeitern der beiden Arge Partner.

Die Zukunft Rechtzeitig zum Anfahren des neuen Kalkofens im April 2009 konnten alle Arbeiten abgeschlossen und die Infrastruktur für ein neues Bergwerk dem Kunden übergeben werden. Jetzt kann der Steinbruch Schritt für Schritt die Produktion verringern und der Untertageabbau die Fördermengen ersetzen. Marmorisierter Kal uns seine Folgen für das Bohrwerkzeug. (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Hierzu wünschen wir der Märker Kalk GmbH viel Bergmannsglück und eine bald wieder steigende Marktnachfrage. Auch der Schwerspatgrube Gehren wünschen die Schachtbau Nordhausen GmbH und die Thyssen Schachtbau GmbH einen sich weiter stabilisierenden Rohstoffpreis und unternehmerischen Mut, den mit dem Wiederaufschluss begonnenen Bergwerksbetrieb fortzusetzen.

Autoren: Franz Stangl & Heinz-Wilhelm Kirchhelle

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Thyssen Schachtbau GmbH Sandstraße 107-135 45473 Mülheim an der Ruhr | Deutschland Tel.: +49 (0)208 - 30 02 0 Fax: +49 (0)208 - 30 02 3 27 eMail: info@ts-gruppe.com Internet: www.thyssen-schachtbau.de

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Tribosystemangepasste Verschleißuntersuchungen von wolframkarbidhaltigen Pseudolegierungen für den Einsatz im Bergbau

von Dipl.-Ing. A. Petsch, Dr.-Ing. R. Reiter, Prof. Dr.-Ing. V. Wesling Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren Technische Universität Clausthal (ISAF) | Deutschland

Maschinen und Anlagenkomponenten im Bergbau unterliegen extremen Beanspruchungen durch mechanische Krafteinwirkung und abrasive Einflüsse. Verschleiß und damit verbundene Stillstandszeiten stellen einen enormen wirtschaftlichen Schaden da, so dass eine Werkstoffauswahl entsprechend den Beanspruchungen zwingend erforderlich ist. Die in der Realität vorliegenden Tribosysteme können mit herkömmlichen genormten Prüfungen der ASTM nicht oder nur unvollständig nachgebildet werden. Daher wurde am ISAF der TU Clausthal ein Prüfstand entsprechend dem Tribosystem wie sie bei Gewinnungsmaschinen, Brechern, Feststoffpumpen und Aufbereitungsanlagen vorliegen, aufgebaut, so dass Werkstoffe auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen eine kombinierte schlagende und abrasive Beanspruchung qualifiziert werden können. Gegenstand der hier dargestellten Untersuchungen sind verschiedene Arten von wolframkarbidverstärkten Pseudolegierungen.

Einleitung Verschleißuntersuchungen mit genormten Prüfverfahren, meist nach ASTM-Normen, werden der Kategorie 6 „Modellversuch mit einfachen Prüfkörpern“ zugeordnet. Auf Grund der bewusst einfach gehaltenen Testaufbauten ist die Übertragbarkeit der Ergebnisse trotz der Vielzahl an genormten Prüfungen auf die Realität nicht immer möglich, da diese Prüfungen das real vorliegende Tribosystem nicht abbilden können.

Die Aussagekraft der Verschleißuntersuchungen steigt mit der Annäherung an die Realität bis hin zur Kategorie 1 „Betriebsversuch“. Sieht man von dem enormen Zeitaufwand und den Kosten ab, so stellt sich gerade in der Entwicklung und der Konstruktion neuer Anlagen das Problem der Werkstoffauswahl. Eine kostengünstigere Variante stellt die am ISAF angebotene tribosystemgerechte Verschleißprüfung da, bei der Werkstoffuntersuchungen abweichend von Normen speziell für Problemstellungen aus dem Bereich des Verschleißes durchgeführt werden. Eine gezielte Analyse des Tribosystems liefert sämtliche Einflussgrößen. Neben den beteiligten Reibpaarungen sind Zwischenmedien, Umgebungmedien, Temperatur, Art und Höhe der Beanspruchung die bestimmenden Parameter für den Verschleiß in Form von Oberflächenveränderungen und Materialverlust, Abb. 2.

Abb. 1: Kategorien der Verschleißprüfung [1]

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 2: Schematisches Tribosystem mit Einflussgrößen

Wie wichtig die genaue Kenntnis des Tribosystems ist, zeigen Beispiele aus der Literatur. Im Bereich des Abrasionsverschleißes ist das Hoch-Tieflage-Verhalten von Werkstoffen bekannt. Bereits kleine Steigerungen der Härte des Abrasivgutes können zu einer massiven Zunahme des Materialverlustes führen, Abb. 3. Betrachtet man die Änderung des Verschleißmechanismusses in Abhängigkeit mit dem Beanspruchungswinkel α beim Erosionsverschleiß, so wird auch hier deutlich, dass augenscheinlich kleine Änderungen bereits große Auswirkungen auf das Verschleißverhalten von Werkstoffen besitzen, Abb. 3. Unterschiedliche Materialien weisen bei unterschiedlichen Beanspruchungswinkeln ihr Maximum auf. Während hochharte Werkstoffe im Prallverschleiß (90° Auftreffwinkel) einen massiven Abtrag erfahren, zeigt sich dort für weichere Werkstoffe wie Polyurethan (PUR) ein Minimum. Dies liegt in der Änderung des Schädigungsmechanismusses begründet, da duktile Materialien bei Prallverschleiß die Aufprallenergie elastisch aufnehmen können, so dass man hier von einem elastischen Stoß der einzelnen Körner sprechen kann. Weniger duktile, hochharte Werkstoffe

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reagieren anders, so dass die kinetische Energie des Abrasivgutes im Werkstoff umgesetzt wird und somit zum Herausbrechen von Material aus der Oberfläche führt. Bei kleinen Beanspruchungswinkeln herrscht eine furchende Beanspruchung vor. Durch die nahezu parallele des Abrasivgutes zur Werkstoffoberfläche ist der Energieeintrag deutlich geringer. Während hier die hochharten Werkstoffe einen guten Verschleißwiderstand bieten, können duktilere Materialien diesem schneidenden Angriff kaum Widerstand leisten. Diese beiden Fälle aus der Literatur zeigen bereits, wie wichtig eine tribosystemgerechte Verschleißprüfung in Hinblick auf optimierte Standzeiten von Maschinen und Anlagen ist. Die verschleißtechnische Prüfung von Werkstoffen bei kombinierten Beanspruchungen wie sie z.B. bei Hammermühlen und Gesteinsbrechern auftreten, gestaltet sich besonders schwierig. Hierfür werden am Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren der TU Clausthal Sonderaufbauten benutzt, Abb. 4.

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1)Hartguß, 2)St37, 3) PUR Abb. 3: Hoch-Tieflage-Verhalten von Werkstoffen bei Abrasionsverschleiß (links), Änderung des Verschleißmechanismusses bei Erosionsverschleiß (rechts) [1]

Abb. 4: Schematischer Aufbau des Prüfstandes für kombinierte schlagende/stoßende und abrasive Beanspruchungen am ISAF, TU Clausthal

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Abb. 5: Verschleißbilder von reiner abrasiven (links) und kombinierter schlagender/stoßender und abrasiver (rechts) Beanspruchung

Die kombinierte Beanspruchung aus Abrasion und einer schlagenden Komponente führt zu einem veränderten Verschleißbild, Abb. 5. Deutlich zu erkennen ist die Zertrümmerung der Hartphasenanteile. Bei reiner Abrasion zeigt sich ein Auswaschen des weicheren Matrixwerkstoffes.

Boride und Nitride. Als praxisrelevantes Verfahren wurden die Proben mittels Plasma-Pulver-Auftragschweißen (PPA) hergestellt, da sich mit diesem Verfahren wirtschaftlich bereits einlagig Schichtdicken von 2 bis 3 mm erzielen lassen. Als weiteren Vorteil bietet das PPA-Verfahren eine gut steuerbare Energieeinbringung, wodurch sich sehr geringe Aufmischungsgrade im Bereich weniger Prozent erreichen lassen.

Experimentelle Durchführung

Für die Untersuchungen wurden verschiedene Wolframkarbide (WC) in Kombination mit einer Bei hochabrasiven Verschleißbeanspruchungen haben handelsüblichen NiBSi-Legierung als Matrixwerkstoff sich Metall-Matrix-Composite (MMC) auf Grund ihrer verwendet. Zum Einsatz wurden gebrochenes, Eigenschaften bewährt. Sie verbinden die Vorteile einer monokristallines WC, gebrochenes Wolframschmelzkarbid zähen Matrix, basierend auf Nickel, Kobalt oder Eisen, (WSC) und sphärisches Wolframschmelzkarbid mit vor Verschleiß schützenden Hartstoffen, wie Karbide, gebracht, Tab 1. Neben der Art wurde auch der Tab. 1: Einfluss des Kohlenstoffgehaltes und der Korngröße Art, Größe und chem. Zusammensetzung der Karbide auf den Verschleißwiderstand analysiert. der verwendeten Karbide Das Mischungsverhältnis von Hartstoff- zu Matrixpulver von 60 zu 40 Massenprozent Art C-Gehalt Größe in µm wurde wie die Schweißparameter, Tab 2, für alle Proben konstant gehalten. 1

WSC

gebrochen

4,3 - 5,0

53 - 180

WSC

gebrochen

3,8 - 4,2

63 - 180

WSC

gebrochen

4,3 - 5,0

53 - 180

WSC

gebrochen

3,8 - 4,2

100 - 150

WSC

gebrochen

3,8 - 4,2

210 - 400

WSC

gebrochen

6,1

63 - 180

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Tab. 2: Schweißparameter

Strom in A

Plasmaspannung in V

Schweißgeschwindigkeit in mm/minArt

Pendelbreite in mm

Pulverzufuhr in g/min

Mischungsverhältnis NiBSi/W(S)C

150

102

120 +/- 4

40/60

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 6: Schematischer Aufbau ASTM G75-07 „Millertest“

Abb. 7: Schematischer Aufbau ASTM G65-04

Neben dem Schlagradtest wurden drei weitere Prüfstände, davon zwei nach ASTM genormt, eingesetzt. Aus der Erdölindustrie stammt der nach ASTM G75-07 spezifizierte Millertest, Abb. 6. Die Probe wird mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min oszillierend in einer definierten Suspension aus Wasser und Korund geführt. Die Anpresskraft beträgt 22,24 N bei einer Prüfzeit von sechs Stunden, die in drei Intervallen absolviert wird [2]. Die Prüfung nach ASTM G65-04, Abb. 7, erfolgt mit gerundetem Quarzsand als Abrasivgut. Dieser wird mit einem Massenstrom von 300 – 400 g/min in den Spalt zwischen einem gummierten Stahlrad und der Werkstoffprobe eingebracht. Die Probe wird dabei mit einer Kraft von 130 N angepresst. Methode A der Norm gibt einen Verschleißweg von 4309 m vor [2]. Als Modifikation bietet das ISAF diesen Testaufbau mit einem Stahlrad ohne Gummischicht an. Damit ergibt sich ein härterer Verschleißangriff, da sich hier im Vergleich zum Reibradtest kein Abrasivgut in die elastische Gummischicht eindrücken kann. Die übrigen Parameter bleiben dabei gleich.

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TECHNOLOGIETRANSFER 12

8,80

9,33

7,57

7,79

8,05

9,32

Abtrag in mm³

Der vierte Prüfstand ist der in Abbildung 4 dargestellte Schlagradtest. Dieser nichtgenormte Prüfstand benutzt ebenfalls gerundeten Quarzsand als Abrasivum, welches in den Kontakt mit den rotierenden Schlagelementen eingebracht wird. Zusätzlich wird die Schlagkraft online erfasst.

Ergebnisse

Die Ergebnisse der Prüfung nach ASTM G 75-07 zeigen deutliche Vorteile bei den sphärischen Karbiden, Abb. 8. Ein signifikanter Unterschied zwischen den gebrochenen WSC und WC ist nicht zu erkennen.

Der Grund für das gute Abschneiden der sphärischen Karbide liegt in der relativ geringen Last. Diese bewirkt, dass hauptsächlich die weichere Matrix zwischen den Karbiden ausgewaschen wird, während die Karbide selbst nur relativ schwach angegriffen werden, Abb. 9. Die sphärischen Karbide verbleiben länger formschlüssig in der Matrix, da sie erst herausfallen können, wenn die Matrix tiefer als der Kugelradius abgetragen worden ist. Auf Grund der unregelmäßigen Form und Verteilung der gebrochenen WSC und WC können diese schneller ausfallen, da hier die Stützwirkung der Matrix nicht gegeben ist. Die Untersuchungen der Werkstoffe nach ASTM G6504 zeigen die unterschiedlichen Einflüsse, wie Korngröße, Zeilenabstand und Art der Karbide sehr deutlich, Abb. 10.

Werkstoff

Abb. 8: Ergebnisse ASTM G75-07 Millertest

Im Gegensatz zum Millerversuch wird hier deutlich, dass die höhere Anpresskraft von 130 N nicht nur den Abtrag der Matrix bewirkt, sondern auch eine Zerstörung der Karbide verursacht. Im Gegensatz zu dem monokristallinen WC, wird das WSC beim Auftragschweißen im Randbereich leicht aufgelöst, was eine verbesserte Anbindung an den Matrixwerkstoff ermöglicht. Zudem ist das WC wesentlich spröder und bricht daher schneller. Auf Grund des gewählten Massenverhältnisses beim Pulvermischen befinden sich mit zunehmender Karbidgröße zahlenmäßig weniger Karbide in der Auftragschicht. Dies bewirkt eine Zunahme des Zeilenabstandes, d.h. der Abstände zwischen den einzelnen Karbiden. Der Einfluss des Zeilenabstandes lässt sich bei Werkstoff 5 veranschaulichen, Abb. 11. Der in diesem Prüfaufbau verwendete Quarzsand weist laut

Abb. 9: Verschleißbild ASTM G75-07 (links: Werkstoff 3, rechts: Werkstoff 6)

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TECHNOLOGIETRANSFER 45

10,22

11,49

14,37

20,38

37,33

20,12

In der modifizierten Variante des Reibradtestes mit einem Stahlrad ergeben sich die höchsten Materialabträge, Abb. 12. Da sich hier das Abrasivgut nicht wie beim gummierten Rad des

35 30

Abtrag in mm³

Norm eine Korngröße von 200 bis 425 µm auf. Da bei Werkstoff 5 der Zeilenabstand teilweise 200 µm übersteigt, kann hier das Abrasivgut mit vollem Umfang die Matrix schädigen, was zu einem vermehrten Ausfallen der WSC-Kugeln führt.

25 20 15 10 5 0 4

Werkstoff

Abb. 10: Ergebnisse ASTM G65-04

Abb. 11: Querschliff nach Prüfung nach ASTM G65-04 (links: Werkstoff 2, rechts Werkstoff 5)

ASTM G65-04 Testes in die Oberfläche eindrücken kann, entstehen höhere Kräfte im Kontaktspalt zwischen Probe und Stahlrad. Dies bewirkt einerseits einen höheren Energieeintrag in die Auftragschicht und damit ein höheres Schädigungspotential, andererseits ein Zermahlen des Abrasivgutes. Die Folge davon ist, dass wesentlich kleinere Partikel zur Schädigung beitragen und den Schutz des kleineren Zeilenabstands bei der Reibradprüfung mit Gummirad überwinden können. Von Vorteil ist bei dieser Belastung die Größe der Karbide von Werkstoff 5. Diese stehen mit unter sehr weit heraus, so dass das Stahlrad auf einer Karbidschicht läuft und die feinen Abrasivpartikel durch den Spalt zwischen Rad und Matrix an den WSC vorbeigeführt werden, Abb. 13.

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Der an das Tribosystem von Schlagmühlen angepasste Schlagradtest zeigt deutliche Vorteile bei den sphärischen WSC, Abb. 14. Die hohe Sprödigkeit des monokristallinen WC des Werkstoffes 6 führt zu einem stark ausgeprägten Fragmentieren der Karbide durch die schlagende Beanspruchung, Abb. 15. Trotz der Zertrümmerung der Hartphasen bieten die sphärischen WSC gegenüber den gebrochenen einen höheren Verschleißschutz. Dies liegt zum einen an der höheren Zähigkeit der sphärischen WSC, dadurch platzen nur kleine Teilbereiche ab, zum anderen an der Form der Karbide. Da die abrasive Komponente hier einen geringeren Einfluss besitzt als bei den vorher genannten Prüfungen, wird die Matrix weniger abgetragen, so dass hier die sphärischen Karbide lange in der Verschleißschutzschicht verbleiben.

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TECHNOLOGIETRANSFER 140

Abb. 12: Ergebnisse Stahlradtest

86,92

101,92

90,52

119,97

74,74

126,01

120

Abtrag in mm続

100

Werkstoff

Abb. 13: Querschliff nach Stahlradtest (links: Werkstoff 5, rechts: Werkstoff 4) 18

5,99

7,04

4,06

4,12

5,44

15,78

16 14

Abtrag in mm続

12 10 8 6 4 2

Abb. 14: Ergebnisse Schlagradtest

0 1

Werkstoff

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Abb. 15: Verschleißbild nach Schlagradprüfung (links: Werkstoff 3, rechts: Werkstoff 6)

Zusammenfassung

Werkstoffe 1 und 2 im Reibradtest nach ASTM G65-04 wesentlich geringer. In der Stahlreibradmodifikation liegt wiederum Werkstoff 5 deutlich unterhalb der anderen Werkstoffe, Abb 16.

Die Untersuchungen zeigen, dass bereits bei einer stark eingeengten Werkstoffauswahl große Unterschiede im Verschleißverhalten auftreten können. Die tribosystemgerechte Verschleißprüfung, in diesem Je nach Prüfmethode ergeben sich unterschiedliche Fall an Aufbereitungsmaschinen angepasst, liefert genauere Reaktionen der Wolframkarbide auf die Beanspruchung. Untersuchungsergebnisse für die Auswahl von Werkstoffen Gerade der Bergbau stellt hohe Anforderungen an im Bereich des Verschleißschutzes. Hier zeigt sich, dass Verschleißschutzwerkstoffe, die meist an Hand von die sphärischen Wolframschmelzkarbide der Werkstoffe genormten Prüfmethoden ausgewählt werden. Allerdings 3 und 4 einen vergleichsweise besseren Verschleißschutz zeigt sich, dass dies zu einer falschen Entscheidung führen bieten. Die oft genannten Versuchsaufbauten nach ASTM kann, da die im Betrieb vorliegenden Beanspruchungen G65-04 und ASTM G75-07 führen hier zu einer falschen nicht im Modellversuch nach ASTM abgebildet werden und Werkstoffauswahl, da das Tribosystem der Schlagmühlen somit auch nicht das Verschleißverhalten der Werkstoffe nicht abgebildet wird. unter Einsatzbedingungen geprüft wird. Während im Millerversuch nach ASTM G75-07 die Werkstoffe 140 3 und 4 einen hohen ASTM G65-04 Modifikation Stahlrad Verschleißschutz bieten, 120 Modifikation Schlagradprüfung ist der Materialabtrag der ASTM G75-07

Abtrag in mm³

100

Abb. 16: Zusammenfassung der Ergebnisse

0 1

Werkstoff

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TECHNOLOGIETRANSFER In diesen Untersuchungen wurde ebenfalls deutlich, dass die Wolframschmelzkarbide mit einem höheren Kohlenstoffanteil in fast allen Prüfmethoden besser abschnitten als die vergleichbaren mit geringerem Kohlenstoffanteil. Das Verhalten der Werkstoffe bei den unterschiedlichen Beanspruchungen ist keine reine Werkstoffeigenschaft, sondern wird von Zeilenabstand, Art und Form der Karbide und der Größe mitbestimmt.

Literraturquellen [1] Uetz, H.: Abrasion und Erosion, Carl Hanser Verlag, 1986, S. 112 - 116 [2] Annual book of ASTM Standards 2008: Volume 03.02, Corrosion of metals, wear and erosion, 2008

Univ.-Prof. Dr.- Ing. Volker Wesling Univ.-Prof. Dr.-Ing. Volker Wesling studierte und promovierte an der Technischen Universität Clausthal. Nach seiner Promotion 1993 und einer mehrjährigen Tätigkeit in der Maschinenbaubranche folgte er 2002 dem Ruf an die TU Clausthal, wo er das Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren übernahm. Von 2005 bis 2008 war er Studiendekan der Lehreinheit Maschinenbau/ Verfahrenstechnik der Fakultät für Mathematik/Informatik und Maschinenbau. 2007 wurde er zum Ehrenprofessor der KTSU Bishkek (Kirgisistan) ernannt. Seit 2009 ist er Vizepräsident für Forschung und Technologietransfer der TU Clausthal. Neben dem Verschleißschutz und den klassischen Fertigungs- und Fügetechniken sind u.a. Spezialverfahren wie das Hochfrequenzschweißen oder das Laser-Hand-Schweißen Schwerpunkte seiner Lehr- und Forschungstätigkeiten. Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren ISAF - TU Clausthal Agricolastraße 2 D-38678 Clausthal-Zellerfeld Tel.: +49 (0)5323 72-2503 / 72-3776 Fax: +49 (0)5323 72-3198 | office@isaf.tu-clausthal.de | www.isaf.tu-clausthal.de |

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Ermittlung von Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften für stark geneigte Schneckenförderer von Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W.A. Günthner, Dipl.-Ing. S. Rakitsch fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Technische Universität München | Deutschland Die gestiegenen Anforderungen an stetige Fördermittel für Schüttgüter finden auch beim Einsatz von Schneckenförderern Berücksichtigung. Um diesem Aspekt gerecht zu werden, läuft am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) derzeit ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördertes Projekt, im Rahmen dessen die Schüttgutförderung in geneigten Schneckenförderern untersucht wird. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines einfach anwendbaren und sicheren Dimensionierungs- und Auslegungsverfahrens für stark geneigte Schneckenförderer für Schüttgut unter Berücksichtigung von Konstruktions-, Betriebs- und Schüttgutparametern.

Einleitung Die Vorteile, wie der einfache und robuste Aufbau, die niedrigen Anlagen- und Wartungskosten, die geringe Störanfälligkeit und im Besonderen die staubdichte Ausführung, führen häufig zum Einsatz von Schneckenförderern für den stetigen Schüttguttransport. Konventionelle Schneckenförderer sind für den Transport staubförmiger, körniger und leicht feuchter Schüttgüter geeignet. Der Einsatz von Schneckenförderern beim Massengutum-schlag ist in Bild 1 dargestellt. Die Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit aber auch bezüglich der Energieeffizienz und des Umweltschutzes für Schneckenförderer sind in den letzten Jahren deutlich gestiegen.

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Schneckenförderer müssen deshalb, wie andere Stetigförderer für Schüttgut auch, zuverlässig ausgelegt werden, um Ausfallzeiten oder Überdimensionierung zu vermeiden. Nachdem in den letzten Jahren durch Forschungsarbeiten am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik bereits solche Dimensionierungsund Auslegungsverfahren für horizontal bis leicht geneigte bzw. vertikale Schneckenförderer erarbeitet wurden, wird durch dieses Projekt nun die fehlende Lücke bei den stark geneigten Förderern geschlossen. Schneckenförderer bestehen im Wesentlichen aus einem Fördertrog oder -rohr und der Förderschnecke, bestehend aus Schneckenwelle und -wendel. Bei der horizontalen und leicht geneigten Förderung kann die Gutbewegung unter bestimmten Voraussetzungen als rein translatorisch betrachtet werden. Beim Übergang in

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TECHNOLOGIETRANSFER den stärker geneigten Bereich wird diese translatorische Gutbewegung von einem rotatorischen Anteil überlagert bis beim Extremfall der vertikalen Förderung nur noch die rotatorische Gutbewegung vorherrscht. Entscheidenden Einfluss auf die Art der Förderung haben nach Vollmann [1] die Neigung β und die Schneckendrehzahl n des Schneckenförderers. Wie in Bild 2 dargestellt, erfolgt die rein translatorische Förderung (Bereich I) abhängig von der Schneckendrehzahl bis zu einem gewissen Grenzwinkel. Bei größeren Neigungswinkeln und Schneckendrehzahlen, aber unterhalb einer gewissen Grenzdrehzahl, liegt der Bereich II, in dem sich die translatorische und die rotatorische Förderung überlagern. Wird nun die Schneckendrehzahl erhöht, bewegt sich das Gut ausschließlich rotatorisch (Bereich III). Ein translatorischer Anteil ist ab einem zweiten Grenzneigungswinkel aufgrund des Schwerkrafteinflusses nicht mehr möglich. Im Bereich III und teilweise im Bereich II ist eine Förderung nur möglich, wenn die Schneckenwendel eine gewisse Mindestdrehzahl aufweist. Diese Mindestdrehzahl ist nötig, damit das Schüttgut durch die Zentripetalkraft am Förderrohr gehalten wird und nicht nach unten abgleitet.

Abb. 2: Arten der Förderung im Schneckenförderer nach Schneckendrehzahl und Neigung [1]

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Stand der Forschung Wie oben beschrieben wurden am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik in den letzten Jahren bereits zahlreiche Arbeiten durchgeführt, die sich der Beschreibung von Schneckenförderern und der Entwicklung von Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften widmeten. Gerade die letzten Arbeiten ([2], [3]) hatten die Schaffung von praxistauglichen Verfahren, die für den Anwender leicht zu beherrschen sind, zum Ziel und wurden von Blomeyer [4] verifiziert. Für die horizontalen bis leicht geneigten Schneckenförderer entstand so ein Verfahren, welches stark an die DIN 15262 [5] angelehnt ist. So berechnet sich in beiden Verfahren der geförderte Volumenstrom gemäß dem aus der Kontinuumsmechanik bekannten Ansatz, dass der Volumenstrom gleich dem Produkt aus durchflossener Fläche und Geschwindigkeitskomponente in Flussrichtung ist, gemäß (1) aus dem Füllungsgrad φ, dem Schneckendurchmesser D, der Schneckenganghöhe S und der Schneckendrehzahl n. Dem Ansatz liegt zu Grunde, dass durch den einschränkenden Gültigkeitsbereich eine rein translatorische Bewegung des Schüttguts vorliegt. Bei der Berechnung der erforderlichen Antriebsleistung P wird auch in beiden Verfahren auf den gleichen Ansatz zurückgegriffen: Neben der analytisch

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TECHNOLOGIETRANSFER leicht bestimmbaren Hubleistung werden alle Reibanteile zusammengefasst und ähnlich der Coulombschen Reibung in der klassischen Mechanik mittels eines fiktiven Gesamtreibwerts, dem Verschiebewiderstandsbeiwertλh, aus einer bekannten Bezugsgröße, hier dem Volumenstrom IV, berechnet. Die Antriebsleistung ergibt sich damit zu

Die Berechnung der notwendigen Antriebsleistung erfolgt nach einem ähnlichen Vorgehen wie im Bereich I. Wieder wird eine Gesamtreibleistung berechnet, die sich als Produkt aus einem Förderfaktor und den analytisch ermittelbaren Reibleistungen gegen Förderrohr und Schneckenwendel errechnet. Die Verlustleistung durch das Anheben des Schüttguts wird wieder addiert. Der Förderfaktor ist, analog zum Verschiebewiderstandsbeiwert, eine von Geometrie-, Betriebs- und Schüttgutparametern abhängige Kenngröße. Die genauen Berechnungsformeln sowie weitere Diagramme zur Volumenstrombestimmung können der Arbeit von Rong [6] entnommen werden.

P = ρ ⋅ IV ⋅ g ⋅ (λh ⋅ L + H ) (2)

aus der Schüttdichte ρ, dem Volumenstrom IV, dem Verschiebewiderstandsbeiwert λ sowie den Geometrieparametern Förderlänge L und Förderhöhe H. Entscheidender Unter-schied des neuen Verfahrens ist die Definition des Verschiebewiderstandsbeiwerts λh als mehrdimensionale Kenngröße. Während die DIN 15262 den Verschiebewiderstandsbeiwert als konstanten, schüttgutspezifischen Wert kennt, wird im neuen Verfahren den experimentell gewonnenen Erkenntnissen Rechnung getragen, dass der Verschiebewiderstandsbeiwert von Geometrie-, Betriebs- und Schüttgutparametern abhängt. Die Berechnung kann der Arbeit von Blomeyer [4] entnommen werden.

Abb. 3: Diagramm zur Bestimmung des Volumenstroms beim vertikalen Schneckenförderer [3] für einen Füllungsgrad von 0,4

(3) Die Gutwinkelgeschwindigkeit ωG kann durch Lösung der Bewegungsgleichungen berechnet werden. Da dies aber für jeden Einzelfall separat geschehen müsste, wird die Bestimmung des Volumenstroms als grafisches Verfahren angeboten. Als Beispiel ist in Bild 3 ein entsprechendes Diagramm für Füllungsgrade von φ = 0,4 gezeigt.

Volumenstrom [m³/s]

In den genannten Arbeiten wurde ebenfalls ein Dimensionierungs- und Auslegungsverfahren für vertikal betriebene Schneckenförderer 0,50 entwickelt. Diese Verfahren wurden als teilweise grafische Verfahren realisiert. Da beim vertikalen Förderer, wie oben beschrieben, ein rein rotatorisches Förderverhalten vorliegt, wird das Schüttgut im Förderer auf einer Schraublinie 0,40 aufwärts gefördert. Die Gutgeschwindigkeit wird daher um einen rotatorischen Anteil, der Gutwinkelgeschwindigkeit ωG, verringert. Der erzielbare Volumenstrom IV berechnet sich daher zu

D = 0,800 m vax = 2,4 m/s 2,2 2,0 1,8

0,30

0,630

1,6

1,4 1,2

0,20

0,500 1,0 0,8 0,10

0,400

0,6 0,315

0,4

0,250 0,200 0,00 1

Schneckendrehzahl [1/s]

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TECHNOLOGIETRANSFER In früheren Jahren wurden am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik ebenfalls bereits Untersuchungen an stark geneigten Schneckenförderern durchgeführt. Aufbauend auf die Arbeit von Gabler [7] wurden dazu von Vollmann [1] immer feinere Berechnungsalgorithmen und Programme entwickelt, mit denen es möglich ist den Volumenstrom und die Antriebsleistung von stark geneigten Schneckenförderern zu berechnen. Grundlage ist die analytische Betrachtung der Spannungsverhältnisse im Inneren des Schüttguts und an den Berührungspunkten mit dem Schneckenförderer. Das Schüttgut im Schneckenförderer wird dazu in Segmente unterteilt, für die einzeln die Bewegungsgleichungen gelöst werden. Durch dieses Verfahren kann das Schüttgut mit seinen inneren Gleitvorgängen, aber auch den Einflüssen durch die Reibung am Rohr sehr exakt abgebildet werden. Aus der Aufsummierung der einzelnen Geschwindigkeiten und Reibkräfte kann schließlich der Volumenstrom berechnet werden. Für die Antriebsleistung kann eine Näherungslösung bestimmt werden. Obwohl diese Betrachtungen die Förderung in geneigten Schneckenförderern gut beschreiben, genügen sie nicht dem Ansatz eines einfachen und praxistauglichen Berechnungsverfahrens. Der Grund liegt in der nötigen Komplexität des analytischen Modells, das nicht durch einen geschlossen lösbaren Gleichungssatz beschrieben werden kann. Zur Lösung eines jeden spezifischen Problems sind daher numerische Verfahren nötig, die nur mit Rechnerunterstützung bewältigt werden können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass nur der Förderbereich III analytisch beschrieben werden kann und das Verfahren daher nur für diesen Bereich gültig ist. Dennoch liefert das Verfahren wertvolle Aussagen zum Förderverhalten und den Einflüssen der verschiedenen Parameter und bildet daher eine wichtige Grundlage für die vorliegende Untersuchung.

Vorgehensweise und Zielsetzung Um das Ziel des Projekts, die Entwicklung eines einfach anwendbaren und sicheren Dimensionierungsund Auslegungsverfahrens für stark geneigte Schneckenförderer für Schüttgut unter Berücksichtigung von Konstruktions-, Betriebs- und Schüttgutparametern, zu erreichen, werden die folgenden Teilschritte bearbeitet: • Durch Versuche, Simulationen und der Auswertung der analytischen Berechnungsmethoden früherer Arbeiten werden Daten für stark geneigte Schneckenförderer gewonnen. Hauptaugenmerk liegt dabei auf Förderern, die mit hohen Schneckendrehzahlen und hohen Füllungsgraden betrieben werden. Als zu untersuchende Einflussparameter werden die Schneckendrehzahl, der Neigungswinkel, der Füllungsgrad, die Förderergeometrie

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sowie das verwendete Schüttgut betrachtet. Als Zielgrößen werden ein Geschwindigkeits- und ein Leistungsbeiwert ermittelt. Diese Beiwerte entsprechen in ihrem Wesen dem Verschiebewiderstandsbeiwert bzw. dem Förderfaktor bei den horizontal bis leicht geneigten bzw. vertikalen Schneckenförderern und erfassen den Einfluss der untersuchten Parameter. • Im zweiten Schritt wird der Einfluss der variierten Geometrie-, Betriebs- und Schüttgutparameter analysiert. Die hier gefundenen Zusammenhänge bilden die Grundlage für die Entwicklung des Dimensionierungs- und Auslegungsverfahrens im folgenden Schritt. • Im letzten Schritt schließlich werden aus den gewonnen Daten der Beiwerte und den abgeleiteten Abhängigkeiten mittels statistischer Regressionsanalysen Formeln entwickelt, mit denen der Geschwindigkeits- und der Leistungsbeiwert einfach und sicher berechnet werden kann. Die gefundenen Formeln werden abschließend auf ihre Güte hin bewertet.

Modelle zur Volumenstrom- und Leistungsberechnung Die zu entwickelnden Dimensionierungs- und Auslegungsverfahren sollen sich an den aus der DIN 15262 bekannten Berechnungsvorschriften orientieren. Es wird deshalb im Folgenden dargelegt, wie die Formeln aufgebaut sind und wie die oben genannten Beiwerte integriert sind.

Berechnung des erzielbaren Volumenstroms Die Berechnung des Volumenstroms erfolgt wiederum als Produkt aus der axialen Geschwindigkeit vax und der durchflossenen Querschnittsfläche A. Diese wird als Kreisring durch den Schneckendurchmesser D und dem Wellendurchmesser d beschrieben. Da der Schneckenförderer nicht komplett gefüllt ist, reduziert sich diese Fläche um den Füllungsgrad φ und berechnet sich nach

(

)

A = ϕ ⋅ 14 ⋅ D 2 − d 2 ⋅ π (4) Bei der stark geneigten Förderung überlagern sich die translatorische und rotatorische Gutbewegung und eine analytische Beschreibung ist nicht mehr möglich. Durch das Auftreten einer rotatorischen Komponente

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TECHNOLOGIETRANSFER kann aber davon ausgegangen werden, dass die axiale Geschwindigkeit auf alle Fälle kleiner ist als der Vorschub bei einer horizontalen Förderung mit ansonsten gleichen Parametern. Dies wurde von Vollmann [1] nachgewiesen. Die Gutaxialgeschwindigkeit vax beim geneigten Schneckenförderer kann also als Anteil der axialen Geschwindigkeit beim horizontalen Förderer gesehen werden: (5) Dabei ist ζ der Geschwindigkeitsbeiwert, der wie oben beschrieben, im Intervall 0 ≤ ζ ≤ 1 liegt. Die gesetzten Grenzen des Beiwerts sind anschaulich zu erklären: Einerseits findet für ζ = 0 keine Förderung statt. Dieser Fall kann, wie in Bild 2 dargestellt, auch für Schneckendrehzahlen größer n = 0 1/s auftreten, wenn die Mindestdrehzahl, die zur Förderung nötig ist, unterschritten wird. Andererseits wird für ζ = 1 die maximale Gutaxialgeschwindigkeit der horizontalen Förderung erreicht. Damit lässt sich der erzielbare Volumenstrom IV im geneigten Schneckenförderer mit den letzten beiden Gleichungen zu (6) zusammenfassen. Der Geschwindigkeitsbeiwert ζ ist dabei die letzte unbekannte Größe und wird als Ergebnis der empirischen Untersuchungen in Abhängigkeit der beschriebenen Einflussparameter bestimmt.

• Reibleistung zwischen Gut und Rohrinnenwand • Reibleistung zwischen Gut und Schneckenwendel • Reibleistung zwischen Gut und Schneckenwelle • Verlustleistung in den Zwischenlagern • Spaltverluste • Dissipierte Leistung in den Scherfugen • Verlustleistung aus Gutbeschleunigung

Diese Verlustanteile können nicht auf eine einfach handhabbare Art und Weise berechnet werden, obwohl teilweise analytische Ansätze zur Beschreibung vorliegen [1], [6], [7], [8]. Für sie wird gemäß dem semi-empirischen Ansatz nach Fottner [9] eine fiktive Gesamtreibleistung PReib angesetzt, welche alle Reibanteile unter Zuhilfenahme von empirisch ermittelten Kennwerten ausdrückt. Auch beim Ansatz für die Reibleistung wird auf das prinzipielle Vorgehen der DIN 15262 [5], welches auch schon von Gabler [7] und Vollmann [1] benutzt wurde, zurückgegriffen und die Reibleistung, ähnlich dem Prinzip der Coulombschen Reibung, als Produkt eines fiktiven Förderfaktors mit der Normalkraft FN auf das Förderrohr und der absoluten Gutgeschwindigkeit vG berechnet. Die Normalkraft auf das Förderrohr ist nach Rong [6] proportional zum geförderten Volumenstrom IV. Die Beschleunigung a der Masse hängt von der Art der Förderung – translatorische und rotatorische Anteile – ab und wird zunächst nicht weiter betrachtet. Mit der Schüttdichte ρ, der Förderlänge L und der Gutaxialgeschwindigkeit vax ergibt sich die Normalkraft FN zu (8)

Leistungsberechnung Die erforderliche Antriebsleistung resultiert auch beim geneigten Schneckenförderer aus einer Reihe verschiedener Verlustanteile. Neben der Hubleistung zur Überwindung der Höhendifferenz treten vor allem noch Reibleistungen zwischen dem Fördergut und der Geometrie sowie Verlustleistungen im Inneren des Schüttguts auf. Davon kann einzig die Hubleistung PHub auf einfache Weise analytische bestimmt werden. Sie berechnet sich dem zu fördernden Volumenstrom IV, der Schüttdichte ρund der Förderhöhe H gemäß der Formel P Hub = IV ⋅ ρ ⋅ g ⋅ H (7)

Für die weiteren Verlustleistungen durch Reibung sind unter Anderem zu nennen [1]:

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Die absolute Gutgeschwindigkeit kann nach Vollmann [1] und unter Einbeziehung des Geschwindigkeitsbeiwerts ζ mit dem Schneckendurchmesser D, der Schneckendrehzahl n und der Schneckenganghöhe S dargestellt werden:

  ζ S vG = D ⋅ π ⋅ n ⋅ (1 − ζ )⋅ cos −1 arctan ⋅ 1− ζ D ⋅π 

  (9) 

Um auch bei der Bestimmung der Verlustleistung durch Reibung den Ansatz eines einfachen und praxistauglichen Auslegungsverfahrens gerecht zu werden, werden die vom Geschwindigkeitsbeiwert ζ abhängigen Anteile sowie der unbekannte fiktive Förderfaktor zum Leistungsbeiwert λ zusammengefasst. Ebenfalls enthalten ist die Beschleunigung a der Masse im Schneckenförderer als Anteil der Fallbeschleunigung g. Dies ist nötig, da nicht bekannt ist, in welcher Art die Förderung genau ist. Dies ist aber wiederum von entscheidender Bedeutung für die Art der Beschleunigung, die auf das Schüttgut

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TECHNOLOGIETRANSFER wirkt. Liegt eine translatorische Förderung vor, wirkt auf das Schüttgut nur die Fallbeschleunigung. Kommt ein rotatorischer Anteil dazu, wirkt auf das Schüttgut zusätzlich eine Zentripetalbeschleunigung, die beim vertikalen Schneckenförderer ausschließlich vorliegt. Damit ergibt sich für die fiktive Gesamtreibleistung folgender Zusammenhang:

P Reib = λ ⋅

D ⋅ IV ⋅ ρ ⋅ g ⋅ L (10) S

Die Bestandteile der zur Förderung nötigen Leistung eines geneigten Schneckenförderers sind somit bekannt und können folgendermaßen zusammengefasst werden:  D  P = PReib + PHub = IV ⋅ ρ ⋅ g ⋅  λ ⋅ ⋅ L + H  (11)  S 

In Gleichung (11) ist somit ebenfalls nur der Leistungsbeiwert λ unbekannt. Nach dessen Bestimmung kann die Förderleistung eines geneigten Schneckenförderers einfach und praxistauglich berechnet werden. Die Bestimmung des Leistungsbeiwerts λ ist ebenso wie die des Geschwindigkeitsbeiwerts ζ im Folgenden beschrieben.

Datenerhebung Zur Erhebung der für die Bestimmung der empirischen Beiwerte nötigen Daten werden verschiedene Methoden angewandt: Die Auswertung der oben beschriebenen analytischen Berechnungsverfahren, experimentelle Versuche mit einer Großversuchsanlage für Schneckenförderer sowie Simulationen nach der Diskreten Elemente Methode. Durch diesen Einsatz von verschiedenen Methoden zur Datengewinnung ist es möglich Datensätze für alle (Rand-)Bereiche des Anwendungsbereichs zu gewinnen.

Experimentelle Versuche Die experimentellen Versuche werden mit der Großversuchsanlage am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik durchgeführt. Diese gleicht sowohl in ihren geometrischen Abmessungen als auch in ihren technischen Daten mehr einer industriellen Förderanlage als einer modellhaften Versuchsanlage. Sie wurde für einen Nennvolumenstromstrom von IV = 0,0275 m³/s ausgelegt; die konstruktive Gestaltung der Förderorgane ermöglicht den Einsatz und die Analyse von feinkörnigen, grobkörnigen bis stückigen Schüttgütern wie z. B. Getreide, Kohle und Schwefel.

Abb. 4: Versuchsanlage am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik

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TECHNOLOGIETRANSFER Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit erfordert eine Erweiterung des Betriebsbereichs auf stark geneigte Förderung (bis β = 60°). Hierzu wurden an der bestehenden Großversuchsanlage Umbaumaßnahmen durchgeführt. Die Versuchsanlage wurde sowohl durch fördertechnische als auch messtechnische Komponenten ergänzt und hinsichtlich Ihrer Funktionalität wesentlich erweitert. Im aktuellen Zustand besteht die Versanlage aus den drei Förderorganen Zuführförderer, vertikaler

Tab. 2: Untersuchte Parameterstufen bei den Versuchen

Parameter

Einheit

Schneckendrehzahl n

Parameterstufen

[1/s]

3,5

6,5

Neigungswinkel β

[°]

Füllungsgrad φ

[-]

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Tab. 1: Technische Daten der Schneckenförderer der Versuchsanlage

Parameter

Einheit

Zuführförderer

Vertikaler Förderer

Geneigter Förderer

Förderlänge

[m]

2 x 0,75

7,0

3,0

Schneckendurchmesser

[m]

0,4

0,26

Schneckenganghöhe

[m]

0,4

0,23

Max. Schneckendrehzahl

[1/s]

1,7

9,3

Installierte Antriebsleistung

[kW]

1,5

30,0

15,0

Schneckenförderer und geneigter Schneckenförderer. Die technischen Daten der Schneckenförderer sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Während der Versuchsdurchführung ist das Schüttgut in einem 6 m x 3 m x 1,5 m großen Bunker gelagert. Von dort wird es bahnen- und schichtweise mit Hilfe der Zuführschnecke abgefräst und über den vertikalen und den geneigten Schneckenförderer in einen zweiten Bunker gefördert. Über die Einstellung der Frästiefe und der Vorschubgeschwindigkeit kann zusammen mit der Breite des Zuführförderers der geförderte Volumenstrom voreingestellt werden. Die Schneckendrehzahlen können unabhängig voneinander über die Frequenzumrichter stufenlos geregelt werden. Über die Frequenzumrichter erfolgt auch die Auswertung der Versuche. Während der Durchführung werden im jeweiligen Frequenzumrichter die charakteristischen Daten wie Wirkstromaufnahme und Drehzahlen der einzelnen Schneckenförderer kontinuierlich erfasst. Zusätzlich erlaubt die an der Versuchsanlage installierte Messtechnik die Erfassung von weiteren wichtigen Messdaten. Neben der Neigung des Schneckenförderers und dessen Füllungsgrad wird der geförderte Massenstrom durch Differenzwiegung des gesamten Bunkerinhalts aufgenommen. Diese Werte werden als analoge Signale ebenfalls im Frequenzumrichter erfasst. Die in den Frequenzumrichtern gespeicherten Daten werden mit Hilfe einer Auswertungssoftware ausgelesen und zur weiteren Verarbeitung in einer Ergebnisdatei zusammengefasst. Damit können die angesprochenen Einflussfaktoren Schneckendrehzahl, Füllungsgrad und Neigung direkt eingestellt oder zumindest kontinuierlich überwacht werden. Neben diesen Parametern haben auch die Eigenschaften des Schüttguts Einfluss auf den

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Fördervorgang und den Leistungsbedarf. Die Versuche werden daher für verschiedene Schüttgüter wiederholt. Die zu untersuchenden Parameter sind mit den jeweiligen Parameterstufen in Tabelle 2 zusammengefasst. Aus den aufgezeichneten Daten können schließlich die zur Erstellung der Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften nötigen Zielgrößen berechnet werden. Aus dem gemessenen Massenstrom Im kann der empirische Geschwindigkeitsbeiwert ζ* nach ζ* =

(

4 ⋅ Im

)

ρ ⋅ϕ ⋅ D − d 2 ⋅π ⋅ S ⋅ n

(12)

mit der Schüttdichte ρ, dem Füllungsgrad φ, dem Schneckendurchmesser D, dem Wellendurchmesser d, der Schneckenganghöhe S sowie der Schneckendrehzahl n berechnet werden. Ebenso kann aus dem aufgezeichneten aufgenommenen Wirkstrom IWirk des geneigten Schneckenförderers der empirisch ermittelte Leistungsbeiwert λ

λ* =

3 ⋅ U eff ⋅ I Wirk ⋅ η − PLeer S ⋅ H (13) − D D⋅L Im ⋅ g ⋅ ⋅ L S

unter Berücksichtigung der effektiven Spannung Ueff, des Motor- und Getriebewirkungsgrad η, der Leerlaufleistung PLeer, dem erzielten Massenstrom Im, der Förderlänge L, der Schneckenganghöhe S, dem Schneckendurchmesser D und Förderhöhe H berechnet werden.

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TECHNOLOGIETRANSFER Simulationen nach der Diskreten Elemente Methode Des Weiteren werden Daten durch Simulationen nach der Diskreten Elemente Methode (DEM) gewonnen. Solche Simulationen sind im Prinzip numerische Experimente, bei denen neben der Geometrie des Förderers die einzelnen Schüttgutpartikel als diskrete Elemente abgebildet werden. In jedem Rechenschritt werden für alle Partikel die Newtonschen Bewegungsgleichungen gelöst und sie gestattet somit die Berechnung und Simulation von diskreten, diskontinuierlichen Vorgängen. Diese Simulationsmethode ist prinzipiell sehr einfach, geriet aber früher durch die sehr große Anzahl an zu berücksichtigenden Partikeln an ihre Grenzen. Erst durch den Einsatz moderner Computer mit Mehrkerntechnologie und hoher Rechengeschwindigkeit ist es möglich auch komplexe Simulationen mit mehreren zehntausend Partikeln und hoher Auflösung in der Genauigkeit in akzeptablen Zeiten zu berechnen [10]. Im Rahmen dieser Untersuchung kommt das Simulationsprogramm EDEM der Firma DEM Solutions Ltd. zum Einsatz. Die Simulationen werden mit einem PET-Granulat als Schüttgut durchgeführt. Dieses Granulat wird auch am realen Versuchsstand des Lehrstuhls verwendet und ist somit in den Eigenschaften und im Verhalten bekannt. Da die Simulationen aufgrund der zu erwartenden Rechenzeit nur mit vergrößerten Partikeln durchgeführt werden können, muss das simulierte Schüttgut kalibriert werden. Dazu werden Versuche zur Bestimmung von Schüttguteigenschaften real durchgeführt und in der Simulation nachgebildet. Als Versuche werden die Bestimmung der Schüttdichte, des Böschungswinkels und der Wandreibung gewählt. Der Versuchsaufbau als auch die Simulationsmodelle für die Kalibrierung orientieren sich an den Empfehlungen der FEM 2481 [11]. Zur Kalibrierung werden die Simulationsparameter dabei iterativ so lange verändert bis das Verhalten der Partikel im Simulationsmodell dem realen Schüttgutverhalten mit ausreichender Genauigkeit entspricht. Neben dem simulierten Schüttgut ist natürlich der Förderer an sich von elementarer Bedeutung. Die Maße der Förderer werden zunächst analog zum existierenden Versuchsstand gewählt. Dadurch kann das Simulationsmodell mit Daten der Versuchsanlage verifiziert werden. Sämtliche Geometriemodelle können über die CAD-Daten-Schnittstelle direkt in das Simulationsmodell geladen werden. Das simulierte Modell ist in Bild 5 dargestellt.

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Schließlich sind noch die simulierten Betriebsparameter des Schneckenförderers festzulegen. Variiert werden die Schneckendrehzahl n, die Schneckenneigung β, der Füllungsgrad φ sowie der Schneckendurchmesser D. Die zu simulierenden Parameterstufen sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Simulationsplanung erfolgt teilfaktoriell. Tab. 3: Simulierte Parameterstufen der DEM-Simulationen

Parameter

Einheit

Schneckendrehzahl n

Parameterstufen

[1/s]

Neigungswinkel β

[°]

Füllungsgrad φ

[-]

0,2

0,4

0,6

Schneckendurchmesser D

[m]

0,2

0,26

0,4

Als Zielgrößen werden die durchschnittliche axiale Gutgeschwindigkeit vax und das an der Schneckenwelle gemessene Drehmoment M ausgewertet. Über die ausgelesenen Zielgrößen kann der simulierte Geschwindigkeitsbeiwert ζ* durch den Zusammenhang (14) aus der axiale Gutgeschwindigkeit vax, der Schneckenganghöhe S und der Schneckendrehzahl n berechnet werden. Der simulierte Leistungsbeiwert λ* berechnet sich nach

Abb. 5: Simulationsmodell des Schneckenförderers

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TECHNOLOGIETRANSFER Erstellung des Dimensionierungs- und Auslegungsverfahrens

2π ⋅ n ⋅ M ⋅ S S ⋅ H (15) λ = − IV ⋅ ρ ⋅ g ⋅ L D ⋅ L *

Die bisher gewonnenen Daten der Geschwindigkeitsund Leistungsbeiwerte werden im Folgenden bezüglich der Einflüsse der untersuchten Parameter analysiert und somit für die Erstellung der Dimensionierungs- und Auslegungsverfahren aufbereitet. Da die Darstellung der einzelnen Datenpunkte oft nicht ausreicht um verwertbare Rückschlüsse auf den Einfluss eines Parameters treffen zu können, wird eine lokal gewichtete Regression verwendet, um deskriptiv die Einflüsse bewerten zu können. Bei diesem werden die Zusammenhänge zwischen Parametern und Zielgröße völlig flexibel und unabhängig von Restriktionen geschätzt. Es liefert daher sehr genaue Ergebnisse, die aber mit einer hohen Komplexität des Modells erkauft werden müssen: Durch die vollkommen freie Gestaltung der Zusammenhänge ist es meist nicht mehr möglich den gefundenen Zusammenhang in kompakten Formeln, wie sie im Rahmen dieses Projekts gewünscht sind, darzustellen. Dennoch erlaubt die grafische Darstellung des modellierten Zusammenhangs einen Blick auf den eventuell zugrundeliegenden Effekt.

aus der Schneckendrehzahl n, dem Drehmoment M, der Schneckenganghöhe S, dem erzielten Volumenstrom IV, der Schüttdichte ρ, der Förderlänge L, der Förderhöhe H und dem Schneckendurchmesser D.

Auswertung analytischer Berechnungsverfahren Wie bereits oben beschrieben liefern die Berechnungsverfahren von Vollmann [1] gute Ergebnisse für die Bestimmung des Volumenstroms für geneigte Schneckenförderer, auch wenn die Berechnung sehr aufwendig und nur numerisch möglich ist. Dennoch erscheint es sinnvoll bei Parameterstufen, für die Versuche nicht möglich oder Simulationen zu aufwendig sind, auf diese Berechnungsalgorithmen zurückzugreifen. Zusätzlich werden ebenfalls Parameterkombinationen berechnet, die auch in den Simulationen und Versuchen verwendet werden, um eine Validierung des Verfahrens durchzuführen. Es werden die in Tabelle 4 dargestellten Parameterstufen berechnet, wobei auf Grund des Aufwandes keine vollfaktorielle Parametervariation durchgeführt wird.

Im Anschluss daran bilden diese Effekte die Basis für die Modellbildung der Regressionsanalyse. Durch diese werden die Zielgrößen Geschwindigkeitsbeiwert ζ und Leistungsbeiwert λ in Abhängigkeit der untersuchten Einflussparameter in einem formelmäßigen Zusammenhang dargestellt. Neben einer adäquaten Anpassung des Modells an die vorhandenen Datensätze steht dabei die Einfachheit des Modells im Vordergrund, d.h. das berechnete Modell soll in einer einfachen und geschlossenen Form darstellbar sein. Abschließend wird die Güte der gefundenen Formeln beurteilt. Dazu werden die durch die neuen Formeln bestimmten Werte der Kenngrößen den ermittelten Werten gegenübergestellt und der mittlere Fehler berechnet. Dadurch kann beurteilt werden, ob die gefundenen Formeln das reale Verhalten mit ausreichender Genauigkeit abbilden.

Das Berechnungsverfahren liefert als Ergebnis die Gutwinkelgeschwindigkeit ωG des Schüttguts im Schneckenförderer. Daraus kann der ermittelte Geschwindigkeitsbeiwert ζ* durch

ζ * = 1−

ωG (16) 2π ⋅ n

mit der Schneckendrehzahl n berechnet werden.

Tab. 4: Berechnete Parameterstufen nach dem Verfahren von Vollmann [1]

Parameter Schneckendrehzahl n Neigungswinkel β

Einheit [1/s]

[°]

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Füllungsgrad φ

[-]

Schneckendurchmesser D

[m]

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Parameterstufen

0,200 0,250 0,315 0,400 0,500 0,630 0,800

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TECHNOLOGIETRANSFER Geschwindigkeitsbeiwert Für den Geschwindigkeitsbeiwert ζ* soll ein Regressionsmodell in Abhängigkeit der Parameter Schneckendrehzahl n, Schneckendurchmesser D, Füllungsgrad φ und Schneckenneigung β gefunden werden. Wie oben beschrieben wird dazu eine lokal gewichtete Regression für die ermittelten Geschwindigkeitsbeiwerte berechnet. In Bild 6 sind diese

jeweils in Abhängigkeit der einzelnen Einflussparameter dargestellt. Die unterschiedlichen Einflüsse auf den Geschwindigkeitsbeiwert sind in den einzelnen Diagrammen zu erkennen. Im Diagramm links oben ist der Geschwindigkeitsbeiwert ζ über der Schneckendrehzahl n aufgetragen. Zu erkennen ist ein zunächst starker positiver Zusammenhang, der sich ab Schneckendrehzahlen von ca. n = 6 1/s deutlich abschwächt. Der Verlauf der Kurve entspricht einer

Abb. 6: Einflüsse auf den Geschwindigkeitsbeiwert

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TECHNOLOGIETRANSFER Logarithmus- oder Potenzfunktion. Der Einfluss der Schneckenneigung β ist oben rechts dargestellt. Hier lässt sich eine reziproke Proportionalität identifizieren. Alternativ könnte die Kurve auch als Kombination von zwei linearen Zusammenhängen mit einem Knickpunkt zwischen β = 40° und 50° Schneckenneigung gedeutet werden. Die Einflüsse von Füllungsgrad φ und Schneckendurchmesser D, abgebildet unten links und rechts, sind augenscheinlich am Schwächsten. Für den Füllungsgrad lässt sich ein leichter linearer Einfluss, für den Schneckendurchmesser ein leicht nichtlinearer Einfluss erkennen.

Um abschließend die Güte des Regressionsmodells beurteilen zu können, werden die durch das Regressionsmodell berechneten Werte für den Geschwindigkeitsbeiwert ζ mit den ermittelten Werten ζ* verglichen und zunächst grafisch dargestellt. In Bild 7 sind dazu die geschätzten Werte ζ über den ermittelten Werten ζ* aufgezeichnet. Je näher die Punkte auf der Winkelhalbierenden liegen, desto besser ist dabei das Modell.

Damit sind die Arten der Einflussnahme der einzelnen Parameter auf den ermittelten Geschwindigkeitsbeiwert ζ* zunächst ausreichend identifiziert. Diese Zusammenhänge bilden die Grundlage für das Regressionsmodell für den Geschwindigkeitsbeiwert. Erste Regressionsrechnungen zeigen, dass der Einfluss der Schneckendrehzahl n durch eine Potenzfunktion sehr gut angenähert werden kann. Für den Einfluss der Schneckenneigung β hat sich ein Modell aus zwei linearen Einflüssen mit einem Knickpunkt bei β = 40° als beste Alternative ergeben. Für den Einfluss des Schneckendurchmessers D kann mit ausreichender Genauigkeit ein linearer Zusammenhang angenommen werden, um das Modell zu vereinfachen. Das Regressionsmodell hat damit die folgende Form: (17) Für die Regressionskoeffizienten ergeben sich in Abhängigkeit des Schneckenneigungswinkels die in Tabelle 5 aufgeführten Werte. Angegeben ist ebenfalls die jeweilige berechnete Standardabweichung der Koeffizienten.

Abb. 7: Modellanpassung für den Geschwindigkeitsbeiwert

Eine im Verhältnis zum Koeffizienten kleine Standardabweichung ist ein Anzeichen für einen Tab. 5: signifikanten Einfluss der zum Koeffizienten gehörenden Regressionskoeffizienten für den Geschwindigkeitsbeiwert Variablen. Es zeigt sich, dass die Standardabweichung für alle Koeffizienten bei maximal 3% des Koeffizientenwertes β =30° β = 40° β > 40° liegt und somit bei allen StandardStandardStandardKoeffizient Koeffizient Koeffizient betrachteten Variablen von abweichung abweichung abweichung einem signifikanten Einfluss a -0,287003 0,001893 -0,861013 0,005680 -1,146694 0,003376 ausgegangen werden kann.

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-0,795297

0,018035

-0,795313

0,018035

-0,793336

0,008084

0,068029

0,000770

0,204090

0,002311

0,272243

0,001381

0,023858

0,000757

0,071570

0,002271

0,095512

0,001356

-0,000987

0,000016

0,958562

0,001882

0,875682

0,005645

0,879204

0,003576

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Abb. 8: Modellanpassung für den Geschwindigkeitsbeiwert

Es ist zu erkennen, dass keine größeren Ausreißer vorhanden sind und sich die Datenpunkte der geschätzten Werte des Geschwindigkeitsbeiwerts ζ gut an die Winkelhalbierende anschmiegen. Zahlenmäßig kann die Güte des Modells zudem mit Hilfe der Wurzel des mittleren quadratischen Fehlers bewerten. 1 MQF = i

∑(

ζ k − ζ k*

)

(18)

k =1

Für das vorliegende Modell beträgt die Wurzel des mittleren quadratischen Fehlers √(MQF) = 0,0111. Dies entspricht auch bei den kleinsten ermittelten

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Geschwindigkeitsbeiwerten ζ* einer durchschnittlichen Abweichung von kleiner 3% und zeigt die ausreichende Genauigkeit des berechneten Regressionsmodells. Um bewerten zu können, wo die Abweichungen des Modells liegen, sind in Bild 8 die ermittelten und geschätzten Werte des Geschwindigkeitsbeiwerts in den einzelnen Kategorien dargestellt. Um die Komplexität auf ein nötiges Maß zu beschränken ist hier der Parameter Schneckendurchmesser D nicht mehr aufgeschlüsselt, da dieser den geringsten Einfluss hat und die Diagramme sehr ähnliche Ergebnisse liefern. Zu erkennen ist, dass in nahezu allen Feldern eine gute Übereinstimmung der ermittelten Datenpunkte mit dem berechneten Modell (Kurve) vorhanden ist. Einzig in einzelnen Randbereichen gibt es kleinere Abweichungen.

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TECHNOLOGIETRANSFER Das gefundene Regressionsmodell ist also zur Berechnung des Geschwindigkeitsbeiwerts geeignet. Der erzielbare Volumenstrom IV eines geneigten Schneckenförderers kann damit durch die Gleichungen (6) und (17) einfach und zuverlässig berechnet werden.

Leistungsbeiwert Nach dem Geschwindigkeitsbeiwert ζ wird nun im Folgenden die Entwicklung des Leistungsbeiwerts λ beschrieben. Analog zum obigen Vorgehen wird auch hier ein Regressionsmodell in Abhängigkeit der Einflussgrößen entwickelt. Neben den bereits beim Geschwindigkeitsbeiwert verwendeten Parametern Schneckendrehzahl n, Füllungsgrad φ und Schneckenneigung β müssen bei der Bestimmung des Leistungsbeiwerts noch die Eigenschaften des Schüttguts berücksichtigt werden, da diese entscheidenden Einfluss auf das Reibverhalten haben. Zunächst werden dazu die Schüttdichte ρ sowie die Reibwerte gegen Schneckenwendel und Rohr µS und die innere Reibung µi als Einflussgrößen des Schüttguts betrachtet. Es wird dabei davon ausgegangen, dass der Reibwert gegen

Schneckenwendel und Rohr gleich ist. Als Werkstoff von Schneckenwendel und Rohr wird Stahl verwendet. Der Parameter Schneckendurchmesser D wird hier nicht betrachtet, da er den bisherigen Ergebnissen nach keinen signifikanten Einfluss auf den Leistungsbeiwert λ hat. Anzumerken ist hier, dass der Schneckendurchmesser D gemäß den in Abschnitt 4.2 dargestellten Zusammenhängen sehr wohl Einfluss auf die nötige Antriebsleistung hat. Dies wurde auch bereits von Rong [6] und Blomeyer [4] so festgestellt. Um zunächst wieder den generellen Einfluss der Parameter beurteilen zu können, werden in Bild 9 die Ergebnisse einer lokalen gewichteten Regression grafisch dargestellt. Wie schon beim Geschwindigkeitsbeiwert hat auch hier die Schneckendrehzahl n, im Diagramm oben links, großen Einfluss. Zu erkennen ist eine Potenzfunktion, die insgesamt einen positiven Zusammenhang darstellt. Im Bereich zwischen ca. n = 3,5 1/s und 5,5 1/s ist der Einfluss schwach. Für den Neigungswinkel β zeigt sich ein anfangs linearer positiver Zusammenhang, der sich zunehmend abschwächt. Der Einfluss des oben rechts abgebildeten Füllungsgrades φ ist zunächst negativ einzustufen. Ab Werten von ca. φ = 0,4 verschwindet

Abb. 9: Einflüsse auf den Leistungsbeiwert

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TECHNOLOGIETRANSFER der Einfluss. Bei den Schüttgutparametern, dargestellt in der unteren Zeile von Bild 9, lassen sich folgende Zusammenhänge identifizieren, wobei anzumerken ist, dass nur immer bestimmte Kombinationen der 3 Parameter möglich sind, die dann ein Schüttgut beschreiben. Daher ist eigentlich immer der Einfluss aller drei Parameter auf den Leistungsbeiwert λ gemeinsam zu bewerten. Dennoch werden im Folgenden die einzelnen Parameter betrachtet, da der Einfluss des Schüttguts vereinfacht durch diese Parameter beschrieben werden soll. Für die Schüttdichte ρ steigt der Einfluss zunächst an, um nach einem Maximum bei ca. ρ = 740 kg/m³ wieder zu sinken. Der Reibwert gegen Schneckenwendel und Rohr hat insgesamt einen positiven Einfluss, der zunächst sehr schwach ist und ab einem Wert von ca. µS = 0,35 stärker wird. Ähnlich ist der Zusammenhang beim inneren Reibwert µi. Der zunächst sehr schwach negative Einfluss wird ab einem Reibwert von ca. µi = 0,60 deutlich positiv. Nachdem nun auch für den Leistungsbeiwert λ die Einflüsse analysiert sind, besteht der letzte noch durchzuführende Arbeitsschritt noch in der Findung eines möglichst einfachen formelmäßigen Zusammenhangs, um den Leistungsbeiwert aus den beschriebenen Parametern einfach und sicher berechnen zu können.

Zusammenfassung Im durchgeführten Projekt zur Ermittlung von Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften für stark geneigte Schneckenförderer wird die Förderung von Schüttgut in Schneckenförderern, die mit hohen Drehzahlen und Füllungsgraden betrieben werden, im Neigungsbereich zwischen 20° und 60° untersucht. Ziel ist die Entwicklung von einfachen, praxistauglichen und sicheren Verfahren zur Berechnung des erzielbaren Volumenstroms und der dazu notwendigen Antriebsleistung. Während für die Vorherbestimmung des Bewegungsverhaltens und damit des möglichen Volumenstroms analytische Rechenverfahren möglich und verfügbar sind, entzieht sich die Berechnung der Antriebsleistung einer analytischen Betrachtung. Effekte wie Guteinklemmung oder -zerstörung im Spalt zwischen Schneckenwendel und Rohr, die den Energiebedarf zur Förderung deutlich erhöhen, sind zu vielfältig, als dass sie durch analytische Betrachtungen erfasst werden könnten. Wie für andere Betriebsbereiche von Schneckenförderern (horizontal bis leicht geneigt und vertikal) auch, wird bei der Bestimmung der Berechnungsvorschriften deshalb ein semi-empirisches Verfahren zur Abbildung der schwer erfassbaren Vorgänge innerhalb des Auslegungsverfahren eingesetzt.

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Grundlage für ein semi-empirisches Verfahren ist ein analytischer Grundansatz, der um eine oder mehrere empirisch ermittelte Kenngrößen erweitert wird. Die empirischen Kenngrößen bilden darin die analytisch nicht erfassbaren Einflüsse in Abhängigkeit der bekannten Parameter ab. Als Grundansatz für die beiden im Rahmen dieses Projekts betrachteten Zielgrößen, Volumenstrom und Antriebsleistung, werden die aus der DIN 15262 [5] bekannten Formeln verwendet und entsprechend den theoretischen Untersuchungen, die in früheren Projekten erarbeitet wurden, angepasst. Um die empirischen Kenngrößen zuverlässig für den gesamten Anwendungsbereich bestimmen zu können, ist eine ausreichende Menge an Datensätzen für die Kenngrößen nötig. Diese notwendigen Datensätze werden mit drei verschiedenen Möglichkeiten erzeugt: Experimentelle Untersuchungen an einer Großversuchsanlage, Simulationen nach der Diskreten Elemente Methode und Berechnung mit numerischen Verfahren, die in Vorgängerprojekten erarbeitet wurden. Durch diese Aufspaltung der Datengewinnung auf verschiedene Methoden ist es möglich alle Bereiche des Anwendungsbereichs mit Datensätzen zu belegen. Die gewonnen Datensätze werden anschließend mit statistischen Methoden eingehend untersucht. In einem ersten Schritt werden dazu die Einflüsse der einzelnen Parameter deskriptiv auf die Art des Einflusses hin ausgewertet. Aufbauend darauf können dann in einem zweiten Schritt diese Erkenntnisse in die Modelle für die empirischen Kenngrößen, die durch Regressionsrechnungen bestimmt werden, einfließen. Ergebnis sind einfache Formeln, die die Zusammenhänge der Einflussparameter auf die Kenngrößen beschreiben und damit eine zuverlässige Vorhersage ermöglichen. Zusammen mit dem analytischen Grundansatz kann damit der mögliche Volumenstrom und die dazu nötige Antriebsleistung berechnet werden.

Literarturverzeichnis [1] Vollmann, A.: Untersuchung der Schüttgutförderung in geneigten Schneckenförderern; Dissertation, München, Technische Universität München, 2000 [2] Günthner, W. A.; Fottner, J.; Rong, O.: Empirische Entwicklung von Kenngrößen zur Auslegung von HochleistungsSchneckenförderern für Schüttgut; Herbert Utz Verlag, München, 2002 [3] Günthner, W. A.; Blomeyer, N.; Rong, O.: Entwicklung von praxistauglichen Auslegungsverfahren für SchüttgutHochleistungs-Schneckenförderer, Forschungsbericht, Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik, Technische Universität München, Garching bei München, 2006

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TECHNOLOGIETRANSFER [4] Blomeyer, N.: Erweiterung und Verifikation von Auslegungsverfahren für Hochleistungs-Schneckenförderer für Schüttgut; Dissertation, München, Technische Universität München, 2008

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. Willibald A. Günthner studierte an der Technischen Universität München Maschinenbau und Arbeits- und Wirtschaftswissenschaften. Nach der Promotion am dortigen Lehrstuhl für Förderwesen, arbeitete er als Konstruktions- und Technischer Leiter für Förder- und Materialflusstechnik bei der Firma Max Kettner. 1989 übernahm er die Professur für Förder- und Materialflusstechnik an der FH Regensburg. Seit 1994 leitet er den Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik an der Technischen Universität München.

[5] DIN 15262:1983-01: Stetigförderer - Schneckenförderer für Schüttgut - Berechnungsgrundsätze, Deutsches Institut für Normung e.V. [6] Rong, O.: Auslegungsverfahren für HochleistungsSchneckenförderer; Dissertation, München, Technische Universität München, 2004 [7] Gabler, H.: Theoretische und experimentelle Untersuchung der Förderung in steilen und senkrechten Schneckenförderern; Dissertation, München, Technische Universität München, 1981

Dipl.-Ing. Stefan Rakitsch

[8] Greinwald, K.: Untersuchung der Förderung leicht fließender Schüttgüter im senkrechten Schneckenförderer unter Berücksichtigung der Zwischenlager; Dissertation, München, Technische Universität München, 1994 [9] Fottner, J.: Auslegung und wirtschaftlicher Einsatz von Hochleistungs-Schneckenförderern; Dissertation, München, Technische Universität München, 2002 [10] Katterfeld, A.; Krause, F.: Funktionsanalyse eines Rohrkettenförderers mit Hilfe der Diskrete Elemente Methode (DEM); In: Tagungsband Fachtagung Schüttgutfördertechnik 2004, Technische Universität München, Garching bei München, 2004

[11] FEM 2181:1989: Spezifische Schüttguteigenschaften bei der mechanischen Förderung, Fédération Européenne de la Manutention

Dipl.-Ing. Stefan Rakitsch studierte Maschinenbau mit den Schwerpunkten Systematische Produktentwicklung und Logistik an der Technischen Universität München. Seit 2007 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am dortigen Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik unter Prof. Günthner. Die Schwerpunkte seiner Arbeit dort liegen in der Dimensionierung und Auslegung von Schneckenförderern sowie der Optimierung von Schüttgut-Schiffsentladungen und der Energieeffizienz in der Schüttutindustrie Technische Universität München fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Dipl.-Ing. Stefan Rakitsch Boltzmannstraße 15, 85748 Garching b. München Tel.: +49 (0)89 289 15923 Fax: +49 (0)89 289 15922 | rakitsch@fml.mw.tum.de | www.fml.mw.tum.de |

Formelzeichen

Einheit

Name

Formelzeichen

Einheit

Name

[m²]

Querschnittsfläche

[m/s²]

Fallbeschleunigung

[m]

Schneckendurchmesser

[-]

Anzahl der Datensätze

[N]

Normalkraft

[1/s]

Schneckendrehzahl

[m]

Förderhöhe

[-]

Laufvariable

[kg/s]

Massenstrom

vax

[m/s]

Gutaxialgeschwindigkeit

[m³/s]

Volumenstrom

[m/s]

Absolute Gutgeschwindigkeit

IWirk

[A]

Aufgenommener Wirkstrom

[°]

Schneckenneigung

[m]

Förderlänge

[-]

Geschwindigkeitsbeiwert

[W]

(Förder-)Leistung

ζ*

[-]

Empirischer / Simulierter / Ermittelter Geschwindigkeitsbeiwert

MQF

[-]

Mittlerer quadratischer Fehler

[-]

Motor- und Getriebewirkungsgrad

PHub

[W]

Hubleistung

[-]

Verschiebewiderstandsbeiwert / Leistungsbeiwert

PLeer

[W]

Leerlaufleistung

λ*

[-]

Empirischer / Simulierter / Ermittelter Leistungsbeiwert

PReib

[W]

(Fiktive) Gesamtreibleistung

λh

[-]

Verschiebewiderstandsbeiwert für horizontale, leicht geneigte SF

[m]

Schneckenganghöhe

µS

[-]

Reibwert gegen Schneckenwendel und Rohr

Ueff

[U]

Effektive Spannung

µi

[-]

Innerer Reibwert des Schüttguts

[m/s²]

Beschleunigung

[kg/m³]

Schüttdichte

[m]

Wellendurchmesser

[-]

Füllungsgrad

[m/s²]

Fallbeschleunigung

ωG

[1/s]

Gutwinkelgeschwindigkeit

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Vergleich verschiedener Schiffsentladesysteme bezüglich ihres spezifischen Energiebedarfs von Dipl.-Ing. C. Tilke, Dipl.-Ing. S. Rakitsch, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W.A. Günthner fml -Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Technische Universität München | Deutschland Dr.-Ing. R. Mutschler, FLSmidth KOCH MVT GmbH Wadgassen | Deutschland Die weltweite Diskussion bezüglich Kohlendioxidemissionen als Ursache für die globale Erwärmung, die wirtschaftlich schwierige Situation vieler Hafen-Umschlagsbetriebe aufgrund abnehmender Umschlagsmenge sowie die hohen Energiepreise waren die Beweggründe für die FLSmidth KOCH MVT GmbH gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml), Technische Universität München, eine Studie zum Thema spezifischer Energieverbrauch verschiedener Schiffsentladereinrichtungen für Schüttgüter, insbesondere Kohle, zu initiieren.

Die Bedeutung von Hartkohle als Primärenergieträger Wie Abb. 1 zeigt, ist Hartkohle heute der zweitwichtigste Primärenergieträger nach Rohöl. Glaubt man internationalen Experten, so wird die Nachfrage an Hartkohle in den nächsten 20 Jahren deutlich schneller wachsen als die Rohölnachfrage. Der ansteigende Bedarf führt dazu, dass sich der Verbrauch im gleichen Zeitraum nahezu verdoppelt. Die wirtschaftliche Leistung der weltweiten Stahl- und Energieindustrie ist zu einem sehr hohen Grad von der Förderung und dem Import von Rohstoffen wie Hartkohle oder Eisenerz abhängig.

Betrachtet man beispielsweise Europa, so hat insbesondere Deutschland einen erheblichen Bedarf an Hartkohle für die Stahlherstellung und die Stromerzeugung. Da der Abbau von Steinkohle im Untertagebau aufgrund der hohen Kosten und der niedrigen Weltmarktpreise überall in Europa unrentabel geworden ist, wurden viele lokale Kohlebergwerke stillgelegt. Und mit hoher Wahrscheinlichkeit werden auch die wenigen deutschen Bergwerke, die dank staatlicher Unterstützung immer noch betrieben werden, mit Auslauf der Subventionen 2018 schließen. Da die Nachfrage in Europa nach Kohle in den letzten Jahren allerdings nicht deutlich gesunken ist, ist die Europäische Union (EU) dringend auf Importe aus kohlefördernden Ländern angewiesen. Abb. 2 zeigt diesen Zusammenhang am Beispiel fossiler Energieträger in Deutschland.

Abb. 1: Entwicklung des Primärenergieverbrauches weltweit (kumuliert) und Hochrech-nung der IEA bis 2030 (Quellen: BP und [1])

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Abb. 2: Energieverbrauch und Importe in Deutschland in 1998 und 2008 [3] (Quellen: AGEB 2009, BGR Datenbank)

Globale Ressourcen, Reserven und Förderung

Die Antwort gibt Abb. 3, darin wird der kumulierte Verbrauch über die nächsten 20 Jahre mit den derzeit bekannten Ressourcen und Reserven verglichen

Vergleicht man die weltweite Versorgung mit Energieträgern, so zeigt sich, dass Hartkohle die größten Ressourcen und Reserven besitzt. Betrachtet man den Verbrauch im Jahr 2008, so war Kohle der zweitwichtigste Primärenergieträger nach Öl, welches 29% des Bedarfs deckte (Hartkohle: 27%, Braunkohle 2%). In der Stromerzeugung jedoch war Hartkohle mit 41% die wichtigste Energiequelle [2]. Die weltweite Kohleförderung betrug 2008 etwa 6.799 Mt. Dabei hatte Hartkohle den größten Anteil (5.733 Mt., 85%); der restliche Anteil war Braunkohle (1.025 Mt., 15%).

Abb. 4 zeigt den gleichen Zusammenhang noch detaillierter. Daraus geht hervor, dass es im Vergleich zu herkömmlichem Öl, gigantische Hartkohlevorkommen gibt, mit denen man die Menschheit weitere 1.000 Jahre mit erschwinglicher Energie versorgen kann.

Da jede Wirtschaftsnation versucht, die Sicherheit ihrer Energieversorgung zu erhöhen, stellen sich die folgenden Fragen: • Werden die wichtigsten, nicht erneuerbaren Energieträger in der Lage sein, die wachsende weltweite Nachfrage zu decken? • Welche werden auf lange Sicht gesehen die zuverlässigsten sein? Abb. 3: Weltweite Angebotssituation fossiler Energierohstoffe 2008. [3]

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Abb. 4: Jährliche Förderung, Reserven und Ressourcen der nicht-erneuerbaren Energierohstoffe Ende 2008 [3] (Angegeben in Prozent)

Die regionale Verteilung von Reserven, Ressourcen und die geschätzte, kumulierte Hartkohleförderung seit 1950 zeigt Abb. 5. In Nordamerika gibt es die größten verbleibenden Hartkohlevorkommen, gefolgt von AustralAsien und den Ländern der früheren Sowjetunion.

Betrachtet man einzelne Länder, besitzt die USA die größten Vorkommen (32% der globalen Vorkommen), gefolgt von China (25%), Indien (11%), Russland (10%), Australien (5%) und der Ukraine (4%). Abb. 5: Gesamtpotenzial Hartkohle 2008: Regionale Verteilung. [3]

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TECHNOLOGIETRANSFER Handelsverhältnis: Import und Export Die drei größten Hartkohlefördernationen im Jahr 2008 waren China (45,8% der weltweiten Förderung), gefolgt von den USA (17,2%) und Indien (8,5%). Während Indien und China ihre Förderung um 7% gesteigert haben, betrug das Wachstum in den Vereinigten Staaten lediglich 3%. Insgesamt 930 Mt. Hartkohle wurden international gehandelt, was etwa 16% der weltweiten Förderung entspricht. Wiederum ca. 839 Mt. (90%) davon auf dem Seeweg[2]. Mit 259,8 Mt. (28%) dominiert Australien den Exportmarkt, gefolgt von Indonesien mit 202,6 Mt. (21,8%) und Russland mit 97,9 Mt. (10,5%). Die drei größten Kohleimporteure waren Japan, Südkorea und Taiwan. Diese drei Länder importierten zusammen 351,7 Mt. (37,8%); Indien folgte mit 59,8 Mt. (6,4%), anschließend Deutschland (44 Mt. / 4,7%), Großbritannien (43,9 Mt. / 4,7%) und China (40,8 Mt. / 4,4%).

Aspekte der Verfügbarkeit und des Umweltschutzes Verglichen mit anderen nichterneuerbaren Ressourcen hat Kohle die größte geologische Verfügbarkeit. Zudem sind die Vorkommen nicht auf bestimmte Regionen konzentriert und die Gewinnung ist somit unter vielen Ländern und Betrieben aufgeteilt, wodurch auch für die nächsten Jahrzehnte eine günstige Versorgung sichergestellt sein dürfte. Dies dürfte der Grund sein, weshalb das in Abb. 1 gezeigte Szenario mit hoher Wahrscheinlichkeit eintritt und die weltweite Nachfrage nach Kohle weiter wachsen wird. Insbesondere auf den asiatischen Märkten. Unter dem Aspekt der stetig steigenden Nachfrage werden die Emissionen des fossilen Verbrennungsprozesses heute allerdings sehr kontrovers diskutiert. Zwar verfügen mittlerweile viele industrielle Anlagen wie Kohlekraftwerke und Stahlhütten über moderne Filtertechniken, um die Rauchgase von schädlichen Verbrennungsrückständen wie z.B. Schwefeldioxid oder Asche zu reinigen. Moderne Anlagen verringern somit schädliche Emissionen und steigern gleichzeitig die Energieeffizienz. Dennoch bleibt das Problem bestehen, dass die Emission des Treibhausgases CO2 bisher nicht verringert werden kann und bedauerlicherweise ist nun gerade die Kohle derjenige fossile Energieträger mit den höchsten spezifischen CO2Emissionen.

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Zwar gibt es Versuchsanlagen, welche Kohlendioxid aus den Rauchgasen abtrennen und verflüssigen können, allerdings geht dieser Prozess einerseits mit Einbußen in der Effizienz einher und andererseits ist die Suche nach einer angemessenen Endlagerstätte schwierig und stößt auf erheblichen Widerstand bei betroffenen Anwohnern. Ein weiteres Problem bezüglich der Stromerzeugung ist die mangelnde Flexibilität von Kohlekraftwerken. Für die Zukunft fordern Forscher und Ingenieure intelligente Netze, welche aus vielen verschiedenen Erzeugern und Verbrauchern bestehen, die sich gegenseitig nach ihren Bedürfnissen versorgen. Daher ist es notwendig, dass die großen Erzeuger (z.B. Kohlekraftwerke) in den Stromnetzen flexibel sind und ihre Leistung reduzieren, bzw. sogar abschalten können, wenn beispielsweise starker Wind zu hohen Energieerträgen aus Windkraftanlagen führt oder an Hochsommertagen Solarstrom im Überfluss zur Verfügung steht. Die genannten Umstände könnten in den nächsten Jahren zumindest in Europa zu einer geringeren Kohlenachfrage für die Stromerzeugung führen, als in Abb. 1 vorhergesagt. Dennoch ist es gegenwärtig nur schwer vorstellbar, wie zukünftig der weltweite Energiebedarf ohne die Kohle gedeckt werden kann.

Forschungsprojekt Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten und einem wachsenden ökologischen Interesse, gewinnt der Aspekt des spezifischen Energiebedarfs von Schiffsentladeanlagen zunehmend an Bedeutung. Da der Abbau europäischer Kohle in den letzten Jahren stark rückläufig war, der Verbrauch der Industrie aber im gleichen Zeitraum mehr oder weniger stagnierte und es zahlreiche Planungen für neue Kohlekraftwerke gibt, ist die Umschlagsmenge von Importkohle in den letzten Jahrzehnten stark angestiegen. Durch einen Vergleich des Energiebedarfs unterschiedlicher Entladesysteme können Hafenbetreiber den Aspekt der Energieeffizienz im Rahmen von Neuinvestitionen und der Modernisierung von Anlagen besser berücksichtigen.

Typische Entladesysteme für Massengüter Zum Umschlag von Massengütern wie Eisenerz oder Kohle gibt es zwei grundsätzlich unterschiedliche Verfahren: Die kontinuierlichen und die unstetigen,

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 6: Klassifikation verschiedener Schiffsentladersysteme für Massengüter

greiferbasierten Entladesysteme. Abb. 6 ordnet die verschiedenen Bauarten der Schiffsentlader nach dem zugrunde liegenden Verfahren. Für das Massengut Kohle werden üblicherweise die folgenden Entladesysteme in größeren Hafenumschlagsanlagen eingesetzt: • Greiferentlader • Schneckenentlader • Becherwerksentlader

Aufgrund der sehr unterschiedlichen Bauart der Entladesysteme ergeben sich verschiedene Vor- und Nachteile. Vor der Investition in ein neues Entladesystem müssen deshalb neben dessen spezifischen Energiebedarf, viele weitere Aspekte berücksichtigt werden.

Messtechnik Das Ziel des Forschungsprojektes war es, den spezifischen Energieverbrauch verschiedener Schiffsentladesysteme zu ermitteln. Viele Systeme haben einen Stromzähler und eine Bandwaage eingebaut, um die nötigen Werte zu messen. Um den Verbrauch einzelner Antriebseinheiten zu messen sind jedoch tragbare Leistungsmessgeräte nötig. Es gibt zwei verschiedene Messmethoden, um die Leistung in Gleich- und Wechselstromsystemen zu messen:

Die Drei-Wattmeter-Methode: Mit der Drei-Wattmeter-Methode ist es relativ einfach, die verbrauchte Leistung genau zu ermitteln, da man, wie in Abb. 8 ersichtlich, die tatsächliche Leistung in jeder einzelnen Phase misst. Man erhält sofort den Gesamtverbrauch des Systems, indem man die Werte der einzelnen Messgeräte addiert. Um den gesamten Stromverbrauch zu berechnen, muss man die gemittelten Messwerte je Messintervall über die Messdauer summieren, wie in den folgenden Formeln gezeigt [4]: Abb. 7: Greiferentlader, Vertikalschneckenentlader und Becherwerksentlader zum Entladen von Kohle aus Hochseeschiffen

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 8: Die Drei-Wattmeter-Methode zur Leistungsund Verbrauchsmessung in. [4]

p (t ) = u1 N ⋅ i1 + u 2 N ⋅ i2 + u3 N ⋅ i3 (1)

W = ∫ p(t )dt ,

(2)

Die Ein-Wattmeter-Methode (einphasig): In dreiphasigen Systemen erhält man mit der EinWattmeter-Methode nur dann korrekte Ergebnisse, wenn die Phasen gleichmäßig belastet sind, wie es beispielsweise bei Antriebsmaschinen der Fall ist. Zudem ist es wichtig, den Leistungsfaktor cos φ zu wissen bzw. zu bestimmen, da die Leistung nach folgender Formel berechnet wird:

p(t ) = 3 ⋅ u1 ⋅ i1 ⋅ cos ϕ (3)

Moderne Messgeräte kombinieren die beiden beschriebenen Methoden in einem einzigen Gerät und sind zudem für Messungen in Gleich- und Wechselstromsystemen geeignet. Wie in Abb. 9 gezeigt, wurden in diesem Forschungsprojekt zwei verschiedene Arten von Leistungsmessgeräten verwendet. Rechts sieht man einen Fluke 1735 Power Logger, der zur Messung mittels Drei-Wattmeter-Methode eingesetzt werden kann. Im linken Bild sieht man einen LEM Analyst 2060, welcher für die Messung per Ein-WattmeterMethode geeignet ist. Beide Energiemessgeräte haben einen Datenspeicher, sodass Messwerte über einen gewissen Zeitraum aufgezeichnet werden können.

Messungen von Entladesystemen Das folgende Beispiel anhand einer Greiferentladebrücke zeigt die typische Untersuchung von Entladesystemen, insbesondere welche Werte gemessen werden können und welche Schlüsse man daraus ziehen kann. Abb. 10 zeigt eine technische Zeichnung des betrachteten Kranes. Die Zeichnung entspricht einem typischen Aufbau einer Greiferentladebrücke mit kabelgeführtem Katzfahrwerk. Die Hauptantriebe für Schließ- und Haltewerk sowie Katzfahrwerk sind Gleichstrommotoren. Die beiden Antriebe des Hubwerkes haben eine verfügbare Leistung von 490 kW und der Katzfahrwerksantrieb stellt eine Leistung von 250 kW zur Verfügung. Neben diesen Hauptantrieben gibt es die üblichen Nebenverbraucher wie z.B. Fahrwerksmotoren, Auslegerkippvorrichtung, Beleuchtung etc. Die folgende Tabelle (Abb. 11) zeigt die technischen Daten des Entladekranes.

Abb. 11: Technische Daten der Entladebrücke

Abb. 9: Leistungsmessgeräte zur Messung des Verbrauchs der Antriebsmotoren und des Gesamtsystems

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Abb. 10: Technische Zeichnung einer Entladebr端cke

Abb. 12: Leistungs- und Verbrauchsdiagramm des Haltewerks

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TECHNOLOGIETRANSFER Ergebnisse der Messungen Abb. 12 zeigt ein Diagramm mit den Messergebnissen zu Arbeit und Leistung des Haltewerks. Man kann leicht die verschiedenen Phasen des Entladeprozesses erkennen: beispielsweise ist zwischen 12 und 12:30 Uhr die benötigte Leistung geringer, da der Kran bei der Restentleerung einer Luke den Greifer nur halb gefüllt hatte. Anschließend wechselte er die Luke und man erkennt, dass die Leistungsspitzen auf das Maximum der Antriebsleistung steigen. In der kurzen Pause um 13:35 Uhr wechselte der Kranführer. Die negativen Werte entstehen beim Senken des leeren Greifers in die Luke, wenn der Antrieb als dynamische Bremse wirkt. Da kein Rückspeisesystem installiert ist, wird die entstehende Energie in Widerständen vernichtet. Abb. 13 zeigt das Arbeits- und Leistungsdiagramm des Schließwerkes. Wenn man dieses Diagramm mit Abb. 12 vergleicht, so kann man die gleichen Entladephasen erkennen. Der Unterschied ist, dass die Leistungsspitzen geringfügig höher sind, da die Kraft auf das Schließwerk höher als beim Haltewerk sein muss, um den Greifer geschlossen zu halten. Zudem sind die negativen Werte deutlich kleiner, da der Greifer geöffnet abgesenkt wird.

Abb. 14 zeigt das Leistungs- und Arbeitsdiagramm des Katzfahrwerks. Die Leistungsspitzen sind weitestgehend unabhängig von der Entladephase, da die horizontale Bewegung im Allgemeinen die gleiche ist. Lediglich nach einem Kranführerwechsel um 13:35 Uhr sind die Ausschläge leicht erhöht. Abb. 15 zeigt das Ergebnis der Energieverbrauchsuntersuchung des Kranes. Der spezifische Energieverbrauch ist mit 0,27 kWh/t relativ gering und könnte weiter gesenkt werden, wenn der Betreiber in ein Energierückspeisesystem investieren würde. Das Rückspeisepotential durch generatives Bremsen beträgt 0,04 kWh/h. Der Anteil des Schließwerkes ist wie erwartet deutlich höher als der des Haltewerks, was am Nachgreifen der Kohle und der höheren, nötigen Seilkraft liegt, die zum geschlossen Halten des Greifers benötigt wird. Der Anteil anderer Verbraucher ist mit über 30% recht hoch. Der Grund hierfür ist die große Anzahl weiterer Verbraucher, beispielsweise ein Förderband zum seitlichen Abtransport der Kohle vom Kran.

Abb. 13: Leistungs- und Verbrauchsdiagramms des Schließwerks

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Abb. 14: Leistungs- und Verbrauchsdiagramm des Katzfahrwerkes

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Abb. 16 zeigt einen Vergleich des spezifischen Energieverbrauches aller im Rahmen dieser Studie untersuchten Schiffsentlader in Abhängigkeit ihrer Nennkapazität. Als erstes Ergebnis kann festgestellt werden, dass der spezifische Energiebedarf aller gemessenen Greiferentlader zwischen 0,2 bis 0,4 kWh/t liegt. Aufgrund der energieintensiven Transportmethode hat der einzige Schneckenentlader in dieser Untersuchung den höchsten spezifischen Energieverbrauch. Dazwischen liegen die Becherwerksentlader. Dieses Ergebnis überrascht, da Becherwerke als sehr effiziente Fördergeräte gelten.

Insgesamt muss gesagt werden, dass sehr viele Faktoren einen Einfluss auf die Bewertung der Eignung eines Entladesystemes ausüben. Beispielsweise steigen mit der Kapazität des Entladers die Kosten für die Stromversorgung und dessen Gesamtgewicht, was wiederum zu höheren Baukosten des Anlegers führt. Dennoch lohnt es sich, den Energieverbrauch der Geräte stärker zu berücksichtigen, insbesondere wenn der Energieverbrauch nicht nur von finanziellem, sondern auch von ökologischem Interesse ist.

Abb. 15: Aufteilung des Energieverbrauches der Greiferentladebrücke

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Abb. 16: Vergleich des spezifischen Energieverbrauchs aller gemessenen Schiffsentlader

Bisher enthält die Übersicht erst eine geringe Zahl gemessener Anlagen, jedoch ist für die Zukunft geplant, weitere Anlagen zu untersuchen und in eine Datenbank aufzunehmen, sodass die Aussagekraft des Vergleichs weiter erhöht werden kann.

Quellenverzeichnis [1] INTERNATIONAL ENERGY AGENCY: World Energy Outlook 2008, Paris 2008 [2] VEREIN DER KOHLENIMPORTEURE: Jahresbericht 2009 – Fakten und Trend, 2008/2009. - 107 S.; Hamburg. [3] BUNDESANSTALT FÜR GEOWISSENSCHAFTEN UND ROHSTOFFE, DEUTSCHLAND: Jahresbericht 2009:Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen, Hannover 2009, Download: http://www.bgr.bund.de/cln_144/nn_335082/EN/ Themen/Energie/Downloads

Dipl.-Ing. Christoph Tilke Dipl.-Ing. Christoph Tilke ist in Wolfratshausen, Deutschland geboren und absolvierte an der Technischen Universität München sein Studium mit der Fachrichtung Maschinenbau. Den erfolgreichen Abschluss des Maschinenbaustudiums erreichte er im Jahr 2004. Seit dem ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fördertechnik Materialfluss Logistik der TU München (www.fml.mw.tu-muenchen.de) mit seiner Promotion beschäftigt. Technische Universität München fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Boltzmannstraße 15, 85748 Garching b. München Tel.: +49 (0)89 289 15921 Fax: +49 (0)89 289 15922 |kontakt@fml.mw.tum.de | www.fml.mw.tum.de |

[4] HERING E.; GUTEKUNST J.: Elektrotechnik für Maschinenbauer, Springer, Berlin 1999

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Schallemission von Bandanlagen und Lagerplatzgeräten im Schüttgutumschlag, deren Vorausberechnung und Maßnahmen zur Schallreduzierung

von Dipl.-Ing. Rainer Wirtz ThyssenKrupp Fördertechnik - BU Materials Handling St. Ingbert | Deutschland

Die zunehmende Leistung von Förder- und Umschlaganlagen einhergehend mit einer räumlichen Annäherung von besiedelten Gebieten an Industrieanlagen führt unweigerlich zu der Forderung nach einer Reduzierung der Lärmbelastung der Anlieger. Dieser Forderung müssen sich sowohl die Betreiber als auch die Hersteller von Förder- und Umschlaganlagen stellen. Das bedeutet, dass sich alle Beteiligten über die Begrifflichkeiten und den damit verbundenen physikalischen Inhalten im Klaren sein müssen. Ferner ist es notwendig sich intensiv mit den schalltechnischen Pegelgrößen, deren Größenordnungen vertraut zu machen um Forderungen bezüglich Emissionen beurteilen zu können. Da eine theoretische Vorausberechnung alleine nicht ausreichend ist müssen die Hersteller bereits ausgeführte Anlagen akustisch vermessen, um die absoluten Schallpegel zu ermitteln und die Effizienz verschiedener Schallschutzmaßnahmen überprüfen zu können.

Schall

Das Problem

Schall ist eine mechanische Schwingung in Gasen, Flüssigkeiten und festen Körpern. Diese Schwingungen breiten sich mit einer für das entsprechende Medium spezifischen Geschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit, aus. Daraus folgt, dass der Schall, im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen, ein Trägermedium zur Ausbreitung benötigt.

Das Problem lässt sich folgendermaßen beschreiben. An einer Maschine entstehen Geräusche. Die Geräuschquelle wird auch Emissionsort oder Emissionsstelle genannt. Auf dem Übertragungsweg werden die Geräusche von der Emissionsstelle zum Immissionsort hin übertragen. Am Immissionsort dürfen aus welchen Gründen auch immer gewisse Schalldruckpegel nicht überschritten werden.

Schallwellen mit rein sinusförmigem Verlauf werden als Ton bezeichnet. Setzt sich der Schall aus mehreren Tönen, idealerweise ganzzahlige vielfache einer Grundfrequenz, zusammen spricht man von Klang. Ein Gemisch vieler Frequenzen innerhalb eines Frequenzbandes bezeichnet man als Rauschen (z.B. weißes oder rosa Rauschen). Wenn durch Schall Menschen belästigt, gestört oder gar geschädigt werden, so bezeichnet man es als Lärm.

Abb. 1: Emissionsstelle und Immissionsort

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Schalldruck p Schalldruck p ist der dem Atmosphärendruck überlagerte Verdichtungsdruck bei der Ausbreitung der Schallwelle. Er wird als Effektivdruck in N/m² gemessen. Der sogenannte Luftschall ist eine, dem relativ statischen Luftdruck, überlagerte Druckschwankung. Diese Druckschwankung breitet sich in Form von Longitudinalwellen aus. Wegen des Wellencharakters kommt es zu Reflexionen, Beugungsund Interferenzerscheinungen. Der Schalldruck ist eine Feldgröße und als Kraft pro Flächeneinheit definiert.

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Abb. 2: Überlagerung Schalldruck und Atmosphärnedruck

Schallleistung P Schallleistung P ist die von einem schwingenden Element als Luftschall abgegebene akustische Leistung. Die Schallleistung wird in Nm/s oder W angegeben. Die Schallleistung ist analog der in der Physik bekannten Leistung eine bezogene Größe welche nicht direkt gemessen werden kann. Die Schallleistung P ist eine Emissionsgröße einer Anlage, Maschine oder eines Bauteiles. Die Schallleistung kann nur indirekt über Messung einer Feldgröße bestimmt werden. Für die Bestimmung der Schallleistung stehen die Methoden der Schallmessung zur Verfügung. Die Schallmessung kann durch Schalldruckmessung im schalltoten Raum, im Freifeld, oder im Hallraum erfolgen. Dabei sind die Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen. Eine weitere Möglichkeit der Schallmessung ist die Messung der Schallintensität auf einer Messfläche um das Objekt. Dabei werden Umgebungseinflüsse bis zu einem bestimmten Maß eliminiert. Der mathematische Zusammenhang zwischen Schalldruck, Schallintensität und Schallleistung wird im Anschluss an die Begriffe Schallgeschwindigkeit und Schallschnelle sowie deren Effektivwerte dargestellt.

Zusammenhang zwischen Schalldruck und Schallleistung Der Zusammenhang von Schallleistung und Schalldruck ist die wichtigste Grundlage zum Verständnis der Akustik. Die Schallleistung ist, wie schon vorher erwähnt, nicht

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direkt messbar, sondern über eine Schalldruckmessung zu bestimmen. Bei der Schalldruckmessung ist neben dem Druck auch der Ort der Messung anzugeben (Abstand zur Quelle). Hier zeigt sich die oft zitierte Analogie zur Wärmeleistung einer Quelle. Die Wärmeleistung ist nicht direkt messbar. Über die Temperaturmessung an einem Ort in definierter Lage zur Quelle kann die Wärmeleistung des Körpers bestimmt werden. Wichtig ist, sich der Vorrausetzungen zur Gültigkeit des im Folgenden abgeleiteten Zusammenhanges immer bewusst zu sein. Wir gehen von einer homogenen Quelle aus, welche isotrop in einen ansonsten isotropen Raum abstrahlt. Beide Vorraussetzungen sind nur in Sonderfällen erfüllt. Der Fehler durch die von uns getroffene Vorraussetzung ist jedoch vernachlässigbar, solange wir nur eine ‚gute Schätzung‘ benötigen. Bei allen weiteren Betrachtungen ist weiterhin die Inkohärenz der Quellen vorausgesetzt.

Schallgeschwindigkeit oder Schallausbreitungsgeschwindigkeit c Schallgeschwindigkeit oder Schallausbreitungsgeschwindigkeit c ist die Geschwindigkeit mit der sich der Schall fortpflanzt. Sie ist von der Schallschnelle zu unterscheiden. Zur Veranschaulichung ist in Bild 1.01 die Wellenbewegung dargestellt. Jeder Punkt sei ein Gasmolekül (Luftteilchen). Das Teilchen selbst führt eine harmonische Schwingung um seine Ruhelage aus (vertikale Linien A – M). Durch die Auslenkung werden benachbarte Teilchen aus ihrer Ruhelage gestoßen und führen ebenfalls eine, gegenüber dem benachbarten Teilchen phasenverschobene, harmonische Schwingung

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 3: Wellenbewegung der Luftteilchen

um diese Ruhelage aus. Dadurch entsteht die Wellenausbreitung (blaue Linie). Die Steigung der Geraden ist ein Maß für die Schallausbreitungsgeschwindigkeit. Im Schallfeld werden die Teilchen hin und her bewegt. In ruhender Luft erfolgt, wie schon erwähnt, die Teilchenbewegung um eine Ruhelage. In bewegter Luft ist die vom Schallfeld hervorgerufene Wechselgeschwindigkeit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit überlagert. Die Wellengeschwindigkeit (Schallgeschwindigkeit c) ist deutlich von der Teilchengeschwindigkeit (Schallschnelle v) zu unterscheiden. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit (= Schallgeschwindigkeit) ist abhängig vom Trägermedium.

Effektivwert

Schallschnelle v In einer ebenen Schallwelle gilt zwischen dem Schalldruck und der Schallschnelle folgender Zusammenhang:

ρ ⋅c ⋅vp = ρ ⋅c ⋅v = 1,2

kg m³

ρ luft = 1,2

{

N kg m m N kg m m = ⋅ ⋅ }{ = ⋅ ⋅ } m² m³ s s m² m³ s s

Für Zahlenwertangaben der Feldgrößen Schalldruck und Schallschnelle wird, wenn nichts anderes gesagt wird, der Effektivwert benutzt. Den Effektivwert einer Feldgröße erhält man indem man die Zeitfunktion quadriert, über eine lange Zeit integriert, anschließend zeitlich mittelt und schließlich die Quadratwurzel zieht.

~ p=

kg m³

1 p ²(t )dt T∫

p = Schalldruck[ N p= / mSchalldruc ²] k[ N / m²] Bei der Betrachtung von Schwingungen und Wellen sind ρ = Dichte[kg / mρ³] = Dichte[kg / m³] harmonische Vorgänge besonders wichtig. Harmonische m m c = Schal lg eschwindig c = Schal keit[lgmeschwindig / s] keit[m / s ] haben einen sinusförmigen Zeitverlauf. Alle Vorgänge = 344 cluft = 344 s s periodischen Vorgänge lassen sich durch Fourieranalyse v = Schallschnellev[m = Schallschn / s] elle[m / s ] in harmonische Vorgänge zerlegen. Bei sinusförmigen Verlauf der Feldgröße gilt: Das Produkt aus Dichte und Schallgeschwindigkeit ist definiert als die Schallkennimpedanz. ~ 1

ρ luft ⋅ c Luft

ρ luft ⋅ cLuft ⇒

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= 1,2

kg m³

kg Ns ⇒ m² ⋅ s m³

⋅ 344

m s

= 413

kg m² ⋅ s

⋅ pmax

Schallintensität Die Schallintensität I bezeichnet die Schallleistung (Energie) die pro Zeiteinheit, eine zur Abstrahlung senkrecht stehende Fläche passiert. Die Schallintensität ist eine vektorielle Größe.

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 1: Schallgeschwindigkeit verschiedener Trägermedien

  P  I = p⋅v = ⋅n A

Feldgröße, Energiegröße

Freifeld

Feldgrößen sind im physikalischen Sinne eine jedem Raumpunkt zugeordnete Werte, wobei diese Zuordnung eindeutig und stetig ist.

Unter dem Begriff Freifeld wird ein Schallfeld verstanden in dem alle Raumpunkte lediglich durch die von der Quelle stammende Schallenergie zu Schwingungen angeregt werden. Im Freifeld existieren keine Reflexionen oder Überlagerungen von Schallquellen.

Energiegrößen sind im Gegensatz zu den Feldgrößen nicht den Punkten eines Raumes zugeordnet, sondern gelten für den gesamten Raum.

Feldgröße

Tab. 2: Feldgrößen und Energiegrößen

Energiegröße

Schalldruck Schallschnelle Schallauslenkung el. Spannung el. Stromstärke el. Widerstand

Schallintensität Schallenergiedichte Schalleistung el. Leistung mech. Leistung

Rez. Abstandsgesetz 1/r

Rez. Quadratgesetz 1/r²

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TECHNOLOGIETRANSFER Das Dezibel Der Umgang mit Pegel und Vergleichswerten fällt anfangs erfahrungsgemäß schwer. Unter dem Begriff Pegel wird das logarithmierte Verhältnis zweier Größen verstanden und durch anfügen von dB an den Zahlenwert gekennzeichnet. Das dB darf nicht als Einheit einer Größe verstanden werden. Bei absoluten Pegeln ist der Bezugswert, sofern nicht als bekannt vorauszusetzen, stets mit anzugeben. Durch Verwendung des Dezibel trägt man der Erfahrung Rechnung, dass die Empfindungsstärke des Menschen nicht der Reizstärke proportional ist. Gemäß dem Weber-Fechnerschen Gesetz ruft erst eine 10fache Reizstärke R eine Verdoppelung der Empfindungsstärke E hervor.

∆E = lg(

R2 ) R1

Der an das menschliche Ohr gelangende Luftschall ist hörbar, wenn die Hörschwelle überschritten wird. Das menschliche Gehör ist Frequenz- und Amplitudenselektiv, wobei Frequenz und Amplitude gemäß dem Diagramm zusammenhängen. Das menschliche Gehör ist in der Lage Frequenzen zwischen 16Hz und 20kHz wahrzunehmen. Die untere Hörschwelle eines 1kHz Tones liegt bei einem Druck von 0,00002 Pa.

Abb. 4: Hörschwelle und Kurven gleicher Lautheit

Tab. 3: Beispiele von Schalldruckpegeln

Ein weiteres starkes Argument zur Verwendung von Pegelgrößen ist die große Bandbreite bei den auftretenden Schalldruckpegeln von 2 μPa bis über 1kPa.

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TECHNOLOGIETRANSFER Definition der wichtigsten Schallpegelmaße

Änderungen drücken sich beim dB immer durch gleiche dB-Unterschiede aus

Schalldruckpegel Lp Der Schalldruckpegel ist definiert als der 20fache dekadische Logarithmus des Verhältnisses aus dem Effektivwert des Schalldrucks und dem Bezugsschalldruck. Der Bezugsschalldruck ist wie bereits erwähnt definiert als p0 = 0,00002 Pa = 20 μPa. Lp = 20 × lg(

p ) p0

Lp[dB ] p[ Pa ]

p = 0,00002 × 10 20

Der Schalldruckpegel ist eine Messgröße und immer mit dem Abstand zur Schallquelle anzugeben.

Energetische Verknüpfung von Pegeln mit gleichem Bezugswert

Schallleistungspegel LW

Das Zusammenrechnen bzw. das Trennen verschiedener Schallanteile voneinander muss grundsätzlich über zugeordnete Intensitäten, Leistungen oder Energien erfolgen. Dazu unterscheiden wir folgende Operationen:

p 0 = 0,00002 Pa

Der Schallleistungspegel ist definiert als der 10fache dekadische Logarithmus des Verhältnisses aus der Schallleistung und der Bezugsschallleistung. Als Bezugsschallleistung ist P0 = 10-12 W = 1pW festgelegt. Der Bezugswert der Schallleistung errechnet sich aus dem Bezugsschalldruck gemäß

(

p2 2 × 10 −5 P0 = 0 × S 0 = ρ ×c 4 × 10 2

P LW = 10 × lg  P0 −12 P0 = 10 W

) × 1m² = 10 2

  

−12

LW [dB ] P[W ]

Der Schallleistungspegel wird oftmals verwendet um eine Maschine oder Anlage schalltechnisch mit einer einzigen Zahlenwertangabe zu beschreiben. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass der Unterschied zwischen Schalldruckpegel und Schallleistungspegel unbedingt klar sein muss. Bei Angabe des Schalldruckpegels ist immer die Messentfernung zum Messobjekt anzugeben.

Rechnen mit Pegelwerten Der Umgang mit Pegel- und Vergleichswerten in dB fällt anfangs etwas schwer. Nach einiger Zeit aber stellt sich eine Gewöhnung ein, da der Umgang mit Pegeln gewisse Vorteile bietet und sehr einfach im Umgang ist, solange man den Bereich der Pegelwerte nicht verlässt. Lediglich das Umrechnen in Absolutdrücke und Leistungen erfordert die Kenntnis der Logarithmengesetze. Gleiche, relative

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• Energetische Pegeladdition • Energetische Pegelmittelung • Energetische Pegelsubtraktion

Die uns interessierenden Anwendungen sind die Addition mehrerer Schallquellen, die gleichzeitig einen Messpunkt beschallen, und die Addition mehrerer Messpunkte auf einer Hüllfläche zur Bestimmung der Schallleistung einer Schallquelle. Ferner die Addition über die Frequenz, um vom Terzspektrum in das Oktavspektrum umzurechnen, oder den Gesamtschallpegel aus dem Frequenzspektrum zu berechnen. Die Addition über die Zeit zur Bildung des Mittelungsoder Beurteilungspegels und des Schallexpositionspegels sollen uns hier nicht interessieren. Die heute üblichen Schallpegelmesser bilden automatisch den zeitlichen Mittelwert und zeichnen den Taktmaximalwert innerhalb des Mittelungszeitraumes auf. Summenpegel

LΣ = 10 × lg(∑10 10 ) i =1

Mittelungspegel

Lm = 10 × lg(

1 n 10i ∑10 ) ⇒ Lm = LΣ − 10 × lg n n i =1

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 5: Hüllflächenformen

Hüllfläche, Hüllflächenmaß Der Zusammenhang zwischen der Energiegröße Schallleistungspegel und der Feldgröße Schalldruckpegel wird durch die Hüllfläche hergestellt. Nach DIN 45635 Vollkugel Halbkugel Viertelkugel Achtelkugel wird der Schallleistungspegel nach dem Hüllflächenverfahren bestimmt. Hierzu wird der Aus dieser Gleichung ist sofort zu ersehen, dass mittlere Schalldruckpegel auf der Schalleistungspegel für die hier besprochenen einer die Maschine einhüllenden Messfläche (Hüllfläche) Anlagen, immer größer ist als der Schalldruckpegel. in geeignetem Abstand gemessen. Als einhüllende Flächen Der Schalleistungspegel wird nur dann kleiner als der kommen einfache geometrische Formen (Kugel, Zylinder, Schalldruckpegel wenn der Quotient aus Hüllfläche Quader) in Frage. dividiert durch die Bezugsfläche von 1m² kleiner 1 wird, denn dann wird der Logarithmus negativ. Dies ist aber nur Die im Anlagenbau gebräuchlichsten Hüllflächen sind bei Hüllflächen kleiner 1m² der Fall was bei Geräten der der Quader, der Zylinder und die Kugel, bzw. Teilflächen Schüttgutfördertechnik selten der Fall ist. davon. Wesentlich ist bei allen Schalldruckmessungen die Position und den Abstand zum Messobjekt anzugeben Ein kurzes Beispiel soll den doch wichtigen Zusammenhang der drei Größen Schalldruckpegel, Die Messfläche S oder auch besser Hüllfläche ist die Schalleistungspegel und Hüllfläche verdeutlichen. Bei sich aus dem Messabstand ergebende das Messobjekt dem später noch detaillierter besprochene Drehkran umschließende Fläche in [m²]. Das Hüllflächenmaß, ist wurde in einem Abstand von 18,5m ein Schalldruckpegel definiert als der 10fache dekadische Logarithmus des von Lp = 67,6 dB gemessen. Unter der Vorraussetzung, Verhältnisses der Hüllfläche zur Bezugsfläche 1m². An einer halbkugeligen Hüllfläche und eines über die gesamte dieser Stelle sei angemerkt , dass nur bei der kugelförmigen Hüllfläche gleichen Schalldruckpegels errechnet sich die Abstrahlung, bei der die Geräuschquelle im Kugelzentrum Schalleistung des Drehkranes wie folgt: ist, keine Reflexion an begrenzenden Flächen auftritt. Die Reflexionen erhöhen den Schalldruckpegel auf der Hüllfläche. Die daraus ermittelte Schalleistung der Maschine wäre falsch und muss korrigiert werden. Ideal ist daher eine Messung im Schalltoten Raum oder im Freifeld.  S LS = 10 × lg  S0 S 0 = 1m²

  

LS [dB ] S [m²]

daraus folgt nach Definition ein Hüllflächenmaß von

Der Schallleistungspegel ergibt sich als Summe aus dem mittleren (energetisch gemittelten) Schalldruckpegel über alle Messpunkte und dem Hüllflächenmaß LW = L p + LS L

LW = {10 × lg(

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pi 1 n 10 10 )} + LS ∑ n i =1

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TECHNOLOGIETRANSFER Damit kann nun der Schalleistungspegel des Drehkranes errechnet werden.

Filter (Terzfilter, Oktavfilter)

A-Bewertung

In der akustischen Messtechnik haben sich die Terzbandfilter und Oktavbandfilter zur Beurteilung des Geräuschspektrums etabliert. Diese Filter lassen den Leistungsanteil innerhalb der Bandbreite unbeeinflusst, unterdrücken aber oberhalb und unterhalb der Grenzfrequenz das restliche Spektrum. Die beiden Filtertypen werden durch die Angabe der Mittenfrequenz, der Bandbreite sowie der Lage der Grenzfrequenzen charakterisiert. Diese sind in der DIN 45652 und der EN ISO 266 festgelegt.

Bisher wurden alle Werte als lineare Werte dargestellt. Aufgrund der Frequenzabhängigkeit des menschlichen Gehörs wie in Bild 4 dargestellt, werden die linearen Werte durch Filter an die Frequenzselektivität des Gehöres angepasst. Abhängig von der Geräuschquelle gibt es die A, B, C und D-Bewertung. Im Allgemeinen und auch bei der Geräuschbewertung von Kranen kommt die A-Bewertung zur Anwendung. Die A bewerteten Schallgrößen werden durch den Index A gekennzeichnet und zusätzlich durch ein in Klammer an das Dezibel angehängtes A hervorgehoben dB(A). Tab. 4: A-Bewertung

Eine Terz ist 1/3 Oktave. Die Mittenfrequenz von Terz und Oktave ist die Quadratwurzel aus dem Produkt der beiden Grenzfrequenzen. Die obere Grenzfrequenz der Oktave ist die doppelte Frequenz der unteren Grenzfrequenz, und die obere Grenzfrequenz der Terz ist das Grenzfrequenz.

2 der unteren

Mittenfrequenz [Hz]

12,5

31,5

100

125

Bewertung [dB]

-70,4

-63,4

-56,7

-50,5

-44,7

-39,4

-34,6

-30,2

-26,2

-22,5

-19,1

-16,1

Mittenfrequenz [Hz]

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

Bewertung [dB]

-13,4

-10,9

-8,6

-6,6

-4,8

-3,2

-1,9

-0,8

0,6

1,2

Mittenfrequenz [Hz]

2500

3150

4000

5000

6300

8000

10000

12500

16000

20000

Bewertung [dB]

1,3

1,2

0,5

-0,1

-1,1

-2,5

-4,3

-6,6

-9,3

Filter 10 0

A-Bewertung

-10

100

1000

10000

100000

-20 -30

A+Bewertung

-40 -50 -60 -70

Abb. 6: Filterkurve A-Bewertung

-80 Frequenz (Hz)

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 5: Tabelle Mittenfrequenz Oktavfilter Mittenfrequenz

untere Durchlassfre quenz

obere Durchlassfre quenz

Bandbreite

16,0

11,0

22,0

11,0

31,5

22,0

44,0

22,0

63,0

44,0

88,0

44,0

125,0

88,0

177,0

89,0

250,0

177,0

355,0

178,0

500,0

355,0

710,0

355,0

1000,0

710,0

1420,0

710,0

2000,0

1420,0

2840,0

1420,0

4000,0

2840,0

5680,0

2840,0

8000,0

5680,0

11360,0

5680,0

16000,0

11360,0

22720,0

11360,0

Bei diesen Filtern spricht man von Filtern konstanter, relativer Bandbreite. Auf einer logarithmischen Frequenzskala sind die Bandbreiten jeweils äquidistant. Die Bandbreiten der beiden Filter hingegen nehmen beim Auftragen auf einer linearen Frequenzskala logarithmisch zu. Grund ist der abnehmende Energieinhalt bei höheren Frequenzen.

Beschreibung einer typischen Anlage Die hier beschriebene Anlage ist Teil eines traditionsreichen, sehr modernen Stahlwerkes mit einem Lagerplatz für verschiedene Kohlesorten. Der Lagerplatz wird von einem Absetzer und zwei schienengebundenen Rückladegeräten bedient. Die Kohle gelangt hauptsächlich per Schubleichter in den ca. 1 km entfernten Hafen. Dort werden die Bargen von einem Greiferentlader entladen. Die Kohle wird vom Hafen über einen Rollgurtförderer und weitere Bandanlagen direkt den Vorratsbunkern der Kokerei oder dem als Zwischenpuffer dienenden Lagerplatz zugeführt. Das Stahlwerk besteht bereits seit 100 Jahren. Im Laufe dieses Jahrhunderts sind die Wohngebiete immer näher an das Stahlwerk herangewachsen. Bauliche Änderungen innerhalb des Stahlwerkes müssen so durchgeführt werden, dass die Belastung der Anwohner durch Immissionen möglichst reduziert, jedoch keinesfalls erhöht werden. Zur Qualitätsverbesserung und Leistungssteigerung wurde die zur Kokerei gehörende Kohlelogistik neu geplant und organisiert. Der bisher mit Radladern bediente Kohlelagerplatz wurde mit automatischen Geräten und Bandanlagen ausgerüstet.

Abb. 7: Luftaufnahme Hüttenwerke Krupp Mannesmann HKM

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 6: Beispiel zulässiger Schalldruckpegel am Immissionsort

Zul. Schalldruckpegel dB(A)

Entfernung Messpunkt zum Kohlelagerplatz

LS= 10xlg(2xπxr²)

Zul. Schallleistung

Messpunkt 1

1900 m

73,6 dB

98,6 dB

Messpunkt 2

400m

60,0 dB

93,0 dB

Messpunkt 3

350m

58,9 dB

96,9 dB

Messpunkt 4

1600m

72,1 dB

98,1 dB

Messpunkt 5

1200m

69,6 dB

94,6 dB

Messpunkt 6

2100m

74,4 dB

99,4 dB

Zur Ermittlung und Überprüfung der zulässigen Schallemissionspegel wurden rund um das Stahlwerk 6 Messpunkte an den nächstgelegenen Wohngebieten festgelegt. Aufgrund der zulässigen Immissionsschallpegel gemäß TA Lärm und der zugehörigen Verwaltungsvorschriften wurden für diese Messpunkte maximal zulässige Schalldruckpegel festgelegt.

Unter Vernachlässigung der sehr komplexen Schallausbreitungsverhältnisse, welche nur mit spezialisierter Software zu behandeln sind, kann jedoch auch mit einfachen Mitteln eine Abschätzung der zulässigen Schallleistung der neuen Kohlelogistik vorgenommen werden.

Abb. 8: Lage der Messpunkte

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TECHNOLOGIETRANSFER Die in der Tabelle aus den zulässigen Schalldruckpegeln der Immissionsorte errechneten Schallleistungspegel würden nur gelten, wenn die Anlage als Punktschallquelle aufgefasst werden könnte. Da aber die einzelnen Geräte und Anlagenteile über eine große Fläche verteilt sind, ist der Einfluss der einzelnen Schallquellen auf die verschiedenen Immissionsorte unterschiedlich stark. So ist der Anteil des Drehkrans im Hafen auf den Schalldruck am Immissionsort 1 wesentlich größer als am Immissionsort 2 oder 3. Daher muss die Anordnung und Verteilung der einzelnen Lärmquellen bei der Bestimmung ihrer maximal zulässigen Schallleistungspegel berücksichtigt werden. Dies ist eine unmittelbare Folge der Nähe der bewohnten Gebiete zur Anlage. Als Regel kann gelten, wie in der heute nicht mehr gültigen VDI 2714 formuliert, dass eine Ansammlung von Geräuschquellen dann als Punktschallquelle betrachtet werden kann, wenn der Abstand zum Mittelpunkt der Geräuschquellen mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser des die Geräuschquellen umfassenden Kreises.

Aufbau der Anlage

Die Krankonstruktion ist eine bewährte, solide Konstruktion, die im Wesentlichen aus dem parallel zum Kai auf Schienen fahrbaren Portal, dem über der Zentralsäule mit Kugeldrehverbindung auf dem Portal aufgesetzten Maschinenhaus und dem Ausleger besteht. Der Ausleger ist als Fachwerkkonstruktion ausgeführt und starr mit dem Stahlbau des Kranoberteiles verbunden. Die wesentlichen Geräuschquellen des Krans bilden die Hub- und Schließwerksantriebe sowie der Drehantrieb. Ferner konnte festgestellt werden, dass die Klimageräte zur Kühlung des E-Hauses eine weitere nicht zu vernachlässigende Geräuschquelle darstellen. Dahingegen sind die Schallleistungen der Fahrantriebe zu vernachlässigen. Eine genaue Analyse des Krans durch Luftschallmessungen am Gesamtkran als auch an den Einzelaggregaten, und parallel dazu die Messung des Körperschalls durch Schwingungsaufnehmer an der Verlagerung der Hubwerksantriebe und an der Zentralsäule, zeigen, dass die Zahneingriffsfrequenz der Getriebeeingansstufe bei ca. 500Hz im Bereich der Körperschallentstehung dominant ist. Die Antriebsmotoren des Hubwerks konnten als Hauptschallquelle der Luftschallerzeugung identifiziert werden. Die Frequenzen

Drehkran Der Drehkran im Hafen dient zur Entladung der Schubleichter. Die vom Drehkran aus den Schubleichtern entnommene Kohle wird in den am Kran angehängten Bunkerwagen entladen. Dieser hat die Aufgabe, die Kohle dem Entladeband gleichmäßig zuzuführen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Schlackehalden mittels LKW und Radlader auf der vom Hafenbecken abgewandten Seite des Entladebandes aufzuschütten, und mit dem Drehkran in die Schubleichter zu verladen. Bezüglich der Geräuschemission wurde festgelegt, dass die Geräusche der Schubleichter und die Geräusche, die aus dem Kontakt des Greifers mit der Bordwand oder dem Boden der Schubleichter resultieren, nicht in die Geräuschbilanz eingehen. Diese Geräusche waren bereits vorher vorhanden und hängen sehr stark von der Erfahrung und dem Geschick des Kranführers ab.

Abb. 9: Anlagenschema HKM

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 7: Beispiel zulässige Schalleistungspegel von Geräuschquellen

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For der ung

LW Prognose ohne Maßnahme

LW Prognose mit Maßnahme

Messung nach Maßnahmen

106

93,4

Entladeband (L=485m)

102

93,8

Übergabestation Antrieb Entladeband Verteilerschurre Abriebförderer Magnetabscheider

103

Rollgurtförderer (L=736m)

102

107

102

98,6

Eckstation Nord-West Antrieb Pipe Conveyor (250kW) Abriebförderer

100

106

Querband (L=76m)

81,2

Eckstation Nord-Ost Antrieb Querband (45kW) Materialstromteiler

102

93,5

Einspeicherband (L=237m)

100

88,8

Ausspeicherband West (L=224m)

89,2

Ausspeicherband Ost (L=261m)

89,2

Absetzer mit Schleifenwagen Absetzerband (L=37m) Antrieb Absetzerband (55kW) Abriebförderer Fahrantrieb (4x5,5kW) Klimagerät

94,9

Portalkratzer West Fahrantrieb (6x4kW) Antrieb Kratzerkette (90kW) Ausleger (L=43m) Klimagerät

107

100

99,2

Portalkratzer Ost Fahrantrieb (6x4kW) Antrieb Kratzerkette (90kW) Ausleger (L=43m) Klimagerät

107

100

99,0

Eckstation Süd-Ost Antrieb Ausspeicherband West (45kW) Antrieb Ausspeicherband Ost (45kW)

90,5

Querband (L=90m)

79,9

Eckstation Süd-West Antrieb Querband (55kW) Magnetabscheider Rollenrost Fremdkörperband

90,1

Längsband 1 (L=84m)

81,5

Kohlemahlanlage

Längsband 2 (L=100m)

84,2

Nr.

Schallquelle

Hafenbecken mit Schubleichter

Drehkran Antrieb Hub- und Schließwerk Antrieb Drehwerk Fahrantriebe Klimageräte

Halden (für verschiedene Kohlesorten)

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 10: Drehkran Übersichtszeichnung

des von den Motoren emittierten Luftschalls liegen bei 2500Hz, der doppelten Pulsfrequenz der Frequenzumrichter. Das gleiche Resultat ergibt sich für die Drehantriebe. Lediglich die Zahneingriffsfrequenz der Planetenradgetriebe unterscheidet sich von der Zahneingriffsfrequenz der Stirnradgetriebe des Hubwerkes. Ziel der Körperschallmessungen ist, die Übertragungswege des Schalls zu ermitteln und die jeweiligen Anteile mit den Luftschallmessungen zu korrelieren, um die Anteile der einzelnen Schallquellen am Gesamtschall zu quantifizieren. Der Körperschall der Hubwerksantriebe wird über den Boden des Maschinenhauses in die Stahlbaustruktur des Krans eingeleitet. Er strahlt über die großen Stahlbauflächen des Oberteiles, einschließlich Ausleger, und dem unterhalb des Maschinenhauses befindlichen Portal ab. Die Zentralsäule wirkt als Membran für die durch die Drehantriebe über die Kugeldrehverbindung in die Zentralsäule übertragene Körperschallanregung. Bei allen Maßnahmen zur Schallreduzierung sollten, wenn möglich, zuerst an der Geräuschquelle Maßnahmen durchgeführt werden, bevor auf sekundäre Maßnahmen zugegriffen wird. Daher wurden die Getriebe mit einer geräuschoptimierten Verzahnung ausgeführt. Dies führte jedoch nur zu einer geringen Reduzierung der Schallleistung von ca. 1,5 dB. Als Folge musste auf sekundäre Maßnahmen nahe der Geräuschquelle zurückgegriffen werden. Dazu wurden die Hubwerksantriebe gegenüber dem Stahlbau elastisch verlagert. Die Auslegung solcher elastischen Verlagerungen ist sehr sorgfältig durchzuführen, um eine optimale Isolation zu erreichen. Bei der Auslegung nach VDI 2062 ist unbedingt auch die maximale Belastbarkeit der Elastomere nach Angabe der Hersteller zu beachten.

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Der von den Aggregaten emittierte Luftschall gelangt durch die Lüftungsöffnungen des Maschinenhauses, die Öffnung zur Seildurchführung und durch die hohle Zentralsäule nach außen. Alle Öffnungen, einschließlich der Seildurchführung, sind mit Kulissenschalldämpfern versehen. Die Lüfter wurden geräuschoptimiert ausgelegt. Die Ebene, auf der die Zentralsäule ins Freie tritt, ist komplett mit Schalldämmelementen mit einem Schalldämmaß von R=30dB geschlossen. Bei der Auslegung von Schalldämmelementen ist darauf zu achten, dass die Herstellerangabe des Schalldämmmaßes bei Konstruktionen nicht erreichbar ist. Das vom Hersteller angegebene Dämmmaß bezieht sich auf ein Einzelelement unter idealen Verhältnissen. Bei Konstruktionen aus diesen Elementen reduziert sich das erreichbare Schalldämmmaß auf ca. 8 bis 15 dB, je nach Ausführung und Komplexität der Konstruktion. Im Schallspektrum solcher Konstruktionen gibt es zwei Einbrüche. Zum einen bei der Koinzidenzfrequenz und zum anderen bei der Resonanzfrequenz. Bei der Koinzidenzfrequenz entspricht die Wellenlänge des Luftschalls der der Biegewelle des Bauteils, deshalb auch Koinzidenz. Im Bereich der Resonanz entspricht die Frequenz des Luftschalls der Eigenfrequenz des Bauteils.

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TECHNOLOGIETRANSFER Als abschließende Maßnahme wurde der gesamte an der Schallabstrahlung beteiligte Stahlbau mit Schalldämmelementen verkleidet. Dies funktioniert recht gut bei flächigen Bauteilen, ist aber nur schwer durchführbar für den Ausleger wegen seiner Fachwerkstruktur. Die Schallleistung des Drehkranes ist wesentlich vom Bediener und dem Betrieb mit und ohne Pendeldämpfung beeinflusst. Die Geräusche aus dem Entleeren des Greifers in den Bunker gehören ebenfalls in diese Kategorie, und sie sind nur durch Information der Bediener zu reduzieren. Um geringe Entladegeräusche des Greifers zu erreichen, muss der Greifer dicht über dem Bunker platziert werden, und der Bunker sollte nicht leer gefahren werden, da Restmaterial im Bunker eine dämpfende Wirkung hat. Mit allen oben beschriebenen Maßnahmen konnte der Schallleistungspegel von 106dB(A) auf 93,4dB(A) reduziert werden.

Bandbrücken Bei allen Bandbrücken wurde vereinbart, die Schallleistung der Antriebe den Ecktürmen und Übergabestationen zuzuordnen. Dies ist insofern sinnvoll, als die Antriebe als Punktquellen betrachtet werden können, während die Bandstrecke als Linienschallquelle aufzufassen ist. Bei den hier installierten Längen der Bandbrücken ist der Einfluss des Antriebes bereits 10

m bis 20 m vom Antrieb entfernt nicht mehr von dem hier dominierenden Geräusch des Förderbandes zu unterscheiden. Die hier getroffenen Aussagen gelten nicht nur für die Muldengurtförderer, sondern in ganz analoger Weise auch für den Rollgurtförderer. Bei Rollgurtförderern ist jedoch, bedingt durch die engere Kurvenführung und durch die möglichen räumlichen Kurven in den Kurvenbereichen, mit etwas höheren Schalldruckpegeln zu rechnen. Die Bandbrücken stellen aufgrund ihrer großen Länge eine wesentliche Schallquelle dar. Die eigentlichen Geräuschquellen sind die Förderbandrollen, welche durch ihre Konstruktion und die Art der Rollenhalterung den Schallleistungspegel des Förderbandes bestimmen. Aufgrund vieler Messungen an vergleichbaren Bandanlagen konnte festgestellt werden, dass die Geräuschemissionen stark streuen. Zur Behandlung von Linienschallquellen muss noch der Begriff des spezifischen Schallleistungspegels eingeführt werden. Spezifische Größen der Physik sind immer bezogene Größen. Bei Linienschallquellen wird der Schallleistungspegel auf die Länge der Quelle bezogen. Die spezifische Schallleistung ist also die Gesamtschallleistung eines Gurtförderers dividiert durch die Länge des Förderers in Meter.

Abb. 11: Verlauf Rollgurtförderer

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TECHNOLOGIETRANSFER Umgekehrt errechnet sich die Gesamtschallleistung eines Gurtförderers aus der spezifischen Schallleistung Zur Umrechnung einer bekannten (gemessenen) Schallleistung eines Gurtförderers auf eine andere Bandgeschwindigkeit verwenden wir folgende empirische Formel:

Der spezifische Schallleistungspegel kann entsprechend dem folgenden Diagramm aus der Schalldruckmessung durch Addition des Abstandsmaßes bestimmt werden. Aus vielen Messungen, die über die letzten 20 Jahre an von uns installierten Gurtförderern gemacht wurden, und zwar normiert auf eine Bandgeschwindigkeit von 2,0 m/s, können folgende zwei Schallleistungsgruppen an Rollen unterschieden werden:

Abb. 12: Abstandsmaß für Linienschallquellen Abb. 13: Querschnitt der Bandbrücke des Rollgurtförderers

• geräuscharme Rollen L`W = 60 dB(A)/m bis 75 dB(A)/m • Standardrollen L`W = 70 dB(A)/m bis 80 dB(A)/m

Der Rollgurtförderer wurde wegen der hohen geschätzten Schallleistung und aus witterungstechnischen Gründen mit einer einschaligen Trapezblechwand und einem einschaligen Trapezblechdach versehen, um eine Abschirmung in Richtung Rhein und der sich dort befindenden Messstelle zu erreichen. Aus Schalldruckmessungen entlang der geschlossenen Seite des Rollgurtförderers wurde ein Schallleistungspegel von LWA = 85,2 dB(A) errechnet. Für die offene Seite wurde unter Berücksichtigung der durch die Einhausung entstehenden Reflexion ein Schallleistungspegel von LWA = 98,4 dB(A) errechnet. Bei Bandanlagen sind die Tragrollen die Hauptgeräuschquellen. Hier ist ein besonderes Augenmerk auf die Auswahl der richtigen Tragrollen zu legen. Bei Vergleichsmessungen an einem Versuchsträger konnte festgestellt werden, dass gemessene Schalldruckpegel in 1m zu einer Bandanlage bei Einsatz von Rollen verschiedener Hersteller und Ausführung zwischen 68dB(A) und 72dB(A) lagen. Bei Verwendung von Kunststoffbuchsen zwischen der Achse der Tragrolle und dem Rollenstuhl ist besonders im EX Bereich auf elektrische Leitfähigkeit der Buchsen zu achten.

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Rollgurtförderer Emmitieren aufgrund der größeren Anzahl Tragrollen auch eine höhere Schalleistung als vergleichbare Muldengurtförderer. Da beim Rollgurtförderer jedoch Übergabestationen entfallen können und die Bandbrücken schmaler bauen, was Schalldämmassnahmen vereinfacht, ist der Rollgurtförderer Schalltechnisch nicht schlechter zu beurteilen als ein Muldengurtförderer. In der folgenden Tabelle ist ein weiterer interessanter Effekt zu beobachten. Zu Beginn des Betriebes des Rollgurtförderers war der Schalleistungspegel der Bandstrecke 10,3dB(A) höher als nach einem Betrieb von 2 Monaten. Die Ursache ist wahrscheinlich eine Mikrobewegung der inneren Gurtkante gegen die äußere Gurtfläche im Überlappungsbereich des Gurtes. Da der Maximalpegel bei 2,5kHz lag war der Effekt sehr

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 8: Zeitliche Veränderung des Terzspektrums eines Rollgurtförderers

Terzspektrum Mittenfrequenz in Hz LWA

LAeq

100

Beginn

80,2

74,76

65,4

65,45

64,21

Ende

69,9

67,43

66,48

68,75

69,44

Diff 1-2

10,3

7,3

-1,1

-3,3

-5,2

125

160

200

250

315

400

62,11

61,12

59,43

56,74

57,32

62,94

63,24

65,5

62,3

61,36

61,32

-0,8

-2,1

-6,1

-4,3

-4,6

-4,0

500

630

800

1.0 k

57,99

54,75

54,06

60,06

58,68

59,33

56,98

-2,1

-2,7

-4,6

-2,9

1.25 k

1.6 k

2.0 k

2.5 k

3.15 k

4.0 k

5.0 k

6.3 k

8.0 k

10.0 k

12.5 k

16.0 k

20.0 k

Beginn

53,86

54,11

67,54

71,19

60,26

57,26

56,14

48,45

43,1

38,19

35,47

32,77

29,55

Ende

57,01

55,44

53,54

51,84

50,03

48,03

45,21

42,94

40,53

37,39

34,17

30,23

24,6

-3,2

-1,3

14,0

19,4

10,2

9,2

10,9

5,5

2,6

0,8

1,3

2,5

5,0

Diff 1-2

stark wahrnehmbar und beeinflusste das Messergebnis erheblich da gerade hier die A-Bewertung maximal wird. Durch Behandeln der Gurtkante mit Talkumpuder ist das Geräusch direkt um den Differenzwert gesunken. Nach ca. 2 Monaten Betrieb hat sich dieser Schallpegel ohne weitere Behandlung mit Talkum eingestellt und ist sogar noch etwas weiter gesunken.

Abb. 14: Akustische Verstimmung einer Antriebsverlagerung

Alle Bandantriebe sind mit Schallschutzhauben versehen. Trotzdem wurde beim Antrieb des Rollgurtförderers in der Eckstation Nord-West die geplante Schallleistung überschritten. Die Ursache dafür war die Vorgabe, die Antriebe auf Bodenplatten zu setzen. Diese Platte wurde durch den Antrieb zu Schwingungen angeregt, welche als Luftschall hörbar und messbar sind. Zur Schallreduzierung wurde die Bodenplatte mit Hilfe von Stahlwürfeln an den Stellen höchster Schwinggeschwindigkeit verstimmt. Zur Bestimmung der Positionen an denen die Stahlwürfel aufgeschweißt werden müssen benutzt man den von Ernst Florens Friedrich Chladni ende des 18. Jahrhunderts entdeckten Effekt, dass auf gleichmäßig mit Sand bestreuten und danach zu Eigenschwingungen angeregten Platten und Membranen eine charakteristische Verteilung des Sandes entsteht. Der Sand wird von den Flächen höchster Schwinggeschwindigkeit, den Schwingungsbäuchen, fortgewirbelt und sammelt sich an den in Ruhe befindlichen Knotenlinien und Knotenpunkten geringster Schwinggeschwindigkeit. Die Knotenlinien werden durch die Form der Platte und die Art der Halterung bestimmt. Bestreut man eine Antriebsplatte mit Sand und lässt den Antrieb einige Zeit laufen bilden sich den Chladnischen Figuren ähnliche Muster. An den Stellen mit wenig Sand müssen nun die Stahlwürfel angeschweißt werden.

Abb. 15: Chladnische Figuren

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 16: Eckstation Nord-Ost mit Materialstromteiler und Hosenschurre

Die Kupplungsabdeckungen, welche auf dieselbe Grundplatte geschraubt waren, wurden durch Elastomerelemente entkoppelt. Für solche Abdeckungen, deren primäre Funktion, ein Eingreifschutz ist, bietet es sich an Lochblech oder Streckmetall oder ähnliches anstelle von Vollblech zu verwenden. Bereits bei einem Lochanteil von 30% ist die Schallabstrahlung um 80% reduziert. Als Ergebnis der beiden genannten Maßnahmen, konnte der Schallleistungspegel der Antriebseinheit von ursprünglich LWA = 101,9 dB(A) auf LWA = 99,2 dB(A) reduziert werden, was fast einer Halbierung des Schalleistungspegels entspricht.

Materialstromteiler Dem Weg der Kohle weiter folgend gelangen wir über das Querband Nr. 8 zur Eckstation Nord-Ost. In dieser Eckstation ist ein Mengenstromteiler untergebracht, um den Kohlestrom über das Einspeicherband Nr. 10 dem Absetzer zuführen zu können. Oder Alternativ den Materialstrom über das Ausspeicherband 12 weiter in Richtung Kokerei zu führen. Bedingt durch den Abstand der beiden Bänder sowie einer minimal möglichen Neigung der Schurren ergibt sich eine Mindesthöhe zur Materialübergabe vom Querband. Aufgrund der großen Fallhöhe und abhängig von der Kohlebeschaffenheit (Korngröße, Feuchtigkeit, usw.) ändert sich der durch den Materialstromteiler erzeugte Schallleistungspegel. Bei Schurren tritt wegen des körnigen Schüttgutes ein dem weißen Rauschen sehr ähnliches Klangbild mit einer großen Bandbreite an Frequenzen auf. Durch die Gleichverteilung der Energiedichte über die Frequenzen ist das Rauschen für das menschliche Gehör nicht sehr unangenehm. Die großen Abmessungen der Schurre und das daraus resultierende große Hüllflächenmaß verursachen sehr beachtliche Schallleistungspegel.

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Daraus errechnet sich ein Summenschallleistungspegel für den Materialstromteiler von

Die Abhängigkeit des Schallleistungspegels von der Hüllfläche tritt anhand dieses Beispiels deutlich zu Tage. Eine Fläche mit einem geringen Schalldruckpegel an der Oberfläche kann erhebliche Schallleistungen erzeugen, vorausgesetzt die Fläche ist ausreichend groß. Hier greift wieder die Analogie zur Wärmelehre. Ein Heizkörper kann einen Raum erhitzen, obwohl an der Oberfläche des Heizkörpers eine geringe Temperatur herrscht. Der Mensch ist in der Lage, den Heizkörper anzufassen, ohne sich die Finger zu verbrennen. Die Streichholzflamme hingegen können wir nicht anfassen, dennoch reicht die Energie des Streichholzes nicht aus, den Raum zu erwärmen.

Tab. 9: Schalldruckpekel der Hosenschurre in verschiedenen Höhen Hüllfläche [m²]

Hüllflächenmaß [dB]

Schallleistungspegel [dB(A)]

Ebene

Schalldruckpegel LAeq [dB(A)]

Maximalpegel [dB(A)]

11,5m

70,1

73,6

18,7

88,8

8,5m

69,3

75,1

19,8

89,1

3,8m

73,6

92,4

15,8

89,4

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TECHNOLOGIETRANSFER Mögliche Maßnahmen zur Reduzierung der Schallleistung der Schurre sind: • Gummi-Auskleidung der nicht mit Material direkt beaufschlagten Flächen. • Schwere, dicke Bleche an den mit Material beaufschlagten Flächen. • Einhausung mit Schalldämmelementen. • Geschlossene Bauweise der Eckstation.

Absetzer Messungen an verschiedenen Absetzern für Kohle haben zu relativ geringen Schallleistungspegel geführt. Kritisch sind lediglich das Auslegerband und der dazugehörige Antrieb. Die durch das fallende Schüttgut erzeugten Geräusche können höhere Schallleistungspegel erreichen als der Absetzer selbst. Jedoch dürften die Schallleistungen bei Kohle wegen der materialeigenen Dämpfung relativ gering sein.

Abb. 17: Umlenkturas aus PA6

Vollportalkratzer Die zuvor durch den Absetzer auf verschiedene Teilhalden eingestapelte Kohle wird mit Hilfe von zwei Vollportalkratzern je nach Bedarf der Kokerei zurückgeladen. Aufgrund der Konstruktions- und Funktionsweise der Kratzförderer sind diese, wie bekannt, als schalltechnisch kritisch einzustufen. Der Vollportalkratzer überdeckt mit seinem Portal die Halde, auf deren beiden Seiten die Fahrschienen verlegt sind. Das eigentliche Förderorgan ist der Ausleger mit einer zweisträngigen, endlos geschlossenen Kette, an der die Schaufeln angebracht sind. Der Ausleger ist als Vollwandkonstruktion ausgeführt. Die Förderleistung des Kratzers wird durch das Anheben und Absenken des Auslegers sowie der Fahrgeschwindigkeit des Gerätes entlang der Schiene bestimmt. Das Absenken des Auslegers erfolgt in diskreten Schritten, während die Kette mit den Schaufeln mit kontinuierlicher Geschwindigkeit umläuft. Aufgrund der bekanntlich hohen Schallleistung von Portalkratzern von über LW=110 dB(A), wurde der Schallleistungspegel bereits während der Konstruktionsphase durch folgende Maßnahmen reduziert:

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Abb. 18: Ausleger Portalkratzer

• Körperschallisolation der Laufschiene der Kettenrollen durch Elastomere • Versteifung durch Einschweißen von Rohrstücken in die Vollwandkonstruktion des Auslegers • Abdeckung der Oberseite des Auslegers mit entdröhntem Wellblech • Umlenkturas aus Klappergeräuschen.

PA6

zur

Reduzierung

von

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TECHNOLOGIETRANSFER Lärmprognose (Schallleistung der Antriebe) Eine erste, grobe Abschätzung der Schallleistungspegel der Antriebe kann über die Bemessungsleistung und Nenndrehzahl der Motoren und Getriebe erfolgen. Dazu stehen dem Ingenieur die beiden Richtlinien IEC 60034 und VDI 2159 zur Verfügung. Diese bieten uns die Möglichkeit, die Schallleistungen aller elektrischen Antriebe der Geräte und Bandanlagen abzuschätzen, und angemessene Schallschutzmaßnahmen zu planen. Dabei ist der Berechnungsablauf denkbar einfach. Anhand der Bemessungsleistung des geplanten Antriebsmotors und dessen Drehzahl wird der Schallleistungspegel, der für diese Leistungsgruppe erwartet wird, der IEC 60034-9 entnommen. Über die Getriebebauart (Kegelradgetriebe, Stirnradgetriebe, Kegelstirnradgetriebe, Planetenradgetriebe) und die berechnete, mechanische Leistung des Antriebes wird die zu erwartende Schallleistung des Getriebes aus der VDI 2159 abgelesen.

Eine weitere, wesentliche Schwingungsgröße ist die Frequenz, die bei der Dimensionierung der Antriebe ebenfalls bekannt sein muss. Aus der Motordrehzahl können die Getriebeeingangsfrequenz und somit alle Zahneingriffsfrequenzen des Getriebes berechnet werden. Seit den 80er Jahren werden in Deutschland und weltweit Getriebe hinsichtlich ihres Schwingungs- und Geräuschverhaltens untersucht. Neben den Daten der Hersteller wurden von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik Hunderte von Standartantrieben untersucht und in einer VDI Richtlinie 2159 veröffentlicht. Die Richtlinie wurde erstmals 1985 herausgegeben und im Jahr 1999 mit neuen Werten aktualisiert. Abb. 19: Schalleistungspegel von Stirnradgetrieben nach VDI 2159-1985 LWA = 77,1 + 12,3 ⋅ log( P)

Stirnradgetriebe Industriegetriebe VDI 1985 140,00

Schalleistungspegel dB(A)

120,00

Die beiden Schallleistungen werden nun energetisch addiert. Damit kennen wir den zu erwartenden Schallleistungspegel des Gesamtantriebes.

100,00 80,00 Reihe1 60,00 40,00 20,00

Über die Hüllfläche des Antriebes kann nun, bei bekannten Abmessungen, der Schalldruckpegel für jede beliebige Entfernung zum Antrieb berechnet werden.

0,00 0,1

100

1000

10000

Mechanische Leistung kW

Tab. 10: Schalleistungspegel in Abhängigkeit von Bemessungsleistung und Drehzahl (IEC 60034)

Drehzahl Bemessungsleistung P [kW] 1,0

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960

1320

1900

2360

3150

nN ≤

960

1320

1900

2360

3150

3750

Ls ≤

1,1

Schallleistungspegel LWA [dB(A)] 73

1,1

≤

2,2

≤

5,5

≤

11,0

≤

22,0

100

22,0

≤

37,0

100

102

37,0

≤

55,0

100

102

104

55,0

≤

110,0

103

104

106

110,0

≤

220,0

102

106

107

109

110

220,0

≤

550,0

102

105

108

109

111

113

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 11: Drehkran - Summenschalleistung Getriebe plus Motor

Drehkran

Anz.

Leistung [KW]

Drehzahl n [1/min]

Motor LWA [dB(A)]

Getriebe LWA [dB(A)

Summe [dB(A)]

Gesamt [dB(A)]

Messung [dB(A)]

348

1460

108

112

113,5

116,5

106

Berechnungsablauf: 1. Bestimmung der Schallleistung Lw der Einzelkomponenten (Motor und Getriebe) 2. Berechnung des Summenschallleistungspegels 3. Berechnung der Hüllfläche 4. Bestimmung des Schalldruckpegels auf der Hüllfläche

Betrachten wir den oben beschriebenen Drehkran und berechnen mit den Werten der IEC 60034 und der VDI 2159 die Schallleistungswerte der beiden Hub- und Schließwerksantriebe.

Die aus den Zähnezahlen errechneten Zahneingriffsfrequenzen sind in den Körperschallmessungen als auch in den Spektren der Luftschallmessung eindeutig nachweisbar. So ist in Bild 22 die Schwingungsmessung am Rahmen des HubSchließwerkantriebes dargestellt. In der Abszisse ist die Frequenz aufgetragen und in der Ordinate die Zeit. Für jeden Zeitschritt wurde das Schwingungssignal einer FFT Analyse unterzogen und konsekutiv nach oben aufgetragen. Dadurch entsteht ein räumliches Frequenz, Abb. 20: Getriebeschama Hub- Schließwerk

Die nach dem beschriebenen Verfahren berechneten Schalleistungen liegen nicht sehr weit von den gemessenen Schallleistungen entfernt, wenn berücksichtigt wird, dass das Maschinenhaus des Drehkranes einen Schalldämmwert von ca. 10 dB besitzt. Mit diesen Werten ist zumindest eine Tendenz und Größenordnung erkennbar. Echte Werte können nur aus Messungen und Erfahrungen vergangener Projekte abgeleitet werden. Selbst die auftretenden Frequenzen, wie die Zahneingriffsfrequenz der Getriebe und die Frequenz der magnetostriktiven Kräfte der Motoren in Folge der Umrichterfrequenzen lassen sich vorhersagen.

Stirnradgetriebe

Planetenradgetriebe Umlaufgetriebe mit feststehendem Glockenrad

Abb. 21: Getriebeschema Drehwerk

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Abb. 22: FFT Analyse Drehzahleinfluß

Zeit Beschleunigungsgebirge. Die Höhe des Gebirges kennzeichnet die gemessene Beschleunigung. Das blaue Feld ist ein Blick senkrecht von oben auf dieses Gebirge. Durch den links dargestellten Farbcode wird die jeweilige Beschleunigung gekennzeichnet. Im Diagramm unterhalb der Abszisse ist die Häufigkeit der Frequenzen über die Frequenz aufgetragen. Deutlich zu erkennen ist das Maximum bei 511Hz. Die Frequenzen neben der errechneten Hauptfrequenz sind eine Folge der Tatsache, dass es sich um ein angeregtes Kontinuum handelt und nicht um einen Einmassenschwinger und dass die Schwingungen auch durch Nebeneffekte in anderen Frequenzbereichen angeregt werden. Hier sind hauptsächlich Reibungsanregung, Biegeschwingungen, Überrollfrequenzen von Lagern usw. zu nennen.

Abb. 23: FFT Analyse Hub-Schließwerk 2500Hz

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Abb. 24: Vergleich Körperschall Luftschall

Eine Überlagerung der Messungen von Luftschall und Körperschall zeigt eine sehr gute Übereinstimmung der Lage der Maxima über die Frequenz.

Geräuschminderungsmaßnahmen Viele Geräuschminderungsmaßnahmen, welche an den einzelnen Förder- und Transporteinrichtungen der Beispielanlage durchgeführt wurden sind bereits in der vorhergehenden Beschreibung dargestellt. Daher soll an dieser Stelle nochmals eine Systematisierung der Maßnahmen erfolgen und deren theoretischer Hintergrund erläutert werden.

Primäre Schallschutzmaßnahme

Bei der Planung von Geräuschminderungsmaßnahmen sind zunächst alle Einzelgeräuschquellen mit ihren Schallleistungspegeln aufzulisten. Alle Maßnahmen müssen nun an der lautesten Quelle beginnen und je nach dem zu erreichenden Gesamtschallleistungspegel sind die nächst lautesten Quellen zu berücksichtigen.

Sekundäre Schallschutzmaßnahme

an der Quelle

nahe der Quelle

abseits der Quelle

Auswahl lärmarmer Verfahren

Gegen Körperschall

Gegen Luftschall

Einrichtung von Hindernissen

Körperschalldämmung Bauliche Maßnahmen Dämmschichten Estriche Federelemente Zwischenlagen Körperschalldämpf ung Dämpfende Schichten Körnige Schichtungen Entdröhnmaterialien

Luftschalldämmung Einschalige Wände Zweischalige Wände Lärmschutzfenster Lärmschutztore Luftschalldämpfung Schallschluckstoffe

Abschirmungen

Verwendung lärmarmer Konstruktionen

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Mauern, Wälle Geländeerhebungen

Persönlicher Schallschutz

Gehörschutz Watte Stöpsel Kapseln Helme

Bebauung und Bewuchs

Abb. 25: Schallschutzmassnahmen

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TECHNOLOGIETRANSFER Schallschutz durch Einhausung Neben den zum Teil bereits geschilderten Möglichkeiten direkt an der Schallquelle Maßnahmen durchzuführen ist ein weiteres bewährtes Mittel die Schalleinhausung. Dabei werden die Schallquellen wie Antriebe mit Schallschutzelementen vollständig umschlossen. Dabei ist bei der Planung solcher Schalleinhausungen oder Schallkapselung zu berücksichtigen, dass die von den Herstellern angegebenen Schalldämmwerte der Schalldämmelemente, in der ausgeführten Schallkapselung selbst nicht erreicht werden. Die Dämmeigenschaften einer Wand bezüglich dem Luftschall wird durch das sogenannte Schalldämmmaß R ausgedrückt. Das Schalldämmaß R ist das logarithmische Verhältnis der auf eine Wand auftreffenden Schalleistung zu der durch die Wand hindurchtretenden Schalleistung. Das Schalldämmaß ist abhängig von der Frequenz und dem Schalleinfallswinkel, was aus der Definitionsgleichung nicht unmittelbar ersichtlich ist.

Wird das Schalldämmmaß eines Schalldämmelementes über der Frequenz aufgetragen entsteht die sogenannte Schalldämmkurve. Diese ist von der Steifigkeit, der Resonanzfrequenz, der Masse und der Koinzidenzfrequenz abhängig. In der Schalldämmkurve sind drei Bereiche zu unterscheiden. Im Bereich der Resonanzfrequenz und der Koinzidenzfrequenz sind deutliche Einbrüche des Schalldämmaßes sichtbar. Die beiden Bereiche sind durch einen linearen Bereich in dem das Massengesetz Gültigkeit besitzt voneinander getrennt. Das Massengesetz sagt aus, dass eine Verdoppelung der Frequenz oder eine Verdoppelung des Flächengewichtes der Wand eine Verbesserung der Schalldämmung um 6dB ergibt. Das Massengesetz kann in der uns nun geläufigen logarithmischen schreibweise wie folgt formuliert werden:

Abb. 26: Schalldämmkurve

der Wand erzeugte Biegewelle. Die Biegewellen in der Wand werden dadurch verstärkt angeregt. Trifft die Schallwelle unter dem Winkel δ auf eine Wand und verhalten sich die Wellenlänge der einfallenden Schallwelle λ0 zur Biegewellenlänge der Wand λB wie der Sinus des Einfallswinkels tritt Koinzidenz ein. Die Wand wird in diesem Bereich akustisch `durchsichtig`, der Effekt wird als Koinzidenzeinbruch bezeichnet.

Abb. 27: Koinzidenzeffekt

Hat die einfallende Schallwelle die gleiche oder ähnliche Frequenz wie die Eigenfrequenz der Wand, wird die Wand zu stärkeren Schwingungen angeregt. Bei der Koinzidenz hat die auf die Wand einfallende Schallwelle, bzw. die Projektion der Welle, die gleiche Wellenlänge wie die in

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Bei Schallschutzeinhausungen ist der Bereich des Resonanzeinbruchs bauartabhängig während der Bereich des Koinzidenzeinbruchs materialabhängig ist.

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 31: Seildurchführung mit Schalldämpfer

Abb. 28: Einhausung Antrieb mit Kulissenschalldämpfer Abb. 29: Kupplungsabdeckung

Abb. 30: Abdeckung Antrieb mit Lochblech

Bei der Planung von Schallschutzeinhausungen ist die Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse an die Umgebung unter Verwendung von Kulissenschalldämpfern zu berücksichtigen. Dabei ist eine genaue Wärmebilanz unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen und Klimatischen Verhältnissen zu erstellen.

Abb. 32: Geräuscharme Lüfter

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• Öffnungen schließen oder falls technisch nicht möglich diese mit Kulissenschalldämpfern versehen • Geschlossene Räume mit Kulissenschalldämpfer und geräuscharmen Lüftern ausstatten

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TECHNOLOGIETRANSFER berücksichtigen. Wenn durch konstruktive Formgebung keine Verringerung der Querspannungen innerhalb der Elastomere zu erreichen ist sind Elastomere mit Gewebeeinlage zu bevorzugen. Luftfedern sind hervorragende Schwingungsisolatoren, jedoch wegen dem notwendigen Wartungsaufwand nicht in allen Bereichen verwendbar. • Schwingungsisolierte Verlagerung der Antriebe, auch der Klimageräte Abb. 33: Elastische Verlagerung Klimageräte

• Vollständige Schließung der Maschinenhäuser mit Schalldämmkassetten mit entsprechend hohen Schalldämmwerten. (Hier ist unbedingt zu bemerken, dass das Einfügungsdämmaß einer Konstruktion aus Schalldämmkassetten wesentlich geringer ist als das in den Datenblättern der Hersteller angegebene Schalldämmaß der Einzelelemente) • Absorptionsschalldämpfer für die Öffnungen (z.B. Seildurchführungen)

erforderlichen

• Einsatz geräuscharmer Lüfter • Geräuschquellen und Schwingungserreger elastisch verlagern oder durch große Massen die Impedanz zur Stahlbaustruktur erhöhen.

Bei großen Antrieben welche zum einen eine große Eigenmasse besitzen und zum Anderen hohe Kräfte Übertragen und aufnehmen müssen sind in der Regel Sonderkonstruktionen notwendig. Bei der Auslegung solcher elastischer Verlagerungen ist die geringe maximal zulässige Flächenpressung der Elastomere zu

• Geräuscharme Verzahnung der Getriebe • Möglichst geringe Drehzahlen der Getriebe • Frequenzumrichter (Aufzüge)

mit

möglichst

hoher

Frequenz

• Geringe Materialfallhöhe in den Bunker • Immer ein Materialpolster im Bunker belassen, nie den Bunker leerfahren

Abb. 34: Elastische Verlagerung Hub-Schließwerk

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TECHNOLOGIETRANSFER • Bunker verkleiden (fördergutabhängig) und wenn möglich elastisch verlagern • Entstaubungsanlagen, die überwiegend trockenmechanisch arbeiten vermei¬den oder entsprechende Schallschutzmaßnahmen mit dem Lieferanten zu¬sammen planen • Schalldämmende Verkleidung der großen schallabstrahlenden Flächen • Schallschutz durch Bewuchs ausnutzen

Geländetopologie,

Gebäude

und

• Akustische Anfahrwarnungen entweder vermeiden oder individuell auf den Hintergrundgeräuschpegel +10dB einstellen • große Materialfallhöhen vermeiden, ggf. mit Materialpolster arbeiten

Einige simple Regeln: • Im Freifeld reduziert sich der gemessene Schalldruckpegel um 3dB bei Verdoppelung des Abstandes zur Quelle (auf diese Art kann geprüft werden ob Freifeldbedingung vorliegt). • Eine Schalleistungspegeldifferenz von 3dB entspricht einer Halbierung oder Verdoppelung der Schalleistung. • Wird die Getriebedrehzahl halbiert reduziert sich der Schalleistungspegel um ca. 6dB. • Wird das Getriebemoment verdoppelt erhöht sich der Schalleistungspegel um ca. 3dB.

Zusammenfassung Es ist heute möglich, Anlagen im Hinblick auf ihre Schallemission zu berechnen und zu planen. Aufgrund der komplexen Entstehungs- und Ausbreitungsmechanismen von Schall, sind diese Prognosen jedoch nur als Anhaltswerte zu betrachten. Eigene Messungen an ausgeführten Anlagen sind unbedingt notwendig, um ein Verständnis für die akustischen Eigenschaften der Maschinen und Anlagen zu gewinnen.

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Den Betreibern muss auch bewusst sein, dass geräuschreduzierte Anlagen nicht kostenneutral realisiert werden können. Bei größeren, über ein sehr großes Gebiet ausgedehnten Anlagen sollte zwischen Lieferant und Kunde auch eine Art des Emissionshandels vereinbart werden, so dass eine Verrechnung von lauten Anlagenteilen gegen Geräuscharme Anlagenteile möglich ist. Leider mussten durch die Beschränkung auf die Grundlagen viele Aspekte, insbesondere was den Vergleich verschiedener Technologien betrifft verzichtet werden. So kann ein Greiferentlader als Drehkran oder als Portalkran ausgeführt werden. Dies hat einen Einfluss auf die Art der Geräuschentstehung und Ausbreitung. Ebenso sind die Schallschutzmaßnahmen für beide Ausführungsformen unterschiedlich im Aufwand und ihrer Wirkung. Dies soll die untenstehende Tabelle verdeutlichen. Die Entladung könnte theoretisch auch durch Kontientlader erfolgen, wobei hier der Greiferentlader durch seine Fähigkeit Schiffe auch beladen zu können funktional zu bevorzugen ist. Dort wo diese Funktion jedoch nicht erforderlich ist wäre die Technologie der Kontientlader mit ins Kalkül zu ziehen. Auch bei der Transporttechnologie kann unter gewissen Bedingungen zwischen verschiedenen Möglichkeiten gewählt werden. Transporte können auch durch Radlader und LKW erfolgen. Diese würden nur Sinn machen, wenn die Lagerplatztopologie ständigen Veränderungen unterliegen würde. Der Planer muss auch die Staubund CO2 Emissionen, sowie die Energieeffizienz mit berücksichtigen.

Tab. 12: Gegenüberstellung der Schalleistung verschiedener Kranausführungen

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TECHNOLOGIETRANSFER Symbol

Einheit

Bezeichnung

[m²]

Fläche

[m/s]

Schallausbreitungsgeschwindigkeit = Schallgeschwindigkeit

cLuft

[m/s]

Schallgeschwindigkeit der Luft = 344 Winkel

δ E

[N/m²]

Elastizitätsmodul Empfindungsstärke

[Hz]

Frequenz

[Hz]

Koinzidenzfrequenz

[Hz]

Resonanzfrequenz

[Hz]

Zahneingriffsfrequenz

[N/m²]

Gleitmodul

[W/m²]= [J/m²s]

Schallintensität

unterer Laufindex Summe

Adiabatenexponent

Adiabatenexponent der Luft = 1,4

[N/m²] = [kg/ms²]

Kompressionsmodul

[m]

Länge

LAeq

dB(A)

energieequivalenter Schallpegel

Schallpegel (beliebig)

Mittelungspegel

Schalldruckpegel

LpA

dB(A)

A-bewerteter Schaldruckpegel

LΣ

Summenpegel

Hüllflächenmaß

Schalleistungspegel

LWA

dB(A)

A-bewerteter Schalleistungspegel

L`w

[dB/m]

Spezifischer Schalleistungspegel Wellenlänge Schallwelle

λ0

Biegewellenlänge Wand

λB M´

[Kg/m²]

μ n

spezifische Masse Querkontraktionszahl

[1/min]

Drehzahl oberer Laufindex Summe Normalenvektor

 n P

Pa = [1N/m²]

Schalldruck

Bezugsschalldruck = 0,00002

Pmax

Maximaler Schalldruck

Effektivwert Schalldruck

[kW]

Leistung

W = [Nm/s]

Schalleistung

Bezugsschalleistung = 10-12

Schalldämmaß

[J/kgK]

Gaskonstante

[J/kgK]

Gaskonstante der Luft = 287

~ p

Reizstärke

[m]

Radius

[m²]

Bezugsfläche = 1

[m²]

Oberfläche Summe

Σ T

[s]

Periodendauer

[K]

Temperatur

[m/s]

Schallschnelle

[m/s]

Geschwindigkeit

[m³]

Volumen

[kg/m³]

Dichte

ρLuft

[km/m³]

Dichte der Luft = 1,2

ρxc

[Ns/m³]

Schallkennimpedanz

W = [Nm/s]

auf Wand auftreffende Schalleistung

W = [Nm/s]

durch Wand hindurchgetretene Schalleistung

Kreisteilungszahl

Freie Variable

Zähnezahl

Effektivwert

→

Vektor 1 Watt = 1J/s=1kgm²/s³ 1 Pa = 1 N/m² = 1 kg/ms²

Literaturverzeichnis [1] Wirtz, Rainer: Vortrag gehalten auf der Fachtagung Schüttgutfördertechnik 2010 in München [2] Hörstmeier, Ralf: Zur Schallemission Gurtförderanlagen, Dissertation Hannover 1981

von

[3] Ye, Wei: Zur vorbeugenden Wartung von Gurtförderanlagen mittels Geräuschund Temperaturstrahlmessung, Dissertation Hannover 1989 [4] 2009

Möser, Michael: Technische Akustik, Springer Verlag

[5] Handbuch Lärmschutz: bei Förder- und Umschlaganlagen Umweltforschungsplan des Bundesministers des Innern 1980 [6] DIN 45630 Grundlagen der Schallmessung; Physikalische und subjektive Größen von Schall [7]

DIN 45635 Schallmessung an Maschinen

[8]

DIN 45641 Mittelung von Schallquellen

[9] DIN EN ISO 4871 Acoustics; Noise labelling of machinery and equipment [10]

DIN 45661 Schwingungsmeßeinrichtungen - Begriffe

[11] VDI 2159 Emissionskennwerte Schallquellen; Getriebegeräusche [12]

technischer

IEC 60034 Drehende elektrische Maschinen

[13] ISO 226 Lautstärkepegel

Akustik

Normalkurven

gleicher

[14] DIN EN ISO 3744 Bestimmung der Schalleistungspegel von Geräuschquellen aus Schalldruckmessungen [15] DIN EN ISO 3746 Bestimmung der Schalleistungspegel von Geräuschquellen aus Schalldruckmessungen [16] Sechste Allgemeine BundesImmissionsschutzgesetz

Verwaltungsvorschrift

zum

(Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm - TA Lärm) vom 26. August 1998, GMBl 1998, Nr. 26, S. 503 [17] VDI Schallquellen

3749

Emissionskennwerte

technischer

[18] http://www.sengpielaudio.com/Berechnungen.htm, Berechnungen und Umrechnungen Tontechnik und Audiotechnik

Dipl.-Ing. Rainer Wirtz ThyssenKrupp Fördertechnik - BU Materials Handling Ernst-Heckel-Strasse 1 66386 St.Ingbert Tel.: +49(0) 68 94 - 59 95 47 Fax: +49(0) 68 94 - 59 95 50 |Rainer.Wirtz@thyssenkrupp.com | www.tk-materialshandling.com |

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Lage, Verkehrsanbindung und Bergwerksfelder des Kalibergwerkes Zielitz.

Zielgenaue Erkundung von Kalilagerstätten mit höchstem Sicherheitsstandard

it preventergestützten Explorationsbohrungen im Horizontal- und Vertikalbohrverfahren in den Kalibergwerken Zielitz und Sigmundshall der K+S KALI GmbH hat der Bereich Schachtbau und Bohren seine Expertise auf dem Sektor des Bohrens unter Beweis gestellt. Nach dem Boom auf dem Rohstoffsektor, vor allem bei der Produktion von Kali, hat der Kunde die Atempause sofort genutzt, um neue Baufelder zu erkunden und sich für den nächsten Aufschwung zu rüsten. Die genannten Elemente erfüllen im Einzelnen folgende Sicherheitsaspekte bei Aufgaben: das Bohrloch kann mit dem Sicherheitshahn gegen Austritte von Flüssigkeiten und/oder Gasen Erkundungsbohrungen Die Sicherheit von Mensch und Infrastruktur gegen den Austritt von Flüssigkeiten und Gasen wird bei den Explorationsbohrungen durch umfangreiche Maßnahmen gewährleistet. Es wird grundsätzlich ein mindestens 5 m langes Standrohr gesetzt, welches die Verbindung zwischen dem Gebirge und der eigentlichen Sicherheitsgarnitur, dem Preventer, herstellt. Sie besteht aus dem Sicherheitshahn, dem T-Stück, dem Backenpreventer und dem Vollabschluss. Der Drehpreventer gehört nicht zur Sicherheitsgarnitur.

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unter der Voraussetzung geschlossen werden, dass zuvor das Gestänge aus dem Bohrloch gezogen werden konnte. Das nachgeschaltete T-Stück bietet die Möglichkeit, über den Sicherheitshahn einerseits die erforderliche Bohrspülung in den Ringraum einzuleiten, andererseits im Gefahrenfall entsprechende Dichtmittel zuzuführen, den Druck zu überwachen und Fluide dosiert abzulassen. Der Ringraum mit dem sich noch im Bohrloch befindlichen Bohrstrang ist im Gefahrenfall mit Hilfe des Backenpreventers verschließbar. Befindet sich der Bohrstrang außerhalb des Preventers, kann das offene Bohrloch mit Hilfe des Vollabschlusses geschlossen werden. Der Drehpreventer dichtet den

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TECHNOLOGIETRANSFER Ringraum während des Bohrens zwischen Bohrstrang und geöffnetem Vollabschluss ab. Grundsätzlich wird nach dem Setzen des Standrohres und der Montage der Sicherheitsgarnitur die Dichtheit mit und ohne Bohrstrang durch Einpressen von Bohrspülung nachgewiesen. Hierzu ist das 1,5-fache des berechneten hydrostatischen Drucks als Prüfdruck entsprechend der Teufenlage am Bohrort aufzubringen. Damit im Havariefall die eingesetzte Sicherheitseinrichtung fachgerecht und schnell bedient werden kann, ist das darin erfahrene Personal in speziellen Kursen, z.B.: „Grundlagen der Bohrlochkontrolle“, auf der Bohrmeisterschule in Celle geschult.

Explorationsbohrprogramm im Kalibergwerk Zielitz der K+S KALI GmbH Das Kalibergwerk Zielitz ist einer von sechs Standorten in Deutschland, an denen die K+S KALI GmbH bergmännisch Kali- und Magnesiumsalze gewinnt und diese zu einer Vielzahl von kalium-, magnesiumund schwefelhaltigem Düngemittel sowie zu Produkten für technische, gewerbliche und pharmazeutische Anwendungen verarbeitet. Als jüngstes Werk hat Zielitz im Jahre 1973 die Produktion aufgenommen und ist gegenwärtig mit rund 1.700 Beschäftigten einer der größten Arbeitgeber in Sachsen-Anhalt. Die bergmännische Kalisalzgewinnung wurde über 25 Jahre ausschließlich im Bergwerksfeld Zielitz 1 realisiert. Seit 1998 erfolgt mit einem Streckensystem in Richtung Westen der bergmännische Aufschluss des Berechtsamfeldes Zielitz 2.

Da auf Grund der militärischen Nutzung der ColbitzLetzlinger Heide in diesem Gebiet von ca. 36 km² ein aussagefähiges Netz von Tagesbohrungen und geophysikalischen Messungen fehlt, sind die bisherigen Auffahrungen ausschließlich auf der Basis und im Schutz der untertägigen Exploration erfolgt. Um diese Erkundungslücke zu schließen und die eigenen Erkundungsmaßnahmen zu unterstützen, hat die K+S KALI GmbH im Frühjahr 2007 die Firma Thyssen Schachtbau GmbH mit der Durchführung von horizontalen Explorationsbohrungen im Berechtsamfeld Zielitz 2 beauftragt. Aus Bohrkammern werden hierbei Horizontalbohrungen in 2 bis 4 Richtungen mit maximal 2.500 m Länge gestoßen. Durch einen ondulierenden Bohrlochverlauf oder durch das Bohren von sogenannten Ablenkern soll das Kaliflöz Ronnenberg (K3RO) in vorgege benen Abständen nachgewiesen werden. Da sich das Untersuchungsgebiet in einem durch Salzabwanderung beeinflussten Lagerstättenbereich befindet, müssen darüber hinaus auch die unmittelbar angrenzenden Salinarhorizonte im Hangenden und Liegenden untersucht werden (sogenannte Schutzschichtnachweise). Nach einer Zwischenbilanz im Oktober 2008 sind mit rund 17.200 Bohrmetern 28 Flözaufschlüsse und 26 Schutzschichtnachweise realisiert worden. Für das Explorationsprogramm kommen ein Universalbohrgerät mit elektro-hydraulischem Antrieb (Typ HBR 201, Firma Hütte) und eine elektrisch angetriebene Triplex-Spülpumpe zum Einsatz. Für diese neue Bohranlage samt Zubehör wurden hohe Investitionen getätigt, um dem gestellten Anforderungsprofil gerecht zu werden.

Prinzipschema eines Bohrloch verlaufs

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Elektro-Hydraulische Bohranlage HBR 201

Als Bohrverfahren kommt das CounterflushKernverfahren mit einer gesättigten Salzspülung zur Anwendung. Dieses hocheffektive und wirtschaftliche Kernbohrverfahren hat sich im Bereich der horizontalen Erkundung bei der speziellen Aufgabenstellung bereits bewährt. Im Gegensatz zur Seilkerntechnik wird der Bohrkern hierbei durch das Linksspülen im Bohrgestänge kontinuierlich ausgetragen. Der Ringraum zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwandung wird durch eine Preventeranlage abgedichtet, die das

„Linksspülen“ (Counterflush) über den Ringraum ermöglicht. Die Preventerschließanlage dient außerdem als Bohrlochsicherung gegen mögliche Gasoder Salzlösungszutritte. Seit mehr als zwei Jahrzehnten ist die Thyssen Schachtbau GmbH im Salzbergbau mit der Herstellung der unterschiedlichsten Bohrungen tätig. Das notwendige Know-how für die beschriebenen Spezialbohrungen ist also vorhanden.

Bohranlage Diamec 262 auf Transportpalette (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft) Aufbauschema der Kernrohrgarnitur

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TECHNOLOGIETRANSFER Aufgrund der sehr guten Zusammenarbeit und der Zufriedenheit mit der Qualität der Ausführungen seitens der K+S KALI GmbH wird seit November 2008 im Kalibergwerk Zielitz noch ein zweites Bohrprojekt realisiert. Um den Kenntnisstand über ein weiteres Kaliflöz zu verbessern, werden aus bereits aufgefahrenen Grubenbauen im Niveau des gegenwärtigen Nutzhorizontes Vertikalbohrungen mit einer durchschnittlichen Länge von 100 m durchgeführt. Das Ziel ist es, einen umfangreichen Kenntnisstand über die Verbreitung, Ausbildung sowie die Mächtigkeiten und die Wertstoffgehalte des Kaliflözes Staßfurt (K2) zu erlangen. Für dieses Explorationsprogramm setzt die Firma Thyssen Schachtbau GmbH ein vollhydraulisches Bohrgerät vom Typ Diamec 262 der Firma Atlas Copco ein, das in Verbindung mit einem speziellen Seilkernsystem im Trockenbohrverfahren genutzt wird. Als Bohrspülung kommt hierbei Luft zum Einsatz, die nach dem Austritt aus dem Ringraum über eine Staubfilteranlage gereinigt wird. Die Bohranlage inklusive Zubehör wurde auf eine eigens dafür angefertigte Transportpalette montiert.

Beim Seilkernverfahren treibt ein drehendes Außenkernrohr die Bohrkrone an, wobei sich in dem Außenkernrohr ein Innenkernrohr befindet, welches von der Drehbewegung entkoppelt ist. Der Bohrkern schiebt sich dadurch unbeschädigt in das Innenkernrohr und wird nach Beendigung des Bohrvorgangs mittels eines im Innenkernrohr befindlichen Kernfangrings vom Gebirge getrennt. Zum Bergen des Bohrkerns wird das Innenkernrohr mittels Fangvorrichtung vom Außenrohr gelöst und mit Hilfe einer Seilwinde aus der Bohrung gezogen. Dabei verbleiben das Außenkernrohr und das Bohrgestänge im Bohrloch. Lediglich bei einem eventuell erforderlichen Bohrkronenwechsel ist das Ziehen des gesamten Außenrohres (Antriebsstrangs) notwendig.

Explorationsbohrprogramm im Kalibergwerk Sigmundshall der K+S KALI GmbH Das Bergwerk Sigmundshall befindet sich nordwestlich von Hannover in der Nähe des Ortes Wunstorf. Es wurde 1896 als „Kalibohrgesellschaft Wunstorf“ gegründet und 1906 an die Steinhuder Meer-Bahn angeschlossen. Die derzeit aktiven Schächte Sigmundshall, Kohlenfeld und Weser befinden sich ausschließlich im südwestlichen Lagerstättenbereich. Projekt Weser – Seilkernbohrung mit gerichteter Ablenkung. (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Bohrkerne (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

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Sigmundshall Bohrort 31 – die Bohranlage bei sehr warmen Bedingungen. (Foto: Mitarbeiter der Arbeitsgemeinschaft)

Seit März 2007 ist die Thyssen Schachtbau GmbH mit Erkundungsbohrungen im Counterflush-Verfahren und Seilkernverfahren sowohl horizontal als auch vertikal mit entsprechenden Bohrlochablenkungen beauftragt. Besonders das Erkundungsprogramm Weser stellte hohe Anforderungen an das Personal und die eingesetzte Technik. Im Einsatz war, wie bereits im Abschnitt Zielitz beschrieben, ebenfalls ein Universalbohrgerät mit elektro-hydraulischem Antrieb (Typ HBR 201, Firma Hütte) und eine elektrisch angetriebene TriplexSpülpumpe.

Projektbeschreibung Aus dem Bohrort, der ehemaligen Lüfterwerkstatt im Niveau -440 m NN, wurde eine vertikale NQ-Bohrung mit 700 m Teufe gebohrt. Nach dem Vermessen der Bohrung erfolgte eine Erweiterung des Bohrlochdurchmessers auf 96 mm. Danach wurde die Bohrung mit einer Georadarsonde (EMR) vermessen.

Nach der Auswertung der Ergebnisse wurden die vier Ablenkpunkte entsprechend den geologischen Erfordernissen und der technischen Möglichkeiten festgelegt. Aus der Vertikalbohrung wurde in vier verschiedenen Teufen, bei -239 m, -117 m, -72 m und -69 m, jeweils eine Ablenkung mit Bohrlochsohlenmotor und einem Aufbau von ca. 2° auf 10 m in die vorgegebene Richtung gebohrt. Anschließend wurde aus einem Startkanal heraus noch eine ca. 500 m Kernstrecke mittels Seilkernbohrverfahren geteuft. Nach anfänglichen Schwierigkeiten im vertikalen Bereich liefen alle vier Ablenkungen zur vollen Zufriedenheit des Auftraggebers. Die Thyssen Schachtbau GmbH erhofft sich auch für die Zukunft eine weitere erfolgreiche Zusammenarbeit mit der K+S KALI GmbH. Autoren: Tilo Jautze, Frank Hansper & Michael Mizera

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Thyssen Schachtbau GmbH Sandstraße 107-135 45473 Mülheim an der Ruhr | Deutschland Tel.: +49 (0)208 - 30 02 0 Fax: +49 (0)208 - 30 02 3 27 eMail: info@ts-gruppe.com Internet: www.thyssen-schachtbau.de

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TECHNOLOGIETRANSFER Metso Minerals

Fortschritte bei Rührwerks-Mühlen:

Kupfererz profitabler aufbereiten

von Jon Allen Metso Mining and Construction Technology | USA

Die energieeffiziente Vertimill-Anlage spart auch Installations- und Wartungskosten

rhebliche Einsparungspotentiale im Energiebereich, dem Mahlkörperverbrauch sowie einfache Installation und Wartung lenken zunehmend den Fokus auf die jüngsten Entwicklungen der Vertimill-Technologie. Aufgrund der in der Praxis hinlänglich bewiesenen Vorteile ist damit zu rechnen, daß eine zunehmende Zahl an Kupferaufbereitungsanlagen diese Technologie für den größten Teil ihres Mahlbedarfs einführen, im wesentlichen, um die Gesamtrentabilität weiter zu steigern.

Mahleffizienz steigern mit verbesserter Vertimill Die Vertimill wird seit dem Erwerb der Lizenz 1979 exklusiv von Metso (damals Koppers) angeboten und kontinuierlich weiterentwickelt. Ursprünglich in den 50er Jahren für mineralische Anwendungen in Japan entwickelt, entsprach die Technologie zunächst nicht den hohen Anforderungen des Metallbergbaus – obwohl der Fokus von Metso von vornherein auf diesem Gebiet lag, galt sie nicht als ausreichend robust. Deshalb rekonstruierte Metso die Maschine, steigerte

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die Mahleffizienz, minimierte die Wartungszeiten und maximierte gleichzeitig die Lebensdauer. Inzwischen hat sich diese Technologie inzwischen weltweit zu der am häufigsten genutzten vertikalen Mahltechnologie entwickelt. Die Vertimill-Anlagen, lieferbar in Standardgrößen von 20 – 3.000 HP (15 – 2.240 kW), verfügen über einen relativ großen Betriebsbereich. Sie verarbeiten Aufgabengrößen ab 6 mm und vermahlen Produkte auf eine Körnung von unter 20µm. Die Kapazität der jeweiligen Anlage hängt von der für das jeweilige Produkt benötigten Leistungsaufnahme ab. In der Praxis

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TECHNOLOGIETRANSFER werden Mühlen mit einem Durchsatz von mehr als 500t/h betrieben. In mechanischer Hinsicht sind Vertimill-Mühlen einfache Maschinen: Die rollengelagerte Förderschnecke ist in der Mahlkammer aufgehängt. Der Antrieb erfolgt über einen Motor mit Festdrehzahl und einem zwischen geschalteten Planetengetriebe. Abbildung 1 zeigt die Vertimill in ihrer StandardAusführung mit allen wesentlichen Komponenten.

Einsatzbereiche der Vertimill Die meisten Vertimill-Anlagen für die Kupferzerkleinerung sind in Chile installiert und werden dort mehrheitlich für Nachmahlprozesse eingesetzt. Weltweit werden in 85% aller Fälle Vertimill-Anlagen im Bereich Fein- / Nachmahlung eingesetzt.

Energieeinsparungen überzeugen Die Vertimills sparen im Vergleich zu den klassischen Kugelmühlen bei Kupfer-Anwendungen nachweislich zwischen 30% und 50% Energie. Je feiner das Produkt, umso effizienter die Vertimill-Anlagen im Vergleich zu Kugelmühlen. Die erhöhte Energieeffizienz beim Mahlen verdanken die Vertimill-Mühlen vor allem ihrer vertikalen Anordnung. Vereinfacht dargestellt reiben bei einer herkömmlichen Kugelmühle Mahlkörper und das Mahlgut gegeneinander, wodurch das Mahlgut weiter gebrochen und gemahlen wird. Die Zerkleinerung basiert dabei einerseits durch Prall / Schlag, welche üblicherweise im Bereich der Feinvermahlung nicht effizient ist, sowie durch Reibung.

Die Kupfer-Anwendungen benötigen typischerweise Produktkörnungen von ca. 35 µm. Für noch feinere Produkte sind fluidisierende Rührwerksmühlen eine Option (z.B SMD-Technologie), wobei viele Betreiber das Kupferkonzentrat noch nicht so fein vermahlen.

Die Entscheider setzen Vertimills vorwiegend aufgrund der Kostenersparnis ein, die sie gegenüber anderen Mühlentypen erzielen. Die Gesamtbetriebskosten einer Vertimill Anlage sind durchschnittlich wesentlich geringer als bei Lösungen mit herkömmlichen Kugelmühlen. Die wesentlichen Vorteile von Vertimills sind: • Niedriger Energieverbrauch • Niedriger Mahlkörperverbrauch • Einfache Konstruktion • Niedrige Installationskosten • Niedrige Wartungskosten • Geringer Flächenbedarf • Hohe Verfügbarkeit • Lange Lebensdauer • Leiser Betrieb (unter 85 db möglich) • Hohe Betriebssicherheit

Im Hinblick auf die Gesamtbetriebskosten liegen die deutlichstenVorteile im geringeren Energie- und Mahlkörperverbrauch.

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Abb. 1: Metso Vertimill: Die VERTIMILL gilt als intelligentes Mühlsystems, das deutliche Energie- und Materialeinsparungen ermöglicht.

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TECHNOLOGIETRANSFER Im Kataraktbetrieb geht ein Großteil der Aufprallenergie verloren. Das geschieht, sobald die Mahlkugeln auf die Auskleidung oder auf andere Stahlkugeln treffen. Die effizienteste Mahlzone innerhalb einer Kugelmühle wird wegen ihrer Form „die Niere“ genannt. Ihre erhöhte Wirksamkeit verdankt sie dem ständigen Kontakt von Mahlkörper und Mahlgut-Partikel und somit der Zerkleinerung durch Reibung. Innerhalb der Vertimill-Anlage ähnelt der gesamte Mahlvorgang stark dem effizientesten Teil des Mahlens einer Kugelmühle, dem Mahlen durch Reibung in der Niere. Abbildung 2 zeigt den Fluss der Mahlkörper innerhalb einer Vertimill-Anlage. Die Schraube dreht sich langsam, um die Mahlkörpercharge nicht in zu starke Rotation zu versetzen. Die Schraube zieht die Mahlkörper bis zur Mitte der Mühle, bis sie schließlich über den Rand der Förderschraube weiter fließen. Dadurch entsteht eine Abwärtsbewegung des Mahlgutes entlang des Mühlenumfangs. Wie aus der Abbildung ersichtlich, sind die Geschwindigkeiten der Teilchen sehr gering, da die Mahlkörper in Kontakt zueinander bleiben, während sich die Mahlkörper in einer Kugelmühle durch den offenen Raum im freien Fall befinden können.

Die vertikale Anordnung verringert eine interne Klassierung der Mahlgutpartikel und vermeidet somit Übermahlung, was zu der deutlichen Effizienzsteigerung führt. Das Aufgabematerial tritt im oberen Bereich der Mahlkammer ein und gelangt durch die zum Mühlenumfang gerichtete Abwärtsbewegung in den Bereich der Mahlkörper. Der durch den Mahlgutkreislauf aufwärts gerichtete Teil des Trübestroms entfernt oder „wäscht“ feinkörniges Material vor dem Eintritt in die Mahlkörperzone aus und kann die Mühle zu externen Klassierung verlassen, wo es mit einem sehr geringen Energieaufwand aus dem System entnommen wird. Ein weiterer Grund für die verbesserte Mahleffizienz beruht darauf, dass die Vertimill feinere Mahlkörper effektiver nutzt. Da das Prinzip der Kugelmühle zumindest teilweise auf der Zerkleinerung Prall basiert, ist eine bestimmte Mahlkugelgröße erforderlich, um in der Wurfparabel genügend kinetische Energie zu erzeugen. Bei Vertimill-Anlagen dagegen ist ein größerer Kugelumfang nicht erforderlich, da der Mahlvorgang nicht durch Aufprall

Abb. 2: Mahlvorgang in der Vertimill-Anlage Ausgabe 04 | 2010

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TECHNOLOGIETRANSFER sondern ausschließlich auf Reibung beruht. Daher kann man die Mühle mit Mahlmedien geringerer Größe befüllen, was zur deutlichen Vergrößerung der zur Zerkleinerung zur Verfügung stehenden Mahlkörperoberfläche führt. Allgemein ist die Mahlkörperoberfläche bei einer typischen Vertimill Mahlkörpergattierung mehr als dreimal so groß gegenüber der entsprechenden Charge einer Kugelmühle. Welch großen Einfluss eine kleine Veränderung der Mahlkörpergröße auf die Mahlfläche haben kann, macht Tabelle 1 deutlich. Tab. 1: Spezifische Mahlkörperoberfläche

Kugelgröße Oberfläche [mm] [m²/mton]

Anzahl der Kugeln/mton

Anzahl der Kugeln normalisiert

33,3

4244

41,7

8289

55,6

19649

83,3

66315

111,1

157190

166,7

530516

125

333,3

4144132

1000

555,6

19648758

4630

833,3

66314560

15625

In einer chilenischen Mine konnte ein direkter Vergleich beider Mühlentypen unternommen werden, da hier eine Vertimill und eine Kugelmühle in der Feinmahlung so betrieben werden, daß ein direkter Vergleich möglich ist. Die Vertimill-Anlage erreichte dabei dasselbe Mahlergebniss bei einem um 44% reduzierten Energieverbrauch. Beide Mühlen wurden mit 26 mm Stahlkugeln betrieben. Bei Gattierung der Vertimill mit Millpebs < 12 mm betrug die Energieeinsparung unter identischen Bedingungen mehr als 50% (Brissette, 2008). Allgemein gilt: Je feinkörniger die eingesetzten Mahlkörper, desto effizienter erweist sich der Mahlvorgang. Dafür gibt es allerdings auch Grenzen. So benötigt man für das Vermahlen von gröberem Material größere Mahlkörper, so dass Vertimill-Anlagen ihre Vorzüge erst bei feineren Körnungen optimal ausspielen können. Daraus ergibt sich auch die breite Skala der Effizienzvorteile von 30 bis 50% im Vergleich zu Kugelmühlen.

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Das ausschließlich auf Reibung basierende Mahlverfahren – zusammen mit der internen Klassierung und der reduzierten Mahlkörpergrößen – machen Vertimill-Anlagen zu effizienten Mühlen. Die Konstruktion der Mühle schränkt jedoch ihre Einsatzmöglichkeiten bei gröberen Körnungen ein. Gröbere Partikel benötigen zur Zerkleinerung die Prall- / Schlagwirkung, somit entsprechend große Mahlkörper. Die Vertimill vermahlt typischerweise hartes Gestein mit einer Aufgabekörnung F95 = 6mm. Metso arbeitet darüber hinaus kontinuierlich an der Erweiterung des Anwendungsbereichs von Vertimills, um Energieeinsparungen entlang der gesamten Bandbreite des Mahlprozesses zu ermöglichen. Für einen eher konservativen Vergleichen schätzt man die Vertimill gegenüber einer Kugelmühle bei gröberen Anwendungen (P80 > 200 µm) als um 30 Prozent effizienter ein, bei feineren Anwendungen (P80 < 200 µm) als um 35 Prozent effizienter.

Reduzierung des Medienverbrauchs führt zu Energieeinsparungen Auch der Medienverbrauch hängt direkt mit der Energieeffizienz zusammen. In einer Aufbereitung in Mexiko wurden vorhandene Kugelmühlen durch Vertimills ersetzt. Zusätzlich zur erwarteten 35%igen Energieersparnis wurde auch der Medienverbrauch von ehemals durchschnittlich 821 g/t auf 429 g/t gesenkt, was einer Reduzierung von 48% entspricht. Für den deutlich gesunkenen Mahlkörperverbrauch gibt es zwei Ursachen. Erstens verbraucht die Vertimill beim Mahlen weniger Energie, so dass auch weniger Mahlkörper verbraucht werden. Zweitens wird das Brechen von Mahlkugeln durch den Aufprall gegen andere Kugeln oder die Auskleidung eliminiert. Damit brechen weniger Kugeln und die Mahlkörper innerhalb der Vertimill-Anlage behalten ihre Form und Funktion bei. Lässt sich der Durchschnittsverbrauch der genannten Fälle berechnen und in kg/kWh ausdrücken, ergeben sich 0,065 kg/kWh bei den Kugelmühlen und 0,05 kg/kWh bei den Vertimills. Die Differenz berechnet sich aus der Reduzierung der Aufprallenergie und Minderung der Kugelrisse. Berechnet man den tatsächlichen Verbrauch pro Tonne (Mahlkörperverbrauch x spezifische Mahlenergie), ergibt sich eine tatsächliche Energieersparnis von 35%.

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TECHNOLOGIETRANSFER Immer mehr Unternehmen setzen auf Energieeffizienz und Umweltschutz. Mit der Ersparnis im Energieverbrauch gehen große Einsparungen von Betriebskosten einher, CO2-Emissionen werden reduziert. Dies gilt auch für die Herstellung von Mahlkörpern. Die Branche konzentriert sich bislang zwar vor allem auf den direkten Energieverbrauch, aber immer mehr Betreiber erkennen auch die Bedeutung des indirekten Verbrauchs. Der indirekte Verbrauch ist hier eng an die Energiekosten gekoppelt, die bei der Herstellung von Mahlkörpern anfallen. Viele Länder haben bereits Handel und Begrenzung von Emissionsrechten sowie CO2-Steuern eingeführt und man rechnet mit weiteren Maßnahmen. Mit dem zunehmenden politischen Druck, CO2-Emissionen zu reduzieren, ist davon auszugehen, dass die Energiepreise auch in Zukunft schneller als die Inflation steigen. Dazu kommt die öffentliche Meinung, dass Bergbauaktivitäten ein Umweltrisiko darstellen. Der Einsatz von energiesparender Technologie senkt einerseits die Betriebskosten, und kann darüber hinaus auch zu einer positiven Meinungsbildung in der Öffentlichkeit beitragen.

Gesteigerte Wirtschaftlichkeit bei sekundären Mahlanwendungen Betrachtet man den gesamten Energieverbrauch für Mahlprozesse in einem Aufbereitungsprozesses, liegt der Schluss nahe, dass wesentlich mehr Energie für das Mahlen des gesamten Materialflusses als für das Konzentrat verbraucht wird. Daraus könnte man folgern, dass Vertimill-Anlagen eher in sekundären Anwendungen als in Nachmahlprozessen eingesetzt würden. Tatsächlich aber werden die meisten Vertimills in Nachmahlprozessen eingesetzt, da sie dort gegenwärtig am effizientesten arbeiten. In der Vergangenheit stieß die Einführung dieser Technologie in erweiterten Mahlprozessen auf Widerstand. Das liegt zum Teil an den ehemals niedrigen Energie- und Mahlmedienkosten, die jedoch seit einigen Jahren deutlich steigen, was nun die Einführung von Vertimills auch bei diesen Anwendungen vorantreibt. Im Laufe der Vertimill-Entwicklung wurden die Größen kontinuierlich ausgebaut. Verfügten die ersten in der Bergbaubranche installierten Vertimills lediglich eine Leistung von 450 HP (335 kW), so erreichen sie heute eine Leistung von bis zu 3000 HP (2240 kW). Für große Aufbereitungsanlagen sind dabei mehrere Vertimills notwendig. Darüber hinaus ist die Vertimill-Technologie erheblich einfacher konstruiert als große Kugelmühlen, so dass selbst mehrere Vertimills an einem Standort weniger Wartung als eine einzige Kugelmühle benötigen. Auch

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bieten Vertimills hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Lebensdauer, eine bessere Betriebssicherheit und höhere Flexibilität. Im direkten Vergleich errechnen sich derzeit folgende Werte:

Tab. 2: Kugelmühle und Vertimill im direkten Kostenvergleich

Benötigte Energie für Kugelmühlen

3333 kW

Vertimill-Effizienz

70 %

Benötigte Energie für Vertimill

2333 kW

Energiekosten

0,5 /kWh

Verfügbare Leistung

93 %

Kugelmühlen Material Verbrauch

0,065 kg/kWh

Vertimill Material Verbrauch

0,05 kg/kWh

Materialeinsatzkosten

1150 $/mt

Jährlicher Energiekostenanstieg

4 %

Jährlicher Materialkostenanstieg

4 %

Kohlendioxid Emission

0,609 kg/kWh

Material-Energie

6 kWh/kg

Geldbeschaffungskosten

8 %

Tab. 3: Kostenreduzierungspotential beim Einsatz der Vertimill- Technologie

Jahr

Ersparnis im Energieverbrauch

Einsparung von Reduktion von MahlkugelCO2-Emissionen kosten (Mt CO2)

$ 407,340

$ 936,882

7,938

$ 423,634

$ 974,357

7,938

$ 440,579

$ 1,013,332

7,938

$ 458,202

$ 1,053,865

7,938

$ 476,530

$ 1,096,019

7,938

$ 495,591

$ 1,139,860

7,938

$ 515,415

$ 1,185,455

7,938

$ 536,032

$ 1,232,873

7,938

$ 557,473

$ 1,282,188

7,938

$ 579,772

$ 1,333,475

7,938

NPV

$ 3,201,290

$ 7,362,967

79,382

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TECHNOLOGIETRANSFER Die Entwicklung der Vertimill In den vergangenen 20 Jahren kamen mehr als 80 Vertimills® in Kupferaufbereitungen zum Einsatz – allein 24 davon in den vergangenen zwei Jahren. Metso VertimillAnlagen zählen bei Nachmahlanwendungen zum Standard, während sie sich bei gröberen Anwendungen nur langsam durchsetzen. Die Mühle hat sich gegenüber Kugelmühlen als effektiver erwiesen – auch bei gröberen Körnungen bis zu 6 mm. Die Zurückhaltung beim Einführen von Vertimills in primären und sekundären Anwendungen hängt damit zusammen, dass man früher mehrere Vertimills einsetzen musste, um bei größeren Mengen die Leistung einer Kugelmühle zu erzielen.

Die VERTIMILL gilt als intelligentes Mühlsystems, das deutliche Energie- und Materialeinsparungen.

Während aber schon der Einsatz von mehreren Vertimills Kosteneinsparungen im Vergleich zur Verwendung einer einzelnen Kugelmühle bringt, senkt die neu entwickelte 3000 HP (2240 kW) Vertimill die Gesamtkosten noch weiter. Durch den Austausch von Kugelmühlen in energieintensiven Mahlanwendungen durch Vertimill, wie bei der weiteren Zerkleinerung von SAG- und HPGRProdukten, lassen sich die Einsparungen noch um ein Vielfaches steigern. Die Betriebs-Gesamtkosten von Vertimill-Anlagen sind typischerweise um 35% geringer als bei traditionellen Kugelmühlen. Jedes eingesparte Megawatt im Mühlenbetrieb bei primären und sekundären Anwendungen führt zu einer Barwert-Kosteneinsparung von 10 Millionen US-Dollar und 80.000 Tonnen Kohlendioxid im Laufe der zehnjährigen Ausbeutung einer Mine. Steigende Energiekosten und ein wachsendes Umweltbewusstsein ermöglichen den Vertimills die Entwicklung zum Standard bei sekundären Mahlverfahren, was zur weiteren Senkung der Betriebskosten von Kupferaufbereitungsanlagen, dem heutigen Haupteinsatzgebiet von Vertimills, führen dürfte.

Quellenhinweise [1] Pokrajcic, Z, and Morrison, R, 2008, “Evaluation by Simulation of Grinding Circuit Options to improve Eco-Efficiency” MEI Commmunition 2008, Falmouth, UK. [2] Pena, R.F., Update “VERTIMILLS® for the Mining Industry” Vina del Mar, Chile, November 1990. [3] Pena, R.F., Lawruk, W.A., and Jones, S.M., “The Versatile Tower Mill—A Recent Application”, 1985 Intermountain A.I.M.E., Vail, Colorado. [4] Brissette, M, “Millpebs: Energy Savings in Fine Grinding Mining Applications”, MEI Comminution 2008, Falmouth, UK

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Metso Minerals Adservice Pressedienst Ralf Goffin Tel.: +49 (0)24 32 - 89 08 090 eMail: presseservice@adservice-web.de Vice President Project Proposals EMEA Sven Hörschkes Tel.: +49 (0)621 - 72 70 05 10 eMail: sven.hoerschkes@metso.com Internet: www.metsominerals.com

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WEITERBILDUNG

ContiTech Conveyor Belt Group | Phone +49 5551 702-207 transportbandsysteme@cbg.contitech.de

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Ein Gewinn für diejeningen, die MB wählen!

In dieser Zeit, in welcher der Haus- und Wohnungsmarkt noch instabil und unsicher ist, zeigt sich wieder einmal, dass die MB Brecherlöffel eine optimale Lösung für all diejenigen sind, die ihn einsetzen.Einige der zahlreichen Vorteile, die die Investition eines MB Brecherlöffels für das Unternehmen mit sich bringen, sind: Kostenersparnisse durch Effizienz und eine dadurch bedingte verbesserte Nutzung der eigenen Ressourcen, sowie mehr Zeit und mehr Geld, welches dem Unternehmen zur Verfügung stehen wird.

Investition dar, die dem wirtschaftlichen Mikro-/ Makrozyklus Heute und in Zukunft einen starken Partner zur Seite stellt.

Zum einen garantiert der MB Brecherlöffel Handlichkeit beim Einsatz auf engen Baustellen, zum anderen reduziert er die Kosten der Entsorgung, des Transportes und der erneuten Materiallieferung. Außerdem stellt das Produkt von MB eine klassische

Zudem ist auch der extrem einfache Arbeitsprozess des MB Brecherlöffels zu berücksichtigen. Das Material wird direkt auf der Baustelle oder auf dem eigenen Lagerplatz gesammelt. Anschließend wird das Material mit einem Pulverisierer und/oder einem

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Für die Wahl eines MB Brecherlöffels sprechen mehrere Gründe: Nutzung der eigenen Ressourcen (Menpower und Maschinenauslastung), Verbesserung der Arbeitsqualität und des Umweltschutzes, sowie Schonung der Ressourcen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Hammer auf die notwendige Größe vorbereitet. Nun kann das Material mit dem MB Brecherlöffel auf die gewünschte Korngröße, zwischen 0-20 mm bis 0-120 mm zerkleinert werden. Das produzierte Material kann nun bei Einsätzen am selben Ort, auf neuen Baustellen oder sonstigen Orten eingesetzt oder sogar verkauft werden. Die Nutzung des gewonnen Recyclingmaterials ist vielfältig: Fertigstellung von Plätzen, Baustraßen, Auffüllung verschiedener Grabungen etc. Für all diejenigen, die im Bereich von allgemeinen Baumaßnahmen tätig sind, wird der MB Brecherlöffel dadurch automatisch zu einer unverzichtbaren Ergänzung. Die Gründe sind, neben den bereits genannten, sehr einfach: Der MB Brecherlöffel bringt Zeit-, Energie-, Ressourcen- und Personal- Einsparung. Weiterhin sorgt er für eine klare Reduzierung der gesamten Entsorgungsund Anlieferungsarbeiten, da er einfach direkt vor Ort gebracht und eingesetzt werden kann. Auch in Bezug auf das Thema Umweltschutz steht MB mit seinen Kunden Seite an Seite (so befindet sich das Unternehmen in der Zertifikationsphase für die Norm ISO 14001). Die Wiederverwendung des erhaltenen Materials aus Grabungen und Abbrucharbeiten sorgt

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für Ressourcenschonung. Nicht zu vergessen, die Umweltverschmutzung, die sich aus den Fahrten zur Halde ergibt, um das Material abzuladen und abzuholen, sowie die Kosten, die die Fahrbahnabnutzung durch die ständig fahrenden Lkw`s mit sich bringt. Bedenkt man weiterhin, dass viele Gemeinden strengere Normen zu den Durchfahrten der Lkw`s auf das Gemeindegebiet erhoben haben, und man sogar in einigen Fällen nicht mehr als zwei Fahrten pro Tag durchführen darf, ist dies ein weiterer entscheidender Punkt für den MB Brecherlöffel. Man richte das Augenmerk auch noch auf die Verwendung des MB Brecherlöffels, wenn es um die Zerkleinerung von Bauzusätzen zur Herstellung von Straßenunterbauten geht. So haben viele Unternehmen den MB Brecherlöffel als unersetzbares Einsatzgerät für Ihre tägliche Arbeit gewählt. Die Sektoren des Abbruchs und des Straßenbaus, können somit wiederverwertbare Materialien fachgerecht aufbereiten und erneut einsetzen. Auch Kies und Geröll können auf diese Art und Weise klassifiziert aufbereitet werden. Zahlreiche Kunden und Anwender, welche die Vorteile unseres MB Brecherlöffels erkannt haben,

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NEUHEITEN & REPORTAGEN berichten über die positiven Eigenschaften und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Auch Vergleiche mit raupenmobilen Brechanlagen werden nicht gescheut. Zahlreiche Interessenten und Kunden attestieren uns sogar entscheidende Vorteile gegenüber den großen Anlagen, wie zum Beispiel: schnelle Installation und Einsatzbereischaft, flexibleres Handling und einfacher Transport, Korngröße 0/20, welche bei einer großen Anlage nicht einstellbar ist. Unschlagbare Vorteile bietet der MB Brecherlöffel unter anderem bei innerstädtischen Einsätzen mit beengten Platzverhältnissen und beim Transport. So ist der Einsatz mit einer raupenmobilen Brechanlage aufgrund der Größe, des Gewichtes, der Lärm- und Vibrationserzeugung, wenn überhaupt, dann oftmals nur mit Genehmigung, zugelassen. Wirtschaftlich gesehen muss auch eine gewisse Menge vorhanden sein, das sich der An- und Ab

Transport, sowie die Aufstellung der Anlage überhaupt rechnet. Der MB Brecherlöffel kann zusammen mit dem Bagger in allen Stadtbereichen eingesetzt werden und zwar genehmigungsfrei. Dabei sind die Platzverhältnisse zweitrangig. Überall dort wo ein Bagger hinpasst, kann der MB Brecherlöffel eingesetzt werden. Auch in Gebirgsregionen und unwegsamen Gelände lässt sich der MB Brecherlöffel wesentlich einfacher antransportieren und Nutzen als eine raupenmobile Brechanlage. Die Bedienung einer raupenmobilen Brechanlage fordert zudem auch noch Einsatz von weiteren Maschinen und Personal. Vergleicht man hierzu einen MB Brecherlöffel ist die Rechnung ganz einfach: 1 Mann 1Bagger, also sozusagen ein ONE MEN SHOW - und es kann losgelegt werden. Die Wahl eines MB Brecherlöffels deckt sich also mit dem Wunsch wirtschaftlich und umweltfreundlich zu handeln. Der MB Brecherlöffel ist einfach zu transportieren, wartungsarm und hat niedrige Betriebs- und Vorhaltekosten, benötigt keine spezielle Nutzungserfahrung und spart den hohen Kraftstoffkonsum einer raupenmobilen Brechanlage.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: MB Deutschland GmbH eMail: info@mbcrusher.de Internet: www.mbcrusher.de

MB S.p.A. wurde im Jahr 2001 in Breganze gegründet. Nach heutigem Stand exportiert Sie ihre Brecherlöffel in mehr als 100 Länder der Welt. Das Unternehmen wird für seine Innovation, die Technologie der Produkte und dessen Qualität, sowie ihrer Leistungsfähigkeit, hoch geschätzt. Die Fähigkeit marktgerecht zu handeln, technischer Support und Ersatzteilverfügbarkeit nach Ländernorm zu bieten, haben zum außerordentlichen Wachstum der Marke MB weltweit beigetragen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Atlas Copco Underground Rock Excavation

Der neue Boomer T1 D:

eignet sich ideal für Bohrarbeiten in kleinen Querschnitten im Gangbergbau! tlas Copco stellt einen neuen Bohrwagen für schmale Tunnel

und enge Bergbaubereiche vor. Der Boomer T1 D, der auf seinem bewährten Vorgänger Boomer 104 aufbaut, bietet eine beeindruckende Auswahl an technischen und umweltfreundlichen Verbesserungen.

Im Untertagebau mit seinen engen Tunneln und Stollen ist ein kleiner, flexibler Bohrwagen Gold wert. Seit den 90er-Jahren ist der Boomer 104 von Atlas Copco die erste Wahl bei Untertagearbeiten. Jetzt stellt Atlas Copco seinen Nachfolger vor – den Boomer T1 D. Die neue Maschine besitzt dieselben Funktionen und Möglichkeiten wie der beliebte Boomer 104, bietet aber zudem zahlreiche Verbesserungen zur Erhöhung von Produktivität, Sicherheit und Bedienerfreundlichkeit. Zu den neuen Verbesserungen und Optionen gehört ein Tier-3-Motor mit verbesserter Leistung und geringerem Schadstoffausstoß, der höhere Transportgeschwindigkeiten und Umweltvorteile bietet. Die neue Bohrarmaufhängung reduziert die Belastung auf die Maschine und verlängert so die Lebensdauer und steigert den Bedienerkomfort. Eine ergonomischere Kabine mit besserer Sicht gehört zu den optionalen Extras. Die Servicefreundlichkeit wurde durch leichter zugängliche Wartungspunkte erhöht. Eine wichtige Verbesserung betrifft den Unterwagen. Der neue Rahmen ist steifer, er verfügt über einen niedrigeren Schwerpunkt und ein Gelenk mit einem größeren Schwenkwinkel für anspruchsvolle Einsatzbedingungen. Der Boomer T1 D wurde in der schwedischen Blei- und Zinkmine Lovisa getestet und lieferte im Vergleich zu dem von der Mine verwendeten Boomer 104 Spitzenergebnisse.

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Die Bediener der Maschine lobten die verbesserte Ergonomie und Bohrleistung während des Tests. – Wir wissen, dass unsere Kunden den Boomer 104 wegen seiner Flexibilität und kleinen Abmessungen schätzen, aber wir denken, dass sie unseren neuen T1 D noch besser finden werden, so Peter Bray, Product Manager im Geschäftsbereichs Face Drilling Equipment bei Atlas Copco.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Atlas Copco Construction Tools Marketing Comunication/ Media Relations Anja Kaulbach Tel.: +49 (0)201 - 633 - 22 33 eMail: anja.kaulbach@de.atlascopco.com Internet: www.atlascopco.com

Atlas Copco Underground Rock Excavation gehört zum Geschäftsbereich Construction and Mining Technique von Atlas Copco. Diese Abteilung entwickelt, fertigt und vermarktet eine breite Palette von Tunnel- und Bergbaumaschinen für unterschiedliche Untertagebau-Anwendungen weltweit. Sie engagiert sich besonders für innovatives Produktdesign und Servicefreundlichkeit, welche weitere Vorteile für den Kunden sind. Der Hauptsitz und das Hauptfertigungszentrum befinden sich im schwedischen Örebro..

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Atlas Copco Underground Rock Excavation

Atlas Copco:

bringt einen neuen Untertagebohrwagen mit Direktsteuerung für groSSe Tunnelquerschnitte auf den Markt!

ei der Entwicklung des Boomer XL3 D mit herkömmlicher Direktsteuerung standen Sicherheit, Ergonomie und Produktivität im Vordergrund. Der Boomer XL3 D verfügt über ein modernes, attraktives Design und bietet zahlreiche Verbesserungen.

Bei der Entwicklung wurde besonders die Interaktion zwischen Bediener und Maschine mit einbezogen. Das verbesserte Steuerungssystem verfügt über weniger Hochdruckschläuche in Bedienernähe und gewährleistet so einen geringeren Geräuschpegel am Arbeitsplatz. Die Hydraulik des Steuersystems ermöglicht ein höheres Maß an Genauigkeit sowie eine einfachere Bedienung und trägt so, zusammen mit den neuen ergonomisch angeordneten Bedienpaneelen, zu einer verbesserten Sicherheit und gesteigerten Produktivität bei. Das ergonomische Design wird auch durch einfach zugängliche Wartungspunkte unterstützt. Der Bohrwagen verfügt über ein FOPS-zertifiziertes Schutzdach, das mit einer vertikalen Telekopierbarkeit

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NEUHEITEN & REPORTAGEN von 1.100 mm ausgestattet werden kann, um eine ausgezeichnete Sicht über den kompletten Arbeitsbereich zu ermöglichen. Der Bohrwagen kann optional mit einer Kabine ausgestattet werden, die durch einen geringen Geräuschpegel von unter 80 dB(A) den Bedienerkomfort noch weiter steigert. Zudem wird durch die Klimaanlage eine angenehme Arbeitstemperatur gewährleistet. Dank des effizienten Tier-3-Motors bietet der Boomer XL3 D einen geringeren Ausstoß von Partikeln und Stickoxiden. –Der Bohrwagen kann optional mit einem System zur Messung des Bohrwinkels (Feed Angle Measurement 3) ausgestattet werden, um eine höhere Produktivität und ein höheres Maß an Präzision zu erreichen. Dieses System unterstützt den Bediener dabei, genau nach Plan zu bohren, um so das Über- und Unterprofil zu minimieren. Außerdem gewährleistet es eine längere Lebensdauer der Maschine, so Mathias Edhammer, Product Manager des Geschäftsbereichs Face Drilling Rigs von Atlas Copco. Zur Bearbeitung von verschiedenen Gesteinsformationen kann der Boomer XL3 D mit einer Vielzahl von leistungsstarken, zuverlässigen Gesteinsbohrhämmern ausgerüstet werden, z. B. mit den bewährten COP 1638 und COP 1838 oder dem leistungsstarken COP 2238.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Atlas Copco Construction Tools Marketing Comunication/ Media Relations Anja Kaulbach Tel.: +49 (0)201 - 633 - 22 33 eMail: anja.kaulbach@de.atlascopco.com Internet: www.atlascopco.com

Weitere Informationen und technische Daten sowie ein Video über den neuen Bohrwagen finden Sie im Atlas Copco Produktkatalog: Boomer XL3 D

Der Bohrwagen Boomer T1 D und XL3 D von Atlas Copco verbindet eine Vielzahl von technischen und umweltfreundlichen Verbesserungen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Bediener von Atlas Copco: Scooptram profitieren von höherer Effizienz!

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ank neuer Schaufel und Schneidwerkzeuge erzielen Scooptram-Lader von Atlas Copco Bestnoten in Praxistests. Bergbau- und Tunnelbauunternehmen, die diese Lader einsetzen, können nun von den Vorteilen des verbesserten Designs und somit einer höheren Produktivität bei niedrigerem Kraftstoffverbrauch profitieren.

Die neue GIII-Schaufel von Atlas Copco ist der doppelten Herausforderung gewachsen, Zeit zu sparen und gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch zu senken.

Atlas Copco hat für seine Scooptram-Lader eine neue Generation von leichteren und kürzeren Schaufeln auf den Markt gebracht. In Kombination mit neuen Schneidwerkzeugen ermöglichen diese Schaufeln ein noch schnelleres Arbeiten. Dies führt zu einer Steigerung der Produktivität und einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. - Niedrigere Gesamtkosten pro Tonne Erz!

der Kraftstoffverbrauch sogar um acht Prozent gesenkt werden. Zudem erwies sich die Schaufel im Vergleich zu ihrem Vorgänger als robuster und extrem verschleißfest.

Laut Trimmel, Product Manager bei Atlas Copco, erzielten die neuen Schaufeln der dritten Generation (GIII) und die Schneidwerkzeuge (GET) von Atlas Copco Bestnoten in Praxistests. Im Rahmen eines Tests an einem Haufwerk konnten die Arbeitszeit um sieben Prozent verkürzt und

Während des gesamten Testbetriebs waren sowohl derselbe Lader als auch derselbe Bediener im Einsatz. Dazu der Bediener Totte Nilsson, der seit 20 Jahren in verschiedenen Minen und Ländern Erfahrungen in der Bedienung verschiedener Ladertypen sammeln konnte:

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

- Die Leistung dieser neuen GIII-Schaufel ist wirklich bemerkenswert. Durch das Aufrüsten Ihres Scooptram ST1020 oder ST1030 mit der neuen GIII-Schaufel werden Sie von enormen Vorteilen profitieren. Und wenn Sie zudem Ihre GIII-Schaufel mit GET ausstatten, wird Ihnen die Arbeit noch leichter und schneller von der Hand gehen. Schneidwerkzeuge (GET) sind zusätzliche Komponenten, die an der vorderen Kante und manchmal auch an den Seiten der Schaufel angebracht sind. Sie ermöglichen ein noch besseres Durchdringen von Haufwerk jeglicher Beschaffenheit. - Die Schaufel durchdringt das Haufwerk problemlos – das ist einfach fantastisch, so Nilsson weiter. - Sie gleitet durch das Haufwerk wie ein Messer durch Butter. Mit der GIII-Schaufel geht die Arbeit viel leichter von der Hand. - Unser Team hat viele Tests mit verschiedenen Stahlsorten durchgeführt, um herauszufinden, welche sich am besten für die neue GIII-Schaufel eignet, so Anders Persson, Manager des Atlas Copco Materials & Rock Drill Laboratory. - Die GIII-Schaufel ist aus verschleißfestem Stahl gefertigt, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.

Wenn die GIII-Schaufel mit den Schneidwerkzeugen (GET) ausgestattet ist, gleitet sie durch das Haufwerk wie ein „Messer durch Butter“.

Wenn die GIII-Schaufel mit Schneidwerkzeugen (GET) ausgestattet ist, gleitet sie durch ein Haufwerk wie „ein Messer durch Butter“. Der Konstrukteur der Schneidwerkzeuge, Kjell Karlsson, sagt: - Die neuen Schneidwerkzeuge von Atlas Copco sind sehr scharf und durch das schnelle und problemlose Eindringen in das Haufwerk bleiben sie scharf, bis sie schließlich ersetzt werden müssen. Wir gehen davon aus, dass erst nach einer Abnutzung von fast fünfzig Prozent des Werkstoffs an jedem Schneidwerkzeug ein Austausch erforderlich wird.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Atlas Copco Construction Tools Marketing Comunication/ Media Relations Anja Kaulbach Tel.: +49 (0)201 - 633 - 22 33 eMail: anja.kaulbach@de.atlascopco.com Internet: www.atlascopco.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN BACKERS Maschinenbau GmbH

NEU: Sternsiebtechnik vom Feinsten!

Backers Premium - Sternsieb!

Siebsterne sind mit Reifen vergleichbar. Es gibt Reifen für PKW, LKW, Radlader, usw. mit unterschiedlichen Befestigungen und mit oder ohne Spikes. So in etwa ist es auch beim Sternsieb. Noch mehr Siebleistung, noch schwierigere Siebeinsätze, noch feinere Absiebung, noch längere Standzeiten … und im Preis auch noch günstiger! Die Sternsiebtechnik wird bei der Firma Backers seit 1989 stetig weiter entwickelt, denn Forschung & Entwicklung wird hier als Investition in die Zukunft betrachtet. Sie ist zum Vorteil des Kunden, der Firma Backers, aber auch der Umwelt. Rationalere Arbeitsabläufe mit höherem Durchsatz, Verschleißminimierung und somit Ressourceneinsparung und der Möglichkeit bisher nicht siebfähiges Material zu bearbeiten, usw. sind dadurch denkbar.

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2010 wurde das Herzstück der Sternsiebtechnik „die Sternsiebwelle und das Sternsiebdeck“ komplett überarbeitet. Ab 2011 bietet die Firma Backers neben dem klassischen Sternsieb, das „Backers PremiumSternsieb“ an. Bei der klassischen Version sind Siebsterne mit angegossener Nabe eingesetzt. Die Sterne werden bei diesem System meist von einer Seite auf die Siebwelle aufgesteckt. Eine feine Aufteilung mit kleinen Sternen ist besonders schwierig. Beim „Backers Premium-Sternsieb“ werden Sternscheiben aus elastischem Material sowie harte Distanzteile mit langer Standzeit und geringerer Anhaftung eingesetzt. Die Sterne und die massiven Außenscheiben werden von den Seiten her sehr exakt fixiert, aus der eine sehr genaue Aufteilung resultiert. Eine feine Absiebung bis zu 5 (4) mm Trennschnitt ist möglich.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Ferner wurden auch das Siebdeck und der Siebrahmen optimiert. Das System des „Backers PremiumSternsieb“ funktioniert auf klassischen Vierkantwellen, jedoch auch mit einem neuen Antriebs- und Wechselsystem. Weiterhin bietet die Firma Backers das neue Premium-Sternsieb auch als „Hochleistungssieb“ an. In diesem Fall sind in den Sternzacken FederstahlInletts vulkanisiert. Durch die Schaber werden die Räume zwischen den Sternscheiben noch besser und stetig gereinigt. Die Federstahl- Schaber sind in den elastischen Zacken eingegossen und können nicht verbiegen oder brechen. Diese Sterne überzeugen so auch bei sehr schwierig zu siebendem Material. Auch beim Sieben von z.B. Boden mit Steine haben diese Sterne eine lange Standzeit. Bei der Absiebung von bindigen Böden, Klärschlamm usw. ist jetzt ein kleinerer Siebschnitt möglich. Durch die Schaber laufen die Siebwellen leichter wodurch die Antriebskraft gemindert wird. Das bedeutet mehr Siebleistung, schwierigere Siebeinsätze, längere Standzeiten, geringerer Kraftstoffverbrauch.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Backers Maschinenbau GmbH Auf dem Bült 42 49767 Twist | Deutschland Tel.: +49(0) 59 36 - 93 67-0 Fax: +49(0) 59 36 - 93 67-20 eMail: info@backers.de Internet: www.backers.de

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG

alljig® - Setzmaschinen

weltweit gefragt:

Neue Installationen in Nord- und Osteuropa! D

as mit einer Jahresproduktion von 1,7 Millionen Tonnen größte Edelstahlwerk Europas im finnischen Tornio hat im September 2010 eine neue Schlacke-Aufbereitungsanlage eingeweiht. Herzstücke der von TAPOJÄRVI im Auftrag von OUTOKUMPU betriebenen Anlage sind zwei leistungsfähige alljig®-Setzmaschinen. Die bei der Stahlherstellung anfallende Schlacke enthält noch 5 - 10 % Metall. Dieses Metall wird in den alljig®Setzmaschinen abgetrennt und in den metallurgischen Prozess zurückgeführt. Nebenprodukt des Prozesses ist metallfreie Schlacke, die als Baustoff eingesetzt wird. Der durch die zunehmende Rohstoffverknappung beschleunigte Trend zur ökonomischen Aufbereitung von Schlacken aus der Ferrochrom-, Ferromangan- und Edelstahlproduktion hat die Nachfrage nach alljig®-Setzmaschinen vor allem im Norden und Osten Europas sprunghaft ansteigen lassen. In den letzten fünf Jahren konnte allmineral seinen Marktanteil deutlich ausbauen – Tendenz steigend.

alljig®-Setzmaschinen Am 8. September 2010 durften sich die Einwohner des Städtchens Tornio an der finnisch-schwedischen Grenze über hohen Besuch freuen. Anlässlich der feierlichen Eröffnung einer topmodernen Aufbereitungsanlage im größten Edelstahlwerk Europas – nebenbei größter Arbeitgeber der Region – gab sich neben dem finnischen Wirtschaftsminister Mauri Pekkarinen auch der Senior Vice President des Betreiberkonzerns OUTOKUMPU die Ehre.

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Die neue, von TAPOJÄRVI betriebene Anlage soll die wirtschaftliche Rückgewinnung des Metallanteils aus der Edelstahlschlacke ermöglichen. Die zentral im Prozess eingesetzten, luftgepulsten alljig®-Setzmaschinen nutzen die großen Dichteunterschiede zwischen Metall und Schlacke zur effizienten Trennung mit Hilfe der Schwerkraft. Die Maschinen aus Deutschland sind für eine Durchsatzleistung von bis zu 50 bzw. 100 Tonnen pro Stunde ausgelegt, wobei Korngrößen von einem Millimeter bis hin zu 32 Millimetern effizient getrennt werden können.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Der finnische Konzern Outokumpu gehört weltweit zu den 6 größten Herstellern nichtrostender Edelstähle. Seine jährliche Schmelzkapazität beträgt rund 2,5 Millionen Tonnen, die Walzkapazität für Warm- und Kaltband, Langprodukte sowie Quartobleche knapp 2 Millionen Tonnen. Das finnische Werk in Tornio, das größte Werk im Konzernverbund, verfügt über eine einzigartige, vollintegrierte Produktionskette. Diese beginnt in der einzigen Chrommine der EU in Keminmaa mit einer Jahresproduktion von rund 200.000 Tonnen Stückerz und rund 400.000 Tonnen Feinkonzentrat. Das Stahlwerk verfügt über zwei Produktionslinien von 100 bzw. 150 Tonnen und Konverter, in denen geschmolzenes Ferrochrom zusammen mit Stahlschrott verarbeitet wird. Das Warmwalzwerk produziert Bandstahl in Breiten von 1 bis 1,6 Metern und bis zu 12 mm Dicke. Die meisten im Warmwalzwerk produzierten Bänder werden im Kaltwalzwerk zu säurebeständigen Edelstahlblechen und -bändern für Kunden in ganz Europa weiterverarbeitet. Aufgrund der benötigten hohen Trenndichten im Aufbereitungsprozess, stellt die alljig®-Setzmaschine in vielen Fällen die einzige ökonomische Option dar, um ein qualitativ hochwertiges Metall-Produkt zu erzeugen, welches aufbereitet direkt wieder in den metallurgischen Prozess einfließen kann. Weiterhin kann die gereinigte Schlacke als hochwertiger Zuschlagstoff zur Betonherstellung oder in den Straßenbau verkauft werden. Nachdem die innovative allmineralAufbereitungstechnologie in der ersten Hälfte des Jahrzehnts vor allem in Westeuropa und Südafrika nachgefragt wurde, rücken aktuell die GUS-Staaten wieder in den Fokus. Zunächst rüstete allmineral zwei Linien der Ferrochrom-Schlackeaufbereitung im russischen metallurgischen Kombinat Cheliabinsk (einem der größten

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Europas) mit jeweils zwei alljig®-Setzmaschinen aus. Die Durchsatzleistung beträgt 20 bzw. 40 Tonnen pro Stunde und Maschine. Jetzt erhielt allmineral den Auftrag zur Lieferung von zwei alljig®-Setzmaschinen zur Anreicherung des Rohstoffs zur Ferrrochromherstellung, dem Chromerz selbst. In einer anderen Anlage zur Chromerzaufbereitung der Firma Kazchrom in Chromtau (Kasachstan) gab es nach der Erstlieferung 2007 nun einen weiteren Folgeauftrag: eine zweite alljig®-Setzmaschine. Damit wurden binnen kurzer Zeit zwölf alljig®Setzmaschinen für die Schlackeaufbereitung in Betrieb genommen: zwei in Belgien, vier in Südafrika, vier in Russland und zwei in Finnland. Hinzu kommen die oben erwähnten vier alljig®-Setzmaschinen zur Chromerzanreicherung für die Kunden in Russland bzw. Kasachstan. Insgesamt hat allmineral weltweit über 400 alljig®-Setzmaschinen ausgeliefert. Sie werden rund um den Globus für die effiziente Sortierung von Schlacke, aber auch Kohle, Erz, Kies, Sand, Schotter und diversen Recycling-Materialien eingesetzt.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG Baumstraße 45 47198 Duisburg | Deutschland Tel.: +49(0) 20 66 - 99 17-0 Fax: +49(0) 20 66 - 99 17-17 eMail:head@allmineral.com Internet: www.allmineral.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG

Weltneuheit:

gaustec®-GX 3600

- Xtra leistungsfähig, Xtra effizient!

ie ersten Starkfeldmagnetscheider der neuesten Generation setzen in Brasilien mit modernster Technologie und erheblich gesteigerten Durchsatzraten von bis zu 700 Tonnen pro Stunde neue Maßstäbe in der wirtschaftlichen Aufbereitung von hämatitischem Eisenerz - und steigern die Produktion damit auf mehr als 200.000 Tonnen monatlich.

gaustec®-GX 3600 Die im Juli 2010 in Itaminas (Brasilien) in Betrieb genommenen gaustec®-GX gaustec®3600, stellen einen weiteren Quantensprung in der Aufbereitungstechnologie dar. Wo bis vor kurzem noch 360 Tonnen hämatitisches Eisenerz pro Stunde in marktfähige Produkte umgewandelt wurden, gehen heute die rundum optimierten Starkfeld-Magnetscheider mit neu angeordneten magnetischen Polen mit jeweils bis zu 700 Tonnen pro Stunde trennscharf zur Sache. Trotz Leistungsverdopplung ist es allminerals Entwicklern gelungen, Größe, Gewicht und Energieverbrauch des gaustec®-GX 3600 konstant zu halten. Das bedeutet deutlich weniger Investitionsaufwand und geringere Unterhaltskosten pro Tonnen Aufgabematerial, zumal der gaustec®-GX 3600 dank innovativer Technik weniger Zusatz-Equipment benötigt und einen vereinfachten Arbeitsablauf ermöglicht.

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Die vor fünf Jahren erstmals in Brasilien industriell eingesetzte gaustec®-Technologie hat den Markt für Aufbereitungstechnik revolutioniert. Mit den leistungsfähigen, flexiblen Starkfeldmagnetscheidern konnten auch niedrighaltige Eisenerze, deren Aufbereitung sich bis dahin nicht gerechnet hatte, wirtschaftlich und effizient in marktfähige Produkte verarbeitet werden. Der weltweit wachsende Rohstoffbedarf und die weiter sinkende Qualität der geförderten mineralischen Rohstoffe hat die Nachfrage nach Starkfeldmagnetscheidern mit noch größerer Kapazität angefacht und Gaustec zur Entwicklung des GX 3600 motiviert. Zahlreiche Verbesserungen zum Konzept des bekannten Jones-WHIMS, wie z.B. eine vereinfachte Wartung, weniger Energieverbrauch und deutlich mehr Flexibilität durch variable Einstellmöglichkeiten führten zu einer erheblichen Effizienzsteigerung – was mehr als 50 verkaufte gaustec®-WHIMS in 5 Jahren eindrucksvoll beweisen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN In der Itaminas-Aufbereitungsanlage werden zwei neue gaustec®-GX 3600 mit hämatitischem Eisenerz in der Größe < 1mm mit einem Eisengehalt (Fe) von 55% und 10% Siliciumdioxid (SiO2), mit einer jeweiligen Durchsatzrate von 700 t/h und 50% Feststoffanteil beschickt. Das Produkt aus dieser ersten Aufbereitung wird weiter in einem zweiten – bereits vorhandenen – gaustec®-G3600 zum Endprodukt mit weniger als 1,8% Siliciumdioxid aufbereitet. Der Abraum wird von einem gaustec®-GHP 150 verarbeitet. Da sich der gaustec®-GX 3600 flexibel auch mit anderen Anlagen und Technologien von allmineral kombinieren und in komplexe Gesamtprojekte integrieren lässt, bieten sich auf dem Weltmarkt beachtliche, neue Perspektiven.

Der gaustec®-Magnetscheider GX 3600 beeindruckt nicht nur mit seiner extrem hohen Durchsatzrate von bis zu 800 Tonnen pro Stunde und seiner Wirtschaftlichkeit. Weitere Stärken des Starkfeldmagnetscheiders liegen in seiner hohen Trennschärfe auch schwach magnetischer Minerale von bis zu 1 mm Korngröße und in seiner enormen Flexibilität. Die magnetischen Feldstärken der beiden Rotoren sind je nach Anwendung unabhängig voneinander mit bis zu 15.000 Gauss justierbar, was zum Beispiel den Einsatz des unteren Rotors zur Nachreinigung ermöglicht. Außerdem sind die Rotoren so angeordnet, dass individuelle Einstellungen oder Wartungsarbeiten schnell und einfach vorzunehmen sind. Das nochmals verbesserte Design ermöglicht eine bessere Kontrolle der Aufgabeverteilung. Die ebenfalls optimierte Sprüheinrichtung zur Produktwäsche sorgt mit geringerem Wasserverbrauch für eine noch bessere Effizienz.

Daher steht das „X“ im neuen Namen des gaustec®GX 3600 nicht nur für die neue Ausrichtung der magnetischen Pole, sondern weist darüber hinaus den Weg zu noch mehr Effizienz und steigenden Gewinnen durch die außerordentliche Leistungsfähigkeit der gaustec®-Technologie. Alles Xtra eben.

über allmineral: allmineral zählt weltweit zu den führenden Herstellern maßgeschneiderter Aufbereitungsanlagen für die Rohstoffindustrie. Mit seiner technologisch überlegenen Technologie hat sich das Duisburger Unternehmen als Spezialist für die sortenreine Aufbereitung und Trennung von Kohle, Erz, Schlacke, Kies, Sand, Schotter und diversen Recycling-Materialien einen Namen gemacht. Rund um den Globus sind aktuell über 400 alljig®Setzmaschinen, 100 allflux®-Wirbelschichtsortierer, 60 allair®-Luftsetzmaschinen und 50 gaustec® Magnetscheider zuverlässig und effizient im Einsatz.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Claus Peter Spille (Mitte), Segmentleiter bei der ContiTech Conveyor Belt Group in Northeim, unterzeichnete in China den Vertrag.

ContiTech kauft chinesischen Fördergurthersteller

Fördergurte für industrielle Einsatzgebiete künftig aus lokaler Produktion - Kauf stärkt Position in China!

Northeim/Tianjin, 18. Oktober 2010. Die ContiTech Conveyor Belt Group, Northeim, kauft das Fördergurtgeschäft der Tianjin Xinbinhai Conveyor Belt Co., Ltd., Tianjin. Entsprechende Verträge wurden heute in China unterzeichnet. Das Unternehmen produziert in der nordchinesischen Hafenstadt Tianjin (120 Kilometer südöstlich von Peking) mit rund 200 Mitarbeitern überwiegend Fördergurte für den industriellen Bereich wie die Metall- und Zementindustrie. „Wir erschließen uns damit einen neuen Markt in einer aufstrebenden Region und stärken die Position von ContiTech in China“, sagt Hans-Jürgen Duensing, Geschäftsbereichsleiter ContiTech Conveyor Belt Group. „Fördergurte für industrielle Einsatzgebiete produzieren wir bereits an vielen Standorten in der Welt. Jetzt können wir den chinesischen Markt mit Produkten aus lokaler Produktion versorgen.“ Zum Kaufpreis vereinbarten beiden Seiten Stillschweigen.

In China ist ContiTech bereits seit über 30 Jahren aktiv. Mit Komponenten und Systemen aus lokaler Produktion wie Schlauchleitungssystemen, Schwingungselementen, Luftfedern, Oberflächenmaterialien, Förderbändern, Antriebsriemen oder technischen Stoffen werden heute von neun modernen Produktionsstätten aus die Automobilindustrie, der Maschinen- und Anlagenbau, die Bergbau- und Druckindustrie sowie die Schienenverkehrsbranche beliefert. ContiTech beschäftigt derzeit rund 1.800 Mitarbeiter in China.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: ContiTech AG eMail: mailservice@contitech.de Internet: www.contitech.de

Die ContiTech AG Continental gehört mit einem Umsatz von ca. 20 Mrd. Euro im Jahr 2009 weltweit zu den führenden Automobilzulieferern. Als Anbieter von Bremssystemen, Systemen und Komponenten für Antriebe und Fahrwerk, Instrumentierung, Infotainment-Lösungen, Fahrzeugelektronik, Reifen und technischen Elastomerprodukten trägt Continental zu mehr Fahrsicherheit und zum globalen Klimaschutz bei. Continental ist darüber hinaus ein kompetenter Partner in der vernetzten, automobilen Kommunikation. Continental beschäftigt derzeit rund 143.000 Mitarbeiter in 46 Ländern. Die Division ContiTech gehört zu den weltweit führenden Anbietern von einer Reihe von technischen Elastomerprodukten im Non-Tire-Rubber-Bereich und ist ein Spezialist für Kunststofftechnologie im Non-Tire Rubber Bereich. Die Division entwickelt und produziert Funktionsteile, Komponenten und Systeme für die Automobilindustrie und andere wichtige Industrien. Die Division beschäftigt insgesamt rund 25.000 Mitarbeiter. 2009 erzielte sie einen Umsatz von ca. 2,4 Mrd Euro.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH

ThyssenKrupp liefert Bandanlage

für peruanische Kupfermine von Xstrata

Erstes getriebeloses Antriebssystem für Bandanlage außerhalb Deutschlands ThyssenKrupp Robins, Greenwood Village, Colorado, USA, hat den Auftrag erhalten, eine Bandförderanlage für die peruanischen Kupfermine Antapaccay zu liefern. Endkunde ist der Kupferproduzent Xstrata Copper. Für die Lieferung des elektrischen Antriebsystems beauftragte ThyssenKrupp die Siemens-Division Industry Solutions. Erstmals außerhalb Deutschlands kommen dabei getriebelose Bandantriebe zum Einsatz. Diese zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Antriebslösungen durch besseren Wirkungsgrad, eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sowie einen geringeren Wartungsbedarf aus. Die Inbetriebnahme der Bandförderanlage ist für 2012 vorgesehen.

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Die Bandanlage in der Xstrata-Kupfermine Antapaccay soll Erz über eine Entfernung von rund 6,5 Kilometer von der Mine zur Aufbereitungsanlage transportieren. Bei einer Gurtbreite von 1.372 Millimeter und einer Bandgeschwindigkeit von 6,2 Meter pro Sekunde können in einer Stunde etwa 5.260 Tonnen Material transportiert werden. Das Siemens-Antriebssystem für die Bandanlage besteht aus zwei langsam laufenden Synchronmotoren mit einer Gesamtleistung von je 3.800 Megawatt und den zugehörigen Direktumrichtern (Sinamics SL 150). Die Motoren sind jeweils direkt mit einer Bandantriebstrommel verbunden. Im Vergleich zu der sonst bei Bandförderanlagen eingesetzten Kombination aus hochdrehendem Motor und Getriebe bietet diese getriebelose Antriebslösung eine Reihe von Vorteilen. Die Motorgröße wird nicht durch die Verfügbarkeit der Getriebegröße begrenzt, so

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NEUHEITEN & REPORTAGEN dass gegebenenfalls auf Mehrmotorenantriebe verzichtet werden kann. Die erforderliche Bandantriebsleistung kann mit einem Antrieb pro Gurttrommel bereit gestellt werden. Damit kann auch das Schalthaus kleiner ausgelegt und Platz und Gewicht gespart werden. Durch den Wegfall einer Reihe mechanischer und elektrischer Komponenten wächst die Zuverlässigkeit und der Wirkungsgrad des Gesamtsystems steigt um drei bis vier Prozent. Der Wartungsbedarf des Antriebssystems sinkt deutlich: Allein Getriebewartungsarbeiten können jährlich bis zu fünf Prozent des ursprünglichen Investitionsvolumens ausmachen. Schmier- und Kühlmittelsysteme für die Getriebe und deren Wartung werden ebenso überflüssig. Das getriebelose Antriebssystem für die Bandförderanlage in der Mine Antapaccay ist das zweite seiner Art und das erste außerhalb Deutschlands. Die erste Bandanlage mit getriebelosen Antrieben wurde bereits 1986 von ThyssenKrupp (vormals O&K) und Siemens in der Zeche Prosper-Haniel der Deutsche Steinkohle AG installiert und erreicht eine Verfügbarkeit von mehr als 98 Prozent.

Xstrata Copper, ansässig im australischen Brisbane, ist Teil der Xstrata plc. und betreibt Minen sowie Produktionsanlagen in Argentinien, Australien, Chile, Kanada und Peru. Das Unternehmen ist der viertgrößte Kupfererzeuger derWelt und verfügt über eine Produktionskapazität von knapp einer Million Tonnen pro Jahr. Die Kupfermine Antapaccay im Süden Perus ist das jüngste Projekt von Xstrata. Ab 2012 sollen jährlich rund 160.000 Tonnen Kupferkonzentrat produziert werden. ThyssenKrupp Robins ist die USTochtergesellschaft von ThyssenKrupp Fördertechnik. Das Unternehmen ist u.a. auf das Design und die Lieferung von technologisch anspruchsvollen Bandanlagen spezialisiert.

Getriebeloses Antriebssystem von ThyssenKrupp / Siemens bei Prosper-Haniel, Deutschland

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: ThyssenKrupp Robins Inc. Peter Sehl (General Manager Sales and Service Department) eMail: peter.sehl@thyssenkrupp.com Internet: www.thyssenkrupprobins.com

ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH ThyssenKrupp Allee 1 45143 Essen | Deutschland Tel.: +49(0) 201 828 - 04 Fax: +49(0) 201 828 - 25 66 Internet: www.thyssenkrupp-foerdertechnik.com

Die ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH

gehört zur Business Area Plant Technology der ThyssenKrupp AG. Mit mehr als 2.700 Mitarbeitern weltweit zählt ThyssenKrupp Fördertechnik zu den führenden Anbietern von Anlagen und Systemen für die Gewinnung, Aufbereitung und den Umschlag von Rohstoffen und Mineralien. Im Tagebau und auf Lagerplätzen, in Hafenterminals und Kohlekraftwerken, in Steinbrüchen und Kalksteingruben bewähren sich die Geräte von ThyssenKrupp Fördertechnik und setzen dabei immer wieder neue Maßstäbe. Innovative Konzepte, ein in vielen Jahrzehnten gewachsenes Know-how und die globale Präsenz sind die Gewähr für eine sachgerechte Beratung, Planung, Projektierung, Konstruktion, Fertigung, Lieferung, Montage, Inbetriebnahme und einen beispielhaften Kundendienst.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN HAVER & BOECKER Maschinenfabrik Münster

Siebmaschine, Baujahr 1940, nach der Überarbeitung.

Haver & Boecker:

Die Langlebigkeit der HAVER Siebmaschinen Baujahr 1940 Warum neu kaufen, was man modernisieren kann?

Mit höchsten Anforderungen an die Qualität, Leistung und Langlebigkeit bietet HAVER & BOECKER seit Jahrzehnten verschiedene und ausgereifte Siebsysteme und für nahezu jede Anwendung die richtige Konfiguration. Die Langlebigkeit von HAVER Siebmaschinen wurde kürzlich wieder einmal sehr deutlich, als zwei Siebmaschinen aus dem Baujahr 1940 in der Maschinenfabrik Münster kostenbewusst aufgerüstet wurden und an zwei deutsche Kunden für sehr spezifische Anwendungen verkauft wurden. Beide Maschinen wurden mit neuen Motoren ausgestattet, wodurch Leistung und Energieeffizienz erhöht wurden. Eine der Maschinen erhielt PS-Gitter, die andere wurde mit Traversen und Spannschienen auf Seitenspannung umgebaut. In Zeiten, in der sich viele Firmen noch nicht ganz von der Wirtschaftskrise erholt haben, steigt bei HAVER & BOECKER die Nachfrage nach RetrofitLösungen. Je nach Aufwand liegen die Kosten für eine komplette Maschinenmodernisierung bei 20 bis 60 Prozent einer Neuanschaffung. So kann HAVER & BOECKER für seine Kunden die Lebensdauer der Maschinen verlängern und die Produktivität der Maschinen erhöhen.

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Siebmaschine, Baujahr 1940, vor der Überarbeitung.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: HAVER & BOECKER MASCHINENFABRIK MÜNSTER Robert-Bosch-Straße 6 48153 Münster | Deutschland Tel.: +49 (0)251 - 97 93-0 Fax: +49 (0)251 - 97 93-156 eMail: niagara@haverboecker.com Internet: www.haverboecker.com

Marketing Christiane Temming Tel.: +49 (0)251 - 97 93-102 Fax: +49 (0)251 - 97 93-156 eMail: c.temming@haverboecker.com Internet: www.haverboecker.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN HAVER & BOECKER Drahtweberei und Maschinenfabrik

Haver & Boecker - Pilotprojekt:

Abfüllung von Natursteinen mit HAVER-FFS-Automat Bei der Gandl Natursteine GmbH in Bayern werden Natursteine nun mit einem HAVER FFS-Automaten vollautomatisch in Foliengebinde abgefüllt und verpackt.

Ein Projekt mit Pilotcharakter führte HAVER & BOECKER kürzlich in Kaisheim/Bayern bei der Gandl Natursteine GmbH aus: Erstmalig wurde für die Abfüllung von Natursteinen ein HAVER-FFS-Automat verwendet. Das familiengeführte Unternehmen Gandl handelt mit Natursteinen und bearbeitet sie. Die Vielfalt an Natursteinen ist groß: Granit, Porphyr, Quarzit, Quarzsandstein, Marmor, Hartschiefer, Dolomit, Muschelkalk, Basalt und Kalksteine gehören zur Produktpalette. Verpackt werden sie nun mit einem HAVER FFS Alpha. Er ist das Kernstück einer kompletten Verpackungsanlage. Die Materialaufgabe erfolgt über einen Muldengurtförderer mit anschließender Reinigung der Steine. Im Anschluss an die Folienverpackung mit Onlinebedruckung für die Produktidentifikation ist die Robotterpalettierung mit kompletter Palettensammelbahn installiert. Die Herausforderung dieser Anlage bestand darin, das Konzept und die Funktionalität so auszubilden, dass sowohl feiner Spielsand, Splitt, Feinkies sowie grobes Natursteinmaterial (bis zu 60 mm) über anwählbare Sorteneinstellungen vollautomatisch abgefüllt und verpackt werden können. Damit einher geht eine umfassende Folien- und Sackgrößenbestimmung, um die verschiedenen Produkte mit höchster Qualität in transparente Foliengebinde abzufüllen.

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Unter Federführung von HAVER & BOECKER, Projektleiter Sebastian Südhoff, entwickelte das Maschinenbauunternehmen aus dem westfälischen Oelde mit dem Folienhersteller RKW und der Firma BEUMER ein Verpackungskonzept, das den höchsten Ansprüchen für dieses neue Marktfeld genügt. Die Forderungen des Kunden nach hoher Flexibilität, einfacher Bedienung und optimaler Verpackungsqualität konnten im vollen Umfange erfüllt werden.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: HAVER & BOECKER DRAHTWEBEREI UND MASCHINENFABRIK Carl-Haver-Platz 59302 Oelde | Deutschland Tel.: +49 (0)25 22 - 300 Fax: +49 (0)25 22 - 30 403 eMail: mf@haverboecker.com Internet: www.haverboecker.com Pressestelle Maschinenfabrik Andrea Stahnke Tel.: +49 (0)25 22 - 30 820 Fax: +49 (0)25 22 - 30 710 eMail: a.stahnke@haverboecker.com Internet: www.haverboecker.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

3. CEWEF-Konferenz

Praxisaustausch auf höchstem Niveau U

mfassende Kostenansätze im Maschinenbetrieb, wirtschaftliche Aspekte von Umweltschutz und Arbeitssicherheit sowie bestimmende Entwicklungen am internationalen Baumaschinenmarkt waren die Leitthemen des diesjährigen Construction Equipment World Economic Forum (CEWEF) Mitte September in Brüssel. Bereits zum dritten Mal lud die Groeneveld-Gruppe hochrangige Entscheider aus der Gewinnungs- und Bauindustrie, deren zuarbeitenden Dienstleistungsbranchen sowie Maschinenhersteller und Zulieferer zum Erfahrungsaustausch. Über 100 Teilnehmer aus Europa und Übersee folgten in diesem Jahr der Einladung und würdigten in ihrem übereinstimmenden Fazit das CEWEF-Konzept als sinnvolle Ergänzung zu fachlich institutionalisierten Branchentreffen und der hektischen Messekommunikation mit wenig Raum für kollegialen Austausch.

CEWEF etabliert sich 2008 fand CEWEF, das „Weltwirtschaftsforum für Baumaschinen“, erstmals statt. Angelehnt an entsprechende politische Vorbilder will CEWEF über Wettbewerbsgrenzen hinweg und jenseits vorgegebener Tagesordnungen den Dialog zwischen maßgeblichen Akteuren aus Betreiberindustrien, von Ausrüstern und Dienstleistern fördern. Initiantin von CEWEF ist die niederländische Groeneveld-Gruppe. Mit seinen weltweit vermarkteten OEM- und Endkunden-orientierten Lösungen für das Betriebsstoff-Handling (Motoröl-Überwachung, Zentralschmierung) und Sicherheitslösungen (Rückfahrüberwachung) arbeitet das Unternehmen selbst in vielen Bereichen der Bau- und Baustoffindustrie direkt an der Schnittstelle zwischen technologischen Anforderungen, betriebs- und sicherheitsrelevanten Vorgaben sowie anwendungstechnischen Erfordernissen.

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Nach gut 80 Teilnehmern an der Premiere 2008, sechzig Gästen 2009 und über 100 Experten aus über 15 Ländern in diesem Jahr hat sich CEWEF als wichtige Informationsplattform etabliert. Die größte Teilnehmergruppe bildeten wiederum verantwortliche Entscheider aus multinational agierenden Betreiberunternehmen, die für die Beschaffung und den Betrieb großer Maschinenflotten verantwortlich sind. Vertreten waren unter anderem die großen internationalen Zementhersteller sowie nationale Gruppenunternehmen aus den Bereichen Mineralstoffe, Baustoffproduktion und -recycling. Im exklusiven Rahmen trafen sie auf hochrangige Vertreter von internationalen Maschinenherstellern und Ausrüstern sowie Interessenvertretungen der Industrie. Bereits den Vorabend des eigentlichen CEWEF-Seminars nutzte die Mehrzahl der Teilnehmer zum informellen Austausch.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Über 100 hochrangige Experten folgten den Beiträgen der 3. CEWEFTagung in Brüssel.

Durchweg positive Reaktionen aller Beteiligten bestärken die Groeneveld-Gruppe darin, die CEWEF-Reihe fort zu setzen. Das nächste Construction Equipment World Economic Forum wurde für den Herbst nächsten Jahres wiederum in Brüssel angekündigt.

Integrale Information Insgesamt acht Einzelbeiträge behandelten am CEWEF-Seminar die vorgegebenen Leitthemen ‚Wirtschaftlichkeit im Maschinenbetrieb’, ‚Sicherheit’ und ‚Neue Entwicklungen am Baumaschinenmarkt’. Dieses thematische Grundgerüst sicherte den Praxisbezug aller Beiträge der langjährig erfahrenen Referenten aus der Baumaschinen- und Zulieferindustrie und bot viel Raum für Fragen und Anregungen aus dem Expertenplenum. Alle Beiträge sind unter www.cewef.com abrufbar.

Die Grundlage der Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen war gewissermaßen im Rückgriff auf die vorangegangenen CEWEF-Veranstaltungen das „Total Cost of Ownership“Modell. In diese Berechnung der Lebenszykluskosten einer Baumaschine fließen neben den Festkosten aus Anschaffung, Finanzierung und Restwert auch die variablen Betriebskosten, wie Personal, Treibstoff, Wartung und Instandhaltung sowie Zusatzausrüstung und Ersatzteile ein. Bei aller Komplexität – darin waren sich alle Referenten einig – bietet dieses Modells große Potenziale für langfristige Einsparungen, die sich bei exakter (Voraus-)Berechnung auch in aktuell nachvollziehbare Produktionskosten (z.B. Kosten pro Tonne) umsetzen lassen. Der Themenkomplex Sicherheit behandelte vor allem die steigenden Anforderungen an Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz aber auch an übergeordnete Nachhaltigkeitsaspekte des Klima- und Umweltschutzes. Diskutiert wurden hier vor allem die wirtschaftlichen

Über 100 hochrangige Experten folgten den Beiträgen der 3. CEWEFTagung in Brüssel.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Auswirkungen auf Baumaschinenentwicklung und -produktion sowie auf die Betriebspraxis. Angestrebt werden soll eine vernünftige Balance zwischen größtmöglicher Sicherheit und sinnvoller betrieblicher Machbarkeit. Neue Entwicklungen am Baumaschinenmarkt kamen nicht nur in den Innovationsbeispielen der vertretenen Hersteller und Zulieferer zur Sprache. Ganz konkret boten die Vorstellung des revolutionären Fahrzeugkonzepts ETF sowie der Aktivitäten verstärkt international agierender chinesischer Baumaschinen-Hersteller und -ausrüster interessante Ausblicke.

Maschinenhersteller vor Herausforderungen

Exklusiv „netzwerken“: zahlreiche Teilnehmer der CEWEF-Konferenz nutzten bereits den Vorabend zum intensiven Erfahrungsaustausch.

Kurz vor Inkrafttreten der verschärften Abgasvorschriften Tier4i/EU-Stufe IIIb ab 2011 informierten die Vertreter der Maschinenhersteller in ihren Beiträgen über den Stand und die Perspektiven bei der Schadstoffreduzierung. Dirk Stukkens, Großkunden-Beauftragter von Komatsu Europe, und Bill Law, Marketingexperte der VolvoGruppe, orientierten über neue Antriebskonzepte im Baumaschinenbereich. Neben weiterentwickelten, mehrstufigen Abgasreinigungssystemen für konventionelle Verbrennungsmotoren arbeiten bereits viele Hersteller an Hybridsystemen, die eine maßgebliche Senkung des Treibstoffverbrauchs als unabdingbare Voraussetzung zur Verbesserung der CO2-Gesamtbilanz ermöglichen sollen. Wie stark der Betreiber selbst die Wirtschaftlichkeit seiner Maschinen beeinflussen kann, zeigte Dirk Stukkens an Kostenbeispielen auf Basis des TCO-Modells. So kann die rechtzeitige Verjüngung des Fuhrparks überproportional ansteigende Wartungskosten verhindern. Auch das Vermeiden langer Leerlaufzeiten ist ein wichtiges Thema: Treibstoffaufwendungen machen heute laut Stukkens bis zu 40 % der Lebenszykluskosten einer Baumaschine aus, entsprechend groß ist das Einsparpotenzial durch gezieltes oder frühzeitiges Abschalten des Motors in Wartephasen. Konsequent praktiziert erhöht sich so auch der Verkaufswert einer Maschine aufgrund weniger dokumentierter Betriebsstunden.

Exklusiv „netzwerken“: zahlreiche Teilnehmer der CEWEF-Konferenz nutzten bereits den Vorabend zum intensiven Erfahrungsaustausch.

Die richtige Bedienung der Maschine ist auch für Bill Law eine wichtige Voraussetzung für den kosteneffizienten Betrieb. Volvo Construction Equipment unterstützt den Betreiber dabei mit gezielten Computeranalysen

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Referenten, Gäste und Organisatoren der 3. CEWEF-Tagung (v. l.): Ralf Wezel, CECE; Luo Guobing, Liugong Europe; Larry Bruell, Caterpillar; Lars-Göran Andersson, Volco Construction Equipment; CEWEF-Präsident Thierry Schuermans, Groeneveld; Dirk Stukkens, Komatsu; Samuel Hermansson, Techking Europe; Moderator Jan van Setten; Guillermo Crevatin, Michelin; Eddie de Jongh, European Truck Factory.

der tatsächlichen Betriebspraxis und speziellen Schulungsprogrammen, die z. B. treibstoffeffiziente Arbeitsweisen im Lade- und Fahrbetrieb vermitteln.

Passende Ausrüstungen zahlen sich aus Welchen Einfluss moderne Produkte der Zulieferindustrie oder die richtige Arbeitsausrüstung im Zusammenspiel mit Baumaschinen haben, machten zwei weitere CEWEFBeiträge deutlich. Michelin-Marketing-Manager Guillermo Crevatin, weltweit verantwortlich für EM- und Industriereifen, skizzierte wiederum auf Basis des TCO-Kostenmodells den dualen Ansatz seines Unternehmens in der Entwicklung von Reifentechnologien für spezifische Maschinenanwendungen. Dazu gehören Kostenreduzierungen durch eine verlängerte Lebensdauer und verringerte Wartungsaufwendungen, aber auch Produktivitätssteigerungen durch spezifisch entwickelte Reifenlösungen, die exakt den jeweiligen Betriebsanforderungen (hohe Traktion, geringer Rollwiderstand) entsprechen. Crevatin stellte in Brüssel neue Kundendienst-Initiativen vor, mit denen Michelin

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Betreiber bei der richtigen Reifenwahl und der langfristig angelegten Wartung unterstützt. Wie wichtig die richtige Auswahl und Einsatz von Grabwerkzeugen im kosteneffizienten Betrieb von Erdbewegungsmaschinen ist, verdeutlichte auch Caterpillar-Produktspezialist Larry Bruell. Adäquate Grabwerkzeuge und das entsprechende Zubehör gewährleisten nicht nur die Leistungsfähigkeit von Baggern und Radladern, sondern schützen auch die wesentlich teueren Komponenten an Ausleger und Arbeitshydraulik. Anhand von Fallbeispielen auf Basis genau dokumentierter Gestellungskosten und erzielten Produktionsergebnissen zeigte Larry Bruell, wie sich die Effizienz derselben Trägermaschine nach dem Wechsel von Grabgefäßen, Zähnen oder Schneiden dramatisch verschlechterte oder sogar massive Schäden am Gerät auftraten.

Sicherheit als Marke Durch aufwändige maschinentechnische oder betriebsorganisatorische Anforderungen beeinflusst der Arbeits- und Gesundheitsschutz zunehmend die Kostenseite im Baumaschinenbetrieb. Einen Überblick über die

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NEUHEITEN & REPORTAGEN aktuelle EU-Normungspraxis in den Bereichen Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz gab Ralf Wezel, Generalsekretär des Europäischen Baumaschinen-Kommitees in Brüssel (CECE), das als Dachorganisation der einschlägigen europäischen Fachverbände aktiv an der Ausgestaltung der EU-ArbeitsschutzVorschriften beteiligt ist.

Larry Bruell, Caterpillar Inc.

Hinter dem CE-Zeichen, das den Zugang von Produkten zum europäischen Markt regelt, steht ein umfangreich dokumentierter Prozess, in dem Maschinenhersteller die Umsetzung der relevanten Vorschriften nachweisen müssen. Entsprechend gilt es, das CE-Zeichen und seine Verwendung als verlässliche „Marke“ zu schützen. Mit betreiberorientierten Informationen bekämpft CECE nun die missbräuchliche Verwendung des CEZeichens, wie sie vor allem bei Grau- oder ReImporten von Neu- oder Gebrauchtmaschinen aus außereuropäischen Märkten zunehmend auftritt. Damit schützt der Herstellerverband nicht nur die sicherheitstechnischen Investitionen seiner Mitglieder, sondern bewahrt betroffene Betreiber auch davor, durch den Einsatz „unsicherer“ Maschinen im Sinne der EU-Gesetzgebung die eigene ArbeitschutzOrganisation im Betrieb haftungsrechtlich zu gefährden.

Dirk Stukkens, Komatsu Europe

Qualität „Made in China“ Ralf Wezel, CECE

Samuel Hermansson, Techking Europe

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Mit Spannung verfolgten die CEWEFTeilnehmer die Präsentationen des chinesischen Reifenproduzenten Techking Tires und des Baumaschinenherstellers Liugong. Nach wie vor sind die Dimensionen des fernöstlichen Aufschwungs atemberaubend: so entspricht der chinesische Bedarf an EM-Reifen rund 25 % Prozent des Weltmarktes und mit alleine über 40.000 produzierten Einheiten pro Jahr wurde der auch in verschiedenen anderen Produktsegmenten tätige BaumaschinenHersteller Liugong in den vergangenen Jahren zum weltweit größten Lieferant von Radladern. Vor dem Hintergrund dieser Massen wirkten die Marktstrategien umso differenzierter, die Samuel Hermansson, verantwortlich für das europäische Techking-Geschäft, und Luo

Bill Law, Volvo Construction Equipment

Guillermo Crevatin, Michelin

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Guobing, Präsident von Liugong Europe, in Brüssel vorstellten. Neben einem intensiven Ausbau ihrer regionalen und nationalen Präsenz im Händler-, vor allem aber im Aftersales-Bereich setzen beide Unternehmen auf die passgenaue Ausrichtung ihrer Produkte und Leistungen auf übergeordnete Marktanforderungen und spezifische Kundenbedürfnisse. Der Schlüssel hierzu sind jeweils beeindruckende Anstrengungen im Bereich Forschung & Entwicklung, die von der Arbeit an eigenen Konzepten und Entwicklungskooperationen mit international führenden Partnern bis hin zu maßgeschneiderten Sonderlösungen im Endkundengeschäft reichen. So arbeitet Techking laut Samuel Hermansson nicht nur an leistungsfähigen Reifenkonzepten entlang der Maßgaben Treibstoffeffizienz und Langlebigkeit, sondern auch an eigenen Reifenüberwachungssystemen mit Internet-Anbindung und entwickelt gemeinsam mit und für Kunden aus dem EM- und Industrie-Bereich kurzfristig Sonderlösungen für spezifische Anwendungen. Auch Liugong investiert laut Präsident Luo Guobing massiv in die langfristig angelegte Entwicklung in enger Zusammenarbeit mit chinesischen Universitäten und internationalen Industrie-Partnern. Dieser Prozess hat eine große innovative Dynamik und profitiert von einem wachsenden Reservoir aus hoch qualifizierten Fachleuten und produktspezifischem Know-How-Transfer. Die deutliche Botschaft: chinesische Produkte werden sich nicht mehr nur über den Preis, sondern über Qualität durchsetzen.

Luo Guobing, Liugong Europe

Muldenkipper 2.0 Wie man durch Produktinnovation die Leitlinien der diesjährigen CEWEF-Tagung zusammen führen kann, bewies Eddie de Jongh, CEO der European Truck Factory (ETF), bei der Vorstellung der neuen ETF Mining Trucks. Modular aufgebaute Transportfahrzeuge sollen in Tagebauen den Rohstofftransport ab 80 Tonnen Nutzlast revolutionieren. Ein gut abgestuftes Modellprogramm mit vier Leistungsklassen bis 218 Tonnen Nutzlast und kombinierten Gesamtleistungen im Zugbetrieb bis knapp 800 Tonnen mit nur einem Fahrer versprechen neue Maßstäbe in Sachen Betriebsorganisation und Wirtschaftlichkeit. Ein allumfassendes elektronisches Fahrzeugmanagement entlastet den Fahrer nicht nur, sondern wartet sich gewissermaßen selbst. Komplett austauschbare integrierte Module in Antrieb und Fahrwerk sollen zudem Standzeiten minimieren.

Eddie de Jongh, European Truck Factory

Nicht nur die vollständige Abkehr von den in diesen Lastbereichen bisher eingesetzten starren Zweiachs-Muldenkippern mit konventioneller Motor-GetriebeTechnik oder dieselelektrischen Antriebskonfigurationen kennzeichnet das ETFKonzept. Auch mit der ausschließlichen Vermarktung als langjähriges Mietmodell mit umfassendem Vorort-Service und Verfügbarkeitsgarantie will der Hersteller einen neuen Weg gehen. Die ersten Produktionsmodelle der ETF-Mining Trucks werden im März kommenden Jahres präsentiert. WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Construction Equipment World Economic Forum (CEWEF) Thierry Schuermans (Präsident) c/o Groeneveld Groep B.V. Stephensonweg 10-12 4200 AT Gorinchem | Niederlande Tel.: +31(0) 18 3 - 64 14 00 eMail: info@cewef.com Internet: www.cewef.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kiesel GmbH

Kiesel: Hitachi Radlader ZW550 in Block-Handling Ausführung seit Juli 2010 im Einsatz im Juramarmorbruch.

Neue Maßstäbe in der Gewinnung

Neuer Hitachi GroSSradlader im Einsatz

Hitachi Radlader und Hydraulikbagger sind für hohe Qualität, Leistungsfähigkeit und Robustheit, die besonders im harten Gewinnungseinsatz gefordert wird, bekannt. Auf der Bauma 2010 wurden die ersten Hitachi GroSSradlader vorgestellt, die aus der Allianz zwischen Hitachi Construction Machinery und Kawasaki Heavy Industries hervorgehen. Als einer der ersten in Deutschland ausgelieferten Maschinen überzeugt nun ein ZW550 im GewinnungsEinsatz.

Neuer Hitachi Großradlader zur Naturwerksteingewinnung Seit Juli 2010 wird der Hitachi Großradlader ZW550 in Block-Handling Ausführung in einem süddeutschen Juramarmorbruch mit Verarbeitungswerk eingesetzt. Gemeinsam mit dem Kiesel-Systempartner LOCmatic wurde die Frontausrüstung optimal auf die individuellen Anforderungen des Steinbruches und die Leistungsparameter des Hitachi Radladers angepasst. Ausgestattet mit hydraulischer Schnellwechseleinrichtung kann der ZW550 flexibel mit Hebezahn zur Blockgewinnung oder mit Ladeschaufel eingesetzt werden.

Beim Brechen der Blöcke ist häufig kurzfristig eine höhere Leistung nötig, die der Hitachi dank Druckzuschaltung der Hydraulik problemlos erreicht. Beim Blocktransport überzeugt der Großradlader mit höchsten Traglasten. Darüber hinaus ist der ZW550 mit einer einstellbaren Traktionskontrolle ausgestattet, die die Motordrehzahl automatisch an die Arbeitsbedingungen anpasst. Der Kastenrahmen, tief angelenkte Hubzylinder und zwei Schaufelzylinder machen dieses RadladerModell für den Einsatz in der Naturwerksteingewinnung noch leistungsfähiger.

Tab. 1: Modellübersicht

ZW330

ZW370

ZW370 Blockhandling

ZW550

ZW550 Blockhandling

242

268

360

325

359

483

Betriebsgewicht

26.500

31.400

35.500

48.200

54.000

Schaufelinhalt

m³

4,6 - 5,2

4,9 – 5,8

5,2

6,2 – 6,9

6,5

Max. Motorleistung

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kiesel: Hitachi Radlader ZW550 in Block-Handling Ausführung - seit Juli 2010 im Einsatz im Juramarmorbruch.

Service & Dienstleistung Nicht zuletzt aufgrund der Einsatzberatung und Betreuung durch Kiesel hat sich der Steinbruch für den Einsatz von Hitachi Maschinen entschieden. Schon seit vielen Jahren fokussiert sich Kiesel auf die Entwicklung von Systemlösungen. Unter Einbezug des Kunden und seiner individuellen Anforderungen entwickeln Kiesel-ProduktEntwickler und Systempartner gezielt Komplettlösung. Mit diesem Konzept erhält der Kunde alles aus einer Hand. Mit dem umfassenden Servicekonzept kann Kiesel außerdem jederzeit unbürokratischen und kompetenten Service garantieren. Die Kiesel Servicemannschaft umfasst rund 350 Techniker und ca. 50 Auszubildende zum Landund Baumaschinentechniker. Denn ein hervorragender

Service und das Plus an Dienstleistung stehen für Kiesel im Mittelpunkt, um seinen Kunden einen effizienten und runden Arbeitsablauf zu gewährleisten.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Kiesel GmbH Baindter Strasse 29 88255 Baienfurt | Deutschland Tel.: +49 (0)751 - 500 40 Fax: +49 (0)751 - 500 48 88 Internet: www.kiesel.net

Kiesel GmbH Alexandra Schweiker Tel.: +49 (0)751 - 50 04 45 Fax: +49 (0)751 - 50 04 50 eMail: a.schweiker@kiesel.net Internet: www.kiesel.net

Kiesel: Hitachi Radlader ZW550 in Block-Handling Ausführung - seit Juli 2010 im Einsatz im Juramarmorbruch.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Komatsu

Kalkwerk Bergmann in Azendorf: Maschinenpark

mit drei Großgeräten von Komatsu aufgerüstet! G

leich mit drei Großgeräten von Komatsu hat das Kalkwerk J. Bergmann aus Azendorf seinen Maschinenpark aufgerüstet. Die von Reif Baumaschinen gelieferten Maschinen – zwei Raupenbagger und ein Muldenkipper – helfen, jährlich etwa 350 000 t Kalkstein aus den beiden Steinbrüchen in Azendorf zu gewinnen.

„Wir sind ein Traditionsbetrieb“, sagt Dr. Thomas Jendersie. Der Diplom-Bergingenieur ist technischer Leiter und Prokurist der J. Bergmann GmbH & Co. Schon seit 1908 baut das Unternehmen im Steinbruch Azendorf, etwa 20 Kilometer südwestlich von Bayreuth, Kalkstein ab. Genehmigungen für weitere 50 Jahre liegen vor. Zur Firma Bergmann gehört die Franken-Maxit-Gruppe, die über acht Standorte in Deutschland und einer Niederlassung in der tschechischen Republik verfügt. Geschäftsführender Gesellschafter von Bergmann Kalk und der Franken-MaxitGruppe ist Hans-Dieter Groppweis. Sein Großvater Johann Bergmann hat das Unternehmen vor mehr als 100 Jahren in Azendorf gegründet.

Räder müssen rollen Heute beschäftigt die Gruppe etwa 550 Mitarbeiter. 200 von ihnen sind am Standort Azendorf tätig. „Wir sind“, erläutert Jendersie, „dafür verantwortlich, dass bei den anderen die Räder rollen.“ Gemeint sind die übrigen Standorte der Gruppe, die, um zu produzieren, auf die Lieferungen aus Azendorf angewiesen sind. Jendersie: „Das muss laufen wie am Schnürchen.“ Ausfälle, vor allem im Maschinenpark, dürfe es möglichst nicht geben. „Sonst stehen bei den anderen die Räder still.“ Sowohl was die Produktionsanlagen als auch den Maschinenpark anbelange, hätten Produktqualität und Lieferzuverlässigkeit höchste Priorität.

Komatsu: Die Übergabe der drei Komatsu-Großmaschinen fand auf dem Gelände des Kalkwerks in Azendorf statt. Das Foto zeigt den technischen Leiter und Prokuristen der J. Bergmann GmbH & Co., Dipl.-Bergingenieur Thomas Jendersie (im Vordergrund dritter von rechts) zusammen mit dem für Ansbach zuständigen Verkäufer von Reif Baumaschinen, Stefan Kirsch (links daneben) sowie Mitarbeitern von Bergmann bei der symbolischen Schlüsselübergabe. Foto: Reif Baumaschinen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Drei schwere Kettenbagger, ein großer Radlader, zwei Muldenkipper und zwei Dumper sorgen dafür, dass in Azendorf täglich 2.000 t Kalkstein verladen und zum Vorbrecher transportiert werden. Neu in den Maschinenpark gekommen sind jetzt zwei Kettenbagger, ein PC450LC-8/HD und ein PC600-8/SE, beide von Komatsu. Man habe, so Jendersie, „mit einem gebrauchten PC340 vorher gute Erfahrungen gemacht“. Dasselbe gelte für den neuen HD405-7. Er ist der zweite Muldenkipper des japanischen Herstellers, der im Steinbruch zuverlässig seinen Dienst tut. „Die Maschinen“, sagt Jendersie, „haben uns auch vom Spritverbrauch her überzeugt“.

Heckklappe von Händler entwickelt Weil der Steinbruch über drei Abbaustellen verfügt, von denen eine nur über eine öffentliche Straße zu erreichen ist, wurde die Mulde des HD405-7 mit einer speziell von Reif Baumaschinen entwickelten und produzierten Heckklappe ausgerüstet. Ebenfalls in den Werkstätten des mit Hauptsitz in Ansbach angesiedelten Komatsu-Händlers sind die Muldenwände um 20 cm erhöht worden. Damit kann die 386 kW (525 PS) starke Maschine voll beladen und dann immerhin etwa 75 t schwer über die Straße fahren, ohne dass Material herunterfällt und Menschen gefährdet werden. Außerdem wird der Muldenkipper jedes Mal, wenn er aus dem Steinbruch kommt, von einer automatischen Waschanlage in wenigen Sekunden gereinigt. Dadurch wird der Straßenübergang vorbildlich sauber gehalten.

Ganz für den harten Einsatz im Steinbruch ausgerüstet sind die beiden neuen Komatsu-Kettenbagger. Der PC6008/SE verfügt über einen besonders widerstandsfähigen Lehnstoff-Speziallöffel mit einem hoch verschleißfesten Komatsu-Zahnsystem. Bei einem Fassungsvermögen von 3,5 m³ bringt er immerhin 3,5 t Eigengewicht auf die Waage. Für die nötige Sicherheit des Fahrers und des Servicepersonals sorgen ein spezieller Aufstieg, eine Sicherheitsreling und Sicherheitsgitter. Der wassergekühlte und turbogeladene Dieselmotor der mehr als 60 t schweren Maschine leistet 323 kW (439 PS) und erfüllt, wie auch der Motor des Muldenkippers, die Tier-III-Norm. Das gleiche gilt für seinen kleinen Bruder, den 263 kW (358 PS) starken PC450LC-8/HD. Neben einem verstärkten Unterwagen und Ausleger verfügt er über das hochverschleißfeste KMAX-Zahnsytem von Komatsu, bei dem die Spitzen, je nach Arbeitsbedingungen, ausgetauscht werden können. Außerdem sind alle drei Maschinen mit dem von Komatsu entwickelten KomtraxTM-Maschinenerfassungssystem ausgerüstet. Per Satellit und Internet gibt es Auskunft über den Standort und den Zustand der Maschinen und macht so ein effizientes Flottenmanagement möglich. Das hilft nicht nur die Einsatzbereitschaft, sondern auch die Lebensdauer der Maschinen zu verlängern.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Reif Baumaschinen Kerstin Reif An der Eich 8 91522 Ansbach | Deutschland Tel.: +49(0) 981 - 969 44 44 Fax: +49(0) 981 - 969 44 27 email: k.reif@reif-baumaschinen.de Internet: www.reif-baumaschinen.de www.komatsu-deutschland.de

Komatsu: Die Mulde des HD405-7 ist mit einer speziell von Reif Baumaschinen entwickelten und produzierten Heckklappe ausgerüstet. Ebenfalls in den Werkstätten des Komatsu-Händlers sind die Wände der Mulde um 20 cm erhöht worden.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Komatsu

Komatsu: PW180-7 im Einsatz

Regionaler Entsorgungsfachbetrieb baut mit Komatsu Mobilbagger PW180-7 auf Flexibilität im Einsatz! Im September entschied sich die Heidemann Recycling GmbH & Co. KG, ein mittelständisches Unternehmen mit Sitz in Eisfeld/Thüringen für den Komatsu Mobilbagger PW180-7. Dieser ist nicht nur für den Tief- und Straßenbau der ideale Begleiter sondern auch in vielen anderen Bereichen wie z.B. in der Entsorgung, der Verwertung und im Abbruch. Als zertifizierter Entsorgungsfachbetrieb mit 25 qualifizierten Mitarbeitern ist das Familienunternehmen Heidemann seit 20 Jahren ein Begriff für Aufbereitung und Verwertung in der Region Südthüringen. Für Geschäftsführer Dag Heidemann steht von Anfang an stets das Vertrauen der Kunden im Vordergrund. Auch das Vertrauen in die Maschinen und den zuständigen Komatsuhändler ‚Schlüter für Baumaschinen’ ist ein wichtiger Punkt im Geschäftsgang der Heidemann GmbH & Co. KG, denn auch hierauf basiert der Erfolg qualitativer Arbeit. Bereits im Vorfeld fand Anfang des Jahres ein Komatsu Radlader WA 470 LC-6 den Weg in den modernen Maschinenpark,

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der erste Komatsu bei Heidemann. Dieser wird genutzt, um die vom PW180-7 bearbeiteten Materialien von A nach B in die Brecheranlage zu transportieren. Ausgerüstet ist der PW180 mit einer Betonschere zur Zerkleinerung von Betonteilen wie z.B. Eisenbahnschwellen. Aufgrund des Schnellwechselsystems ist der PW1807 Geräteträger für viele Einsatzmöglichkeiten. Hier ist vor allem zu erwähnen, dass der 18 to Mobilbagger eine der standfestesten Maschinen seiner Klasse ist – ein Pluspunkt in der Kaufentscheidung. Ergonomisch geformte Bedienelemente wie z.B. die Joysticks mit Proportionalsteuerung und die besonders geräuscharme Überdruckkabine mit Klimaautomatik verhelfen dem Fahrer zu einem angenehmen Arbeitsplatz. Ohne weiteres sind auch Dachschutz und Frontscheibenschutzgitter für den Abbruch verfügbar. Bei dem PW180-7 hat der Fahrer die Möglichkeit den Ölstrom der Zusatzhydraulik selber einzustellen. Diverse Verrohrungen und Voreinstellungen sorgen weiterhin für den schnellen Ausrüstungswechsel. So

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NEUHEITEN & REPORTAGEN kann in Sekundenschnelle zwischen Hammer, Betonbeißer, Abbruch- und Sortierzange sowie Meißel gewechselt werden. In Sachen Wartungszugänglichkeit ist der PW1807 so konstruiert, dass sämtliche Wartungspunkte leicht zugänglich und erreichbar sind. Auch bei dem PW180-7 ist Komtrax™ serienmäßig verfügbar. Das satellitengestützte Maschinenerfassungssystem hat die Maschinen auch und gerade bei ständig wechselnden Baustellen und Fahrern immer im Blick. Komtrax™ ermöglicht es über das Internet den genauen Standort der Maschinen zu bestimmen und detaillierte Daten, z.B. über Kraftstoffverbräuche, Wartungsintervalle und Betriebsstunden zu erhalten. Dadurch können die Einsätze der Maschinen genau und effizient geplant und die Maschinenlebensdauer verlängert sowie Stillstandzeiten durch vorausschauende Planung verringert werden.

So ist der PW180-7 bestens gerüstet für den Entsorgungsbetrieb der Heidemann GmbH & Co. KG und überzeugt Fahrer wie auch Kunden im täglichen Einsatz.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Schlüter Baumaschinen GmbH Annika Ruske Soester Str. 51 59597 Erwitte | Deutschland Tel.: +49(0) 981 - 969 44 44 Fax: +49(0) 981 - 969 44 27 email: aruske@schlueter-baumaschinen.de Internet: www.schlueter-baumaschinen.de www.komatsu-deutschland.de

Komatsu: Komatsu PW180-7 bei der Firma Heidemann (v.r.n.l. Fa. Heidemann: Stefan Beez, Ditmar Wirsing, Dag Heidemann; Schlüter für Baumaschinen: Marcel Storandt, Christian Hofmann). Fotos: Schlüter Baumaschinen GmbH

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Wirtgen Group

Technologietage 2010 im neuen Kleemann-Werk:

Wirtgen Group präsentiert gesamte Produktpalette live

Technologietage 2010 im neuen Kleemann-Werk:

Kleemann GmbH stellt modernstes Werk der Branche vor

Modernste Maschinentechnik und die Bauverfahren der Zukunft standen im Mittelpunkt der Wirtgen Group Technologietage im September 2010. Die Wirtgen Group mit ihren weltweit 55 Niederlassungen und über 100 Händlern hatte Unternehmer aus dem Straßenbau und der Gewinnung nach Göppingen eingeladen. Über 2.600 Gäste kamen aus mehr als 80 Ländern ins neue Kleemann-Werk. Dort erlebten sie neben der weltweit modernsten Produktionsstätte für Brecher- und Siebanlagen die innovativen Technologien der Wirtgen Group hautnah.

Seit 2006 ist die Kleemann GmbH, traditionsreicher Hersteller von Brecher- und Siebanlagen, Teil der Wirtgen Group. Damit hat der Unternehmensverbund sein Produktportfolio gezielt erweitert. Als ein klares Bekenntnis zum Standort Deutschland und ein Vertrauenssignal für die Belegschaft investierte die Unternehmensgruppe seit 2008 in den Bau eines neuen Kleemann-Werks nahe der alten Produktionsstätten. Während andere Unternehmen der Branche 2008 und 2009 aufgrund der Wirtschaftskrise ihre Investitionen drastisch reduzierten und Neubauprojekte auf Eis legten, entstand in Göppingen ein hochmodernes Werk, das Platz für weitere Entwicklung bietet. Die Weitsicht, gepaart mit Mut zur antizyklischen Investition ist charakteristisch für die Strategie des Familienunternehmens Wirtgen Group. Durch den konsequenten und kontinuierlichen Ausbau der deutschen Stammwerke in den vergangenen Jahren verfügen Wirtgen, Vögele, Hamm und Kleemann heute über vier erstklassige Produktionsstandorte. Sie bieten optimale Voraussetzungen für die Entwicklung und Herstellung moderner Baumaschinen und Anlagen.

Über zwei Tage bot die Wirtgen Group ihren Gästen ein breit gefächertes Angebot an Fachinformationen und vielfältige Maschinenpräsentationen. Mit der dritten Veranstaltung dieser Art hat sich dieses Event als internationaler Branchentreffpunkt etabliert. Aus allen europäischen Staaten vom Nordkap bis nach Andalusien kamen die Gäste. Aber auch viele hundert Besucher aus Asien, weit über 250 Gäste aus Nordund Südamerika, sowie zahlreiche Kunden aus Nahost, Australien und Afrika nutzten die einmalige Gelegenheit. Highlight des Programms waren zweifelsohne die Live-Demonstrationen aller Maschinensparten der Wirtgen Group. Fachvorträge, eine umfassende Maschinenausstellung und die Besichtigung des neuen Kleemann-Werks rundeten das Programm ab.

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Das neue Kleemann-Werk bildet das Fundament für den Ausbau des Geschäftsbereichs „Mineral Technologies“, der weltweit ein beachtliches

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Wachstumspotenzial bietet. Während der Technologietage 2010 stand das 125.000 qm große Gelände für die Kunden offen. Jeder Gast konnte sich einen Eindruck von der großen Fertigungstiefe, den kurzen Wegen im Werk und der hohen Präzision bei der Herstellung der Brecher- und Siebanlagen verschaffen. Beim Werksrundgang erfuhren die Kunden, wie Einzelkomponenten hergestellt, die Anlagen montiert und auf Qualität geprüft werden. Geschäftsführer Dr. Gerhard Schumacher sieht das neue Werk als „ideale Basis für eine erfolgreiche Zukunft. Wir haben die technischen Voraussetzungen geschaffen, um mit einer gut ausgebildeten Mannschaft die internationalen Märkte mit hochwertigen Brecherund Siebanlagen zu beliefern.“ Die Technologietage nutzte die Kleemann GmbH als einmalige Chance, um der Fachwelt ihr Verständnis von Qualität in der Produktion zu präsentieren. „Jeder Kunde konnte während der Technologietage persönlich erleben, auf welch hohem Niveau wir hier arbeiten und welche Lösungen und Technologien wir anbieten. Diese Botschaft werden unsere Gäste rund um den Globus in ihre Heimatländer tragen und mittelfristig sicher auch zur Steigerung unserer Marktanteile beitragen“, fasst Dr. Schumacher die Langzeitwirkung der Veranstaltung zusammen.

Straßenbau- und Gewinnungstechnologien live und hautnah

Dr. Gerhard Schumacher, Geschäftsführer der Kleemann GmbH, war hochzufrieden mit dem Verlauf der Veranstaltung: „Mit den Technologietagen 2010 hat Kleemann im Straßenbau und in der Gewinnungsindustrie einen nachhaltig positiven Eindruck hinterlassen.“

Vielseitigkeit und Flexibilität gehören zu den wichtigsten Merkmalen moderner Baumaschinen: Wie die Kunden davon profitieren können, zeigte die auf den ersten Blick unspektakuläre Umrüstung einiger Geräte während der Mittagspause. Kameras verfolgten die Umbauarbeiten und übertrugen Livebilder auf eine Leinwand, so dass die Gäste jeden Handgriff mitverfolgen konnten. Ohne Spezialaggregate tauschten die Monteure in nur 2 Stunden eine Fräswalze bei der W 200, änderten die Ballastierung einer Gummiradwalze GRW 280 und rüsteten den Asphaltfertiger Super 30002 um von einer starren Bohle auf eine Ausziehbohle. Der Beweis für die Praxistauglichkeit der Maschinen mit leicht auswechselbaren Aggregaten war damit eindrucksvoll erbracht. Mit den neuesten Technologien aus dem Straßenbau und der Gesteinsgewinnung stellte die Wirtgen Group den aktuellen Stand der Technik vor. Auf diese Wiese bekamen die Besucher einen Einblick in die „Baustelle von morgen“.

Aufmerksam verfolgten die Zuschauer die Live-Demos der Maschinen in einem simulierten Kalksteinbruch und bei der Sanierung einer Deckschicht. Maschinenentwickler, Produkttrainer und Vertriebsprofis der Hersteller kommentierten den Live-Einsatz der KleemannBrecher und -Siebe, eines Wirtgen Surface Miners 2500 SM, der neuesten Generation der Wirtgen-Großfräsen, des weltweit größten Asphaltfertigers von Vögele sowie der gesamten Palette neuer Asphaltwalzen von Hamm.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Interessiert verfolgten die Zuhörer die Fachvorträge der Kleemann-Spezialisten Markus Balkenhol, Thomas Mössner und Otto Blessing mitten in der Werkshalle.

Beton aufbereiten und fräsen, Kaltmischgut herstellen, eine HGT einbauen und verdichten sowie Betonprofile erzeugen – die Vernetzung dieser Technologien war das Thema der zweiten Präsentation. Vom brandneuen mobilen Kleemann Prallbrecher Mobirex MR 110 Z EVO mit Eisenabscheidung gelangte der gebrochene Betonabbruch direkt in eine Wirtgen-Kaltmischanlage KMA 220, die daraus Material für eine HGT herstellte. Den Einbau übernahm der Vögele-Fertiger Super 3000-2, die Verdichtung erledigten Tandemund Gummiradwalzen der neuesten Generation von Hamm. Zum Schluss präsentierte Wirtgen den neuen Gleitschalungsfertiger SP 15 live beim Einbau eines Betonprofils.

Technologien zum Anfassen in Theorie und Praxis Nach dem Ende der Live-Demos strömten die Gäste auf die Vorführfläche, um die produzierten Schichten, Frässpuren und Baustoffe persönlich in Augenschein zu nehmen. Wegen der Vielfalt der Technologien und Produkte gab es für jeden Gast neue Informationen und Erkenntnisse: „Wir sind reine Fräsdienstleister und unser Fokus liegt selbstverständlich auf den Fräsen. Aber die Vorführungen der Brecher, Fertiger und Walzen sind für uns ebenso interessant, denn so lernen wir die Neuerungen bei den vor- und nachgeschalteten Gewerken kennen“, erklärten Gäste aus Schweden. Anders ein Bauunternehmer aus Kolumbien. Er arbeitet seit Jahren mit verschiedensten Wirtgen GroupTechnologien. Für ihn war vor allem der große VögeleFertiger und Beschicker neu und hochinteressant. Ein deutscher Steinbruchbetreiber formulierte seinen Nutzen folgendermaßen: „Die Livevorführungen sind sehr überzeugend. Sie manifestieren mein Vertrauen in die Marken und Produkte der Wirtgen Group, denn hier sehe ich, dass die Maschinen tatsächlich die versprochenen Leistungen bringen.“

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Keine Frage: Eine der Attraktionen beim Rundgang durch das neue Kleemann-Werk war der Montageplatz des 400 t schweren mobilen Backenbrechers Mobicat MC 160.

In einer Vortragsreihe stellten drei Produktspezialisten von Kleemann in spannenden Referaten aktuelle Produkte und Projekte vor. Ihre klare Botschaft: Kleemann erarbeitet in enger Zusammenarbeit mit den Kunden für jedes Projekt die maßgeschneiderte und wirtschaftliche Lösung. Im Rahmen gesonderter Kurzpräsentationen im Außengelände erlebten die Besucher zusätzlich die herausragenden Features der neuesten Maschinen von Wirtgen, Vögele, Hamm und Kleemann. Die fachlich fundierten Erläuterungen überzeugten dabei ebenso wie die Vorführungen der Maschinen unmittelbar vor den Augen der Kunden.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Nach den Vorführungen konnten die Kunden die Demo-Baustelle eigenhändig inspizieren. Großes Interesse weckte zum Beispiel das frisch eingebaute Betonprofil, live hergestellt mit dem neuen WirtgenGleitschalungsfertiger SP 15.

Gespräche am Rande der Maschinenausstellung Die Maschinenausstellung auf dem Göppinger Werksgelände bot den idealen Rahmen für intensiven Gedankenaustausch und Branchengespräche zwischen den Vorträgen und Präsentationen. Alle Produktsparten aus den „Road and Mineral Technologies“ waren präsent, insbesondere die aktuellen Neuheiten. Wirtgen hatte sogar zwei Weltpremieren im Gepäck: die neuen Gleitschalungsfertiger SP 15 und SP 25. „Close to our customers“ – dass dies keine leere Versprechung, sondern gelebter Alltag in der Unternehmensgruppe ist, wurde während der beiden Tage in Göppingen für jeden spürbar. Sicher ein Grund, warum die Gäste auch beim nächsten Mal wieder gerne dabei sein möchten.

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WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Wirtgen Group Claudia Fernus Reinhard-Wirtgen-Straße 2 53578 Windhagen | Deutschland Tel.: +49 (0)26 45 - 13 17 44 Fax: +49 (0)26 45 - 13 14 99 eMail: claudia.fernus@wirtgen.de Internet: www.wirtgen-group.com

Die 55 Maschinen in der Ausstellung auf dem Firmengelände gaben einen guten Überblick über das aktuelle Produktspektrum der Wirtgen Group.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN CAT, Caterpillar

Cat 390D L

Der ® bietet bessere Leistung, Langlebigkeit, mehr Annehmlichkeiten für den Fahrer und verbesserte Wartungsfreundlichkeit Der neue 90-Tonnen-Hydraulikbagger Cat® 390D L, der den 385C L ersetzt, verfügt über eine weiterentwickelte Konstruktion, die gröSSere Hydraulikkraft, stärkere Aufbaukomponenten, zusätzliche Sicherheit und praktische Funktionen sowie verbesserte Wartungsfreundlichkeit bietet. Insgesamt ist die Maschine produktiver, langlebiger, effizienter und einfacher in der Bedie-nung und kann für die härtesten Aufgaben in der Schwerbau- und Bergbauindustrie eingesetzt werden.

Motor und Hydraulik Der neue 390D L verfügt über einen 18,1-Liter-CatDieselmotor C18 ACERT® mit einer Nennleistung von 523 HP (390 kW), der die Standards gemäß EU-Stufe IIIA und U.S. EPA Tier 3 erfüllt. Der Motor C18 bietet eine weiterentwickelte elektronische Steuerung, eine präzise Kraftstoffzufuhr und eine verbesserte Luftansaugung, die zusammen zu optimaler Leistung bei effizienter Kraftstoffnutzung und niedrigeren Schadstoffemissionen führen. Die Drehmomentcharakteristik des Motors lässt volle Leistung bei maximaler Drehzahl zu und sorgt so für eine effiziente Leistung der Hydraulikpumpe und eine positive Reaktion der Hydraulik. Verbesserungen

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des Kurbelgehäuses, der Zylinderköpfe und der markeneigenen Kraftstoffeinspritzung mit mechanischer Pumpe-Düse-Einheit MEUI (Mechanical Electronic Unit Injector) machen den C18 leistungsfähiger und langlebiger. Die verbesserte Konstruktion des Arbeitshydrauliksystems 390D L verleiht dem neuen Modell deutlich mehr Grab- und Zugkraft als dem Vorgänger 385C. Die Hauptdruckbegrenzung der Arbeitshydraulik des neuen Modells wurde auf 35.000 kPa erhöht, knapp 10 % mehr als beim 385C. Der größere Betriebsdruck führt zu 9 % mehr Grabkraft. Die erhöhte Ausbrechkraft sorgt für einen schnelleren Grabaushub und kürzere Ladetakte sowie für eine höhere Leistung in Steinbrüchen. Zusätzlich wurde

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

das Hubvermögen dank stärkerer Hydraulik und einem schwereren Gegengewicht um 14 Prozent am hinteren Ende, die Kapazität bei Seitenauslage um beinahe 14 Prozent erhöht.

Tragrollen. Zusätzlich wurde die Rückstoßfeder verlängert, was dem Rückstoßmechanismus eine höhere Stoßdämpferkapazität verleiht und somit das Laufwerksystem besser vor Stoßbelastungen schützt.

Ebenfalls neu bei den Arbeitshydraulikkreisen des 390D L sind elektronisch gesteuerte Regenerierungsventile, die eine schnelle und positive Reaktion der Ausleger- und Grabarmzylinder sicherstellen. Dadurch wird auch die Effizienz der gesamten Hydraulik deutlich verbessert. Zu den entstandenen Vorteilen gehören zudem schnellere Durchlaufzeiten und geschätzte Kraftstoffeinsparungen von mehr als 2 Prozent.

Um die höhere Grab- und Hubleistung des 390D L auszugleichen, ist der Unterwagen (die Konstruktion, auf der der obere Maschinenteil bis zu den KettenBaugruppen befestigt ist) an kritischen Stellen mit dickeren Verstärkungsplatten ausgestattet. Zusätzlich zu dieser Veränderung wurden am oberen Rahmen des Auslegerfußes stärkere Platten sowie an den Schienen und der Bodenwanne dickere Verstärkungsplatten für das schwerere Gegengewicht angebracht.

Ein Universalkreis für eine Schnellwechseleinrichtung ist für werkseitige Montage verfügbar und eignet sich sowohl für spezielle als auch für bolzengreiferartige Einrichtungen. Das System bietet eine außermittige Huböse und bedienerfreundliche Betätigungselemente.

Das Gegengewicht beträgt 12,4 Tonnen und ist damit um etwas mehr als 6 Prozent schwerer als das Gegengewicht des 385C.

Konstruktionselemente und Laufwerk Das verbesserte Laufwerksystem des 390D L bietet neu konstruierte Gelenke, die mit weniger Belastung arbeiten, ein geschmiedetes Leitrad für mehr Langlebigkeit sowie HD-Kettenlaufrollen und

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Die Ausleger und Grabarme sind aufgrund des stärkeren Herstellungsmaterials und des verbesserten Schweißprozesses ebenfalls stärker. Um durchgehende Schweißnähte ohne Krater am Ende und Anfang der Schweißnaht, die eine Belastung verursachen können, sicherzustellen, wurden an jedem Ende der Schweißnaht zwischen den Platten Ablauflaschen angebracht. Der Schweißvorgang beginnt an der ersten Ablauflasche, verläuft entlang der Naht und endet bei der zweiten Ablauflasche. Die Ablauflaschen werden

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

anschließend entfernt und hinterlassen eine durchgehende Schweißwulst über der Naht. Nach der Herstellung werden die Ausleger und Grabarme in einem Wärmebehandlungsofen behandelt, um eine schweißbedingte Belas-tung zu verringern.

Fahrer- und Bedienkomfort Das Fahrerhaus des 390D L ist geräumig, geräuscharm, komfortabel und bietet uneinge-schränkte Sicht. Das Fahrerhaus ist mit Druckbelüftung versehen, um Staub fernzuhalten. Das gefilterte Ventilationssystem mit automatischer Klimakontrolle sorgt für eine konstante und komfortable Umgebung. Das Display zeigt farbige Grafiken mit verständlichen Maschineninformationen auf Englisch oder im ISO-Format an. Über das Display können bei eingeschaltetem Motor die Flüssigkeitsstände kontrolliert sowie ausstehende Serviceintervalle und Informationen zum Kraftstoffverbrauch numerisch angezeigt werden. Flexible Leistungsstufen – volle Leistung oder Sparmodus – erlauben dem Fahrer, die Maschinenleistung der Aufgabe anzupassen. Beide Stufen bieten die gleiche Grabkraft, beim Sparmodus arbeitet die Maschine jedoch kraftstoffschonend, wenn die Produktionsanforderungen geringer sind. Für den Komfort des Fahrers ist die Höhe der Steuerhebelkonsole verstellbar und die Reaktion und Steuerung der elektrohydraulischen Steuerhebel kann über das Display angepasst werden. Der Schaltschemawechsler ist auch über das Display zugänglich und erlaubt dem Fahrer die Auswahl bevorzugter Steuerfunktionen. Zusätzlich werden auf dem Display Bilder der optio-nalen 390D L-Rückfahrkamera und des optionalen Sichtsystems für den Arbeitsbereich angezeigt, das am Ausleger oder an der Maschinenseite angebracht ist.

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Um Hitze und Geräuschpegel im Fahrerhaus gering zu halten, sind das Hydrauliksteuerventil, die Pumpen und das Reservoir an der rechten, vom Fahrer abgewandten Seite der Maschine angebracht. Standardhalogenlichter bieten eine ausgezeichnete Beleuchtung des Arbeitsortes, können jedoch durch optionale Xenon-Gasarbeitsscheinwerfer am Ausleger und oberen Fahrerhaus ersetzt werden, wenn eine bessere Beleuchtung erforderlich ist. Die Beleuchtung im Fahrerhaus ist zeitverzögert, um einen sicheren Ausstieg aus der Maschine bei Nacht zu gewährleisten. Für die Kommunikation verfügt das Fahrerhaus des 390D L über eine Funksprechanlage.

Service-Verbesserungen Der 390D L verwendet eine elektrische Kraftstoffanlagen-Entlüftungspumpe, die das Austauschen von Filtern erleichtert. Ein zweistufiger Trockenluftfilter mit doppelter Radialdichtung ist standardmäßig vorhanden. Alle Filter außer dem Hochdruck-Kraftstofffilter sind von der linken Maschinenseite aus zugänglich. ServiceSicherheitsfunktionen umfassen eine 24-VoltServicelichtbuchse und breitere 500 mm-Laufstege, die sicheren Zugang zu Wartungsstellen bieten.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Leistungsvergleich 390d L / 385C L

385C L

390D L

Einsatzgewicht

84.980

88.180

Motormodell

C18 ATAAC

Nettoleistung

kW (HP)

390 (523)

Max. Betriebsdruck

kPa

32.000

35.000

Fahrgeschwindigkeit

km/h

4,5

hinten kg

24.820

28.250

Seite kg

24.820

28.250

Max. Hubvermögen*

* bei 6,1 m Radius, 6,1 m Tiefe, w/10-m-Ausleger, 4,4-m-Grabarm und 900-mm-Bodenplatten

Um die Routinewartung einfacher und umweltfreundlicher zu gestalten, ist der 390D L mit geschützten, ventilgesteuerten Flüssigkeitsrinnen und in sich geschlossenen Schläuchen für Kraftstoff-, Kühlmittel- und Schmiermittelsysteme ausgestattet. In den Kraftstoff- und Schmiermittelsystemen sind einfach auszutauschende Schraubfilter enthalten, und unter Druck stehende Probenahmeöffnungen (in allen unter Druck stehenden Flüssigkeitskreisläufen) ermöglichen zuverlässige Flüssigkeitsproben. Ein elektrisches Warnsystem warnt den Fahrer, wenn der Luft- oder Hydraulikfilter die zulässige Grenze erreicht.

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Caterpillar Seit mehr als 80 Jahren baut Caterpillar Inc. mit an der Infrastruktur der Welt, und gemeinsam mit den Cat-Händlern wird ein positiver und nachhaltiger Wandel auf allen Kontinenten vorangetrieben. Bei Umsatzerlösen und Erträgen von $ 32,396 Milliarden im Jahr 2009 nimmt Caterpillar eine Spitzenposition in der Technik ein und ist weltweit der führende Hersteller von Bau- und Bergbaumaschinen, Dieselund Erdgasmotoren sowie Industriegasturbinen. Weitere Informationen finden Sie auf www.cat.com

Die elektronische Leistungssteuerung (EPC, Electronic Power Control) wurde vom Fahrerhaus, wo sie im 385C platziert war, in das Luftfiltergehäuse verlegt, so dass eine Reinigung des Fahrerhausbodens möglich ist, ohne die EPC zu beschädigen. Die EPC und ihre elektrischen Kontakte sind wetterfest und damit verlässlicher.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Presseanfragen Europa, Afrika und Nahost Mia Karlsson Tel.: +41 (0) 22 849 46 62 Fax: +41 (0) 22 849 99 93 eMail: Karlsson_Mia@cat.com Internet: www.cat.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN CAT, Caterpillar

Cat: Im Bau befindlicher Ceneri-Basistunnel verlängert schweizerische Alpen-Transitstrecke

Neben den Arbeiten am bekannten Gotthard-Basistunnel in der Schweiz, der zur Alpen-Transitstrecke durch die Schweiz gehört, wurde in diesem Frühjahr mit den ersten Vortriebs- und Sprengarbeiten eines weiteren wichtigen Tunnels begonnen: dem 15,4 km langen Ceneri-Basistunnel im Kanton Ticino vom Nordportal nahe Camorino zum Südportal bei Vezia und in der Installationskaverne des Zwischenangriffs bei Sigirino. Dieser Tunnel besteht aus zwei einspurigen Röhren und ist die Fortsetzung der schweizerischen Alpentransitstrecke südlich des Gotthard-Basistunnels. Wie schon beim Gotthard-Tunnel wurde auch diesmal die Alptransit Gotthard AG von der schweizerischen Bundesregierung mit dem Tunnelbau beauftragt. Die Aufnahme des kommerziellen Betriebs des Ceneri-Basistunnels ist für Ende 2019 geplant. Mit der Fertigstellung wird der Weg frei für Hochgeschwindigkeits- und Güterzüge, die bislang an der starken Steigung der Schienenstrecke über den Monte Ceneri scheiterten. Der Tunnelvortrieb am 2,3 km langen Hauptzugangsstollen zur Kaverne wurde bereits 2008 begonnen. Dabei kam eine Robbins-Tunnelbohrmaschine mit einem Durchmesser von 9,7 m zum Einsatz. Im Herbst 2010 wird der Bau der beiden Tunnelbahnröhren seine intensivste Phase erreichen. Die Ausbruch-, Stütz- und Schalungsarbeiten werden voraussichtlich 2016 abgeschlossen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Das TunnelbauKonsortium Condotte Cossi befasste sich lange und intensiv mit der Auswahl verschiedener Hersteller, die ihre Angebote für diese lukrative Maschinenbestellung einreichten. Die Wahl fiel auf den schweizerischen CatHändler Avesco, der die größte Auswahl an Maschinen bereitstellen konnte, die zur Durchführung der Ausbrucharbeiten an den beiden Tunnelröhren benötigt werden. Bei dem Ceneri-BasistunnelGroßprojekt arbeiten Avesco, der italienische Cat-Händler CGT und der deutsche Cat-Händler Zeppelin zusammen. Avesco konnte sich bei der Auftragsvergabe auch aufgrund seiner Erfahrungen mit der Lieferung und Wartung von Baumaschinen für den Sedrun-Abschnitt des Gotthard-Basistunnels durchsetzen. Als offizieller Vertriebspartner von Sandvik (im Rahmen seines Geschäftszweigs Bautechnik) konnte Avesco ein Komplettpaket anbieten, das aus acht Bohrwagen, vier Untertage-Radladern, acht Kurzheckbaggern für den Tunnelvortrieb, acht Sonderradladern sowie einer Reihe von Abstützvorrichtungen besteht. Die Cat-Bagger 314D LCR und 328D LCR, die von dem Händler für Tunnelvortriebszwecke speziell umgerüstet wurden, stellen in der Familie der Cat-Bagger eine Seltenheit dar. Die Laufwerkrahmen und die oberen Aufbauten machen einen vertrauten Eindruck, aber Ausleger und Löffelstiel weisen eine ungewöhnliche Form und Größe auf. Ein weiteres Ausstattungsmerkmal beider Bagger ist das Schwerlast-Planierschild, das am Unterwagen angebracht ist. Von oben werden die Schildzylinder durch solide Verkleidungselemente geschützt. Diese sorgen für eine herausragende Stabilität und ermöglichen auch das Ebnen des Untergrunds. Beim Ausbrechen des losen Gesteins von der Tunnelspitze und von den senkrechten Flächen verhindert das Heckschild ein Wegrutschen der Maschine nach hinten. Wie alle übrigen Maschinen, die auf der Ceneri-Tunnelbaustelle eingesetzt werden, sind auch die acht Kurzheckbagger mit je zwei Feuerlöschern ausgestattet. Ein Feuerlöscher befindet sich in der Fahrerkabine, der andere außen am Bagger.

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Für die Umrüstung eines serienmäßigen Cat-KurzheckHydraulikbaggers 314D LCR zu einem 15,5-TonnenSpezialbagger für den Tunnelvortrieb hat Avesco viel Arbeitszeit investiert. Zunächst fällt der kurze Ausleger auf. Der Originalausleger mit einer Länge von 4,65 m wurde ausgebaut und durch einen neuen Kurzausleger mit einer Länge von nur 2,01 m ersetzt. Die Standardausstattung umfasst abgesehen von der verstärkten Zylinderverkleidung den Stiel und die hydraulische Schnellwechselvorrichtung. Neben der bedrohlich aussehenden Reißkralle können ein Sandvik-Hydraulikhammer BR2266 mit einem Gewicht von 1330 kg sowie ein Standard-Tieflöffel für Aufladearbeiten an die Schnellwechselvorrichtung angebaut werden. Zum Schutz des Fahrers wurde die Kabine mit einem Steinschlagschutz (FOGS, Falling Object Guarding System) ausgerüstet. Mit einem Einsatzgewicht von 43,5 Tonnen ist der Cat 328D LCR bisher der einzige Kurzheckbagger in der 40-Tonnen-Kategorie. Der Heckschwenkradius von gerade mal 1,90 m ragt nur minimal über das Laufwerk hinaus. Der 328D LCR ist eine Kombination aus dem oberen Aufbau des 329D und dem Laufwerk des 336D L. Die besondere Auslegerkonstruktion mit verwindungsfestem Querschnitt stammt vom deutschen Cat-Händler Zeppelin. Der Hauptausleger des 328D LCR kann vom Mittelpunkt aus um 45 Grad nach links oder rechts geschwenkt werden. Durch diesen Schwenkmechanismus zeichnet sich der Bagger besonders in schmalen Tunnelprofilen durch maximale Einsatzflexibilität aus. Der Löffelstiel ist 4,65 m lang und lässt sich mit allen Arten von Löffeln, Hämmern und Rollenfräsern

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NEUHEITEN & REPORTAGEN ausstatten. Zu den Cat-Tunnelvortriebsbaggern 328D LCR lieferte Avesco vier Sandvik-Hydraulikhämmer BR3088 mit einem Gewicht von 2370 kg. Für die Verlade- und Räumarbeiten in den schmalen Verbindungsschächten zwischen den zwei einspurigen Röhren rüstete Avesco die vier Cat-Radlader 938H um. Zur Vorbereitung der Fahrzeuge auf den Tunneleinsatz wurden die Schutzbleche auf beiden Seiten verkürzt und Teile der hinteren Schutzbleche entfernt. Der Radlader weist jetzt eine maximale Breite von 2,6 m auf. Zum besseren Schutz des Fahrers vor herabfallendem Gestein wurde ein zweites Schutzdach auf die Kabine sowie eine Schutzvorrichtung an der vorderen Windschutzscheibe angeschweißt. Eine bewegliche Verkleidung schützt den Abkippzylinder vor Schäden, und schwere Stahlstreben am Gegengewicht schützen den Kühler vor Seitenaufprällen. Die Seitenkippschaufeln wurden nach Vorgaben des schweizerischen Anbauspezialisten Ullmann gefertigt. Wie jede andere Cat-Maschine, die auf dieser Tunnelbaustelle im Einsatz ist, verfügt auch der Motor des Radladers 938H über einen Dieselrußfilter und ein „Fogmaker“Feuerlöschsystem. Im Notfall kann das System vom Fahrer auch manuell ausgelöst werden. Auf der Rückseite des Helms jedes Arbeiters befindet sich ein Aufkleber mit dem Hinweis, dass dieser Arbeiter eine angemessene Einweisung von Avesco erhalten hat und zum Betrieb der betreffenden Maschine befugt ist.

In der intensivsten Phase der Vortriebs- und Sprengarbeiten werden die beiden Tunnelröhren von den Facharbeitern im Zwischenangriff bei Sigirino gleichzeitig nach Norden und nach Süden vorgetrieben. Nach jeder Sprengung fährt ein Tunnelvortriebsbagger 328D LCR in den Tunnel hinein, um an der Spitze und an den Seitenwänden das lose Gestein zu räumen und das Tunnelprofil mit dem Hydraulikhammer zu erstellen. Der geräumte Bereich wird anschließend mit Gesteinsankern, Stahlmatten und Spritzbeton gesichert. Danach wird der Abraum an den Tunnelwänden vom Sandvik-Untertage-Radlader beseitigt und seitlich in eine mobile Zerkleinerungsanlage abgekippt. Der Abraum wird über eine ausziehbare Riemenförderanlage aus dem Tunnel transportiert. Etwa 20 Prozent des ausgebrochenen Gesteins kann für die Betonherstellung vor Ort weitergenutzt werden. Der Rest wird zu landschaftsbaulichen Zwecken um die Baustelle herum abgekippt.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Presseanfragen Europa, Afrika und Nahost Mia Karlsson Tel.: +41 (0) 22 849 46 62 Fax: +41 (0) 22 849 99 93 eMail: Karlsson_Mia@cat.com Internet: www.cat.com

Caterpillar Seit mehr als 80 Jahren baut Caterpillar Inc. mit an der Infrastruktur der Welt, und gemeinsam mit den Cat-Händlern wird ein positiver und nachhaltiger Wandel auf allen Kontinenten vorangetrieben. Bei Umsatzerlösen und Erträgen von $ 32,396 Milliarden im Jahr 2009 nimmt Caterpillar eine Spitzenposition in der Technik ein und ist weltweit der führende Hersteller von Bau- und Bergbaumaschinen, Diesel- und Erdgasmotoren sowie Industriegasturbinen. Weitere Informationen finden Sie auf www.cat.com.

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VERANSTALTUNGEN

2011

DER AMS-VERANSTALTUNGSKALENDER Januar 2011 07 - 09 Jan 2011 2011 International Conference on Life Science and Technology

Mumbai, Indien

www.icpst.org

08 - 14 Jan 2011 23rd Colloquium of African Geology

Johannesburg, Südafrika

www.cag23.co.za

18 - 19 Jan 2011 Drill & Blast Europe

Stockholm, Schweden

www.drillandblasteurope.com

17 - 20 Jan 2011 World Future Energy Summit 2011

Abu Dhabi , UAE

www.worldfutureenergysummit.com

20 - 21 Jan 2011 Kolloquium – „750 Jahre Sozialgeschichte im europäischen Bergbau

Goslar, Deutschland

www.bergbau.tu-clausthal.de

21 - 22 Jan 2011 17. Bohr- und Sprengtechnisches Kolloquium 2011

Clausthal, Deutschland

www.bergbau.tu-clausthal.de

21 - 23 Jan 2011 2011 International Conference on Advanced Material Research - ICAMR 2011 Chongqing, China

www.icamr.org

24 - 27 Jan 2011 Mineral Exploration Roundup 2011

Vancouver, Canada

www.amebc.cax

25 - 26 Jan 2011 Regional Mining Metals and Minerals Summit - Turkey

Istanbul, Türkei

www.ebysummits.com

25 - 26 Jan 2011 Europe Mining Forum 2011

London, England

www.fleminggulf.com

26 - 27 Jan 2011 TerraTec

Leipzig, Deutschland

www.terratec-leipzig.de

Aufbereitungstechnisches Seminar 2011 - Automation in der Mineral- und 27 - 28 Jan 2011 Sekundärrohstoffindustrie

Leoben, Österreich

www.gdmb.de

03 - 02 Feb 2011 8. Österreichische Geotechniktagung

Vienna, Österreich

www.voebu.at

06 - 09 Feb 2011 37th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique

San Diego, USA

www.isee.org

07 - 10 Feb 2011 Mining INDABA 2011

Cape Town, Südafrika

www.miningindaba.com

08 - 09 Feb 2011 Fokus Gesteinsrohstoffe

Hannover, Deutschland

www.geoplangmbh.de

08 - 11 Feb 2011 bC India

Mumbai, Indien

www.bcindia.com

10 - 11 Feb 2011 Coal Operations Conference "Coal 2011"

Wollongong, Australien

www.coalconference.net.au

10 - 12 Feb 2011 Energy & Environment 2011

New Delhi, Indien

www.ietfindia.in

15 - 16 Feb 2011 Unconventional Oil & Gas Europe

Prag, Tschechien

www.unconventionaloilandgaseurope.com

Clausthal-Zellerfeld, Deutschland

www.bergbau.tu-clausthal.de

20 - 22 Feb 2011 40. VDBUM Seminar

Braunlage, Deutschland

www.vdbum.de

22 - 23 Feb 2011 Mining Export Infrastructure 2011

Brisbane, Australien

www.miningexportinfrastructure.com.au

22 - 23 Feb 2011 Environmental Management in Mining 2011

Perth, Australien

www.environmentalmining.com.au

22 - 24 Feb 2011 Drilling Fluids and Cuttings Management Asia 2011

Bangkok, Thailand

www.arcmediaglobal.com

24 - 25 Feb 2011 GeoTHERM - expo & congress

Offenburg, Deutschland

www.messe-offenburg.de

24 - 27 Feb 2011 15. BAUMAG 2011

Luzern, Schweiz

www.fachmessen.ch

Februar 2011

16 - 18 Feb 2011

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Lehrgang für Fach- und Führungskräfte in der mineralischen Rohstoffindustrie

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VERANSTALTUNGEN

2011

DER AMS-VERANSTALTUNGSKALENDER März 2011 2011 World Underground Mining Conference: The New Horizon of Underground 02 - 03 Mär 2011 Mining

Beijing, China

www.underground-mining.org

02 - 06 Mär 2011 28. Samoter

Verona, Italien

www.samoter.com

03 - 04 Mär 2011 GeoMonitoring

Clausthal-Zellerfeld, Deutschland

www.geo-monitoring.org

08 - 09 Mär 2011 GIS in Mining and Exploration 2011

Brisbane, Australien

www.gisinmining.com.au

16 - 18 Mär 2011 INTERtunnel 2011

Moskau, Russland

www.intertunnelrussia.com

17 - 20 Mär 2011 Baumec 2011

Bozen, Italien

www.fierabolzano.it/baumec/de

21 - 23 Mär 2011 11th AusIMM Underground Operators' Conference

Canberra, Australien

www.ausimm.com.au

21 - 24 Mär 2011 Global Iron Ore and Steel Forecast Annual Conference

Perth, Australien

www.globalironore.com.au

kostenlos digital informativ Ausgabe 04 | 2010

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VERANSTALTUNGEN

steinexpo 2011 –

Lösen, Laden und Transportieren mit Stärke, Systemkompetenz und Tempo! Oktober 2010: Die 8. steinexpo, Internationale Demonstrationsmesse für die Rohund Baustoffindustrie, wird ohne Frage zu einer einmaligen Leistungsshow hochmoderner und leistungsstarker Baumaschinentechnik avancieren. Alle in der Branche geschätzen Marken rollen dazu im nächsten Jahr auf EM-Reifen oder Raupen zum groSSen Wettbewerb an. Wenn die steinexpo 2011 zur Showtime ruft, zeigen die Spezialisten in realistischen Demonstrationen ihre besonderen Stärken. Davor aber gilt es noch ein gutes Stück Planung zu absolvieren.

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VERANSTALTUNGEN Noch eindrucksvoller als auf der steinexpo 2008 wird die Präsentation der Hersteller und Händlerpartner von Baumaschinen und schweren Nutzfahrzeugen zur 8. Steinbruchdemonstrationsmesse im nächsten Spätsommer ausfallen. Unter anderem werden die Demonstrationen der Großgeräte professionell moderiert.

Ohne sie läuft in Rohstoffbetrieben und Baustoffunternehmen gar nichts. Bagger, Radlader, Muldenkipper, SKW, spezielle LKW mit extrastarken Aufbauten: All diese Baumaschinen und Transportspezialisten sind reihenweise täglich auch auf Baustellen zu sehen. Wie anders und wie viel kraftvoller wirken sie aber vor der eindrucksvollen Kulisse einer Kiesgrube, erst recht vor einer Steinbruchwand. Tatsächlich aber wirken sie dort nicht nur anders, sie sind es meistens auch. Die Hersteller geben den Spezialausführungen für die anspruchsvollen Premium-Einsätze in Rohstoffbetrieben nämlich in jedem Fall Adaptionen mit auf den Weg, die sie selbst bei gleicher Größe von einer „normalen“ Baustellenmaschine unterscheiden. Deshalb und auch wegen der lebendigen BetriebsAtmosphäre, die dem Produktionsalltag im Steinbruch so ähnlich ist, sind die Maschineneinsätze im Rahmen der steinexpo so beliebt. Zeigte sich schon bei individuellen Gesprächen mit Herstellern in diesem Sommer, wie intensiv die Vorbereitungen für die steinexpo 2011 vorangetrieben werden, bestätigte sich das erneut bei einem Ortstermin in Nieder-Ofleiden Ende September 2010. Aussteller aus dem Bereich der Arbeitsmaschinen trafen sich hier mit den Messeplanern und dem Messeveranstalter Geoplan GmbH, um ihre Vorstellungen der lebendigen Präsentation zum fixen Bestandteil des Ablaufkonzeptes werden zu lassen. Keiner der maßgeblichen Anbieter möchte auf diese besonders eindrucksvolle Möglichkeit der Präsentation seiner Innovationsstärke verzichten. Feste Anmeldungen lagen deshalb schon zu einem sehr frühen Termin von der Zeppelin Baumaschinen GmbH für die Marke Caterpillar sowie von Volvo CE, Komatsu, Liebherr, Bell, Doosan und Kiesel für die aktuellen Hitachi-Maschinen vor. Auch JCB und Langendorf haben bereits Ausstellungsflächen optioniert.

Partnerschaft wird in allen Bereichen großgeschrieben Wie bereits 2008 kommen bei den Demonstrationen auch anlässlich der nächsten steinexpo wieder interessante Konstellationen ins Spiel, wie das Nebenund teilweise Miteinander führender Marken im Segment der Aufbereitung und der Baumaschineneinsätze. Wie sollte ein Brecher oder ein Sieb auch arbeiten, ohne die nötigen Helfer, die für Materialtransport und -aufgabe sorgen.

Noch eindrucksvoller als auf der steinexpo 2008 wird die Präsentation der Hersteller und Händlerpartner von Baumaschinen und schweren Nutzfahrzeugen zur 8. Steinbruchdemonstrationsmesse im nächsten Spätsommer ausfallen. Unter anderem werden die Demonstrationen der Großgeräte professionell moderiert.

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VERANSTALTUNGEN

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Fachlich: Geoplan GmbH Josef-Herrmann-Straße 1-3 76473 Iffezheim | Deutschland Tel.: +43 (0)72 29 - 606 - 30 Fax: +43 (0)72 29 - 606 - 10 eMail: info@geoplanGmbH.de Internet: www.geoplanGmbH.de Redaktionell: gsz-Fachpressebüro Pestalozzistr. 2 13187 Berlin | Deutschland Tel.: +43 (0)30 - 47 37 62 25 Fax: +43 (0)30 - 91 20 38 04 eMail: gsz@in-Berlin.com

Bewährte Konzepte werden darüber hinaus bei der steinexpo 2011 durch neue, den Informationswert steigernde Präsentationen unterstützt. So werden beispielsweise die Großgeräte-Demonstrationen nicht nur zu beobachten sein, sondern durchgängig durch professionelle Moderationen noch lebendiger veranschaulicht. Versprochen werden darüber hinaus Vorführungen absoluter Neuheiten. So zeigt Liebherr seinen neuen Dumper im Einsatz; Doosan wird erstmals mit Großbagger, Radladern und Moxy-Dumpern dabei sein und damit seine Systemkompetenz unterstreichen. Alles in allem lassen die Ankündigungen der Aussteller schon jetzt die Neugier auf den lebendigsten Event der Branche im nächsten Jahr enorm wachsen. Doch nun geht es erst einmal richtig an die Arbeit. Für die Aktiven war das Treffen vor Ort gleichsam der Gong, der den Einstieg in die aufwändige Detailplanung einleitete.

Ganz klar, dass bei einem solchen Meeting auch die ideellen Partnerverbände wie der VDMA, vertreten durch den Geschäftsführer des Fachverbandes Bauund Baustoffmaschinen, Joachim Schmid, nicht fehlen durften. Der genannte VDMA-Fachverband hat ebenso wie der europäische Gesteinsverband UEPG, der Bundesverband Mineralische Rohstoffe, MIRO, und der Verband der Baumaschinen-Ingenieure und -Meister, VDBUM, überzeugt die ideelle Trägerschaft für die Messe in 2011 übernommen. Ganz klar, dass der Rückenwind, den die SteinbruchDemonstrationsmesse schon jetzt von Partnern und Ausstellern erhält, auch Folgen im Medienecho hat. Erstmals wird neben den schon bekannten Titeln der Roh- und Baustoffindustrie auch das „Stammblatt“ aller Unternehmen im Baubereich, die Allgemeine Bauzeitung-ABZ neuer Medienpartner der steinexpo 2011.

steinexpo Als größte und bedeutendste Steinbruchsdemonstrationsmesse auf dem europäischen Kontinent feierte die steinexpo im September 1990 im Steinbruch Niederofleiden ihre Premiere. Die Messe wird im Drei-Jahres-Turnus durchgeführt. Im Rahmen eindrucksvoller Live-Vorführungen vor der Kulisse eines beeindruckenden Steinbruchs zeigen Hersteller und Händler von Bau- und Arbeitsmaschinen, von Nutzfahrzeugen und Skw sowie von Anlagen zur Rohstoffgewinnung und -aufbereitung ihre Leistungsfähigkeit. Einen weiteren Schwerpunkt der Messe bildet das Recycling mineralischer Baustoffe. Veranstaltet wird die steinexpo von der Geoplan GmbH, Iffezheim.

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VERANSTALTUNGEN

Institut für Bergbau

Ja, wir möchten ausstellen. Bitte setzen Sie sich mit uns in Verbindung.

17. Kolloquium

Anmeldung zum Kolloquium per Fax: +49 (0)5323 72-2371 • per E-Mail: info@bus2011.de • im Internet unter www.bus2011.de per Post: Institut für Bergbau, Erzstraße 20, D-38678 Clausthal-Zellerfeld (Bitte für jeden Teilnehmer eine eigene Anmeldung ausfüllen. Die Rechnung wird Ihnen nach der Anmeldung per Post zugesendet)

Name, Vorname:

Firma:

Straße/Postfach:

PLZ/Ort:

Telefonnummer:

E-Mail:

Fachausstellung:

Institut für Bergbau

Bohr- und Sprengtechnik 21. und 22. Januar 2011 in Clausthal- Zellerfeld

rs e ap p r o f l l a c

Zeitplan und Fristen Abgabe der Kurzfassungen der Vorträge: 1. August 2010 Bekanntgabe der Vortragsthemen: 1. September 2010 Abgabe der Druckversion zur Veröffentlichung des Vortrages: 1. November 2010 Kolloquium: 21. und 22. Januar 2011

17. Kolloquium

Veranstalter und Kontakt

Bohr- und Sprengtechnik

Technische Universität Clausthal Institut für Bergbau Erzstraße 20 D-38678 Clausthal-Zellerfeld Telefax: (0 53 23) 72-23 71 E-Mail: info@bus2011 Internet: www.bus2011.de Dipl.-Vw. Mirco Kappler Lehrstuhl für Tagebau und Internationaler Bergbau Telefon: (0 53 23) 72-21 59 Dipl.-Wirtsch.-Ing. Heiner Berger Abteilung für Maschinelle Betriebsmittel und Verfahren im Bergbau unter Tage Telefon: (0 53 23) 72-31 79 Veranstaltungsort Aula der Technischen Universität Clausthal Aulastraße 1 D-38678 Clausthal-Zellerfeld

21. und 22. Januar 2011 in Clausthal- Zellerfeld

rs e ap p r o f l l a c

Profil

Vortragsanmeldung

Sonstiges

Im Jahre 1632 kam es zur ersten belegbaren Anwendung der Sprengtechnik im Oberharzer Bergbau. Nicht nur die sehr frühe Anwendung der Schießarbeit, sondern auch die Verwendung des brisanten Sprengstoffes, im Jahre 1866, im selben Jahr, in dem Alfred Nobel das Dynamit erfand, zeugen vom Ideereichtum und der Durchsetzungskraft früher Generationen von Harzer Bergleuten.

Unserer 35-jährigen Tradition folgend, möchten wir den Teilnehmern auch dieses Mal hochkarätige Vorträge sowohl aus Wissenschaft und Forschung, vor allem aber aus der betrieblichen Praxis bieten.

Im Rahmen des Kolloquiums wird ebenfalls eine Fachausstellung stattfinden. Hierzu stehen Ausstellungsflächen für 80 €/m² zur Verfügung.

Wir wollen Sie daher auffordern, selbst aktiv mit einem Vortrag an der Veranstaltung teilzunehmen. Interessant sind vor allem Vortragsthemen, die die Anwendung der Bohr- und Sprengtechnik in den verschiedensten Einsatzgebieten aus Anwendersicht vorstellen und besondere Herausforderungen oder die Anwendung neuer Technologien schildern.

Alle Beiträge des Kolloquiums werden in einem Tagungsband sowie in dem Magazin AMS ONLINE Advanced Mining Solutions veröffentlicht.

Seit 1976 kommen traditionell alle zwei Jahre Experten aus dem nationalen und internationalen Bergbau aber auch verwandten Branchen in Clausthal zusammen, um Erfahrungen, Erkenntnisse und Entwicklungen zum neuesten Stand der Technik im Bohr- und Sprengwesen auszutauschen und zu diskutieren. Mit dem 17. Bohr- und Sprengtechnischem Kolloquium am 21. und 22. Januar 2011 wird rund 380 Jahre nach der ersten Anwendung der Sprengtechnik im Oberharzer Bergbau auch dieses mal eine Diskussionsplattform für Vertreter von Unternehmen, Behörden, Hochschulen und anderen Einrichtungen geschaffen werden. In den vergangenen Jahren konnten wir durchschnittlich 300 Fachbesucher in Clausthal anlässlich unseres Kolloquiums und der begleitenden Fachausstellung begrüßen.

Das Paper sollte mind. 1 Seite, aber höchstens 8 Seiten umfassen. Eine kurze Zusammenfassung am Beginn des Beitrags wäre hilfreich, ebenso Tabellen, Grafiken und Bilder. Zusätzlich sollten Angaben zur Person des Vortragenden, idealerweise ein kurzer Lebenslauf sowie die Kontaktdaten ergänzt werden. Alle akzeptierten und präsentierten Beiträge der Konferenz werden in einem Tagungsband und im Magazins AMS ONLINE Advanced Mining Solutions veröffentlicht. Bitte richten Sie Ihre Vorschläge unter dem Stichwort „BUS 2011“ bis zum 1. August 2010 an die angegebene Kontaktadresse.

Tagungsgebühr • Teilnehmer 250,-€ (zzgl. 19 % MwSt.) • Bergbehörden 100,-€ (zzgl. 19 % MwSt.) • Studenten 20,-€ (zzgl. 19 % MwSt.) Die Tagungsgebühr beinhaltet: • • • •

Tagungsmaterial Pausengetränke Mittagsimbiss an beiden Tagen Teilnahme am Bergmännischen Abend auf dem Haus des Corps Montania (21.1.2011).

Zimmerreservierung Bitte wenden Sie sich für Zimmerreservierungen direkt unter dem Stichwort „BUS 2011“ an: Hotel Goldene Krone Harzhotel zum Prinzen Landhaus Kemper Pension am Hexenturm

(0 53 23) 93 00 (0 53 23) 9 66 10 (0 53 23) 17 74 (0 53 23) 13 30

Oder an die Tourist Information: Telefon: (0 53 23) 8 10 24 Email: info@harztourismus.com Internet: www.oberharz.de

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VERANSTALTUNGEN Rohstoffversorgungstechnik

Rohstoffgewinnung, Aufbereitung und Veredlung

Weiterbildungsangebot Lehrgang für Fachund Führungskräfte in der mineralischen Rohstoffindustrie

16. - 18.02.2011 Mittwoch, 16. Februar 2011

Planung und Projektierung - Einführung in die Tagebautechnik - Lagerstättenerfassung und -bewertung - Rechtliche Rahmenbedingungen der Rohstoffgewinnung im Tagebau - Tagebauprojektierung - Tagebauzuschnitt und Abbauplanung - Hauptprozesse der Rohstoffgewinnung im Tagebau Donnerstag, 17. Februar 2011

Betriebsmittel und Prozesse der Rohstoffgewinnung - Auswahl und Dimensionierung von Tagebaugeräten - Lösen, Laden, Transportieren - Betriebsmittel im Lockergestein (Sand und Kies, Braunkohle, Ton) - Betriebsmittel im Festgestein (Naturstein und Kalkstein) - Betriebsmittel in der Nassgewinnung Freitag, 18. Februar 2011

Dozenten

Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. H. Tudeshki Dr.-Ing. K. Freytag Dr.-Ing. V. Vogt Dipl.-Ing. T. Hardebusch

Teilnahmebedingungen

Der Tagungsbeitrag von Euro 1300,- (zzgl. ges. MwSt.) beinhaltet die Teilnahme an der Lehrveranstaltung. Der Selbstkostenbeitrag für Getränke, Mittagessen und eine Exkursion mit Abendveranstaltung beträgt Euro 150,- (zzgl. ges. MwSt.). Veranstalter und Organisator

Lehrstuhl für Tagebau und Internationaler Bergbau Institut für Bergbau, TU Clausthal Erzstraße 20 38678 Clausthal-Zellerfeld Telefon: +49 (0) 53 23 / 72 22 25 Telefax: +49 (0) 53 23 / 72 23 71 http://www.bergbau.tu-clausthal.de

Rohstoffaufbereitung - Aufbereitung und Veredlung von Steine-und-Erden - Analyse - Zerkleinern, Klassieren, Sortieren - Entwässern, Trocknen Ausgabe 04 | 2010

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VERANSTALTUNGEN

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VERANSTALTUNGEN

FAc htAg U n g

Fokus gesteinsrohstoffe Kies, Sand, naturstein 08./09. Februar 2011, Altes Rathaus, hannover

BKS

Bundesverband der Deutschen Kies- und Sandindustrie e.V.

PRogRAmm

Dienstag, 8. Februar 2011

PRogRAmm

11.30 Uhr Registrierung der Teilnehmer

mittwoch, 9. Februar 2011

8.55 Uhr Begrüßung und Eröffnung

Markus Schumacher; vero/BKS, Duisburg

12.00 Uhr Begrüßungsimbiss in der Fachausstellung

9.00 Uhr technik und Betrieb

12.45 Uhr Begrüßung und Eröffnung

• Mannlose Baggerung mit automatischer Schutenbeladung Ottmar Bauer; Rohr Bagger, Mannheim

Michael Schulz; Präsident des BKS Franz-Bernd Köster; Vorsitzender vero Grußwort des Vorsitzenden der vero Landesgruppe Niedersachsen Dirk Wegener

• Trommelmotoren in der Bandfördertechnik Marcel Elsner; Van der Graaf Antriebstechnik, Rheine

• Der Countdown läuft – Die EuP-Richtlinie bringt Betreiberpflichten Michael Herbot; SEW-EURODRIVE, Graben-Neudorf

13.15 Uhr Qualität von gesteinsbaustoffen:

Raus aus der technischen Defensive! • Petrographie – Grundstein für das eigene Produktverständnis Dr. Albrecht Germann; Rock and Mineral Consulting, Herzogenrath

• „Fit for use“? – Richtige Auswahl von Gesteinskörnungen oder: das Dilemma der Anforderungsspirale Prof. Dr. Rudolf Hoscheid; Institut für Baustoffprüfung, Köln

• Brunnenbau mit Kies und Sand: schon bald ein Auslaufmodell? Holger Vespermann; Euroquarz, Dorsten Moderation: Eckhard Henke; Kieswerk Müller, Lügde-Rischenau

14.30 Uhr Kaffeepause in der Fachausstellung

Moderation: Hans Karpowitz; Rheinische Baustoffwerke, Bergheim

10.15 Uhr Kaffeepause in der Fachausstellung 10.45 Uhr Fit am Arbeitsplatz – von der Aufbereitung

bis zur Zentrale Ein aktivierender Beitrag von Michael von Kunhardt; Diez

11.30 Uhr Kaffeepause in der Fachausstellung 12.00 Uhr Forschung und Innovation für die Praxis

• Quergedacht – neue Wege zur Entwicklung von Verfahren und Maschinen für die Rohstoffindustrie Sandra Weyrauch; Haver Engineering, An-Institut der TU BA Freiberg, Meißen

15.00 Uhr Rohstoffgewinnung und Betriebe in der Öffentlichkeit

• Vom Kieseuro zur Rohstoffabgabe – politisch motiviert und fiskalisch willkommen? Raimo Benger; vero/BKS, Duisburg

• Wachstum oder Stillstand – ist Bauen out? Christian Engelke; Bundesverband Baustoffe-Steine und Erden, Berlin

• Zukunft ist heute – satellitengestützte Erfassung und Diagnose von mobilen Geräten Thomas Schlüter; Schlüter Baumaschinen, Erwitte

• Rohstoffbewusstsein schaffen – durch Öffentlichkeitsarbeit der Verbände Britta Franzheim; Quarzwerke, Frechen Bernhard Lemkamp; Niederrheinische Dienstleistungsgesellschaft für Kies und Sand, Duisburg

• Innovativ und nachhaltig – Mineralschlamm in der Baukeramik Dr. Lutz Krakow; ClayServer, Ostercappeln-Venne

13.15 Uhr Zusammenfassung und Schlusswort

Moderation: Hans-Peter Braus; vero/BKS, Duisburg

13.30 Uhr Veranstaltungsende und Abschlussimbiss in der

Moderation: Markus Schumacher; vero/BKS, Duisburg Michael Schulz; Präsident des BKS Franz-Bernd Köster; Vorsitzender vero

Fachausstellung

16.15 Uhr Kaffeepause in der Fachausstellung 16.45 Uhr Rohstoffsicherung, Umwelt und gesundheitsschutz

• Neuer Entwurf zu § 12a BBodSchV – Auswirkungen auf Gewinnungsbetriebe Reinhard Fischer; vero/BKS, Duisburg

• Brennpunkt Quarzfeinstaub: NePSi, CLP & Co. Walter Nelles; BV MIRO, Köln

• Rohstoffsicherung mit Hilfe der Regionalplanung Dr. Stephanie Gillhuber/Dr. Hermann Mader; Fachabteilung Sand- und Kiesindustrie im BIV, München Moderation: Raimo Benger; vero/BKS, Duisburg

18.00 Uhr Ende 1. Tag

Ausgabe 04 | 2010

Dienstag 19.30 Uhr Rustikaler Abend im Brauhaus Ernst August

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Blackboard VERANSTALTUNGEN

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Nachruf VERANSTALTUNGEN Pressemitteilung Datum: 18.1.2011 Klaus Schwalm verstorben Die deutsche Baumaschinen-Branche ist um eine markante Persönlichkeit ärmer: Mitte Januar verstarb Klaus Schwalm im Alter von 63 Jahren. Über 40 Jahre war der gebürtige Hesse im Baumaschinen-Vertrieb tätig. Bis zuletzt in der eigenen weltweiten Handelsagentur waren schwere Gewinnungs- und Erdbaumaschinen seine Domäne. Mit „Benzin im Blut“ brachte der leidenschaftliche Rallye-Fahrer Schwalm als Verkäufer nicht nur die Umläufe vieler Betriebe in Schwung, sondern führte später in leitender Position auch verschiedene Händler und Hersteller näher zur Pole. Viele in der Branche werden Klaus Schwalm zudem als geborenen „Netzwerker“ in Erinnerung halten – lange bevor dieser Begriff eigentlich erfunden wurde: er kannte jeden, ihn kannten die meisten, und er brachte alle gerne zusammen. Bildtext (CMYK-Foto anbei): Klaus Schwalm

Thorsten Block ka68 presse+pr Gerwigstr. 22 D-76131 Karlsruhe Tel.: ++49/721/982 25 27 Ausgabe 04 | 2010 Fax: ++49/721/982 25 28

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