AMS-Online Ausgabe 02/2009

02 2009

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02 2009 WEITERBILDUNG Direkte Lagerstättenerkundung Grundlagen der Bohrtechnik - Gesteinszerstörung beim Bohrprozess

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Geschäftsführer der MICON Drilling GmbH | Nienhagen | Deutschland

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Geschäftsführer Kramme scheidet aus

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Leistungsriese auf schmalen Fuß - Bell B25DN im innerbetrieblichen Transport Der Krise trotzen! - Mit diesem Motto präsentierte sich Bell Equipment auf der Intermat 2009

Bell Equipment

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Kapazität optimal nutzen! - Pfreundt bringt neue Dumperwaage DW-3 für knickgelenkte Muldenkipper auf den Markt

PFREUNDT GmbH

Thema: Arbeitssicherheit bei Komatsu-Maschinen im Vormarsch Komatsu auch auf der DASA im Dienst der Arbeitssicherheit vertreten

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RWE: Neuer Bandsammelpunkt im Tagebau Inden fertiggestellt!

RWE Power Aktiengesellschaft

Leistungsfähig und flexibel! - Kleemann stellt zusammen mit Wirtgen France seine mobilen Prallbrecheranlagen

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Neue Raupenbagger-Baureihe von LIEBHERR Ponton-Großbagger von Liebherr in Bremerhaven in Betrieb genommen

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Der AMS-Veranstaltungskalender 2009

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WEITERBILDUNG

Direkte Lagerstättenerkundung Allgemein

von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. H. Tudeshki ; Dipl.-Ing. Thomas Hardebusch Institut für Bergbau | TU Clausthal | Deutschland

Um die Art, den Aufbau sowie die räumliche Lage von Lagerstätten festzustellen und eine deutbare Grundlage für die qualitative und quantitative Bewertung eines Vorkommens zu schaffen, sind die Durchführungen von Aufschlüsse unabdingbar. Unter direkte Aufschlüsse sind natürliche, aber auch künstliche Aufschlüsse zu verstehen. Anhand von Aufschlüssen, die einen wesentlichen Bestandteil von Feldversuchen darstellen, werden die Einsichtnahmen in den Untergrund sowie die Entnahme von Boden- oder Felsproben ermöglicht. Dabei wird nach Lockergesteinen (Boden) und Festgesteinen (Fels) sowie Genese der Gesteine differenziert, um die Abfolge, die Mächtigkeit und die räumliche Lage einzelner Schichten separat zu erhalten. Anhand der entnommenen Proben werden die Art, die petrographische Zusammensetzung, die Kornzusammensetzung, der Zustand bzw. die Konsistenz der einzelnen Schichten ermittelt. Weiterhin werden gewonnene Proben im Labor anhand von boden- und felsmechanischen Untersuchungen näher analysiert und beurteilt. Ein wesentlicher Bestandteil der Erkundungsarbeiten stellt die chemische Analyse der Proben zur Ermittlung des Rohstoffgehaltes und der Qualitätsverteilung dar.

Zu unterscheiden ist hierbei zwischen Schürfe, Erkundungsschächten, Erkundungsstollen und Bohrungen als direkte Aufschlussarten. Sondierungen verschiedener Art gehören den indirekten Baugrundaufschlüssen an. Für alle Aufschlüsse gilt, dass sie hinsichtlich ihrer Lage und Ansatzhöhe genau einzumessen und eindeutig zu bezeichnen sind. Dazu ist ein aussagekräftiger Lageplan mit allen Erkundungspunkten zu erstellen. Sollte ein Aufschluss in die Nähe des Grundwassers liegen, so ist entsprechend des Wasserhaushaltsgesetzes der Länder die zuständige Umweltbehörde zu benachrichtigen, die dann gegebenenfalls einzuhaltende Auflagen erlässt. Beispielsweise das Verschließen der Aufschlüsse in der Art und Weise, dass keine Beeinträchtigung für das Grundwasser entstehen kann.

In dem vorliegenden Beitrag werden nach einer kurzen Beschreibung von Schürfen die Grundlagen der Bohrtechnik aufgrund ihrer gesonderten Bedeutung für die Lagerstättenerkundung erläutert.

Schürfe

Foto 1: Schürfgrabenbeispiel aus Mexiko

Die Errichtung von Schürfgruben stellt in der Regel das günstigste Erkundungsverfahren dar. Besonders dann, wenn der Aufschluss sich auf eine geringe Tiefe erstrecken soll. Um die Beschaffenheit von Deckschichten zu untersuchen oder eine erwartetet Situation zu überprüfen, werden bei standfestem Boden überwiegend Bagger zur Anfertigung von Schürfen eingesetzt. Dabei reicht die Tiefe bei den üblichen Baggertypen bis auf etwa 4 m. Mit einer Greifarmverlängerung sowie einem Rundlochgreifer lassen sich aber auch Tiefen von bis zu 8 m erreichen. Im Hinblick auf das Grundwasser sollte jedoch keine Schürfe dort ausgeführt werden, wo das Erreichen von Grundwasser zu erwarten ist. Die Anfertigung von Schürfen hat den Vorteil, dass sich der räumliche Schichtverlauf gut erkennen lässt. Im Vergleich zu Bohrungen können Proben bei Schürfen frei wählbar nach Größe und Richtung von Hand gewonnen werden.

Bei der Durchführung von Schürfen ist allerdings darauf zu achten, dass der Aushub nicht zu dicht am Schurf zwischengelagert wird bzw. der Bagger bei Besichtigung des Schurfs von der Kante entfernt wird, damit ein Materialabrutschen vorgebeugt werden kann. Bei Schurftiefen von mehr als 1,25 m im gering-stabilen Untergrund sind Verbaumaßnahmen zu errichten(1).

Beispielsweise ist die DIN 4124 das entsprechende Regelwerk für diese Maßnahmen in Deutschland.

(1)

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WEITERBILDUNG Foto 2: Schürfgrabenbeispiel aus Mexiko

Je größer der Querschnitt des Schurfes ist, je mehr der Grundriss von der Kreisform abweicht, je inhomogener der Aushub zutage kommt, je mehr Sickerwasser angetroffen wird, je geringer der Feinkornanteil ist, um so größer ist das Unfallrisiko ohne die Errichtung von Verbaumaßnahmen.

Zur Erkundung von oberflächennahen Lagerstätten, speziell in Regionen mit einer Berg- und Hügellandschaft werden Erlundungsstollen aufgefahren. Im Vergleich zu den üblichen Baugrundaufschlüssen stehen hierbei vor allem die Feststellung von Informationen über Form und Verlauf, speziell von Ganglagerstätten sowie Klüften, Schichtflächen, Wasserführungen, natürlicher Spannungszustand und der Lösbarkeit im Vordergrund.

Zur Erkundung von oberflächennahen grundwasserfreien Lagerstätten mit Lockergestein als Überdeckung in Regionen mit relativ ebener Topographie werden teilweis Erkundungsschächte mit geringem Durchmesser abgeteuft. Sie können je nach Bedarf beim Erreichen des Rohstoffkörpers den Ausgangspunkt für Erkundungstunnel bzw.

-stollen bilden. In der Regel werden Erkundungsschächte mit einfachen technischen Vorrichtungen, speziell in den Regionen mit geringen Personalkosten eingesetzt.

Auf platten- und linsenförmigen Lagerstätten werden Schürfgräben möglichst senkrecht zum vermuteten Strechen angelegt. Ist die Überdeckung mächtiger, so dass einfacher Schurf mit GRube oder Graben versagt, oder will man die Lagerstätte in die Tiefe verfolgen, legt man einen Schürfschacht an. Ein Schürfschacht kann in lockerem und trockenem Boden bis vielleicht 30 m Tiefe gehen, in standfestem Gestein auch tiefer. Beim Niederbringen des Schürfschachtes sucht man mit möglichst engem Querschnitt auszukommen. Das Erreichen des Grundwasserspiegels setzt der Handarbeit im Schürfschacht meist ein Ende.

Bei mächtiger Überdeckung der Lagerstätte zieht man Schürfstollen vor, sofern die Form des Geländes dies zulässt, beispielsweise in einem Tal. Außerdem sind von einem Stollen oder Schacht ausgehende Schürfstrecken zur weiteren Erkundung gebräuchlich. Um im Stadium der Schürfarbeit an Ausgaben zu sparen, hält man den Querschnitt solcher Grubenbaue ebenfalls möglichst gering. [19]

Foto 3: Beispiel eines Schürfschachtes im Iran - provisorischer Aufbau

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WEITERBILDUNG verfahrens richten sich hauptsächlich nach der geometrischen Dimension der geplanten Bohrung bzw. der Größe der Bohrgeräte.

Die Bedeutung der Bohrtechnik im Zusammenhang mit der Gewinnung mineralischer Rohstoffe, speziell im Bereich der Erkundung, Bohr- und Sprengarbeit sowie Entwässerung erfordert eine detailierte fachliche Auseinandersetzung mit der Bohrtechnik. Insofern werden dem nächsten Kapitel dieses Beitrages dieser Aufgabe gewidmet.

Grundlagen der Bohrtechnik Gesteinszerstörung beim Bohrprozess Definition Bohrvorgang: Der Bohrvorgang ist gekennzeichnet durch das Eindringen eines Werkzeugs in das zu erbohrende Material unter Herauslösung von zerstörtem Materialteilen und der Abförderung der gelösten Teile zum Bohrlochmund oder unter der Verdrängung von Material in das das Bohrwerkzeug umgebende Material.

In beiden Fällen wird ein langgestreckter, meist runder Hohlraum hergestellt. Die Arbeitsweise des Bohrwerkzeugs wird nach der Art des Energieeintrags in: Foto 4: Beispiel eines Schürfschachtes im Iran - Einblick in den Schacht

• stoßend, • schlagend, • drehschlagend, • oder drehend

unterschieden.

Bohrungen In der Lagerstättenerkundung kommen verschiedene Bohrverfahren zur Anwendung. Im Allgemeinen wird bei einer Erkundung eine Kernbohrung mit durchgehender Kerngewinnung angestrebt, damit man das gesamte Profil, vorausgesetzt es treten keine Bohrkernverluste auf, betrachten und fotografieren kann. Desweiteren haben Kernbohrungen den Vorteil, dass viele Proben für weitere Klassifikationsversuche gewonnen werden können.

Auch die Entnahme von Sonderproben ist möglich, welche hochwertige Laborversuche zur chemischen und physikalischen Analyse erlauben. Eine Kernbohrung erfolgt nach dem Prinzip einer Rammkernbohrung unter Verwendung verschiedener Entnahmewerkzeuge (Schappe, Einfachkernrohr, Kernfänger) und verschiedener Rotationskernbohrverfahren (Luft-, Wasser-, ohne Spülung; Doppel- oder Dreifachkernrohre, Schlauchkernverfahren, Seilkernrohr).

Dabei entscheidet der Einfluss des Bohrkernverfahrens über die Qualität der Proben. Im Lockergestein werden Erkundungsbohrungen beispielsweise durch Verrohrungen geschützt. Die Kosten für die Durchführung eines Bohr-

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Bei der stoßenden Belastung wird eine hohe Zerstörungsenergie bei geringer Schlagfrequenz eingeleitet, wobei der Bohrkopf zwischen den Einzelimpulsen vollständig entlastet wird. Das drehende Bohren erzeugt eine hohe axiale und konstant anhaltende Druckkraft. Beim schlagenden Bohren wird eine geringe, konstante primäre Druckkraft mit einer zusätzlichen geringen Zerstörungsenergie bei hoher Schlagfrequenz überlagert (s. Abb. 1-.3).

Die beim Bohren wirksamen Elementarvorgänge sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abb. 1: Belastungsarten: 1 stoßend, 2 drehend, 3 schlagend [1]

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WEITERBILDUNG Gesteinsablösung auf der Bohrlochsohle Die Gesteinsablösung auf der Bohrlochsohle erfolgt in Abhängigkeit des Bohrverfahrens, des Bohrwerkzeugs und seiner Wirkungselemente durch eine Kraterbildung oder durch die Erzeugung von radialen Nuten, Furchen oder Rillen.

Die Größe des erzeugbaren Kraters bzw. der Furche hängt unter Anderem vom Sprödbruchverhalten und plastischen Verhalten des zu erbohrenden Materials ab.

Generell gilt, dass der wirtschaftliche Bohrfortschritt umso höher ist, je größer die Ausbildung der erreichbaren Vertiefungen bei vergleichbarem Energieaufwand ist.

Die Geometrie einer Schneide kann durch Keilwinkel, Freiwinkel und Spanwinkel beschrieben werden und ist in Abbildung 3 skizziert. a

Freiwinkel

b

Keilwinkel

g

Spanwinkel

Drehung

Andruck / Schlag

Abb. 3: Winkelbezeichnungen eines Schneidelements [1] a = Keilwinkel der Schneide, F = Andruck, A = Schubkraft Abb. 2: Elementarvorgänge bei Bohren [1]

Aus den Elementarvorgängen lassen sich in Abhängigkeit der Form der Wirkungselemente die Arbeitsweisen der Bohrwerkzeuge bei den jeweiligen Bohrverfahren ableiten: • schlagendes Bohren • spaltend, kerbend, drückend, zertrümmernd • drehendes Bohren • schneidend, spanend, schabend, schleifend

Allen Bohrverfahren ist gemeinsam, dass der Bohrkopf eine Drehbewegung durchführt. Beim rein drehenden Bohren bewirkt die Drehung den eigentlichen Löseprozess des Bohrgutes aus dem anstehenden Materialverband.

Beim schlagenden Bohren dient die Drehbewegung unterschiedlichen Zielen. Erstens wird durch das Umsetzen des Bohrkopfes um einen definierten, kleinen Drehwinkel bei dem nachfolgenden Arbeitsvorgang eine neue frische Angriffsfläche geboten und somit der Anteil einer unproduktiven Nachzerkleinerung bereits gelösten Materials verringert. Zweitens erfolgt diese Drehung ohne ein Abheben des Bohrkopfes von der Bohrlochsohle sondern vielmehr unter einem konstanten relativ hohen Andruck, so dass eine zusätzliche spangebende Wirkung bei der Bohrarbeit erzielt wird.

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Schlagendes Bohren – drückend/zertrümmernd (Kraterbildung) Beim schlagenden Bohren ergibt sich durch die ausschließlich senkrechte Krafteinleitung in das zu erbohrende Material eine drückend/zertrümmernde Wirkungsweise, die zu einer Kraterbildung führt (Abbildung 4). Der Prozess umfasst vier Stufen: 1. Belastungsbeginn: Durch zunehmende Belastung einer Schneide, die im Kontakt mit dem Gestein steht, nimmt die Druckspannung im Gestein unterhalb der Kontaktfläche zu.

2. Ausbildung eines Gesteinskeiles: Die Gesteinsdruckfestigkeit wird überschritten. Unterhalb der Schneide bildet sich ein Keil aus feinstgebrochenem Gesteinsmehl.

3. Kraterförmiges Brechen: Mit zunehmender Druckbelastung wird der Keil derartig zusammengepresst, dass die Schubspannungen im Gestein dessen Scherfestigkeit überschreiten. Eine kraterförmige Risszone bildet sich aus.

4. Nach der Kraterbildung: Das Gesteinsmaterial löst sich entlang der entstandenen Risse vom umgebenden Gestein.

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WEITERBILDUNG h Eindringtiefe b Keilwinkel 1 Schneide 2 Bohrlochsohle 3 zerstörtes Material 4 Rissbildung 5 Hauptspan

Abb. 4: schlagende Materialzerstörung – Kraterbildung [1]

Schlagendes Bohren – spanend Beim schlagenden Bohren erfolgt eine Gesteinsablösung durch Spanen beim rotierenden Umsetzen des Bohrkopfes unter ständigem Kontakt mit der Bohrlochsohle. Die Gesteinszerstörung erfolgt kleinräumig unmittelbar an der Schneide sowie durch die Einleitung von Schubspannungen in das Gebirge, die zum Herauslösen des Scherspans führen. Entlang der Scherfläche bilden sich gleichzeitig kleinere Restspäne aus, die zusammen mit dem Hauptspan ausgetragen werden können.

Drehendes Bohren – drückend/zertrümmernd bzw. spaltend/furchend Die drückend/zertrümmernde Gesteinszerstörung findet bei sehr hartem Material statt, das in der Regel nur unter Verwendung von Diamanten unter Aufbringen eines sehr hohen Andruckes erbohrt werden kann.

Im Gegensatz zu den schneidend, schabend oder spangebenden Werkzeugen ist die Eindringtiefe der Bohrwerkzeuge bei der drückend/zertrümmernden Gesteinszerstörung sehr klein und es wird bei der Drehbewegung kein Span vor der Schneide erzeugt. Vielmehr wird unterhalb des Diamanten durch den sehr hohen Andruck eine kleinräumige, starke Kompression des Materials erreicht, die zu enormen Druckspannungen führt. Durch die Drehung des Meißels wird der beaufschlagte Bereich der Bohrlochsohle wieder entlastet, so dass sich hinter dem Diamanten ein Span ergibt, dessen Dicke der Tiefe der maximalen Druckspannung entspricht. Der Ablauf der Gesteinszerstörung durch ein Diamantwerkzeug ist in Abbildung 7 dargestellt.

1 Meißel mit eingesetztem Schneidelement (z.B. PDC-Meißel) 2 Bohrlochsohle 3 unmittelbare Gesteinszerstörung 4 Scherspan 5 kleine Restspäne 6 Eindringtiefe (Spandicke)

Abb. 5: spanende Materialzerstörung [1]

Drehendes Bohren – schneidend/schabend/spangebend Die schneidende, schabende oder spangebende Wirkungsweise der Schneidelemente ergibt sich bei der Verwendung von Meißeln mit festen Schneiden in relativ gut bohrbarem Material.

Abb. 7: Gesteinszerstörung durch ein Diamantwerkzeug [1]

Je nach Materialart und Art des Diamantmeißels bilden sich auch vor dem Diamanten in Bewegungsrichtung kleinstückige Primärspäne. Das hinter dem Diamanten gelöste Material stellt allerdings den größeren Teil dar und wird als Sekundärspan bezeichnet.

Abb. 8: Spanbildung durch ein Diamantwerkzeug [16]

Drehendes Bohren mit Rollenmeißeln – grabend/ schabend Abb. 6: Wirkung eines Drehbohrwerkzeugs schneidend/schabend/spangebend [1]

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Beim Drehbohren mit Rollenmeißeln in weichem Material sind die Rollen mit langen Zähnen bestückt. Gleichzeitig zeichnet sich die Geometrie des Rollenmeißels in

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WEITERBILDUNG diesem Fall durch einen großen off-set, d.h. Versatz der Rollenachsen, aus. Dadurch rollen die Schneidelemente nicht sauber auf der Bohrlochsohle ab sondern erzeugen bei der Drehbewegung eine Hebelkraft. Daher ist die Gesteinszerstörung durch diese Art der Rollenmeißel als grabend/schabend zu bezeichnen.

Der Zahn der Meißelrolle dringt unter dem Bohrandruck in die Bohrlochsohle ein und erzeugt beim weiteren Drehen des Meißels eine seitwärts gerichtete Hebelkraft, die das hinter dem Zahn befindliche Material aus dem Verband herauslöst.

In Abbildung 9 ist dieser Vorgang dargestellt, wobei in diesem Fall von der Verwendung einer Spülflüssigkeit ausgegangen wird, die als hydrostatische Kraft Pm auf der Bohrlochsohle lastet und ein pseudoplastisches Verhalten des Gesteins bewirkt.

Abb. 9: grabend/schabende Gesteinszerstörung des Rollenmeißels [1]

Drehendes Bohren mit Rollenmeißeln – drückend/ zertrümmernd Werden Rollenmeißel in hartem Material eingesetzt, sind die Rollen mit kurzen, rundlichen Schneidelementen bestückt. Diese Warzen sollen nicht in das Material eindringen, sondern unter der Last des hohen Bohrandruckes hohe Druckspannungen im Material erzeugen. Der Warzenrollenmeißel besitzt keinen oder nur einen sehr geringen off-set, so dass eine gute, verschleißarme Abrollbewegung auf der Bohrlochsohle erreicht wird.

Unterhalb der Warze finden ähnliche Prozesse wie bei der Kraterbildung der schlagenden Gesteinszerstörung statt.

Gesteinzerstörung - Zusammenfassung Die Gesteinszerstörung beim Bohren hängt stark von dem zu erbohrenden Material und der Art des Werkzeugs ab. Bei gegebenen geologischen Bedingungen kann eine Optimierung des Bohrprozesses nur durch die richtige Auswahl • des Bohrverfahrens, • der Art des Bohrwerkzeugs und • der Bohrparameter erfolgen.

Falsch ausgewählte Bohrverfahren und –werkzeuge führen zu einem schlechten Bohrergebnis, das sich durch geringen Bohrfortschritt, hohen Verschleiß und damit hohe Bohrkosten ausdrückt. Zudem besteht die Gefahr, dass die Bohrbarkeit des Gebirges falsch interpretiert wird.

Resultierend werden die nachfolgend einzusetzenden Bohrwerkzeuge falsch gewählt und der unwirtschaftliche Bohreinsatz fortgeführt.

Für die Auswahl des geeigneten Bohrsystems empfehlen sich daher das Heranziehen eines Spezialisten sowie die anschließende Durchführung von Testbohrungen.

Bohrbarkeit von Gesteinen Grundlagen Definition Bohrbarkeit: Als Bohrbarkeit wird die Größe des (Bohr-) Widerstandes bezeichnet, die das zu erbohrende Material dem Eindringen des Bohrwerkzeugs entgegensetzt.

Entgegen der üblichen Annahme besitzt die Gesteinshärte, die z.B. anhand der Härteskala nach MOHS bestimmt werden kann, eine untergeordnete Bedeutung, da die Kombination der nachstehend genannten Gesteinsparameter die Bohrbarkeit bestimmt.

Dabei wird unterschieden zwischen: 1. Aktiver Bohrwiderstand: Verschleiß durch die Abrasivität des zu erbohrenden Materials 2. Passiver Bohrwiderstand: mechanischer Eindringwiderstand (Einaxiale Druckfestigkeit) Der Bohrwiderstand wird durch die nachfolgenden Gesteinseigenschaften beeinflusst: • Einaxiale Druckfestigkeit sD • Scherfestigkeit tS

Abb. 10: drückend/zertrümmernde Gesteinszerstörung des Rollenmeißels [1]

• Einaxiale Zugfestigkeit sZ • Gehalt an schleifscharfen Mineralien • Härte und Korngröße der gesteinsbildenden Minerale und Bindemittel • Sonstige Parameter, z.B. Klüftigkeit, Schichtungen, Störzonen,…

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WEITERBILDUNG Für den Verschleiß sind neben dem Gehalt an schleifscharfen Materialien auch die Korngröße der Quarzkristalle sowie die Zugfestigkeit des Mineralverbandes verantwortlich.

Die Klassifizierung der Gesteine erfolgt vielfach anhand der Gesteinsfestigkeiten, da laut Definition in einem Festkörper dann ein Bruch auftritt, wenn die örtlichen Spannungen die Festigkeit des Materials überschreiten.

Allerdings ist dabei die Art der Materialbeanspruchung von entscheidender Bedeutung. In Abbildung 11 ist der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Festigkeiten überschlägig dargestellt.

Als Bezugsgröße wird die einaxiale Druckfestigkeit herangezogen, da diese relativ einfach und genau bestimmt werden kann:

Ein Übertrag der Druckfestigkeiten auf die Bohrbarkeit kann anhand der Gewinnungsklasseneinteilung nach Kögler-Scheidig erfolgen, die basierend auf Erfahrungswerten die wirtschaftlichen Einsatzgebiete von Schneidelementen mit der Druckfestigkeit in Beziehung setzt (Abbildung 13).

• Zugfestigkeit: sZ = 0,10 . sD

• Scherfestigkeit: sS = 0,25 . sD

• Druckfestigkeit (als Bezugsgröße): sD = 1,00 . sD • Eindringfestigkeit: sE = (10 bis 20) . sD

Abb. 13: Gewinnungsklasseneinteilung nach Kögler-Scheidig [1]

Abb. 11: überschlägige Korrelation der Festigkeiten von Gesteinen

Die Druckfestigkeit von Gesteinen besitzt oftmals eine große Bandbreite. Dies resultiert aus den Schwankungen in der mineralogischen Zusammensetzung sowie den Veränderungen durch äußere Einflüsse auf das Ursprungsgestein. Abbildung 12 gibt die Druckfestigkeit für ausgewählte Gesteine in der möglichen Bandbreite wieder.

Zur Ermittlung der Bohrbarkeit von Gesteinen können Versuche durchgeführt werden. Als Beispiel soll der Drilling Rate Index DRI vorgestellt werden, der von R. Lien 1961 entwickelt wurde.

Zur Ermittlung des DRI sind zwei separate Versuche notwendig: • S20-Wert (Swedish Stamp Test): Fallhammerversuch zur indirekten Bestimmung des Gesteinswiderstandes gegenüber Zertrümmerung und Rissbildung • SJ-Wert (Ermittlung der Sievers-J-Kennzahl): Kleinbohrerversuch zur indirekten Bestimmung des Eindringwiderstandes

Die Ergebnisse beider Versuche werden in ein Diagramm eingetragen und ermöglichen so die Ermittlung des DRI.

Abb. 12: Druckfestigkeiten ausgewählter Gesteine, nach [12] Ausgabe 02 | 2009

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WEITERBILDUNG Der Versuch zur Bestimmung des S20-Wertes beginnt mit der Zertrümmerung einer definierten Gesteinsprobe durch ein Fallgewicht von 14 kg, das aus einer Höhe von 25 cm auf die Gesteinprobe fallengelassen wird. Anschließend wird eine Siebung auf drei Siebbelägen durchgeführt und der Durchgang durch das Sieb mit einer Maschenweite von 11,2 mm in Prozent ermittelt. Zur Erzielung statistisch gesicherter Ergebnisse sind mindestens 3 bis 4 Versuche notwendig (Abbildung 14).

Wert von ca. 52 in Kombination mit einem SJ-Wert von 130 bzw. ein S20-Wert von ca. 70 in Kombination mit einem SJWert von 100 angenommen worden, die zu einem DRI von rund 70 bzw. ca. 82 führen (Abbildung 16).

Abb. 16: Diagramm zur Bestimmung des DRI [4]

Generell gilt, dass sich mit Abnahme des DRI die Bohrbarkeit verschlechtert. Die nachstehende Auflistung gibt Anhaltspunkte zur Einordnung der Bohrbarkeit verschiedener Gesteine anhand des Drilling Rate Index [4]: Abb. 14: Versuch zur Bestimmung des S20-Wertes [4]

Für den Kleinbohrversuch wird eine definierte Gesteinsprobe in eine Halterung eingespannt. Die vertikal verschiebbare Halterung wird mit einem Gewicht von 20 kg vorbelastet, so dass ein konstanter vertikaler Andruck auf den sich unterhalb der Probe befindlichen Bohrer erzeugt wird. Der SJ-Wert ergibt sich aus der Bohrlochtiefe in der Gesteinsprobe in 1/10 mm, die nach 200 Umdrehungen erreicht wurde. Es sind bis zu 8 Versuche zur Erzielung statistisch gesicherter Ergebnisse notwendig (Abbildung 15).

• Gabbro

30...65

• Granite

30...80

• Grauwacken

25...65

• Konglomerate 25...75 • Kupfererze

30...90

• Pegmatite

40...80

• Quarzite

25...80

• Sandsteine

15...90

• Tuff

30...80

Die große Bandbreite der Werte resultiert aus der großen Anzahl unterschiedlicher Varietäten, die die Gesteine zeigen können. Dies ist z.B. durch den Vergleich mit der Bandbreite der einaxialen Druckfestigkeit aus Abbildung 12 erkennbar. Eine Gegenüberstellung von Druckfestigkeit und DRI ist anhand von 80 Versuchen an unterschiedlichen Gesteinsproben durchgeführt worden. Auszüge daraus sind in den nachstehenden Diagrammen dargestellt.

Abb. 15: Versuch zur Bestimmung des SJ-Wertes [4]

Beide Versuchsergebnisse können anschließend in ein Diagramm eingetragen werden. Beispielhaft sind ein S20-

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Abb. 17: Beziehung zwischen einaxialer Druckfestigkeit und DRI für ausgewählte Gesteine [4] www.advanced-mining.com

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WEITERBILDUNG Es ist erkennbar, dass nur aus der einaxialen Druckfestigkeit die Bohrbarkeit von Kalkstein (Limestone), Mergel (Marble) oder Tonschiefer (Calcerous Shale) nicht abgeleitet werden kann. Bei einer annähernd konstanten Druckfestigkeit von rund 100 MPa reicht der Bohrbarkeitsindex DRI des Kalksteins von 50 bis 80. Das rechte Diagramm wiederum zeigt, dass die Bohrbarkeit z.B. von Quarzit, Sandstein oder Tonstein (Siltstone) stark von der Druckfestigkeit abhängig ist. Wie bereits erwähnt, ist bei der Auswahl der Bohrausrüstung ein entsprechendes Testprogramm zur Bestimmung der erzielbaren Bohrleistung sinnvoll.

Bohrfortschritt Grundlagen Der erzielbare Bohrfortschritt wird durch eine Reihe von Parametern beeinflusst, die nachstehend aufgeführt werden. Einige dieser Parameter sind durch den Betreiber beeinflussbar, andere sind als gegeben anzusehen:

Die mechanischen Faktoren der Bohrausrüstung setzen sich aus nachstehenden Punkten zusammen: • Werkzeugandruck und –drehzahl • Werkzeugtyp und –durchmesser • Gesteinszerstörung (schabend-grabend, drückendzertrümmernd, kombiniert) • Geometrie der Schneidelemente • Art, Größe und Richtung der Spülungswege • Werkzeugzustand

Die mechanischen Faktoren sind durchgehend auf die Anforderungen der Bohraufgabe einstellbar. Eine Ausnahme bildet dabei der Werkzeugdurchmesser, der i.d.R. durch die Nachnutzung der Bohrung vorgegeben ist.

Das Spülungssystem ist vollständig auf die vorgegebenen (Gebirgseigenschaften einstellbar und besteht aus nachstehenden Parametern: • Spülungseigenschaften • Spülungsart hydraulisch, pneumatisch)

• Gebirgseigenschaften

• Dichte, Feststoffanteile

• Bohrausrüstung

• Viskosität, Fließgrenze

• Mechanische Faktoren

• Filtrationseigenschaften

• Hydraulische/pneumatische Faktoren des Spülungssystems

• Spülrate, Spülungsdrücke und -geschwindigkeit

• Bedienung der Bohranlage

• Bohrlochsohlendrücke

• Leistungsfähigkeit der Bohranlage • Äußere Bedingungen

Die Gebirgseigenschaften können nicht beeinflusst werden und setzen sich aus folgenden Parametern zusammen: • Härte und Abrasivität • Druck- und Zugfestigkeit • Gebirgsverhalten (plastisch / spröde) • Bohrbarkeit • Klüftung / Schieferung • Physikalische Eigenschaften, z.B. • Porosität, Durchlässigkeit • Flüssigkeitsinhalt • Gebirgstemperatur

Die Bohrausrüstung setzt sich aus den mechanischen Komponenten und dem Spülungssystem zusammen. Beides steht in engem Zusammenhang und muss daher aufeinander abgestimmt werden.

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• Druckverluste im Gestänge

Die Bedienung der Bohranlage basiert im Wesentlichen auf der Leistungsfähigkeit des eingesetzten Personals.

Diese hängt vom Ausbildungsstand und von der Erfahrung der Mitarbeiter ebenso wie von dem Verantwortungsgefühl und der Motivation ab. Eine Beeinflussung der Leistungsfähigkeit des Personals ist daher in Teilbereichen gegeben.

Die äußeren Bedingungen werden durch die geographische Lage bzw. die Zugänglichkeit zu notwendiger Infrastruktur sowie Wetter und Klima bestimmt. Zusätzlich stellen die Platzverhältnisse, die sich bei Übertage- oder Untertageeinsätzen ergeben, besondere Anforderungen an die Auswahl und den Einsatz des gesamten Bohrsystems.

Bestimmung der Bohrparameter durch den DrillOff-Test Der Bohrfortschritt wird in der Regel in Zentimeter pro Minute oder Meter pro Stunde gemessen und ist ein Gradmesser für die erbrachte Leistung. Die Kalkulation der Kosten eines Bohrprojektes wird vielfach auf der Basis angenommener Bohrleistungen und damit der benötigten Bohrzeit für eine vorgegebene Bohrungslänge vorgenommen.

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WEITERBILDUNG Nach der Auswahl des geeigneten Bohrsystems und der zu verwendenden Bohrkrone kann der Bohrfortschritt durch geeignete Einstellungen der Einflussparameter entscheidend beeinflusst werden. Die wichtigsten Einstellungen betreffen die Belastung des Bohrwerkzeugs durch Bohrandruck und Drehzahl sowie die hydraulischen Parameter des Spülungssystems.

Der Drill-Off-Test dient der Ermittlung des maximalen Bohrfortschrittes unter Abstimmung von Bohrandruck und Werkzeugdrehzahl. Die Möglichkeiten sind vorhanden, wenn bekannt ist, dass eine längere Strecke gleichen oder gleich bohrbarem Gebirges bei Beginn des Meißelmarsches ansteht.

Für die Durchführung des Drill-Off-Tests müssen die Grenzwerte für Andruck und Drehzahl des eingesetzten Meißels aus Herstellerangaben bekannt sein. Zur maximalen Belastung ist eine maximale Drehzahl zu wählen.

Basierend auf diesen Werten wird die Spanne des Bohrandruckes von 100 kN bis 68 kN gewählt. Die zu untersuchenden Drehzahlbereiche sind 140 U/min, 110 U/min und 80 U/min. Die Ergebnisse der drei Testreihen sind in der Tabelle 1 eingetragen und in Abbildung 18 graphisch ausgewertet.

Durch den Drill-Off-Test konnte ein maximaler Bohrfortschritt für einen Andruck von ca. 86-90 kN bei einer Drehzahl von 80 U/min ermittelt werden.

Tab. 1: Drill-Off-Test, Arbeitsblatt

Bohrandruck in kN

Drehzahl in U/min

von

bis

140

110

80

100

98

15

14

11

98

96

14

13

8

96

94

12

11

7

94

92

11

10

6

92

90

10

8

5

90

88

9

7

4

88

86

10

7

4

86

84

12

7

6

84

82

13

10

7

82

80

15

12

8

80

78

16

13

10

• Nach kurzer Einlaufzeit wird der Meißel mit der Kombination der ersten gewählten Drehzahl und dem gewählten maximalen Andruck belastet.

78

76

18

14

12

76

74

19

15

13

74

72

20

17

15

• Bei festgelegter Bremse für den Bohrvorschub wird das Werkzeug in Schritten von 20 kN freigebohrt. Die für das Freibohren von jeweils 20 kN erforderliche Zeit in Sekunden wird per Stoppuhr bestimmt und in eine Tabelle eingetragen.

Die erste Versuchsreihe ist mit dem Erreichen des minimalen Bohrandruckes beendet.

72

70

21

19

16

Dann sollte ein Mindestandruckwert festgelegt werden, der über dem Schwellenwert des Gebirges für das Eindringen der Schneidwerkzeuge liegen sollte. In der Regel wird das 10-fache bis 20-fache der einaxialen Druckfestigkeit des Gebirges als Basis angenommen. Ausgehend von der maximalen Drehzahl sind 3 bis 5 Drehzahlen, in Abständen von 10 bis 20 U/min, zu fixieren. Ausgehend von diesen Grundeinstellungen können die Einzelversuche durchgeführt und ein Arbeitsblatt komplettiert werden.

Der Ablauf des Drill-Off-Tests wird nachstehend stichpunktartig beschrieben:

• Mit der jeweils nachfolgend festgelegten Drehzahl wird in gleicher Weise verfahren.

• Mit Hilfe der Zeitwerte aus der Tabelle wird ein Diagramm angefertigt, das einen Graphen je Drehzahl enthält. Im untersten Punkt dieser Graphen lässt sich die günstigste Kombination von Drehzahl und Bohrandruck erkennen.

Ein Bespiel für einen Drill-Off-Test ist nachstehend dargestellt. Zum Einsatz kommt ein Zahnrollenmeißel mit einem Durchmesser von 6 Zoll (152 mm). Maximalwerte für Bohrandruck und –drehzahl sind:

Abb. 18: Drill-Off-Test, graphische Auswertung

• 120 kN bei 80 U/min • 60 kN bei 160 U/min

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WEITERBILDUNG Beispiele

Komponenten einer Bohranlage

Beispielhaft sollen nachstehend die erreichbaren Bohrfortschritte für einen Flügelmeißel und einen Diamantmeißel unter bestimmten Bohrbedingungen dargestellt werden.

Abbildung 19 zeigt die Bohrleistung eines Flügelmeißels in einem Gestein mit einer Druckfestigkeit von rund 75 MPa. Bei jeweils konstantem Andruck und steigenden Drehzahlen ergeben sich exponentiale Kurvenscharen, die an ihrem höchsten Punkt den maximalen Bohrfortschritt anzeigen. Die gestrichelte Linie verbindet die Maxima und stellt somit eine Kennlinie für den optimalen Einsatz des Meißels dar.

In diesem Kapitel werden die wichtigsten Komponenten von Bohranlage kurz vorgestellt. Da die eingesetzte Technik stark von dem Bohrverfahren abhängt, sind zunächst nur generelle Ausführungen möglich. Auf spezifische Eigenheiten wird in den späteren Kapiteln eingegangen, die sich mit der detaillierten Vorstellung der Bohrverfahren und deren Anwendung befassen. Generell besteht eine Bohranlage aus folgenden Hauptkomponenten:

Abb. 19: Bohrfortschritt eines Flügelmeißels in Abhängigkeit von Bohrandruck und –drehzahl [1]

• Trägergerät mit Energieversorgung • Bohrlafette / Bohrmast • Bohrmotor • Bohrstrang • Bohrwerkzeug • Spülungssystem • Spülungsarten

In den folgenden Unterkapiteln werden diese Komponenten kurz vorgestellt.

Gestein mit einer Druckfestigkeit von ca. 75 MPa

Der Bohrfortschritt beim Einsatz eines Diamantmeißels ist in Abbildung 20 dargestellt.

Durch die logarithmische Skalierung der Koordinatenachsen ergeben sich Geraden für den konstanten Bohrandruck.

Bei einem Diamantmeißel wird der Bohrfortschritt bei konstantem Bohrandruck mit zunehmender Drehzahl linear erhöht, d.h. bei der Verdopplung der Drehzahl wird der doppelte Bohrfortschritt erzielt.

Trägergeräte für Bohranlagen Die Trägergeräte der Bohranlagen dienen hauptsächlich der Mobilität des gesamten Systems. In der Regel sind die Bohrgeräte selbstfahrend, so dass sie über eine eigene Antriebseinheit verfügen müssen. Zum Einsatz kommen sowohl radbereifte als auch kettengetriebene Fahrwerke, wobei die Antriebsenergie fast ausschließlich durch Dieselmotoren bereitgestellt wird. Begrenzt mobil sind Bohranlagen ohne eigene Antriebseinheit, die auf Anhängerfahrgestellen oder Schlitten/Kufen montiert sind.

Für radbereifte Maschinen werden meist Großserien-LKW als Grundgeräte verwendet.

Anstelle der Kasten- oder Pritschenaufbauten sind auf dem Heck die eigentlichen Bohrkomponenten montiert. Seltener sind Sonderkonstruktionen mir Reifenfahrwerken. (siehe Abbildung 21) Die Reifenbohrgeräte sind für einen Einsatz mit längeren Fahrtstrecken vorteilhaft, da sie höhere Fahrgeschwindigkeiten erreichen und geringere Fahrwerkskosten besitzen. Im Falle der LKW kommt der Vorteil der Straßenzulassung hinzu.

Abb. 20:

Bohrfortschritt eines Diamantmeißels in Abhängigkeit von Bohrandruck und –drehzahl [1] Ausgabe 02 | 2009

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WEITERBILDUNG

Abb. 21: radbereifte, selbstfahrende Bohranlagen [14], [7]

Während die radbereiften Bohranlage mehr in der Geotechnik und dem Spezialtiefbau eingesetzt werden, finden kettengetriebene Trägerfahrzeuge neben diesen Anwendungsbereichen auch in der Gewinnungsindustrie Einsatz. Hauptvorteil des Kettenfahrwerks sind die hohe Traktion und geringere Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Belastungen. Die Antriebsenergie wird durch Dieselmotoren bereitgestellt, aber meist durch hydraulische Komponenten für den Fahrbetrieb genutzt. Es werden Gummi- oder Stahlketten verwendet. Je nach Anwendungsgebiet und Geräteklasse werden die Kettenfahrzeuge mit einer Fahrerkabine oder Fernsteuerung ausgestattet.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal von kettengetriebenen Bohranlagen bildet die Anordnung und Beweglichkeit der Bohrlafette bzw. des Bohrmastes. Die Bilder auf der linken Seite zeigen Bohrgeräte, deren Bohrlafetten fest auf dem Trä-

Abb. 22: radbereifte Bohranlagen ohne eigene Antriebseinheit [7], [13]

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WEITERBILDUNG

Abb. 23: kettengetriebene, kleine Bohranlagen ohne Fahrerkabine [7], [5]

gergerät montiert sind und nur in ihrer Neigung verstellbar sind. Bei den Bohrgeräten, die auf den rechten Bildern gezeigt werden, sind die Lafetten an einem beweglichen Ausleger montiert, so dass auch die seitliche Neigung variiert werden kann. Weiterhin sind bei vielen Bohrgeräten die Bohrlafetten für den Transport klappbar. Die Verringerung der Höhe und damit das Tieferlegen des Schwerpunktes ermöglicht das Verfahren der Maschinen.

Abb. 24: kettengetriebene Großlochbohrgeräte mit Fahrerkabine [15], [9]

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WEITERBILDUNG Bohrlafette / Bohrmast

Generell werden folgende Meißeltypen verwendet:

Bei jedem Bohrvorgang ist das geführte Nachschieben des Bohrgestänges notwendig. Neben diesem gerichteten Vorschub müssen je nach Art des Bohrverfahrens mehr oder weniger große Kräfte eingeleitet werden, um den Bohrmeißel mit ausreichendem Andruck auf die Bohrlochsohle zu drücken. Im Gegenzug muss nach Erreichen der gewünschten Bohrteufe der Bohrstrang wieder gezogen werden. Diese Aufgabe kann unterschiedlich gelöst werden – gängige Systeme sind:

Drehendes Bohren: 1. Flügelmeißel 2. Rollenmeißel 3. PDC-Meißel 4. Diamantmeißel 5. (Dreh-) schlagendes Bohren 6. Bohrkronen für Außenbohrhämmer 7. Bohrkronen für Senkbohrhämmer

• Zahnstangen • Hydraulikzylinder • Laschenketten

Eine Ausnahme bilden Rotary-Bohrgeräte, die für große Bohrteufen verwendet werden. In diesem Fall hängt der Bohrstrang an einem Flaschenzugsystem im Bohrmast und der Andruck wird über das Eigengewicht des Bohrgestänges unter Verwendung spezieller Schwerstangen erzeugt.

Generell gilt, dass die Bohrlafette / Bohrmast die Reaktionskräfte aufnehmen muss, die beim Bohrvorgang entstehen.

Bohrstrang

1. Flügelmeißel Flügelmeißel werden beim rein drehenden Bohren in weichem Gestein eingesetzt. Der ringförmige Grundkörper kann mit 2 bis 4 Schneiden bestückt sein. Die Anzahl der Schneiden nimmt mit der Härte des Gesteins zu. Abhängig von der Bohrbarkeit des Gesteins und dem Bohrlochdurchmesser werden Flügelmeißel als sog. Stufenmeißel ausgeführt. Das bedeutet, dass sie keine durchgehende Schneide besitzen, sondern jeder Flügel mit mehreren stufenförmig angeordneten Einzelschneiden besetzt ist.

Die Schneidelemente können zusätzlich mit Hartmetall in Form von Aufschweißungen oder eingelassenen Plättchen bestückt werden, um bei abrasivem Material längere Standzeiten zu erzielen. Ausnahme bilden Meißel die in Ton eingesetzt werden und durch geschwungene Flügel gekennzeichnet sind.

Der Aufbau des Bohrstranges ist in großem Maße von dem Bohrverfahren abhängig. Daher wird auf die Komponenten und ihre Anordnung erst in den Fachkapiteln zu den Bohrverfahren eingegangen. Die Aufgaben des Bohrstranges sind jedoch in allen Fällen gleich: • Übertragung der Bohrenergie auf den Meißel • Aufnahme des Bohrwerkzeugs • Erstellen der Verbindung zwischen der Oberfläche und der Bohrlochsohle für Ein- und Ausbau des Bohrwerkzeugs • Trennung der frischen Bohrspülung zum Bohrwerkzeug von der Bohrklein beladenen Spülung zur Oberfläche • Stützung der Bohrlochwand

Abb. 25: Flügelmeißel [7], [11]

2. Rollenmeißel Rollenbohrmeißel werden in einer Vielzahl von Varianten angeboten. Unterschieden werden sie anhand ihrer Konstruktionsmerkmale: • Meißeldurchmesser • Art der Schneideelemente

Bohrwerkzeuge / Bohrmeißel

• Zahnhöhe, Zahnwinkel, Zahnform, Zahnabstand und Zahnreihenzahl

Die Bohrwerkzeuge sowie Kriterien für ihre Auswahl sind in ihren Gestein zerstörenden Wirkungen bereits zuvor kurz angesprochen worden. In diesem Kapitel soll vertiefend auf die unterschiedlichen Meißeltypen eingegangen werden.

• Art des Zahnverschleißschutzes • Anordnung und Form der Zähne/Warzen • Maßnahmen zur Kaliberhaltigkeit • Anordnung der Spülungswege • Größe des Lagerwinkels (journal angle) • Größe des Achsversatzes (off-set) • Lagerart, -abdichtung und –schmierung

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WEITERBILDUNG In der Regel werden Dreirollenmeißel eingesetzt. Der grundsätzliche Aufbau eines Rollenmeißels ist in Abbildung 26 dargestellt.

Dieser Meißeltyp findet in eher weichem Gestein Anwendung. Warzenmeißel (insert tooth) zeichnen sich dadurch aus, dass die Schneidwerkzeuge als Stifte (Warzen) in den Rollengrundkörper eingelassen sind. Die Warzenmeißel werden in festerem Gestein eingesetzt. Beide Meißeltypen sind in Abbildung 28 dargestellt.

Abb. 26: Aufbau eines Rollenmeißels [1]

Abb. 28: Rollenbohrmeißel [16]

Aufgrund der im Vergleich zu anderen Meißelarten komplexen Mechanik eines Rollenmeißels sind diese erst ab einem Durchmesser von ca. 100 mm verfügbar.

Die größten Durchmesser reichen bis zu mehreren Metern, wobei diese Meißel sich durch die Anzahl und die Anordnung der Rollen auf dem Meißelgrundkörper sowie dem anzuwendenden Bohrverfahren, dem Lufthebebohrverfahren, von den Dreirollenmeißeln stark unterscheiden.

Je schwerer ein Gestein zu bohren ist, umso kürzer müssen die Zähne des Meißels gewählt werden. In Gesteinen ab einer Druckfestigkeit von etwa 120 MPa können nur noch Warzenrollenmeißel eingesetzt werden.

Weitere Konstruktive Unterschiede ergeben sich durch die geometrische Anordnung der Rollen auf dem Grundkörper. Durch den Lagerzapfenwinkel (journal angle) und den Parallelversatz der Rollenachsen (off-set) wird das Abrollverhalten des Meißels bestimmt und damit eine Anpassung an das zu erbohrende Gestein erreicht. Ein großer Lagerwinkel in Verbindung mit einem geringen off-set führt zu einer Abrollbewegung, bei der die Warzen ein hartes Gestein drückend-zertrümmernd zerstören. Im geometrisch umgekehrten Fall arbeiten die Zähne in einem weichen Gestein grabend-schabend (Abbildung 29).

Abb. 27: Rollenmeißel mit großem Durchmesser [16]

Neben dem Durchmesser ist die Art der Schneidwerkzeuge ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal. Zahnrollenmeißel (milled tooth) besitzen gefräste Rollen, deren Zähne mit einer Hartmetallpanzerung versehen sind.

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Abb. 29: Lagerachsenversatz bei einem Rollenmeißel [1]

Haupteinsatzgebiet der Rollenmeißel sind die Tiefbohrtechnik und der Brunnenbau. Hier werden sie ausschließlich in Verbindung mit flüssigen Spülungsmedien einge-

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WEITERBILDUNG setzt, die u.a. eine gute Bohrlochsäuberung bei gleichzeitig guter Kühlung des Meißels gewährleisten.

Ein weiteres Einsatzgebiet sind großkalibrige Sprenglochbohrungen in Großtagebauen mit bis zu 400 mm Durchmesser, bei denen Druckluft als Spülmedium eingesetzt wird. Die Kühlung des Meißels und das Austragen des Bohrkleins kann durch die Geschwindigkeit der im Ringraum aufströmenden Luft geregelt werden. Begrenzt wird die max. Spülungsgeschwindigkeit durch die erosiven Effekte der bohrkleinbeladene Spülung an Meißel und Gestänge. In der Praxis werden der daher Volumenstrom und –druck der Kompressoren so eingestellt, dass Aufstiegsgeschwindigkeiten von 30 bis 40 m/s erreicht werden.

Zusammen mit Bohrmotoren wurden die meisten PDCBohrmeter in homogenem, nicht abrasiven Gesteinen wie Kalkstein, Salz, Anhydrit und Bereichen der Buntsandsteinfolge abgeteuft.

3. PDC-Meißel

Neben den Vollbohrkronen werden auch Kernbohrkronen als PDC-Meißel ausgeführt.

PDC steht für „polycristaline diamond compact“ und

Abb. 33: PDC-Vollbohrkronen [10]

Abb. 30: PDC-Schneidelemente [18]

bezeichnet daher einen Meißel der mit Polykristallin-Diamanten als Schneidelementen besetzt ist.

PDC-Meißel haben auf ihrer Oberfläche verteilte Schneiden, die mit einer Schicht aus synthetischen Diamanten belegt sind. Die 0,5 mm dicke Diamantschicht befindet sich auf einer Hartmetallplatte (Wolframkarbid) von ca. 2,5 mm Stärke. Der Durchmesser des Schneidelements beträgt rund 10 mm bis 25 mm. Diese Einheit wird auf einen Pass-Stift aufgebracht, der in dem Meißelgrundkörper befestigt wird.

Abb. 31: PDC-Einsatz [17]

Abb. 34: Kernbohrkronen mit TSP-Einsätzen und PDC-Einsätzen [18]

4. Diamantbohrkronen Diamantbohrkronen werden in zwei Ausführungen hergestellt: • Oberflächengesetzte Diamantbohrkronen • Imprägnierte Diamantbohrkronen

In oberflächengesetzten Diamantkronen sind die Diamanten auf der Stirnfläche und den Seitenflächen in einer Matrix nach einem bestimmten Muster eingesetzt. Sie werden auch als Ganzsteinbohrkronen oder mit SS - Surface Set – bezeichnet. Durch die Abnutzung der Diamanten entsteht immer eine scharfe Schnittkante, bis sie nicht mehr über den Meißelgrundkörper hinaus stehen. Es werden Diamanten mit einer Korngröße von 4 bis 100 Steinen/ Karat verwendet.

Eine besondere Ausführung der PDC-Meißel bilden die TSP-Meißel, deren Schneidelemente aus quader- oder prismenartig geformten künstlichen Diamanten bestehen.

TSP ist die Abkürzung für „thermally stable polycristalline“.

Abb. 32: TSP-Schneidelemente [18]

PDC-Meißel lösen das Gestein durch spanende Wirkung und werden daher in weicherem Gestein eingesetzt.

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Abb. 35: oberflächengesetzte Diamantkronen [16]

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WEITERBILDUNG a = Korndurchmesser s = Eindringtiefe = 1/30 a b = drückende Fläche = 10 s Bindung = 2/3 a Exposure (Freilegung) = 1/3 a

Diamant-Vollbohrkronen wurden für den Einsatz in der Tiefbohrtechnik entwickelt. Im Vergleich zu den Einsatzbedingungen im Bergbau werden insbesondere durch die geringere Teufe der Bohrungen andere Anforderungen an die Bohrwerkzeuge gestellt. Tabelle 2 zeigt die Unterschiede in den verwendeten Diamanten und deren geometrischen Randbedingungen.

Tab. 2: Vergleich der Einsatzgebiete oberflächengesetzter Diamantmeißel

Erdöl

Oberflächenbesetzte Diamantkronen: Sie werden bei annähernd gleichartigen, monolithischen oder wenig rissigen, weichen, mittelharten und harten Gesteinen eingesetzt.

• Schiefertone, Kalksteine, Mergel, Marmor, Dolomit, Tonsandstein, Kalksandstein

Abb. 36: oberflächengesetzte Diamantkronen [16]

Diamant

Die Einsatzgebiete der beiden Arten der Diamantbohrkronen unterscheiden sich und sind nachstehend beschrieben:

Bergbau

Durchmesser D [mm]

2-5

1-2

Steine pro Karat [st/ct]

15 - 1

100 - 15

Einbettungstiefe E [mm]

1,3 - 1,8 3,3 - 4,4

0,67 - 0,88 1,3 - 0,67

Exposure e [mm]

0,25 - 0,67 0,67 - 1,7

0,13 - 0,33 0,25 - 0,67

Eindringungstiefe p [mm]

0,025

0,025

Kontaktfläche F [mm]

0,16 - 0,40

0,08 - 0,16

Belastung je Stein P [kg]

3-6

2-4

Imprägnierte Diamantkronen zeichnen sich durch eine Matrix aus, in die feinkörnige Diamantsplitter bis zu einer bestimmten Tiefe eingesintert sind. Beim Bohren nutzen sich die Diamanten und die Hartmetallmatrix ab. Dabei fallen einzelne der eingebetteten Diamanten aus der Matrix aus und neue werden freigelegt. Für einen optimalen Einsatz muss daher der gezielte Verschleiß der Matrix auf das zu erbohrende Gestein abgestimmt sein. Eine zu weiche Matrix wird schnell zerstört und die einzelnen Diamanten fallen aus, bevor sie verschlissen sind. Eine zu harte Matrix verhindert das Freilegen neuer Diamanten und verringert so den Bohrfortschritt. Verwendete Diamanten haben geringe Korngrößen von 100-500 Steine/Karat, im Extremfall sogar bis 1000 Steine/Karat.

• metamorphe und kristalline Gesteine wie Siderit, Gabbro, Basalt, Porphyr, Granit, Gneis oder Pegmatit.

Imprägnierte Diamantkronen: Sie werden in schlecht bohrbarem Gesteinen eingesetzt.

• Konglomerate, grobkörnige konglomeratische Sandsteinen • harte gebrochene bis klüftige Gesteine • sehr harte, abrasive Gesteine • z.B. monolithische Eisen-Quarzite, Hornsteine

Entscheidungskriterien für die Meißelauswahl Die Auswahl des geeigneten Bohrmeißels hängt von vielen Randbedingungen ab. Ziel ist in der Regel die Auswahl des kostengünstigsten Werkzeugs.

Aus der Kombination der Prozessdaten und Werkzeugdaten kann anhand der erwarteten Meißelleistungen eine Vorauswahl getroffen werden. In Verbindung mit den ökonomischen Vorgaben wird abschließend der kostengünstigste Meißel ausgewählt (Abbildung 38).

Abb. 38: Fließschema für die Meißelauswahl [1]

Spülungssystem und Spülungsarten Abb. 37: Diamanten in der Matrix einer imprägnierten Diamantbohrkrone [10]

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Da sich die Spülungssysteme und –arten der verschiedenen Bohrverfahren stark unterscheiden, wird dieser Aspekt erst in den späteren Kapiteln detailliert und diffe-

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WEITERBILDUNG renziert betrachtet. Als Einführung wird nachstehend das klassische hydraulische Spülungssystem einer Drehbohranlage (Rotary-Bohranlage) beschrieben.

Eine oder mehrere liegende, doppeltwirkende DuplexKolbenpumpen oder einfachwirkende Triplex-Kolbenpumpen (2) saugen aus einem Behälter (1) Bohrspülung an und pumpen diese erst durch ein Übertageleitungssystem (3, 4, 5), dann durch den innen hohlen Bohrstrang (6, 7, 8) zum Bohrwerkzeug (9).

• Entfernen aller vom Meißel erbohrten Bohrkleinteilchen von der Bohrlochsohle • Austragen des Bohrkleins durch den Ringraum der Bohrung • Kühlung und Schmierung der Arbeitselemente, die sich infolge der mechanischen Arbeit an der Bohrlochsohle stark erwärmen • Abstützen der nicht standfesten Gesteine an der Bohrlochwand • Isolierung der zu durchbohrenden Horizonte durch Bildung einer Schutzschicht (Filterkuchen) • Inschwebehalten des Bohrkleins bei Unterbrechung der Spülungszirkulation • Erzeugen eines Gegendruckes gegen das Eindringen von Gas, Öl, Wasser oder ähnlichen Lagerstätteninhalten aus den durchbohrten Formationen • Übertragung der hydraulischen Energie zur Bohrlochsohle zum Betrieb von Bohrlochsohlenmotoren oder als hydraulische Energie für die Bohrlochsohlenreinigung

Um diesen Aufgabenstellungen gerecht zu werden, wird eine große Anzahl unterschiedlicher Spülungsarten verwendet, die von gasförmigen über wasser- und ölbasischen Spülungen bis hin zu Spülungen mit diversen Zusätzen reichen.

Wesentliches Kriterium für die Kennzeichnung einer Spülung ist ihre Dichte, da diese über den erzeugbaren hydrostatischen Druck im Bohrloch die Bohrlochstabilität beeinflusst. Ein höheres Gewicht wird in der Regel über die Zugabe von Schwerspat erreicht.

Abb. 39: Rotary-Spülbohranlage [1]

Am Meißel (9) tritt die Spülung in das offene Bohrloch und steigt im Ringraum zwischen Bohrstrang und Bohrlochwand nach oben. Über Tage wird die Spülung über ein Reinigungssystem für Feststoffe, bestehend aus Sieben (12), Zyklonen und Zentrifugen geleitet, um sie möglichst feststofffrei dem Saugbehälter wieder zuzuführen.

Je nach Art des zu erbohrenden Untergrundes und dem eingesetzten Bohrverfahren sowie dem Ziel der Bohrung müssen folgende Aufgaben von der Spülung erfüllt werden:

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Ein ebenfalls wichtiger und oft eingesetzter Zusatz ist das Bentonit, das verschiedene Aufgaben übernimmt. Bentonite sind Tone, die aufgrund des Montmorillonit-Gehaltes quellfähig sind und somit thixotrope Gele erzeugen. Diese suspensionsstabilisierende Wirkung stellt sich bei der Spülung ein, wenn die Zirkulation z.B. zum Nachsetzen von Bohrgestänge oder dessen Ausbau gestoppt wird. Die Bohrspülung vergelt und die darin befindlichen Feststoffe bleiben in der Schwebe. Durch das Verhindern der Sedimentation wird dem Festwerden des Bohrstranges entgegengewirkt.

Gleichzeitig bildet sich an der Bohrlochwand ein sog. Filterkuchen aus, der den Zufluss von Grundwasser in das Bohrloch und Wasserverluste der Spülung in das Gebirge verhindert. Weiterhin besitzt Bentonit reibungsmindernde Eigenschaften.

Die nachstehende Tabelle 3 zeigt eine Auswahl unterschiedlicher Spülungsarten anhand einer Dichteskala.

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WEITERBILDUNG Tab. 3: Spülungsarten, dichteabhängige Unterteilung nach [1]

Spülungsdichte in kg/l

0 bis 0,83

0,83 bis 1,0 1,0 bis 1,2 1,2 1,2 bis 1,25 ab 1,33 ca. 1,44 1,44 bis 2,4

Spülungsart

Type of mud

Luft Spülnebel Stabiler Schaum Schaum unter Druck Belüftete Spülung Ölspülung Klarwasserspülung Betonitspülung Gelförmige Wasserspülung Salzwasserspülung Wasserspülung mit Naturton Beginn der beschwerten Spülungen Gesättigte CaCl2-Spülung Beschwerte Spülung (Schwerspat)

Air flush fog Stable foam Foam under pressure Ventilated mud Oil mud Mud with clear water Mud with benotite Gelatinous water-mud Saltwater mud Water-mud with natural clay Start of the weighted mud Saturated CaCl2-mud Weighted mud (barium sulfate)

Quellenverzeichnis [1] WIRTH Maschinen- und Bohrgeräte – Fabrik GmbH: Bohtechnisches Handbuch, Ausgabe 2002.

[2] Arnold, Werner: Flachbohrtechnik Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1993.

[3] DIN Taschenbuch 272:Bohrtechnik, Beuth Verlag, 1999.

[4] Sandvik Tamrock Corp.: Rock Excavation Handbook, Sandvik Tamrock Corp., 1999.

[5] Sandvik BPI: Firmeninformation.

[6] Ernst-Georg Fengler: Grundlagen der Horizontalbohrtechnik, Schriftenreihe aus dem Institut für Rohrleitungsbau an der Fachhochschule Oldenburg, Band Nr. 13, Vulkan-Verlag, 1998.

[7] Nordmeyer GmbH & Co. KG: www.nordmeyer.de [8] WIRTH Maschinen- und Bohrgeräte – Fabrik GmbH: www.wirth-europe.de [9] Atlas Copco MCT GmbH: www.atlascopco.com [10] Schlumberger Limited: www.slb.com [11] Palmer Industries Inc.: www.palmerbit.com [12] Caterpillar Inc.: Caterpillar Performance Handbook, Edition 33, 2002.

[13] Diedrich Drill Inc.: www.diedrichdrill.com [14] BAT Bohr- und Anlagentechnik GmbH: Firmeninformation.

[15] Harnischfeger Corporation, P&H Mining Equipment: www.phmining.com [16] Institut für Bergbau, TU Clausthal: Bilderdatenbank.

[17] Sandia National Laboratories: www.sandia.gov [18] Dimatec Inc.: www.dimatec.com

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 Tagebau- und 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 | thomas.hardebusch@tu-clausthal.de www.bergbau.tu-clausthal.de

[19] Ernst-Ulrich Reuther: Einführung in den Bergbau - Verlag Glückauf GmbH, 1982.

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Gewinnungssprengungen in einer deutschen Großstadt – Erfahrungen, Optimierung und Emissionsschutz am Beispiel der Rheinkalk GmbH

von Dipl.-Ing. Uwe Stichling Abteilung Umweltschutz und Genehmigung | Rheinkalkwerk GmbH Wülfrath | Deutschland

I

m Kalkwerk Dornap der Rheinkalk GmbH wird seit über 100 Jahren Kalkstein in Steinbrüchen abgebaut. Die Steinbrüche sind durch Schienenwege und Straßen getrennt sowie von Wohnbebauung umgeben. Es werden jährlich rund 1,5 Mio. t Kalkstein mit Bohr- und Sprengarbeit abgebaut. Die Einhaltung der immissionsschutzrechtlichen Vorgaben hat höchste Priorität und ist existentiell für den Standort. Im Beitrag werden die Maßnahmen vorgestellt, die eine sichere, regelkonforme und verträgliche Sprengarbeit am Standort Dornap ermöglichen. Zielsetzung ist dabei immer ein verträgliches Miteinander von Steinbruch und Nachbarschaft.

Einführung Die Rheinkalk GmbH mit Sitz in Wülfrath betreibt in Deutschland an zehn Standorten Kalksteinbrüche und Kalkwerke. Sie gehört zur belgischen Lhoist Group, dem weltweit größten Kalkproduzenten.

Das Kalkwerk Dornap in Wuppertal ist neben Wülfrath eines der beiden Gründungswerke der Gruppe. Kalksteingewinnung und Kalkerzeugung im niederbergischen Kalkrevier haben eine sehr lange Tradition, die sich bis ins späte Mittelalter zurückverfolgen lässt.

Seit dem Jahr 1887 wird in Dornap großindustriell Kalkstein abgebaut und zu Kalk gebrannt, der dann über die Eisenbahn in großen Mengen frachtgünstig an die Stahlwerke an der Ruhr geliefert wurde. Die begünstigenden Faktoren Lagerstätte, Eisenbahn und Arbeitskräfte ließen so einen bedeutenden Kalkstandort am Rand der Großstadt Wuppertal entstehen.

Das Werk Dornap liegt am westlichen Rand der Stadt Wuppertal direkt an der Grenze zum Kreis Mettmann. Der Brennbetrieb ist im Jahr 1999 stillgelegt und in das Werk Flandersbach verlagert worden. Seitdem werden im Werk Dornap nur noch ungebrannte Körnungen hergestellt, der chemisch brennfähige Anteil des Kornbands wird mittels LKW nach Flandersbach transportiert, um die hochwertige Lagerstätte weiterhin möglichst optimal zu nutzen. Die Rohstoffgrundlage des Werks Dornap ist der Gruiten-Dornaper Massenkalkzug, der bedingt durch Bebauung und Verkehrslinien in vier großen Steinbrüchen aufgeschlossen ist. Die Steinbrüche selbst sind durch Tunnel untereinander verbunden. Gekennzeichnet ist der Standort durch eine hohe Dichte an Verkehrswegen und eine, teils direkt an die Steinbrüche angrenzende, dichte Wohnbebauung.

(Abb. 1)

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Abb. 1: Luftbildübersicht

In Betrieb sind heute nur noch die Steinbrüche Hahnenfurth und Voßbeck. Der Steinbruch Hanielsfeld beherbergt noch die zentrale Vorbrechanlage, der ehemalige Steinbruch Schickenberg dient als Sedimentationsbecken für die Waschabgänge aus Gesteinswäsche und Klassierung.

Der Steinbruch Voßbeck wurde seit Ende der 1960er-Jahre übergangsweise als Sedimentationsbecken genutzt und war rund 20 Jahre nicht in Abbau.

In den Steinbrüchen Hahnenfurth und Voßbeck stehen allerdings noch bedeutende Kalksteinvorräte an. Eine weitere laterale und vertikale Erweiterung des Steinbruchs Hahnenfurth nach Süden hin ist geplant. Die Gewinnung erfolgt derzeit ausschließlich im Steinbruch Voßbeck, da der Steinbruch Hahnenfurth wegen der geplanten Erwei-

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TECHNOLOGIETRANSFER terung gestundet ist. Die Gewinnung des hier anstehenden, mitteldevonischen Kalksteins erfolgt klassisch durch Bohr- und Sprengarbeit. Dabei werden sowohl Bohrloch- als auch Großbohrlochsprengungen durchgeführt.

(Abb. 2).

südlich die Bundesstraße B 7. Der Abstand der genehmigten Steinbruchgrenze zur nächsten Wohnbebauung beträgt teils nur 100 m Luftlinie (Abb. 3).

Der Steinbruch Voßbeck ist mittels eines Planfeststellungsbeschlusses, der damals zuständigen Bezirksregierung Düsseldorf vom Dezember 1996, genehmigt worden.

Darin sind die lateralen Abbaugrenzen und die maximale Abbauteufe von +60 m NN festgelegt worden. Ab etwa +145 m NN muss der hier anstehende Grundwasserspiegel unterschritten und der Steinbruch gesümpft werden.

Bedingt durch die große Nähe der Wohnbebauung ist damals eine Erschütterungsprognose erstellt worden (1).

Darin wurden gutachterlich Lademengenbegrenzungen festgelegt, die zunächst bei maximal 48 kg/Zündzeitstufe lagen. Mit dieser Begrenzung kam die Prognose damals zu Erschütterungswerten, welche die Anhaltswerte der DIN 4150 (5) nicht überschritten. Dabei wurde in der Prognose

Abb. 2: Abbau im Steinbruch Voßbeck

Versuche zu einer sprengstofflosen Gewinnung haben gezeigt, dass ein Lösen durch Reißen mittels eines Hydraulikbaggers oder mittels eines Hydraulikhammers nicht wirtschaftlich durchzuführen ist. Die jährliche Fördermenge beträgt rund 1,5 Mill. tH. Es wird an sechs Tagen der Woche gearbeitet, wobei an Samstagen keine Sprengarbeiten stattfinden. An den übrigen Wochentagen wird täglich mindestens eine Gewinnungssprengung durchgeführt.

Es werden vergleichsweise kleine Sprenganlagen von im Schnitt zwischen 5 bis 10 000 t angelegt, die wiederum begründet sind durch qualitative Anforderungen an das Haufwerk und die Nähe zur Wohnbebauung. Geladen wird das Haufwerk mit Radladern der 6 bis 7 m³-Schaufelklasse.

Mittels SKW der 50-t-Nutzlastklasse wird das Material zur zentralen Vorbrechanlage im ehemaligen Steinbruch Hanielsfeld transportiert.

Lokale Rahmenbedingungen für Gewinnungssprengungen Die Rahmenbedingungen für Gewinnungssprengungen im Werk Dornap sind denkbar schlecht. Der Standort ist gekennzeichnet durch eine Reihe von Faktoren, welche die Sprengarbeiten sehr erschweren und teils nahezu unmöglich machen.

Der Steinbruch Voßbeck ist auf drei Seiten von Wohnbebauung umgeben, westlich verläuft die Landstraße L 74,

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Abb. 3: Luftbild Steinbruch Voßbeck

eine konventionelle Zündung mit elektrischen Zeitzündern von 20 ms Verzögerung unterstellt. Eine Unterteilung der Ladesäule durch Zwischenbesatz und unterschiedliche Zündzeiten in den getrennten Ladesäulen war bereits vorgesehen. Es waren sowohl Bohrloch- als auch Großbohrlochsprengungen vorgesehen. Als Sprengmittel kamen lo-

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TECHNOLOGIETRANSFER sprengung im Steinbruch Voßbeck über 700 m weit in die Wohnsiedlung Kirchenfeld geschleudert wurden. Dabei gab es Sachschaden, aber zum Glück keinen Personenschaden. Der Steinbruch Voßbeck wurde daraufhin von der Behörde für drei Monate stillgelegt. Die Ursache des Sprengunfalls konnte trotz Hinzuziehen mehrerer Sachverständiger nicht restlos aufgeklärt werden.

Heute wird angenommen, dass nicht bemerkte Sprengstoffreste einer alten Sprengung zu einer punktuellen Überladung und somit zu dem Steinflug geführt haben. Dafür spricht die Tatsache, dass die auslösende Sprenganlage alte Steinbruchwände zu einer neuen Wand zusammenführen sollte. Sprengtechnische Fehler oder menschliches Versagen konnten nicht nachgewiesen werden (Abb. 5).

Abb. 4: Besetzen einer Sprenganlage im Steinbruch Voßbeck

ser ANC-Sprengstoff, patronierter gelatinöser Sprengstoff und – nach Bedarf – Sprengschnüre zum Einsatz. Aufgrund der vergleichsweise kleinen Lademengen wurde ein Mischfahrzeug nicht eingesetzt (Abb. 4).

Verbunden mit der Genehmigung war die Auflage, an ausgewählten Immissionsorten die Erschütterungen aus den Gewinnungssprengungen kontinuierlich zu überwachen. Es wurden sieben Dauermessstationen eingerichtet und seitdem betrieben.

Eine Dauermessstation besteht aus einem geeichten Erschütterungsmessgerät, das die ankommenden Schwingungen und die jeweiligen Frequenzen am Fundament in allen drei Richtungen aufnimmt.

Zusätzlich finden Überprüfungen der Messergebnisse durch eine nach § 26 BImSchG anerkannte Messstelle statt. Dabei wird sowohl am Fundament als auch im ersten Vollgeschoss normgerecht gemessen.

Die Wiederinbetriebnahme des Steinbruchs Voßbeck war mit zusätzlichen, verschärften Auflagen – wie eine feste Vorgabe zum Seitenabstandsverhältnis, eine detaillierte Wandaufnahme, eine detaillierte Dokumentation der Sprenganlagen, ein temporäres Verbot von Großbohrloch-

Abb. 5: Sprengunfall

Wiederaufnahme der Gewinnungssprengungen Mit diesen sprengtechnischen Parametern wurde der gestundete Steinbruch Voßbeck im Jahr 1997 wieder in Betrieb genommen. Es kam immer wieder zu Beschwerden über Erschütterungen, die aber nicht den Betrieb infrage stellten. Im Oktober 2004 kam es bedauerlicherweise zu einem Sprengunfall, bei dem Steine aus einer Gewinnungs-

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sprengungen und vor allem das Verbot des Einsatzes von losem ANC-Sprengstoff –verbunden. Dieses Verbot konnte dahingehend gelockert werden, dass ANC-Sprengstoff in einen in das Bohrloch eingebrachten Plastikschlauch eingebracht werden darf. Der Plastikschlauch verhindert ein unkontrolliertes Verlaufen des losen Sprengstoffs in eventuell vorhandene Klüfte, was zu einer gefährlichen Ansammlung von Sprengstoff im Gebirge führen könnte (Abb. 6).

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TECHNOLOGIETRANSFER lichen. Eine weitere Forderung, die später noch hinzukam, war die Einhaltung von rund 60 % des Anhaltswerts aus der Tabelle der DIN 4150, Teil 3 (5). In dieser Tabelle werden die zulässigen Anhaltswerte für verschiedene Gebäudearten am Fundament und im obersten Vollgeschoss genannt. Empirisch konnte aus vielen Messungen in Dornap und Flandersbach ein Übertragungsfaktor zwischen Fundament und oberster Deckenebene von etwa 3 bis 5 abgeleitet werden (1, 3). Der Grenzwert der obersten Deckenebene kann ansonsten nicht sicher eingehalten werden (Tab. 1).

Abb. 6: Einsatz von ANC-Sprengstoff in Plastikschläuchen

In der Tabelle 2 sind Maßnahmen und sprengtechnische Parameter dargestellt, die verändert beziehungsweise optimiert wurden. Nicht alle Maßnahmen haben eine spürbare oder deutliche Wirkung gezeigt. Eine drastische

ANC-Sprengstoff wird seitdem nur noch in Plastikschläuchen eingesetzt, der Sprengmitteleinsatz ist daher ein großes Problem. Erschwerend kommt dabei hinzu, dass seit dem Unterschreiten der +145 m-Sohle der AbTab. 1: Maximal zulässige Erschütterungswerte an Gebäuden bau im Grundwasser stattfindet und somit Wasser in den Bohrlöchern ansteht. Seit einer sprengtechniAnhaltswerte für die Schwinggeschwindigkeit schen Optimierung erfolgt die Zündung alternierend vi [mm/s] nicht-elektrisch oder elektronisch. Des Weiteren ist Oberste DeFundament die Lademenge pro Zündzeitstufe bei einer AnnäheZeile Gebäudeart ckenebene, Frequenzen horizontal rung an Wohnbebauung noch weiter zu reduzieren.

10 bis 50 50 bis alle 1 bis 10 Es wurden Sprenganlagen mit Lademengen von unter Hz Hz 100 Hz* Frequenzen 10 kg/Zündzeitstufe abgetan, das Sprengergebnis war Gewerblich genutzte Bauten, erwartungsgemäß schlecht (Abb. 7).

1

Sprengtechnische Optimierung Es ist nahe liegend, dass unter den obigen Rahmenbedingungen eine wirtschaftliche Gewinnung dauerhaft nur schwer möglich ist. Daher wurden in Zusammenarbeit mit einem Sachverständigen für Erschütterungen – Dipl.-Ing. Josef Hellmann– sowie dem Spreng- und Zündmittellieferanten Orica Germany GmbH, Troisdorf, verschiedene Optimierungen durchgeführt. Alle Optimierungen hatten zum Ziel, eine wirtschaftliche Sprengarbeit mit möglichst optimalem Sprengergebnis bei Einhaltung der immissionsschutz-rechtlichen Auflagen zu ermög-

Industriebauten und ähnlich strukturierte Bauten

20

20 bis 40

40 bis 50

40

2

Wohngebäude und in ihrer Konstruktion und/oder Nutzung gleichartige Bauten

5

5 bis 15

15 bis 20

15

3

Bauten, die wegen ihrer besonderen Erschütterungsempfindlichkeit nicht denen nach Zeile 1 und Zeile 2 entsprechen und besonders erhaltenswert (z.B. unter Denkmalschutz stehend) sind

3

3 bis 8

8 bis 10

8

* Bei Frequenzen über 100 Hz dürfen mindestens die Anhaltswerte für 100 Hz angesetzt

Reduktion der Erschütterungen war nicht zu beobachten.

Festgestellt wurde allerdings eine gewisse Stabilisierung bei der Einhaltung eines Regelwerts von 2,0 bis 3,0 mm/s.

Einen sehr negativen Einfluss hat der relativ hohe Grundwasserspiegel, der zudem querschlägig – das heißt nach Norden und Süden – steil auf sein unbeeinflusstes Niveau wieder ansteigt und bekanntermaßen die Erschütterungen sehr gut weiterleitet.

Abb. 7: Sprengergebnis bei geringer Lademenge

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 2: Optimierungsumfang Maßnahmen/Optimierung

Ist-Zustand

Unterschiedliche Wandhöhen zwischen 10 und 20 m

15 m

Vorgaben zwischen 3,5 und 4,5 m

3,5 m

Seitenabstand zwischen 2,5 und 4,0 m

3,0 m

1- bis 4-Reihensprengungen

2-Reihen

Körnung des Endbesatzes

5 - 22 mm

Höhe des Zwischenbesatzes zwischen 1, 5 und 2,5 m Bohrlochdurchmesser von 95 bis 115 mm

1,5 m 105 - 115 mm

Primäre Zündung obere oder untere Ladesäule

obere

Lademenge pro Zündzeitstufe von 10 bis 50 kg

etwa 35 kg

Anzahl Zündzeitstufen im Bohrloch von 1 bis 3

maximal 2

Verzögerung von Bohrloch zu Bohrloch

24 ms

Verzögerung 2. Bohrlochreihe

16 ms

Verzögerung im Bohrloch

24 ms

Einsatz unterschiedlicher Sprengstoffe

X

Sprengsignale mittels ortsfester Sirene

X

Durchführung von Bürgerversammlungen

X

Regelmäßige Gespräche mit den Anwohnern

X

Genaue Ermittlung der Lage der Sprengungen

X

Dokumentation der Sprenganlagen

X

Fernabfrage Messstationen

X

Erschütterungsmonitoring und Beschwerdemanagement Bereits vor dem Sprengunfall war die umliegende Bevölkerung stark sensibilisiert. Durch die rund 20-jährige Betriebsunterbrechung waren Emissionen aus Gewinnungssprengungen weitgehend völlig unbekannt. Insbesondere die Siedlung Kirchenfeld ist für Wuppertaler Verhältnisse als sehr ruhige Wohnlage zu bezeichnen. Erschwerend kommt hinzu, dass durch die natürliche Fluktuation aus einer ehemaligen Werkssiedlung ein ganz normaler Wohnbezirk ohne größere Bindung an den Standort geworden ist (Abb. 8).

Einrichtung eines umfassenden Erschütterungsmonitorings und eines Beschwerdemanagements. Beide Maßnahmen haben zum Ziel, belastbare Daten über einen möglichst langen Zeitraum zu ermitteln, um auf dieser Basis eine gerichtsfeste gutachterliche Aussage zu erhalten.

Weiterhin schaffen Daten Transparenz und – bis zu einem gewissen Punkt – auch Vertrauen. Schließlich dienen beide Maßnahmen der Eigenüberwachung mit dem Ziel eines genehmigungskonformen Betriebs unter Einhaltung der Nebenbestimmungen. Zunächst wurde vor Aufnahme der Gewinnungssprengungen im Steinbruch Voßbeck in einem abgestimmten Umkreis eine flächendeckende Gebäudezustandserfassung an allen potenziell von Erschütterungen betroffenen Gebäuden durchgeführt. Dabei wurde der aktuelle Zustand des Gebäudes in einer Begehung erfasst und in einem Bericht dokumentiert. Der Eigentümer erhielt eine Ausfertigung dieses Berichts, ebenso der Auftraggeber. Bei späteren Schäden wird dieser Bericht als Grundlage für eine weitere Gebäudeeinschätzung herangezogen, notfalls als Beweis vor einem Gericht. Insgesamt wurden damit rund 100 unterschiedliche Gebäude erfasst.

Seit dieser Erfassung kam es öfter zu erneuten, gutachterlichen Gebäudeaufnahmen. Ursächliche Schäden wurden bislang nicht festgestellt, beziehungsweise Ansprüche konnten bislang erfolgreich abgewehrt werden.

Ein weiterer unverzichtbarer Punkt ist ein ausreichendes Netz von Erschütterungsmessstationen. An ausgewählten Gebäuden werden normgerechte Erschüttungsmessgeräte dauerhaft aufgebaut und zur kontinuierlichen Messung eingerichtet. Die Auswertung erfolgt in der Regel monatlich, wird aber individuell mit dem Eigentümer abgestimmt.

Eine Fernübertragung mittels Modem ist heute ebenfalls möglich, nicht teuer und bei besonders sensiblen Punkten sehr hilfreich. Der Sprengberechtigte ist damit in der Lage, sofort nach einer Sprengung das Ergebnis abzurufen und gegebenenfalls bei der Planung der nächsten Sprenganlage dieses zu berücksichtigen.

Abbildung 9 zeigt ein solches normgerechtes Erschütterungsmessgerät, welches heute standardmäßig bei Rheinkalk eingesetzt wird.

Die sensibilisierte Öffentlichkeit im Umfeld führte zur

Abb. 9: Erschütterungsmessgerät der ZEB

Abb. 8: Wohnsiedlung Wuppertal-Kirchenfeld

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Trotz dieser Maßnahmen sind Beschwerden über Erschütterungen oder Sprengknall doch noch sehr häufig.

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TECHNOLOGIETRANSFER Die Emissionen werden von der Bevölkerung aufmerksam beobachtet, Auffälligkeiten werden sofort an die zuständige Aufsichtsbehörde weitergeleitet. Mit diesen Beschwerden muss umgegangen werden. Rheinkalk hat ein Beschwerdemanagement seit Anfang 2008 in das bestehende QM-System integriert und somit auch weitgehend formalisiert sowie automatisiert. Der betroffene Personenbereich – Werksleiter, Meister, Sprengberechtigte, Immissionsschutzbeauftragter – wird automatisch nach Eingabe in das System benachrichtigt und zum Handeln aufgefordert. Nach unseren Erfahrungen ist dabei der betroffene und auch sich beschwerende Personenkreis relativ konstant und überschaubar. Selbst bei Bürgerinitiativen sind es eigentlich immer nur wenige Ansprechpartner, mit denen man sich auseinandersetzen muss. Ein ständiger Kontakt zu diesen Personen ist ungemein wichtig. Allerdings darf man dabei nicht vergessen, dass die persönliche Kontaktpflege einen großen Zeitaufwand und hohen persönlichen Einsatz bedarf.

Erfahrungen aus fast zehn Jahren Gewinnungssprengungen

Zusammenfassung Die Durchführung von Gewinnungssprengungen – zumal in einer deutschen Großstadt – ist nicht einfach, die Akzeptanzschwelle der Anwohner wird immer niedriger.

Anhand der Durchführung und Optimierung von Gewinnungssprengungen im Steinbruch Voßbeck der Rheinkalk GmbH wurde aufgezeigt, wie solche Gewinnungssprengungen trotz sehr schwierigen Rahmenbedingungen noch machbar sind. Nur mit ständigem, höchstem technischen Aufwand und Know-how sowie permanenter Schulung des Sprengpersonals sind die geschilderten Maßnahmen wirtschaftlich durchzuführen. Begleitende Maßnahmen wie ein Gebäude- und Erschütterungsmonitoring sind unter bestimmten Rahmenbedingungen unverzichtbar. Ebenso unverzichtbar ist bei solchen Optimierungsprozessen die Unterstützung durch den Zünd- und Sprengmittellieferanten sowie einen kompetenten Sprengsachverständigen, da der Betrieb allein diese Aufgabe weder fachlich noch personell bewältigen kann.

Im Steinbruch Voßbeck wird seit nahezu zehn Jahren Kalkstein mittels Bohr- und Sprengarbeit abgebaut. Dabei wurden umfangreiche sprengtechnische, organisatorische und informative Optimierungen durchgeführt.

Quellenverzeichnis 1.

Rheinkalk GmbH, Wülfrath. Interne Unterlagen

Folgende Erfahrungen lassen sich festhalten:

2.

Orica Germany GmbH, Dortmund.f

3.

Dipl.-Ing. Josef Hellmann, Dortmund.

4.

Westspreng GmbH, Finnentrop-Fretter.

5.

Deutsches Institut für Normung: DIN 4150 - Erschütterung im Bauwesen, Teil 1 bis 3. Berlin: Beuth Verlag, 1999.

• Eine möglichst individuelle Wahl des Verzögerungsintervalls bewirkt nachweislich eine Minderung der Sprengemissionen und ein besseres Sprengergebnis (Haufwerk).

• Bei einer geteilten Ladesäule ist nicht eindeutig nachweisbar, welche Initiierung (von oben oder von unten) einen Einfluss auf die Sprengemissionen hat. Allerdings bewirkt die Initiierung von der Wohnbebauung weg eine Minderung der Sprengerschütterungen.

• Die Nähe zum Grundwasser ist eindeutig ein sehr negativer Faktor und bewirkt erhebliche sowie weite Übertragungen.

Eine effektive und vorlaufende Gebirgsentwässerung führt zu einer deutlichen Verbesserung.

• Eine vorlaufende Gebäudezustandserfassung schafft Vertrauen und Rechtssicherheit. Unberechtigte Forderungen können so gerichtsfest zurückgewiesen werden.

Dipl.-Ing. Uwe Stichling Uwe.Stichling@rheinkalk.de | www.rheinkalk.de

• Eine repräsentative und normgerechte Erfassung der Sprengerschütterungen ist als Nachweis eines genehmigungskonformen Betriebs unverzichtbar.

• Eine strukturierte Erfassung und Bearbeitung von Anwohnerbeschwerden schafft Objektivität, Transparenz und Vertrauen im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses.

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TECHNOLOGIETRANSFER

Einsatz selbststeuernder Vertikalbohrsysteme in Bohrprojekten mit höchsten Anforderungen an die Zielgenauigkeit von Dipl.-Ing. Kai Schwarzburg Geschäftsführer der MICON Drilling GmbH | Nienhagen | Deutschland

B

ei der Erkundung und Erschließung von Lagerstätten im internationalen Bergbau kommen aufgrund der zunehmenden Teufen vermehrt selbststeuernde Richt- und Zielbohrsysteme zum Einsatz. Im Beitrag werden zwei abgeschlossene Projekte vorgestellt, in denen die Funktion und Handhabung dieser Systeme erläutert wird.

Die Erkundung und Erschließung von Lagerstätten im weltweiten Bergbau erfordert mit zunehmenden Teufen vermehrt den Einsatz von zuverlässig arbeitenden selbststeuernden Richt- und Zielbohrsystemen. Die Einsatzgebiete dieser Systeme erstrecken sich hierbei über das gesamte Spektrum der Bohrtechnik im Bergbau – von Gefrierbohrungen über Entgasungsbohrungen bis hin zu Pilotbohrungen für das Raise Boring. Im Folgenden werden repräsentativ zwei abgeschlossene Projekte vorgestellt, in denen die Funktion und Handhabung dieser, den Stand der Technik definierenden Systeme erläutert wird: • Niederbringung von Gefrierbohrungen mit einem Durchmesser von 8 ½“ bis in eine Endteufe von 650 m in einem vorgegebene Zielfenster von 0,3 m Durchmesser für ein Schachtbauprojekt in Polen.

• Bohren eines Pilotlochs mit einem Durchmesser von 13 ¾“ bis in eine Teufe von 865 m in ein vorgegebenes Zielfenster von ebenfalls 0,3 m Durchmesser für eine nachfolgende Raise Bohrung im kanadischen Goldbergbau.

Die möglichen Kombinationen dieser ursprünglich für spezifische Anwendungen entwickelten Systeme mit den unterschiedlichen zur Verfügung stehenden und eingesetzten Bohrsträngen und -anlagen sowie die stark variierende Geologie in den unterschiedlichen Bereichen des Bergbaus bei gleichmäßiger und zuverlässiger Funktionsweise heben diese Selbststeuernden Systeme von der herkömmlichen Richtbohrtechnik ab.

Aufbau und Funktionsweise des MICON -RVDS Im Bohrstrang wird das so genannte Rotary Vertical Drilling System (RVDS) direkt hinter dem Rollenmeißel eingesetzt. Das MICON-RVDS besteht dabei aus zwei 1,5 m langen Komponenten (Abb. 1).

Die untere Komponente trägt auf einer nicht mitrotierenden Hülse die Steuerrippen, sowie die Steuer- und

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Abb. 1: Schnittdarstellung des MICON-RVDS

Messelektronik. In der oberen Komponente sind die Energieversorgung, die Datenübertragung und der Hydrauliktank angeordnet.

Während des Bohrens werden kontinuierlich die aktuellen Neigungswerte gemessen und mit den geforderten Werten abgeglichen. Weichen die gemessenen Werte von den geforderten Werten ab – wandert also das Werkzeug aus der Vertikalen aus – werden die Steuerrippen aktiviert und steuern dem Neigungsaufbau entgegen. Die aktuell gemessenen Neigungswerte werden in Signale gewandelt und von der unteren an die obere Komponente zur Übertragung nach über Tage übergeben. Gleichzeitig werden diese Messwerte neben anderen relevanten Daten wie Spülstrom, Bohrlochtemperatur und Steuerstatus im RVDS intern gespeichert.

Von der oberen Komponente aus werden die eingehenden Signale mittels der so genannten Positiv-Puls-Technologie nach über Tage übertragen. Ferner befinden sich in der oberen Komponente eine Turbine und ein Hydrauliktank. Durch den Spülstrom wird diese Turbine angetrieben. An die Turbine sind ein elektrischer Generator und die Hydraulikpumpen angeschlossen. Bei laufender Turbine wird sowohl die benötigte elektrische Energie für die interne Stromversorgung als auch der hydraulische Druck zur Betätigung der Steuerrippen erzeugt. Im Hydrauliktank

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TECHNOLOGIETRANSFER wird das Hydrauliköl zum Ausgleich von kleinen Leckagen vorgehalten.

Je nach Einsatzzweck wird das RVDS in Einzelkomponenten oder komplett montiert ausgeliefert – für den Einsatz auf Raise-Bore-Maschinen üblicherweise in 1,5 m langen Komponenten, für den Einsatz auf Rotary-Bohranlagen gewöhnlich komplett montiert in einer Länge von 3 m. Abgestimmt auf den Bohrungsdurchmesser werden verschiedene RVDS eingesetzt.

Die üblichen RVDS-Durchmesser sind: • 7 ¾“, • 10“ und • 12 7/8“

mit den passenden Steuerrippen in Bohrungsdurchmesser. Gängige Bohrungsdurchmesser sind:

und Bohrungen für Versorgungsleitungen im Bergbau zu nennen. Die Bohrungsdurchmesser in diesen Anwendungen weichen mit 16“ beziehungsweise 17 ½“ von den oben genannten ab.

RVDS-Einsatz in Gefrierbohrungen in Lagoszow, Polen Für das nachfolgende Teufen eines Förderschachts in Lagoszow, Polen, war es notwendig im Vorlauf das Gebirge mittels Gefrierbohrungen zu stabilisieren (Abb. 2). Hierfür sind insgesamt 36 Bohrungen mit dem 7 ¾“ x 8 ½“-RVDS abwechselnd auf 430 und 650 m geführt worden.

Die Bohrlochgarnitur (Bottom Hole Assembly –BHA) bestand bis in eine Teufe von 430 m aus einem IADC 1-1-7

Tab. 1: RVDS-Feldergebnisse von 1993 bis 2008 (153 Projekte)

• 8 ½“,

RVDS

Drilled distance by continent

7 ¾” (8 ½” – 9 7/8” holes)

18,739 m

• 9 ½“, • 12 ¼“,

Europe

Average deviation 0.05 %

• 13 ¾“,

-

Asia

-

• 15“ und

-

Australia

-

-

Africa

-

-

North America

-

-

South America

-

Total

18,739 m

Worldwide

0.05 %

9 ½“ (12 ¼“ – 13 ¾“ holes)

7,948 m

Europe

0.13 %

3,879 m

Asia

0.23 %

1,738 m

Australia

0.08 %

753 m

Africa

0.23 %

1,010 m

North America

0.10 %

-

South America

-

Total

15,328 m

Worldwide

0.15 %

10“ (12 ¼“ – 13 ¾ holes)

1,290 m

Europe

0.04 %

1,104 m

Asia

0.04%

573 m

Australia

0.10 %

• 17 ½“.

Für davon abweichende Durchmesser werden die Systeme angepasst.

Einsatzgebiete Die RVDS werden fast ausschließlich in Bereichen eingesetzt in denen höchste Anforderungen an die Genauigkeit mit Hinblick auf Bohrungsverlauf und Zielfenster gestellt werden.

Der Bohrungsdurchmesser 8 ½“ ist beispielsweise ein gängiger Durchmesser für Gefrierbohrungen. Hier ist ein kleines Zielfenster zu treffen bei gleichzeitig möglichst geradem Verlauf der Bohrung von Bohransatz bis auf Endteufe.

Die Bohrungsdurchmesser 12 ¼“, 13 ¾“ und 15“ sind übliche Durchmesser im Raise Boring. Auch hier sind die Anforderungen gleich denen bei Gefrierbohrungen, ein möglichst gerader Bohrungsverlauf von Bohransatz bis auf Endteufe in ein kleines Zielfenster. Unabhängig vom Bohrungsdurchmesser liegen die mit dem RVDS erreichbaren Genauigkeiten auf die Bohrungslänge bezogen im Promillebereich – durchschnittlich sind in den vergangenen 15 Einsatzjahren Genauigkeiten von 0,25 m bezogen auf 500 m Bohrungslänge erreicht worden (Tab. 1).

Als weitere Einsatzgebiete sind noch Gasspeicherbohrungen sowie Entgasungsbohrungen

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-

Africa

-

835 m

North America

0.08 %

-

South America

-

Total

3,802 m

Worldwide

0.06 %

12 7/8“ (15“ – 17 ½“ holes)

3,056 m

Europe

0.05 %

-

Asia

-

3,315 m

Australia

0.07 %

3,818 m

Africa

0.06 %

2,062 m

North America

0.21 %

1,399 m

South America

0.34 %

Total

15,591 m

Worldwide

0.10 %

Total all RVDS-Sizes

53,460 m

Worldwide

0.09 %

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TECHNOLOGIETRANSFER RVDS-Einsatz in einer Pilotbohrung für nachfolgendes Raise Boring in Rouyn, Kanada

Abb. 2: Anordnung der Gefrierbohrungen in Lagoszow, Polen, mit der Darstellung der Bohrergebnisse konventioneller Methoden im Vergleich zum RVDS-Einsatz.

Für das nachfolgende Raisen eines Wetterschachts im kanadischen Rouyn wurde ein 13 ¾“-Pilotloch mit dem RVDS gebohrt. Die Bohrung wurde auf eine Endteufe von 865 m in ein Zielfenster von 0,3 m Durchmesser geführt.

Das BHA von Ansatz bis Endteufe bestand aus einem IADC 5-1-7 Rollenmeißel, dem 10“ x 13 ¾“-RVDS, einem Rollenräumer hinter dem RVDS, drei 12 7/8“ x 10 ½“ DI 22 Raise Bore Rods, einem untermaßigem Stabilizer und nachfolgend 12 7/8“ x 10 ½“ DI 22 Raise Bore Rods (Abb. 5).

beziehungsweise 1-1-8 Rollenmeißel, dem 7 ¾“ x 8 ½“RVDS, einem untermaßigem Stabilizer hinter dem RVDS, 6 ½“-Schwerstangen und 5“-APIBohrgestänge.

Die tieferen Bohrungen wurden aufgrund des härteren Gebirges ab einer Teufe von 430 m bis zur Endteufe mit einem IADC 4-3-7 Rollenmeißel aber sonst gleichem BHA gebohrt. Zusätzlich wurden drei Überwachungsbohrungen auf 650 und 850 m Teufe außerhalb des eigentlichen Gefrierkreises geführt (Abb. 3).

Abb. 5: Einbau des RVDS in RBM Robbins 85R.

Abb. 3: Aufnahme des RVDS auf Rigfloor.

Während des gesamten Projekts wurde parallel mit zwei Bohranlagen gebohrt. Durchschnittlich wurde ein Bruttobohrfortschritt von 3,6 m/h über den gesamten Projektzeitraum erreicht. Der Nettobohrfortschritt lag etwa um den Faktor 2 höher als der Bruttobohrfortschritt. Insgesamt wurden 18 000 m Gefrierbohrungen und 2 100 m Überwachungsbohrungen geteuft. Alle Bohrungen verliefen über die gesamte Bohrungslänge innerhalb eines „Zielzylinders“ mit einem Durchmesser von 0,3 m – inklusive dem Bohrungsdurchmesser von 0,2 m (Abb. 4).

Über die gesamte Bohrungslänge war keine Abweichung (Dogleg) messbar, das heißt die gerade Bohrung konnte ohne Einschränkung für das Raisen im geplanten Durchmesser von 4,5 m verwendet werden. Der im Raiseboren übliche Bohrfortschritt von 1,5 m/h wurde zu keiner Zeit unterschritten, mit dem Wechsel des verschlissenen Meißels wurde jeweils auch das RVDS gewechselt, insgesamt waren hierfür zwei Roundtrips auf einer Bohrungslänge von 865 m notwendig (Abb. 6)

Abb. 4: Ansicht der Bohranlagen in Lagoszow, Polen.

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Abb. 6: Durchbruch RVDS in Rouyn, Kanada.

Ausblick Derzeit sind folgende RVDS-Weiterentwicklungen in Planung beziehungsweise kurz vor Abschluss. In Planung ist die Entwicklung eines 3-D-Werkzeugs, ein System welches nach entsprechender Programmierung in jede beliebige Richtung im Raum bohren kann. Abgeschlossen sein wird die Entwicklung eines RVDS für das Bohren im Lufthebeverfahren im April/Mai 2009. Begleitend dazu wird ebenfalls sowohl die EM-Datenübertragung im Mai/Juni 2009 abgeschlossen sein wie auch die Bi-direktionale Kommunikation mit dem RVDS welches ein „umprogrammieren“ und kommunizieren während des Bohrens erlauben wird.

Für die Zukunft ist abzusehen, dass der Einsatz von selbststeuernden Systemen zunehmen wird. Dies hängt einerseits damit zusammen, dass die zunehmende Komplexität anstehender Projekte neue Lösungsansätze erfordert und anderseits das die bloße Verfügbarkeit dieser Systeme die Planung und Durchführung von bestimmten Projekten heute erlaubt, die vor fünf Jahren schon geplant waren, aber seinerzeit als nur mit großem Aufwand durchführbar galten. Als Beispiele seien hier nur aktuell abgeschlossene Raise-Bohrungen im Bergbau auf eine Endteufe über 1 000 m aus bestehenden Strecken heraus sowie Gefrierbohrungen mit höchsten Anforderungen an Verlauf und Zielgenauigkeit genannt.

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Maßgebende Innovationen in der konventionellen Vortriebstechnologie durch eine neue Bohrwagengeneration von Dipl.-Ing. Karl-Heinz Wennmohs, Senior Project Director, Global Strategic Customers, Atlas Copco MCT GmbH, Essen

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aßgebende Innovationen bei der Entwicklung der neuen Bohrwagengeneration führten zu einem Leistungssprung in der konventionellen Vortriebstechnik, der bis zu diesem Zeitpunkt nicht für möglich gehalten wurde. Einen wesentlichen Faktor neben der hohen Bohrleistung stellt die höhere Präzision der Kinematik dar. Diese erlaubt entscheidende Kosteneinsparungen bei Beton und Nachprofilierungen. Zeitgleich wurden Kundenwünsche wie die Vorbohrtechnologie, Aufzeichnen von Bohrparametern, Profilkontrolle und Kommunikationstechnik in diese neue Bohrwagengeneration implementiert.

Entscheidende Fortschritte in der Bohrtechnik wurden in den letzten Jahren durch die Entwicklung leistungsstarker Bohrhämmer und moderner Steuerungstechniken gemacht. Die ersten Schritte wurden dabei zunächst im Zusammenspiel mit vorhandener, bewährter Technik getätigt.

Ausgehend von zum Teil abenteuerlichen Baustellenkonstruktionen und Versuchen, die Bohrarbeit zu mechanisieren, wurde in den folgenden Jahren eine standardisierte Bohrwagentechnik entwickelt, die in den Grundüberlegungen nach wie vor aktuell ist. Die Ausgangsparameter waren die reine Bohrgeschwindigkeit und die daraus resultierende Bruttobohrgeschwindigkeit als Gesamtleistung des Bohrgeräts. Genauigkeit und Präzision waren zunächst in den sich entwickelnden Hochleistungsvortrieben nicht von hoher Wertigkeit. Eine Phase der Besinnung trat ein, nachdem die ersten Projekte aus Gründen der Profilgenauigkeit und den daraus resultierenden Kosten „an die Wand“ gefahren wurden. Später wird auf solch ein Beispiel noch näher eingegangen, und dabei gezeigt, welch hohe Kosten für ein Überprofil entstehen können.

In den Entwicklungsschritten bei den Bohrwagen wurden in erster Linie die zum jeweiligen Zeitpunkt entwickelten leistungsstärksten hydraulischen Bohrhämmer bevorzugt eingebunden. Dabei wurden die zum System

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„Bohrwagen“ gehörenden Komponenten häufig den nun zur Verfügung stehenden Bohrhammerleistungen angepasst. Diese Größen wurden in den Jahren wesentlich durch die Steigerung der Schlagleistung von hydraulischen Bohrhämmern geprägt und durchbrachen mit den 30-kW-Bohrhämmern für diesen Anwendungsbereich eine „Schallmauer“ – über diese Technik wurde bereits an dieser Stelle berichtet.

Den Sprung in eine neue Ära der Schlagbohrtechnik schafften die Konstrukteure, indem sie diese Technologie auf eine geeignete Plattform durch die Entwicklung neuer Systeme bei den für den Vorgang Bohren erforderlichen Komponenten brachten.

Neben den Bohrhämmern wurden zahlreiche Baugruppen innerhalb des Bohrwagens überarbeitet und zum Teil neu entwickelt. So wurde schon früh die Möglichkeit einer Kombination von Bohr- und Sprengarbeit erkannt und in den Vortriebsprozess übernommen.

Die Bohrleistung vollzog in den vergangenen 100 Jahren eine eindrucksvolle Entwicklung. Anhand von Bild 1 kann man erkennen, dass ausgehend von einem pneumatischen Bohrgerät um das Jahr 1907 mit einer Bohrleistung von 3 bis 5 Bohrmeter (Bm)/h und Mann nach einer Entwicklungszeit von einhundert Jahren eine Bruttoleistung von

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Abb. 1: Entwicklung der Bohrleistung von 1905 bis 2008.

450 Bm/h und Mann möglich ist. Parallel zu diesen Entwicklungen wurde die Sprengtechnik durch verbesserte Sprengstoffe und Zündsysteme den ständig wachsenden Anforderungen durch die Bohrtechnik gerecht

ten, und den großen Typen für den Tunnelvortrieb mit entsprechend größeren Querschnitten und Reichweiten – genutzt. Von 1980 bis 2008 wurden allein von diesem Typ für den Tunnelvortrieb mehr als 4 000 Exemplare gebaut.

Mit der Entwicklung der letzten Bohrhammergeneration – 30 kW Leistungsklasse – und den Anforderungen des Markts nach einer weiteren Steigerung der Bruttobohrleistung, größerer Genauigkeit und dem Wunsch nach Aufbau von Zusatzkomponenten, wurde eine neue Bohrarmgeneration entwickelt.

Diese sollte allen Anforderungen gerecht werden und den letzten Stand der Entwicklung repräsentieren.

Aus dieser langjährigen Entwicklungs- und Erprobungszeit entstand die Bohrarm-Baureihe BUT 45.

Neuartig bei dieser Anordnung und Bauweise sind zwei Rotationssysteme für die Lafettenbewegungen im Raum. Auch bei einer nachezu unbegrenzten Bewegungsmöglichkeit der Lafettenposition besticht bei diesem System die hohe Genauigkeit in der Parallelführung. Durch diese technische Lösung ist es möglich, auf Zylinder und Gelenke in diesem Bereich zu verzichten. Die Lafettenposition kann in Vortriebsrichtung um ±190° und in der Schwenkachse um ±135° bewegt werden (Bild 2).

Entscheidende Weiterentwicklungen bei den Bohrarmen Begonnen hatte die Bohrarmtechnik mit einfachen Rotationsbohrarmen, die den gesamten Ausleger über ein.

Drehsystem bewegten. Die Parallelhaltung der Lafette erfolgte zunächst durch mechanische Scherensysteme, die jedoch nur eingeschränkte Bewegungsmöglichkeiten besonders in den seitlichen Schwenkbewegungen der Lafette ermöglichten. Dann wurden die ersten Bohrarme, die in der X-Y-Achse Bewegungen durchführen konnten – jedoch mit getrennten Zylindersystemen in beiden Achsen – entwickelt. Die Parallelhaltung der Lafette erfolgte hydraulisch zum Teil mithilfe von Pilotzylindern. Anfang 1980 wurde der erste Bohrarm ohne Aufteilung der Bewegungen in den X-Y-Koordinaten entwickelt. Dadurch war es möglich, die Bewegungsvielfalt eines Bohrarms in geradlinige Bewegungen im Raum zu realisieren. Die Umsetzzeiten von Bohrloch zu Bohrloch wurden reduziert, gleichzeitig konnten diese neuen hydraulischen Kinematiksysteme mit einer gesteigerten Parallelhaltung im Raum die Genauigkeit des Bohrvorgangs steigern. Diese Bohrarmtechnik wurde in verschiedenen Bohrarmgrößen – entsprechend dem gewünschten Anwendungsbereich, wie zum Beispiel beim Einsatz in Bergwerken mit relativ kleinen Querschnit-

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Abb. 2: But-45-Bewegungen der Lafette mit Rotationssystemen.

Eine steigende Bohrgeschwindigkeit bedeutet im Allgemeinen einen Zeitgewinn bei der Auffahrung. Der neue Bohrarm zeichnet sich durch etwa 50 % schnellere Bewegungen gegenüber dem Vorgänger aus (Bild 3).

Durch die neu entwickelte Bauart wurde die Elastizität des Bohrarms um 50 % reduziert. Dies ermöglicht eine Positionierungs- und Wiederholgenauigkeit von maximal ±10 cm bei voller Auslage oder über einen Querschnitt von etwa 130 m².

Mit der optimalen Auslegung des Bohrarms kann nun ein etwa 30 % höheres Zusatzgewicht – zum Beispiel ein Stangenmagazin für das Vorbohren – angebaut werden.

Den Anforderungen der neuen Bohrhammerklasse mit 30 kW (oder höher) wurde entsprochen, der neue Bohrarm kann nun mit einer maximalen Andruckkraft von 25 kN

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Abb. 3: Baureihe der Atlas Copco Tunnelbohrwagen.

die Lafette gegen das Gebirge verankern. Dies hat seine Gültigkeit in der Vortriebs- und Ankerposition. Mit dieser Verankerungskraft wird eine sichere Bohrposition und die Voraussetzung für eine präzise Bohrung geschaffen.

Die neue Bohrwagengeneration Mit der Markteinführung des 30-kW-Hydraulikbohrhammers und des neuen Bohrarms BUT 45 wurde die für den Betrieb erforderliche Software überarbeitet und den neuen Techniken angepasst.

Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Bewegungsabläufe bei den Bohrarmbewegungen gelegt, da die höheren Umsetzgeschwindigkeiten maschinengerecht, das heißt mit optimierten Beschleunigungs- und Verzögerungswerten, gesteuert werden. Die Steuerungstechnik für Bohrhammer und Lafette wurde entsprechend den neuen Hardwaremöglichkeiten überarbeitet. Das Resultat ist eine nahezu perfekte Steuerung des Bohrvorgangs in den unterschiedlichsten geologischen Formationen bei Sprengloch-, Anker - und Langlochbohrungen.

Mit dieser neuen Technik werden Bohrwagen für die unterschiedlichsten Anforderungen gebaut, vom einarmigen Typ bis zur leistungsstärksten Bauform mit vier Bohrarmen und Servicekorb (Bild 4).

Tab. 1: Kenndaten des neuen 30-kW-Hydraulikbohrhammers mit neuen Bohrarm BUT 451.

Querschnitt

Bruttobohrleistung

6 bis 70 m²

120 Bm/h

Zweiarmig

8 bis 112 m²

220 Bm/h

Dreiarmig

20 bis 206 m²

320 Bm/h

Vierarmig

20 bis 153 m²

450 Bm/h

Einarmig

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Bohrlochdurchmesser 45 bius 64 mm, Granit 200 Mpa.

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Die Baureihe kann in Querschnitten von 6 bis 206 m² eingesetzt werden. Die möglichen Bruttobohrleistungen reichen von 120 bis 450 Bm/h (Tabelle 1).

Die Steigfähigkeit der Geräte in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit beträgt bei den ein- bis dreiarmigen Bohrwagen 1:4. Bei der vierarmigen Ausführung mit einem Gewicht von etwa 50 t beträgt die Steigfähigkeit 1:5.

Abb. 4: Neue Bohrwagengeneration BH XE 3 C.

Die wesentlich stärkeren Bohrhämmer benötigen für die hydraulische Versorgung je Bohrarm ein Antriebsaggregat von 95 kW elektrischer Antriebsleistung. Dies bedeutet bei den drei- und vierarmigen Geräten eine installierte Leistung von 285 bis 380 kW plus Zusatzaggregate. Daher werden diese Bohrwagen vorzugsweise für 1 000 Volt elektrischer Spannung betrieben.

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TECHNOLOGIETRANSFER Geräumige Kabinen für die Bedienung sind heute Stand der Technik. In der drei- und vierarmigen Bauform kann die Kabine in der Höhe verfahren werden.

Der Schallpegel während des Bohrvorgangs sollte 80 dB (A) nicht übersteigen.

Diese Bohrwagengeneration konnte die Bohrzeit innerhalb eines Abschlags im Vergleich von 1973 bis Ende 2007 um mehr als 50 % reduzieren. Im Vergleich zu allen anderen Teilvorgängen während eines Abschlags war diese Steigerung mit Abstand die Größte (Bild 5).

Abb. 5: Zeitaufwand pro Meter Tunnel und Teilvorgang während eines Abschlags im Vergleich 1973 bis 2007.

Optionen für Anforderungen in der Vortriebstechnik Serviceplattform Die aktuellen sicherheitstechnischen Anforderungenund die nun möglich gewordenen größeren Querschnitte durch die Bohrwagenbaureihe erforderten eine Weiterentwicklung der Servicebühnen. Besondere Merkmale sind nun ein FOPS-geprüftes klappbares Schutzdach und als Option eine Schwenkmöglichkeit des Korbs (Bild 6).

Bohrstangenverlängerungsmagazin Mit der neu entwickelten Bohrarmgeneration BUT 45 konnte erstmals ein Stangenmagazin für das Verlängerungsbohren bei Tunnelvortriebsarbeiten auf einem Atlas-Copco-Bohrwagen als Option aufgebaut werden.

Diese Technik wurde aus sicherheitstechnischen Anforderungen – die in Skandinavien in den Tunnelbau flossen – entwickelt. Ziel war es, dass während der Verlängerungsbohrarbeiten kein Arbeiter im Abb. 6: Serviceplattform mit klappbarem Schutzdach.

Abb. 7: Stangenmagazin für den Bohrarm BUT 45m.

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TECHNOLOGIETRANSFER Servicekorb für Stangenwechselarbeiten eingesetzt werden sollte. Der gesamte Arbeitsablauf für das Verlängerungsbohren muss aus der Kabine vom Bohrwagenfahrer gesteuert werden.

Das Vorbohren für das Erkunden und für die Injektionsarbeiten gehört im Hartgesteinstunnelbau als normaler Arbeitsvorgang innerhalb des Vortriebs dazu.

Für Injektionsarbeiten werden Bohrlöcher in den Längen von 20 bis 30 m mit einem Bohrlochdurchmesser von 64 bis 76 mm erstellt.

Das neu entwickelte Stangenmagazin „RHS E“ (Rod Handling System E) kann an Lafetten mit einer Bohrstangenlänge von 6,3 m angebaut werden (Bild 7). Das Magazin wird mit 8 x 3,05 m Bohrstangen mit fester Muffe bestückt.

Bei einem dreiarmigen Bohrwagen werden zwei Stangenmagazine installiert, die von der Kabine aus gesteuert werden.

Automatisierungsstufen Das weiterentwickelte Steuerungssystem erlaubt es dem Anwender, das Bohrgerät in drei verschieden Stufen zu fahren.

Abb. 8: Auswertung mit der Tunnel Manager Software.

ABC BASIC

In der Stufe „ABC BASIC“ werden dem Bediener auf dem Bildschirm nur die Neigungswinkel der Lafette im Raum angezeigt. Alle Bewegungen der Bohrarme und das Bohren selbst erfolgen manuell. Es werden keine Sprengbilder eingelesen und auch die Position des Bohrwagens in der Bohrposition wird nicht eingelesen.

ABC REGULAR

Bei der Stufe „ABC REGULAR“ wird der Bohrwagen über die Laserkoordinaten des Tunnels in die Bohrpositon eingerichtet. Die Sprengbilder liegen dem Bediener auf dem Bildschirm vor. Seine Aufgabe besteht darin, manuell den Bohrarm deckungsgleich mit dem Computersprengbild zu bringen. Alle Bohrdaten werden aufgezeichnet, und stehen für alle späteren Nutzungen zur Verfügung.

ABC TOTAL

Mit „ABC TOTAL“ steht ein vollautomatisches Bohrsys em dem Anwender zur Verfügung. Nach dem Positionieren des Bohrwagens in den Laser wird jeder Bohrarm gemäß der Programmierung im Sprengbild seine vorgeplanten Bohrlöcher in der gewünschten Reihenfolge bohren (Bild 8). Der Bohrwagenfahrer hat bei diesem Modus nur eine Kontrollfunktion. Sehr hilfreich ist die Möglichkeit, zu jedem Zeitpunkt in den Automatikmodus eines jeden Bohrarms einzugreifen und das System für diesen Bohrarm auf ABC REGULAR“ mit manueller Steuerung umzustellen.

Dies kann beispielsweise bei einem bestimmten Bohrloch oder bei einer Serie von Bohrlöchern der Fall sein. Danach kann das System, wenn gewünscht, wieder in den vollautomatischen Modus „ABC TOTAL“ wechseln.

Tunnel Manager Software für die Planung Wichtige Voraussetzung für die Planung und Auswertung von Bohrdaten ist die zur Verfügung stehende Software. Ein wichtiger Schritt war somit die Entwicklung der „Tunnel Manager

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TECHNOLOGIETRANSFER Software“ (TMS) für diese neue Bohrwagenbaureihe. Damit können die erforderlichen Streckenprofile gezeichnet und auch Sonderprofile konstruiert werden.

Entsprechend den bohr- und sprengtechnischen Vorgaben werden Sprengbilder erstellt und in den Bohrwagen übertragen. Alle aufgezeichneten Bohrdaten können mit dieser Software ausgewertet oder in Form von Protokollen ausgedruckt werden (Bild 9).

Abb. 9: Vorbohren und Auswerten der „MWD“-Daten mit dem Tunnel Manager.

Aufzeichnen und senden der Daten gemäß internationaler Standards

• Bohrgeschwindigkeit [m/min].

Ausgehend von den Erfahrungen in großen Bergwerken mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Geräten wurde nach einer Lösung für den Datenstandard gesucht. Damit alle Geräte in das Netzwerk des Bergwerks eingebunden werden können, wurde ein internationaler Standard für den Datenaustausch festgelegt. Dieser, mit dem Namen „IREDES“ (International Rock Excavation Exchange Standard) bezeichnete Ausdruck wurde von Atlas Copco und anderen Herstellern aufgegriffen und in die Gerätetechnik übernommen.

Aufzeichnen und Auswerten der Bohrparameter mittels „MWD”

• Hydraulischer Schlagwerksdruck [bar].

• Hydraulischer Vorschubdruck [bar].

• Hydraulischer Dämpferdruck (Hydraulischer Dämpfer im Bohrhammer) [bar].

• Drehzahl der Bohrstange [U/min].

• Hydraulischer Rotationsdruck [bar].

• Wasserspülung Durchfluss [l/min].

• Wasserspülung [bar].

Diese Daten werden in ihrer Gesamtheit während des Bohrvorgangs aufgezeichnet, jedoch gibt die reine Aufzeichnung der Daten nur bedingt eine Information über das anstehende Gebirge (Bild 10).

„Vor der Hacke ist es duster“; mit diesem Bergmannsspruch wurde die Unsicherheit in der Beurteilung des Berges und seiner Geologie zum Ausdruck gebracht. In den letzten Jahren sind zahlreiche Versuche unternommen worden, mit geeigneten Sensoren und Software bereits im Vorfeld mit Vorausbohrungen Daten aus dem Gebirge zu erhalten. Mit der Möglichkeit des nun verfügbaren Stangenmagazins bei der neuen Bohrwagengeneration und den Möglichkeiten einer optimierten Software für das Aufzeichnen und Auswerten der Bohrdaten sind vollkommen neue Möglichkeiten erschlossen worden.

Unter der Bezeichnung „MWD“ (Measure while drilling) kann nun in Verbindung mit diesen Bohrgeräten ein ganzes Spektrum an Daten während des Bohrens aufgezeichnet werden: Abb. 10: Vorbohren und Aufzeichen mit dem „MWD“-System – Acht Parameter.

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TECHNOLOGIETRANSFER Erst mit der Unterstützung einer geeigneten Software – diese ist im TSM enthalten – kann eine Analyse der Bohrungen mit unterschiedlichen Aufzeichnungsparametern erstellt werden. Als Ergebnis können nun Strukturen, Gesteinsübergänge sowie Hohlräume lokalisiert werden.

Werden diese Auswertungen in einem Bergwerk oder bei einem langen Tunnelvortrieb häufiger benötigt, können die ermittelten Werte – zum Beispiel Bohrgeschwindigkeiten und Rotationsdruck – jeweils bestimmten geologischen Formation in der Software zugeordnet werden. Mit den Informationen aus den Bohrungen sind so genannte „Überraschungen“ auf ein Minimum reduziert worden. Notwendige Maßnahmen können rechtzeitig eingeleitet werden.

Mehrkosten, die häufig durch dramatische geologische Änderungen hervorgerufen werden, können vermieden beziehungsweise abgeschwächt werden.

notwendig, vor dem nächsten Abschlag eine Kontrolle des letzten Abschlags durchzuführen (Bild 11).

Der Atlas-Copco-Profiler, als Option zum Aufbau auf einen Bohrwagen, erlaubt eine Aufnahme des letzten Abschlags im Zuge der Bohrarbeiten für den neuen Abschlag.

Da der Scanner Bestandteil der Bohrwagenelektronik ist, benötigt er keine Justierung und die Aufnahmen können mit den vorgegebenen Soll-Profilen im Bohrwagen verglichen werden. Bei kritischen Abweichungen können sofort notwendige Maßnahmen eingeleitet werden.

Die Zeit für einen Scanvorgang beträgt für ein 65 m² freigelegtes Profil etwa 5 min. Das Ergebnis wird auf einem separaten Bildschirm dargestellt und kann anschließend von der TMS verarbeitet werden. Spritzbetonstärken können, durch eine Aufnahme vor und nach dem Auftragen des Spritzbetons, exakt vermessen werden.

Scannen des Tunnelprofils

Schnittstelle zum Netz/Internet für den Datenaustausch

Eine Qualitätskontrolle des erstellten Hohlraums ist besonders bei mehrschaligen Ausbausystemen von immer größerer Bedeutung. Die Mehrkosten für ein ungenaues Ausbruchprofil können ein Projekt in die Verlustzone rutschen lassen. Es ist bekannt, dass es einen hohen Aufwand für die Beseitigung von Unterprofil erfordert, aber die Kosten für Spritzbeton bei einem Überprofil können über ein gesamtes Projekt ebenfalls eine gewaltige Kostenlawine verursachen. Kalkulatorisch kann man heute bei Verkehrstunneln durchaus mit 30 bis 50 €/cm Überprofil auf den Tunnelmeter je nach Querschnitt rechnen.

Daher ist es für alle Beteiligten am Vortrieb zwingend

Die neue Bohrwagengeneration hat die Möglichkeit, sich über eine Schnittstelle mit einem vorhandenen Datennetz, oder – wenn vorhanden – über WLan-Daten auszutauschen.

Informationen aus dem Bohrgerät können über jeden im Netzwerk angeschlossenen PC abgerufen werden, oder, wenn erforderlich, Daten – wie ein neues Sprengbild – zum Bohrwagen gesendet werden.

Mit dieser Möglichkeit können Wartungs-und Servicearbeiten geplant, aber auch Störungen analysiert und gegebenenfalls beseitigt werden.

Abb. 11: Profilkontrolle mit dem „Profiler“.

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TECHNOLOGIETRANSFER Bohr- und Sprengtechnik als Einheit Die Arbeitsvorgänge Bohren und Sprengen werden in Hochleistungsvortrieben zunehmend als zusammenhängende Arbeitsvorgänge angesehen. Eine Parallelisierung der Vorgänge Bohren und Sprengen ist sicherheitsbedingt noch nicht möglich, jedoch können die Arbeiten Bohren und Sprengen vernetzt werden. Erste Anfänge wurden in Skandinavien in der 1980er-Jahren mit dem Aufbau von Anfo-Systemen auf dem Bohrwagen gemacht. Mit der Einführung der Emulsionssprengstoffe wurde diese Möglichkeit wieder aufgegriffen und die Systeme Bohren und Sprengen gekoppelt. Die neue Bohrwagengeneration kann für die Verwendung von Emulsionssprengstoffen vorbereitet werden, indem so genannte Andockpunkte am Ende des Bohrwagens für das Sprengfahrzeug zur Verfügung gestellt werden. Durch den Bohrwagen werden zwei oder drei Ladesysteme durchgeleitet – zwei auf der Sohle und ein Ladesystem in den Ladekorb, wobei der Ladekorb zusätzlich mit einer Schlauchrückzugsautomatik ausgerüstet wird. Diese Rückzugsautomatik erlaubt bei konstantem Pumpvolumen mit variabler Rückzugsgeschwindigkeit die Sprengstoffmenge im Bohrloch zu dosieren (Bild 12).

Mit dieser Technologie können Profile mit hoher Genauigkeit gesprengt werden. Die Belastung des anstehenden Gebirges/Hohlraum kann dabei auf ein Mindestmaß reduziert werden.

Abb. 12: Bohren und Sprengen als Einheit, andocken des Pumpfahrzeugs an den Bohrwagen.

Ausblick

Abb. 13: Steuerstand Hochleistungsbohrwagen XE 3C.

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Mit der neuen Bohrwagengeneration werden im konventionellen Tunnelbau neue Maßstäbe in Bezug auf Sicherheit, Schnelligkeit, Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit gesetzt. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit gegenüber den mechanischen Tunnelvortriebstechniken.

Lösen von Gestein mittels Bohr-und Sprengtechnik stellt nach wie vor die kostengünstigste Lösung dar.

Die Flexibilität eines konventionellen Vortriebs kann von keiner anderen Ausbruchweise übertroffen werden. Verfügbare Optionen wie Stangenmagazine für das mechanisierte Vorbohren, Profilmessgeräte auf den Bohrwagen, Auswertungssoftware und die Anbindung in Computernetzwerke sowie die Vernetzung von Bohr- und Sprengtechnik eröffnen neue Möglichkeiten für diese Vortriebstechnik (Bild 13).

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TECHNOLOGIETRANSFER Dipl.-Ing. Karl-Heinz Wenmohs studierte an der Technischen Universität „Georg Agricola“ in Bochum, Deutschland. Seine Tätigkeit bei Atlas Copco hat er im Jahr 1970 begonnen und ist seitdem in dieser Firma vielseitig tätig. Sein Tätigkeitsfeld erstreckt sich über die Aufgaben eines verkaufsberatenden Ingenieurs im Bereich Kohleabbau über die Aufgaben eines Projectingenieurs im Tunnel- und Bergbau. Als Projektingenieur war er für Atlas Copco für den Tunnelausbau der Autobahnstrecke Hannover-Würzburg (120 km Tunnelbau) verantwortlich. Weitere internationale Projekte betreute er in China (Ertan Hepp) und Südafrika (Lesotho Highlands Water Project). Des Weiteren ist er als CMTGeschäftsleiter für Deutschland sowie in leitender Funktion auch für die Nachbarländer Österreich und Schweiz eingesetzt. Einer weiteren Tätigkeit kommt er als Mitglied der GSC „Group for civil engineering and cement producer“, international bekannt als „Senior Project Director Global Selected Customers“ mit der Aufgabe enge Kontakte zwischen den wichtigsten Bau- und ZementUnternehmen sowie den existierenden Kundencentern zu knüpfen und bei der Koordination von internationalen Projekten beratend zur Seite zu stehen. | karl-heinz.wennmohs@de.atlascopco.com | | wwww.atlascopco.com |

Atlas Copco MCT gmbh Langemarckstr. 35 45141 Essen | Deutschland Tel.: +49 (0)201 - 2177 0 eMail: atlascopco.deutschland@de.atlascopco.com Internet: www.atlascopco.de

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Ausgereifte Sternsiebtechnik mit Selbstreinigungsvorrichtung

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ie deutsche Firma Backers Maschinenbau GmbH setzt auf Sternsiebtechnik und produziert seit nun mehr 17 Jahren Sternsiebe zur Aufbereitung mineralischer und organischer Materialien. Aufgrund der langjährigen Erfahrung in diesem Bereich und der Praxis direkt beim Anwender ist es den Backers-Ingenieuren gelungen, ihr Produktportfolio stetig zu erweitern, die Anlagen kontinuierlich zu optimieren und das Know-How auf dem aktuellsten Stand neuster Erkenntnisse aus Forschung und Entwicklung zu halten.

Die Sternsiebtechnik umfasst sowohl Zwei- als auch Drei-Fraktionen-Sternsiebe bzw. Siebmaschinen. ZweiFraktionen-Sternsiebe können aus dem Inputmaterial das Überkorn und das Feinkorn aussieben, wobei wahlweise Gitterrost oder Vibrationsrost als ergänzende Ausstattung integriert werden können. Das zu siebende Material wird in dem jeweiligen Bunker des Siebtypes aufgegeben. Je nach Material kann im Bunker zusätzlich eine Dosierschnecke eingebaut werden, um das Material noch dosierter auf das Sternsieb aufzugeben. Der Siebprozess beginnt auf dem Sternsieb, wobei die Siebsterne in einer Richtung drehen und das Material auflockern. Das feine Siebmaterial fällt zwischen den Sternen auf einem Sammelband, welches das Material auf einem Feinkornband zur Seite fördert. Das Überkorn wird bis zum Ende des Sternsiebes befördert und auf ein Überkornband gegeben, welches dann das Überkorn nach hinten weg transportiert. Die op- Abb. 1: Zwei-Fraktionen-Sternsieb timalen Absiebungsgrößen entsprechen 6/8 - 80 mm.

Die Drei-Fraktionen-Sternsiebe können aus dem Inputmaterial einmal das Überkorn, Mittelkorn und Feinkorn aussieben. Auch bei dieser Technik lassen sich wahlweise Gitterrost oder Vibrationsrost als Zusatz integrieren. Analog zur Zwei-Fraktionen-Siebtechnik wird das Material

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den jeweiligen Bunker des Siebtyps aufgegeben. Anschließend wird zuerst das Material zum Grobsieb übergeben, um das klebrige Material für das feine Siebdeck aufzulockern. Das Mittel-/ Feinkorn wird dosiert und Abb. 2: Drei-Fraktionen-Sternsieb auf das Unterband gegeben, von wo es flach und dosiert auf das zweite Sternsieb übergeben wird. Dort werden Fein- und Mittelkorn nach dem Prinzip der Zwei-Fraktionen-Sternsiebtechnik übergeben. Auch hier liegt die optimale Absiebungsgröße bei 6/8 – 80 mm.

Bei den Drei-Fraktionen-Sternsieben wird seit Kurzem eine neuartige Reinigungsvorrichtung eingesetzt, die deutlich zur Erhöhung der Siebleistung beiträgt. Das Reinigungssystem ist oberhalb des Sternsiebaggregates montiert. Der Abstand zwischen den Siebsternen und dem Reinigungssystem ist dabei ausreichend groß, um einen uneingeschränkten Materialfluss wahrend des Siebprozesses zu gewährleisten. Je nach Version des Systems kann die Reinigung nach gleichem Prinzip entweder elektrisch oder hydraulisch gesteuert werden. Über einen vorgegebenen Druck, beispielsweise 140 bar sowie über ein definiertes Zeitfenster kann die Reinigung automatisch oder manuell ausgelöst werden. Die dabei zur Anwendung kommenden Reinigungskämme reinigen die Bereiche zwischen den Siebsternen und Siebfingern.

Je nach Anwendungsfall kann das Reinigungssystem der

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Aufteilung des Siebsternaggregates individuell angepasst werden. Das Reinigungssystem ist dann aktiv, wenn die Beschickung stoppt. Das Siebdeck wird vor Beginn der Reinigung in wenigen Sekunden freigelaufen, um Material von dem zu reinigenden Bereich zu entfernen, bevor die eigentliche Reinigung abläuft. Die Reinigung erfolgt durch das Herunterfahren der Siebkämme auf das laufende Siebdeck. Durch einen leichten Druck auf die Siebfinger erfolgt die Bereinigung von Materialrückständen, welche seitlich über den Nabenbereich wieder dem Siebprozess zugeführt werden. Durch anschließendes Versetzen der Siebkämme um einen Wellenstand werden die Naben gereinigt. Die Endreinigung der gesamten Reinigungseinheit erfolgt beim Rücklauf der Einheit in die Ausgangsposition, entgegen der Siebsternlaufrichtung.

Alle Verfahrensschritte der Backers-Sternsiebtechnik sind detailliert aufeinander abgestimmt und erbringen somit hohe Siebleistungen. Generell wird die Sternsiebtechnik zum Sieben von Kornfraktionen von 8 bis zu 80 mm eingesetzt. Hierbei erfolgt eine wirtschaftliche Absiebung nach dem „Backers Prinzip“ Grob- vor Feinabsiebung (Drei-Fraktionen-Siebung). Das Grobkorn wird in der ersten Siebstufe (Grobabsiebung) exakt separiert und ausgetragen. Das Unterkorn gelangt frei vom Grobkorn und Störstoffen auf die zweite Siebstufe (Feinabsiebung). Das Prinzip der Drei-Fraktionen-Siebung hat neben dem Vorteil der guten Reinigung des Mittelkornes den weiteren Vorteil, dass der Siebdurchsatz des Materials gesteigert wird und somit ein höherer Materialumsatz erzielt werden kann.

Damit einhergehend ist eine Kostenreduzierung durch die minimale Beanspruchung der Siebsterne bzw. bei den Sekundärgeräten, wie beispielsweise Beschickungsgeräte.

Abb. 3: Reiningungssystem - Reinigung von oben

Abb. 4: Reiningungssystem

ganischen Materialien geeignet. Material mit einer Kantenlänge über 250 mm wird vorab durch einen Stangenrost ausgesondert.

Backers produziert sowohl mobile Zwei- als auch DreiFraktionen Sternsiebe. Die mobilen Drei-Fraktionen Anlagen sieben, je nachdem welcher Stern eingesetzt wird, zuerst die grobkörnigen Bestandteile zwischen 35 und 80 mm ab. Im Anschluss an die Grobsiebung erfolgt die Absiebung der Reinfraktionen. Dieses Verfahren bietet folgende Vorteile: • Verschleißminderung: Das grobe Siebdeck ist mit stärkeren Siebwellen und größeren Sternen bestückt. Dadurch wird der Verschleiß minimiert.

• Bessere Siebleistung: Die Siebleistung des groben Siebdecks mit 1,2 m Breite beträgt bis zu 300 Tonnen pro Stunde.

• Bessere Materialvorbereitung: Das Feinmaterial, das dem feinen Siebdeckzugeführt wird, ist bereits durch das grobe Siebdeck aufgelockert worden; Die Materialaufgabe bzw.

-übergabe erfolgt gleichmäßiger.

Das Siebgut, das vom Grobsieb dem feinen Siebdeck übergeben wird, wird mittels eines schnell laufenden Förderbandes dosiert, aufgelockert und flach aufgegeben.

Dieser Prozess erhöht die Siebleistung und minimiert langstückige Materialteile beim zweiten Siebdurchgang im Feingut.

Die Siebleistung bei der Absiebung von beispielsweise Material mit einer Kantenlänge von 18 mm kann bis zu 200 Tonnen pro Stunde betragen. Diese Technik arbeitet optimal, wenn alle Verfahrensschritte detailliert aufeinander abgestimmt sind. Neben dem Materialfluss sind Antrieb, Abstreifer etc. sowie die Wartungsfreundlichkeit von großer Bedeutung. Durch die CANBUS-Steuerung kann eine Person die Siebmaschine komplett mittels Funksteuerung vom Bagger oder Radlader aus bedienen. Das Dreifraktionen-Sternsieb 3-mtb von Backers eignet sich besonders zur Absiebung bindiger Bestandteile.

Die Firma Backers setzt bei den Drei-Fraktionen-Sternsieben eine neue Reinigungsvorrichtung ein. Damit können beispielsweise sowohl Lehmboden von Steinen einer Korngröße von 18 mm als auch feuchter Kompost mit guter Siebleistung und geringem Verschleiß getrennt werden.

Läuft das feine Siebdeck wegen Anhaftung von bindigem Material schwer, stoppt die Bunkerzufuhr und die Reinigungsvorrichtung reinigt das Siebdeck zwischen den Ster-

Abb. 5: Automatische oder manuelle Zuschaltung zur Sternreinigung

Durch vielfältige Bauformen und kompakte Abmessungen ist die Backers-Sternsiebtechnik flexibel in vielen Materialen einsetzbar. Sternsiebe von Backers sind deshalb sowohl für die Absiebung von mineralischen als auch or-

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Das neue Sternsieb 3-mtb von Backers.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN nen auf der Nabe als auch in den Taschen der Siebsterne.

Einige Sekunden später wird der Siebvorgang neu gestartet.

Die Produktpalette von Backers ist umfangreich und umfasst rad-, raupen-, radraupen- und hakenmobile Sternsiebe als auch stationäre Siebaggregate und Anlagen. Neben der Standard-Siebbreite von 1,2 Meter wird auch eine

Abb. 6 & 7: Rotorschaufel von Backers

Übergröße von 1,8 Meter angeboten. Für gröbere Vorseparierungen werden Gitterrost oder Vibrorost als optionale Mehrausstattung bei allen in Frage kommenden Sternsiebausführungen angeboten. Eine weitere Innovation ist die neue Rotorschaufel von Backers, welche als Vorabscheider einsetzbar ist.

Die Entwicklung und Fertigung erfolgt anwendungsorientiert und kundennah am Produktionsstandort Twist in Deutschland. Hier werden mobile und semimobile Zweibzw. Drei-Fraktionen-Sternsiebmaschinen hergestellt.

Desweiteren werden für den stationären Anlagenbau individuelle Sternsieblösungen und Aggregate projektbezogen entwickelt und produziert.

Backers Maschinenbau GmbH Auf dem Bült 42 49767 Twist | Deutschland Tel.: +49 (0)5936 - 9367 0 | Fax:+49 (0)5936 - 9367 20 eMail: info@backers.de Internet: www.backers.de

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Bell Equipment

Geschäftsführer Kramme scheidet aus

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uf eigenen Wunsch verlässt Geschäftsführer Ulrich Kramme (41) zum 30. Juni 2009 die deutsche Niederlassung des internationalen Muldenkipperherstellers Bell Equipment.

Kramme führte die Bell Equipment (Deutschland) GmbH mit Hauptsitz in Alsfeld und Produktionsniederlassung in Eisenach seit Anfang 2006.

Innerhalb der erweiterten Geschäftsführung verantwortlich für den Vertrieb und die Händlerbetreuung trug er nach Darstellung des Unternehmens maßgeblich zur starken Positionierung von Bell in den Muldenkippermärkten Deutschlands und den angrenzenden Ländern Mittelund Osteuropas bei.

Geschäftsführer Marc Schürmann, gleichzeitig verantwortlich für den europäischen Bell-Vertrieb.

Geschäftführer André Krings, Werksleiter Bell Eisenach.

Die nahtlose Übernahme der Verantwortlichkeiten durch die beiden bisherigen Co-Geschäftsführer Marc Schürmann – gleichzeitig zuständig für den gesamteuropäischen Bell-Vertrieb – und André Krings, Werksleiter Bell Eisenach, gewährleistet die volle Kontinuität in Vertrieb, Serviceorganisation und allen übrigen kundenorientierten Aktivitäten.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Bell B25DN im innerbetrieblichen Transport

Leistungsriese auf schmalen Fuß Seit 1970 baut die Strohmaier-Gruppe im südbadischen Grißheim bei Neuenburg hochwertige Sande und Kiese ab. Das große Lieferprogramm und die enge Verzahnung mit weiteren Strohmaier-Betrieben in der Region machten das Werk zu einem leistungsstarken Produktionsstandort mit rund 4000 Tonnen Tagesausstoß Alpiner Moräne. Der Nass- und Trockenabbau auf etwa 25 ha, zahlreiche Veredelungsstufen sowie die angeschlossenen Produktionslinien erfordern dabei eine leistungsfähige innerbetriebliche Transportorganisation, in der knickgelenkte Muldenkipper mit schmaler Baubreite bereits seit Jahren eine entscheidende Rolle spielen. Zum anstehenden schrittweisen Ersatz seiner insgesamt vier Altfahrzeuge unterzog Strohmaier jetzt den neuen Bell B25DN einem eingehenden Praxistest, in dem sich der derzeit einzige „Serien-Schmalspur-Großdumper“ am Markt vollauf bewährte.

Großes Produktsortiment aus Grißheim Mit 190 Mitarbeitern ist das Werk Grißheim der größte Betrieb der international ausgerichteten Strohmaier-Gruppe. Insgesamt beschäftigt das Mitte der sechziger Jahre gegründete Familienunternehmen an vier weiteren Standorten in Südbaden, dem angrenzenden Elsass und seit Ende der Neunziger auch in der Region um die bosnische Hauptstadt Sarajewo rund 300 Mitarbeiter. Neben Mineralstoffen und Zuschlägen aus hochwertigen Sande und Kiesen liefert Strohmaier Transportbeton aus insgesamt fünf eigenen Betonwerken. Das Fertigproduktprogramm unter den Marken Grissheimer Betonwaren und Betonia umfasst Betonsteine für Flächen und Wege, Gestaltungen im GaLaBau sowie Tief- und Hochbauprodukte zur Wasserführung oder für Schalsteinanwendungen.

Komplettiert wird die Palette schließlich durch Trockenbaustoffe (Betone, Zementmörtel, Estriche) als Silo- oder Sackware. Im Badischen liefert Strohmaier seine Roh- und Baustoffe mit eigener Straßenflotte in den Großraum Freiburg/Basel – ein nahegelegener Rhein-Verladeterminal erlaubt auch weitergehende Massentransporte hochwertiger Körnungen. Das mit teils aufwändiger mechanischer Nachbehandlung auf drei vollautomatischen Linien produzierte Betonsteinsortiment wird im deutschen Raum und bis weit ins angrenzende Ausland vermarktet.

Dumper im Zentrum der Transportkette Entsprechend umfangreich gestaltet sich der innerbetriebliche Transport im Werk Grißheim. Insgesamt drei Brecherlinien verarbeiten den Rohkies zu zahlreichen End- und Zwischenprodukten, die über Dosieranlagen für definierte Materialmischungen oder als Grundstoffe für die Betonproduktion per Förderband im Werk zirkulieren. Einen Großteil davon „fahren“ jedoch seit Jahren schon insgesamt vier knickgelenkte 25-Tonnen-Muldenkipper.

Etwa die Hälfte der täglichen Dumpertransporte entfällt auf Rohmaterial aus dem Trockenabbau und die Verfüllung der in Schichten von 40 bis 60 cm anstehenden Überdeckung. Die übrigen Fahrten leisten die Fahrzeuge der Baujahre 1992 bis 2003 zwischen den insgesamt vier Silostraßen im Werk und den knapp 700 Meter entfernten Außenlagern für Zwischen- und Endprodukte. Rund 40

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Prozent der gut 4000 Tonnen Tagesleistung ziehen die Knicklenker so aus den Produktsilos ab, deren enge Durchfahrten eigentlich für wesentlich schmalere Straßenkipper konzipiert sind. Die Anforderungen werden hier durch die 2,95 m x 3,40 m messende Durchfahrt im Strohmaier-Nachbarbetrieb Steinenstadt definiert, wohin bei Bedarf ein Fahrzeug zur kurzfristigen Kapazitätssteigerung entsandt werden soll.

Die herstellerspezifische schmale Serienbaubreite 2,75 m der Altfahrzeuge entspricht gerade noch den Anforderungen in Grißheim. Bei der jetzt anstehenden schrittweisen Erneuerung der bestehenden Dumperflotte, sah sich die Betriebsleitung mit dem Problem konfrontiert, dass aus den Großserien der führenden Anbieter kein 25-Tonner die erforderliche Maximalabmessungen in Breite und Höhe auch nur annähernd erreicht. Die angestrebte wirtschaftliche Lösung ohne teure projektspezifische Umbauten bei voller Beibehaltung der Ladekapazitäten und 6x6typischen Allround-Eigenschaften des Serien-Grundgerätes bietet ab Werk nur Bell Equipment: das neue Sondermodell Bell B25DN mit einer Normal-Baubreite von 2,60 m und der LowCab-Niedrigkabine (Gesamtbauhöhe: 3,25 Meter). Der Testtermin mit dem zuständigen Bell-Gebietshändler Michael Welte Baumaschinen war schnell vereinbart – Anfang März absolvierte der schlanke Bell eine Testwoche unter Grißheimer Produktionsbedingungen.

Leistung ohne Abstriche Eigentlich erst auf den zweiten Blick erkennt man die schmale Spur des Bell B25DN gegenüber den 2,88 m des Standardfahrzeuges. Verantwortlich dafür sind die identische EM-Standardbereifung 23.5R25 und der unveränderte B25D-Triebkopf mit der Bell-LowCab-Kabine (- 200 mm Bauhöhe), die auf gleicher Grundfläche das Bell-typische großzügige Raumangebot für den Fahrer gewährleistet.

Schon deutlicher werden die Unterschiede an der komplett neu gezeichneten Mulde, die dank geringfügig erhöhten Bordwänden, aber verlängertem Körper bei nur 2510 mm Baubreite die gleiche Ladekapazität wie die Standardmulde bietet. Die Neukonstruktion, für die auch eine innen angeschlagene und entsprechend schmal bauende Heckklappe vorgesehen ist, gewährleistet einen schmalspuroptimierten Lastschwerpunkt, der die zwangsläufigen Defizite im Fahren, Laden und Kippen weitgehend auffängt.

Dazu trägt auch das unveränderte Bell-Fahrwerk mit ÖlStickdämpfung vorne und Tri-Link-unterstützter Tandem-

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schwinge hinten bei, an dem lediglich die Achsen auf die neue Spurweite gekürzt wurden.

Das modulare Baugruppen-Konzept umfasst auch den kraftstoffeffizienten Antriebsstrang mit 205-kW-Mercedes-Benz-Turbodiesel und ZF-Ecomat-Sechsgang-Automatik, das Retarder-gestützte Bremssystem mit hohen Sicherheitsreserven sowie die spezifisch für den DumperEinsatz entwickelten Bell-Steuerungen und -Betriebsüberwachungen mit Anbindung an das satellitengestützte Fleetm@tic-Fuhrparkmanagement. Diese Großseriennähe macht das Sondermodell schnell verfügbar ab dem deutschen Bell-Lieferwerk Eisenach und sichert trotz geringerer Stückzahlen wirtschaftliche Investitionskosten. Beides favorisiert bei spezifischen Bedarfsfällen die Bell-Lösung eindeutig gegenüber aufwändigen Sonderumbauten.

Praxistest bestanden Dies ist auch das eindeutige Resümee der Strohmaier-Verantwortlichen im Werk Grißheim. Unter Produktionsbedingungen harmonierte der Bell B25DN sehr gut mit den vorhandenen 4- bis 5-m³Ladegeräten und überzeugte durch gute Fahrleistungen auf den rund 1200 m (Trockenabbau) bis gut 3000 m (Verfüllung) langen Umläufen.

Auf den problemlosen Silodurchfahrten nahm das Fahrzeug auch ohne montierte Heckklappe hohe Ladechargen selbst stark fließender Körnungen auf und erfüllte damit die Hauptanforderung im Werk vollauf.

Dabei zeigte sich der Bell B25DN auch im Verbrauch hoch wirtschaftlich – gerade 9,2 Liter/Stunde betrug das ausgelesene Tagesmittel. Zum Vergleich: die freilich seit bis zu 32 000 Betriebsstunden in Grißheim arbeitenden leistungsgleichen Altfahrzeuge kommen im Schnitt auf 12 Liter/Stunde.

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Der Krise trotzen!

Mit diesem Motto präsentierte sich Bell Equipment auf der Intermat 2009 „Das ist für uns die bislang erfolgreichste Intermat!“ Dieses mehr als überraschende Resümee zog Claude Boulet, Geschäftsführer von Bell Frankreich, bereits zur Halbzeit der internationalen Baumaschinenmesse in Paris. Wenn sich darin zwar zuallererst die endgültige Positionierung von Bell Equipment als einen der führenden Lieferanten von knickgelenkten Muldenkippern in Frankreich und den übrigen europäischen Märkten widerspiegelt – nur wenig mehr als zehn Jahre nach Eröffnung der ersten eigenen Niederlassung – so liegt in dieser Äußerung auch viel Optimismus für die kommenden Monate. „Wie alle anderen Hersteller hatten wir einen schwierigen Start in das Verkaufsjahr 2009. Entsprechend bescheiden waren unsere Messeerwartungen. Tatsächlich aber registrierten wir ein anhaltendes und starkes Kundeninteresse und freuten uns insbesondere über sehr konkrete Projekte mit kurz- bis mittelfristigem Umsetzungsbedarf,“ beurteilt Claude Boulet die viel versprechenden Aussichten für den französischen Markt.

Für die internationale Situation gab Bell-Vorstandsvorsitzender Gary Bell eine differenziertere Einschätzung: „Der schwache Messebesuch von Kunden aus den britischen und iberischen Märkten zeigte sehr deutlich die sehr schwierige Situation in diesen Regionen. Dabei sehen wir für den europäischen Gesamtmarkt, wie für weite Teile unserer weltweiten Aktivitäten optimistischer. Als echte Muldenkipper-Spezialisten sind wir nicht solch hohem Maße von der breiten Verunsicherung betroffen, die derzeit nahezu alle Bausektoren erreicht, und können uns ganz auf unser Segment konzentrieren. Hinzu kommt, dass unsere weltweiten Aktivitäten sich nicht nur auf die großen entwickelten Märkte stützen, die derzeit am stärksten unter der Krise leiden. Unser starkes Engagement in den

sogenannten Schwellenländern macht derzeit den Unterschied,“ erklärt Gary Bell.

Auf der Intermat präsentierte Bell Equipment seine neuesten Entwicklungen in der Knicklenkertechnologie.

Neben Verbesserungen in Sicherheit, Arbeitskomfort und Produktivität, die eine Überarbeitung der aktuellen D-Serie bringen wird, unterstrichen gleich zwei neue Modelle den Anspruch des Unternehmens innovative 6x6-Konzepte entlang aktueller Kundenanforderungen zu entwickeln.

Ein großes Interesse von Gewinnungs- und Erdbauexperten erfuhr der weltweit erste 45-Tonnen-Knicklenker Bell B45D (Nutzlast: 41,0 t; Muldeninhalt: 25,0 m³ (SAE 2:1).

Mit dessen definitivem Marktstart öffnet Bell jetzt eine neue Leistungsklasse zwischen den herkömmlichen 40Tonnern und den 50-Tonnen-6x6, wo das Bell-Flaggschiff B50D nach wie vor die Branchenstandards setzt. Die wichtigsten Vorteile des B45D sind laut Bell hohe Sicherheitsund Standfestigkeitsreserven selbst unter härtesten Betriebsbedingungen sowie Lade- und Transportleistungen, die exakt auf gegebene Praxisanforderungen zugeschnitten sind.

Als zweite Premiere präsentierte Bell den B25DN in schmaler Baubreite für innerbetriebliche Transporte und öffentliche Straßenzulassungen in Märkten mit entsprechenden Richtlinien. Auf Basis des erfolgreichen Bell B25D ist der B25DN tatsächlich der einzige Serien-Dumper der schmalen Bauklasse, der allen genehmigungstechnischen und wirtschaftlichen Anforderungen der Gewinnungsindustrie entspricht. Als echter Blickfang am Bell-Stand präsentiert unterstrich der nur 2,60 breite und in „LowCabVersion“ lediglich 3,20 m hohe 25-Tonner die praktischen und wirtschaftlichen Vorteile des Bell-Konzepts von KleinSerien entlang kundenspezifischer Anforderungen.

Bell Equipment Deutschland GmbH Willy-Brandt-Str. 4-6 36304 Alsfeld | Deutschland Tel.: +49 (0)6631 - 9113 0 | Fax:+49 (0)6631 - 9113 13 eMail: center@de.bellequipment.com Internet: www.bellequipment.de

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Laserscanner ILRIS 3D-HD setzt neue Maßstäbe für 3D-Modellierung

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errestrische Laserscanner (TLS) finden häufig in Bergbau, Architektur und Anlagendokumentation ihre Anwendung.

Sowohl Innen- als auch im Außenbereich führen sie auf schnellem Weg zu genauen und sicheren Ergebnissen. Dank hoher Wirtschaftlichkeit und Produktivität setzt der neu entwickelte Laserscanner ILRIS 3D-HD von Optech neue Maßstäbe in Genauigkeit, Geschwindigkeit und Mobilität.

Geo-konzept erhält Auszeichnung für ihre Sprengplanung!

Die Steinbruchs-Berufsgenossenschaft (StBG) zeichnet besonders innovative Hersteller aus, die beispielsweise die Sicherheit bei Sprengungen deutlich erhöhen oder die Arbeitsabläufe entscheidend verbessern. Dieser Preis wird nicht jedes Jahr an Hersteller verliehen, sondern nur, wenn herausragende Innovationen diesen Preis auch rechtfertigen. Dieses Jahr wurde er für ihre Sprengplanung an die geo-konzept GmbH verliehen. Die Firma steht für exaktes Vermessen, schnelles Planen und sicheres Kontrollieren von Großbohrlochsprengungen. Die eingesetzten Technologien reichen vom hochgenauen terrestrischen Laserscanning über Software zur Planung und Kontrolle bis hin zur Bohrlochvermessung und Integration von GPS-Daten. Der Herstellerpreis 2009 der StBG wird für die Integration aller Arbeitsabläufe, von der Planung über die Kontrolle bis hin zur Sprengung, in einer Software verliehen. Grundlage für die Preisverleihung war die Neuentwicklung des Laserscanners ILRIS 3D-HD, welcher neue Maßstäbe in der 3D-Modellierung präsentiert. Derartige terrestrische Laserscanner (TLS) werden vorwiegend im Bergbau, in der Architektur oder in der Anlagendokumentation eingesetzt und finden sowohl im Innen- als auch im Außenbereich Verwendung. Schlagendes Argument dieser Technik ist ihr Wirtschaftlichkeit, durch die deutlich höhere Produk-

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tivitäten erreicht werden können. Der neue Laserscanner ILRIS 3D-HD von Optech setzt Maßstäbe in Genauigkeit, Geschwindigkeit und Mobilität. Das neue Gerät ist hochmobil sowie extrem Widerstandsfähig und ist seit April verfügbar.

Die Technik des ILRIS 3D-HD erfüllt aufgrund der schnellen, genauen und mobilen Arbeitsweise höchste Ansprüche an exakte 3D_ Modellierungen. Mit dem neuen Laserscanner lassen sich 3D-Modellierungsergebnisse in unterschiedlichen Anwendungsgebieten deutlich schneller und genauer erzielen als mit den herkömmlichen Methoden.

Derzeit wird der ILRIS 3DHD für 3D-Modellierungen, Geomonitoring und Anlagen- bzw. Bestandsdokumentation eingesetzt. „HD“ steht dabei für „High density“ und verspricht hohe Punktdichten, womit gleichzeitig eine hohe Messgenauigkeit in kurzer Zeit verbunden ist.

Erwähnenswerter Vorteil der neuen Scantechnik des ILRIS 3D-HD ist die Geschwindigkeit und die Genauigkeit.

Der verbesserte Laser und die neu entwickelte Elektronik bieten verschiedene Modi für das Scannen, so dass im Vergleich zur herkömmlichen Technik, je nach Bedarf viermal schnellere oder doppelt so genaue Ergebnisse erzielt werden können.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Der „Rapid Survey“ Modus ist vergleichbar mit den üblichen Scanverfahren, besitzt allerdings einen entscheidenden Zeitvorteil. Der ILRIS 3D-HD arbeitet, dank echter 10kHz-Wiederholrate, viermal schneller, so dass Ergebnisse in üblicher Qualität in einem Viertel der Zeit erhalten werden.

Der „High Precision“ Modus erfüllt dagegen höchste Ansprüche an die Genauigkeit. Der Scanner arbeitet mit der marktüblichen Wiederholrate von 2,5 kHz, verdoppelt aber die Messgenauigkeit. Dabei punktet der Scanner mit konkurrenzlos niedriger Winkelauflösung (13 µrad) und weltweit bester Strahlaufweitung (150 µrad). Die hohe Streckengenauigkeit (bis zu 3mm) verdoppelt die bisher übliche Genauigkeit von 7 mm. Das Ergebnis: Bei der gewohnten Scanzeit wird die doppelt so hohe Qualität erzielt.

Desweiteren sind die Laser der ILRIS-Serie sind in allen Reichweiten uneingeschränkt augensicher!

Das effiziente Softwarepaket ist einfach zu bedienen und bietet dennoch Möglichkeiten, die auch höchsten Ansprüchen gerecht werden. Beispielsweise sind die aktuellen Workflows für Vermessung und Georeferenzierung bereits voll integriert und erlauben auch hier deutlich effektiveres Arbeiten.

Die bereits bekannten Optionen der ILRIS-Familie zur Erweiterung des Systems sind auch bei der Neuheit ILRIS3D-HD berücksichtigt: • „PanTilt“ - für Scans über 360° • „Enhanced Range“ - für Scans bis zu 1800 m • „Motion Compensation“ - für hochgenaue Scans aus der Bewegung. Beispielsweise von Schiffen, zur Vermessung von Küstenlinien oder zur schnellen und effizienten Anlagendokumentation vom fahrenden Auto aus

Beteiligte Unternehmen

Integration von Mobilität und effizietem Sotfwarepaket Der ILRIS 3D-HD Laserscanner ist hochintegriert, extrem kompakt und portabel. Alle Bauteile liegen gut geschützt unter der robusten Außenhülle. Der Scanner ist damit auch härtesten Anforderungen gewachsen und voll geländetauglich.

Unter der widerstandsfähigen Hülle findet sich auch eine digitale Farbkamera. Somit sind, ohne zusätzlichen Aufwand, auch korrekte Farbinformation zu Ihren 3DModellen möglich. ILRIS 3D-HD bietet weiterhin die Möglichkeit, eine externe Kamera Ihrer Wahl für noch höhere Qualität anzuschließen. Weiterer Vorteil, der Scanner lässt sich über einen Pocket-PC bedienen, welches eine Laptopmitnahme ersetzt.

Trotz der kompakten Bauweise zur Steigerung der Mobilität erreicht der ILRIS 3D-HD eine unschlagbare Reichweite. Eine dynamische Reichweite von 3 m bis zu 1800 m sucht am Markt Ihresgleichen. Es besteht die Möglichkeit auch in gefährlichen Gebieten, wie etwa bei Gletscherbeobachtungen, stets in sicherem Abstand zu arbeiten.

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Die geo-konzept GmbH wurde 1992 gegründet und ist ein zuverlässiger Partner beim Vermessen, Planen und Kontrollieren von Großbohrlochsprengungen. Die eingesetzten Technologien reichen von hochgenauem terrestrischem Laserscanning über angepasste Software zur Planung bis hin zur Verarbeitung geo-referenzierter Daten. Der Einsatz von Bohrlochsonden und große Expertise im Einsatz von GPS-Systemen runden das Bild ab. Weitere Geschäftsfelder sind der Einsatz von präzisem GPS in der Landwirtschaft, Fernerkundung (multispektrale Luftbilderstellung und -auswertung), mobiles GIS sowie Dienstleistungen und Softwareentwicklung. geo-konzept GmbH Gut Wittenfeld 85111 Adelsberg | Deutschland Tel.: +49 (0)8424 - 8989 0 | Fax:+49 (0)8424 - 8989 80 eMail: geo@geo-konzept.de Internet: www.geo-konzept.de

Optech Inc aus Kanada ist Weltmarktführer für Entwicklung, Herstellung und Support hochwertiger lasergestützter Überwachungsinstrumente. Das Unternehmen bietet Systeme zur Laservermessung für Endnutzer, luftgestützte Systeme zur Kartografie, 3D-Modellierung, Minenüberwachung, industrielle Anlagendokumentation und Raumfahrt.

Optech Incorporated 300 Interchange Way Vaughan, Ontario | Canada, L4K 5Z8 Tel.: +49 1 905 660 0808 | Fax:+49 1 905 660 0829 Internet: www.optech.ca

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Kapazität optimal nutzen!

Pfreundt bringt neue Dumperwaage DW-3 für knickgelenkte Muldenkipper auf den Markt Der Hersteller PFREUNDT plant, entwickelt und vertreibt mobile Wägesysteme einschließlich Software und Datenübertragungssysteme auf den weltweiten Märkten der Gewinnungs-, Entsorgungs- und Recyclingindustrie. Ihre Produkte zeichnen sich durch gute Qualität, hohem Nutzen und hoher Zuverlässigkeit aus. Diese Eigenschaften sind Ergebnisse ständiger technischer Weiterentwicklung, die notwendig ist, um den wachsenden Anforderungen der Märkte und Kunden in aller Welt gerecht zu werden.

Einen zukunftsweisenden und marktgerechten Charakter besitzt die neuentwickelte Dumperwaage DW-3 für knickgelegte Muldenkipper. Ihr Einsatz ermöglicht Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Effizienzsteigerung. Durch kundenorientierte Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist es der Firma Pfreundt gelungen, eine Dumperwaage für knickgelegte Muldenkipper auf den Märkt zu bringen, welche schon während der Beladung eines Muldenkippers das geladene Materialgewicht überprüft. Mit der Hilfe von zwei Messsensoren, die im Bereich der Hinterachse installiert sind, wird das Materialgewicht in der Mulde direkt gemessen. Durch eine entsprechende Wägeelektronik hat der Fahrer in seiner Kabine die Möglichkeit, das beladene Gewicht direkt über ein Display abzulesen. Gleichzeitig wird der aktuelle Beladungszustand über zwei helle LED-Ampeln (rot/gelb/grün), die an der Außenseite des Muldenkippers installiert sind, signalisiert. Somit ist auch für den Fahrer der Beladungsmaschine jederzeit der aktuelle Beladungszustand ersichtlich. Dieser Technologieentwicklung bedeutet eine Aktueller Beladungszustand über helle LED-Ampel an der Außenseite Steigerung der Effizienz durch Zeitersparnisse und Kostenreduzierungen, da Überladungen des Muldenkippers

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NEUHEITEN & REPORTAGEN vermieden werden und die vorhandenen Kapazitäten optimal ausgenutzt werden können.

Genaue Gewichtskontrolle für optimale Fahrzeugausnutzung Die Dumperwaage DW-3 ist mit einem universellem Messprinzip für nahezu alle knickgelenkten Dumper geeignet und kann bei Bedarf auch nachträglich montiert werden. Durch ihren Einsatz werden Überlastungen der Maschinen beim Beladen vermieden. Desweiteren bedeutet der Einsatz eines Wägesystems, welches während der Beladung alle beteiligten Fahrer über den aktuellen Beladungszustand informiert, eine optimale Ausnutzung der Ladekapazitäten. Darüberhinaus führt der Einsatz der neuen Wägetechnik zum Schutz der Fahrzeuganbauteile und Reifen. Resultierend daraus ist von einer Reduzierung der Fahrstrecken auszugehen.

Die Markteinführung der Dumperwaage DW-3 verspricht nicht zuletzt dank der kundenorientierten Beratung des Herstellers eine Bereicherung für die Märkte der Gewinnungs-, Entsorgungs- und Recyclingindustrie, sondern zeigt, dass sich ständige Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter in einem hohen Qualitätsstandard wiederspiegeln.

PFREUNDT GmbH Ramsdorfer Straße 10 46354 Südlohn | Deutschland Tel.: +49 (0)2862 - 9807 0 | Fax:+49 (0)2862 - 9807 99 eMail:info@pfreundt.de Internet: www.pfreundt.de

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Thema: Arbeitssicherheit bei KomatsuMaschinen im Vormarsch Nach dem Motto der Steinbruchs-Berufsgenossenschaft „Wer mehr tut wird belohnt“ hat Komatsu gemeinsam mit der StBG Sicherheitspakete für diverse Komatsu-Maschinen erarbeitet, die von der StBG mit Prämien von bis zu 30 % der nachgewiesenen Netto-Fremdkosten gefördert werden. Der Schutz der Kunden vor Gefahren wie Stolpern, Stürzen, Rutschen, Lärm oder Vibrationen hat für Komatsu oberste Priorität, so dass die prämierbaren Sicherheitspakete nicht nur für einzelne Maschinen erarbeitet wurden, sondern insgesamt für vier Produktgruppen, von denen Maschinen mit Sicherheitspaketen ausgerüstet werden können. Mit den Produktgruppen der knickgelenkten sowie starren Muldenkipper, der Radlader und der Hydraulikbagger sind alle für die Arbeit im Steinbruch relevanten Maschinentypen prämierbar.

Kleine bauliche Veränderung mit großer Wirkung Um dem Maschinenführer und Wartungspersonal beim Auf- oder Abstieg der Komatsu-Maschinen höchste Sicherheit zu bieten, verfügen die Maschinen auf beiden Seiten über treppenartige Sicherheitsaufstiege zur Kabine. Rutschfeste Trittflächen und stabile Handläufe an beiden Seiten des Aufstiegs, an den Kotflügeln sowie an beiden Seiten der Kabinentür ermöglichen sicheres Arbeiten an und auf den Maschinen, selbst bei Nässe, Vereisung oder starker Verschmutzung der Maschinen.

Um die Wartung der Maschine zu erleichtern und so sicher wie möglich zu gestalten, kann die täglich vorgeschriebene Kontrolle der Flüssigkeitsstände für Motor, Getriebe und Hydraulik

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bequem, schnell und sicher vom Boden aus durchgeführt werden. Die dafür notwendigen Prüfungseinrichtungen wie Peilstäbe oder Schaugläser sind leicht sichtbar bzw.

Der Aufstieg zum Fahrerhaus per Leiter stellt eine wesentliche Unfallquelle dar. Mit der Aufstiegstreppe zum Fahrerhaus fällt diese Gefahrenquelle weg und der Aufstieg kann sicher erfolgen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN zugänglich angebracht, womit das zeitaufwändige und gefährliche „erklettern“ der Prüfungseinrichtungen auf der Maschine entfällt.

Eine Dachreling inklusive Aufstiegsbeleuchtung macht den Aufstieg bei schlechten Sichtverhältnissen sicherer und bietet eine zusätzliche Griffmöglichkeit an der Maschine. Die Aufstiegsbeleuchtung besteht aus einem an der Dachreling montierten zusätzlichen Scheinwerfer, der den Einstiegsbereich an der Maschine beleuchtet.

Technischer Clou Damit es speziell bei im Gefälle parkenden Maschinen nicht zu ungewollten Bewegungen kommt, bietet das automatische Bremssystem eine erhöhte Betriebssicherheit. Die beim Abstellen des Motors automatisch verriegelnde Parkbremse muss beim erneuten Starten manuell entriegelt werden.

Muss eine Maschine rückwärts bewegt werden, warnt die akustische Rückfahrwarnanlage das Arbeitsumfeld mit einem lauten Impuls-Ton vor der unter ungünstigen Sichtverhältnissen fahrenden Maschine.

Darüber hinaus gewährt die am Heck der Maschine angebrachte Rückfahrkamera zusätzliche Sicherheit beim rückwärtigen Manövrieren der Maschine. So kann der Maschinenführer über einen 7 Zoll großen Monitor in der Fahrerkabine in den für ihn sonst verdeckten Raum hinter der Maschine blicken.

Die serienmäßige Heckscheibenheizung mittels Heizdraht hält die Heckscheibe frei von Beschlag und Eis und bietet dem Fahrer somit in der Übergangs- und kalten Jahreszeit jederzeit optimale Sichtverhältnisse. Darüber hinaus sind in dem Sicherheitspaket auch klappbare und beheizte Rückspiegel enthalten. Ähnlich wie bei der

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Der Einstiegsbereich an der Maschine wird durch einen zusätzlichen Scheinwerfer beleuchtet.

serung der Arbeitssicherheit für in und um die Baumaschine herum arbeitende Personen ein wichtiger Bestandteil der Entwicklungsbemühungen.

Komatsu präsentiert Innovationen Heckscheibenheizung werden dem Fahrer auch bei schwierigen äußeren Witterungsbedingungen optimale Sichtverhältnisse ermöglicht.

Safe SpaceCab™ Speziell für die Komatsu Hydraulikbagger wurde das Safe SpaceCab™ entwickelt, um den Fahrern ein Höchstmaß an Sicherheit bei größtmöglichem Komfort zu garantieren.

Diese speziell verstärkte Kabine schützt den Fahrer optimal und minimiert zudem den Geräuschpegel innerhalb der Kabine wodurch sich dieser lediglich auf PKW-Niveau (69 dB(A)!) bewegt.

Komatsu ist darauf bedacht, Kundenwünsche und Marktentwicklungen mit in ihre Entwicklungsarbeit mit einzubeziehen und die Maschinen stetig weiterzuentwickeln.

Die dafür nötigen Informationen gehen aus Produktbeobachtungen, der Analyse und Auswertung von Marktinformationen und vor allem aus Kundenbesuchen hervor. Neben der Optimierung der Arbeitsleistung aller Komatsu-Maschinen ist die stetige Verbes-

Um dem Fahrer maximale Sicherheit zu gewährleisten, schützt das Safe SpaceCab™ sogar bei Überschlag.

Gemeinsam mit dem französischen Distributor Komatsu France präsentierte Komatsu auf der Intermat 2009 marktführende Produkte und Service-Angebote.

Das fachkundige Publikum bekam einen Einblick in die umfangreiche Produktpalette von Komatsu: Mehr als 20 Maschinen und doppelt so viele Anbaugeräte wurden präsentiert.

Der neu entwickelte HM250-2 Muldenkipper der 25 Tonnen-Klasse Zu den technischen Innovationen gehört insbesondere der neu entwickelte HM250-2. Mit diesem 25 Tonnen Knicklenker erweitert Komatsu sein bestehendes Maschinenangebot in diesem Marktsegment. Neben erstklassigem Fahrerkomfort und maximaler Sicherheit erwartet den Kunden eine Maschine mit hoher Fahrgeschwindigkeit und die für diese Maschinenklasse einzigartigen, ölgekühlten und somit verschleißfreien Lamellenbremsen mit Bremsölkühlung. Außerdem verfügt die Maschine über einen leistungsstarken ecot3 Motor, der Leistung und Kraftstoffeffizienz bei dabei niedrigen Abgas- und Geräuschemissionen zu vereinen weiß. Er stellt die Antwort auf die stetig wachsende Nachfrage an knickgelenkten Muldenkippern

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NEUHEITEN & REPORTAGEN der 25-Tonnen-Klasse dar. Der neue HM250-2 lässt somit für Komatsu auf eine verbesserte Wettbewerbssituation in diesem Marktsegment hoffen.

Basierend auf dem bewährten Konzept des HM300-2, bietet auch der HM250-2 hohe Fahrgeschwindigkeit und beste Steuerbarkeit, sowie einen geringen vorderen Wendekreis. Die in dieser Maschinenklasse einzigartigen, ölgekühlten Lamellenbremsen garantieren eine hervorragende Bremsleistung und eine lange Haltbarkeit. Der leistungsstarke ecot3-Motor SAA6D125E-5 liefert eine Leistung von 232 kW / 315 PS und erfüllt die geltenden Abgasemissionsrichtlinien EU Stufe IIIA und EPA Tier III. Durch die optimale Harmonisierung von Einspritzung und Verbrennung, sowie eine speziell entwickelte Verbrennungskammer sorgt dieser Motor für geringeren Kraftstoffverbrauch, niedrigere NOx- und Rußpartikel-Emissionen sowie reduzierte Geräuschpegel.

Wie bei allen Komatsu-Maschinen sind erstklassiger Fahrkomfort und maximale Sicherheit auch beim HM250-2 eine Selbstverständlichkeit. Das breite und geräumige ROPS/FOPS-Fahrerhaus ermöglicht eine hervorragende Sicht. Der luftgefederte Sitz und die hydropneumatisch gedämpfte Fahrerkabine sorgen jederzeit für eine komfortable, ruhige und vibrationsarme Arbeitsumgebung. Der Fahrer kann sich so voll und ganz auf den Einsatz konzentrieren und mit höchster Produktivität arbeiten.

Der neue HM250-2 ist serienmäßig mit KOMTRAX™, dem satellitengestützten Maschineninformationssystem von Komatsu, ausgestattet. Sobald das System aktiviert ist, stehen dem Nutzer hilfreiche Flottenmanagement-Funktionen, wie Verfolgung des Maschinenstandorts, Motorsperre, Fahralarm und Flottenkarten, zur Verfügung. Außerdem liefert KOMTRAX™ wertvolle Informationen über den Wartungszustand der Maschine und ermöglicht dem Besitzer so, die Maschine rechtzeitig zu warten, bevor lange Stillstandzeiten entstehen können.

Der neu vorgestellte Radlader WA100M-6 .

Radlader WA100M-6 und Planierraupe D65 vorgestellt Neben dem HM250-2 gibt es mit dem neusten Radlader der -6 Serie eine weitere Maschinenneuvorstellung. Diese Maschine wurde speziell als Antwort auf die aktuelle Marktnachfrage in der Abfall-Recycling-Ausführung entwickelt. Sie zeichnet sich neben ihrem kippbaren Fahrerhaus, welches die tägliche Wartung erheblich vereinfacht, vor allem durch einen noch leistungsstärkeren CommonRail-Motor aus der Komatsu-Produktion aus.

Ebenfalls neu vorgestellt wurde die neue Planierraupe D65 mit dem innovativen Sigma-Schild, welches sich auf der D155 bereits bestens bewährt hat. Mit diesem einzigartigen Schild werden die Planiereigenschaften der Maschine noch weiter verbessert. Gleichzeitig sorgt die patentierte Ausführung des Sigma-Schildes für eine weitere Erhöhung von Produktivität und Effizienz.

Wartung Plus - neu und kundenorientiert

Der neu entwickelte HM250-2 Muldenkipper.

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Das kundenorientierte Konzept im Bereich der Serviceleistungen wird durch die neuen Serviceangebote von Komatsu deutlich. Dazu zählt unter anderem das Serviceangebot „Wartung Plus“: Dieses einzigartige Angebot ermöglicht es jedem Komatsu-Kunden, seine Maschine mit höchster Einsatzsicherheit, niedrigen Wartungskosten und fest kalkulierbaren Einsatzkosten zu betreiben. Der hohe Wiederverkaufswert einer mit „Wartung Plus“ betreuten Maschine ist ein weiterer Vorteil, welcher für diese Lösung spricht. Besondere Aufmerksamkeit wird zudem Komatsu´s exklusivem satellitengestützten MaschinenInformationssystem KOMTRAX gewidmet, welches mittlerweile bei fast allen Komatsu-Maschinen zum Standard gehört. Mit KOMTRAX ist es dem Kunden möglich rund um die Uhr Betriebsdaten, Standort und Zustand seiner Maschine abzufragen. Dies erleichtert die Planung von Wartungsarbeiten und ermöglicht die Optimierung des Maschineneinsatzes. www.advanced-mining.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Komatsu auch auf der DASA im Dienst der Arbeitssicherheit vertreten In Dortmund findet die in ihrer Art wohl einzigartige Deutsche Arbeitsschutzausstellung (DASA) als Dauerausstellung statt. Als Ziel der Ausstellung wird formuliert: Arbeitsschutzgedanken in die ganzheitliche Beantwortung der Fragen von Wettbewerbsfähigkeit, Sozialverträglichkeit und Nachhaltigkeit einzubeziehen und dafür eine überzeugende, für die Zukunft tragfähige Perspektive anzubieten.

Dabei stellt die DASA den Menschen mit seinen körperlichen, seelischen, sozialen und kulturellen Belangen in den Mittelpunkt. Die DASA selber sieht sich als erlebnisreichen Bildungsort. Sie informiert über die Arbeitswelt und ihren Stellenwert in der Gesellschaft. Eingebunden in die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin wurde die DASA 1993 eröffnet und verzeichnet seitdem ständig steigende Besucherzahlen. Anlässlich der Weltausstellung „Expo 2000“ wurde die Fläche auf 13.000 m² erweitert und ändert sein Bild seitdem stetig. Der schnelle Wandel in der Arbeitswelt fordert immer wieder neue Darstellungen sowohl für das Fachpublikum als auch für Bildungseinrichtungen und die breite Öffentlichkeit. Das Hauptaugenmerk der Ausstellung ist auf die Sicherung zentraler menschlicher Werte wie Gesundheit, Würde, Unversehrtheit und Teilnahme an gesellschaftlichem Leben gerichtet. Im Vordergrund steht der präventive Arbeitsschutzgedanke, der in der Ausstellung u.a. auch über verschiedene Erlebniswelten vermittelt wird.

schutz können natürlich auch die Hersteller der Baumaschinen leisten, indem sie sich immer besser auf die Bedürfnisse der Bediener einstellen. Dies können die beiden Komatsu Minibagger PC30MR (3440 kg, 21 kW/28,2 PS) und PC14R (1820 kg, 11,2 kW/15,2 PS) auf der Ausstellung eindrucksvoll beweisen.

So bieten die Minibagger von Komatsu eine großzügig dimensionierte Kabine mit viel Platz und optimaler Sicht.

Eine hohe Produktivität erreicht man nur mit entsprechend angenehmer Arbeitsumgebung, in der sich der Fahrer über viele Stunden wohl fühlt. Dazu tragen auch der einstellbare Fahrersitz und ergonomisch angeordnete PPC-Bedienelemente bei. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der sichere Auf- und Abstieg von der Maschine.

Die beiden Minibagger von Komatsu sind seit 2003 Teil der Ausstellung „Mehr Sicherheit am Bau“. Auf Grund der besonderen Ausstattung, Kurzheck in Verbindung mit optimaler Rundumsicht als Voraussetzung für maximale Sicherheit, sind sie bestens dazu geeignet, zukunftsweisende Lösungen bei der Vermittlung moderner und humaner Arbeitswelten aufzuzeigen. Die sehr interessante Ausstellung ist außer Montag täglich geöffnet und auf jeden Fall einen Besuch wert.

Zwei Minibagger von Komatsu zur praktischen Vorführung in Dauerausstellung Eine der vielen Ausstellungsrubriken der DASA ist die Rubrik „Mehr Sicherheit am Bau“. Die Entwicklung von Technik am Bau hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und somit den Menschen erheblich entlastet. Aber der Umgang mit der hochentwickelten Technik will gelernt sein, auch mögliche Gefahren in diesem Zusammenhang müssen beachtet werden. So gibt es z. B. ein Schild, welches ausdrücklich das Betreten der Baustelle erwünscht, aber nur in einem Bereich, der genügend abgesichert ist.

Mit verschiedenen Sonderausstellungen werden aktuelle Themen aufgegriffen, wie z.B. der moderne Tiefbau.

Hier stehen Bagger, Lader und Spezialmaschinen des Erdbaus im Mittelpunkt. Praktische Vorführungen der Baumaschinen gehen einher mit Erläuterungen über den sicheren Umgang damit. Einen wesentlichen Beitrag zum Arbeits-

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In die Ausstellung fest integriert und für praktische Vorführungen bestens geeignet: die Minibagger von Komatsu.

Komatsu Hanomag GmbH Hanomagstrasse 9 30449 Hannover | Deutschland Tel.: +49 (0)511 - 4509 0 Internet: www.komatsu-kohag.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

RWE:

Neuer Bandsammelpunkt im Tagebau Inden fertiggestellt!

• 100 Millionen-Investment sichert Arbeitsplätze im Tagebau und Kraftwerk • Umfangreiche Immissionsschutzmaßnahmen umgesetzt Der fünfte und somit letzte Förderweg des neuen Bandsammelpunktes im Tagebau Inden wurde heute in Betrieb genommen. Rund 20 Millionen Tonnen Kohle und 80 Millionen Kubikmeter Kies, Löß und Abraum transportieren die insgesamt 45 Kilometer langen Bandanlagen des Tagebaus Inden pro Jahr. Gezielt und bedarfsgerecht gesteuert werden diese Mengen über den Bandsammelpunkt mit Hilfe der ebenfalls neu errichteten Betriebsüberwachung.

Diese ist mit modernster Elektro- und Prozessleittechnik ausgestattet. Insgesamt hat RWE Power 100 Millionen Euro für den Bau des neuen Bandsammelpunktes und die dazugehörigen Infrastrukturmaßnahmen investiert. „Unsere Experten im Tagebau und die beauftragten Firmen haben hervorragende Arbeit geleistet. Alle Umschlüsse und technischen Modernisierungen mussten während des laufenden Produktionsbetriebes vorgenommen und gleichzeitig die Kohleversorgung des Kraftwerks Weisweiler sichergestellt werden“, freut sich Arthur Oster, Leiter des Tagebaus Inden, über das erfolgreich abgeschlossene Projekt. Mit dem neuen Bandsammelpunkt, so Oster weiter, werde der Zugang zu 500 Millionen Tonnen Braunkohle und damit drei Prozent der jährlichen deutschen Stromerzeugung über das Jahr 2030 hinaus gesichert. Gleiches gelte auch für die Arbeitsplätze im Tagebau und Kraftwerk Weisweiler. „Besonders erfreulich ist auch, dass es während der gesamten Bauphase, in der täglich bis zu 500 Menschen auf der Baustelle tätig waren, zu keinem Arbeitsunfall kam“, erklärt der Tagebauchef.

Die Arbeiten zur Errichtung des neuen Bandsammelpunktes starteten im Oktober 2007. Zuvor wurde eine 50.000 Quadratmeter große Betonplatte gegossen. 100.000 Kubikmeter Erde mussten hierfür ausgehoben, 20.000 Kubikmeter Beton und 700 Tonnen Stahl verarbeitet werden.

Der erste Förderweg ging im Juni 2008 in Betrieb. Zug um Zug wurden dann die weiteren Bandanlagen umgeschlossen. Für die Stromver-sorgung des Bandsammelpunktes musste eine vier Kilometer lange 110 kV-Leitung mit zwölf rund 30 Meter hohen Masten neu errichtet werden.

Mit dem Bandsammelpunkt hat RWE Power den Immissionsschutz für die Zukunft neu ausgerichtet. Eingesetzt werden unter anderem sogenannte Untergurtbedüsungen und Gurtintensivreinigungen, Wenderegner und Hochmastregner. Des Weiteren wurde ein großer Teil der Flächen im Bereich des Bandsammelpunktes befestigt. Diese werden nunmehr von einer Spezialkehrmaschine gereinigt. Zudem wurde eine neue Sprühgalerie am Tagebaurand in Betrieb genommen.

RWE Power Aktiengesellschaft Internet: www.rwe.com Ausgabe 02 | 2009

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kleemann GmbH

Leistungsfähig und flexibel!

Kleemann stellt zusammen mit Wirtgen France seine mobilen Prallbrecheranlagen MOBIREX MR 130 Z und MOBIREX MR 100 Z vor.

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eide Anlagen vereinen ein durchdachtes und funktionales Maschinendesign mit robuster Bauweise und ökonomischen Betrieb – bei gleichzeitig enormer Leistungsfähigkeit. Außerdem ermöglichen sie mit der optionalen, großzügig dimensionierten Siebanlage die Herstellung eines definierten Endkorns in einem Arbeitsgang.

Dabei überzeugen die MOBIREX MR 100 Z und die MOBIREX MR 130 Z durch eine Reihe durchdachter Merkmale: Um eine optimale Beschickung zu ermöglichen, bestehen die Aufgabeeinheiten aus Trichtern aus verschleißfestem Stahl, deren Wände für den Transport hydraulisch klappbar sind, und Vibrationsaufgaberinnen, die durch frequenzgeregelte elektrische Motoren angetrieben werden. Gleich danach fügen sich große unabhängig schwingende Doppeldecker-Schwerstücksiebe an, die für eine effektive Vorabsiebung des Aufgabematerials sorgen. Außerdem wird so das Material, welches schon die erforderliche Größe hat, über einen Bypass um den Brecher herum direkt auf die Vibrationsabzugsrinnen geleitet. Dies erhöht nicht nur die Qualität des Endprodukts, sondern auch die Effizienz des Brechers. Die Vibrationsabzugsrinnen selbst sind mit verschleißfestem Stahl (Hardox) ausgekleidet und fördern

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das Material gleichmäßig und schonend auf die großzügig dimensionierten Austragsbänder. So wird der Verschleiß an den Austragsbänder erheblich gemindert und somit die Gesamtverfügbarkeit der Anlagen erhöht. Dazu kommen auf beiden Anlagen Brecher der Baureihe SHB zum Einsatz, die sich durch ihre besonders schwere und robuste Bauweise auszeichnen.

Kleemann MOBIREX MR130Z Flexibel einsetzbar und äußerst leistungsfähig: Bis zu 400 t/h Aufgabeleistung, sehr gut geeignet für Kalkstein- oder Recyclinganwendungen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Die MOBIREX MR 100 Z überzeugt durch ihren einfachen Transport, kurze Rüstzeiten und die hohe Leistung bei vergleichsweise geringem Anlagengewicht. Zusammen mit ihrem effizienten Antrieb ermöglicht sie ein sehr wirtschaftliches Brechen auch bei kleineren Mengen.

Die MOBIREX MR 130 Z verfügt über eine Brechereinlauföffnung von 1300 mm x 900 mm und ermöglicht eine Aufgabeleistung von bis zu 400 t/h. Insgesamt überzeugt die MOBIREX MR 130 Z durch ihre flexible Einsetzbarkeit.

Kalkstein, armierter Beton, Ziegel und Asphalt verarbeitet sie mit Ihrem hydraulisch angetriebenen Prallbrecher zu hochwertigen Endkörnungen.

Die Kleemann GmbH ist ein Unternehmen der Wirtgen Group, einem expandierenden, international tätigen Unternehmensverbund der Baumaschinenindustrie. Zu ihm gehören die vier renommierten Marken Wirtgen, Vögele, Hamm und Kleemann mit ihren Stammwerken in Deutschland sowie lokale Produktionsstätten in den USA, Brasilien und China. Die weltweite Kundenbetreuung erfolgt durch 55 eigene Vertriebs- und Servicegesellschaften.

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Kleemann MOBIREX MR100Z Wirtschaftliches Brechen auch bei kleineren Mengen.

Die MOBIREX MR 100 Z überzeugt durch einfachen Transport bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Kleemann GmbH Mark Hezinger Hildebrandstr. 18 73035 Göppingen | Deutschland Tel.: +49 (0) 7161 20 62 09 Fax: +49 (0) 7161 20 61 00 eMail: mark.hezinger@kleemann.info Internet: www.kleemann.info

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NEUHEITEN & REPORTAGEN LIEBHERR

Neue Raupenbagger-Baureihe von LIEBHERR

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inen neuen Standard für Geräte in der Größenklasse von 21 bis 28 Tonnen präsentierte Liebherr mit der Generation 6 die neue Baureihe der Raupenbagger Die neue Raupenbaggergeneration umfasst drei verschiedenen Typen: Der R 906 Litronic mit einem Einsatzgewicht von 21,7 bis 23,3 Tonnen, der R 916 Litronic (23,7 - 26,4 t) und der R 926 Litronic (25,7 - 27,1 t) – jeweils abhängig von der individuellen Ausstattung.

Alle drei Modelle sind jeweils mit einem Vierzylinder Liebherr-Baumaschinenmotor ausgestattet. Die Motorleistungen betragen für den R 906 Litronic 105 kW / 143 PS, für den R 916 Litronic 115 kW / 157 PS und für den R926 Litronic 130 kW / 177 PS. Die Motoren erfüllen die international geltenden Abgasvorschriften (Stufe IIIA / Tier 3).

Das Motormanagement mit Systemintegration über CAN-Bus sorgt durch weniger Drehzahlvariation für optimierten Kraftstoffverbrauch und bessere Leistungsausnutzung.

Der Liebherr R 916 Litronic, der neuen Raupenbaggergeneration.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Um den unterschiedlichen Markt- und Kundenbedürfnissen gerecht zu werden, ist jedes der drei neuen Raupenbaggermodelle in den Versionen „Classic“ und „Advanced“ erhältlich. Die ClassicVersionen sind für klassische Erdbewegungsarbeiten konzipiert, während die Advanced-Versionen mit noch weitergehenden innovativen Liebherr-Technologien ausgerüstet sind und somit extrem leistungsfähige „Full-Option“Produkte darstellen. Deshalb sind die Advanced-Versionen der Generation 6 - Bagger universell einsetzbar. Deren enorme Leistungsfähigkeit wirkt sich nicht nur bei Erd¬bewegungsarbeiten aus, sondern auch in der Gewinnung, bei Böschungsarbeiten, in Industrieapplikationen oder auf Abbruchbaustellen.

Bei modernen Hydraulikbaggern verlangt die hohe Anzahl der hydraulischen Verbraucher, von denen oft drei oder mehr Funktionen synchron oder teilsynchron genutzt werden, technisch hochwertige und ausgereifte Systeme.

Deshalb sind alle Raupenbagger der Generation 6 mit dem neu entwickelten „Positive Control“-Hydrauliksystem mit entsprechender Steuerungslogik ausgestattet.

Der Liebherr R 926 Litronic, der neuen Raupenbaggergeneration.

Zwei voneinander unabhängige hydraulische Kreise ermöglichen eine sinnvolle Ansteuerung der Komponenten insbesondere bei überlagerten Bewegungen, um den benötigten Volumenstrom ausreichend schnell und bei optimaler Energienutzung zur Verfügung zu stellen. Maximale Geschwindigkeiten von Einzelbewegungen werden durch Summieren der Pumpenkreisläufe erreicht.

So bietet das Liebherr „Positive Control“Hydrauliksystem Leistungsvorteile bei überlagerten Bewegungen, wie z.B. Planierarbeiten, sowie bei Geradeaus- und Kurvenfahrt. Bei der Advanced-Version sorgt der höhere Betriebsdruck zusätzlich für höhere Zug-, Reiß-, und Losbrechkräfte.

Der Liebherr R 906 Litronic, der neuen Raupenbaggergeneration.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Ponton-Großbagger von Liebherr in Bremerhaven in Betrieb genommen Anfang des Jahres hat die Möbius Bau-Aktiengesellschaft in Bremerhaven einen neuen Liebherr-Großbagger P 995 Litronic in Betrieb genommen. Der ca. 360 Tonnen schwere Pontonbagger ist auf dem Stelzenponton MP 40 installiert. Im Rahmen einer kleinen Feierstunde wurde die Schiffstaufe von Firmenchef Werner Möbius vorgenommen. Mit dieser Flottenerweiterung ist Möbius bestens aufgestellt, um sich neuen Herausforderungen im Wasserbau, besonders in Nordeuropa zu stellen.

Der MP 40 ist ein völlig neu konzipierter Stelzenponton von 60 m Länge, 18 m Breite und 4 m Seitenhöhe. Der installierte P 995 Litronic ist bereits das zweite Großgerät dieses Typs in der Maschinenflotte der Firma Möbius. Bereits seit dem Jahr 2004 bewährt sich ein P 995 Litronic als ökonomisches und besonders leistungsfähiges Ladegerät im Wasserbau.

Der Liebherr P 995 Litronic im Einsatz.

Als erste Bewährungsprobe ist ein Einsatz im geplanten Jade-WeserPort in Wilhelmshaven vorgesehen. In diesem für Deutschland einzigartigen Wasserbauprojekt müssen innerhalb von etwa zwei Jahren 4.000.000 m³ schwer lösbarer „Lauenburger Ton“ gebaggert werden. Aufgrund seiner enormen Grabkräfte und seiner beeindruckend schnellen Zykluszeiten ist der MP 40 mit dem P 995 Litronic prädestiniert für diese Aufgabe.

Der P 995 Litronic wird von einem 1.600 kW / 2.140 PS starken MTU-Dieselmotor angetrieben. Die längste Arbeitsausrüstung des MP 40 besteht aus einem 16 m langen Monoblockausleger, einem 11 m Löffelstiel und einem 11 m³ fassenden Tieflöffel. Mit dieser Ausrüstungskombination werden maximale Grabtiefen bis 22,5 m erreicht. Die Reißkraft beträgt 657 kN, die Losbrechkraft 774 kN.

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Liebherr-International Deutschland GmbH Hans-Liebherr-Strasse 45 88400 Biberach an der Riss | Deutschland Tel.: +49 (0)7351 - 41 0 Fax.: +49 (0)7351 - 41 2650 eMail: info.lho@liebherr.com Internet: www.liebherr.com

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VERANSTALTUNGEN Weiterbildungsstudiengang

Rohstoffversorgungstechnik Anmeldeschluss: Juli 2009 Master of Science.

Berufsbegleitend.

Bundesweit.

Hoher Praxisbezug.

Intensive Betreuung.

Modularer Aufbau.

Flexibel durch eLearning.

Qualifizieren Sie sich f端r neue Herausforderungen in Management und Technik im Bereich Mineralische Rohstoffe

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VERANSTALTUNGEN

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ENERGIE und ROHSTOFFE 2009

Sicherung der Energieund Rohstoffversorgung

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Deutscher Markscheider-Verein e.V.

IGMC

Institut f端r Geotechnik und Markscheidewesen, TU Clausthal

9. - 12. September 2009, Goslar Ausgabe 02 | 2009

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VERANSTALTUNGEN

„Energie und Rohstoffe 2009“ Sicherung der Energie- und Rohstoffversorgung vom 09- bis 12. September 2009 in Goslar

U

nter der Schirmherrschaft des Niedersächsischen Ministerpräsidenten, Herrn Christian Wulff, findet vom 9.-12. September 2009 die wissenschaftliche Tagung Energie und Rohstoffe 2009 - Sicherung der Energie- und Rohstoffversorgung - in Goslar statt. Veranstalter – in Kooperation mit dem Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (efzn) - sind das Institut für Geotechnik und Markscheidewesen (IGMC) der Technischen Universität Clausthal und der Deutsche Markscheider-Verein (DMV). Die Tagung wird von einem 14-köpfigen Beirat aus der Industrie, von Bundesund Landesämtern und Hochschulen unterstützt und begleitet.

In 47 Fachvorträgen werden die folgenden Schwerpunkte behandelt: • die untertägige Speicherung von CO2 • die Gewinnung und Nutzung geothermischer Energie • die untertägige Zwischenspeicherung von Energie und Energierohstoffen • die Gewinnung und Nutzung von Methan- und Grubengas • die Endlagerung radioaktiver Abfallstoffe • die Aufsuchung und Modellierung von Rohstofflagerstätten sowie die Planung ihrer wirtschaftlichen und umweltverträglichen Nutzung • die Entwicklung und Anwendung moderner Verfahren der Geoinformatik und Satellitenfernerkundung zur ressourcen- und umweltschonenden Energie- und Rohstoffgewinnung • europäische und bundesdeutsche Strategien zur nachhaltigen Sicherstellung einer wirtschaftlichen Versorgung mit Energie und Rohstoffen

Zusätzlich findet in 9 „Werkstattgesprächen“ (moderierte Kleingruppenveranstaltungen mit Impulsreferat) eine Auseinandersetzung mit speziellen und aktuellen Themen statt. Abendveranstaltungen, ein Rahmenprogramm und eine Abschlussexkursion runden diese Veranstaltung ab. Der Beirat der Tagung „Energie und Rohstoffe 2009“ besteht aus: • Prof. Dr.-Ing. H.-P. Beck, Vorstandsvorsitzender EFZN Energie Forschungszentrum Niedersachsen • Dipl.-Ing. J. Eikhoff, Vorstand RAG Aktiengesellschaft • Dr.-Ing. K. Freytag, Präsident des LBGR Brandenburg • Dipl.-Ing. G. Grimmig, Vorstand K+S Aktiengesellschaft • Dipl.-Ing. M. Hartung, Vorstand RWE Power AG und Vorstandsvorsitzender VRB (Vereinigung Rohstoffe und Bergbau e.V.) • Prof. Dr. H.-J. Kümpel, Präsident der BGR • MinR Dr. U. Kullmann, Referatsleiter BMWi, Referat III B5 Bergrecht • Dipl.-Ing. L. Lohff, Präsident des LBEG Niedersachsen • Prof. Dr.-Ing. K.-D. Maubach, Vorsitzender des Vorstands EON Energie AG • Dipl.-Ing. A. Möhring, Geschäftsführer GDF Suez E&P Deutschland GmbH • Dr.-Ing. T. Neuber, Vorstand EWE Aktiengesellschaft • Prof. Dr. K.-J. Röhlig, Institut für Endlagerforschung, TU Clausthal • RA Dr. M. Schlotmann, Geschäftsführer Bundesverband Keramische Rohstoffe e.V. • Dr.-Ing. H. Zeiß, Vorstand Vattenfall Europe Mining

Einzelheiten und Anmeldung unter: www.ENERGIE-UND-ROHSTOFFE.org

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VERANSTALTUNGEN 09

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Radarinterferometrie zur Erfassung von B o de n b e we g u n g en

08. September 2009 in Goslar

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VERANSTALTUNGEN

Radarinterferometrie zur Erfassung von B o d e n b e we g u n gen

08. September 2009 in Goslar Das neue Messverfahren für die Energie-und Rohstofndustrie Workshop Radarinterferometrie

Vortragende

Die satellitengestützte Radarinterferometrie konnte in den letzten Jahren aus rein wissenschaftlichen Anwendungen zu einem zuverlässigen Verfahren entwickelt werden, mit dem Deformationen der Erdoberfläche im Zentimeter- und Millimeterbereich gemessen werden können. Die Qualität und Zuverlässigkeit der Daten und Auswertemethoden wurde verbessert und erweitert, so dass die Verfahren z. B. auch in der Rohstoffindustrie erfolgreich eingesetzt werden konnten. Nicht zuletzt durch die neuen hochauflösenden Sensoren, wie z. B. TerraSAR-X mit einer Bodenauflösung von unter 3 m und einer zeitlichen Wiederkehrrate von 11 Tagen, wird die Radarinterferometrie für das Bodenbewegungsmonitoring interessant. Der Workshop richtet sich vornehmlich an Entscheidungsträger und potentielle Anwender in der Industrie und in Behörden. Spezielle Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Es werden die Grundlagen der Radarfernerkundung und der radarinterferometrischen Auswertemethoden erläutert. Möglichkeiten und Grenzen der Radarinterferometrie zur Erfassung von Bodenbewegungen werden grundlegend und anhand von praktischen Beispielen dargestellt. Eingegangen wird im Speziellen auf die Mehrdeutigkeit der Messgröße, auf Fehlereinflüsse und die Möglichkeiten ihrer Kompensation. Die Besonderheiten unterschiedlicher Sensoren und Wellenlängen hinsichtlich der Erfassung und Analyse großflächiger bzw. kleinräumiger sowie schneller bzw. langsamer Bodenbewegungen werden erörtert. Darüber hinaus werden der Einsatz von Radarreflektoren, erweiterte Auswerteverfahren, wie z. B. die Berücksichtigung von Bewegungsmodellen und die Validierung (mit Nivellements) erläutert. Die Weiterverarbeitung der Ergebnisse radarinterferometrischer Messungen wird anhand der Verknüpfung von Ergebnissen der differentiellen Synthetic Aperture Radar Interferometry (dInSAR) und Persistent Scatterer Interferometry (PSI) sowie beim Einsatz speziell entwickelter, GISgestützter Analysewerkzeuge gezeigt.

Prof. Uwe Sörgel ist Juniorprofessor für Radarfernerkundung am Institut für Photogrammetrie und Geoinformation der Leibniz Universität Hannover. Seine Forschungsinteressen liegen in der Analyse hoch aufgelöster SAR-Daten zur Objekt- und Mustererkennung, SAR-Interferometrie und Fusion unterschiedlicher bildhafter Sensordaten.

Dr. Michael Eineder ist Abteilungsleiter der Organisationseinheit SAR-Signalverarbeitung (MF-SV) am Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) in Oberpfaffenhofen. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in der Entwicklung von Algorithmen für die digitale Signalverarbeitung für SAR und SAR-Interferometrie.

Dr. Tazio Strozzi ist Physiker und Mitarbeiter der Schweizer Firma GAMMA Remote Sensing AG, einem Dienstleister und Softwareanbieter im Bereich der Radarfernerkundung. Seine Hauptarbeitsfelder sind SAR-Interferometrie und PSI zur Bestimmmung von Bodenbewegungen (Subsidenz, Hangrutschungen, Gletscherfließen) sowie Feldexperimente mit terrestrischen Radarinterferometern und Scatterometern.

Einzelheiten und Anmeldung unter: www.ENERGIE-UND-ROHSTOFFE.org/ 2009/anmeldung_und_information.php Ansprechpartner: Dr. Steffen Knospe Telefon: +49 (0) 53 23 72-27 94 E-Mail: steffen.knospe@tu-clausthal.de DMV

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Stochastic Resource Modelling and Mine Planning Optimization

September 7 and 8 , 2009

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VERANSTALTUNGEN

Stochastic Resource Modern geostatistics and optimization tools for the mining industry Participants will: Discover how and why risk-based models create value and opportunities Understand how to quantify and utilize grade/ tonnage/metal uncertainty and variability • Learn about new efficient simulation methods for modeling ore bodies and how to utilize the results in a diversity of mining applications • Understand how to use quantified ore body risk in ore reserve estimation, mine planning and design, and mineral project valuation • Learn from actual industry examples and diverse applications • Participate in hands-on computer workshops using real case studies

The final stage of the course is a series of computer workshops, and introduces to participants new powerful public domain software (SGeMS). Data and software remains with the participants.

Content and Objectives Growing volatility and uncertainty in global markets highlight the need to focus now, more than ever, on new technologies that can add significant value to mine plans and evaluations.

This two-day course presents the new generation of applied technologies integrating conditional simulation methods for reserve risk management with new risk-based mine-planning optimization, leading to improved cash flow assessments. Emphasis is placed on the downstream applications pertinent to the feasibility, design, development and planning stages of mining ventures, as well as in the financial optimization of relevant aspects of operations and production.

Computer workshops introduce participants to the prac-

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Modelling and Mine Planning Optimization

September 7th and 8th, 2009

in Goslar

tical aspects of the technologies taught in lectures. New public domain software with graphic capabilities is introduced.

Instructor Roussos Dimitrakopoulos is currently Professor and the Canada Research Chair in Sustainable Mineral Resource Development and Optimization under Uncertainty – BHP Billiton, and Director of the COSMO Laboratory, McGill University, Montreal, Canada. Previously he was Professor and Director of the Bryan Research Centre, University of Queensland, Australia. He holds a PhD in Geostatistics from Ecole Polytechnique, Montreal, and a MSc from the University of Alberta, Edmonton. He has been working in orebody risk analysis since 1983 and the last decade on risk-based optimization in open pit mine design. Roussos has been Senior Geostatistician with Newmont Mining Co., Denver, and Senior Consultant with Geostat Systems Int. He has taught short courses and worked in Australia, North America, South America, Europe, the Middle East, South Africa and Japan. (http://people.mcgill.ca/roussos.dimitrakopoulos/)

Information and Registration: www.ENERGIE-UND-ROHSTOFFE.org/ 2009/anmeldung_und_information.php Contact-person: Dr. Steffen Knospe Telefon: +49 (0) 53 23 72-27 94 E-Mail: steffen.knospe@tu-clausthal.de DMV

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VERANSTALTUNGEN

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DER AMS-VERANSTALTUNGSKALENDER Juli 2009 Geologie 2009 (COG). Fachtagung für Angewandte 08 Jul 2009 Computerorientierte Geologie im Rahmen der AGIT

Salzburg

www.agit.at/cog

28 - 30 Jul 2009 CGE09 — COAL-GEN Europe 2009

Warschau, Polen

www.cge09.events.pennnet.com

12 - 16 Jul 2009 15. Tagung Festkörperanalytik

Chemnitz

www.tu-chemnitz.de/physik/AFKO/ FKA15/

26 - 29 Jul 2009 GOLD 2009

Heidelberg

www.gold2009.org

Kalgoorie, Australia

www.diggersndealers.com.au

August 2009 03 - 05 Aug 2009 Diggers & Dealers Mining Forum 2009

- 2009 — International Workshop on "Winning Strategies to Revita- Mangalore, Indien 08 - 09 Aug 2009 WSRMS lize the Mineral Sector"

www.nitk.ac.in

17 - 19 Aug 2009 Seventh International Mining Geology Conference 2009

Perth, Australien

www.ausimm.com.au/simgc2009

23 - 26 Aug 2009 48th Annual Conference of Metallurgists Nickel-Cobalt 2009

Sudbury, Ontario (Canada) www.metsoc.org

September 2009 07 - 08 Sep 2009 Stochastic resource modelling and mine planning optimization

Clausthal-Zellerfeld

www.igmc.tu-clausthal.de

Goslar

www.energie-und-rohstoffe.org /2009/workshop_radar.html

International Symposium on Environmental Geotechnology and Sustai07 - 11 Sep 2009 10th nable Development

Bochum

www.iseg2009.tfh-bochum.de

Energie und Rohstoffe 2009 - Sicherung der Energie- und Rohstoffversor09 - 12 Sep 2009 gung

Goslar

www.energie-und-rohstoffe.org

10 - 15 Sep 2009 NordBau 2009

Neumünster, Holstenhallen www.nordbau.de

9 - 9th International Conference on Rock Fragmentation by 13 - 17 Sep 2009 FRAGBLAST Blasting

Granada, Spanien

www.fragblast.org

Twin World Congress - Resource Management and Technology for 14 - 16 Sep 2009 R'09 Material and Energy Efficiency

Davos (Switzerland)

www.r2009.org

14 - 18 Sep 2009 Extemin - Convention Minera 2009

Arequipa, Peru

www.convencionminera.com

15 - 17 Sep 2009 Water in Mining 2009 (WIM 2009)

Perth, Australien

www.ausimm.com.au/wim2009

Central Asia - 15th International Exhibition for the Mining and 16 - 18 Sep 2009 MiningWorld Processing of Metals and Minerals

Almaty, Kazakhstan

www.miningworld-events.com

20 - 23 Sep 2009 HMC 2009 — 7th Heavy Minerals Conference

Drakensberg, Südafrika

www.saimm.co.za/events/0909hmc

21 - 25 Sep 2009 Clays, clay minerals and layered materials

Moskau, Russische Föderation

www.cmlm2009.ru

22 - 24 Sep 2009 Intergeo 2009

Karlsruhe

www.intergeo.de

22 - 24 Sep 2009 Mining & Energy NSW

Muswellbrook, New South Wales, Australien

www.miningandenergynsw.com.au

Santiago (Chile)

www.enviromine2009.com

08 Sep 2009 Radarinterferometrie zur Erfassung von Bodenbewegungen

30 Sep - 02 Oct 2009 EnviroMine 2009

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VERANSTALTUNGEN

2009

DER AMS-VERANSTALTUNGSKALENDER

Oktober 2009 05 - 07 Oct 2009 International Conference on Non-linearities and Upscaling in Porous Media

Stuttgart

www.nupus.uni-stuttgart.de/index.p hp?module=events&file=stuttgart

06 – 08 Oct 2009 MiningWorld Uzbekistan

Tashkent, Uzbekistan

www.miningworld-uzbekistan.com

12 - 15 Oct 2009 ConMex 2009 Middle East

Sharijah, UAE

www.conmex.ae

14 - 17 Oct 2009 Mining Indonesia

Jakarta, Indonesia

www.pamerindo.com/2009/mining

16 - 18 Oct 2009 Tag der Steine in der Stadt

Berlin

www.geo.tu-berlin.de/steine-inder-stadt/tag_der_steine_in_der_ stadt

19 - 23 Oct 2009 IMWC — International Mine Water Conference

Pretoria, Südafrika

www.wisa.org.za/minewater2009. htm

20 - 22 Oct 2009 CHINA MINING Congress & Expo 2009

Tianjin, China

www.china-mining.com

27 - 29 Oct 2009 Mining & Energy SA

Adelaide, South Australia, Australien

www.miningandenergysa.com.au

27 - 30 Oct 2009 China Coal and Mining Expo 2009

Beijing, China

www.chinaminingcoal.com

Beijing, China

www.china-mining.com

Essen

www.gvst.de

10 - 12 Nov 2009 Stainless Steel World Conference & Exhibition 2009

Maastricht (Netherlands)

www.stainless-steel-world.net

10 - 13 Nov 2009 Metal-Expo 2009

Moscow (Russia)

www.metal-expo.com

17 - 19 Nov 2009 Geothermiekongress 2009

Bochum

www.geothermie.de

01 - 03 Dec 2009 STUVA Tagung 2009

Hamburg

www.stuva.de

02 - 05 Dec 2009 EuroMold 2009

Frankfurt

www.euromold.com

10 - 13 Dec 2009 ENERGY INDIA, MDA INDIA, CeMAT INDIA, Industrial Automation INDIA

Mumbai (India)

www.cemat-india.com

November 2009 10 - 12 Nov 2009 China Mining 2009 10 Nov 2009 Steinkohlentag 2009

Dezember 2009

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STELLENAUSSCHREIBUNG VERANSTALTUNGEN

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HERAUSGEBER

Prof. Dr.-Ing. habil. Hossein H. Tudeshki Universitätsprofessor für Tagebau und internationalen Bergbau eMail: tudeshki@advanced-mining.com

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Prof. Dr.-Ing. habil. Hossein H. Tudeshki Dr. Monire Bassir Dr.-Ing. Stefan Roßbach Dipl.-Umweltwiss. Christian Thometzek eMail: redaktion@advanced-mining.com

AUFBAU & LAYOUT

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GRAFISCHES DESIGN

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