AMS-Online Ausgabe 03/2010 by AMS Online

03 2010

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03 2010 WEITERBILDUNG Methoden zur Berechnung des Rohstoffvorrates - Vorratsberechnung

Tudeshki, H.

Institut für Bergbau | TU Clausthal | Deutschland

TECHNOLOGIETRANSFER Fachvereinigung Auslandsbergbau und internationale Rohstoffaktivitäten in der Vereinigung Rohstoffe und Bergbau e. V., Berlin - FAB versechsfacht!

FAB

Berlin | Deutschland

Kunze1, G. ; Katterfeld1, A. ; Grüning2, T.

Simulation maschineller Erdbauprozesse

Leittechnische Migration – Systemintegration im laufenden Produktionsprozess Materialflussoptimierung mittels der „Diskrete Elemente Methode“ Mehrfach-Verteiler zur kontinuierlichen Aufteilung eines Fördergutes während der pneumatischen Förderung (Auslegung, Berechnung, Betriebsverhalten) Überwachung von Bandübergabestellen - Messtechnische Lösungen

TU Dresden | 2Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Müller1, D. ; Köhler2, J.-O. 1

MIBRAG mbH| 2 ABB Cottbus | Deutschland

Prenner, M.

Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre | Montanuniversität Leoben | Österreich

Schneider, K.

KS-Engineering GmbH | Köln | Deutschland

Zöbisch, S.

Endress+Hauser Messtechnik GmbH & Co. KG | Deutschland

Ein neues Verfahren zur sauren Entzinkung von Stahlschrotten

Gock, E.

Scooptram St 14 Fahrlader – Neue Maßstäbe in Bezug auf Technik, Sicherheit, Leistungsfähigkeit, Ergonomie und Wartungsfreundlichkeit im Marktsegment von 12 bis 16 t

Wennmohs, K.-H.

Drehmomentmessung an Fahrladern als Basis für Optimierungen

Schäfer, G. ; Rolshofen, W.

Einbau einer 1000 m langen DN 400 ZSM Steigeleitung in den Schacht Rossenray des Bergwerkes West

Hachmann, A.

Konzept für ein Endlager für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle im Tongestein in Deutschland

Bollingerfehr, W. ; Pöhler, M.

Sandvik HM150 auf der weltgrößten Förderbrücke in der Lausitz im Einsatz

Sandvik Mining and Construction Central Europe GmbH

Institut für Aufbereitung | TU Clausthal | Deutschland

Atlas Copco MCT GmbH | Essen | Deutschland

Institut für Maschinenwesen | TU Clausthal | Deutschland

AHA, Prüfung u. Abnahme | Recklinghausen | Deutschland

DBE TECHNOLOGY GmbH | Peine | Deutschland

Essen | Deutschland

Eisenerzabbau in Australien: Maschinenleistung und Service-Support auf höchstem Niveau

Wirtgen GmbH

Windhagen | Deutschland

DIESES MAGAZIN WIRD UNTERSTÜTZT VON: BBM Operta GmbH Continental/ContiTech Vermeer

Sandvik Wirtgen GmbH MTC

Orica Germany GmbH Metso Minerals

03 2010 WEITERBILDUNG NEUHEITEN & REPORTAGEN ATLAS Copco´s Xtended Life Programm: gebrauchte Hydraulikhämmer neuwertig aufbereitet!

Atlas Copco Deutschland Essen | Deutschland

Backers Maschinenbau GmbH

Siebtechnik von Backers

Twist | Deutschland

Metso Minerals Deutschland GmbH

METSO Minerals: Renaissance der GfA Siebmaschinen

Mannheim | Deutschland

Neuer Rockster R900 ermöglicht maximale Flexibilität: Rössner Bau -Leistung und Qualität seit 112 Jahren!

Kormann Rockster Recycler GmbH

Besonderer Auftrag von der Tiroler Firma Gebrüder Reindl OHG:HOCH HINAUS MIT SBM MINERAL PROCESSING

SBM Mineral Processing GmbH

Gigant für grosse Aufgaben: Kleemann baut mobilen Backenbrecher mit einer Leistung von bis zu 1500 t/h

Kleemann GmbH

Ennsdorf | Österreich

Laakirchen | Österreich

Göppingen | Deutschland

Beumer Maschinenfabrik GmbH

BEUMER gründet Niederlassung: Starke Position in Mexiko!

Beckum | Deutschland

Haver & Boecker: Bernhard Pagenkemper neuer Gesamtvertriebsleiter der Maschinenfabrik

HAVER & BOECKER Oelde | Deutschland

MB S.p.A.

In Japan eröffnet der neue Sitz der MB!

Fara Vicentino | Italien

geo-konzept GmbH

geo-konzept auf der GEODARMSTADT

Gut Wittenfeld | Deutschland

Sandvik liefert Auto Mine-Lite™ und LHDs an die Mine Garpenberg des schwedischen Bergbauunternehmens Boliden

Sandvik Mining and Construction Central Europe GmbH Essen | Deutschland

Garmin erweitert professionelles Fuhrparkmanagement -System: Garmin und DigiCore Deutschland GmbH kooperieren

DigiCore Deutschland GmbH

Komatsu Hydraulikbagger weltweit Marktführer!

Komatsu Europe International N.V.

Bau- & Umschlagmaschinen beeindrucken in Lingen - Kiesel Technologietage Nord 2010

Kiesel GmbH

ROTEC: Naturbims unschlagbar ökologisch und vielseitig

R O T E C GmbH & Co. KG

Cat -Maschinen bauen Infrastruktur für den APEC-Gipfel 2012

Caterpillar

Hannover | Deutschland

Baienfurt | Deutschland

Urmitz | Deutschland

Hitachi EX1900-6: Kiesel liefert EX1900-6 an Amberger Kaolinwerke

VERANSTALTUNGEN

Hannover | Deutschland

Kiesel GmbH

Baienfurt | Deutschland

Der AMS-Veranstaltungskalender 2010

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WEITERBILDUNG

Methoden zur Berechnung des Rohstoffvorrates -

Vorratsberechnung Vorratsberechnung

Ein fundamentales Entscheidungskriterium für die Bewertung eines Rohstoffprojektes bildet die Ermittlung des Volumens bzw. der Masse, der in Folge von Erkundungen erfassten Lagerstätte. Die Berechnungen müssen darüber hinaus die Menge bzw. das Volumen des Rohstoffes als eine Funktion des Erkundungsgrades bestimmen. Die Bewertung kann anhand der Definition des sicheren, möglichen oder des vermuteten Vorrats erfolgen. Dieser Aufsatz befasst sich zunächst mit der Vorstellung verschiedener Verfahren der Vorratsberechnung ohne Definition der Kategorien. Als Grundlage der Vorratsermittlung dienen sämtliche Informationen über dieer Topographie, Geologie, Hydrologie sowie Bohrungen, Schürfe einschließlich Ergebnisse aus Laboranalysen zur Ermittlung des Rohstoffgehaltes. Erst nach einer systematischen Untersuchung und Bewertung dieser Daten kann mit der Vorratsermittlung begonnen werden.

Methoden zur Berechnung des Rohstoffvorrats Die mathematischen Ansätze und daraus abgeleitete Verfahren der Vorratsberechnung wurden in der Vergangenheit stets weiterentwickelt. Die einfachsten Methoden basieren auf einer geometrischen Gewichtung von, aus den Aufschlüssen gewonnenen, Lagerstätteninformationen. Bei diesen ältesten Verfahren werden ein oder mehrere gemittelte Untersuchungsergebnisse z. B. Gehalt des Rohstoffes auf einer Fläche oder einem Körper mit definierten Abmessungen bezogen. Je nach Form der Bezugsfläche wird zwischen den Verfahren der geologischen Flächen, Dreiecksmethode, Profilmethode und Polygonmethode unterschieden. Resultierend aus dem Umstand, dass bei diesen Verfahren eine gegenseitige Beeinflussung von Untersuchungsergebnissen benachbarter Aufschlüsse nicht stattfindet, wurde später die sogenannte Methode „NearestNeighbor“, als eine Art Weiterentwicklung der

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von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. H. Tudeshkil Institut für Bergbau | TU Clausthal | Deutschland Polygonmethode eingeführt. Eine weitere Optimierung der Vorratsberechnung fand bei der Einführung der Methode der geleitenden Wichtung statt. Bei der sogenannten Methode der inversen Distanz wird die Abhängigkeit bzw. die gegenseitige Beeinflussung von Untersuchungsergebnissen als Funktion der Entfernung bestimmt. Erst mit der Einführung des Krige-Verfahrens wurde der Grundstein für moderne Geostatistik gelegt. Dabei wird neben der Distanz auch die Orientierung von Untersuchungsergebnissen zur Bestimmung der gegenseitigen Beeinflussung berücksichtigt. Sowohl das Verfahren der inversen Distanz als auch die Methode des Kriging werden im Zusammenhang mit Blockmodellen zur dreidimensionalen Vorratsberechnung angewandt. Im Folgenden werden die oben genannten Verfahren bzw. Methoden kurz erläutert:

Geometrische Methoden Wie bereits erwähnt, wird bei der Anwendung dieser Methode ein oder mehrere gemittelte Untersuchungsergebnisse z. B. Erzgehalt auf einer Fläche oder einem Körper mit definierten Abmessungen bezogen. In der praktischen Anwendung dienen diese Methoden einer ersten und überschlägigen Berechnung des Vorrates. Prinzipiell steigt die Genauigkeit mit zunehmender Systematik der Erkundung bei gleichzeitiger Homogenität des Rohstoffkörpers. Während diese Verfahren bei flözartigen, in Ihrer Qualität nur gering schwankenden Rohstoffkörpern wie beispielsweise bei Kohle brauchbare Ergebnisse liefern, führt ihre Anwendung bei komplexen Lagerstätten mit hoher Schwankung des Rohstoffgehaltes zu unbrauchbaren Ergebnissen.

Methode der geologischen Flächen Die Methode der geologischen Flächen stellt das einfachste Verfahren zur Vorratsberechnung dar. Die für die Berechnung zu wählende Fläche wird in Abhängigkeit der geologischen Grenzen einer Lagerstätte einschließlich eventueller Diskontinuitätsflächen wie Störungen abgegrenzt.

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WEITERBILDUNG Die auf der jeweiligen Fläche ermittelten Lagerstätteninformationen wie Rohstoffgehalt und Mächtigkeit werden arithmetisch gemittelt und mit der Fläche multipliziert. Diese sehr einfache Möglichkeit der Berechnung wird bevorzugt bei Flöz-artigen speziell sedimentären Lagerstätten wie der Stein- und Braunkohlen genutzt.

Eckpunkte gebildet. Die Dreiecksflächen, multipliziert mit den berechneten Durchschnittsgehalten und der Plattenmächtigkeit ergeben aufsummiert den Gesamtvorrat der Lagerstätte.

Profilmethode Die Profilmethode wird auch als Methode der senkrechten Schnitte, Methode der Parallelprofile oder Linienmethode bezeichnet. Das Verfahren ist in der nachfolgenden Abbildung 1 dargestellt. Der Lagerstättenkörper wird durch parallele Schnitte abgebildet. Für die dabei entstehenden Scheiben Si berechnet sich das Scheibenvolumen Vi aus dem Flächeninhalt Fi eines Schnittes i und den beiden halben Abständen zu den Nachbarschnitten. Die Durchschnittsgehalte für die einzelnen Schnitte werden als einfache oder gewogene arithmetische Mittelwerte bestimmt.

Abb. 2: Dreiecksmethode

Polygonmethode Die Vorgehensweise bei dieser Berechnungsart ist ähnlich wie die der Dreiecksmethode. Statt drei Werten wird jeder Einzelfläche nur der Wert der innerhalb des jeweiligen Polygons gelegenen Aufschlussstelle zugewiesen. Die Polygonflächen werden ermittelt, in dem die Mittelsenkrechten der Verbindung zweier benachbarter Aufschlusspunkte gebildet werden.

Da die Form des Lagerstättenkörpers bei dieser Methode keine Rolle spielt, ist sie auf alle Lagerstättentypen anwendbar.

Dreiecksmethode Bei dieser Methode wird der Lagerstättenkörper in eine Reihe von übereinander liegenden Platten unterteilt. Aus den Aufschlusspunkten wird in den verschiedenen Ebenen ein Dreiecksnetz gebildet. Für die so entstandenen Dreiecke wird ein Durchschnittsgehalt aus den Probenwerten der Abb. 3: Polygonmethode

Abb. 1: Profilmethode

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WEITERBILDUNG NearestNeighbor Methode

Erstellung von Lagerstättenmodellen

Diese Berechnungsmethode basiert auf dem Polygonverfahren. Die Zuweisung der Qualität einer von einem Polygon umschlossenen Fläche erfolgt nicht allein durch die Qualität des innerhalb der Polygonfläche befindlichen Aufschlusses, sondern wird von der Qualität des Nachbarpolygons beeinflusst.

Die Sammlung von Proben aus Bohrkernen, Schürfen oder anderen bergmännischen Beprobungsmethoden ist Ausgangspunkt jeder Lagerstättenmodellierung.

Im Zweidimensionalen ist die Einflussnahme nur an den Grenzbereichen zweier Polygone feststellbar. Bei einer dreidimensionalen Betrachtung, speziell bei geneigten Lagerstätten führt dieses Verfahren zu einem besseren Ergebnis als die normale Polygonmethode.

Vorratsberechnung aus Lagerstättenmodellen Für die Berechnung der Vorräte von komplexen Lagerstätten (z.B. Erz) werden dreidimensionale Lagerstättenmodelle zu Hilfe genommen. Dazu wird die Lagerstätte in ein System von meist gleich großen, rechtwinkligen Blöcken eingeteilt. Die Blockabmessung wird einerseits durch die erforderliche Genauigkeit und Rechenkapazität festgelegt, andererseits durch technische Faktoren (Blockhöhe gleich Arbeitshöhe der einzusetzenden Gewinnungsgeräte). Den einzelnen Blöcken werden durch Interpolation Werte zugewiesen. Ist ein Lagerstättenmodell erst einmal erstellt und berechnet, so ist es nur eine Frage der Programmgestaltung, die geologischen Vorräte oder die Inhalte zu berechnen.

Theorie der Lagerstättenmodelle Selbst bei intensiv untersuchten Lagerstätten stellt die aus Bohrungen oder Schürfen gewonnene Probenmasse nur einen verschwindend geringen Teil (etwa 1/100.000 bis 1/1.000.000) der gesamten Lagerstättenmasse dar. Folglich ist eine Interpolation von Werten notwendig. Ausgehend von den bekannten Daten z.B. aus Bohrkernanalysen werden auf diese Weise Werte für die nicht abgebohrten Räume berechnet. Alle bekannten und berechneten Daten werden dann zu einem Modell zusammengefügt. Für diese Interpolation ist eine Vielzahl von Verfahren verfügbar, die nachfolgend näher erläutert werden sollen. Bei der Behandlung dieser Probleme bleibt immer zu bedenken, dass alle Lösungsansätze nur auf einem Modell und nicht auf der Realität basieren. Jeder Fehler im Modell überträgt sich auf die Ergebnisse der Arbeit.

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Nachdem diese Proben analysiert wurden, wird eine Bohrlochdatenbank mit nachstehenden Daten als Grundlage für das Lagerstättenmodell erstellt: • Bohrlochnummer • Koordinaten (x; y; z) des Bohrlochansatzpunktes • Teufenbereich der Probe • Neigungswinkel und -richtung der Bohrlochabschnitte

Zusätzlich können zu jedem Teilvolumen der Lagerstätte weitere relevante Daten beliebiger Art gespeichert werden. In der Regel werden als Ergebnisse der Probenanalyse z.B. der Gehalt an Wert- und Schadstoffen, Feuchtigkeitsgehalt, Heizwert, Aschegehalt, Dichte, Gesteinsfestigkeit, Klüftigkeit, Bruchflächenorientierung, etc. gespeichert. Die Bohrlochdatenbank kann um weitere Kenntnisse, die beispielsweise während des Abbaus über die Lagerstätte gewonnen werden, erweitert werden. Üblicherweise werden die benötigten Informationen in verschiedenen Ausgangsdateien abgespeichert, die dann zusammengeführt werden müssen. Erste Informationen über die Lagerstätte können direkt über statistische und vor allem geostatistische Analysen der Datenbank gewonnen werden. Auf diese Weise können Mittelwerte, Histogramme und Variogramme erstellt, und damit Trends und Korrelationen zwischen verschiedenen Parametern ermittelt und aufgezeigt werden. Ziel dieser Informationen ist die Vermittlung eines globalen Bildes über die Lagerstätte und ihre Struktur. Die Ergebnisse dieser ersten Berechnungen bilden die Grundlage und liefern Hinweise für die nachfolgende Lagerstättenmodellierung.

Blockmodelle und ihr Informationsgehalt Lagerstättenmodellierung bedeutet zunächst die Einteilung der Lagerstätte in gleichförmige oder ungleichförmige Blöcke. Der Block stellt die kleinste Einheit des Modells dar und ist bezüglich seiner enthaltenen Daten homogen.

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WEITERBILDUNG Jeder Block wird durch zwei bzw. drei Koordinaten eines meist orthogonalen Koordinatensystems und drei Kantenlängen eindeutig nach Lage und Größe definiert. Jedem dieser Blöcke werden Informationen in Form von Datensätzen zugewiesen, die für den gesamten Block gelten. Diese Zuweisung erfolgt durch Interpolations- bzw. Schätzverfahren, die nachfolgend erläutert werden.

Struktur eines Blockmodells Unter der Struktur eines Blockmodells sind die räumliche Ausdehnung des Gesamtmodells, sowie die Größe, Form und Ausrichtung einzelner Blöcke zu verstehen. Jedes Modell kann eine fast beliebige Struktur besitzen, die aber vor allem durch die Gestalt und den Typ der Lagerstätte sowie durch den Umfang der zur Verfügung stehenden Daten bestimmt wird. Lässt die Geologie dies zu, so richtet sich die Blockgröße nach real vorliegenden Homogenbereichen innerhalb der Lagerstätte (kleinstes Volumen, für das eine Entscheidung wie Aufbereiten oder Verkippen getroffen werden kann). Unter bestimmten Umständen kann dies der Größe einer Abbaueinheit entsprechen.

Abb. 4: Gehaltsprofil einer Lagerstätte

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Wählt man die Blockgröße von vornherein sehr klein, so ist die Genauigkeit des Modells größer, aber es ist zu bedenken, dass auch der Fehler in der Genauigkeit der Schätzung (=Varianz) für den einzelnen Block mit abnehmender Blockgröße steigt. Außerdem ist die Anzahl der Blöcke durch die Speicher- und Rechenkapazität der verwendeten Rechner begrenzt. Um den Speicherplatzbedarf zu verringern besteht die Möglichkeit, Blöcke an entscheidenden Stellen, z.B. an Störungszonen oder Flözflächen, zu teilen. Dadurch wird die Genauigkeit in diesen Zonen erhöht, ohne die Blockgröße im Rest des Lagerstättenmodells zu beeinflussen.

Gehaltsbestimmung in Einzelblöcken Unabhängig davon, wie dicht eine Lagerstätte abgebohrt wurde, ist in den wenigsten Fällen jedem Block eine Bohrung zuzuordnen. Selbst wenn dies der Fall wäre (die Blöcke könnten entsprechend groß definiert werden), wäre immer noch fraglich, ob die Bohrergebnisse tatsächlich repräsentativ für den jeweiligen Einzelblock sind. Abbildung 4 zeigt vier Blöcke einer Lagerstätte, für die ein kontinuierliches (tatsächliches) Gehaltsprofil vorliegt. Dieses Gehaltsprofil zeigt viele lokale Schwankungen, also ein hohes Rauschniveau. Wird jeder Block zentral mit einer Bohrung untersucht, so ist zu erkennen, dass die Bohrergebnisse durch die lokalen Schwankungen beeinflusst werden und möglicherweise weit vom Blockmittelwert entfernt liegen.

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WEITERBILDUNG Es ist also ein Weg zu finden, diese kurzwelligen Gehaltsschwankungen (das sog. „Rauschen“) zu eliminieren, die langwelligen Gehaltsvariationen zu erkennen und damit den richtigen Blockdurchschnitt zu erfassen. Die Gehalte in einer Lagerstätte sind nicht als rein statistisch verteilt anzusehen; nur das Rauschen kann als statistisch verteilt bezeichnet werden. Die Chance, in der Nähe einer hochgehaltigen Bohrung wieder eine hochgehaltige anzutreffen ist größer, als neben einer niedriggehaltigen. Es besteht also eine räumliche Abhängigkeit (ortsabhängige Variable). Das Maß dieser räumlichen Abhängigkeit korreliert mit der Homogenität der Lagerstätte, die wiederum von deren Entstehung und tektonischen Beanspruchung abhängig ist. Mit der Berücksichtigung dieser räumlichen Abhängigkeit von Probenwerten befasst sich die Geostatistik, in der auch Verfahren für die Gehaltsbestimmung in Einzelblöcken entwickelt wurden. Die räumliche Abhängigkeit von Proben- oder Analysenwerten in einer Lagerstätte wird durch ein grundlegendes Instrument der Geostatistik, dem sogenannten Variogramm, quantifiziert.

Erstellung eines Variogramms Für die Erstellung eines Variogramms werden schrittweise Differenzen von Wertepaaren berechnet, die immer im gleichen Abstand zueinander liegen.

Zum Beispiel: • 1.Schritt: Differenzen aller Wertepaare die 10 m auseinander liegen, • 2.Schritt: Differenzen aller Wertepaare die 20 m auseinander liegen usw.

Diese Vorgehensweise ist in Abbildung 5 dargestellt. Die Werte für das sog. experimentelle Variogramm

werden dabei nach folgender Formel berechnet: mit • γ

Variogrammwert

• h

Schrittweite

• zi

laufende Messwerte (z.B. Gehalte)

• zi+h

Messwert im Abstand h

• n

Gesamtzahl der verglichenen Messwertpaare

Im Variogramm wird der Variogrammwert γ gegen die Schrittweite h abgetragen. Es stellt damit den Durchschnitt der quadrierten Differenzen zweier Werte als Funktion der Entfernung dar. Ein Beispiel für ein solches Variogramm ist in Abbildung 6 dargestellt. Der typische Verlauf wird deutlich: Zunächst ein stetiger Anstieg bis zum Erreichen eines bestimmten Schwellenwertes C, um den die Funktion anschließend schwankt. Abb. 5: Vorgehensweise zur Berechnung eines Variogramms

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WEITERBILDUNG Der Schwellenwert C gibt den Abstand zwischen einzelnen Probenwerten an, ab dem sich diese nicht mehr gegenseitig beeinflussen. Der Suchradius, der bei der Modellierung einer Lagerstätte angegeben werden muss, sollte der Reichweite a an diesem Schwellenwert entsprechen.

Abb. 6: Variogramme für Lagerstätten mit hoher (blau) und geringer Kontinuität (rot)

Geologische Lagerstättenmerkmale im Variogramm

Nach einem Abstand a erreicht das Variogramm den Grenzwert (=Schwellenwert, Sill).

Variogramme sind lagerstättenspezifisch. Obwohl Lagerstätten gleichen Typs ähnliche Variogramme haben, so hat doch jede Lagerstätte ihr eigenes spezifisches Variogramm. Viele geologische Eigenschaften einer Lagerstätte sind aus einem Variogramm zu ersehen, einige davon sind quantitativ erfassbar:

Jenseits der Reichweite schwanken die Varianzwerte (=Varianzen) um den Grenzwert C; eine eindeutige Abhängigkeit von der Entfernung ist nicht mehr festzustellen.

• Die Stetigkeit oder auch Kontinuität einer Lagerstätte ist ablesbar an der Steigung von h für kleine Werte von h. Besonders in sedimentären Lagerstätten treten Gehaltsänderungen nur sehr langsam, also über größere horizontale Entfernungen, auf. Entsprechende Variogramme haben eine von Null gleichmäßig und langsam ansteigende Variogrammfunktion. In anderen Lagerstätten (z.B. Goldlagerstätten), in denen Beziehungen zwischen den einzelnen Probenwerten kaum festzustellen sind, treten Variogramme mit starker Abweichung bereits bei kleinen Probenabständen auf. • Bei der Gehaltsbestimmung von Einzelblöcken im Zuge einer Lagerstättenmodellierung kann also aus der Steigung der Variogrammfunktion abgeleitet werden, wie groß die Abhängigkeit der Probenwerte sein wird. • Die Reichweite a (Range) ist der Bereich, in dem eine regionale Abhängigkeit der Probenwerte vorliegt. Innerhalb der Reichweite steigt daher der Variogrammwert stetig mit steigender Schrittweite.

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C = γ (∞ )

Der Variogrammverlauf beginnt i.d.R. nicht am Abszissenwert Null. Der Abstand der Probenwerte könnte nur dann bis auf Null verringert werden, wenn es gelänge zwei Proben aus einem Punkt zu nehmen. Verlängert man aber die Ausgleichsgerade durch die ersten Variogrammpunkte bis zum Schnittpunkt mit der Ordinate, so liegt dieser Schnittpunkt meist nicht im Koordinatenursprung. Der Variogrammwert bei einer Schrittweite h = 0 wird als Nuggetvarianz bezeichnet. Der Begriff Nuggetvarianz ist ursprünglich mit Goldlagerstätten verknüpft, in denen durch die in hohem Maße unregelmäßige Verteilung der Goldnuggets eine hohe Varianz sogar zwischen sehr eng benachbarten Probenwerten entsteht. In der Nuggetvarianz verbergen sich aber auch die Mess- und Analysefehler der Probenahme. In der Praxis ist die Beurteilung dieser verschiedenen Anteile an der Nuggetvarianz kaum möglich, es sollte daher immer versucht werden, die Ursachen der Varianz qualitativ zu klären (Fehlersuche).

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WEITERBILDUNG Berechnungsmethoden für die Bestimmung von Einzelblockgehalten Für die Bestimmung der Einzelblockgehalte ist nur die Berücksichtigung der innerhalb der Reichweite a gelegenen Proben sinnvoll, da innerhalb dieser Distanz eine Abhängigkeit besteht.

Abb. 7: Bestimmung des Gehaltes in einem Blockelement mit der Methode der inversen Distanzwichtung

Das Kernproblem bei der Bestimmung der Einzelblockgehalte ist die Ermittlung der Stärke des Einflusses der Probenwerte auf den Einzelblockgehalt und damit verbunden die Suche nach geeigneten Wichtungsfaktoren für die Probenwerte.

Methode der inversen Distanzwichtung

Die Werte der Proben, die innerhalb eines vorher zu bestimmenden Suchradius liegen, werden mit dem Wichtungsfaktor

Bei der Berechnung des Gehaltes in einem Blockelement mit der Methode der inversen Distanzwichtung (IDW) wird der Mittelwert der innerhalb eines Suchraumes liegenden Werte gebildet. Die Dimension des Suchraumes entspricht der Reichweite a aus dem Variogramm. Die Wichtung der Werte ist dabei umgekehrt proportional zu ihrer Entfernung vom Zentrum des behandelten Blockes.

multipliziert, die Produkte dann addiert und durch die Summe der Faktoren λi dividiert. Gewichtet werden die Gehalte Ei also mit dem inversen Wert der mit dem zu wählenden Exponenten w potenzierten Entfernung di.

Die IDW - Methode stellt zwar keine geostatistische Schätzung, sondern eine Interpolation dar, sie impliziert aber den Zusammenhang zwischen abnehmender Einflussnahme mit zunehmender Entfernung, wie dies auch beim Krige-Verfahren der Fall ist.

Berechnungsverfahren der inversen Distanzwichtung Der Gehalt des Blockes E berechnet sich nach folgender Formel, darin bedeuten:

Anwendungsmöglichkeiten der IDW Die Methode der inversen Distanzwichtung kann bei entsprechender Informationsdichte bei allen Lagerstättentypen angewendet werden. Auch die Berechnung von geomechanischen Lagerstättenmodellen ist ohne weiteres möglich. Ist der Bezugspunkt des Blockes (z.B. der Blockmittelpunkt) eine Bohrung selbst, wird der Wichtungsfaktor λ unendlich, und die Berechnung muss für derartige Blöcke geändert werden.

Besondere Formen der inversen Distanzwichtung

E = Gehalt des Blockelements En = Gehalt der einzelnen Bohrung n = Bohrlochnummer dn = Distanz w = Wichtungsexponent (mit w = 1 - Lineare Wichtung, w = 2 - Quadrierte Wichtung und w = ∞ - (Polygonmethode)

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Wird der Wichtungsexponent w = ∞ gewählt, so entspricht dies der Polygonmethode. Wird der Wichtungsfaktor w = 2 gewählt, so spricht man von der inversquadrierten Distanzwichtung als eine weitere besondere Form der inversen Distanzwichtung.

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WEITERBILDUNG Die Wahl des Wichtungsfaktors erfordert jedoch große Erfahrungen, da es sich um eine Schätzung handelt. Die Fehlermöglichkeit ist entsprechend groß. Soll die beste Schätzung erreicht werden, bei der die Schätzvarianz minimal ist, so ist das Krige-Verfahren anzuwenden. In Abbildung 8 ist die Bestimmung der Einzelblockgehalte in Bezug auf Entfernung und Wichtungsfaktor erläutert. Abb. 8: Einfluss unterschiedlicher Wichtungsfaktoren auf den Blockschätzwert

Das Krige-Verfahren Das Krige-Verfahren wurde von dem Südafrikaner Daniel J. Krige für eine Goldlagerstätte entwickelt. Es stellt die optimale Lösung der geostatistischen Wichtungsproblematik dar, da der Schätzvorgang zu der geringsten Varianz führt. Es haben wurden im Laufe der Zeit eine Vielzahl von modifizierten Krige-Verfahren für spezielle Anwendungen entwickelt, die alle relativ rechenaufwendig sind und fast ausnahmslos den Einsatz der EDV erfordern.

Berechnungsverfahren nach Krige (auch Kriging) Wie in Abbildung 9 veranschaulicht,

berechnet sich der Gehalt des Blockes E beim Kriging nach folgender Formel, darin bedeuten: E = Gehalt des Blockelements En = Gehalt der einzelnen Bohrung n = Bohrlochnummer dn = Distanz λn = Wichtungsfaktor

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Beim Krige-Verfahren Randbedingungen:

gelten

zwei

zusätzliche

• Die Summe der Wichtungsfaktoren λi ist gleich 1, so dass die Differenzen zwischen den wahren und den geschätzten Werten im Mittel Null sind. • Die Wichtungsfaktoren λi werden so berechnet, dass die Varianz der Schätzung, die sog. Schätzvarianz, ein Minimum annimmt.

Rechengang: Bestimmung der Abhängigkeit der Varianz von den Wichtungsfaktoren σ2 = f(λ) (Grundlage: Überlegungen Variogramms).

zur

Erstellung

des

Lösung des Optimierungsproblems σ2 --> min mit nach

der Lagrange-Methode. Abb. 9: Bestimmung des Gehaltes in einem Blockelement mit dem Krige-Verfahren

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WEITERBILDUNG Eigenschaften der Krige-Wichtungsfaktoren

[15] Schmid, M. EDV - gestützte Bergbauplanung II, Institut für Bergbau der Technischen Universität Clausthal, 1999

Durch das Krige-Verfahren erhält man unter Einhaltung der minimalen Schätzvarianz (Krige-Varianz) den bestmöglichen linearen Schätzwert für einen Block, eine Fläche oder einen Punkt. Der Wert resultiert aus den vorhandenen Informationen über die Ortsveränderlichkeit bzw. Ortsabhängigkeit der Variablen, der Form und Größe des Blockes und der Anordnung der Proben zu dem Block sowie der Lage der Proben zueinander.

[16] Goergen, H. Festgesteinstagebau Publications, Clausthal-Zellerfeld, 1987

Trans

Tech

[17] Goergen, H. Festgesteinstagebau Publications, Clausthal-Zellerfeld, 1987

Trans

Tech

Die Schätzvarianz ist umso kleiner, • je größer der zu (Vorratsberechnung),

schätzende

Block

ist

• je näher die Proben in der Nachbarschaft um den Block liegen und • je gleichmäßiger sie um den Block verteilt sind.

[18] Härtig, H.; Ciesielski, R. Grundlagen für die Berechnung von Tagebauen, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1974 [19] Geophysik.de Das Informationsportal zur angewandten Geophysik http://www.geophysik.de/index.html [20] GEODIENSTonline Geowissenschaftlicher Dienst http:// www.geodienst.de/index.htm [21] Borg, G. Mineralogie und Ökonomie Martin-LutherUniversität Halle-Wittenberg, 2002 [22] University of Melbourne Introduction to Geophysical Exploration http://www.earthsci.unimelb.edu.au/ES304/index. html [23] Baumann/Nikolskij/Wolf Einführung in die Geologie und Erkundung von Lagerstätten Verlag Glückauf, 1979

Literaturverzeichnis

[24] Ewans, A. M. Introduction to mineral exploration Blackwell Science Ltd., 1995

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

[25] Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung (NLfB) Erkundungsmethoden online http://www.nlfb.de

[2] Schreiber, B. Mitteilungen zur Ingenieurgeologie und Hydrologie, Heft 35, Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie der RWTH Aachen, Aachen 1990

[26] Wellmer, F.-W.; Neumann, W. Akquisition von Lagerstätten BGR, 1999

[3] Schnell, W. Grundbau und Bodenmechanik 1 + 2 (Studienunterlagen), Institut für Grundbau und Bodenmechanik der TU Braunschweig, 7. Auflage, 1990 [4] Arnold, I.; Schutze, D. Der Einsatz von Dichtwänden im Lausitzer Braunkohlerevier, Vortrag anlässlich des Clausthaler Kongress für Bergbau und Rohstoffe, Mining 2002, Clausthal [5]

Rheinbraun AG Informationsbroschüren

[6] Pflug, W. Braunkohlentagebau Springer Verlag, 1997 [7] e.V.

und

Rekultivierung,

Bundesverband der Gips- und Gipsbauplattenindustrie Lebensraum Gips,

[8] Rheinbraun Landschaftsgestaltung und Ökologie im Rheinischen Braunkohlenrevier [9]

MIBRAG Rekultivierung und Bergbaufolgelandschaft

[10] Blume, H.-P. ecomed 1990

Handbuch

des

Bodenschutzes,

[11] Wohlrab, B., Ehlers, M., Günnewig, D., Söhngen, H.-H. Oberflächennahe Rohstoffe – Abbau, Rekultivierung, Folgenutzung [12] Olschowy, Gerhard Paul Parey, 1993

Bewertung

und

[27] Barthel, F. Reserven, Ressourcen und Lebensdauer von mineralischen Rohstoffen und Energierohstoffen BGR, 1999 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.

Bergbau und Landschaft,

[13] Steinmetz, R., Mahler, H. Tagebauprojektierung, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1987

| tudeshki@tu-clausthal.de | www.bergbau.tu-clausthal.de |

[14] Kennedy, B. A. Surface Mining, 2nd Edition, Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., Littleton, Colorado, 1990

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

SURF SURFACE MINER VON WIRTGEN: DER 2500 SM – HEAVY DUTY.

Der Surface Miner schneidet, bricht und verlädt das Material in einem Arbeitsgang: Präziser Abbau von Gestein bis zu einer einaxialen Druckfestigkeit von 120 MPa Viele Anwendungsfelder: z .B. in Kalkstein, Bauxit, Eisenerz, Ölschiefer Hohe Schneidleistung: bis ca. 1.600 t/h Perfekt ausgelegt zum Schneiden härterer Gesteine bei hoher Geräteverfügbarkeit Mehr über das Konzept Surface Mining = Simple Mining unter www.wirtgen.com

ROAD AND MINERAL TECHNOLOGIES

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Wirtgen GmbH · Reinhard-Wirtgen-Straße 2 · D-53578 Windhagen Telefon: +49 (0) 26 45 131-0 · E-Mail: info@wirtgen.com A_W_14_A5_4c_DT.indd 1

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TECHNOLOGIETRANSFER

Fachvereinigung Auslandsbergbau und internationale Rohstoffaktivitäten in der Vereinigung Rohstoffe und Bergbau e. V., Berlin FAB versechsfacht Die Mitgliederzahl der Fachvereinigung Auslandsbergbau und internationale Rohstoffaktivitäten (FAB) in der VRB hat sich seit 2003 auf nun 56 Unternehmen mehr als versechsfacht. Die FAB konnte ihre Position als verfasster deutscher Auslandsbergbau im In- und Ausland entscheidend ausbauen. Die Unternehmen sind ausschließlich unter dem Aspekt des Auslandsengagements in der FAB aktiv, sie lassen sich folgenden Mitgliedergruppen zuordnen: • Beratung: 27 Consultingunternehmen, Einzelconsultants sowie Tochtergesellschaften bzw. Beratungseinheiten von Bergbauunternehmen, • Beteiligungen, Finanzierung, Beteiligungsmanagement: 13,

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Fachvereinigung Auslandsbergbau und internationale Rohstoffaktivitäten in der VRB FAB Am Schillertheater 4, im Haus der Wirtschaf 10625 Berlin | Deutschland Tel.: +49 (0)30 - 31 51 82 62 Postfach: 12 07 36, 10597 Berlin eMail: fab@v-r-b.de, consulting@v-r-b.de Internet: www.consulting-fab.de

• Schachtbau, Spezialdienstleistungen, Auftragsbergbau („contract mining“): 8, • Beratung zu Zulieferung bzw. zu Dienstleistung: 9 Unternehmen.

Einige Unternehmen sind in mehreren Geschäftsfeldern tätig. Trotz der Auswirkungen der Finanz- und Wirtschaftskrise sind die ersten beiden Gruppen in besonderem Maße gewachsen.

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TECHNOLOGIETRANSFER Zielrohstoffe der Unternehmen Aus den vielfältigen Aktivitäten der FAB-Mitglieder, die bezogen auf alle festen Rohstoffe weltweit aktiv sind, seien beispielhaft einige Zielrohstoffe genannt, die insbesondere bei Exploration, Finanzierung und Beteiligungen, Gewinnung, Auftragsbergbau sowie Spezialaufbereitung im Fokus stehen • Energierohstoffe: Braunkohle (in Kombination mit Kraftwerksbau) und Steinkohle (Qualitätskesselkohle) • Industrieminerale und Salze: Flussspat, Graphit und Steinsalz • Steine und Erden • Metallerze: Chrom, Gold, Lithium, Molybdän/Kupfer, Niob und Tantal, Seltene Erden, Titan, Vanadium, Wolfram, Zinn u.a.

Neben „kritischen“, für die Herstellung von Hochtechnologieprodukten benötigten Rohstoffen handelt es sich um weitere, für die deutsche Industrie bzw. die jeweiligen Zielländer ebenfalls wichtige Rohstoffe.

Die neun Strategien der FAB Die FAB verfolgt – teils seit ihrer Umstrukturierung 2002/2003, teils im Zuge ihrer erfolgreichen Entwicklung – forciert verschiedene Strategien:

1. Expertisezyklen:

Die durch die Kompetenz der Mitglieder gebildeten Expertisezyklen für die gesamte Abfolge von Rohstoffprojekten werden zielgerichtet weiter ergänzt und verstärkt. Kumuliert betrachtet verfügen die Unternehmen über Know-how und Erfahrungen für alle Phasen von Rohstoffprojekten. International ist ein Trend erkennbar vom Tagebau hin zum Tiefbau, z.T. auch als Übergang in der selben Lagerstätte, so dass über Beratung, Schachtbau und Maschinen deutsche, im Inland entwickelte Tiefbauleistungen, insbesondere im Steinkohlenbergbau, und -lieferungen zunehmend gefragt sind, wobei Sicherheit und Gesundheit – der Mensch stets mit einbezogen sind. Nicht zu unterschätzen ist auch der positive Effekt der Erkenntnisse aus Auslandsaktivitäten für die heimische Rohstoffgewinnung.

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2. Hinweise auf Auslandsprojekte:

Die Motive für Auslandsbeteiligungen im Rohstoffsektor sind – auch abhängig vom jeweiligen Rohstoff - verschieden, das zeigen sowohl die Erfahrungen der Bonner FAB wie auch aktuelle Erkenntnisse. Vorrang haben die • Fähigkeit zur Eigenversorgung (Verarbeitung und Handel), d.h. Versorgungs- bzw. Bezugssicherheit bei Roh- und Vorstoffen • Einflussnahme auf Preistransparenz und Gewährleistung von Qualitätskonstanz • reibungslose Abfolge insbesondere der Stufen Gewinnung, Verarbeitung und Vermarktung, d.h. Vorsorge vor Lieferengpässen und –unterbrechungen. Dieses sind Motive einschlägig engagierter FAB-Mitglieder.

Nach Aufgabe von Auslandsbeteiligungen um 1990 herum sind Erfahrungen aus Auslandsbeteiligungen außerhalb der FAB z.T. in Vergessenheit geraten, daher ist eine entsprechende Information erforderlich. Damit gerät auch der Gedanke einer Bündelung von Interessen und Finanzmitteln, ggf. auch des Managements, für eine Auslandsbeteiligung z.B. in Form eines bezugsund renditeorientiert Rohstoff-Fonds wieder in den Fokus. Hierzu hatten BDI, Banken, Rohstoffverarbeiter und FAB gemeinsam bereits ein Konzept erarbeitet, das nun nach Erholung von der Finanzkrise neu geprüft werden soll. Interesse haben jetzt auch Unternehmen signalisiert, die einem Auslandsengagement bislang skeptisch gegenüberstanden. Sicherlich ist es angesichts der rohstoffabhängig sehr verschiedenen Voraussetzungen für Auslandsbeteiligungen hilfreich, auch weitere Beteiligungs- und Finanzierungsmodelle bzw. Formen des Engagements vorzustellen und zu prüfen. Eine Beteiligung an bestehenden Rohstofffonds, „contract mining“, Nutzung eines „flexibleren“ UFK, das sind hier nur einige Stichworte.

3. Brückenschlag zu Auslandsbeteiligungen: In einer Sonderfunktion leisten FAB-Mitglieder – insbesondere Consulting- und Explorationsunternehmen - interessierten rohstoffverarbeitenden Unternehmen seit 2003 verstärkt fachliche Hilfe auf dem Weg zu einer Beteiligung. Das betrifft vor allem die Suche und Bewertung von Projekten bzw. nach Erwerb einer Beteiligung auch die Optimierung im Sinne eines nachhaltigen Vorgehens. Die Zahl der Projektmeldungen für Beteiligungen, die an FAB-Mitglieder und fallweise an Unternehmen der Sektoren Chemie, NE-Metalle, Edelmetalle, Stahl, Handel und Banken

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TECHNOLOGIETRANSFER weitergeleitet werden, hat sich spürbar erhöht. Gleichzeitig sind das Rohstoffbewusstsein und das konkrete Interesse auf Seiten der Industrie deutlich gewachsen.

4. Projektanschluss und „Kettenkenntnis“: Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn Unternehmen frühzeitig mögliche Partner für die Phase im Anschluss an z.B. die Exploration oder bergbauliche Gewinnung Kenntnis haben. Hier sind - speziell in Hinblick auf den Rohstoffbezug und möglichen Import nach Deutschland - Hinweise auf potentielle Partner wichtig, so dass die Auswahl unter verschiedenen Partnern für den Anschluss in der Projektkette – schneller - möglich wird. 5. „Partnerschaft in Augenhöhe“: Beim rohstoffwirtschaftlichen Vorgehen ist die partnerschaftliche Kooperation mit Entwicklungs- und Schwellenländern ein grundsätzliches Ziel: Die Zusammenarbeit soll im Interesse beider Seiten liegen und auf lange Sicht angelegt sein. 6. „Montanistisches Miteinander“: Das ist ein besonderer Wert der FAB und ihres Netzwerks, die montanistische Kollegialität wird - bei bleibender Konkurrenz - gepflegt, z.B. durch FAB-Treffen mit internem Erfahrungsaustausch. Sie kann den Boden bereiten für die Bündelung von Kräften, z.B. für die Bildung von Konsortien.

7. Netzwerke:

Die partnerschaftliche Kooperation länder- und projektbezogen - wird ausgebaut. Moderner Bergbau und Auslandsbergbau ist nur mit entsprechender Expertise und mit modernen Maschinen möglich. Daher führt die FAB gemeinsame Veranstaltungen mit dem Partner VDMA-Fachverband Bergbaumaschinen – mit dem Ziel und unter dem Motto „Angebot aus einer Hand“ – durch, z.B. bezogen auf Erdteile und Regionen, wie beim Auftaktworkshop zum rohstoffwirtschaftlichen Engagement von FAB- und VDMA-Mitgliedern in Afrika am 1.09.2010 in Berlin.

8. Bekanntheitsgrad der FAB steigern: Hierdurch soll

der internationale Zugang für die Mitglieder noch weiter verbessert werden. Zum Beispiel liegen die FAB-Portraits außer in Deutsch und Englisch nun auch in Französisch, Mongolisch, Portugiesisch, Russisch und Spanisch vor, auch auf der Homepage. Erstmals wurde der FAB-Flyer „Mining and More“ samt Einlegeblättern mit kurzen Projektbeschreibungen der Mitglieder auf der international bedeutenden Bergbaumesse „bauma mining 2010“ in München eingesetzt, an der die

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FAB sich als Aussteller auf einem Stand mit dem VDMA erfolgreich beteiligt hat. Als Vorteile haben sich z.B. der Kontakt zu ausländischen Bergbaudelegationen und die Mitgestaltung von internationalen Vortragsveranstaltungen durch Mitgliedsunternehmen erwiesen. Vorträge auch in anderem Rahmen, Fachveröffentlichungen und Pressemitteilungen ergänzen weiterhin die Öffentlichkeitsarbeit der FAB.

9. Kooperationsbrücken für morgen:

Traditionell legt die FAB großen Wert auf die Hinwendung zum fachlichen Nachwuchs, Informationen aus der Praxis des Auslandsbergbaus stehen für die Lehre zur Verfügung. Gemeinsam führen FAB, VDMA und die Bergbauhochschulen Aachen, Clausthal und Freiberg sowie Berlin („ABCF“) Vortragsveranstaltungen über das Auslandsengagement in den rohstoffwirtschaftlichen Sektoren durch. Auch im Ausland könnte aus einem Mangel an Fachkräften ein Engpass für die Rohstoffversorgung erwachsen. Daher kommt Ausbildungsangeboten eine hohe Bedeutung zu, seien es Programme der Bundesregierung, von Institutionen, Hochschulen und Stiftungen oder ebenso von Unternehmen, die ausländische Fach- und Führungskräfte schulen, trainieren oder Praktikantenplätze parat halten.

Bilaterale Arbeitsgruppen Kohle bzw. Bergbau und Rohstoffe Als Einrichtung der offiziellen bilateralen Gemischten Wirtschaftskommissionen der Bundesregierung mit verschiedenen Ländern bestehen Arbeitsgruppen, in denen deutscherseits die FAB, der VDMA-Fachverband Bergbaumaschinen und das BMWi zusammenarbeiten. Zu den Themen der in den in der Regel jährlich stattfinden offiziellen Sitzungen der Kohle-Arbeitsgruppen gehören u.a. • übergeordnet Arbeits- und Grubensicherheit, Gesundheitsschutz, Effizienzsteigerung, Umwelt- und Ressourcenschutz, stets unter Einsatz neuesten Know-hows und moderner Technik, insgesamt also Beiträge zu einem nachhaltigen Vorgehen • im Steinkohlenbergbau spezifisch auch Gruben- und Flözgas-Absaugung und -verwertung, Tiefbautechnik • im Braunkohlenbergbau Tagebautechnik sowie Sanierung und Rekultivierung.

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TECHNOLOGIETRANSFER In anderen Arbeitsgruppen geht die Zuständigkeit über Kohlen hinaus und bezieht zusätzlich Erze, Beteiligungen und Rohstoffbezug mit ein.

Beiträge der FAB zur Rohstoffstrategie Ihrer Aufgabenstellung entsprechend ist der deutsche Auslandsbergbau bei bestimmten rohstoffwirtschaftlichen und rohstoffpolitischen Auslandsthemen vorrangig gefordert. Die FAB wird wegen • der Aktivitäten und Erfahrungen von Verband und Mitgliedern • der stetig gestiegenen Zahl im Ausland engagierten Mitglieder • der volkswirtschaftlichen Bedeutung der Rohstoffversorgung auch aus dem Ausland, zur Absicherung der Wertschöpfungskette am Industriestandort Deutschland, • des durch gemeinsame Anstrengungen von Industrie und Bundesregierung erreichten größeren Rohstoffbewusstseins zu Gesprächen und Sitzungen zunehmend hinzugezogen.

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So hat die FAB im Berichtszeitraum z.B. an Sitzungen des Interministeriellen Ausschusses (IMA) Rohstoffe zu rohstoffaußenwirtschaftlichen Themen, an Sitzungen der Arbeitsgruppe Außenwirtschaft im BMWi sowie an mehreren thematischen Sitzungen und Gesprächen beim BMWi und beim BDI teilgenommen. Zu den Themen gehören • Entwicklungen, Erfolge und Probleme im deutschen Auslandsbergbau, • bedarfsgerechte Optimierung des Außenwirtschaftsinstrumentariums der Bundesregierung, • Konzept für eine Deutsche Rohstoffagentur in der BGR, die Regierung und Unternehmen bei Rohstofffragen bezogen auf das Aus- und Inland beraten soll, • Weiterentwicklung des reformierten Ungebundenen Finanzkredits (UFK), • Ländervorschläge z.B. für Rohstoffpartnerschaften u.a.m.

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TECHNOLOGIETRANSFER Rohstoffaußenpolitik Zu den auch aus Sicht des BDI wichtigen Zielen der Bundesregierung gehört eine engere Abstimmung von Wirtschafts-, Außen- und Entwicklungspolitik, insbesondere auch unter dem Aspekt der Rohstoffversorgung. Eine Option hierbei kann eine Partnerschaft mit Rohstoffländern sein, wobei sowohl die Entwicklung von Wertschöpfungsketten in solchen Ländern auf der Basis ihrer Rohstoffe als auch der Rohstoffbezug für die deutsche Industrie gleichermaßen Berücksichtigung finden sollen. Export von Rohstoffen – in verschiedenen Verarbeitungsstufen – aus Partnerländern nach Deutschland erhöht hier die Bezugssicherheit und stärkt die Basis der industriellen Wertschöpfungskette am Standort Deutschland.

Die im heimischen Bergbau entwickelte, bewährte und im Ausland anerkannte Expertise ist seit vielen Jahren ein international gefragtes Exportgut der deutschen Consultingunternehmen. Dass die FAB-Mitglieder hier seit langem aktiv sind, belegt z.B. auch die Stellungnahme der FAB in der BMZ-Publikation Nr. 91 „Mineralische Rohstoffe in der Entwicklungszusammenarbeit“ aus dem Jahr 1994.

In diesem Zusammenhang sieht die FAB es als hilfreich an, die Auslandsaktivitäten der Mitglieder in Hinblick auf die Rohstoffzyklen vorzustellen, wie z.B. in der AfrikaVeranstaltung mit dem VDMA, Bundesministerien, BGR und gtai. Dadurch wird die Vielfalt des Engagements deutscher Unternehmen transparenter, einschließlich der Beträge zu einem nachhaltigen Vorgehen im Auslandsbergbau.

Mit der FAB in der VRB steht ein anerkanntes, wirksames und weiter ausbaufähiges Instrument zur Verfügung, das gesamtwirtschaftlich bedeutsam ist und der deutschen Industrie in den ersten Stufen der Wertschöpfungskette wesentlich nützt.

Das Thema wie die erfolgreichen Aktivitäten sind also keinesfalls neu, bei der Formulierung einer Rohstoffaußenpolitik wird es folglich darauf ankommen, die Rollenverteilung entsprechend der Rohstoffkompetenz und der Nachhaltigkeitsexpertise zu berücksichtigen.

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TECHNOLOGIETRANSFER

Simulation maschineller Erdbauprozesse von Prof. Dr.-Ing. habil. G. Kunze1; Jun.-Prof. Dr.-Ing. A. Katterfeld2; Dipl.-Ing T. Grüning Institut für Verarbeitungsmaschinen und Mobile Arbeitsmaschinen | TU Dresden | Institut für Logistik und Materialflusstechnik (ILM) | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg | | Deutschland | 1 2

Der erdstoffgebundene Arbeitsprozess von Baumaschinen stellt eine komplexe Interaktion zwischen der Maschine selbst und dem jeweiligen Arbeitsmedium dar. Für eine optimale und ressourcenschonende Auslegung der Maschine sowie deren Komponenten, ist ein tiefgreifendes Verständnis über den stattfindenden Prozess entscheidend. Durch den Einsatz der Methode der Mehrkörpersysteme sowie deren domänenübergreifende Erweiterung um Hydraulik, Antriebs-, Regelungs- und Steuerungstechnik kann das Verhalten von Baumaschinen simuliert werden, ohne jedoch die prozessbezogenen Lasten zu berücksichtigen. Computersimulationen basierend auf der Diskreten Elemente Methode bieten die Möglichkeit, das Verhalten von Erd- und Baustoffen zu beschreiben, allerdings ohne den Einfluss der genauen Baumaschinendynamik mit einzubeziehen. Realistische Simulationen maschineller Erdbauprozesse sind nur möglich, wenn eine Kopplung der ganzheitlichen Maschinensimulation mit einer Methode zur Erd- und Baustoffsimulation umgesetzt werden kann. Das vorliegende Paper gibt eine Einführung in die dafür erforderlichen Grundlagen sowie dem Kopplungsprinzip, welches für eine Simulation des Erdbauprozesses mit einem Radlader beispielhaft umgesetzt wurde.

Einleitung Die Methode der Simulation hat sich in vielen Branchen als fester Bestandteil des modernen Produktentwicklungsprozesses etabliert. Besonders im Bereich der Komponentenauslegung haben sich die Finite Elemente Methode (FEM) z. B. für Festigkeitsberechungen und Computational Fluid Dynamic Analysen (CFDAnalysen) zur Strömungsberechnung in hydraulischen und pneumatischen Bauelementen durchgesetzt. Die Methode der Mehrkörpersysteme (MKS) findet hingegen bei der Schwingungs- und Fahrdynamikanalyse ganzer Maschinen Anwendung. Bau- und Gewinnungsmaschinen der Zukunft müssen gezielt für die Arbeitsprozesscharakteristik ihres Einsatzes dimensioniert werden. Für die Bemessung und Auslegung sind die Belastungen und Zustände der Maschine, die sich aus dem Arbeitsprozess ergeben von entscheidender Bedeutung. Diese müssen, um sichere und aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen, schon in den virtuellen Entwicklungsprozess einbezogen werden. Anderenfalls ist eine optimale Auslegung der Maschine und deren Bauteile nicht ohne entsprechende Feldtests möglich. Auf Grund des schlechten Verhältnisses zwischen den hohen Stückkosten und geringen produzierten Stückzahlen solcher Geräte, das aus den langen Lebenszyklen und zahlreichen Varianten eines Maschinentyps

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resultiert, ist der Bau und Test von Prototypen in der Baumaschinenbranche besonders unpraktikabel sowie ökonomisch und ökologisch ungünstig. Mit der Simulation sind Untersuchungen an virtuellen Prototypen in virtuellen Umgebungen möglich. Schon in den frühen Produktphasen ist der Einfluss von unterschiedlichen Varianten und Parametersätzen auf das Systemverhalten analysierbar, ohne reale Maschinen bauen und mit kostspieliger Messtechnik ausstatten zu müssen. An dieser Stelle muss jedoch angemerkt werden, dass mit gegenwärtigen Simulationsprogrammen zwar das Maschinenverhalten jedoch nicht der maschinelle Arbeitsprozess, also der Umgang mit Bau- und Erdstoffen wie in Bild 1 exemplarisch dargestellt, in hinreichender Genauigkeit abgebildet werden kann. Die Hauptursache liegt in der Komplexität der Wechselwirkungen zwischen Maschine und Arbeitsmedium beim Werkzeugeingriff. Zum einen übt das Arbeitsmedium einen Einfluss auf das Maschinenverhalten aus und zum anderen beeinflusst die Maschinendynamik das Verhalten des Arbeitsmediums. Im Folgenden wird eine Methode zur multiphysikalischen Simulation von maschinellen Erdbauprozessen mit dem Ziel der Berechnung realitätsnaher Maschinenlasten und Systemzustände vorgestellt. Diese wurde in einer Zusammenarbeit der Technischen Universität Dresden und der Universität Magdeburg am Beispiel des Erdbauprozesses eines Radladers umgesetzt.

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TECHNOLOGIETRANSFER • Befüllen der Ladeschaufel durch Eindringen in Stoff • Transportieren des Stoffes von der Quelle zur Senke • Entleeren der Ladeschaufel durch die Schwerkraftwirkung auf den Stoff (Quelle Radlader: www.liebherr.com)

• Lösen des Stoffes im Meißel-/ Werkzeugeingriff • gewolltes bzw. ungewolltes Versetzen und Transportieren des Stoffes im Meißel-/ Werkzeugeingriff (Quelle Surface Miner: www.takraf.com)

• Gewinnen und Befüllen von Werkzeug / Schild mit Stoff • Versetzen /Transportieren des Stoffes im Schild • Einbauen des Stoffes aus dem Schild (Quelle Dozer: www.volvo.com) Bild 1: Arbeitsmaschinen mit ihren stofflichen Prozessfolgen

Ganzheitliche Simulation von Baumaschinen Jede Anwendung einer Maschinensimulation stellt verschiedene Anforderungen z. B. an die Ein- und Ausgabeinformationen oder die Echtzeitfähigkeit. Aus diesem Grund wird ein flexibles Simulationswerkzeug benötigt, das all diesen Anforderungen gerecht wird. Bild 2 zeigt eine Methode zur Simulation von technischen Systemen in virtuellen Umgebungen mit dem Software Framework SARTURIS [Pen-06]. Es wurde an der Professur für Baumaschinen und Fördertechnik der Technischen Universität Dresden zielgerichtet für die interaktive Simulation von Baumaschinen entwickelt [Pen-07].

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Das Softwareframework basiert auf C++, nutzt frei verfügbare Bibliotheken, ist plattformunabhängig und bietet flexible Hardwareintegrationen neben einer leistungsfähigen Visualisierung basierend auf OpenSceneGraph [OpS-10]. SARTURIS ermöglicht diverse Simulationsanwendungen für Modelle technischer Systeme und eignet sich dadurch sowohl für Untersuchungen des Maschinenverhaltens am Computer oder Laptop als auch für interaktive Simulationen, z. B. durch die Nutzung einer Bewegungsplattform. Ein weiterer Vorteil der modularen Architektur von SARTURIS ist, dass eine Kopplung zu einer externen Software sehr einfach realisiert werden kann [Kun-10].

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TECHNOLOGIETRANSFER CAD

Visualisierung (OpenScenegraph)

Anwendungen

Eingaben

(Joystick, GUI)

Mehrkörpersystem PyMbs HydraulikBibliothek AntriebsBibliothek

Simulation Gesamtmodell

Regelung/ Steuerung

Ausgaben

(CAN, Simulator) Bild 2: Übersicht zum Softwareframework SARTURIS

Zur Erstellung von Modellen für eine Simulation ist die Modellierungssprache Modelica ideal geeignet [Fri-04]. Sie wurde speziell zur Unterstützung domänenübergreifender Modellierungen entwickelt. Die Modellbeschreibung erfolgt damit gleichungsbasiert und objektorientiert und ist somit wieder verwendbar und einfach zu warten. Durch die akausale Beschreibung ist sie zudem noch sehr flexibel. Die Einbindung von Modelica-Modellen in SARTURIS wurde unter der zur Hilfenahme von OpenModelica [OpM01] komplett automatisiert und bietet somit dem Anwender eine komfortable Simulationserstellung [Fre-09a]. Um signifikante Ergebnisse zu erzielen, muss ein vollständiges Modell der gesamten Maschine inklusive Mechanik, Hydraulik, Antriebs- sowie Regelungs- und Steuerungstechnik, also ein multiphysikalisches Modell implementiert werden. Basierend auf Modelica mit seinen Vorteilen wurde eine Modell-Bibliothek erstellt, in der sowohl hydraulische Bauteile als auch Antriebs-, Regelund Steuerelemente implementiert wurden. Das Mehrkörpersystem (MKS), also die Mechanik, bildet einen weiteren essentiellen Teil des Maschinenmodells. An der Professur für Baumaschinen- und Fördertechnik der TU Dresden wurde für eine komfortable Modellierung holonomer MKS ein Programm namens PyMbs entwickelt. PyMbs steht für Python Multibody system

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und erfüllt spezielle Anforderung für die Modellierung von Arbeitsmaschinen und darüber hinaus generelle Anforderungen an Echtzeit-Simulationen [Fre-09a]. Es wurde in Python geschrieben und erlaubt das Erstellen von MKS durch die Definition von Körpern und deren Verbindung mit Gelenken. Kraftelemente und Sensoren können ebenfalls zum System hinzugefügt werden, um externe Kräfte und Momente zu berücksichtigen oder das Systemverhalten zu analysieren. Unter zur Hilfenahme von sympy [Sym-10] generiert PyMbs die symbolischen Bewegungsgleichungen von beliebigen holonomen MKS mit der Standardform:

p = v

T  ∂Ö   ë Mv + h = f +  ∂ p   Ö (p ) = 0 , bei der p der Vektor der generalisierten Positionen ist, v der Vektor der generalisierten Geschwindigkeiten, λ der Vektor der Zwangskräfte bzw. der Lagrangschen Multiplikatoren, M die positiv definite System-Massenmatrix repräsentiert, h der Vektor der gyroskopischen und Zentrifugalkräfte ist, f der Vektor aller externer und elastischer Kräfte und φ alle holonomen Zwangsbedingungen beinhaltet.

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TECHNOLOGIETRANSFER Eine 3D-Visualisierung (siehe Bild 3) ermöglicht es dem Benutzer, das erstellte Modell durch Manipulation der Gelenkfreiheitsgrade über Schieberegler auf Konsistenz zu überprüfen. Des Weiteren bietet PyMbs eine effektive und stabile Lösung, um kinematische Schleifen, wie sie bei Baumaschinen vorwiegend in der Arbeitskinematik auftreten, zu lösen [Sch-10]. Die erstellten Bewegungsgleichungen des Modells werden von PyMbs analysiert und hinsichtlich einer schnelleren Berechnung optimiert, bevor sie in diverse Ausgabeformate, wie MATLAB, Modelica, Python, C++ oder Fortran, exportiert werden können. Zusammen mit dem Modelica-Export des MKS aus PyMbs und den erstellten Modelica-Bibliotheken für Hydraulik, Antriebs-, Regelungs- und Steuerungstechnik können ganzheitliche domänenübergreifende Modelle von Baumaschinen systematisch erstellt werden. Mit dem daraus resultierenden Modelica-Gesamtmodell der Maschine ist nun die Durchführung von Simulationen mit SARTURIS möglich. Auf diesem Weg kann das strukturmechanische Verhalten der gesamten Maschine simuliert werden. Für eine effektive Nutzung der Simulation im Konstruktionsund Auslegungsprozess sollten jedoch der Arbeitsprozess

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und die daraus resultierenden Lasten auf die Maschine bzw. das Werkzeug mitsimuliert werden. Für die Bestimmung von z. B. Grabkräften an Baggern wurden unter anderen analytische Ansätze entwickelt, über die [Kun-02] eine Übersicht gibt. Diese berücksichtigen jedoch die bidirektionalen Wechselwirkungen zwischen Arbeitsmedium und Werkzeug nicht. In den letzten Jahrzehnten wurden zur Berechnung des Verhaltens granularer Materialien numerische Methoden, wie die Diskrete Elemente Methode (DEM) entwickelt. Neben dem makroskopischen Material- und Materialflussverhalten liefern sie auch die Systemlasten (die resultierenden Kräfte und Momente) und Interaktionskräfte zur Materialumgebung. Ähnlich wie die FEM, CFD und MKS findet die DEM auf immer mehr Fachgebieten Anwendung und soll im Folgenden hinsichtlich ihres Potenzials zur Prozesssimulation vorgestellt werden.

Bild 3: 3D-Visualisierung von PyMbs

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TECHNOLOGIETRANSFER Simulation von Erd- und Baustoffen In den letzten Jahren konnten sich Simulationen basierend auf der Diskreten Elemente Methode, kurz DEMSimulationen, als universell verwendbares Analyse- und Optimierungswerkzeug für akademische und industrielle Problemstellungen mit partikelmechanischem Hintergrund etablieren. Eine Vielzahl von DEM Anwendungen können auf dem Gebiet der Schüttgutfördertechnik gefunden werden. Dies unterstreicht die beeindruckende Anzahl DEM bezogener Beiträge auf bedeutenden internationalen Konferenzen wie der WPTC 2010 oder CHOPS 2009. Die industriellen Anwendungen im Bereich der Rohstoffgewinnung konzentrieren sich vorwiegend auf die Simulation von Schüttgutübergabestellen ([Gri-10], [Kat07], [Kat-09a], [Nor-03]). Andere DEM Anwendungen, z. B. die Simulation der Prozesse in Kugelmühlen, Mischern und Schaufelradbaggern, gewinnen ebenfalls in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Für eine algebraische Modellierung müssen die Partikel des betrachteten Stoffes durch definierte geometrische Objekte beschrieben werden. Aus Gründen der rechnerischen Leistungsfähigkeit werden Kugeln und Gebilde aus Kugeln (Konglomerate) bevorzugt. Die Partikel an sich werden als starr (unelastisch) betrachtet, können sich jedoch überlappen. Dies wird als Kontaktdeformation mit einer elastischen Kontaktkraft interpretiert, die von dem jeweils angewandten Kontaktmodell abhängig ist. Die Summierung aller Kontaktkräfte, die auf die Partikel wirken, führt zu deren resultierenden Kräfte und Momente. Diese werden zur Lösung der Newtonschen Bewegungsgleichungen eingesetzt. Mit Hilfe der zugehörigen Masse und dem Trägheitsmoment sowie der Integration über kleine Zeitschritte lässt sich die neue Position der Partikel berechnen, was wiederum zu einer erneuten Kontaktberechnung führt. Beide Berechnungsschritte werden wie beschrieben alternierend wiederholt, bis die gewünschte Simulationszeit erreicht ist. Für weitere Informationen über die Grundlagen der DEMSimulation sei auf [Kat-06] verwiesen. In vielen Fällen wird die DEM zur Bestimmung des Fließverhaltens von Gutströmen, d. h. zur Bestimmung der zeitlich veränderlichen Partikelpositionen und dem Geschwindigkeitsprofil eingesetzt. Solche Ergebnisse können als Standardausgabe einer DEM-Simulation bezeichnet werden. Die DEM-Simulation liefert jedoch nicht nur solche qualitativen Ergebnisse sondern auch quantitative in Form von Kräften und Momenten auf beliebige Bauteile. Diese quantitativen Ergebnisse können als Lastannahmen für andere Simulations- und Berechnungsmethoden, z. B. FEM oder MKS-Simulationen, verwendet werden.

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Die meisten DEM-Simulationen verbindet eine Gemeinsamkeit. Obwohl die mechanischen Bauteile des Simulationsmodells („walls“) komplexe Geometrien besitzen können und sich in allen sechs Freiheitsgraden frei bewegen können, können sie nicht wirklich mit den DEMPartikel interagieren. Das bedeutet, dass die Maschinenteile nicht ihre Bewegung auf Grund der Interaktion mit den Partikeln ändern. Für viele Anwendungen ist das auch nicht nötig und die Bewegung der Maschinenteile kann direkt vom Benutzer vorgegeben werden. Das Prinzip maschineller Erdbauprozesse, wie das Graben mit Baggern oder Umladen mit Radladern, erlaubt solche Vereinfachungen jedoch nicht [Kat-09b]. Die Geschwindigkeit einer Baggerschaufel kann nicht als konstant angenommen werden, wenn diese durch einen Haufen von Steinen gezogen wird, da die Gutbewegung das Verhalten der Maschine beeinflusst und ebenso die Maschinendynamik einen Einfluss auf den Materialfluss hat.

Simulation des maschinellen Erdbauprozesses In Anbetracht dessen, dass der maschinelle Erdbauprozess weder allein durch das Modell der Maschine noch allein mit der Methode der Diskreten Elemente beschrieben werden kann, bedarf es eines anderen Ansatzes. Schon in [Kat-09b] wurde erläutert, welche Vorteile die Kopplung der DEM mit der MKS hat. Dabei wurde vornehmlich die Mechanik der Maschine in Betracht gezogen. Die vom Arbeitswerkzeug aufgebrachte Kraft auf den Erdstoff zum Beispiel wird jedoch unter anderem vom hydraulischen Subsystem der Maschine bestimmt, welches somit bei der Prozesssimulation nicht vernachlässigt werden darf. Der in diesem Paper vorgeschlagene Ansatz beinhaltet daher die Kopplung der DEM mit der oben beschriebenen, um die Hydraulik, Antriebs-, Steuerungs- und Regelungstechnik erweiterten Methode der Mehrkörpersysteme. Im einfachsten Fall, bei dem von einer quasistatischen Belastung durch den Erdstoff auf das Werkzeug ausgegangen werden kann, ist ein einmaliger Export der Lastdaten aus der DEM und ein Import in die nach geschaltete Simulationsmethode ausreichend. Dies findet z.B. bei strukturmechanischen FEM-Simulationen Anwendung. Bei dynamischen Prozessen, in denen von starken Verformungen oder kinematischen Veränderungen des Maschinenverhaltens ausgegangen werden kann, ist ein fortwährender iterativer Austausch der unterschiedlichen

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TECHNOLOGIETRANSFER Ergebnisse beider Simulationsmethoden notwendig. Auf diese Weise kann die Maschinendynamik bzw. das Bauteilverhalten unter den aus der DEM resultierenden realitätsnahen Lastannahmen untersucht werden. Aus diesem Grund wurde in Zusammenarbeit der Universität Magdeburg und der Technischen Universität Dresden eine Co-Simulation entwickelt, bei der das Simulationsframework SARTURIS und die kommerzielle DEM Software PFC3dTM von Itasca gekoppelt wurden, um den Grabvorgang eines Radladers bzw. Baggers zu simulieren. Bild 4 verdeutlicht das Prinzip schematisch. Möglich war dies auf Grund der einfachen Erweiterbarkeit von SARTURIS und der Möglichkeit, weitere Funktionalitäten in PFC3dTM über benutzerdefinierte C++ Routinen zu ergänzen. Eine gekoppelte Simulation dieser Art kann somit auch auf andere partikeltechnische Anwendungen übertragen werden, bei denen ebenfalls das dynamische Maschinenverhalten berücksichtigt werden muss, z.B. bei Brechern oder Siebmaschinen. Umgesetzt wurde dafür eine programmbasierte Kopplung auf Integratorebene [Dro-04]. Das bedeutet, dass beide Simulationswerkzeuge jeweils ihren eigenen Integrationsalgorithmus anwenden und zu bestimmten Zeiten Daten miteinander austauschen. Die Kommunikation zwischen beiden Programmen wird über das Netzwerk unter Nutzung des standardisierten Netzwerkprotokolls XMLRPC [Xml-10] realisiert. Auf diese Weise kann die Rechenlast verteilt werden.

Modelling

Simulation

Das Prinzip für den Austausch der Daten zwischen SARTURIS und PFC3dTM ist in Bild 5 dargestellt und soll im Folgenden anhand eines Grabprozesses kurz erläutert werden. Wenn beide Programme geladen werden, empfängt PFC3dTM zur Initialisierung die Startposition des Grabwerkzeugs von SARTURIS. Sobald SARTURIS nach dem Simulationsstart die neue Position und Orientierung des Werkzeugs in Abhängigkeit der gesamten Maschinendynamik ermittelt hat, werden sie an PFC3dTM gesendet. In PFC3dTM wird daraus die entsprechende Geschwindigkeit für Translation und Rotation des Werkzeugs berechnet. Nach Integration über der Zeit ermittelt und glättet PFC3dTM die Kräfte und Momente, die auf das Werkzeug durch die Interaktion mit den DEMPartikeln wirken und sendet sie zurück an SARTURIS. Infolgedessen führt SARTURIS seine Zeitintegrationen aus, mit der Annahme, dass die neu ermittelten Kräfte und Momente auf die Maschine konstant sind. Die Zeitintegrationen beider Programme sind so geregelt, dass SARTURIS mit der Simulation der Maschinendynamik der DEM-Simulation immer vorauseilt.

Bild 4: Methode zur Kopplung von Maschinen- und Erdstoffsimulation

Co-Simulation

Application

Model of machines based on MBS

Model of bulk solids based on DEM

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Communication DEMSoftware (PFC3dTM)

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TECHNOLOGIETRANSFER SARTURIS

PFC3D Anfangsbedingungen

Berechnung der Werkzeugposition und -orientierung

t SARTURIS, Position, Orientierung

Zeitintegration Resultierende Kräfte als externe Kraftelemente berücksichtigen

Anpassen der Werkzeuggeschwindigkeit Zeitintegration

tPFC, Kraft, Moment

Berechnung der resultierenden Kräfte

Bild 5: Prinzip des Datenaustauschs

Verifikation

Bild 6: Modell einer Rüttelplatte

Die Co-Simulation wurde durch eine Reihe einfacher Beispiele verifiziert. Einer der Plausibilitätstests wurde auf der Basis einer Vibrationsplatte mit einem Freiheitsgrad und einem einzelnen Partikel, wie in Bild 6 dargestellt, durchgeführt. Zunächst wurde die Kommunikationsschrittweite genügend klein gewählt, sodass die Co-Simulation das gleiche Ergebnis wie das analytische Modell lieferte, das als Referenz erstellt wurde. Als nächstes wurde der Einfluss der Kommunikationsschrittweite auf das Ergebnis untersucht. Bild 7 zeigt, dass die Differenz zur Referenzlösung mit kleiner werdender Schrittweite ebenfalls abnimmt und somit konvergiert. Allerdings handelt es sich lediglich um eine Konvergenz erster Ordnung. Daraus ist zu schließen, dass mehr Aufwand bei der

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Cumulative Error / m

TECHNOLOGIETRANSFER 10

-3

-4

-5

-6

-7

C onvergence

-8

10 -2 10

-3

-4

10 S tep W idth / s

-5

-6

Bild 7: Kumulativer Fehler der R端ttelplatte (z-Position)

Bild 8: Gekoppelte DEM-MKS-Simulation des Erdbauprozesses eines Radladers in einem Granit-Steinhaufen

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TECHNOLOGIETRANSFER Kommunikationsmethode zwischen beiden Programmen betrieben werden sollte. Es wäre zu untersuchen, welchen Einfluss z. B. eine Interpolation, Extrapolation oder implizite und semi-implizite Ansätze beim Datenaustausch haben [Bus-10].

Anwendungsbeispiel: Radlader Nachdem die erforderlichen Grundeinstellungen ermittelt wurden, konnten anspruchsvollere Testszenarien betrachtet werden. Ein Radlader wurde nach der vorgestellten Methodik modelliert und sollte im vorgesehenen Test in einen Granit-Steinhaufen eindringen. Für die ersten Versuche wurde generell ein sehr einfaches DEM-Modell mit lediglich ein paar hundert kugelförmigen Partikeln und großem Radius verwendet, um die Rechenzeit kurz zu halten. Anschließend wurde ein bereits in [Kat-09b] entwickeltes Steinmodell mit kubisch gruppierten Partikeln für ein realistischeres Gutverhalten implementiert. Der Radlader sollte in den Steinhaufen eindringen, die Schaufel füllen und anheben sowie anschließend wieder zurück stoßen. Dieses Testszenario wurde mit der vorgestellten Co-Simulation ausgeführt. Dabei beinhaltet das Modell des Radladers Mechanik, Hydraulik sowie Antriebstechnik und wurde mit SARTURIS unter zu Hilfenahme vordefinierter Eingaben simuliert. Der Steinhaufen wurde wiederum mit PFC3dTM simuliert. Die Co-Simulation produzierte auch in dieser umfangreicheren Anwendung plausible Ergebnisse für das Eindringverhalten des Radladers in den Steinhaufen und die Schaufelfüllung (siehe Bild 8). Für ein ungünstigeres Fahrverhalten (Anheben der Schaufel während sehr hohen Eindringgeschwindigkeiten) konnte sogar ein Abheben der Hinterräder des Radladers beobachtet werden (siehe Bild 9). Als Ergebnis der Simulationen können unter anderen die Maschinenzustände sowie die Interaktionskräfte, die auf das Anbauwerkzeug wirken, ausgegeben werden.

Zusammenfassung und Ausblick Das vorliegende Paper stellt einen multiphysikalischen Ansatz zur Simulation maschinell gebundener Erdbauprozesse vor. Ziel der Arbeiten ist eine realistische Berechnung der Prozesslasten sowie der daraus resultierenden Maschinenzustände zu ermöglichen, um den virtuellen Entwicklungsprozess zukünftig effektiver und sicherer zu gestalten. Zu diesem Zweck wurde eine Methode zur ganzheitlichen Maschinensimulation basierend auf der Modellierungssprache Modelica sowie die Potenziale der Diskreten Elemente Methode vorgestellt. Des Weiteren wurde auf die Grenzen beider Simulationsmethoden eingegangen, wenn sie ungekoppelt für die Simulation realistischer Arbeitsprozesse von Bauund Gewinnungsmaschinen eingesetzt werden. Eine Kopplung beider Simulationsmethoden wurde exemplarisch zwischen den Softwarewerkzeugen SARTURIS und PFC3dTM umgesetzt und anhand einfacher Testbeispiele verifiziert. Damit ist es möglich, ein realitätsnahes Erdstoff- bzw. Baustoffverhalten basierend auf der DEM und ein realitätsnahes Maschinenverhalten basierend auf der MKS unter Berücksichtigung ihrer bidirektionalen Wechselwirkungen zu simulieren. Nach der Implementierung und Verifikation der Kopplung konnten zunächst plausible qualitative Ergebnisse für die Simulation realer Arbeitsprozesse von Baumaschinen erzielt werden. Die zukünftigen Arbeiten werden sich auf die Validierung der Simulationsergebnisse konzentrieren. Dies beinhaltet die folgenden Teilaufgaben: • Definition geeigneter Arbeitsprozessszenarien • Durchführung von Versuchsbagger

Messungen

einem

• Parametrisierung und Kalibrierung der DEM-Modelle für Grobgestein • Vergleich der Simulations- und Messergebnisse.

Bild 9: Abheben der Hinterräder des Radladers bei Überladener Schaufel (Visualisierung aus SARTURIS)

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Des Weiteren, kann die entwickelte Co-Simulation basierend auf SARTURIS sehr einfach auf andere DEMSoftware übertragen werden.

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TECHNOLOGIETRANSFER Quellenverzeichnis [Bus-10] BUSCH, M., SCHWEIZER, B.: MBS/ FEM Co-Simulation Approach for Lubrication Problems Submitted to Proc. Appl. Math. Mech. (PAMM), Karlsruhe, 2010

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[Pen-06] PENNDORF, T.: Universelles Framework zur Abbildung von Maschinenmodellen in virtuellen Umgebungen, Schriftenreihe: Forschungsvereinigung Bau- und Baustoffmaschinen 34, 2006

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[OpS-10] OPENSCENEGRAPH: http://www. openscenegraph.org/ 2010

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Leittechnische Migration – Systemintegration im laufenden Produktionsprozess von Dipl.-Ing. D. Müller1; Dipl.-Ing. J.-O. Köhler2 1 MIBRAG mbH| 2ABB Cottbus | Deutschland |

Tagebau Vereinigtes Schleenhain Der zum mitteldeutschen Revier der MIBRAG mbH gehörende Tagebau Vereinigtes Schleenhain ist mit ca. 10 Mio. t jährlich gewonnener Rohbraunkohle ein zuverlässiger und stabiler Partner in der Versorgung des Kraftwerkes Lippendorf. Die Gewinnungs-, Zwischenlager- und Transportanlagen sind technologisch in einem aktiven Abbaufeld und einem inaktiven (ehemaligen) Tagebaubereich installiert. Die Gewinnungsbereiche bestehen aus 5 Baggerstrossen und insgesamt 8 Gewinnungsgeräten, 2 Absetzerstrossen, einem Massenverteiler sowie einer Kohlefernbandanlage, welche die aktive Versorgungslinie zum Kohlemisch- und Stapelplatz herstellt. Eingangsseitig des Kohlemisch- und Stapelplatzes (KMS) ist eine Sieb- und Brechstation angeordnet, in der die über die Fernbandanlage ankommende Kohle auf einen vorgegebenen Körnungsbereich gebrochen wird. Über einen Haldenabsetzer erfolgt die Einstapelung, Durchförderung zum Kraftwerk bzw. beides über die Technologie Massenstromteilung. Ausstapelseitig arbeiten zwei Portalkratzer, die einzeln oder parallel die Kohle von der Halde aufnehmen und auf eine redundant ausgelegte Fernbandanlage zum Übergabebunker des Kraftwerkes Lippendorf aufgeben. ABB Cottbus erhielt 1997 den Auftrag für die elektrotechnische Ausrüstung der Geräte und Bandanlagen des KMS bis hin zum Übergabebunker des Kraftwerkes Lippendorf und des zentralen Leitstandes. Als Besonderheiten sind hier zu nennen, dass die Geräte auf dem KMS bedienerlos und vollautomatisch arbeiten. Die Förder- und Transportanlagen im Gewinnungsbereich wurden mit Steuerungstechnik Fa. Siemens ausgerüstet. Die komplette technische Einbindung darstellungs- als auch bedienseitig erfolgte vollständig in die Leittechnik Fa. ABB. Abb 1: Der zentrale Leitstand des Tagebaues Vereinigtes Schleenhain

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Abb. 2: Der mit Technik der Fa. ABB ausgerüstete Kohlemisch- und Stapelplatz (KMS)

Historie

Erfordernis der Systemablösung

Die Erstausrüstung des Zentralleitstandes Peres im Tagebau Vereinigtes Schleenhain wurde nach damaligem Stand der Technik mit Advant OCS-Technik realisiert. Dabei wurden im Zentralleitstand selbst vier OperatorStation OS520, zwei Information Management Stationen IMS530 sowie im Tagebau und in den Tagesanlagen verteilt insgesamt 12 Terminals installiert. Zusätzlich wurde eine Operator Station OS520 in der Station KMS als Notbedienarbeitsplatz errichtet.

Die 1999 in Betrieb genommene ABB-Prozessleittechnik basiert hardwareseitig auf UNIX-Workstations der Firma Hewlett Packard (HP). Im Jahre 2005 erfolgte durch HP die Abkündigung dieser Hardwarebasis, da es zunehmend schwerer wurde, die für die Produktion erforderlichen Elektronikbauteile zu beschaffen.

Steuerungstechnisch kamen im Bereich KMS je technologischer Einheit eine ABB- Steuerung der Serie Advant Controller 400 und im Bereich der Mine je technologischer Einheit eine Simatic S7 zum Einsatz. Für die Datenkoppelung zwischen der SIEMENS-Anlage und der ABB-Prozessleittechnik wurden eigens dafür zwei Gateways entwickelt.

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Hinzu kam, dass auch die Softwarebasis HP Unix10 abgekündigt wurde. ABB garantierte damals im Rahmen seines Lifecycle Programms eine Versorgung seiner Kunden mit Ersatzteilen in einer Limited product life cycle phase bis 2010. D. h., Kunden können bis 2010 Ersatzteile für OS520 und IMS530 über ABB beziehen. Danach wird die Ersatzteilbeschaffung zunehmend schwieriger.

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TECHNOLOGIETRANSFER Außerdem entsprachen die spezifischen leittechnischen Komponenten sowohl des Leitstandes als auch die der Gateways nach mehr als 10 Jahren Dauerbetrieb nicht mehr dem Stand der Technik.

Das System 800xA ist das aktuelle Prozessleitsystem der ABB. Es besteht aus einer Server-Client-Architektur basierend auf Windows Server 2003 und Windows XP (s. Abb. 3).

Im Sinne eines zukunftsorientierten Weiterbetriebes des Tagebaus und des Zentralleitstandes wurde deshalb seit dem Jahre 2008 die Migration der leittechnischen Ausrüstung vorbereitet.

PGIM ist ein von ABB entwickeltes Information Management System für Kraftwerke, welches von ABB Cottbus für die Belange von Tagebauleitständen und Großgeräten adaptiert wurde.

Lösungsansätze Das Migrationskonzept umfasst im Allgemeinen den Ersatz der Bedienstationen OS520 durch ein System 800xA und den Ersatz der Information Management Station IMS530 durch einen PGIM-Server (Power Generation Information Management). Abb. 3: Das System 800xA ist das aktuelle Prozessleitsystem der ABB. Es besteht aus einer Server-Client-Architektur basierend auf Windows Server 2003 und Windows XP

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In einem ersten Entwurf wurde zunächst die Migration der 4 OS520 und der 2 IMS530 im Zentralleitstand (ZLST) des Tagebaus Vereinigtes Schleenhain, sowie der Ersatz der Gateway-Lösung für die Datenkopplung zwischen der SIEMENS-Anlage und der ABB- Prozessleittechnik betrachtet. In diesem Ansatz waren die 4 OS520 und die 2 IMS530 im Zentralleitstand in der Ersatzbetrachtung. Die Bedienung wäre dann über 4 gleichwertige Clients, welche auf das neue System 800xA zugreifen, erfolgt. Aus Verfügbarkeitsgründen hätte eine redundante Auslegung der Server erfolgen müssen.

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TECHNOLOGIETRANSFER Dieser Lösungsansatz wurde auf Grund der räumlichen Trennung zwischen Zentralleitstand und Notbedienarbeitsplatz in der Station KMS und der damit verbundenen Probleme, die bei einer Verbindungsunterbrechung zwischen ZLST und KMS auftreten würden, als nicht geeignet erachtet. Der 2. Lösungsansatz ging von 2 Systemen 800xA aus, eines im ZLST und eines im KMS. Beide Systeme wären unabhängig voneinander lauffähig gewesen und über eine sogenannte Multisystem Integration miteinander zum Zwecke des Datenaustausches verbunden gewesen. Dieser Variante hätte zwar die Verfügbarkeitsanforderungen im vollen Umfang erfüllt, war aber auf Grund des hohen technischen Aufwandes nicht attraktiv und wurde deshalb ebenfalls verworfen. Der Lösungsansatz, welcher aus der Entscheidungsfindung priorisiert wurde, basiert auf einem System 800xA. Um aber auch den Verfügbarkeitsanforderungen zu entsprechen, wurden die redundanten Server räumlich in den KMS und den ZLST aufgeteilt und über ein redundant ausgelegtes GigabitNetzwerk verbunden (s. Abb. 4).

Migrationskonzept Das Migrationskonzept beinhaltet die Ablösung der OS520, der IMS530 und der Ablösung der Gateway-Kopplung zur Mine. Es bestand aus 3 Stufen, die fliesend in einander übergegangen sind. Um Produktionsstillstände minimal zu halten und den hohen Verfügbarkeitsanforderungen zu entsprechen, wurden in allen Stufen der Migration ein Parallelbetrieb von bzw. Umschaltmöglichkeiten zwischen Neu- und Altanlage realisiert.

Stufe 1 In Stufe 1 wurden die Server-Client-Architektur und die neuen Netzwerkstrukturen komplett aufgebaut. Das System 800xA wurde vollständig installiert. Die OPC- Schnittstelle zur S7-400 wurde ausgetestet und in Betrieb genommen. Für die Visualisierung der Prozessobjekte, welche über die OPC-Schnittstelle in das System 800xA integriert werden sollten, wurden spezielle Darstellungsobjekte entwickelt. Die gesamte Inbetriebnahme vor Ort erfolgte mit nur 3 x 8 Stunden dauernden Unterbrechungen im Förderprozess.

Abb. 4: Basierend auf dem System 800xA - räumliche Aufteilung des redundanten Server in den KMS und den ZLST mit Verbindung über ein redundant ausgelegtes Gigabit-Netzwerk. (Die dargestellten Komponenten sind Produktbilder der Fa. Hirschmann)

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TECHNOLOGIETRANSFER Stufe 2 In Stufe 2 wurden die Controller im Bereich des KMS in das System integriert und die Bedienung auch dieses Teils des Tagebaus auf das System 800xA umgestellt. Diese Umstellung erfolgte auf Grund dessen, dass ABB-eigene Controller eingebunden werden mussten ohne Unterbrechung des Förderprozesses.

Abb. 5: Stoßfrei, fließender Prozess: Ablösung der Datenbereitstellung für übergeordnete Systeme, sowie der Schichtberichte und des Transportmodells

Stufe 3 Die Ablösung der Datenbereitstellung für übergeordnete Systeme, sowie der Schichtberichte und des Transportmodells war ein fliesender Prozess und erfolgte stoßfrei (s. Abb. 5). Zur Realisierung des Migrationskonzeptes als komplexe Maßnahme wurden die einzelnen Stufen in folgenden Arbeitsschritten fixiert: • Installation einer Lichtwellenleiterinfrastruktur

E9-

• Installation und Inbetriebnahme eines Gigabit-Ethernet-Netzwerkes in redundanter Hyperring-Struktur • Entwicklung und Test einer OPCApplikation zur Kopplung der ABBLeittechnik mit Simatic-Komponenten • Testaufbau der Systemtechnik

Hardware

und

• Simulation und Funktionsnachweis • Paralleler Aufbau der Systemtechnik und Realisierung eines Umschaltmodus zur Aktivierung/Deaktivierung des bestehenden Leitsystems zum Neusystem • schrittweise Implementierung und Test der Systemfunktionen • Funktionsnachweis der Softwarestrukturierung und Applikationen hinsichtlich Systemstabilität, Logik und Plausibilität im realen technologischen Prozess • Deaktivierung des Altsystems

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TECHNOLOGIETRANSFER Migration Zentralleitstand PeresSystemstruktur Die Systemstruktur ist durch die Serverredundanz so ausgelegt, dass selbst bei einem Totalausfall des Zentralleitstandes die Anlagen des KMS und der Mine vom Notbedienarbeitsplatz in der Station KMS weiterbetrieben werden können. Die ABB-Controller der Serie AdvantController400 werden über das AC400 Connect Protokoll des System 800xA und die Connectivity Server 1 und 2 voll integriert. Die Ankopplung der SIEMENS-Anlage erfolgt über eine OPC-Schnittstelle des Connectivity Server 3, die die Daten der Mine aus einer zentralen S7-400 Steuerung dem System 800xA zur Verfügung stellt. Für Verriegelungs- und Steuerungsdaten wurde parallel dazu eine Profibus-DPVerbindung zwischen einem zentralen ABB- Controller AC800M und der zentralen SIEMENS-Steuerung aufgebaut. Diese Kopplung ist ebenfalls redundant und räumlich getrennt in Form einer „kalten Redundanz“ aufgebaut.

Abb. 6: Kohleversorgung des Kraftwerkes Lippendorf

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Funktionalität Das System 800xA ist in als offenes System ausgelegt, so dass es möglich ist, neben den verschiedenen ABBeigenen Systemen auch verschiedenste Fremdsysteme über bereits verfügbare oder aber auch neu definierbare Schnittstellen zu integrieren. Im Tagebau Schleenhain ist das System 800xA mit folgenden Schnittstellen ausgelegt: • AC400 Connect - vorhandene Schnittstelle für Verbindung zu Controllern der AC400- Serie • AC800 Connect - vorhandene Schnittstelle für Verbindung zu Controllern der AC800- Serie • SIEMENS OPC - selbst entwickelte Schnittstelle, die OPC-basierend die Verbindung zu einem SIEMENS OPC- Server herstellt

Das System 800xA ist für eine Datenmenge von 60000 Tags (Darstellungselemente im System 800xA) lizenziert, wobei ca. 30000 Tags von der SIEMENS OPC Schnittstelle belegt werden. In Summe werden 9 Tagebaugroßgeräte, 3 Haldengeräte, 31 Bänder, ein Massenverteiler, ein Kohlemisch- und Stapelplatz, ein Übergabebunker und diverse Nebenaggregate visualisiert und außer den Tagebaugroßgeräten auch fernbedient.

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TECHNOLOGIETRANSFER Für die Datenübergabe zu nachgeordneten Systemen ist als Schnittstelle PGIM (Power Generation Information Management) eingesetzt. Dieses System scannt die festgelegten Daten im System 800xA, legt sie in einer eigenen, parametrierbaren Datenbank ab und stellt sie über verschiedene Schnittstellen, unter anderem OPC, den nachgeordneten Systemen zur Verfügung. PGIM dient außerdem als Langzeitdatenspeicher für das System 800xA.

Verfügbarkeitsphilosophie Die Verfügbarkeitsphilosophie im Tagebau Vereinigtes Schleenhain und im Speziellen für den Bereich Kohlemisch- und Stapelplatz und Zentralleitstand ist von hohen Anforderungen geprägt. Diese resultieren aus der Direktversorgung des Kraftwerkes Lippendorf mit Kohle über eine Bandanlage aus dem KMS und einem Übergabebunker, der bei Höchststand einen Puffer von 8 h bietet. Dementsprechend hoch sind die Verfügbarkeitsanforderungen an die Gesamtanlage und münden in folgende Auslegungen: • Portalkratzer redundant • Fernbandanlage zum Kraftwerk redundant

Fazit Die Realisierung dieser Maßnahme erforderte eine detaillierte Vorbereitung und Planung aller Projektschritte. Das Erfordernis einer durchgängigen Verfügbarkeit von Bedienung und Visualisierung gestattete von Beginn an keine längeren Anlagenstillstände. Technische Zwischenlösungen wurden installiert, damit kurze Umschaltzeiten zwischen Alt- und Neusystem diese Anforderung erfüllten. Im Projektverlauf zeigte sich, dass der Migrationsprozess den technischen und technologischen Ansprüchen gerecht wurde. Im Ergebnis dieser hohen Anforderungen wird die Kohleversorgung des Kraftwerkes Lippendorf wie schon seit Inbetriebnahme weiterhin mit einer hohen Verfügbarkeit und durchgängigen Versorgungssicherheit gewährleistet.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft mbH Dipl-Ing. Dietmar Müller Glück-Auf-Straße 1 06711 Zeitz | Deutschland eMail: dietmar.mueller@mibrag.de Internet: www.mibrag.de

• Spannungsversorgung redundant und räumlich getrennt • Gesamte Prozessbus-Architektur redundant und räumlich getrennt • Prozessleittechnik redundant und räumlich getrennt • Bedienarbeitsplätze redundant und räumlich getrennt • prozessrelevante Schnittstellen redundant und räumlich getrennt

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ABB Cottbus Vertrieb Tagebau, Engineering Stromerzeugung, Engineering Wasseranlagen Service Baustoffindustrie Dipl-Ing. Jens-Olaf Köhler Gaglower Str. 17-18 03048 Cottbus | Deutschland eMail: jens-olaf.koehler@de.abb.com Internet: www.abb.de

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Materialflussoptimierung mittels der „Diskrete Elemente Methode“ von Dipl.-Ing. Dr. mont. M. Prenner Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre | Montanuniversität Leoben | Österreich |

Die „Diskrete Elemente Methode“ ist eine interessante Simulationsmethode für den Einsatz in der Schüttgutindustrie. Das Einsatzgebiet ist sehr umfangreich und wird durch Softwareanbieter und wissenschaftliche Einrichtungen stetig erweitert.

Einleitung

Die Methode

Die „Diskrete Element Methode“ (DEM) stellt eine numerische Berechnungsmethode dar, mit der die Bewegung einer großen Zahl von Teilchen berechnet werden kann. Am Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre an der Montanuniversität Leoben findet diese Simulationsmethode ihren Einsatz in der Simulation von Schüttguttransportprozessen. Die Simulationsmethode wird sowohl in der Forschung und Entwicklung im Bereich neuartiger Fördersysteme als auch rein kommerziell, bei der Überprüfung der Funktionalität von zumeist Schüttgutfördereinrichtungen für die Umschlagtechnik eingesetzt. Ein Hauptaugenmerk der Forschung wird auf die Ermittlung von für die Simulation notwendigen, materialspezifischen Parametern gelegt. Diese Parameter müssen vor dem Start jeder Simulation in das Simulationsprogramm eingegeben werden und bestimmen die Realitätsnähe der Simulation. Diese Parameter werden mittels Kombination aus experimentellen Versuchen und Vergleichsimulationen ermittelt. Die DEM stellt eine vielseitige Simulationsmethode dar und gewinnt mit dem Aufkommen von immer leistungsstärkeren Computern zunehmend an Bedeutung.

Bei der „Diskrete Elemente Simulation“ werden Kugelgeometrien als standarddiskretes Element verwendet. Mit Hilfe der Kugeln werden beispielsweise Schüttgutbewegungen am Computer simuliert, in dem jeder einzelne Partikel des Schüttgutes durch eine Kugel angenähert wird.

Abb. 1: Beispiel eines Kontaktmodells für die Diskrete-Elemente-Methode: Feder (elastisches Kraft-Verformungsgesetz), Dämpfer (viskoses Dämpfungsgesetz), Reibelement (Coulombsche Reibung), Meniskus (Kohäsion)

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Es besteht auch die Möglichkeit, komplexere Partikelgeometrien aus fest miteinander verbundenen Kugeln aufzubauen. Dadurch lassen sich beliebige Partikelformen annähern. Die Berührungsvorgänge der Partikel werden durch geeignete Kontaktmodelle, wie z.B. elastische Kraft Verformungsgesetze, Coulombsche Reibung und viskose Dämpfung abgebildet. Weiters lassen sich auch Kohäsionskräfte berücksichtigen, so dass auch kohäsive Schüttgüter modelliert werden können. Aus allen an einem Partikel angreifenden Kontaktkräften wird eine resultierende Kraft errechnet, mit deren Hilfe die Newtonsche Bewegungsgleichung aufgestellt werden

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kann. Aus dieser Gleichung kann die neue Position und Geschwindigkeit für jeden Partikel durch numerische Integration über einen sehr kurzen Zeitschritt errechnet werden. Nach jedem Zeitschritt müssen neue Kontakte detektiert bzw. verloren gegangene Kontakte gelöscht werden. Durch die wiederholte Ausführung dieser Zyklen kann die zeitliche Entwicklung des gesamten Partikelsystems simuliert werden. Maschinenbauteile, Wände und andere Randbedingungen werden mittels analytisch beschreibbarer Flächen (z.B. Polygone, Zylinderflächen, Kegelflächen, usw.) berücksichtigt. In Abbildung 2 ist die Simulation des Baggervorgangs eines Schaufelradrückladers dargestellt. Die Diskrete – Elemente – Simulation (DE – Simulation) ist eine Simulationsmethode, die sich derzeit am Markt bei weitem nicht so etabliert hat, wie beispielsweise die Finite – Elemente – Simulation. Das Angebot an vernünftig einsetzbaren Programmen ist sehr gering und auch mit erheblichen Kosten verbunden.

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Abb. 2: Baggervorgang eines Schaufelradrückladers

Beispiele für die Materialflussoptimierung mittels der “Diskrete Elemente Simulation” Die „Diskrete Elemente Methode“ ist ein nützliches Werkzeug, um bereits während der Konstruktionsphase die Funktion von fördertechnischen Einrichtungen zu überprüfen. Der Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre an der Montanuniversität Leoben führte bereits eine Vielzahl von Simulationen für verschiedene Firmen durch. Es wurden Bandabsätzer, Rückladegeräte und kombinierte Rücklader und Absätzer simuliert. Ein kritischer Teil derartiger Maschinen sind die Zentralschurren. Im Nachfolgenden sind unter anderem Simulationen von Zentralschurren zu sehen.

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TECHNOLOGIETRANSFER Simulation der Zentralschurre eines Schiffsbeladers SL03 – Cape Lambert (Australien) Technische Daten: Massenstrom …………………. 14666 t/h Bandgeschwindigkeit ………….5.2 m/s Schüttgut ……………………… Eisenerz Schüttdichte ……………..……. 2000 kg/m³ Bei dem zu simulierenden Schiffsbelader handelte es sich um eine sich bereits im Einsatz befindlichen Maschine, wobei die Anlage die geforderte Förderkapazität nicht erreichte. Zusätzlich trat an der Abwurftrommel des Bandschleifenwagens, der Ablenkschurre und an der oberen Ablenkschurreneinhausung erhöhter Verschleiß auf. In Abbildung 3 sind die Probleme mit dem spezifizierten Massenstrom und dem Verschleiß abgebildet. Das Bild unten zeigt eine ausgeprägte Schüttgutwelle, die auf Grund einer zu abrupten Materialumlenkung entsteht. Diese Welle verursacht einen Kontakt des Schüttgutes mit der Abwurftrommel des Bandschleifenwagens, wodurch der in der mittleren Abbildung dargestellte Verschleiß entsteht. Zusätzlich wird das Schüttgut durch die Materialwelle und die Abwurftrommel an nicht mit Verschleißplatten ausgelegten Bereichen der Maschine geleitet, wodurch Verschleiß an Anlagenteilen entsteht, die normalerweise nur den Witterungsverhältnissen ausgesetzt sind. Durch diese Wellenbewegung des Schüttgutes entsteht auch an der Ablenkschurre unnötig hoher Verschleiß. Ein weiteres schwerwiegenderes Problem des Schiffsbeladers ist der zu schmale Aufgabebereich auf das Absetzband. Dadurch wird ein Schüttgutrückstau verursacht, der zu einer Überfüllung der gesamten Zentralschurre des Schiffsbeladers führt. Das obere Bild in Abbildung 3 zeigt den Schüttgutaustritt aus der Maschine. Der Materialrückstau ist ebenfall für den erhöhten Trommelverschleiß mitverantwortlich.

Abb. 3: Schiffsbelader SL03 – Schüttgutaustritt aus der Maschine (Bild oben), Verschleiß der Antriebstrommel (Bild in der Mitte), Schüttgutwelle an der Ablenkschurre (Bild unten)

In Abbildung 4 ist die Simulation der bestehenden Zentralschurre des Schiffsbeladers mit „feuchtem“ Schüttgut abgebildet. Es ist zu sehen, dass sich die Zentralschrre bei maximaler Förderleistung bereits nach ca. 16 Sekunden verstopft und das Schüttgut aus der Schurre austritt. Das Bild in Abbildung 3 oben zeigt ein ähnliches Verhalten. Die Simulation verdeutlicht weiters, dass bei „feuchtem” Schüttgut die Schüttgutwelle weniger stark ausgeprägt ist. Die in Abbildung 5 abgebildete Simulation mit „trockenem“ Schüttgut zeigt eine deutlich stärker ausgeprägte Schüttgutwelle und die Schurre ist bis zur Blockade länger durchgängig als bei „feuchten“ Schüttgutbedingungen.

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 4: Überfüllte Zentralschurre des Schiffsbeladers SL03

Schüttgutwelle an der Ablenkschurre

Abb. 5: Schüttgutwelle an der Ablenkschurre

Abb. 6: Optimierte Zentralschurre des Schiffsbeladers SL03

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TECHNOLOGIETRANSFER Um die Durchgängigkeit der Zentralschurre sowohl bei „feuchten“ als auch bei „trockenem“ Schüttgutbedingungen zu realisieren, mussten mehrere Maßnahmen getroffen werden. Als erste Maßnahme musste der Aufgabebereich auf das Absetzband verbreitert werden. Konkret wurde der Abstand der seitlichen Aufgabeschurren vergrößert und eine breitere „Soft Loading“ Einrichtung verbaut. Zur Vermeidung der Schüttgutwelle musste die Ablenkschurre an die Wurfparabel des vom Bandschleifenwaagen abgeworfenen Schüttgutes angepasst werden. Durch diese Maßnahme konnte eine sanfte Schüttgutumlenkung realisiert werden, wodurch sich die Schüttgutwelle vermeiden ließ (siehe Abbildung 6). Durch die Abänderungen konnte eine einwandfreie Funktion des Schiffsbeladers erzielt werden. Derartige Umbauten, an sich bereits im Einsatz befindlichen Maschinen, gestalten sich auf Grund des begrenzten Bauraumes schwierig und stellen daher meistens nur eine Kompromisslösung dar.

Stacker – Huolinhe (China)

Band wird außermittig beladen

Technische Daten: Volumenstrom ………… 5200 m³/h Bandgeschwindigkeit …. 4,8 m/s Schüttgut ……………… Abraum Schüttdichte …………... 1615 kg/m³

Abb. 7: Rockboxschurre für einen Bandabsetzer – erster Entwurf des Auftraggebers

Unnötig großer Materialpolster, der Materialstrom wird nicht kompakt auf das Abzugsband aufgegeben, wodurch am Trichter erhöhter Verschleiß entsteht

Konstruktive Verbesserungen einer Schurre mit „Rockbox“ Eine „Rockbox“ dient dem Verschleißschutz durch Anlagerung von Schüttgut an den verschleißkritischen Stellen. Die Bilder in Abbildung 7 zeigen einen ersten Konstruktionsvorschlag des Auftraggebers. In Abbildung 7 ist zu erkennen, dass sich im oberen Bereich der Schurre unnötig viel Schüttgut (ca. 3 Tonnen) als Verschleißschutz anlagert. Weiters wird das Gut dezentral auf das Abzugsband aufgegeben. Außerdem ist in der rechten Abbildung gut zu erkennen,

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TECHNOLOGIETRANSFER dass sich der Schüttgutstrom nach der Rockbox auffächert. Das Schüttgut berührt großflächig den Trichter und führt in diesem Bereich zu einem erhöhten Verschleiß des Trichters. Der Verschleiß wird in diesem Fall nur verlagert. Durch eine optimale Gestaltung der Rockboxschurre (siehe Abbildung 8) konnte ein Verschleißschutz mit relativ wenig angelagertem Schüttgut erzeugt werden. Zusätzlich wurde ein kompakter gerichteter Schüttgutstrahl durch den Trichter realisiert, wodurch sich eine Verschleißminimierung des Trichters und eine zentrale Bandbeladung ergaben. Große Mengen an Schüttgutanlagerungen bergen für das Wartungspersonal bei Wartungsarbeiten der Schurre erhebliche Unfallgefahren, da die Schurren händisch gereinigt werden müssen

Abb. 8: Optimierte Rockboxschurre für einen Bandabsetzer

geringerer Materialpolster, kompakter und gerichteter Materialstrom, geringerer Verschleiß am Trichter, mittige Bandbeladung

Simulation eines Schaufelradrückladers in Brückenbauweise Diese Simulation wurde ebenfalls für eine sich bereits im Einsatz befindlichen Anlage in Worsley Australien durchgeführt. Technische Daten: Massenstrom - maximal 3200 t/h Bandgeschwindigkeit: - Brückenband 4.5 m/s - Haldenband 5,1 m/s Schüttgut Bauxite Schüttdichte 1615 kg/m³ Schaufelraddrehzahl 4.5 rpm Schaufelvolumen 573.4 l Die Simulationen sollten zeigen, dass es möglich ist, die durchschnittliche Förderleistung der Anlage von 2000 t/h auf 2400 t/h zu erhöhen. Um dies zu erreichen, wurden das Schaufelvolumen,

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 9: Beispiel für einen Schaufelradrücklader in Brückenbauform

die Schaufelraddrehzahl und die Geschwindigkeit des Brückenbandes erhöht. Ein Hauptaugenmerk bei der Durchführung der Simulationen sollte dabei auf die Entleerung der einzelnen Schaufeln, auf die Funktion der Zentralschurre des Schaufelrades und auf die Übergabeschurre vom Brückenband auf das Haldenband gelegt werden. Abbildung 10 zeigt keinerlei kritische Stellen in der Simulation am gesamten Rücklader während des Betriebes. Lediglich in Bild 3 in Abbildung 10 ist eine dezentrale Aufgabe des Schüttgutes auf

das Haldenband zu sehen. Die Ablenkschurre muss daher leicht in Richtung Schaufelrad verdreht werden, um dieses „Problem“ zu lösen. Abbildung 10 zeigt weiters eine ungleichförmige Beladung des Brückenbandes auf Grund der pulsierenden Schüttgutaufgabe durch das Schaufelrad. Der Schüttgutquerschnitt ändert sich entlang des Brückenbandes. Für die Simulation wurde aus Sicherheitsgründen eine annähernd 100% Schaufelbefüllung gewählt und nicht 90% wie laut Spezifikation.

Bild 1

Bild 2

Bild 3

Bild 4 Abb. 10: Simulation des Schaufelradrücklader in Brückenbauform

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TECHNOLOGIETRANSFER Entlademöglichkeit eines Schüttgutwaggons im Rahmen einer Machbarkeitsstudie - Schaufelentlader Bei dieser Entlademöglichkeit von Schüttgütern aus einem Eisenbahnwaggon soll das Prinzip einer „Kehrrichtschaufel“ angewendet werden (siehe Abbildung 11). Ein derartiger Schaufelvorgang hat den Vorteil, dass die Schüttgutentladung prinzipbedingt relativ staubarm durchgeführt werden kann. Weiters besteht die Möglichkeit, dass durch eine spezielle Steuerung der Schaufelbewegung eine nahezu rückstandsfreie Entladung des Waggons erzielt werden kann (siehe Abbildung 12). Um eine annähernd rückstandsfreie Entladung gewährleisten zu können, muss die Schaufel mit der Schaufelschneide den Boden des Waggons berühren. Zu diesem Zeitpunkt darf der Waggonboden allerdings nur mehr mit einer geringen Schüttgutschicht bedeckt sein, um die Schaufel beim anschließenden Füllvorgang nicht zu überfüllen. Nach dem Kontakt der Schaufelschneide mit dem Waggonboden wird die Schwenkbewegung der Schaufel eingeleitet. Bei dieser Schwenkbewegung muss dafür gesorgt werden, dass die Schneidkante immer in Kontakt mit dem Waggonboden bleibt. Um dies zu erreichen, muss der Drehbewegung der Schaufel eine geschwindigkeitsvariabele Senkbewegung überlagert werden. Nach Abschluss der Drehbewegung um 90° liegt

die Schaufel eben auf dem Waggonboden auf und wird anschließend horizontal bis an die Bordwand des Waggons bewegt. Durch den Umstand, dass die Schneidkante den Bodenkontakt zu keinem Zeitpunkt verliert, kann der Waggonboden nahezu restlos vom Schüttgut befreit werden. Eine Nachreinigung des Waggons ist also nicht mehr notwendig. Für den Transport des Schüttgutes mittels der Schaufel zur Schüttgutabgabe kann die Schaufel um einige Grade weitergeschwenkt werden, um einen vorzeitigen Schüttgutverlust von der Schaufel zu minimieren. An der Abgabeposition wird die Schaufel um 180° gedreht und das Schüttgut abgegeben. Durch diese 180° Drehung kann anschließend der verbliebene gegenüberliegende Schüttgutrest vom Waggonboden entfernt werden.

Ermittlung von Einstellwerten für die „Diskrete Elemente Simulation“ durch Versuche an realem Schüttgut in Kombination mit Simulationsversuchen Da für die „Diskrete Elemente Simulation“ nur begrenzt Materialdaten zur Verfügung stehen, ist es erforderlich, diese durch entsprechende Versuche zu ermitteln. Durch diese Versuche in Kombination mit Vergleichssimulationen lässt sich die Aussagekraft bzw. Realitätsnähe von „Diskrete Elemente Simulationen“ verbessern. Es müssen die Kontaktbedingungen der Schüttgutpartikel

Abb. 11: Schaufelentlader

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Abb. 12: Bewegungsablauf des Schaufelentladers

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TECHNOLOGIETRANSFER untereinander und die Kontaktbedingungen zwischen den Partikeln und den mit ihnen in Interaktion stehenden Komponenten ermittelt werden.

Aus der gemessenen Horizontalkraft und der Vertikalbelastung errechnet sich der Reibungskoeffizient zwischen Schüttgut und Reibungspartner.

Durch Versuche zu ermittelnde Materialdaten (abhängig vom verwendeten Berechnungsalgorithmus):

Der berechnete Reibungskoeffizient ist allerdings nur ein Richtwert, da er geschwindigkeits- und belastungsabhängig (je nach Schüttgut) sein kann und muss in weiterer Folge mit der Simulation abgeglichen werden.

• Reibungsbeiwert zwischen Schüttgut und Maschinenteilen oder Wänden • Reibungsbeiwert zwischen Schüttgutkörnern (Schüttwinkel β)

den

einzelnen

• Materialdichte (spezifisches Gewicht) • Kohäsionskräfte • Shear Modulus (Schubmodul) • Poisson´s Ratio (Querkontraktionszahl) • Coefficient of Restitution (Geschwindigkeitsverhältnis nach und vor dem Stoß) • Coefficient of Rolling Friction (Rollriebung)

Im nachfolgenden werden zwei Prüfverfahren zur Ermittlung von Reibungsbeiwerten vorgestellt.

Horizontalreibversuch Bei diesem Versuch wird das zu untersuchende Schüttgut in den Schüttgutbehälter (1 inAbbildung 13) gefüllt, wobei dieser zuvor auf den zu überprüfenden Reibungspartner z.B. eine Schurrenauskleidung (3 in Abbildung 13) aufgesetzt wird. Das Schüttgut wird zusätzlich mit Gewichten belastet und horizontal über den Reibpartner bewegt.

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Rutschversuch Dieser Versuch basiert auf dem Prinzip des Abgleitens von Schüttgut auf einer schiefen Ebene. Dazu wird die im Abbildung 14 mit 5 gekennzeichnete Schwenkeinrichtung mit einem Schüttgutbehälter mit Schüttgut befüllt und in Richtung der Rampenneigung (1 in Abbildung 14) geschwenkt. Der Schüttgutbehälter wird anschließend geöffnet und das Schüttgut fließt über die horizontal und in der Neigung einstellbaren Rampe (Abbildung 14 mit 1 gekennzeichnet) in den Auffangbehälter (Abbildung 14 mit 3 gekennzeichnet). Nachdem das gesamte Schüttgut in den Auffangbehälter gerieselt ist, wird die Schüttgutklappe (Abbildung 14 mit 4 gekennzeichnet) geöffnet und ein Teil des Schüttgutes wird dadurch aus dem Auffangbehälter abgezogen. Dieser Ablauf wird mittels Video und Foto dokumentiert und anschließend nachsimuliert. Die während des Versuches entstehenden Schüttgutgeometrien bzw. der Rieselprozess sind in Abbildung 15 dargestellt. Abb. 13: Horizontalreibversuch

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1 einstellbare Rampe

5 Schweneinrichtung für den Schüttgutbehälter

2 Schurrenauskleidung

3 Auffangbehälter 4 Schüttgutklappe

Abb. 14: Rutschversuch

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TECHNOLOGIETRANSFER Schüttgut mit 6% Feuchte Verschleißplatte AR400:

Abb. 15: Rutschversuch mit der zugehörigen Anpassungssimulation

Teilung 50 mm

Auftreffpunkt des Schüttgutes auf die Rückwand (AR 400) – Schüttgut 6% Feuchte

Schüttgutgeometrie vor Öffnen der Schüttgutklappe (AR400) – Schüttgut 6% Feuchte

Schüttgutgeometrie nach Öffnen der Schüttgutklappe (AR400) – Schüttgut 6% Feuchte

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TECHNOLOGIETRANSFER Die entstehenden Schüttgutgeometrien(Neigungswinkel des Schüttguthaufens) im Behälter charakterisieren nun die Partikelreibung in Kombination mit der Wandreibung. Hier überlagern sich allerdings auch Kohäsionskräfte. Die Berücksichtigung der Kohäsion erfordert einen speziellen Berechnungsalgorithmus. Dieser wird nur für bestimmte Anwendungsfälle herangezogen. Für einen Großteil der Simulationen ist die Kenntnis der Reibungsparameter ausreichend. Der Aufprallpunkt des über die schiefe Ebene gleitenden Schüttgutes auf die Rückwand des Auffangbehälters ist abhängig von der Wandreibung. Die Wandreibung beeinflusst die Abwurfgeschwindigkeit des Schüttgutes von der schiefen Ebene und ist somit für die Geometrie der Wurfparabel verantwortlich. Bei der Nachsimulation werden anschließend die Einstellparameter so lange verändert, bis die Simulation annähernd dem Versuch entspricht. Die eingestellten Reibungsparameter für die in Abbildung 15 gezeigte Simulation haben folgende Werte:

Dipl.-Ing. Dr. mont. Michael Prenner studierte von 1995 bis 2002 Montanmaschinenwesen an der Montanuniversität Leoben, Österreich. Von 2002 bis 2005 absolvierte er ein Doktoratsstudium ebenfalls an der Montanuniversität Leoben. Im Rahmen seiner Dissertation beschäftigte er sich mit der Optimierung von Oberflächenstrukturen von Trittblechen hinsichtlich ihrer Rutschsicherheit. Herr Dr. Prenner war von 2002 bis 2004 als Drittmittelangestellter am Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre an der Montanuniversität Leoben für die Firma AMAG rolling Ranshofen, Österreich tätig. Seit 2004 ist Herr Dr. Prenner Universitätsassistent am Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre. Sein Hauptaufgabengebiet umfasst neben der Lehre, die Planung, Berechnung, Simulation und Konstruktion von Förderanlagen. |Michael.Prenner@mu-leoben.at |

µPartikel – Platte = 0.59 µPartikel -Partikel = 0.34

Zusammenfassung Die „Diskrete Elemente Methode“ ist ein nützliches kommerziell einsetzbares Werkzeug, welches eine Funktionsüberprüfung von nahezu allen Schüttgutfördereinrichtungen bereits während der Konstruktionsphase erlaubt. Durch seine Vielseitigkeit kann es auch im Bereich der Forschung und Entwicklung eingesetzt werden, wobei sich die Anwendungsmöglichkeiten nicht nur auf den Bereich der Schüttgutfördertechnik beschränken. Die Methode findet ihren Einsatz in der Geologie, in der Simulation von Bruchvorgängen, aber auch in der kombinierten Partikel – Strömungssimulation. Die Realitätsnähe einer jeden „Diskrete Elemente Simulation“ ist von der Kenntnis der Materialparameter abhängig. Die Ermittlung dieser Parameter ist zum Teil aufwendig und schwierig. Für jede Simulation sollte daher im Vorfeld abgeschätzt werden, welche Parameter für das benötigte Simulationsergebnis wirklich wichtig sind.

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WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Montanuniversität Leoben Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre Dipl-Ing. Dr. mont. Michael Prenner Franz-Josef-Straße 18 8700 Leoben | Österreich eMail: michael.prenner@mu-leoben.at Internet: http://institute.unileoben.ac.at/foerdertechnik/start_de.htm

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Mehrfach-Verteiler zur kontinuierlichen Aufteilung eines Fördergutes während der pneumatischen Förderung (Auslegung, Berechnung, Betriebsverhalten) von Dipl.-Phys.-Ing. K. Schneider KS-Engineering GmbH | Köln | Deutschland |

In der Industrie werden weltweit zur kontinuierlichen Aufteilung der geförderten Schüttgutmenge auf mehrere Empfangsstellen sehr viele sogenannte „Verteiler“ (engl. Splitter) als Bestandteile pneumatischer Förderleitungen betrieben. Diese haben innerhalb von pneumatischen Förderanlagen eine wichtige Stellung eingenommen und werden in ganz unterschiedlichen Ausführungsformen eingesetzt. Dagegen lässt sich recht wenig zusammenfassendes Schrifttum finden, welches aus übergeordneter Sicht das Phänomen „Verteiler“ beleuchtet und Hilfestellungen bezüglich Einsatzmöglichkeiten, Auslegung, Auswahl und Betriebserfahrungen gibt. Meist handelt es sich um Antworten auf spezielle Fragestellungen, wie zum Beispiel Druckverluste unterschiedlicher Verzweigungsformen etc. Der vorliegende Artikel soll diese Lücke schließen und einen Überblick über Einsatzmöglichkeiten und typische Bauformen von Verteilern mit ihren Vor- und Nachteilen liefern. Darüber hinaus werden diverse Auswahlkriterien für den Einsatz von Verteilern vorgestellt und diskutiert. Weiter soll auf die Auslegung und den Betrieb von Verteilern eingegangen werden. Es wird auf mögliche Störanfälligkeiten hingewiesen und es werden Maßnahmen erläutert, die einen störungsfreien Betrieb ermöglichen bzw. begünstigen. Betriebserfahrungen mit Verteilsystemen werden vorgestellt.

Verteiler - Versuch einer Definition und Eingrenzung für die weiteren Ausführungen Der Begriff des „Verteilens“ steht für eine Vielzahl verfahrenstechnischer Operationen in der Schüttgutindustrie. Allen gemeinsam ist es, einen Stoffstrom möglichst gleichmäßig aufzuteilen und gleichzeitig mehreren Zielorten zuzuführen. Dies kann sowohl innerhalb einer mechanischen Förderstecke; z.B. mit einer speziellen Verteilerschnecke und Injektoren (siehe Abb. 1) als auch in einer pneumatischen Förderstrecke durch ein konstruktives Element (den Verteiler) geschehen. Weiter lässt sich von einer alternierenden Verteilung sprechen, wenn jeweils momentan nur ein bestimmter Zielort von mehreren möglichen erreicht werden soll (z.B. mit Hilfe einer Rohrweiche), und von einer gleichmäßigen Verteilung, wenn alle möglichen Zielorte gleichzeitig beschickt werden sollen. Die Verteilung im Sinne dieses Artikels soll die gleichmäßige und gleichzeitige Verteilung von Feststoffen sein, in welchen ein Arbeitsgas (i.d.R. Luft) pneumatisch als Trägermedium dient.

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Verteiler werden meist in verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt, beispielsweise für die Behandlung von Rauchgasen, bei der ein Sorbens an bis zu 16 Stellen gleichmäßig in den Rauchgaskanal eingeblasen wird. Eine weitere Anwendung ist die Staubfeuerung in Kohlekraftwerken, bei der ein gleichmäßiges Überstreichen der eingeblasenen Staub-/ Luftgemische über den Kesselquerschnitt wichtige Voraussetzung für eine optimale und emissionsarme Verbrennung ist. Setzt man in den angesprochenen Fällen keine Verteiler in der Förderleitung ein, so wird für jede Einblasstelle ein eigener Förderstrang inklusive Förderleitung, Förderorgan, Dosierorgan und evtl. Luftversorgung erforderlich (vergl. Abb. 2a), wodurch, abgesehen von Problemen des Platzbedarfes, die Kosten entsprechend potenziert werden. Eine erste Kostenersparnis bringt dann ein luftseitiger Verteiler, bei dem die Gesamtluftmenge auf die einzelnen Förderstränge resp. Dosierstellen verzweigt wird. Die (Luft-) Verteilung kann dabei als Gleichgewichtsverteilung (vergl. Abb. 2b) oder durch den Einsatz von Stellorganen/ Venturidüsen als Zwangsverteilung (vergl. Abb. 2c) ausgeführt werden. Eine deutlich Einsparung kann erzielt werden, wenn der Verteiler förderseitig angeordnet

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TECHNOLOGIETRANSFER wird, in optimaler Anordnung möglichst nahe an den Einblasstellen (vergl. Abb. 2d). In diesem Fall sind jeweils Luftversorgung, Dosierorgan, Förderorgan und ein Teil der Förderstrecke nur einfach auszuführen. Bei einem Eintrag gegen höhere Drücke oder bei Dichtstromförderung lässt sich die Verteilung auch im Förderorgan realisieren (vergl. Abb. 2f). Als Verteiler im Sinne des vorliegenden Artikels soll im weiteren auf solche Bauformen eingegangen werden, welche eine Verteilung innerhalb einer pneumatischen Förderstrecke als verteilendes Förderorgan (z.B. wie in Abb. 2d/2e) oder als Verzweigungsorgan in der Förderleitung ermöglichen (z.B. wie in Abb. 2f).

Ausführungsformen von Verteilern Je nach Materialeigenschaften, Förderaufgaben und Förderarten (Dünnstrom/Dichtstrom) gibt es die verschiedensten Ausführungsformen für Verteiler. Nicht alle sind für alle Einsatzfälle geeignet oder gut durchdacht. Die Verteilung kann bspw. aus einer Wirbelschicht heraus erfolgen, der Verteiler kann von oben nach unten oder von unten nach oben durchströmt werden, auch Verteiler in horizontaler Lage werden gebaut. Bekannt sind beispielsweise sogenannte Fächerverteiler (Abb. 3), welche zur Aufteilung von Kohlenstaub auf (meist 4 – 6) Brenner in Kohlekraftwerken benutzt werden. Auch rotierende Verteiler werden/wurden zur Aufteilung eines Massenstromes bereits eingesetzt. Die weitaus meisten allerdings sind von unten nach oben durchströmte Dünnstromverteiler mit unterschiedlichen Verteilmechanismen (siehe z.B. Abb. 4,5).

Abb. 1: 4 Einzelleitungen hinter 4-fach Schnecken-Verteilerbox und Injektoren (vergl. Abb. 2c) mit 2 Gebläsen

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 2: Verteiler in der pneumatischen Fรถrdertechnik

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 3: Kohlenstaub-F채cherverteiler [2]

Abb. 4: Fuller Konus-Verteiler [2]

Abb. 5: 4-fach-Verteiler f체r Kalkhydrat in einem Kraftwerk

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TECHNOLOGIETRANSFER Wirkungsweise von Dünnstromverteilern für feinkörniges und staubförmiges Schüttgut

Auch der in Abbildung 3 gezeigte Splitter wird nicht mit ausreichender Genauigkeit arbeiten, da auch dort auftretende Strähnen bevorzugt einen Kanal beaufschlagen werden.

Bereits Lempp [5] hat in seiner Arbeit (1966) festgestellt, dass speziell für die hier näher betrachteten Dünnstromverteiler und Verzweigungen erst Feststoff und Gas entmischt und der Feststoff beruhigt werden sollte, bevor erneut gemischt und dann schließlich geteilt wird. Bild 6 zeigt am Beispiel einer Patentzeichnung (K.-H. Mohr, 1988, Patentschrift DE 3626983 C2) die prinzipielle Vorgehensweise beim Verteilen von Gas-FeststoffGemischen.

Forderungen an einen „idealen“ Verteiler:

Bei seinen Untersuchungen hat Lempp gezeigt, dass beispielsweise Trennbleche oder sich öffnende Verzweigungen keine befriedigende Lösung darstellen, da bei ungleichmäßigen Verteilkonzentrationen des Feststoffes über dem Rohrquerschnitt (Bildung von Strähnen) vor dem Verteiler diese auch nach Verteiler zu beobachten sind. Nur bei einem ganz normalen T-Stück, bei der die Feststoffteilchen nach dem senkrechten Aufprall bis zum Stillstand abgebremst wurden, konnte nachher eine relativ gleichmäßige Zumischung und Verteilung des Feststoffes gemessen werden. Aus diesen Gründen arbeiten die sogenannten Fächerverteiler trotz einer hohen Zahl von Teilblechen und Teilungen immer dann unzureichend, wenn die Feststoffverteilung im Zuleitungsrohr nicht gleichmäßig ist. Strähnen ziehen sich auch durch einen aufwändig konstruierten Fächerverteiler. Hier liegt also ein systemischer Fehler vor.

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Um die Vielfalt der möglichen Verteilervarianten und Bauformen einzuschränken, werden im Folgenden nur noch Dünnstromverteiler mit einer max. Beladung bis 15 kg/kg und einer max. Korngröße von 1mm betrachtet. Durchströmung des Verteilers in senkrechter Position von unten nach oben. Nachstehende Forderungen sind demnach durch einen idealen Verteiler zu erfüllen: • Entmischen von Gas und Feststoff • Strömungsberuhigung und Vergleichmäßigung • Strähnen dürfen nicht „durchschlagen“ • Vergleichmäßigte Gas-Feststoffströmung trennen

Eine vollständige Entmischung von Feststoff und Gas ist schwer zu erzielen, angestrebt wird daher eine Verzögerung der Gasgeschwindigkeit in den Bereich der Sinkgeschwindigkeit der Feststoffteilchen. Dazu erfolgt eine entsprechende Aufweitung des Querschnittes im Verteiler. Diese Aufweitung wird über eine bestimmte Länge fortgeführt um Strähnen aufzulösen und ein Vergleichmäßigen des Gemisches zu erreichen. Erst danach erfolgt die Trennung des Gemisches entsprechend der Anzahl der Abgänge. Abb. 6: Arbeitsschritte Verteiler [nach Mohr]

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TECHNOLOGIETRANSFER Häufig gestellte Fragen bezüglich der Verteilerauslegung Gibt es eine optimale Anzahl der Abgänge? Die Anzahl der Abgänge richtet sich nach den verfahrenstechnischen Erfordernissen. Es wurden mit dieser Verteilerart bis zu 16 Abgängen parallel realisiert, meist jedoch 4- bis 6-fach Verteiler, da dort die Verstopfungsgefahr einzelner Leitungen aufgrund der sich dann einstellenden Rückstellkräfte nicht so hoch ist. Bei einer Zweifach-Verteilung beispielsweise wird sich die Gasgeschwindigkeit aufgrund einer Verstopfung verdoppeln und damit auch den statischen Druck als Rückstellkraft auf den Stopfen wesentlich erhöhen. Bei einem 16-fach Verteiler nimmt die Geschwindigkeit in den verbliebenen 15 Abgängen dagegen nur um knapp 7% zu. Die Rückstellkräfte sind dann entsprechend geringer.

Wie lassen sich Verstopfungen einzelner Abgänge detektieren? Dies lässt sich durch Druckmessungen vor/hinter Verteiler am sichersten und schnellsten nachweisen. Da die durchströmten Förderleitungen im Normalfall höhere Temperaturen aufweisen als die blockierten, kann man auch Temperaturmessungen hinter Verteiler zur Störungsdetektion einsetzen. Ebenfalls geeignet sind Durchsatzmessungen in den Förderleitungen hinter Verteiler, welche auf elektronischen Verfahren (elektrostatisches Rauschen, Mikrowelle) basieren. Diese Verfahren erlauben auch je nach gewähltem Komfort eine qualitative Aussage über Durchsatzunterschiede.

Welche Genauigkeiten lassen sich mit Verteilern erreichen? Bezieht man den Durchsatzfehler auf den theoretischen Mittelwert hinter Strang (Beispiel: Gesamtdurchsatz Feststoff 1000 kg/h; 4-fach Verteiler; Mittelwert 250kg/h), können sich bei ungeeignetem Verteilertyp; ungenügender Strähnenauflösung, zu vielen Abgängen, wechselnden Feststoffeigenschaften oder schiefer Einströmung Abweichungen von bis zu +/- 35% beobachtet werden. Sind die Voraussetzungen dagegen optimal, kann der Verteilfehler unter 5% liegen, ein Bereich unter 10% lässt sich meist erreichen. Für unser Beispiel bedeutet das, die Fördermengen pro Leitung können bei minimal ca. 235 kg und maximal bei ca. 265 kg/h liegen. Häufig reichen aber auch geringere Genauigkeiten aus, da das Hauptaugenmerk auf der Aufteilung des Gesamtförderstromes an sich liegt.

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Kann man Zusatzluft aufgeben und wenn ja, wo? Aus verfahrenstechnischen Gründen ist manchmal notwendig, die Luftmenge hinter Verteiler zu erhöhen, sei es um die Beladung (und damit den Leitungsdruckverlust) zu senken oder sich an bestimmte Rohrleitungsgeometrien besser anzupassen. Zusatzluft sollte im unteren Teil des Verteilers aufgegeben werden. Die Zusatzluft kann dann aufgrund der Turbulenzerhöhung zur Vergleichmäßigung beitragen, es ist jedoch der Verteiler entsprechend länger (höher) auszuführen.

Lassen sich auch mengenmäßig unterschiedliche Aufteilungen des Förderstromes erzielen? Dies ist in Grenzen möglich, beispielsweise wurden aus einem 4-fach-Verteiler heraus zwei Leitungen insgesamt mit ca. 40%, die beiden anderen mit insgesamt 60% beaufschlagt. Dazu wurden die Abgänge am und die Leitungsquerschnitte hinter Verteiler entsprechend angepasst. Die geforderte Verteilung wurde erreicht.

Wo sollte der Verteiler im Leitungsverlauf positioniert werden? Aus verfahrenstechnischer Sicht wäre eine Aufteilung bereits nach einigen Metern Förderstrecke möglich. Dann wären die Förderstrecken (und damit die Druckverluste) hinter Verteiler relativ gleich. Die wirtschaftlichste Lösung ist allerdings eine Aufteilung möglichst nahe an den Einblasstellen, da dann nur eine Leitung bis zum Verteiler geführt werden muss und die verbleibenden MehrfachLeitungen relativ kurz ausfallen könnten. Im nächsten Kapitel werden noch einige Hinweise zur Vergleichmäßigung des Druckverlustes und der Aufteilung des Förderstromes gegeben.

Wie verschleißempfindlich ist der vorgestellte Verteiler? Verschleiß entsteht bevorzugt dort, so lokal hohe Gasgeschwindigkeiten (resp. auch Feststoffgeschwindigkeiten) auftreten. Beim Verteiler sind das im wesentlichen der Verteilerkopf und/oder der Bereich der Zusatzlufteindüsung. Bei verschleißintensiven Fördergütern ist daher der Verteilerkopf abnehmbar und kann bei Bedarf ausgewechselt werden. Eventuell lässt sich innen ein Verschleißschutz aufspritzen. Durch den abnehmbaren Kopf hat man auch die Möglichkeit, die Verteilung selbst zu ändern.

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TECHNOLOGIETRANSFER Berechnung der Verteiler

wobei:

Δpv=K*ρL*v2/2*(1+2*µ*c/v)

• Δpv = Druckverlust des Verteilers

Die hauptsächlichen Berechnungen zum Verteiler sind neben der Flächenaufteilung in funktionaler Abhängigkeit zur Anzahl der Abgänge die Berechnung der Sinkgeschwindigkeit sowie die Abschätzung des Zusatzdruckverlustes.

[Pa]

• K = Empirischer Faktor

[1/1] Wert ≈ 1,2

• ρL = Gasdichte

[kg/m3]

• v = Gasgeschwindigkeit

[m/s]

• µ = Beladung

[kg Feststoff / kg Gas]

• c = Feststoffgeschwindigkeit

[m/s]

Berechnung der Sinkgeschwindigkeit der Einzelteilchen

Der Zusatzdruckverlust eines solchen Verteilers bewegt bei üblichen Geschwindigkeiten, Systemdrücken, Temperaturen und Beladungen im Bereich von 8 – ca. 50 mbar.

Die Sinkgeschwindigkeit der Einzelteilchen w berechnet sich aus dem Gleichgewicht der Gewichtskraft FG (senkrecht nach unten) und der Umströmungskraft FW (senkrecht nach oben) unter Vernachlässigung der Auftriebskräfte folgendermaßen:

Betrieb der Anlage

FW = FG (vereinfacht) AS*cW*ρL/2*v2 = g*ρS*π/6*dS3 wobei:

• Der Verteiler muss unbedingt senkrecht aufgestellt werden.

w = [4/3*g*ds*ρS/(cW*ρL)]0,5

• AS = projizierte Fläche des Teilchens

[m2]

• g = Erdbeschleunigung

[m/s2]

• ds = Teilchendurchmesser

[m]

• ρS = Teilchendichte

[kg/m3]

• cW = Widerstandsbeiwert des Teilchens [1/1]

Man möge beachten, dass diese Gleichung nur für Einzelpartikel zutreffen, die Sinkgeschwindigkeit von Partikelkollektiven ist je nach Zusammensetzung davon unterschiedlich. Mehr zum Thema finden Interessierte beispielsweise unter: http://www-vt.uni-paderborn.de/techprak/Wirbelschicht_Endversion.pdf

Übliche Sinkgeschwindigkeiten feiner Teilchen liegen bei ca. 0,5 bis 2,5 m/s. Diese Werte gelten für das Einzelkorn. Praxisnahe Werte lassen sich durch experimentelle Ermittlung der Sinkgeschwindigkeit beispielsweise im Gonell-Sichter ermitteln.

Berechnung des Verteilerdruckverlustes Der Druckverlust des beschriebenen Verteilers rührt im wesentlichen vom Wiederbeschleunigen des Feststoff-/ Gasgemisches her und wird mit hinreichender Genauigkeit durch untenstehende Gleichung beschrieben:

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Bei der Aufstellung des Verteilers sind zur Erreichung einer möglichst gleichmäßigen Aufteilung des Massenstromes einige weitere Punkte zu beachten (siehe hierzu auch weiter unten Abbildung 8):

• Die senkrechte Anströmlänge vor Verteilereintritt muss mindestens 10 (besser 15) x dE (wobei dE der lichte Leitungsdurchmesser am Verteilereintritt ist) betragen.

Erst bei Einhaltung dieser Mindestvoraussetzungen kann eine gleichmäßige Aufteilung des Gutmassenstromes gewährleistet werden. Es empfiehlt sich, auch hinter dem Verteiler entsprechende gerade Nachlaufstrecken (10 – 15 x dA) einzuhalten. Von besonderem Interesse ist ein störungsfreies Arbeiten der Förderung. Genauigkeiten im Bereich +/- 5 bis 10% sollten erreicht werden. Der Verteiler ist Teil der Gesamtanlage und bei der Auslegung müssen neben den geometrischen Größen auch strömungstechnische Gesichtspunkte beachtet werden. Wichtig ist, dass der bestimmende Druckverlust am Ende der Förderstrecke liegt und hierdurch kleine Differenzen in den Förderleitungslängen nach Verteiler gegenüber diesem Druckverlust vernachlässigt werden können. Dies geschieht am einfachsten durch Anbringen einer Düse mit definiertem Druckverlust am Ende der Förderleitung. Ein entsprechendes Beispiel ist im nachfolgenden Diagramm (Abbildung 7) dargestellt. Nähere Erläuterungen hierzu im nächsten Kapitel.

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Abb. 7: Typischer Druckverlauf in einem Fördersystem mit Verteiler

Die Verteilerlängen sind abhängig von den Materialeigenschaften, einer zusätzlichen Lufteindüsung und der Anzahl der Abgänge. Übliche Längen bewegen sich im Bereich 5 – 10 x Verteilerdurchmesser.

Vergleichmäßigung des Durchsatzes Strömungsmechanische Zusammenhänge am Verteiler kann man durch eine vereinfachte elektrische Schaltung gut darstellen. Als Analogon gilt: • Spannung U = Druckgefälle • Strom I

= Materialdurchsatz

• Widerstand R = Widerstandsverhalten der Rohrleitungen

Ziel wird immer der gleichmäßig verteilte Durchsatz an Material sein. Oft ist es jedoch so, dass aufgrund örtlicher Gegebenheiten die Leitungsführung hinter Verteiler nicht unbedingt völlig gleichmäßig durchgeführt werden kann. Dadurch werden die Widerstände R1 – R4 unterschiedlich ausfallen und somit auch der Durchsatz, da dieser unmittelbar an den Leitungswiderstand gekoppelt ist (siehe Abbildung 9).

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Abb. 8: Aufstellung eines Verteilers mit An- und Abströmlängen

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TECHNOLOGIETRANSFER Hier gilt:

I =

I1 + I2 + I3 + I4

R =

1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4

U =

U1 = U2 = U3 = U4

Änderungen des Widerstandes schlagen voll auf die Änderung des Durchflusses (des Stromes) durch. Das ist in den meisten Fällen nicht gewünscht und man hilft sich mit einem kleinen „Trick“ durch Zuschalten eines weiteren Widerstandes in Reihe (siehe Abbildung 10). Wählt man nun den Zusatzwiderstand groß genug aus, kann man die Unterschiede in den Leitungswiderständen vernachlässigen. Natürlich muss dann, um den Durchsatz zu halten, die Spannung, resp. den Druck entsprechend erhöht werden. Hier gilt: I =

I1 + I2 + I3 + I4

R =

1/(R1+R1´) + 1/(R2+R2´) + 1/(R3+R3´) + 1/(R4+R4´)

U =

(U1+U1´)= (U2+U2´) = (U3+U3´) = (U4+U4´)

Abb. 9: Ersatzschaltbild Verteiler (4-fach)

Damit bestimmt der zusätzliche Widerstand (z.B. in Form einer Austrittsdüse am Ende der Leitung) die Gleichverteilung der Feststoffe im Verteiler. Man möge sich jedoch vor Augen führen, dass diese Gleichverteilung bei anderen Verteilertypen nur machbar ist, wenn dort alle Strähnen vollständig aufgelöst sind.

Abb. 10: Ersatzschaltbild Verteiler

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TECHNOLOGIETRANSFER Beispiele ausgeführter Anlagen Als Beispiele ausgeführter Anlagen soll einmal ein “Dichtstromverteiler” für Kohlenstaub aus einem Druckgefäß heraus und ein “Dünnstromverteiler” bei der Mitverbrennung von Tiermehl dienen. Beides sind Anwendungen aus dem Kraftwerksbereich, sind ähnlich aber auch in der Chemie zu finden.

Dichtstromverteiler aus einem Druckgefäß Die Abbildung 11 unten zeigt den Aufbau der Förderanlage aus der 2 x 6 Kohlenstaubbrenner im Dichtstrom beschickt werden. Die Leistungen pro Strang liegen bei ca. 1200 kg/h und der Leitungsdurchmesser bei 35 mm licht. Die Leitungsstränge sind einzeln zu und abschaltbar.

Abb. 11: Mehrfach-Dosiersystem für Kohlenstaub

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Abb. 12: Prinzipbild Tiermehlverteiler

Dünnstromverteiler für die Förderung von Tiermehl Die in den Abbildungen 12 (Prinzip) und 13 (Foto) gezeigte Anlage fördert Fleisch- und Blutmehl direkt aus dem SiloLKW in den Kessel. Das Material lässt sich (auch wegen der relativ gleichmäßigen Kornform) relativ einfach fördern. Um die geforderten Geschwindigkeiten in den Brennerleitungen zu halten, wurde eine größere Menge Zusatzluft im unteren Bereich des Verteilers eingedüst. Die Eindüsung geschieht tangential (mittlerweile von beiden Seiten um Schieflagen zu vermeiden) im unteren Bereich des Verteilers.

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Abbildung 12 verdeutlicht den Aufbau der Anlage. Aus einer zentralen Luftversorgung heraus wird die Luft zweimal zum LKW (Bespann- und Treibluft) und einmal zum Vierfach-Verteiler (Zusatzluft) geführt. Die Luftmenge wird so aufgeteilt, dass die gewünschte Fördermenge von 4 x 2,5 t/h erreicht wird. Der Druck im LKW wird bewusst niedrig gehalten, so dass die gewünschte Leistung erreicht wird. Das Foto zeigt leider nur den unteren Bereich des Verteilers. Weiter sind 4 Einzelleitungen erkennbar, die von sogenannten Wechselsilos bedient werden können.

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TECHNOLOGIETRANSFER Wie in Abbildung 14 zu sehen ist die Aufteilung sehr gleichmäßig und die Förderung recht ruhig. Der ebenfalls dargestellte O2-Gehalt und die Kessellast lassen eine gute Verbrennung und Laststeigerung erkennen. Um nicht ausschließlich von den Silo-LKW abhängig zu sein, kann an jede Leitung bei Bedarf noch eine Silo-Dosierstation angekoppelt werden. Die Silos sind ebenfalls transportabel. Der große Vorteil dieser Lösung ist das saubere Handling ohne Störungen durch Verschmutzungen etc. Die Betriebserfahrungen nach Inbetriebsetzung waren ausgesprochen positiv.

Zusammenfassung Verteiler in pneumatischen Förderanlagen bedürfen einer sorgfältigen Auslegung und Berechnung. Nicht alle Verteilertypen sind für den vorgesehenen Einsatzfall optimal. Am Beispiel eines Dünnstromverteilers für feinkörniges Schüttgut wurden die spezifischen Eigenschaften geometrien- und materialabhängig dargestellt. Häufig gestellte Fragen wurden beantwortet. Auf die generelle Berechnung und Auslegung inklusive des Betriebsverhaltens und Einbindung in die Anlagenumgebung wurde eingegangen. Beispiele ausgeführter Verteiler wurden vorgestellt und der spezifische Einsatzfall erläutert. Entsprechende Literatur- und Patentzitate finden sich im nächsten Abschnitt. Abb. 13: Foto des Verteilers mit Anschlüssen für Einzelleitungen und Zusatzluft

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

KS-Engineering GmbH Dipl.-Phys.-Ing. Klaus Schneider Melchiorstr. 11 50670 Köln | Deutschland

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Literaturverzeichnis

Abb. 14: Messschriebe der pneumatischen Förderung mit Vierfach-Verteiler

[1] Morimoto, T. ; Yamamoto, A.; Nakoo, T.: ,,On the Behaviour of Air-Solids Mixture in a Pipeline for Pneumatic Conveyance with Single or Double T- Branches“ Bull. J.S.M.E., Vol. 20, 1977, pp 600 - 606A [2] Selves, T.P.; Bames, R.N.: ,,Review of in-line splitting techniques used in pneumatic conveying“ Trans Inst Eng Aust Mech Eng VME 18, 1993 No. 1 ,March pp 51 – 56 [3] Low, H.T.; Kar, S.; Winoto, S.H.: „Pneumotransport of Solid Particles through Manifold System“ Tokyo, 1986, Proc. Third Asian Congress on Fluid Mechanics, pp 630 – 639 [4] Morikawa, Y. et al.: ,,Pressure drop and solids distribution of Air Solids Mixture in horizontal unsymmetrical bends“ Journal of Multiphase Flow, Vol. 4, 1978, pp 397 – 404 [5] Lempp, M. : „Die Strömungsverhältnisse von GasFeststoff-Gemischen in Verzweigungen pneumatischer Förderanlagen“ Aufbereitungstechnik 7, 1966, pp81 -91 [6] Thomas, G.: Verteilungsmessungen an einem 16-fach Staubverteiler ;LCS-Steinmüller, 1886

Patente [7] OS DE 28 29 867; Ruhrkohle AG, Erfinder: Schroer, Schedbauer, Zillessen

Klaus Schneider, Dipl.-Phys.-Ing., Jahrgang 1952, selbständiger Ingenieur, Unternehmer und Publizist, Verfasser von Fachartikeln und -vorträgen im In- und Ausland Physikstudium 1973-78 in Siegen, 1979-83 SMS AG, 1984-90 Steinmüller GmbH, Bereiche Verbrennungstechnik/Rauchgasreinigung, danach Gründung eines Ingenieurbüros für Umwelt- und Verfahrenstechnik in Köln. Seither tätig als technischer Berater und Engineering-Dienstleister für die Bereiche Feststoffhandling (insbesondere im Bereich Umwelttechnik, Injektionsanlagen) und Optimierung verbrennungstechnischer Prozesse. | KS-Engineering GmbH | Melchiorstraße 11 50670 Köln

[8] OS DE 28 32 846; Rockwell International Corp; Erfinder: Oberg et al.

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Überwachung von Bandübergabestellen Messtechnische Lösungen von Dipl. Ing. S. Zöbisch Endress+Hauser Messtechnik GmbH & Co. KG | Weil am Rhein | Deutschland |

Die Überwachung der Bandübergaben sind heute in komplexen Fördersystemen Stand der Technik. Vorgestellt werden optimale messtechnische Lösungen unter Berücksichtigung der Vorortbedingungen, den physikalischen Eigenschaften und den Umweltbedingungen. Je nach Messaufgabe werden praxisbewährte Feldgeräte mit berührungsloser und berührender Messtechnik zur Überwachung von Bandübergabenstellen mit ihren Vorzügen und physikalischen Grenzen betrachtet. Berührungslose Messtechnik unterliegt nicht der Abrasion und bedarf jedoch eines höheren Installationsaufwands. Nachfolgend werden am Beispiel der Ultraschall-, bzw. der Radar-Technologie und der Mikrowellenschranke die Vorteile und Grenzen erörtert. Die berührenden Grenzschalter wie Kapazitive Grenzschalter und Schwinggabelsysteme werden ebenfalls verglichen und aktuelle Einsatzfälle vorgestellt. Zum Abschluss werden geeignet Auswahlhilfen für Füllstandmesstechnik vorgestellt, damit sicher und schnell das geeignete physikalisch zuverlässige Messprinzip/Feldgerät gefunden wird.

Herausforderung in der Überwachung der Bandübergabe

Basis einer guten messtechnischen Lösung

Bandanlagen sind in der schüttgutverarbeitenden Industrie nicht mehr wegzudenken. Der Transport über lange Strecken, bzw. größerer Massenströme mittels Gurtbandanlagen ist energetisch die günstigste Version, als auch von der Investition in den meisten Fällen die attraktivste.

Zunächst sollte der Schwerpunkt auf die Auswahl des geeigneten physikalischen Messverfahrens gelegt werden und dann im direkten Nachgang die Lebenszykluskosten betrachtet werden. Das Paket aus beiden führt zu einer optimalen Lösung an der Bandübergabestelle.

Mit der Komplexität der Förderaufgaben, bzw. der Schüttguteigenschaften wachsen auch die Anforderungen an die Bandübergabestellen. Diese werden nach den örtlichen Gegebeneinheiten, bzw. Erfordernissen, sowie den Schüttguteigenschaften konzipiert und gebaut. Für diese Auslegung werden definierte Eigenschaften des Schüttgutes zu Grunde gelegt. Vor allem in der Steine und Erden Industrie kann sich jedoch dieses Paket an Eigenschaften bei neuer Abbaulage oder neuen Wetterbedingungen verändern. Zur Vermeidung von Betriebsstörungen wird unter diesen Voraussetzungen Messtechnik zur Verstopfungsdetektion eingesetzt. Hier sind bei der Auswahl alle Faktoren zu berücksichtigen, auch eventuelle zukünftige, damit im Dauerbetrieb plausible Messsignale sichergestellt werden können. Je nach Prozesssteuerung und Komplexität der Bandanlage ist es des Weiteren erforderlich, zur Steuerung der Materialströme die Bandbelegung zu erfassen.

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Für die die Messtechnik sind für den Betreiber folgende Faktoren wichtig: • Zuverlässigkeit • Geringe Lebenszykluskosten, also auch die Folgekosten und nicht nur die Beschaffungskosten • Sowie plausible Sensorsignale über die gesamte Betriebsphase

Die Bandübergabe wird nach den örtlichen Bedingungen des Materialflusses und den Schüttguteigenschaften ausgelegt. Anschließend erfolgt die Integration der weiteren Elemente wie Sicherheits- oder Überwachungstechnik. Hier ist es nun wichtig die Entscheidung zu treffen was grundsätzlich von den Feldgeräten, der Messtechnik gefordert wird. Ist eine kontinuierliche Erfassung der Bandbelegung mit der Möglichkeit einer Rückstauerkennung gefordert oder nur eine Überwachung der max. Bandbelegung. Eine

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TECHNOLOGIETRANSFER kontinuierliche Erfassung macht den Einsatz anderer physikalischer Messverfahren als für die Detektion von max. oder min. Werte erforderlich. Aufgaben der Verstopfungsdetektion oder Rückstauerkennung werden in der Regel durch Grenzstandmessung wie mechanische Schalter, kapazitive Sonden, Vibrationsgrenzschalter oder Mikrowellenschranke erfüllt. Feldgeräte arbeiten auf der Basis physikalischer Verfahren, die Stärken und Grenzen je nach Rahmenbedingungen haben. Zum Erreichen obiger Ziele genügt es nicht nur das geeignete physikalischen Verfahren zu der entsprechenden Aufgabe zu selektieren, sondern das Paket aus

Bei berührungsloser Messtechnik ist je nach verwendetem physikalischem Verfahren sicherzustellen, dass es eindeutige Reflexionen, bzw. plausible Signale an dieser Position gibt und dass die Umweltbedingungen, wie Staub, Regen und Vibrationen keine Auswirkungen haben. Ferner ist zu überprüfen, dass die Signalauswertung der Messtechnik für die vorhandene Gurtgeschwindigkeit ausreicht. Ähnliches gilt auch für berührende Messtechnik, die weitgehend zur Verstopfungsdetektion eingesetzt wird. Die Feldgeräte müssen entsprechend robust und widerstandsfähig sein, wenn grobe Schüttgüter transportiert werden. Zudem ist zu prüfen ob Anbackungen entstehen.

• geklärte Applikation und Vorrotbedingungen • dem zuverlässigen Messprinzip • der richtigen Installation und Inbetriebnahme zu berücksichtigen.

Neben den Schüttguteigenschaften müssen den Vorortbedingungen und Einbaumöglichkeiten besondere Beachtung geschenkt werden. Der Materialfluss mit seinem Geschwindigkeitsverlauf und die Abwurfparabel sind besonders wichtig für die Positionierung der Messtechnik. Des Weiteren ist zu klären, ob berührende oder berührungslose Messtechnik eingesetzt werden soll. Berührungslose Messtechnik unterliegt nicht der Abrasion und ist damit mehr oder wenig unabhängig von der Korngröße, beansprucht jedoch einen höheren Platzbedarf.

Beispiele aus der Praxis für berührungslose Messverfahren zur Bandbelegung und Rückstauerkennung In der Praxis hat sich zur kontinuierlichen Erfassung der Bandbelegung der Fördergurte die Ultraschallmessung bewährt. Die Erfassung findet in der Regel nach der Bandübergabe statt, so dass nachfolgende Förderorgane gesteuert werden können, bzw. durch eine logische Verknüpfung mit dem Antrieb des vorgeschalteten Förderorgans – hohe Nennstromaufnahme und keine Bandbelegung – der Rückstau detektiert werden kann.

Abb. 1: Auswahl bzw. Festlegung der Messaufgabe

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TECHNOLOGIETRANSFER Die Auswerteeinheit des über dem Band platzierten Ultraschallsensor kann z. B. in einer getrennten Instrumentierung bis zu 300m vom Sensor entfernt installiert werden. Diese Auswerteeinheit ist dann nicht den möglichen Vibrationen vor Ort ausgesetzt. Zudem ist beispielhaft in der Version Prosonic S von Endress+Hauser eine schnelle Reaktionszeit --> 2 bis 3 Messungen pro Sekunde möglich, was den Einsatz für schnell laufende Förderbänder prädestiniert. Ein weiterer Vorzug der Ultraschalltechnologie ist der Selbstreinigungseffekt des Ultraschallsensor, durch seine bewegte Membran. Neben dieser Technologie zur kontinuierlichen Erfassung der Bandbelegung ist auch der Einsatz eines Schüttgutbewegungsmelder auf Mikrowellenbasis z.B. Solimotion FTR20 der möglich. Der Schüttgutbewegungsmelder arbeit wie ein binärer Schalter, der erkennt, ob Material fließt oder nicht fließt. Als weiteres Einsatzfeld hat sich die Ultraschalltechnologie in der Vergangenheit bei Bandabsetzern am Abwurf etabliert. Hier kontrolliert die Messung die Abwurfhöhe zur Halde zwecks Reduzierung der Staubemissionen, bzw. Rückstaudetektion und Kollisionsschutz. Für Bandabsetzer auf großen Halden wird in neuer Zeit auch die Radartechnologie eingesetzt, die sichere Signale bei starkem Wind gewährleistet. Diese Technik bewegt sich preislich auf einem anderen Niveau. Als berührungslose Detektion einer Rückstauerkennung wird die Mikrowellenschranke eingesetzt. Diese Messung besteht aus einem Sender und Empfänger. Durch das angestaute (rückgestaute) Fördergut erfolgt eine Dämpfung des Mikrowellensignals, was nach einem gestellten Schwellwert ein Schaltsignal auslöst. Vorteil dieses Verfahrens ist die individuelle Einstellmöglichkeit des Schaltpunktes Vorort und die Unabhängigkeit gegenüber Abrasion.

Abb. 2: Auswerteeinheit des über dem Band platzierten Ultraschallsensor

Vergleicht man die beiden häufig eingesetzten berührungslosen Messverfahren an Bandübergabestellen so ergibt sich folgendes Bild über die Vorteile und Grenzen: Abb. 4: Vorteile und Grenzen der berührungslosen Messverfahren

Ultraschall

Mikrowellenschranke

Vorteile

■

Selbstreinigungseffekt durch Hub der ebenen Membran

■

Nahezu unabhängig von Staub, Nebel und Staub- oder Schmutzablagerungen

■

Getrennte Instrumentierung z.B. bei starken Vibrationen empfehlenswert

■

preisattraktive berührungslose Messtechnik

■

Geeignet für aggressive oder abrasive Medien einstellbare Empfindlichkeit

Grenzen

■

Starke Staubentwicklung und Wind

■

zu starke Ansatzbildung an den Durchstrahlungsfenstern

■

geringer Dichtesprung, z.B. bei fluidisiertem Schüttgut

■

bei nichtleitenden (geringer DK) Schüttgütern

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Abb. 3 Ultraschalltechnologie im Einsatz bei Bandabsetzern am Abwurf

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TECHNOLOGIETRANSFER Beispiele aus der Praxis für berührende Verstopfungsdetektion Je nach Einbausituation an der Bandübergabe haben sich in der Praxis neben den mechanischen Schaltern kapazitive Sonden, bzw. Grenzschaltern nach dem Schwinggabelprinzip etabliert. Vorteil dieser beiden Verfahren ist, dass beide Gerätetypen ohne drehende Teile auskommen und damit den besonderen Anforderungen der staubigen Umgebung besser entsprechen. Kapazitiven Sonden gibt es in verschiedenen Ausführungen. Diese zeichnen sich durch besonders robuste Ausführungen aus und können je nach Ausführung eine Seitenbelastung von 800 Nm aufnehmen. Zudem gibt es eine Stabausführung, die optional mit einer aktiven Ansatzkompensation ausgerüstet werden können. Hier kann bei anbackendem Material noch eine eindeutige Detektion der Verstopfung gewährleistet werden. Zudem haben die Sonden den Vorteil, dass keine Kalibrierung notwendig ist und sich der Einbau einfach bei niedrigen Installationskosten gestaltet. Des Weiteren sprechen die kapazitiven Sonden sehr schnell an und sind unabhängig von den Wetterbedingungen wie Regen oder Wind und sind damit prädestiniert für raue und wechselnde Betriebsbedingungen. Abb. 5: Berührungslose Detektion einer Rückstauerkennung durch eine Mikrowellenschranke

Abb. 6 : Kapazitiven Sonden

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 7 : Detektion der Verstopfung mittels Vibrationsgrenzschalter

Die Detektion der Verstopfung mittels Vibrationsgrenzschalter wird für Schüttgüter eingesetzt, deren Korngröße kleiner 25 mm ist. Hier gibt es zwei grundsätzliche Varianten, einmal als Einstabschwinger und mit klassischer Gabel. Die Ausführung mit klasssicher Gabel ist für feine Schüttgüter bis zu einer max. Korngröße von 10 mm geeignet und detektiert noch bei fluidisiertem Schüttgut. Rohrverlängerungen in der Ausführung oder Seilvarianten sind je nach Wunsch möglich. Die

Abb. 8: Vorteile und Grenzen der berührenden Messverfahren

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Schwinggabelgrenzschalter nach dem Vibronikprinzip zeichnen sich vor allem durch den universellen Einsatz für feinkörnige und staubige Schüttgüter aus. Die Einstabschwinger haben den Vorteil, dass sich kein grobkörniges Material verklemmt. Beide Ausführungen zeichnen sich von dem physikalischen Verfahren unabhängig vom DK-Wert und der Leitfähigkeit. Vergleicht man die beiden berührenden Messverfahren ohne drehenden Teile an Bandübergabestellen so ergibt sich folgendes Bild über die Vorteile und Grenzen:

Kapazitiv

Schwinggabel

Vorteile

■

robuste Ausführung für fordernde Prozessbedingungen

■

universeller Einsatz unabhängig vom Medium

■

aktive Ansatzkompensation für ansatzbildende Materialien

■

Messungen in fluidisierten Produkten

■

Längenanpassung bauseits möglich (Seilversion)

■

optional Antihaftbeschichtung

Grenzen

■

DK-Wert kleiner 1.6

■

bei Korngröße >25 mm

■

mindest Länge notwendig bei Schüttgütern mit kleinem DK-Wert

■

bei starker Neigung zur Ansatzbildung

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TECHNOLOGIETRANSFER Zusammenfassung und Auswahlhilfe Es ist empfehlenswert bei der Auswahl der Messtechnik folgende Punkte und Eigenschaften zu berücksichtigen: Förderprodukt: • Korngröße • Abrasion • anbackend oder klebend ?!

Vorortbedingungen: • Platzverhältnisse / Einbaubedingungen – von oben oder seitlich • Umweltbedingungen – Temperatur / Regen • Fördergeschwindigkeit --> Reaktionszeit - Messtechnik • offene oder geschlossene Bandübergabe (Staub und Platz)

Anforderung an die Messtechnik: • berührend oder berührungslos • Niedrige Lebenszykluskosten • Geringer Wartungsaufwand

Abb. 9 : Information zur kontinuierlichen Füllstandsmessung

Hohe Verfügbarkeit Mit dem Online-Softwaretool Applicator ® auf der Webseite von Endress+Hauser steht Ihnen ein Werkzeug zur Verfügung, dass bei der Auswahl der geeigneten Messtechnik die unterschiedlichsten Schüttguteigenschaften, die Vorortbedingungen der Applikation und praktischer Erfahrungen in einer Wissensdatenbank vereint. Die gewünschte Information über geeignete Messgeräte stehen sofort zur Verfügung, sowie können über einen Link direkt auf detaillierte Produktinformationen wie Technische Informationen und Betriebsanleitungen zugegriffen werden. Des Weiteren gibt es Auswahlguides in gedruckter Form für kontinuierliche Füllstandmessung und Grenzstand in Flüssigkeiten und Schüttgütern. Gebündelt sind hier die Erfahrungen von 56 Jahren Füllstandmesstechnik zusammengefasst. In einer Gegenüberstellung werden geeignete physikalische Prinzipien nach Anwendung mit Vorteilen und Applikationsgrenzen dargestellt und ein Lösungsvorschlag hervorgehoben, der dann zu weiteren Gerätedetails und Einbauhinweise führt. Das Ziel dieser gedruckten Auswahlhilfen ist es, eine preisund anwendungsoptimierte Lösung, zugeschnitten für die jeweilige Applikation, zu segmentieren.

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Abb. 10: Information zur Grenzstanderfassung

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Abb. 11: Darstellung der Applicator Bedieneroberfläche

Dipl.-Ing. Stefan Zöbisch Jahrgang 1953 Studium des Allgemeinen Maschinebaus, Studienrichtung Konstruktionstechnik, an der Fachhochschule des Saarlandes, Saarbrücken. Von 1976 bis 2003 im international agierenden Anlagenbau tätig, mit nachfolgenden Schwerpunkten: • Projektmanager für Umschlaganlagen und Großgeräte der Schüttgut-Fördertechnik • Vertriebsverantwortung für West-Europa und Amerika • Leitung des Bauteilgeschäftes eines Unternehmern der Pneumatischen Fördertechnik

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Endress+Hauser Messtechnik GmbH & Co. KG Dipl. Ing. Stefan Zöbisch Branchenmanager Grundstoffe Colmarer Strasse 6 79576 Weil am Rhein | Deutschland

• Seit dem Jahr 2004 Branchenmanager Grundstoffe der Endress+Hauser Messtechnik GmbH + Co.KG in Weil am Rhein für die Kernbereiche der Rohstoffgewinnung, -verarbeitung und -veredelung mit vertriebsunterstützender Tätigkeit. Diese beinhaltet für die unterschiedlichen schüttgutverarbeitenden Industrien unter anderem: • Anwendungsberatung mit Auswahl der Messverfahren • Branchenbezogene Produktdefinition

Tel.: +49 (0) 7621 - 9 75 01 Fax: +49 (0) 7621 - 9 75 55 5 E-Mail: info@de.endress.com Internet: www.de.endress.com/

• Verantwortlichkeit für Beteiligung an Fachtagungen und Branchenmessen | stefan.zoebisch@de.endress.com | Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG Branchenmanager Grundstoffe Colmarer Strasse 6 79576 Weil am Rhein

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Deutschland GmbH

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Ein neues Verfahren zur sauren Entzinkung von Stahlschrotten von Professor (em.) Dr.-Ing. habil. E. Gock; V. Vogt; I. Schönfelder; O. Carlowitz; T. Zeller; A. Sauter; H.-B. Pillkahn Institut für Aufbereitung | TU Clausthal | Deutschland

Problem Der Weltverbrauch an Zink liegt derzeit bei etwa 11 Millionen Tonnen pro Jahr. Davon werden etwa 50 % für den Korrosionsschutz von Stahl eingesetzt. Da die sicheren Primärrohstoffreserven gegenwärtig auf nur 220 Millionen Tonnen geschätzt werden, sind zur Rohstoffsicherung hoch effiziente Recyclingtechnologien Voraussetzung. Bezogen auf die deutschen Verhältnisse fallen allein bei der Feinblechverarbeitung der Automobilindustrie jährlich drei Millionen Tonnen verzinkte Neuschrotte an, die direkt in das Stahlrecycling überführt werden müssen. In den Stahlwerken erfolgt die Zinkabtrennung über die Staubabscheidung, was mit erheblichem verfahrenstechnischen Aufwand verbunden ist. Hinzu kommt, dass bei der nachfolgenden metallurgischen Aufarbeitung der Stäube auf Zink über den Wälzprozess große Metallverluste und zusätzlich Verunreinigungen durch Fluor und Chlor entstehen, die bei der Zinkelektrolyse erhebliche Störungen verursachen. Der günstigste Weg für die Rückgewinnung des Zinks wäre eine vorlaufende Entzinkung der Schrotte. Entzinkte und legierungsfreie Schrotte sind eine wesentliche Voraussetzung für die nachhaltige Versorgung der deutschen Gießereiindustrie mit Rohstoffen. Für diesen Schrotttyp sind Zusatzerlöse von 40 bis 50 Euro üblich. Legt man die in Deutschland anfallenden verzinkten Neuschrotte mit drei Millionen Tonnen pro Jahr zu Grunde, handelt es sich um ein Zinkmetallpotenzial von 60.000 Tonnen mit einem derzeitigen Marktwert von etwa 100 Millionen Euro.

Entsorgungsstrategien für verzinkte Stahlschrotte Die heute üblichen Entzinkungsstrategien sind unmittelbar mit der Stahlherstellung verbunden. Mit dem zunehmenden Aufkommen an verzinkten Stählen ergibt sich insbesondere für die Gießereiindustrie ein Mangel an zinkfreien Stahlschrotten für hochwertige Anforderungen. Neben der bisher üblichen produktionsintegrierten Entzinkung in den Elektroschmelzwerken mit nachfolgendem Wälzprozess werden in Zukunft Vorentzinkungsverfahren eine zunehmende Bedeutung erlangen.

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Im Hinblick auf geeignete Stahlschrottqualitäten für die Gießereien und im Hinblick auf die Recyclingquote für Zink hat die Vorentzinkung eine konkrete Chance für die Bildung einer eigenständigen Recyclingbranche. Die bisher auf diesem Gebiet realisierten technischen Umsetzungen sind aber nur bedingt erfolgreich.

Produktionsintegrierte Entzinkung Aus systematischen Gründen wird nachfolgend ein Überblick über die heute üblichen produktionsintegrierten Entzinkungsverfahren gegeben. Bild 1 zeigt das Prinzip der produktionsintegrierten Entzinkung durch Kopplung von Elektrostahl-, Konverter- und Wälzprozess. Grundsätzlich ist bei dem Wälzprozess mit zwei unterschiedlichen Problemen zu rechnen. Zum Einen schwanken die Zinkgehalte der Flugstäube zwischen 20 % und 40 % und zum Anderen befinden sich Chloride und Fluoride in den oxidischen Stäuben, die über die Verbrennung von Kunststoffverbunden im Stahlschrott anfallen [1]. Die schädliche Wirkung von Chlor und Fluor tritt bei der hydrometallurgischen Gewinnung von Zink aus Wälzoxiden, die bis zu 90 % ZnO enthalten, in Erscheinung. Chlor führt in der Zinkelektrolyse zu einer verstärkten Korrosion der Aluminiumkathoden und der Blei-SilberAnoden. Die maximal zulässige Chlorkonzentration wird in der Literatur [1] mit 30 bis 200 mg/l angegeben. Bei Fluor besteht die schädliche Wirkung ebenfalls in einer massiven Kathodenkorrosion und in dem starken Anhaften des abgeschiedenen Zinks an der Aluminiumkathode, so dass Probleme beim Strippen auftreten. Als Ursachen werden die Bildung von ZnF+-Komplexen angegeben, die durch ihre positive Ladung zur Kathode wandern und sich unter Bildung von HF zersetzen. HF als sehr starke Säure greift die schützende Al2O3-Schicht der Aluminiumkathoden an, so dass eine direkte und festhaftende Verbindung zwischen Zink und Aluminium entsteht.

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Abb. 1: Prinzip des produktionsintegrierten Entzinkens durch Kopplung von Elektrostahl-, Konverterund Wälzprozess

Eine weitere Folge ist, dass auch Aluminium einer massiven Korrosion unterliegt. Die Grenzwerte für Fluor werden mit 10 bis 50 mg/l genannt [1]. Höhere Grenzwerte sind nur dann zulässig, wenn in der Zinkelektrolyse eine Kathodenwaschvorrichtung vorhanden ist. Da Fluor und Chlor aus dem Elektrolyten nicht entfernbar sind, ergeben sich für den Einsatz von Wälzoxiden in der Zinkhütte strenge Anforderungen, die nur durch ein dem Wälzprozess nachgeschaltetes Laugeverfahren mit NaCO3 bzw. durch Verschneiden mit den Primärrohstoffen in der Zinkhütte zu umgehen sind. In der Wälztechnologie ist aus Umweltschutzgründen die saure Fahrweise mit Quarz als Zuschlagsstoff durch die basische Fahrweise mit CaCO3 abgelöst worden. Ein Nebeneffekt ist die Senkung des Kohlenstoffbedarfs. Die Verwertung der Schlacken erfolgt im Straßenbau; nur in Ausnahmefällen erfolgt eine Deponierung. Anlass dafür sind nicht zulässige Bleielutionen [1].

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Der Wälzprozess, der eine große Bedeutung auch für andere zinkhaltige Abfälle wie Phosphatierschlämme, Galvanikschlämme usw. hat, wird auch in Zukunft durch die hier vorgestellten Vorentzinkungsmaßnahmen nicht vollständig substituierbar sein.

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TECHNOLOGIETRANSFER Vorentzinkung

Hydrometallurgische Routen

Die Vorentzinkung unterscheidet sich von der produktionsintegrierten Entzinkung dadurch, dass ein zinkfreier Stahlschrott entsteht und eine direkte Gewinnung von metallischem Zink erfolgt, ohne dass der Umweg über die Gewinnung von Zink aus ZnO-Stäuben beschritten werden muss. Als Rohstoffe sind besonders geeignet verzinkte Neuschrotte, die noch keinen Lebenszyklus durchlaufen haben.

Die hydrometallurgische Entzinkung ist gekennzeichnet durch das pH-Milieu:

Für die Vorentzinkung kommen verfahrenstechnische Routen in Betracht:

zwei

• die pyrometallurgische Route und • die hydrometallurgische Route.

In Bild 2 ist das allgemeine Schema der zurzeit bekannten Verfahrensvorschläge und Verfahren zur Vorentzinkung dargestellt. Beide Routen zeichnen sich durch spezifische Maßnahmen aus, die sich im Wesentlichen mit der selektiven Gewinnung von Zink befassen und die Oxidation des Eisens bzw. die Auflösung des Eisens verhindern sollen. Die Schwierigkeiten der Vorentzinkung kommen zum Ausdruck durch eine Vielzahl von Veröffentlichungen und langwierige Entwicklungsarbeiten zu den Verfahrensstrategien im Labor- und Pilotmaßstab. Neben der Auseinandersetzung mit den thermodynamischen Vorgängen der Prozesse haben unterschiedlichste Reaktorbauweisen einen hohen Anteil bei den patentrechtlich beanspruchten Ideen.

Pyrometallurgische Routen Die überwiegende Zahl der Entwicklungen zur pyrometallurgischen Vorentzinkung kommt aus Japan, gefolgt von englischen Vorschlägen. Die übrigen Patentierungen lassen keine signifikante Zuordnung zu. Im Mittelpunkt steht die Erzeugung von reinen Stahlschrotten mit hoher Qualität. Die Zinkgewinnung ist ein Nebenschauplatz. Vergleiche dazu auch: [2 bis 16]. Die Vielfalt der Verfahrensvorschläge zur pyrometallurgischen Entzinkung hat bis heute keine kommerzielle Umsetzung erfahren. Die einzige heute bekannte pyrometallurgische Entzinkungsanlage, die nach dem Prinzip der Vakuumverdampfung arbeitet, wird von zwei Recyclern der Mitsubishi-Gruppe in Japan betrieben. Das Verfahren scheint unwirtschaftlich zu sein [17].

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• die basische Entzinkung und • die saure Entzinkung.

Im Mittelpunkt der hydrometallurgischen Verfahren steht die selektive Auflösung von Zink, da mit der Auflösung von Eisen ein Abfallproblem verbunden ist. Während bei der basischen Entzinkung durch Komplexbildung das Eisenproblem weitgehend umgangen wird, lässt sich bei der sauren Route eine partielle Eisenauflösung nicht vermeiden. Die sauren Verfahrensvorschläge sind daher grundsätzlich dadurch gekennzeichnet, die Eisenfracht so gering wie möglich zu halten. Aus reaktionskinetischen Gründen wäre jedoch ein saurer Weg vorteilhaft, da er durch die Kürze der Reaktionsdauer erlaubt, große Massenströme durchzusetzen. Gemeinsam ist den hydrometallurgischen Prozessen, dass hochwertiger Stahl sowie reines Zinkmetall und reine Zinkverbindungen entstehen. Nachfolgend wird der technische Entwicklungsstand an Hand von Patenten und wissenschaftlichen Veröffentlichungen in Kurzform dargestellt.

Basische Entzinkung Umfangreicher als die Bibliographie zur sauren Entzinkung sind die Veröffentlichungen und Patente sowie die Bemühungen zur technischen Einführung der basischen Entzinkung [18 bis 34]. 1993 wird von F. J. Dudek, E. J. Daniels und W. A. Morgan [34] über eine bereits 1992 angekündigte Pilotanlage mit 50.000 Tonnen pro Jahr in East-Chicago berichtet, die Anfang 1993 in Betrieb ging. In der US-Patentanmeldung 1996-680344 vom 17.07.1996 durch Metal Recovery Industries Inc. mit den Erfindern A. William, F. J. Dudek, E. J. Daniels wird das seit 1990 mehrfach vorgestellte basische Entzinkungsverfahren mit elektrolytischer Unterstützung modifiziert, in dem sich die Auflösung von Zink auf die natürlichen elektrochemischen Korrosionsvorgänge beschränkt. Diese Modifizierung ist das Ergebnis eines Erkenntnisprozesses aus den seit 1990 betriebenen basischen Entzinkungsstudien [32 bis 36]. Das Patent wurde 1998 unter der Nr. US5779878 [37] mit folgender Prozessbeschreibung erteilt: Der galvanisierteStahl wird in 15-prozentiger Natrium- oder

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Abb. 2: Allgemeines Schema der zurzeit bekannten Verfahrensvorschläge und Verfahren zur Vorentzinkung

Kaliumhydroxidlauge bei Temperaturen von mindestens 75 °C behandelt. Dabei wird Zink durch galvanische Korrosion von der Oberfläche des galvanisierten Stahls abgelöst. Das Material, das die Kathode bildet, sollte prinzipiell ein Standardelektrodenpotenzial zwischen dem von Zink und Cadmium haben. Die korrosive Zinkauflösung kann durch folgende Maßnahmen beschleunigt werden: • Erhöhung der Anzahl der Korrosionspunkte pro Fläche durch mechanische Aufrauhung oder Deformation des galvanisierten Stahls. • Aufheizung des galvanisierten Stahls, Zinklegierungen an der Oberfläche zu bilden.

• Mischung des galvanisierten Stahls mit einem Material, dessen Standardpotenzial zwischen Zink und Cadmium liegt. • Relativbewegung der Stahlteile gegeneinander und im Elektrolyten.

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Diese Erkenntnisse werden auch im Weltpatent von 1999 unter der Nr. WO9955939 beansprucht [38]. Ergänzt wurde dann die Patentierung durch das US-Patent US5855765 vom 05.01.1999, in dem zusätzlich die Transporteinrichtung, die den Stahl durch das Elektrolysebad bewegt, mit aufgenommen wird [39]. Die Transporteinrichtung ist elektrisch vom Erdpotenzial isoliert und besteht aus einem kathodischen Material, dessen Standardelektrodenpotenzial zwischen dem von Zink und Cadmium liegt. Dieses US-Patent wird zu dem Weltpatent mit der Nr. WO9955938 vom 14.11.1999 erweitert [40]. Das Gesamtfließbild des Verfahrens zeigt Bild 3, das gleichzeitig die Grundlage für das MeretecVerfahren bildet. Das Verfahrensfließbild in Bild 3 zeigt die einzelnen Prozessstufen des Verfahrens. Der Entzinkungsteil umfasst den Laugereaktor und zwei nachfolgende Spültanks. Der Transport des zu entzinkenden Materials erfolgt über

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TECHNOLOGIETRANSFER hintereinander geschaltete Bänder. Der Laugereaktor enthält eine wässrige NaOH-Lösung mit 150 bis 500 g NaOH/l, die auf Temperaturen zwischen 50 °C und 100 °C aufgeheizt wird. Die Reaktionszeiten werden mit etwa zehn Minuten für eine Temperatur von 75 °C angegeben, wobei der Transport mit Hilfe eines Bandes erfolgt. Die Reaktion läuft selbständig ab, so dass auf eine externe Spannung verzichtet werden kann. Die aus dem Laugereaktor kommende zinkhaltige Lösung weist eine Zinkkonzentration zwischen 25 und 40 g/l auf; der freie Laugeanteil liegt zwischen 150 und 300 g/l NaOH. Im Fällungstank, der sich vor der Elektrolyse befindet, werden Aluminium, Blei, Kupfer, Bismut und Eisen chemisch gefällt und abfiltriert. Die gereinigte Lösung wird der Elektrolyse zugeführt. Der Elektrolyse-Vorgang erfolgt zwischen 30 °C und 45 °C. Zink wird z.B. an einer Magnesiumkathode als Pulver oder in dendritischer Form abgeschieden und kontinuierlich von der Kathode entfernt. Die Metallpulversuspension wird in einem Filter oder in einer Zentrifuge entwässert. Der Filterkuchen wird brikettiert. Die regenerierte Laugelösung (< 20 g Zn/l) wird in den Laugereaktor zurückgeführt. Erfahrungen bestehen für verschiedene Schrotte mit Zinkbeschichtungsanteilen zwischen 0,5 % und 7 % Zink, die abgesenkt werden können auf minimal 0,002 %, im Durchschnitt auf 0,02 % Zink. Von der AMEC, einem britisch/amerikanischen Engineering-Unternehmen, wurde eine Entzinkungsanlage nach dem Meretec-Prinzip entworfen und 2003 in East Chicago in Betrieb genommen. Im Jahr 2007 wurde von der CMA Corp. Ltd., Australien, eine weitere Anlage in Melbourne übernommen [41].

Der Meretec-Prozess besteht aus einem sechsstufigen Verfahrensgang: • Shreddern, • Basisches Entzinken, • Waschen, • Laugenreinigung, • Reduktionselektrolyse, • Gewinnung von Zinkpulver.

Die Kapazität beider Anlagen liegt bei etwa 120.000 Tonnen verzinktem Stahl pro Jahr aus denen 2.000 Tonnen Zink gewonnen werden [42]. Bei dem Meretec-Prozess handelt es sich um ein autarkes Verfahren, bei dem eine industrielle Vernetzung mit vorhandenen Zinkgewinnungsbetrieben, die alle saure Technologien haben, nicht realisierbar ist. Eine Abhängigkeit besteht nur von der Zulieferung des zu entzinkenden Schrotts. Die Unabhängigkeit wird erkauft durch sehr hohe Betriebskosten, die sich aus den hohen Reaktionstemperaturen, der langen Behandlungszeit und der geringen Zinkkonzentration der basischen Lösungen ergeben. Weiterhin besteht keine Möglichkeit der direkten Verwendung der Zinkatlösungen, so dass eine eigene Laugenreinigung und eine Gewinnungselektrolyse unumgänglich sind. Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben gezeigt, dass diese Anlagentechnik am Standort Deutschland auf Grund der hohen Energiekosten nicht wirtschaftlich betreibbar ist.

Abb. 3: Meretec Prozess aus Patentschrift WO9955939 [Quelle: Morgan, W. A. (Metal Recovery Ind. Inc., USA): Process for dezincing galvanized steel using an electrically isolated conveyor. Patent No. WO9955938, 1999-11-04]

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TECHNOLOGIETRANSFER Saure Entzinkung Im Hinblick auf eine elektrolytische Abscheidung von Zink aus sauren Lösungen kommen vorzugsweise sulfatische Lösungen in Betracht. Andere Säuren haben wegen des höheren verfahrenstechnischen Aufwandes eine untergeordnete Bedeutung [43 bis 48]. Von der Societe de Prayon [49] wird 1972 ein Patent beansprucht, das mit H2SO4 ein unabhängiges Recycling von Zink und Eisen aus galvanisiertem Schrott zum Ziel hat. Eingesetzt wird wässrige H2SO4, der als Inhibitor zur Verzögerung der Eisenauflösung ein kolloidales Flockungshilfsmittel wie z.B. Gelatine, Knochenmark, Stärke, Dextrin, Guar Gummi oder Polyacrylamid zugesetzt wird. Die Konzentration des zugesetzten Kolloides kann 20 bis 200 g/m3 betragen. Mit 20 bis 200 g freier Schwefelsäure pro Liter wird das Laugeverfahren im Temperaturbereich zwischen 5 °C und 40 °C vorzugsweise bei 20 °C durchgeführt. Die Zinkgewinnung erfolgt durch Elektrolyse. Ebenfalls von der Societe de Prayon [50] wurden im darauffolgenden Jahr 1973 Einrichtungen zur technischen Umsetzung des oben genannten Verfahrens geschützt. Ab den neunziger Jahren werden die vorgeschlagenen sauren Entzinkungsverfahren aufwändiger und praxisnäher. Von Nippon Steel Corp [51] wird eine Anlage zur sauren Entzinkung 1992 kreiert, bei der zunächst der zinkhaltige Stahl so vorzerkleinert wird, dass gebogene und verformte Oberflächen entstehen. Bei dieser Vorbehandlung wird bereits ein Teil des Zinks mechanisch abgetrennt. Es folgt eine magnetische Entfernung des teilentzinkten Stahls. Dieser wird einem Extraktionsbehälter aufgegeben, in dem die Blechabschnitte mit H2SO4 in Kontakt gebracht werden. Durch die verformten Oberflächen wird ein direktes Aufeinanderliegen der Blechabschnitte verhindert, so dass eine vollständige Auflösung des Zinks erfolgen kann. Zur Unterbrechung der sauren Laugung wird der entzinkte Schrott in einem Zwischentank neutralisiert. Anschließend wird mit heißem Wasser gewaschen und unter natürlichen Bedingungen getrocknet. Der Schrott ist zinkfrei und von hohem Wert. Die zinkhaltige schwefelsaure Lösung wird in einem Stapeltank mit Zinkstaub versetzt und ein spezifischer pH-Wert eingestellt, um das Eisen als Hydroxid auszufällen. Die Gewinnung von Zink erfolgt elektrolytisch. Im Nachgang zum vorgenannten Patent ergänzt Nippon Steel Corp. [52] sein Verfahren um einen Apparat mit mechanischen Vorrichtungen zur verbesserten Fest-Flüssig-Trennung. Es wird damit dem Problem der Abtrennung der restlichen zinkhaltigen Lösung begegnet.

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Ebenfalls anlagentechnische Verbesserungen werden 1993 von Nippon Steel Corp. [53] zu dem vorhergehenden Patent ergänzt. Es wird eine Anlage vorgestellt, die aus einem Laugereaktor gefüllt mit Säure, einem Neutralisationsbehälter mit Wasser und einem Reinigungsbehälter besteht. Alle Behälter sind mit Aufnahmevorrichtungen für Stahlschrott ausgerüstet. Der Stahlschrott wird von Stufe zu Stufe zur wiederholten Behandlung bewegt. Eine Unterstützung der sauren Laugung durch Elektrolyse wird 1998 von C. Lupi et al. [54] von der Universita di Roma postuliert. Der entwickelte Prozess beinhaltet eine Vorzerkleinerung des galvanisierten Schrottes, eine elektrochemische Auflösung des Zinks mit Hilfe einer Stahlanode und die Gewinnung von Zink oder Zinksulfat aus der anfallenden Lösung. Es wurden Tests zur Optimierung der chemischen und elektrochemischen Betriebsbedingungen durchgeführt. Eine Labortechnikumsanlage wurde zur Verifizierung der Voruntersuchungen betrieben. Der Prozess ermöglicht einen sehr geringen Energieverbrauch, sehr hohe Metallausbeuten und eine gute Qualität der Produkte. Aus dem Rahmen fällt die von Paques Bio Syst, BV [55] 2001 entwickelte Entzinkungsmethode für Stahlbleche mit Schwefelsäure in Gegenwart von Bakterien und Elementarschwefel. Zink wird als Zinksulfid durch biologische Reduktion von Schwefel oder Schwefelverbindungen ausgefällt. Der Prozess wird unter anaeroben Bedingungen in einem Bioreaktor durchgeführt. S. Aktas et al. [56] von der Istanbul Technical University 2002 beschäftigten sich mit der Abtrennung von Zink nach der schwefelsauren Laugung von galvanisiertem Stahlschrott. Gelaugt wird bei pH-Werten < 0,2. Die erhaltene Lösung mit 80 bis 85 g Zn/l und 0,02 g Fe/l wird durch mehrstufige Laugung hergestellt. Durch Zusatz von Ethanol wird Zink in Form von ZnSO4 • 2 H2O gefällt. Diese Verbindung enthält 36,4 % Zn und nur 0,02 % Fe und wird als hochwertiges Rohmaterial für den kommerziellen Einsatz bezeichnet. Das Ethanol kann durch Destillation bei 78 °C in weniger als 20 Minuten mit 90-prozentiger Ausbeute zurückgewonnen werden. Trotz des verhältnismäßig großen wissenschaftlichen und technischen Aufwandes zur sauren Entzinkung, gibt es wegen der unbefriedigend gelösten Trennung von Eisen und Zink und den damit verbundenen Abfallproblemen keine kommerzielle Umsetzung. Zur Kopplung mit der klassischen Zinkroute gibt es keine Hinweise.

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TECHNOLOGIETRANSFER Saure Bypass-Vorentzinkung Aus der Gegenüberstellung der basischen und sauren Prozessroute zur Stahlentzinkung lässt sich unschwer aus reaktionskinetischer Sicht erkennen, dass die saure Route die Forderung nach großen Massendurchsätzen am ehesten erfüllt. Die entscheidende Schwierigkeit bei der sauren Entzinkung ist das Abfallproblem, das sich durch die notwendige Abtrennung des mitgelösten Eisens vor der Zinkelektrolyse ergibt. Da das Zink das Nebenprodukt darstellt, ist aufgrund der zu geringen Massen der verfahrenstechnische Aufwand für die Laugenreinigung und für die Zinkelektrolyse wirtschaftlich nicht darstellbar. Gegenwärtig wird ein neues Verfahren zur sauren Vorentzinkung [57], die Bypass-Vorentzinkung, im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes [58] eingeführt. Die Verbundpartner kommen aus der Forschung, der Automobilindustrie, dem Schrotthandel, der Zinkmetallurgie, der Gießereiindustrie und dem Maschinen- und Anlagenbau. Es handelt sich um ein kaltes Entzinkungsverfahren für Stahlschrott, das mit dem Endelektrolyten der Primärzinkmetallurgie für die Zinkablösung arbeitet. Das Problem der Eisenabtrennung wird gelöst, in dem die erzeugten hoch zinkhaltigen Lösungen

in den Primärzinkgewinnungsprozess zurückgeführt werden. Mit diesem Bypass-Prinzip gelingt ein abfallfreies Zinkrecycling. Den Verfahrensverbund bei der BypassVorentzinkung zwischen saurer Schrottentzinkung, Zinkhütte und Gießereiindustrie zeigt Bild 4.

Theoretischer Hintergrund Bei dem Reaktionsmechanismus des Verfahrens handelt es sich um eine Redoxreaktion, wobei die Auflösung von Zink die Oxidation (1) und die Umsetzung von Hydroniumionen zu Wasserstoff die Reduktion (2) darstellen. Zn ––> Zn2+ + 2 e- (1) 2 H+ + 2 e- ––> H2 (2) Zn + 2 H+ ––> Zn2+ + H2 (3) Die Gesamtreaktion (3) zeigt, dass die Wasserstofferzeugung thermodynamisch unumgänglich ist. Bei einem Massenverhältnis von Stahl zu Zink von 1.000 zu 14 stellt der entstehende Wasserstoff jedoch kein Gefährdungspotenzial beim Anlagenbetrieb dar. Er kann mit einem Luftüberschuss an die Atmosphäre abgegeben

Abb. 4: Verfahrensverbund zur Bypass-Vorentzinkung durch Kopplung von saurer Stahlschrottentzinkung, Zinkhütte und Gießereiindustrie

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werden. Der verwendete Endelektrolyt hat einen Restzinkgehalt von 20 bis 50 g/l und einen Anteil an freier H2SO4 von etwa 180 g/l. Die Prozesstemperatur entspricht der der Umgebungsbedingungen. Die vorlaufenden Zinkionen bewirken eine beschleunigte Startreaktion im Vergleich zu unbeladener Schwefelsäure, so dass die Reaktionsdauer zur vollständigen Entzinkung maximal etwa zehn Minuten beträgt. Die Kinetik der Startreaktion zeigt Bild 5.

Abb. 5: Kinetik der Startreaktion in Abhängigkeit von der vorlaufenden Zinkkonzentration bei der sauren Entzinkung von Stahlschrotten

Auflösevorgang bei der Startreaktion mit vorlaufendem Zink in Bild 6 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Entzinkung an der Schnittkante der Blechabschnitte beginnt und zur Mitte hin fortschreitet. Der dunkelgraue Flächenanteil ist Restzink. Die höchste Umsatzgeschwindigkeit ergibt sich an den Schnittkanten der Bleche aufgrund der geringen Überspannung der Wasserstoffbildung an der unverzinkten Stahloberfläche.

Es wird die Zinkauflösung indirekt über die Leitfähigkeitsänderung verfolgt. Das Maß für die Geschwindigkeit der Reaktion ist die Steigung der linearen Funktion der Leitfähigkeit. Während reine Schwefelsäure zu einer verzögerten Zinkauflösung führt, was durch die Steigung der Leitfähigkeitsfunktion belegt wird, ist die Auflösegeschwindigkeit in Gegenwart von 50 g/l Zink zehnfach höher. Für die Prozessbedingungen ist diese Phase der Reaktion von entscheidender Bedeutung. Zur Veranschaulichung wird der Abb. 6: Detailansicht der Zinkauflösung an der Blechoberfläche

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Beim Einsatz von Neuschrott wird die Reaktion zusätzlich günstig beeinflusst durch die im Karosseriebau verwendeten Zieh- und Waschöle. In Gegenwart von Ölen ergibt sich eine Inhibitorwirkung für die Auflösung von Eisen [59]. Aufgrund dieses Effektes vermindert sich die Auflösegeschwindigkeit von Eisen um einen Faktor 10, so dass die gewonnene hochzinkhaltige Lösung Eisengehalte von weniger als drei Prozent hat. Wirtschaftlich wichtig für das Verfahren ist die maximal erreichbare Zinkkonzentration der Prozesssäure. Sie liegt bei > 110 g/l Zink. Bild 7 zeigt den Verlauf der Beladung von Zellsäure mit Zink und Eisen. Nach zwölf Minuten liegt der Zinkgehalt bei > 110 g/l, während der Eisengehalt in der Größenordnung von 0,15 g/l Eisen verbleibt.

Verfahrenstechnik Auf der Grundlage von Laborbasisdaten wurde eine Pilotanlage zum Entzinken von verzinkten Neuschrotten aus der Automobilindustrie geplant, konstruiert und gebaut. Diese Anlage ging im April 2010 in Betrieb. Der maximale Durchsatz beträgt etwa 1.000 kg pro Stunde. Diese Anlage besteht aus fünf Modulen, wobei die Ablösung von Zink in

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Abb. 7: Beladungsgrad von Zellsäure mit Zink- und Eisenionen in Abhängigkeit von der Reaktionsdauer bei der sauren Entzinkung von Stahlschrotten

den ersten beiden Modulen erfolgt und die restlichen drei Module als Waschstufen ausgelegt sind. Die Kopplung der Module wird durch Anflanschen vorgenommen, so dass die Gestaltung der Prozessschritte variabel ist. Die verfahrenstechnische Kopplung zwischen dem Primärzink-Prozess und der Bypass-Vorentzinkung ist Bild 8 zu entnehmen. Die sich an die Eisenfällung anschließende Zinkelektrolyse wird aus energetischen Gründen so betrieben, dass der Endelektrolyt minimal 20 g/l Zink enthält. Der Endelektrolyt wird üblicherweise in die Laugestufe zurückgeführt. Für die Bypass-Vorentzinkung wird die benötigte Säuremenge als Teilstrom dem Endelektrolyten entnommen. Dieser Teilstrom wird nach der Entzinkung des Schrottes hochbeladen dem Primärzinkprozess in der Stufe der Eisenfällung wieder aufgegeben. Die BypassFührung verlagert die Zink-Eisen-Trennung vollständig in den Primärzinkkreislauf, so dass die Bypass-Vorentzinkung abfallfrei ist.

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Abb. 8: Verfahrenstechnische Kopplung zwischen dem Primärzink-Prozess und der Bypass- Vorentzinkung

Pilotanlage Die Pilotanlage wurde von der Andritz AG, Wien in einer Versuchshalle der CUTEC-Institut GmbH, Clausthal errichtet und befindet sich gegenwärtig in der Einfahrphase. Bild 9 zeigt ein Übersichtsfoto der Gesamtanlage. Im Vordergrund ist die Aufgabe mittels Vibrationsförderer zu sehen, von dem der Blechschrott der ersten Laugestufe zugeführt wird. Es schließen sich eine weitere Laugestufe und drei Waschstufen an. Die Anlage ist vollständig gekapselt und an eine Absauganlage angeschlossen, die eine GasWäsche enthält. Die Peripherie bilden zwei Säuretanks mit

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Ölabscheidern mit einem Volumen von insgesamt 20 m3. Die Versorgung mit Endelektrolyt und der Abtransport der beladenen Säure wird durch Tankwagen sichergestellt. Zur Peripherie gehört auch eine Abwasserbehandlungsanlage zur Ausfällung von Restmetallionen durch Neutralisation. In der letzten Stufe werden die entzinkten Schwarzbleche im Luftstrom getrocknet. Der noch verbleibende Ölfilm bildet zudem einen willkommenen Korrosionsschutz, so dass die zinkfreien Bleche einen optimalen Vorstoff für den Einsatz in der Gießereiindustrie darstellen. Die Bilder 10a bis 10d geben Details des Prozessablaufs wieder.

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Abb. 9: Pilotanlage zur Bypass-Vorentzinkung von verzinkten Neuschrotten (Gesamtübersicht)

In Bild 10a ist die Vibratoraufgabe in die erste Laugestufe zu sehen. Die Blechabschnitte haben eine Größe von etwa 15 x 15 cm2. Diese Begrenzung der Blechgröße ist anlagenspezifisch. Angestrebt wird eine Entzinkung von Blechabschnitten bis zu einem Meter. Die im Kreislaufbertrieb geführte Säure wird zusätzlich über Düsensysteme mit den Blechen in Kontakt gebracht. Der Transport der Blechabschnitte im Säurebad erfolgt mit Hilfe verstellbarer Leisten auf einem Endlosband (Bild 10b). Die Übergabe in die jeweils nachfolgende Stufe wird mit Hilfe einer Steilstrecke des flüssigkeitsdurchlässigen Transportbandes erreicht (siehe dazu Bild 10c). Der Austrag der entzinkten Blechabschnitte und die Luftdüsen zur Trocknung sind in Bild 10d zu sehen.

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Gegenwärtig läuft der Versuchsbetrieb zur Ermittlung weiterer Basisdaten für eine Industrieanlage. Bilder 10a bis d zeigen die Pilotanlage zur BypassVorentzinkung von verzinkten Neuschrotten aus der Automobilindustrie (Detailansichten): a) Aufgabe von verzinktem Neuschrott b) Transport im Entzinkungsbad mit Säurebebrausung c) Modulübergabe d) Austrag von entzinktem Schrott

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Abb. 10a: Pilotanlage zur Bypass-Vorentzinkung von verzinkten Neuschrotten aus der Automobilindustrie (Detailansichten), Aufgabe von verzinktem Neuschrott

Abb. 10b: Pilotanlage zur Bypass-Vorentzinkung von verzinkten Neuschrotten aus der Automobilindustrie (Detailansichten), Transport im Entzinkungsbad mit S채urebebrausung

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Abb. 10c: Pilotanlage zur Bypass-Vorentzinkung von verzinkten Neuschrotten aus der Automobilindustrie (Detailansichten), Modul端bergabe

Abb. 10d: Pilotanlage zur Bypass-Vorentzinkung von verzinkten Neuschrotten aus der Automobilindustrie (Detailansichten), Austrag von entzinktem Schrott

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TECHNOLOGIETRANSFER Ökonomische und ökologische Bewertung Für eine Industrieanlage zur Bypass-Vorentzinkung wird von einem Schrottdurchsatz von 1.000 t/d ausgegangen. Es handelt sich um das Schrottaufkommen eines einzigen großen Automobilherstellers pro Tag. Der jährliche Durchsatz ergibt dann 250.000 Tonnen. Eine Abschätzung ergibt, dass bei Schrottmengen zwischen 500 bis 1.500 t/d und einem Zinkgehalt von 1,5 % die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bei 700 t/d erreicht wird, wenn der Blechzusatzerlös 30 EUR/t beträgt und der Zinkerlös gleich Null gesetzt wird. Die Gesamterlöse der Bypass-Vorentzinkung für Tagesblechdurchsätze zwischen 500 und 1.500 t/d in Abhängigkeit von den Blechzusatzerlösen zeigt Bild 11. Je nach Rahmenbedingungen des zugrunde gelegten Kosten- und Erlösmodells wird sich die Bypass-Vorentzinkung bereits nach wenigen Jahren amortisieren können. Zur Ermittlung der ökologischen Auswirkungen der Bypass-Vorentzinkung wurde die neue Technologie mit der aktuellen Wälztechnik verglichen. Bei der Wälztechnik handelt es sich um ein pyrometallurgisches Anreicherungsverfahren für Zinkoxid, das den Vorstoff für die hydrometallurgische Route der

Zinkelektrolyse darstellt und gekennzeichnet ist durch ein hohes Schlackeaufkommen und Probleme mit der Metallmobilisierung beim Deponieren. Es wurden die Massenbilanz, die Transportbilanz und die Energiebilanz verglichen. Da die ermittelten Daten stark standortspezifisch sind, beschränken wir uns hier auf den Vergleich der Energiebilanzen von Stahlwerk und Wälzanlage und der Energiebilanz der Bypass-Vorentzinkung. Tabelle 1 zeigt den ermittelten Energiebedarf für das Verdampfen des Zinks im Stahlwerk und den Energiebedarf des Wälzprozesses zur Herstellung eines Zinkoxidkonzentrates aus den Flugstäuben der Stahlwerke im Verhältnis zur Bypass-Vorentzinkung für eine Zinkgewinnung von 3.750 Tonnen Zink pro Jahr. Bei der Gegenüberstellung der Energiebilanzen wird ersichtlich, dass sich der energetische Aufwand der Bypass-Vorentzinkung gegenüber der herkömmlichen Verfahrenstechnik um den Faktor 50 vermindert. Gleichzeitig vermindern sich auch die CO2-Emissionen um den Faktor 40.

Abb. 11: Bypass-Vorentzinkung: Gesamterlöse in Abhängigkeit vom Tagesblechdurchsatz und vom Blechzusatzerlös (Annahme: Zinkerlöse gleich 0)

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 1: Aktuelle Energiebilanz versus Energiebilanz unter Anwendung der Bypass-Vorentzinkung

benötigte Energie [kWh/a]

CO2-Emission [t/a]

Stahlwerk (Zinkverdampfung 3.750 t/a)

18.125.000

5.029

Wälprozessanlage (Wälzoxidherstellung)

29.554.264

17.733

Summe: pyrometallurgische Entzinkung Bypass-Vorentzinkungsanlage

47.679.264 1.000.000

22.761 600

Perspektiven Aus verfahrenstechnischer und energetischer Sicht ist die Vorentzinkung von Stahlblechen der logischste Weg zur Zinkabtrennung. Da sich die Einführung der Verzinkung als Korrosionsschutzmaßnahme in der Automobilindustrie über einen Zeitraum von fünfzehn Jahren vollzog, wurde die Notwendigkeit, neue Entzinkungstechnologien zu entwickeln, zunächst verdrängt. Es wurden vielmehr die konventionellen Wege der Zinkabtrennung mit dem Filterstaub der Stahlwerke und die Nachkonzentrierung von Zinkoxid durch den Wälzprozess bzw. die Verbringung der Stäube in Untertagedeponien favorisiert. Nachdem vor zehn Jahren in den Versatzbergwerken die Zinkgehalte der Stahlwerksstäube auf maximal 10 % begrenzt wurden, verblieb als einzige Variante die Verwertung durch den Wälzprozesses. Mit den steigenden zinkhaltigen Flugstaubmassen wurden die Anforderungen der Zinkelektrolyse an die Wälzoxide in Bezug auf die Reinigung von Chlor und Fluor strenger. Die Abtrennung von Chlor und Fluor erfordert eine zusätzliche Waschstufe für das Wälzoxid, so dass diese Verfahrensroute heute ernsthafte wirtschaftliche Probleme aufwirft. Auch als Folge der Wirtschaftskrise wurde in diesem Zusammenhang in Deutschland die einzige Zinkhütte in Datteln, die vorwiegend Wälzoxide verarbeitete, zu Beginn des Jahres 2009 geschlossen. Heute werden deutsche Wälzoxide als Vorstoff für die Zinkgewinnung zur Verarbeitung bis nach Kanada exportiert.

Die neue kalte Bypass-Entzinkungstechnologie erweitert den Primärzinkprozess um eine einzige kalte Laugestufe. Die Stärke dieser neuen Technologie ist der direkte Verbund von Stahlblechschrotterzeugern und NEMetallurgie. Das zunächst wichtigste Anwendungsfeld wird in der Entzinkung von Blechneuschrotten aus der Automobilindustrie gesehen. Voraussetzung ist, dass die Distanz zwischen Schrottanfallort, Entzinkungsanlage und Zinkgewinnungsbetrieb koordinierbar ist.

Vor diesem Hintergrund sind die Bedingungen für hydrometallurgische Vorentzinkungsprozesse außerordentlich günstig. Die basische MeretecTechnologie war bisher die einzige Alternative. Da das Meretec-Konzept auf einer autarken Technologie beruht, sind die Zinkmassenströme jedoch sehr klein. Hinzu kommt eine vielstufige Gewinnungstechnologie wie bei der Primärzinkgewinnung, aber mit Prozesslösungen, die nur maximal 40 g/l Zink enthalten. Diese geringe Zinkkonzentration entspricht der des entzinkten Endelektrolyten der Primärzinkgewinnung. Der in der Primärzinkgewinnung übliche Zinkelektrolyt enthält 150 g/l Zink.

[5] Okada, Y.; Takeuchi, Y.; Fujio, S.: Development of method for removal of zinc from automobile body scrap. Transactions of the Materials Research Society of Japan, 18A, 767-770, 1994

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[58] BMBF-Projekt: Entzinkung von Stahlschrotten. FKZ: 033R021, 2009

[43] Koninklijke Zwavelzuurfabrieken voorheen ketjen N. V.: Removal and recovery of metal coatings from steel. Patent No. NL45549, 1939

[59] Pillkahn, H.-B.; Meynerts, U.; Gock, E.: Verfahren zur selektiven sauren Entzinkung von Stahlschrott. DE 102008 048493.8, 23.09.2008

[44] Gregory, J. E. (E. I. du Pont de Nemours & Co.): Dezincing galvanized scrap. Patent No. US20307625, 1943 [45] Sen, P. K.; Roy, S.: Recovery of zinc from galvanized steel scrap. Dep. Metall. Eng., Jadavpur University, Calcutta, India. Transactions of the Indian Institute of Metals, 28(5), 404-5., 1975 [46] Marthur, P. B.; Venkatakrishan, N. (Council of Scientific and Industrial Research, India): Dezincing of steel scrap by leaching with inhibitor impregnated acid. Patent No. IN143253, 1977

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Prof. (em.) Dr.-Ing. habil. E. Gock Walther-Nernst-Str. 9 38678 Clausthal-Zellerfeld

[47] Cosgrove, M.; Weaver, R. W. (British Steel Ltd.; Corus UK Ltd.): Acidic bath for removal of coatings from scrap metal in recycling. Patent No. GB2334969, 1999

Telefon: (0 53 23) 72-2037 / 2038

[48] Ijomah, M. N. C.; Ijomah, A. I.: Chemical recycling of galvanized steel scrap. Indian Journal of Chemical technology, (2003), 10 (2), 169-165

| gock@aufbereitung.tu-clausthal.de | | www.ifa.tu-clausthal.de |

Telefax: (0 53 23) 72-2353

[49] Societe de Prayon: Treatment of galvanized scrap iron by a wet method. Patent No. BE773906 1972 [50] Societe de Prayon: Wet treatment of galvanized scrap iron Patent No. BE789772, 1973

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Scooptram St 14 Fahrlader –

Neue Maßstäbe in Bezug auf Technik, Sicherheit, Leistungsfähigkeit, Ergonomie und Wartungsfreundlichkeit im Marktsegment von 12 bis 16 t von Dipl.-Ing. Karl-Heinz Wennmohs, Senior Project Director, Global Strategic Customers Atlas Copco MCT GmbH | Essen | Deutschland

er Bedarf an Untertage-Fahrladern ist in den vergangenen Jahren im Zuge der Entwicklungen D auf dem Rohstoffmarkt dramatisch gestiegen. Parallel dazu wurden in den Bergwerken Wege zu größeren Laderbaureihen geöffnet. Ein wichtiger Sektor bei den weltweit verkauften Fahrladern

ist der Bereich 12 bis 16 t. Für dieses Marktsegment wurde von Atlas Copco ein vollkommen neuer Fahrlader entwickelt. Das entscheidende Kriterium für einen LHD-Fahrlader ist die Leistungsfähigkeit in t/Schicht. Dies führt, wenn identische Leistungsklassen miteinander verglichen werden, sehr schnell zu einer Entscheidung zugunsten der höheren Produktivität. Neben den reinen Leistungsdaten zählen insbesondere die Betriebskosten und die Verfügbarkeit zu den Entscheidungskriterien. All diese Merkmale und die ergonomischen Anforderungen an den Arbeitsplatz des Laderfahrers führten in Zusammenarbeit mit weltweit operierenden Bergbauunternehmungen zu der Entwicklung des Scooptram ST 14.

Der weltweite Bedarf an leistungsstarken Fahrladern für den untertägigen Einsatz in Bergwerken – im allgemeinen Sprachgebrauch LHD-Lader genannt – hat sich in den vergangenen zehn Jahren in Hinblick auf die Erfordernisse der Anwender und dem Transportvermögen der jeweiligen Baureihen und Hersteller nicht einheitlich entwickelt. Der Trend zu größeren Einheiten lässt sich eindeutig feststellen, wobei sich vor allem der Sektor in der Leistungsklasse zwischen 12 und 16 t zu einem für die Hersteller sehr interessanten Marktsegment entwickelt hat. Entwicklungen in diesem Anwendungsbereich können nicht nur nach Marketinggesichtspunkten von den Herstellern allein initiiert werden. Letztlich muss der Endkunde in die jeweiligen Entwicklungsschritte mit eingebunden werden, um auf diese Weise gemeinsam ein derartiges Projekt erfolgreich abschließen zu können.

Rückblick Wenn heutzutage in den Bergwerken über einen Fahrlader gesprochen wird, werden zumeist Namen wie: • LHD-Loader, • Mucker, • Bogger, • Scoopy, • The Wagner und • The Scoop

genannt. Aber vor allem ein Name hat sich weltweit in Bergbaukreisen eingeprägt und dieser lautet „Scooptram“.

Bild. 1: Erster Untertage-Fahrlader Scoop MS-1

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In den Jahren von 1940 bis 1955 entwickelten die Brüder Elmer und Eddie Wagner dieselmobile Lade- und Transportgeräte für übertägige Baustellen. Während dieser Zeit wurden Erfahrungen in der Allradtechnik und in der Knicklenkung gesammelt. Im Jahr 1958 gründete Eddie Wagner die Wagner Mining Scoop Company und stellte seinen ersten Fahrlader für den untertägigen Einsatz vor. Der war somit der Urvater der LHD-Technik mit dem Namen Scoop MS-1 (Bild 1). Im Jahr 1963 gelang die Markteinführung des LHDKonzepts mit der Vorstellung und dem Einsatz des Scooptrams ST-5. Mit dieser Baureihe erfolgte in den Jahren 1963 bis 1975 weltweit die Einführung der LHDTechnik (Bild 2). Das Unternehmen Wagner konnte in den Jahren zahlreiche Patente anmelden. Dazu gehörten unter anderem das Design für die E-o-D-(Eject or Dump)Schaufel. Besonders hervorzuheben war die Entwicklung des SAHR-Bremssystems (SAHR = Spring Applied Hydraulic Released). Im Jahr 1989 konnte Atlas Copco das Unternehmen Wagner übernehmen und in den eigenen Konzern integrieren. Im Jahr 2002 erfolgte die Verlegung des Unternehmensitzes von Portland, USA, nach Örebro in Schweden. Der Name wurde in Atlas Copco Wagner umbenannt.

Die Entwicklung Für die Entwicklung der neuen LHD-Baureihe Scooptram St 14 wurde zunächst eine weltweite Markt- und Bedarfsanalyse gemacht. Dabei wurde ein deutlicher Trend in der Verschiebung der Ladergrößen in den Bergwerken ermittelt. Zum einen wurde eine Verschiebung der Ladergrößen zwischen 6 und 10 t hin zu einer Größe von 10 bis 15 t festgestellt, zum anderen wurde auch ein Stagnieren beziehungsweise ein Rückwärtstrend der großen Baureihen zwischen 18 und 22 t zu der kleineren Größe ermittelt.

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Bild. 2: Scooptram ST-5

Eine Begründung hierfür liegt bei den kleineren Ladertypen aus verständlichen Gründen in der Steigerung der Betriebspunktförderung durch Einsatz von größeren Typen, bei den größten Baureihen ist eine Begründung nicht eindeutig festzustellen. Hier liegen die Ursachen zum Teil in den betrieblichen Bedingungen. Zudem haben sich Grenzen bei den Bauteilen, dem Antriebsstrang und den Reifen in einigen Betrieben gezeigt. Die technischen Möglichkeiten eines LHDLaders werden in erster Linie an seinem Lade- und Transportvermögen pro Schicht gemessen. Ein Lader, der in seinem Transportvermögen kleiner ist im Vergleich zu einem transporttechnisch gesehen größeren Gerät, kann durchaus die optimalere Lösung für einen Betrieb sein, wenn er wesentlich schneller in seinen Bewegungen ist und dadurch zu einer deutlich höheren Schichtleistung kommt. Dies gilt auch in der umgekehrten Betrachtungsweise: Ein wesentlich größerer Lader kommt durch seine relativ langsamen Bewegungen zu einer geringeren Förderleistung pro Schicht und ist dadurch dem kleineren Gerät unterlegen. Neben diesen grundsätzlichen Bedingungen treten der Dieselverbrauch und die Ergonomie bei der Bedienung des Geräts mehr und mehr in den Vordergrund. Die Anforderungen des Markts, der oben beschriebene Vergleich mit den im Einsatz befindlichen Baureihen der Lader und die Notwendigkeit bestehende Systeme und Techniken deutlich zu verbessern, führten zur Entwicklung des 14 t Laders Scooptram ST 14. Nach zahlreichen Feldversuchen in verschiedenen Bergwerken wurde der Typ zur Serienreife entwickelt und in den Bergwerken weltweit in den für LHD-Lader typischen Anwendungsbereichen eingesetzt – zum Beispiel beim „Cut and fill stoping”, bei der Förderung des Erzes, aber auch beim Einbringen von Versatzes (Sub Level stoping) und beim Einbringen von Versatzes (Bild 3).

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TECHNOLOGIETRANSFER Alle diese Abbauvarianten setzen für den LHD-Betrieb eine definierte maximale Distanz für den Transportbetrieb voraus. Wo diese liegt, ist natürlich von vielen Faktoren abhängig und ist von Bergwerk zu Bergwerk unterschiedlich.

Leistungsfähigkeit Voraussetzung für einen optimalen Einsatz eines LHDLaders ist die Möglichkeit, wie schnell und zügig er die Schaufel füllt. Dies wird mit der Bezeichnung „One-PassLoading” sehr treffend beschrieben. Dies bedeutet nichts anderes, als dass der Lader mit seiner Kraft und mit einem optimierten Schaufeldesign in einem Zug in das Haufwerk eindringt, die Schaufel belädt und sich wieder zur Ladestelle bewegt (Bild 4). Eine der Voraussetzungen für den optimalen Laderbetrieb ist zum einen die Sicht aus der Kabine in Laderichtung, aber auch bei der möglichst schnellen Rückwärtsfahrt.

Bild. 4: Schaufel Design

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Bild. 3: Cut and fill stoping

Bei einer Kabinendachhöhe von 2 550 mm und einer Höhe des Motorraums und der Schaufel von 1 980 mm ergeben sich für den Laderfahrer sehr gute Sichtbedingungen in beiden Fahrtrichtungen (Bild 5). Das im Hydraulikkreislauf eingesetzte Load-Sensing-System ermöglicht speziell während des Ladevorgangs etwa 44 % mehr verfügbare Leistung gegenüber offenen Hydrauliksystemen bei vergleichbarer installierter Leistung. Mit diesem System sind speziell in Steigungen – beispielsweise Rampen mit 15 % Ansteigen – höhere Fahrgeschwindigkeiten möglich, die in einem Bereich von +14 % liegen. Dieses Plus an Geschwindigkeit und das schnellere Füllen der Schaufel sind die Faktoren für eine höhere Ladeleistung des Geräts.

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Load-Sensing-Hydraulik-Systeme fordern Leistung ab, wenn diese benötigt wird. So genannte „Leckölströme” werden bis auf ganz geringe Regelmengen vermieden. Dadurch vermindert sich der Einsatz an Energie, und der Motor benötigt bei identischer Leistung gegenüber offenen Hydrauliksystemen etwa 10 % weniger Kraftstoff. Vor rund 20 Jahren wurden die ersten UntertageBohrgeräte von Atlas Copco mit einem Can-Bus-System für die Steuerung ausgerüstet. In den folgenden Jahren wurde diese Technik auch in andere Produktlinien zum Einsatz gebracht. Daher wurde bei der Planung und Projektierung für diese Laderbaureihe auch das CanBus-Steuerungssystem (RCS = Rig – Control – System) für diesen Einsatz eingeplant. In Verbindung mit der im Scooptram ST 14 eingebauten Hard- und Software sind die Voraussetzungen für weitere Automatisierungsschritte gegeben.

Sicherheit und Ergonomie Für die neue Laderbaureihe wurde im Rahmen der Basisstudie eine neue Kabinengeneration konstruiert. Diese ROPS- und FOPS-geprüfte Kabine zeichnet sich durch größere Fensterflächen für eine bessere Sicht des Fahrers aus, gleichzeitig wurde der maximale Schallpegel auf 80 dB (A) begrenzt. Die Vibrationen für den Fahrer konnten merklich reduziert werden. Diese Verbesserungen wurden besonders bei den Feldversuchen in den Bergwerken positiv von den Laderfahrern hervorgehoben.

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Bild. 5: Technische Daten und Abmessungen Scooptram ST 14

Wenn die Kabinentür nicht geschlossen ist, werden die Bremssysteme auf Parken geschaltet, die Lenkung kann nicht betätigt werden und auch der Ausleger mit Schaufel ist hydraulisch verriegelt (Bild 6). Die so genannte „Atlas Copco Fuß Box“ ist ein wesentlicher Komfortfaktor für den Laderfahrer während seiner langen Schicht auf dem Lader (Bild 7). Mit der Box können die Pedale hängend eingebaut werden und in dieser Position genügend Freiraum zum Strecken der Beine bereitstellen. Die Sicht aus der Fahrerkabine konnte im Zuge der Projektierung für den Scooptram ST 14 durch Simulationen auf ein Optimum für den Fahrer ermittelt werden (Bild 8). Auch diese Maßnahmen und die daraus resultierenden Ergebnisse wurden in den Betrieben äußerst positiv beurteilt.

Wartung und Instandhaltung Für die Wartungsarbeiten wurden bereits bei der Projektierung des neuen Laders die Erfahrungen aus den Bergwerken weltweit berücksichtigt und entsprechend in das Design eingearbeitet.

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Bild. 6: Bei geöffneter Kabinentür kann der Lader nicht betätigt werden

Alle wesentlichen Wartungsarbeiten können vom „Boden aus“ gemacht werden, wie Filterwechsel, prüfen von Ventilen und die erforderlichen Ölkontrollen. Das RCS-Kontrollsystem kann die erforderlichen Wartungsarbeiten vorgeben und die entsprechenden Aufzeichnungen vornehmen. Gleichzeitig bietet es eine umfangreiche Unterstützung bei der Fehlersuche mit Informationen auf dem Bildschirm des Laders. Darüber hinaus können die Informationen über vorhandene Datensysteme in den Bergwerken genutzt werden. Dies kann bei der Planung von Wartungsarbeiten von Nutzen sein, aber auch Fehleranalysen können zeitgleich durchgeführt werden.

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Bild. 7: Atlas Copco Fußbox

Ausblick Mit der derzeitigen Motorgeneration und den Abgasvorschriften sind mit dieser neuen LHD-Baureihe in dem Marktsegment von 12 bis 16 t wesentliche Forderungen von den Bergwerken erfüllt worden. Alle Beteiligten kennen sehr wohl die auf sie zukommenden Abgasvorschriften bis zum Jahr 2015 – speziell für die unter Tage Lader und Dumper. Wie gravierend diese Vorgaben sind, sei hier noch einmal an einem typischen Beispiel mit einem Dumper gezeigt: Bild. 8: Sichtbereiche aus der Kabine

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TECHNOLOGIETRANSFER • Die Emissionswerte eines Dumpers einer bestimmten Größe im Jahr 1995 werden den Emissionswerten von 85 Dumpern identischer Größe ab dem Jahr 2015 entsprechen.

Diese Tatsache stellt eine Herausforderung an die Hersteller von Motoren und Fahrzeugen, die in relativ kurzen Zeiträumen zu lösen sein wird. Dieser Lader ist von seinen Konstruktionsmerkmalen für weitere Schritte in der Emissionsminderung vorbereitet. Typische LHD-Betriebe haben zumeist sich wiederholende Vorgänge während einer Arbeitsschicht. Im Abbau geht es von der Aufnahme des Haufwerks bis zur Übergabe an einen Stetigförderer oder ein Rolloch. Im Versatz geht es von der Versatzaufnahme (Rolloch oder Bunker) über eine Strecke bis zum Entladepunkt im Abbau. In kritischen Bereichen kann der Lader mit einer Fernsteuerung betrieben werden. Der Bediener kann die Maschine kabellos aus sicherer Distanz bedienen. Weitergehende Techniken mit Video-Kameras auf dem Lader ermöglichen eine Fernsteuerung des Laders, praktisch von jedem Punkt des Bergwerks. Ein entscheidender Schritt wird jedoch die Automatisierung in Teilschritten für den Lade- und Transportzyklus sein. Hierbei sollte der Lader im ersten Schritt die Fahrstrecke vom Ladepunkt bis zur Entladestelle automatisch ohne Unterstützung durchführen. Der eigentliche Ladesowie Entladevorgang werden durch manuelle Fernsteuerung durchgeführt. Dies könnte auch in den Schichtwechseln mit Sprengarbeiten weiter betrieben werden.

Entscheidend bei diesen Techniken ist der Faktor Mensch auf der Maschine. Das Ziel aller Beteiligten sollte sein, dass ein mannloser Laderbetrieb durchgeführt werden kann. Erste Schritte werden mit dem Scooptram ST 14, der diese Vorgabe von Anfang an in seinem Anforderungsprofil enthielt, gemacht. Die Automatisierung sollte betriebsnah und funktional sein. Alle für den automatischen Betrieb erforderlichen Hardware-Komponenten sind auf der Maschine. Voraussetzung für eine derartige Technik ist aber die Verfügbarkeit und Verbindung zu leistungsfähigen WLANSystemen in den Bergwerken (Bild 9). Erfahrungen mit dem Scooptram ST 14 im Einsatz beim Einbringen von Versatz, also permanent sich wiederholende Arbeitszyklen, haben sehr gute Ergebnisse gezeigt. Weitere Einsätze in unterschiedlichen Bergwerken weltweit haben diesen Trend bestätigt. Es sind aber noch nicht alle Anforderungen erfüllt, beispielsweise gibt es für den eigentlichen Ladevorgang (one-passloading) noch einen zu lösenden Fragenkatalog. Mit den gemachten Erfahrungen wird aber auch diese Aufgabenstellung zu lösen sein.

Bild. 9: Scooptram St 14 für den Automatikbetrieb

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Wennmohs Senior Project Director

| karl-heinz.wennmohs@de.atlascopco.com | | www.atlascopco.com |

Global Strategic Customers Atlas Copco MCT GmbH Essen

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Drehmomentmessung an Fahrladern als Basis für Optimierungen von Dr.-Ing. G. Schäfer, Dipl.-Geophys. W. Rolshofen Institut für Maschinenwesen | TU Clausthal | Deutschland

ur Leistungsübertragung zwischen Motor und Getriebe wird häufig aufgrund der Einbausituation eine Z Gelenkwelle verwendet. Um die tatsächlichen Betriebsbelastungen an diesem zentralen Element des Antriebsstrangs festzustellen, wurden das Drehmoment, das Biegemoment sowie die axiale

Verschiebekraft gemessen. Mit den Ergebnissen kann die Auslegung des Antriebsstrangs verbessert werden.

Einleitung Im Kali- und Salzbergbau werden zur Beförderung des Gutes zwischen Abbau- und Kippstelle Fahrlader eingesetzt. Es handelt sich um Spezialfahrzeuge, die für den Einsatz in engen Räumen und niedrigen Höhen konzipiert sind. Die K+S Aktiengesellschaft (K+S) setzt z.B. an unterschiedlichen Standorten Fahrlader der GHH Fahrzeuge GmbH (GHH) mit luft- und wassergekühltem Dieselantrieb sowie Elektrolader ein. Die technischen Daten für den Typ LF-17/21, der Gegenstand der Untersuchungen war, sind laut Herstellerangaben in Tabelle 1 angegeben. Um einen Eindruck von den Dimensionen und dem Aussehen dieses Fahrladertyps zu erhalten, ist ein solcher in Bild 1 dargestellt.

Bild. 1: GHH Fahrlader des Typs LF-17/21 am Standort Zielitz /4/

Die Leistungsübertragung zwischen Motor und Getriebe findet durch einen Wellenstrang mit Mehrfachkreuzgelenk statt, was den Antriebstrang besser den räumlichen Gegebenheiten anpasst (s. /1/,/2/ bzw. entsprechende Literatur der Hersteller).

Bild. 2: Wesentliche Elemente des Antriebstranges bestehend aus wassergekühltem Motor, Drehmomentwandler, den beiden Gelenkwellen mit Zwischenlagerbock und dem Lastschaltgetriebe

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TECHNOLOGIETRANSFER Tab. 1: Herstellerangaben der technischen Daten für Fahrlader Typ LF-17/21 /3/

Im vorliegenden Fahrzeug muss der Höhenunterschied zwischen dem Ausgangsflansch des Wandlers und dem Eingangsflansch des Getriebes ausgeglichen werden; zusätzlich behindert die Hinterachse die direkte Verbindung beider Elemente. Die bestehende Fahrzeugkonstruktion sieht daher eine „lange“ Gelenkwelle zwischen Wandler und Zwischenlagerbock sowie eine „kurze“ Gelenkwelle zwischen Lagerbock und Getriebe vor (s. Bild 2).

Abmessungen:

Komponenten:

Nutzlast: 17 – 21t

Motor: Deutz BF8M1015C wassergekühlt, 320 KW

Optionen:

Schaufelvolumen: 9.5 – 12.9m³

Getriebe: Dana Serie 8.000

HRD Feuerlöschanlage

Länge: 12.491mm

Achsen: Kessler D112

Zentralschmieranlage

Breite: 3.700mm

Reifen: 35/65 – R33

Geschlossene Kabine

Höhe: 2.875mm

LCB Bremsen

Klimaanlage

Vierrad Antrieb

Auspuffklappenbremse

Leergewicht: 58.500 kg Zugkraft: 413 kN

CANBUS Steuerung

Untersuchung des Betriebsverhaltens Um im Untertagebetrieb auftretende Belastungen der Gelenkwellen einzelner Fahrlader zu beobachten, sollte auf Wunsch des Betreibers K+S eine Betriebsmessung in Abstimmung mit dem Fahrzeughersteller GHH durchgeführt werden. Für die Messung der Belastungsparameter wurde ein neu in Betrieb genommener Fahrlader am Standort Zielitz ausgewählt. Die Gelenkwellen-Ausrüstung des LF-17/21 sollte durch das Messverfahren möglichst unbeeinflusst bleiben. Aus diesem Grund erfolgte die Drehmomenterfassung über eine baugleiche Gelenkwelle, welche durch Applikation entsprechender Sensoren zu einer Messwelle wurde. Hierzu sind Dehnungsmessstreifen (DMS) in Vollbrückenschaltung aufgeklebt worden, deren Signale über ein Telemetrie-System erfasst wurden.

Einen Eindruck von dieser Messwelle vermittelt Bild 3. Darin ist ebenfalls ein Ring aus Aluminium abgebildet, der einen Sender für die telemetrische Übertragung und Batterien für die Speisespannung der Messbrücken enthält. Der gesamte Aufbau ist anschließend zum Schutz gegen Verschmutzung durch einen Mantel aus Kunststoff umhüllt worden und die Gelenkwelle wurde dann erneut gewuchtet. Außerdem ist eine Kalibrierung der Messsignale durchgeführt worden, indem die Gelenkwelle in einen Prüfstand eingebaut wurde. Dabei ist z.B. das Spannungssignal der Torsionssensoren mit einer geeichten Drehmomentmesswelle kalibriert worden. Neben dem Drehmoment, welches redundant aufgezeichnet wurde und mit T1 bzw. T2 bezeichnet wird, ist sowohl das Biegemoment (Mb) als auch die Axialkraft (Fax) gemessen worden. Außerdem ist an unterschiedlichen Stellen des Antriebsstranges das Schwingungssignal mit Beschleunigungsaufnehmer bestimmt worden, deren Ergebnisse an dieser Stelle nicht weiter vertieft werden. Dies gilt ebenfalls für die simultan erfassten Fahrzeugsignale (z.B. Motor- bzw. Wandlerdrehzahl), die direkt aus den Steuersignalen des Fahrzeugs durch das CAN-Bus System aufgezeichnet wurden. Exemplarisch ist die Anordnung der Sensoren in Bild 4 zu erkennen.

Bild. 3: Gelenkwelle mit applizierten DMS zur Messung von Drehmoment, Biegemoment und Axialkraft. Außerdem ist ein Ring zu erkennen, der den Telemetriesender sowie die Spannungsquellen für die Sensorversorgung aufnimmt

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Messsignale des Drehmomentes Das Messsystem und die sonstigen Einbauten wurden so eingerichtet, dass ein normaler Betriebseinsatz des Fahrzeuges gewährleistet war. Erwähnt sei, dass weder der Revierleitung noch dem Fahrer Vorgaben zu den Einsatzbedingungen gemacht wurden. Die Aufzeichnung der Messdaten erfolgte, sobald die Bordspannung des Fahrzeugs eingeschaltet wurde. In Bild 5 ist das gemessene Drehmoment eines beliebig ausgewählten Messdatensatzes über einen Zeitraum von 30 Minuten dargestellt. Aufgetragen ist dabei ein normalisiertes Drehmoment bezogen auf den Maximalwert, das periodische Drehmomentspitzen zeigt. Zur besseren Verdeutlichung ist der Abschnitt zwischen 22:50 Uhr bis 22:55 Uhr markiert und in Bild 6 vergrößert angegeben. Dort sind wiederum zwei Spitzenereignisse zu beobachten, wovon das Zweite, welches ebenfalls markiert ist, erneut vergrößert betrachtet werden soll (s. Bild 7). Durch diese Vergrößerung ist eindeutig, dass es sich bei diesen Spitzenereignissen um ein Wechseldrehmoment handelt.

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Bild. 4: In der Draufsicht des Antriebstranges ist die Anordnung der verwendeten Sensoren sowie ein entsprechender Bildausschnitt aus dem Fahrlader dargestellt

Es ließ sich durch einen Vergleich mit anderen Datensätzen feststellen, dass die willkürlich ausgewählten Zeitabschnitte der Messsignale nicht die absoluten Spitzenwerte darstellen, doch dass diese aufgrund ihrer Periodizität repräsentativ für einen Betriebszustand sind. Somit konnte die tatsächliche Belastung der Gelenkwelle im Betrieb ermittelt werden, die sich insbesondere mit ihrer Dynamik nicht aus dem mit üblichen Betriebsfaktoren errechneten Drehmomentverlauf für die jeweilige Wandlerdrehzahl ermitteln lässt. Zur weiteren Optimierung des Antriebstranges könnten nun Lastkollektive aus der Betriebsmessung für den Testbetrieb auf einem Prüfstand für Gelenkwellenuntersuchungen /5/ vorgegeben werden, die dann nachgefahren werden.

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Bild. 5: Halbstündlicher Ausschnitt des gemessenen Drehmoments an der Gelenkwelle während des Produktionsbetriebes, welches normalisiert aufgetragen ist

Bild. 6: Fünf Minuten Ausschnitt des gemessenen Drehmoments an der Gelenkwelle während des Produktionsbetriebes; (s. Bild 5)

Bild. 7: Vergrößerung der Drehmomentspitze in dem gemessenen Drehmoment an der Gelenkwelle während des Produktionsbetriebes (s. Bild 5 und Bild 6)

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TECHNOLOGIETRANSFER Zusammenfassung

Literatur

Da es sich bei Fahrladern, die im Bergbau eingesetzt werden, um Sondermaschinen handelt, sind im Rahmen von Optimierungsmaßnahmen Drehmomentmessungen an Gelenkwellen im Betrieb durchgeführt worden. Um die Einbausituation im Fahrzeug nicht zu verändern, ist eine übliche Gelenkwelle mit DMS beklebt worden, deren Signale mit einem Telemetriesystem übertragen wurden. In den Messsignalen wurden periodisch auftretende Ereignisse beobachtet, welche einer Betriebssituation zugeordnet werden konnten. Diese Ergebnisse ermöglichen eine verbesserte Auslegung des Antriebstrangs.

/1/ VDI-Richtlinie 2227: Gelenkwellen und Gelenkwellenstränge mit Kreuzgelenken Einbaubedingungen für Homokinematik, VDI 2009, ICS: 21.120.10

Danksagung Die Untersuchung war nur durch die erfolgreiche Zusammenarbeit mit der K+S Aktiengesellschaft und der GHH Fahrzeuge GmbH möglich. Besonderer Dank gilt an dieser Stelle den Mitarbeitern der K+S KALI GmbH am Standort Zielitz.

/2/ Seherr-Thoss, Hans-Christoph, Schmelz, Friedrich, Aucktor, Erich: Gelenke und Gelenkwellen, 2. erweiterte Aufl., 2002, Springer Verlag, ISBN: 978-3-540-41759-0 /3/ GHH Fahrzeuge GmbH: LHD Fahrlader LF-17/21, Technische Daten, www.ghh-fahrzeuge.de /4/ K+S Aktiengesellschaft: Pressefoto - Fahrlader des Typs LF 18 D3 am Standort Zielitz, www.k-plus-s.com /5/ Institut für Maschinenwesen: Verspannprüfstände für Gelenkwellen unterschiedlicher Baugrößen, www.imw.tu-clausthal.de

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Dr.-Ing. Günter Schäfer

Dipl.-Geophys. Wolfgang Rolshofen

Akademischer Oberrat Institut für Maschinenwesen TU Clausthal Robert-Koch-Straße 32 38678 Clausthal-Zellerfeld Tel.: +49(0) 53 23 - 72 38 94 Fax: +49(0) 53 23 - 72 35 01

Institut für Maschinenwesen TU Clausthal Robert-Koch-Straße 32 38678 Clausthal-Zellerfeld Tel.: +49(0) 53 23 - 72 28 24 Fax: +49(0) 53 23 - 72 35 01

Jahrgang 1963, studierte allgemeinen Maschinenbau an der TU Clausthal, seit 1.11.1989 wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMW, seit 1991 akademischer Rat, Promotion im November 1995 über Verschleiß und Berechnung von ZahnwellenVerbindungen.

Jahrgang 1975, studierte Geophysik an der TU Clausthal, seit 1.5.2004 wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMW. Arbeitsbereich: Maschinenakustik, Messtechnik

Arbeitsbereich: Antriebstechnik, Welle-Nabe-Verbindungen, experimentelle Beanspruchungsermittlung, eLearning | schaefer@imw.tu-clausthal.de | | www.imw.tu-clausthal.de |

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| rolshofen@imw.tu-clausthal.de | | www.imw.tu-clausthal.de |

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Einbau einer 1000 m langen DN 400 ZSM Steigeleitung in den Schacht Rossenray des Bergwerkes West

von Dipl. Ing. Andreas Hachmann AHA, Prüfung u. Abnahme | Recklinghausen | Deutschland

iese Steigeleitung hat eine Länge von ca. 1000m und ist auf nur einer Verlagerung im Schacht befestigt. D Diese Hauptverlagerung befindet sich auf ca. 500m Teufe. Der darüber befindliche Teil der Leitung steht, während der darunter befindliche Teil hängt. Die Verbindung der Rohrstücke erfolgt mit dem Schnellverschlusssystem ZSM. Hierbei werden zwei übereinanderliegende, bewegliche Rollenketten in das zu verbindende Flanschsystem eingeschoben, womit dann die Kraftübertragung über Schub erfolgt. Ein Flansch ist innerhalb von nur 8 sec. kraftschlüssig verbunden.

Einleitung

Schacht Rossenray

Kurzbeschreibung der Gesamtsituation

Rossenray ist ein einziehender Schacht mit einer Teufe von ca. 1000 m, der zum Bergwerk West gehört. (Abbildung 1)

Die Steigeleitung hat eine Länge von ca. 1000 m und ist auf nur einer Verlagerung im Schacht befestigt. Diese Hauptverlagerung befindet sich auf ca. 500 m Teufe. Der darüber befindliche Teil der Leitung steht, während der Abschnitt darunter hängt. Die Verbindung der Rohrstücke erfolgt mit dem Schnellverschlusssystem ZSM. Hierbei werden zwei übereinander liegende, bewegliche Rollenketten in das zu verbindende Flanschsystem eingeschoben, womit dann die Kraftübertragung über Schub erfolgt. Ein Flansch ist innerhalb von nur 8 sec. kraftschlüssig verbunden. (Abbildung 18) Die Montage erfolgt mit einem schweren Autokran und einer extra dafür gebauten Lastaufnahmetraverse von der Rasenhängebank (RHB) aus. (Abbildung 6)

Durch die im Schacht installierte Kühlwasserleitung wird seit dem Sommer 2008 das zentral übertägig in einem Dreikammerrohraufgeber erzeugte Kaltwasser in das Grubengebäude des Bergwerks West geleitet, um vor Ort die hohen Lufttemperaturen herunterzukühlen und somit für bessere Arbeitsbedingungen zu sorgen. Um einen möglichst geringen Temperaturanstieg im Kühlwasser während dem Transport nach unter Tage zu gewährleisten wurde die Rohrleitung von außen isoliert. Abb. 1: BW West Schacht Rossenray

Dabei wurde zunächst oben auf RHB eine Abfangvorrichtung installiert, die am Ende der Montage den kompletten Rohrstrang von ca. 1000 m mit einem Eigengewicht von 240 t tragen musste. Erst danach konnte der Autokran, der diese Last ebenfalls aufnehmen musste, wieder abgebaut werden. Mit dem Kran und der Traverse wurde die Rohrleitung in die Abfangvorrichtung auf der RHB gebracht und in Zusammenspiel mit dieser kontinuierlich um ein weiters Rohr verlängert, bis schließlich der ganze Rohrstrang in der Abfangvorrichtung hing und damit der Kran nicht mehr benötigt wurde. Erst nach der Aktivierung der Hauptverlagerung im Schacht und dem Einbau aller Knicksicherungen und Rohrführungen konnte die Montageverlagerung wieder entfernt werden.

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 2: Verlagerung im Schacht, neue Leitung links

Eigengewichte der Bauteile • 500 m Rohrleitung stehend: (Betriebszustand) 120,0 t • 500 m Rohrleitung hängend: (Betriebszustand) 120,0 t • 1000 m Rohrleitung: (Montage- u. Betriebszustand) 240,0 t • Verlagerung im Schacht: 8,0 t • Montageverlagerung auf RHB: 13,0 t

Belastungen der Rohrleitung im Betriebszustand • Pumpenvordruck:

7,0 bar

• Betriebsdruck:

92,5 bar

• Gesamtdruck:

99,5 bar

• Druckstoß:

30%

auszutauschen. Es wurde die Ablegereife für den stehenden Teil, den hängenden Teil und das Standrohr ermittelt, weil aufgrund der unterschiedlichen Sicherheiten und Belastungen differenziert werden muss. Um den Zeitpunkt der Ablegereife bestimmen zu können sind regelmäßig Wanddickenmessungen des Tragrohres vom Betreiber sicherzustellen.

Statik und Konstruktion Belastungen

Flansch Verbindung ZSM

Neben dem Eigengewicht des 1000 m langen Rohrstranges, dem Innerdruck von 100 bar und der 1000 m Wassersäule wurde noch die Längenänderung aus Temperaturdehnung berücksichtigt. (Abbildung 2)

Die Verbindung der Rohre untereinander erfolgt durch zwei Scherketten, die in die vorgesehenen Verbindungsnuten händisch eingeschoben werden. Die Verbindung zeichnet sich besonders durch die kurzen Montagezeiten aus. So kann eine Flanschverbindung innerhalb von ca. 8 sec hergestellt werden. (Abbildung 7, Abbildung 18)

Sicherheiten Folgende Sicherheiten gegen die Streckgrenze im Stahlbau wurden eingehalten: • stehende Rohrleitung:

2,0-fach

• hängende Rohrleitung:

3,0-fach

• Verlagerung:

2,0-fach

• Montageverlagerung:

2,67-fach

Für die Rohrleitung musste zusätzlich noch die Ablegereife ermittelt werden. Es handelt sich dabei um die Rohrwanddicke des Tragrohres, bei der die angegebenen Sicherheiten gerade noch eingehalten sind. Unterhalb dieser Wanddicke ist die Leitung ablegereif und damit

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Einzelbauteile Hauptverlagerung im Schacht in einer Teufe von 500 m Die beiden in Summe 8,0 t schweren geschweißten Träger haben eine Spannweite von ca. 9,5 m. Sie tragen den kompletten 1000 m Rohrstrang mit 240 t und die Wassersäule von 107 t. Die Installation im Schacht erfolgte oberhalb einer vorhandenen Verlagerung für drei vorhandene Leitungen auf zwei Stützen, die auf der 498 m Sohle gegründet wurden. (Abbildung 2, Abbildung 3)

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 3: 3D Ansicht im Schacht, neue Verlagerung oben u. vorh. Verlagerung unten

Abb. 5: Montagetraverse im Kranhaken

Abb. 4: Montageverlagerung auf RHB

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TECHNOLOGIETRANSFER Rohrleitung DN400 mit Knicksicherungen und Rohrführungen Warmgewalzte Rohre φ 406,4 mit Wandstärken von 16 bis 30 mm je nach Druckstufe und Funktion kamen im vorliegenden Fall zum Einsatz. Im oberen stehenden Abschnitt beträgt der Abstand der Knicksicherungen 8,0 m, während im unteren hängenden Teil der Abstand der Rohrführungen mit 40,0 m deutlich größer ist. (Abbildung 11)

Montageverlagerung auf RHB Der 13 t schwere geschweißte Doppelträger hatte eine Länge von 11,0 m und spannte auf der Rasenhängebank über den kompletten Schacht. Im Montagezustand hing daran das Eigengewicht des kompletten 1000 m Rohrstranges mit 240 t. (Abbildung 4)

Montagetraverse u. -hänger Der Montagehänger diente als Verbindung zwischen Montagetraverse und Rohrleitung und besteht aus Doppellaschen mit Gelenkbolzen. Am unteren Ende befand sich ein Deckel mit aufgeschweißtem ZSM Spitzende, welches über Ketten mit der Rohrleitung verbunden wurde. Im Montagezustand hing hieran das Eigengewicht des kompletten 1000 m Rohrstranges mit 240 t. (Abbildung 5, Abbildung 13)

Außerdem waren gültige Schweißerprüfungen in Stumpf- u. Kehlnaht nach DIN EN 287 aller Schweißer für die verarbeiteten Werkstoffe und Bauteildicken vor Fertigungsbeginn vorzuweisen. Die verwendeten Schweißzusätze mussten die DBbzw. TÜV-Zulassung haben und dem verwendeten Grundwerkstoff mit seinen mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Zähigkeit entsprechen. Angewendet wurde das teilmechanische MetallAktivgasschweißverfahren (MAG) mit dem Mischgas M21 nach DIN EN 439 (18 % CO2 und 82 % Argon) unter Verwendung von Schweißanweisungen (WPS) des Herstellers. (Abbildung 14)

Abb. 6: Montageplatz mit Autokran 600t Tragkraft und Montagetraverse rechts

Herstellung und Montage Schweißtechnische Fertigungsvoraussetzungen Die Rohrleitung und das Standrohr wurden von den Röhrenwerken Kupferdreh in Essen hergestellt. Die Fertigung erfordert eine Zulassung nach dem AD/HP Regelwerk. Die Herstellung des schweren Stahlbaus für Verlagerung, Montageverlagerung und Montagehänger erfolgte bei Deilmann Haniel mining systems in Dortmund. Der Fertigungsbetrieb verfügt neben einer Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001 auch über den Großen Schweißeignungsnachweis nach DIN 18800-7 für dynamische Beanspruchung (Klasse E).

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TECHNOLOGIETRANSFER ZfP – Anforderungen Stahlbau Nach dem Schweißen wurden vorher festgelegte, hoch belastete Bereiche der Konstruktion vom Hersteller zerstörungsfrei auf Risse überprüft (Abbildung 13). Dabei wurden folgende ZfP Verfahren eingesetzt: • Sichtprüfung (VT) 100% • Magnetpulver- (MT), Abbildung 16 • Ultraschallprüfung (UT)

Die Ergebnisse dieser Prüfungen wurden im Zuge der begleitenden Abnahmen überprüft.

Vormontage in der Werkstatt und Endmontage vor Ort Um unter Tage keine unangenehmen Überraschungen zu erleben werden alle Teile, abgesehen von der Rohrleitung, vorab in der Werkstatt zusammengebaut und abgenommen. Für die Endmontage vor Ort mussten zunächst die 1,6 m hohen Hauptverlagerungsträger in den Schacht eingebracht werden. Es wurden die Trägersegmente einzeln unter dem Korb hängend nach unter Tage gebracht, um dort dann in ca. 500 m Teufe wieder zusammengebaut zu werden. (Abbildung 2, Abbildung 3, Abbildung 15)

Abb. 7: Einbau der ZSM Leitung mit Autokran

Materialanforderungen Stahlbau Die Beanspruchungen führen zu einer hohen Ausnutzung der Konstruktion. Aus diesem Grunde ist die Einhaltung der folgenden Materialanforderungen besonders wichtig: • S355J2G3 / S355J2+N unter Verwendung der DAST 009

Dagegen konnte der Einbau der Montageverlagerung auf RHB deutlich einfacher und schneller erfolgen. Der geschweißte Doppel-I-Träger hatte eine Höhe von h = 1,5m. Die Abfangvorrichtung für den 1000m langen Rohrstrang wurde in der Mitte auf den Querträgern installiert. (Abbildung 4)

bzw.

Der Einbau der ZSM Leitung wurde mit einem 600t Autokran, der außerhalb der Schachthalle auf dem dafür vorbereiteten Vorplatz stand, vollzogen. (Abbildung 6)

• Z-Güte bei Bauteilbeanspruchung in Dickenrichtung n. DAST 014

Mit dem Montagehänger im Kranhaken wurde das erste Rohr hochgezogen, um dann durch das Dach der Schachthalle heruntergelassen und auf den Abfangtisch der Montageverlagerung abgesetzt zu werden. (Abbildung 19, Abbildung 5)

• Materialrückverfolgbarkeit Umstempelung)

(Stempelung

• Abnahmeprüfzeugnis 3.1 n. DIN EN 10204

• Aufschweißbiegeversuch n. SEP1390 wenn t>30mm und Beanspruchung auf Zug- o. Biegezug • Ultraschallprüfung (UT) der in Dickenrichtung beanspruchten Bleche und Kopfplatten, Abbildung 13

Das Einhalten dieser Anforderungen wurde im Zuge der begleitenden Abnahmen überprüft.

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Das nächste Rohr im Kran wuirde nun mit dem Spitzendes in die Muffe des im Abfangtisch hängenden Rohres eingeführt. (Abbildung 7)

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 8: 1000m Rohrstrang h채ngt im Abfangtisch auf dem Montagetr채ger

Abb. 9: Absenktraverse

Abb. 10: Standrohr steht auf Hauptverlagerung

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 11: Knicksicherungen oberhalb u. Rohrführungen unterhalb der Verlagerung

Nach Abschlagen der Montagetraverse wurde der Autokran nicht mehr benötigt. Im Schacht in 500m Teufe konnte nun der Einbau der Standrohrkonsolen ca. 50 mm oberhalb der Hauptverlagerung erfolgen. (Abbildung 17) Die Last hing dabei immer noch oben in der Montageverlagerung auf Rasenhängebank. (Abbildung 8) Durch den Einbau der Knicksicherungen oberhalb u. Rohrführungen unterhalb der Verlagerung wird die Rohrleitung horizontal gehalten und ist vertikal frei beweglich, damit bei Temperaturdehnung keine Zwängungen entstehen. (Abbildung 11) Durch Einfädeln der beiden Scherketten in den vorgesehenen Nuten wird die tragfähige ZSM Flanschverbindung hergestellt. (Abbildung 18) Nun übernahm der Kran die Last und der Abfangtisch konnte geöffnet werden. Nach dem Herunterlassen des Stranges wurde der Abfangtisch geschlossen, sodass er in die Last wieder übernehmen konnte. Danach wiederholte sich dieser Vorgang solange bis der komplette 1000m Rohrstrang im Abfangtisch der Montageverlagerung auf der Rasenhängebank hing. (Abbildung 8)

Auf der Montageverlagerung auf Rasenhängebank wurde bereits die Absenktraverse für den Absenkvorgang mit 2 Hydraulikzylindern installiert. (Abbildung 9) Nun konnte das Absenken des Rohrstranges um ca. 50 mm beginnen bis das Standrohr unten auf -500 m auf der Hauptverlagerung aufsaß. (Abbildung 10) Der Ausbau der Absenktraverse und der Montageverlagerung war nun möglich, da die Last des Rohrstranges ja jetzt von der Hauptverlagerung im Schacht getragen werden konnte. (Abbildung 2)

Abb. 12: Montageteam RAG BW West

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 13: Montagetraverse Rohradapter

Prüfung und Abnahmen Die Anforderungen an das Material, die Schweißtechnik und die zerstörungsfreien Materialprüfung wurden während der Fertigung (vor, während und nach dem Schweißen) überwacht. Die Abnahmen im Werk und die Endabnahmen vor Ort über und im Schacht bestätigen die Übereinstimmung der Einzelbauteile und des Gesamtprojektes mit dem Endzustand der Planung.

Abb. 14: Fertigung u. Schweißtechnik

Abb. 15: Hauptverlagerungsträger Mittelteile

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 16: Aufhängeflansch - MT Prüfung

Abb. 17: Standrohr über der Hauptverlagerung (mit 50 mm Luft)

Schlusswort Danksagung Nur durch die enge Zusammenarbeit aller Beteiligten während der Planungs-, Fertigungsund Montagephase konnte dieses interessante Projekt in der vorgesehenen Zeit und mit der erforderlichen Präzision und Sorgfalt erfolgreich abgeschlossen werden. (Abbildung 12) Das Ziel, den Schachtbetrieb so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, wurde aufgrund der sorgfältigen Planung der Montage im Vorfeld erreicht. Die Schachtrohrleitungsmontage begann um 5:30 Uhr am Samstagmorgen und endete am frühen Sonntagnachmittag nach nur 33h. Bis zu sieben Rohre konnten in nur einer Stunde eingebaut werden, was auch für die Montagefreundlichkeit der ZSM Verbindung spricht. (Abbildung 7)

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 19: Einzelrohreinbau auf RHB Abb. 18: ZSM Flansch im Schnitt - rot die beiden Ketten – gelb das Spitzende

Beteiligte • Bauherr

RAG BW West

• Projektleitung RAG Herr Hake, Herr Sorge • Planung, Statik u. Konstruktion • Stahlbau

IBH, Ing. Büro

Deilmann Haniel

• Rohrleitung ZSM Röhrenwerke Kupferdreh • Montage

RAG BW West + Servicebereich

• Prüfung u. Abnahmen

AHA, Prüfung u. Abnahme

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Dipl.-Ing. Andreas Hachmann AHA Prüfung und Abnahme Klausenerstraße 6 45665 Recklinghausen Tel.: +49(0) 23 61 - 90 42 064 Fax: + 49(0) 23 61 - 90 42 018 Mobil: + 49(0) 171 - 36 57 741 unabhängiger Sachverständiger für Bergbau u. Tiefbohranlagen, ö.b.u.v. Sachverständiger für Stahlhochbau, Kranbahnen, Krantragwerke u. Schweißtechnik i.d. Bereichen Schweißfachingenieur, Schweißgüteprüfingenieur

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Konzept für ein Endlager für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle im Tongestein in Deutschland Einleitung Die Endlagerung von nicht wärmeentwickelnden radioaktiven Abfälle ist im Endlager Konrad nach dessen Inbetriebnahme im Jahr 2014 vorgesehen. Für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle wurde in den 1980er Jahren in Deutschland ein Referenzkonzept zur Endlagerung in Steinsalzformationen entwickelt. Dabei sollen ausgediente Brennelemente in selbstabschirmenden POLLUX-Behältern in horizontalen Strecken des Endlagerbergwerkes auf der 870 m Sohle abgelegt werden, während die Abfälle aus der Wiederaufarbeitung in HAWund CSD-C-Kokillen in bis zu 300m tiefe vertikale Bohrungen eingelagert werden. Der dafür vorgesehene Salzstock in Gorleben wurde bis Ende 2000 auf seine Eignung untersucht, bis durch ein Moratorium die Erkundungsarbeiten von der Bundesregierung unterbrochen wurden. In diesem Zusammenhang wurde auch entschieden, intensiver alternative Wirtsgesteine auf ihre Eignung als Endlagerwirtsgestein zu untersuchen. Dabei traten insbesondere Überlegungen zur Endlagerung in Tonstein als einzige ernsthaft in Betracht zu ziehende Gesteinsformation weiter in den Vordergrund. Erste Überlegungen hinsichtlich einer Übertragbarkeit der für eine Salzformation entwickelten Einlagerungskonzepte für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle auf eine Tonformation wurden in Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit den Namen GEIST /Filbert et al. 2004/ und GENESIS /Jobmann et al. 2007/ angestellt. Dort wurden zum einen grundlegende konzeptionelle Ansätze zur Auslegung eines Endlagers in Tonstein entwickelt und zum anderen mögliche Auswirkung der Nachzerfallswärme aus den Abfällen auf das thermomechanische und hydraulische Verhalten des Wirtsgesteins untersucht.

Entwicklung eines Referenzendlagerkonzeptes in Tonstein Zielsetzung und Randbedingungen Auf Anregung des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWi) wurde ein Projekt zur weiteren Entwicklung eines Endlagerkonzeptes in Tonstein gestartet. Die Zielsetzung bestand darin, ein Referenzkonzept für ein Endlager im

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von Dipl.-Ing. W. Bollingerfehr, Dr.-Ing. M. Pöhler DBE TECHNOLOGY GmbH | Peine | Deutschland

Tonstein in Deutschland zu entwickeln, indem alle Aspekte der technischen Konzeption eines Endlagers berücksichtigt werden. Auf der Basis modellhafter Standortdaten und unter Berücksichtigung von thermischen Berechnungen aus den vorgenannten Studien sollte eine Grubengebäudeplanung, eine Transport- und Einlagerungstechnologie sowie eine Verfüll- und Verschlusskonzeption erarbeitet werden. Für die Auslegung eines Endlagers in Tonstein haben zwei wirtsgesteinsabhängige Randbedingungen wesentlichen Einfluss auf das Konzept: • die maximale Temperatur von 100°C an der Kontaktfläche der Endlagerbehälter zur geotechnischen Barriere und • die Erfordernis einer geotechnischen Nahfeldbarriere

Im Gegensatz zur Einlagerung in einer Salzformation ist deshalb in dem Referenzendlagerkonzept in Tonstein vorgesehen, sämtliche Endlagerbehälter mit einer 30 cm dicken Barriere aus Bentonitformteilen zu ummanteln. Diese geotechnische Barriere hat die Aufgabe, mögliche Lösungszutritte zu den Behältern zu verzögern und umgekehrt einen Rückhalteeffekt für möglicherweise in Lösung gegangene Radionuklide zu gewährleisten.

Referenzstandortregion Um von generischen Planungen zu einem Referenzendlagerkonzept zu kommen, bedarf es möglichst realistischer Daten über das Wirtsgestein Tonstein. Deshalb wurden für die weiteren Planungen entsprechende Arbeiten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) zugrunde gelegt. Die BGR hat bereits in den 1970er Jahren die für die Endlagerung in Frage kommende Salzformationen in Deutschland untersucht und vorausgewählt und weist auch für Tonsteinformationen verschiedene potenziell geeignete Standortregionen für die Errichtung eines HAW-Endlagers /Hoth et al. 2007/ aus (s. Abbildung 1).

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Abb. 1: Potenziell geeignete Standortregionen und Referenzstandort Nord 1 /Hoth et al. 2007; Jobmann et al. 2007/

Als Referenzstandortregion für ein HAW-Endlager in Tonstein wurde aus mehreren Alternativen eine Standortregion nordöstlich von Hannover ausgewählt. Vorteile dieses Standortes Nord 1 gegenüber den Alternativstandorten sind im Wesentlichen folgende: • ausgedehnte Einlagerungsschicht (HedbergellenMergel) mit Mächtigkeit von • 200 m in einer geschlossenen Tonformation von 1200 m, • flächige Ausdehnung über mehrere 100 km² • geringe Teufe: ca. 350 m und damit thermisch und gebirgsmechanisch günstig • Erdbebenzone 0

Die für diese Formation charakteristischen Gesteinseigenschaften (z.B.: Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit) wurden bei den Auslegungsrechnungen und Planungen benutzt.

Grundlagen der Konzeption Neben dem Eigenschaften des Wirtsgesteins sind Art und Menge an endzulagernden radioaktiven Abfälle bestimmend für die Auslegung des Endlagerbergwerkes.

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Die Anzahl der endzulagernden Behälter konnte ermittelt werden auf Grundlage des Gesetzes zur geordneten Beendigung der Kernenergienutzung zur gewerblichen Erzeugung von Elektrizität von 2002 /Ausstiegsnovelle 2002/. Dadurch ist die Abfallmenge an wärmeentwickelnden Abfällen relativ genau abschätzbar und es ergeben sich insgesamt 6818 Gebinde mit jeweils 3 ausgedienten Brennelementen. Darüber hinaus sind aus der Rücknahme von Wiederaufarbeitungsabfällen aus Frankreich und Großbritannien 3767 HAW-Kokillen sowie 7462 CSD-B und CSD-C-Kokillen zu berücksichtigen. In Abbildung 2 sind die drei Arten von Endlagerbehältern dargestellt, die den Planungen zugrunde gelegt wurden. Der Pollux-3BE, die Brennstabkokille (BSK 3) und die HAW-Kokille. Die HAW-Kokille steht stellvertretend auch für die CSD-B- und CSD-C-Kokillen, deren Abmessungen identisch bzw. sehr ähnlich sind. In gleicher Weise wie bei der Konzeption eines Endlagers in Salz so werden auch hier zwei unterschiedliche Einlagerungskonfigurationen den Planungen zugrunde gelegt. Ausgediente Brennelemente sollen entweder : • in POLLUX-Behältern in horizontalen Strecken oder • in Brennstabkokillen in vertikalen, ca. 50 m tiefen Bohrlöchern eingelagert werden.

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Abb. 2: Endlagerbehälter für die Endlagerung in einer Tonformation

Die Kokillen mit Abfällen aus der Wiederaufarbeitung werden wie beim Endlagerkonzept für Salz in vertikale Bohrlöcher eingelagert. Die maximale Tiefe wird auch hier auf ca. 50 m begrenzt. Aufgrund der Temperaturbegrenzung auf max.100°C wird bei den Endlagerbehältern für ausgediente Brennelemente zusätzlich eine wärmeverteilende Sandschicht (heat spreader) mit einer Dicke von 20 cm zwischen Behälter und Ummantelung eingeschaltet. Die Behälter werden zudem nur mit den gezogenen Brennstäben von 3 DWR-BE beladen.

In der Abbildung 3 sind die beiden Einlagerungskonzepte, so wie diese im Rahmen der vorausgegangenen FuEVorhaben GEIST und GENESIS erarbeitet wurden, dargestellt. Die Weiterentwicklung hinsichtlich günstigerer Wärmeableitung ins Wirtsgestein mündete in der Einführung einer zusätzlichen „Verteilungsschicht“ aus Sand, dem sogenannten heat spreader. Diese „optimierten“ Einlagerungskonzepte aus dem GENESISVorhaben wurden in der weiteren Planung genutzt.

Abb. 3: Einlagerungskonzepte für die Strecken- und Bohrlochlagerung /Jobmann et al 2007; Filbert et al. 2004/

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TECHNOLOGIETRANSFER Einlagerungsvarianten für ausgediente Brennelemente Wie beim Referenzkonzept in Salz so ist auch für das Referenzkonzept in Tonstein die Einlagerung von ausgedienten Brennelementen grundsätzlich in zwei Konfigurationen möglich. Entweder erfolgt dies durch eine Streckenlagerung von POLLUX-Behältern oder durch eine Bohrlochlagerung von Brennstabkokillen. Für beide Konfigurationen sind darüber hinaus jeweils verschiedene Einlagerungsvarianten denkbar. Mit dem Ziel, eine Vorzugsvariante zu ermitteln, wurden zunächst mögliche Einlagerungsvarianten konzeptionell untersucht und dann systematisch bewertet. Darauf aufbauend konnte je eine Vorzugsvariante ermittelt werden für die Strecken- und für die Bohrlochlagerung. Diese wurden abschließend einander vergleichend gegenübergestellt, indem jeweils eine Auslegung des Grubengebäudes vorgenommen und bewertet wurde. In den nachfolgenden Kapiteln werden die Varianten und die Herleitung des Referenzkonzeptes beschrieben.

Einlagerungsvarianten für die Streckenlagerung von POLLUX-3-Behältern Erste Überlegungen für die Endlagerung von ausgedienten Brennelementen in einer Tonsteinformation führten zu der Idee, die POLLUX-Behälter in der Einlagerungsstrecke auf eine vorbereitete Schale aus kompaktierten Bentonitformteilen abzulegen und nachfolgend mit Bentonitformteilen einzuhausen. Unter Berücksichtigung des im Vorhaben GENESIS vorgesehenen heat spreaders wurden im Rahmen des hier beschriebenen Referenzkonzeptes die mit dieser Verfahrensweise verbundenen Vor- und Nachteile sowie weitere denkbare Varianten untersucht und bewertet. Nachfolgend werden die Ausgangsvariante für die Streckenlagerung beschrieben und in einer schematischen Skizze kurz dargestellt. Für die weiteren Varianten werden die Unterschiede herausgestellt.

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• Streckenlagerung Variante 1 (S1) In der Variante S1 werden POLLUX-Behälter, Bentonitummantelung und Sand jeweils einzeln bzw. nacheinander eingebracht. Zunächst werden das Bentonitauflager auf der Streckensohle sowie die schachtabgewandte Stirnschalung aus Bentonit am Einlagerungsort eingebaut. Anschließend erfolgt das Aufbringen des heat spreaders auf das Auflager und nachfolgend das Ablegen des POLLUX-Behälters mit Hilfe eines verfahrbaren Teleskophubportals. Im nächsten Schritt werden die oberen Bentonitschalen aufgesetzt und die schachtzugewandte Stirnschalung eingebracht. Zum Schluss werden der Ringraum durch Öffnungen in den Bentonitschalungen mit Sand verfüllt und die Öffnungen mit Passstücken aus Bentonit verschlossen. Abbildung 4 veranschaulicht zum Einen auf der linken Seite die einzelnen Arbeitsschritte zur „Einhausung“ mit Bentonit und heat spreader und auf der rechten Seite in einer schematischen Skizze die Streckenquerschnitte, die für diesen Einlagerungsprozess benötigt werden. Unter Berücksichtigung des Platzbedarfs für ein Hebezeug zum Einbau der Bentonitschalen ist ein lichter Streckenquerschnitt von etwa 22 m² bis 24 m² erforderlich. Vorteil dieser Variante sind die vergleichsweise geringen Einzellasten (max. 38 t für den POLLUX-Behälter). Nachteilig ist der aus sehr vielen Teilarbeitsvorgängen bestehende Betriebsablauf insbesondere im Hinblick auf die aus Einzelteilen bestehende Bentonitummantelung und den vorort einzubringenden heat spreader.

• Streckenlagerungsvariante 2 (S2) Bei Variante S2 wird der POLLUX-Behälter zusammen mit dem heat spreader (Sand) in einen Container aus Stahlblech eingebracht. Dadurch entfällt das nachträgliche Einbringen des heat spreaders am Einlagerungsort. Hier

Abb. 4: Streckenlagerung Variante S1

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TECHNOLOGIETRANSFER ist ebenfalls von einem lichten Streckenquerschnitt von 22 m² bis 24 m² auszugehen. Gegenüber Variante S1 ergeben sich dadurch leichte Vorteile beim Einbau. Nachteilig ist eine größere Masse des Containers von ca. 56 t.

• Streckenlagerungsvariante 3 (S3) In der Variante S3 wird die Bentonitummantelung mit dem heat spreader in einer doppelwandigen zylindrischen Büchse aus Stahlblech vormontiert. Deren Innendurchmesser ist so bemessen, dass der POLLUX3-Endlagerbehälter nach Demontage der Tragzapfen vor Ort mit Hilfe einer Horizontalschubvorrichtung hineingeschoben werden kann. Nach dem Einschubvorgang wird die Büchse mit einem Deckel mit heat spreader und Bentonitplatte verschlossen. Die Masse der Büchse (ohne POLLUX-Behälter) beträgt ca. 47 t. Das Auflegen der Büchse auf ein vorbereitetes Auflager erfolgt mit Hilfe eines verfahrbaren Hubportals. Anschließend erfolgt der Antransport und das Hineinschieben des POLLUX mit Hilfe der Horizontalschubvorrichtung, die sich dazu formschlüssig mit der Büchse verbindet. Vorteile dieser Variante sind der Wegfall des aufwändigen Einbaus der Bentonitformteile vor Ort und der Schutz der Bentonitummantelung gegen mechanische Beanspruchung. Dem gegenüber stehen größere Streckenquerschnitte, die Bereich der Übernahmestelle für die Büchse ca. 30 m² und im weiteren Streckenverlauf ca. 28 m² betragen, und ein komplexer Betriebsablauf, der mehrere schwere Handhabungsgeräte erfordert. Damit verbunden sind ein hoher Rangieraufwand und zahlreiche Umsetzvorgänge. Desweiteren sind innerhalb einer Einlagerungsstrecke 2 Gleissysteme mit unterschiedlichen Spurweiten zu verlegen. Eine Reduzierung des Streckenquerschnitts in der Einlagerungsstrecke auf etwa 23 m² lässt sich dadurch erreichen, in dem für die Handhabung der Büchse anstelle eines Teleskophubportals ein Scherenhubportal verwendet wird. Dadurch ist es möglich, dass die Oberkante des Portals niveaugleich mit der Büchse sein kann und dieses

Hubportal eine für den Transport wesentlich niedrigere Arbeitsstellung einnehmen kann.

• Streckenlagerungsvariante 4 (S4) In der Variante S4 wird die Bentonitummantelung mit dem heat spreader und der POLLUX-Behälter in einem sogenannten Supercontainer (Abbildung 5) aus Stahlblech vormontiert. Die Gesamtmasse des Supercontainers beträgt ca. 86 t. Die Einlagerung des Supercontainers kann in Variante S4 in 3 verschiedenen Arten erfolgen. Diese 3 Untervarianten werden nachfolgend kurz beschrieben:

• Untervariante S4/1 - Transport und Einlagerung Supercontainer mit verfahrbarem Scherenhubportal Der Supercontainer wird an einer Umschlagstelle am Anfang der Einlagerungsstrecke von einem Scherenhubportal (wie Variante S3) übernommen und von diesem in abgesenkter Stellung bis zur vorgesehenen Ablegeposition transportiert und dort auf der Streckensohle abgelegt wird. Vorteil dieses Verfahrens ist der einfache Betriebsablauf mit nur wenigen Betriebsmitteln. Ferner kann der lichte Streckenquerschnitt in der Einlagerungsstrecke dadurch auf ca. 21 m² reduziert werden – Abbildung 6.

• Untervariante S4/2 - Transport und Einlagerung Supercontainer auf verlorenem Einlagerungswagen An der Umschlagstelle am Anfang der Einlagerungsstrecke wird der Supercontainer mit Hilfe eines temporär ortsfesten Hubportals auf einen verlorenen Einlagerungswagen einfacher, nicht kurvengängiger Konstruktion umgeladen und in der Einlagerungsstrecke mit Hilfe einer Lok an der vorgesehen Position abgestellt Abbildung 7. Im Bereich der Übergabestelle ist ein lichter Querschnitt von 30 m² erforderlich. Durch die Verwendung

Abb. 5: Supercontainer für die Streckenlagerung gemäß Variante S4

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TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 6: Streckenlagerung Untervariante S4/1

eines verlorenen Einlagerungswagens lässt sich der lichte Querschnitt in der Einlagerungsstrecke jedoch auf ca. 14 m² reduzieren.

• Untervariante S4/3 – Transport und Einlagerung Supercontainer mit Einlagerungsfahrzeug in rechtwinklig zur Streckenachse hergestellte Großbohrlöcher Zur Reduzierung der Gesamtanzahl der Einlagerungsstrecken ist eine Abwandlung der vorstehenden Varianten in der Form denkbar, dass die Supercontainer in rechtwinklig zur Streckenachse angeordnete, horizontale Großbohrlöcher eingelagert

werden. Die Großbohrlöcher sind in ihrer Länge so bemessen, dass sie jeweils einen Supercontainer aufnehmen können, der von einer in der Strecke befindlichen Einlagerungsvorrichtung in das Bohrloch hinein geschoben wird. Dazu sind die Bohrlöcher mit einem Außenliner ausgebaut, der auch die Funktion einer Gleitebene zum Hereinschieben der Supercontainer hat. Die Einlagerungsvorrichtung ist ein auf normalspurigen Gleisen verfahrbares Fahrzeug mit einer Horizontalschubeinrichtung. Am Einlagerungsort befindet sich eine auf Luftkissen gelagerte Drehbühne mit Gleisen, auf der das Einlagerungsfahrzeug geschwenkt werden kann. Der Einschubvorgang in das Bohrloch erfolgt mit Hilfe eines mehrstufigen Teleskopzylinders und einem Schreitwerk.

Abb. 7: Streckenlagerung Untervariante S4/2 - Querschnittsbedarf an Umschlagstelle und Abstellposition (links) und Darstellung Arbeitsstellungen des Hubportals (rechts)

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TECHNOLOGIETRANSFER Dem Vorteil dieser Variante, dass der Supercontainer mit nur geringem Ringspalt in das Bohrloch eingebracht werden kann stehen mehrere Nachteile gegenüber. So sind die Streckenquerschnitte an den Einlagerungsorten ca. 65 m². Für die zwischen den Einlagerungsorten liegenden, kurzen Streckenteile ist für den Transport theoretisch nur ein lichter Querschnitt von ca. 22 m² erforderlich. Aus auffahrungstechnischen Gründen ist jedoch ein größerer notwendig. Weitere Nachteile sind die erheblichen Aufwände für die Herstellung der Drehbühnenfundamente und der Großbohrlöcher für jeden einzelnen Supercontainer.

• Bewertung der Varianten für die Streckenlagerung von POLLUX-3BE Anhand betrieblicher und sicherheitlicher Kriterien erfolgte eine Bewertung der Varianten. Danach ergab sich als Vorzugsvariante für die Streckenlagerung die Variante S4/2. Gründe dafür sind im Wesentlichen: • Geringe Streckenquerschnitte (14 m²) • Geringe Offenstandszeiten der Strecken (ca. 1 Jahr bei Streckenlängen von ca. 400m) • Hoher Einlagerungsfortschritt (ca. 7 Schichten per Gebinde inkl. Versetzen)

in Brennstabkokillen mit einer geotechnischen Barriere aus vorkompaktierten Bentonitschalen (allseitig 30 cm) in einem Overpack (Stahlblechmantel) weiter entwickelt. Wie beim Streckenlagerunsgkonzept soll auch hier ein heat spreader eingesetzt werden. Dazu wurde eine 20 cm starke Sandschicht zwischen Kokille und Bentonitummantelung vorgesehen. Im Rahmen eines FuE-Vorhabens /Bollingerfehr et al. 2007/ wurde in den vergangenen Jahren eine Technologie zum Transport und zur Einlagerung von ausgedienten Brennelementen in Brennstabkokillen (BSK3) entwickelt, gebaut und dessen Zuverlässigkeit in Demonstrationsversuchen im Maßstab 1:1 nachgewiesen. Dieses System soll prinzipiell ebenfalls für die Bohrlochlagerung in Tonstein zum Einsatz kommen. In Abbildung 8 ist die Situation unter Tage in der Einlagerungsstrecke eines Endlagers in einer Salzformation dargestellt. Über dem Einlagerungsbohrloch steht die Einlagerungsvorrichtung, die den Transferbehälter mit der Brennstabkokille vom Plateauwagen abgenommen und nach einer 90 °- Drehung senkrecht auf die Bohrlochschleuse über dem Einlagerunsgbohrloch abgesetzt hat. Der Transferbehälter weist dort im beladenen Zustand eine Masse von ca. 51 t auf. Diese Technologie und Verfahrensweise sowie andere denkbare Einlagerungskonzepte sind für die nachfolgenden, zusammenfassend beschriebenen Varianten B1 bis B4 untersucht und bewertet worden.

• Einfache Betriebsabläufe • Geringe Störanfälligkeit

Einlagerungsvarianten für die Bohrlochlagerung von BSK3 Aufgrund von thermischen Randbedingungen (max 100 °C) wurden erste Überlegungen (Vorhaben GEIST) für die Einlagerung von ausgedienten Brennelementen

• Variante B1: BSK3 mit Sand und Bentonitummantelung in Supercontainer In der Variante B1 wird die BSK3 zusammen mit Bentonit und dem als heat spreader fungierenden Sand in einem Supercontainer konditioniert. Dieser wird dann nach Entnahme aus dem abschirmenden Transferbehälter mit Hilfe einer Einlagerungsvorrichtung komplett im Bohrloch

Abb. 8: System zum Transport und zur Einlagerung von Brennstabkokillen (BSK 3) in vertikale Bohrlöcher in einer Salzformation /Bollingerfehr et al. 2007/

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Abb. 9: Variante B1 - Querschnitt durch das Bohrloch mit Supercontainer (links) und Querschnittsbedarf der Einlagerungsvorrichtung (rechts)

abgesetzt. In Abbildung 9 sind der Querschnitt durch das Bohrloch mit BSK3 (links) und der Querschnittsbedarf der Einlagerungsvorrichtung in der Einlagerungsstrecke im Vergleich zur Einlagerungsvorrichtung für die Salzformation (rechts) dargestellt. Nachteilig bei der Umsetzung dieser Variante wäre ein lichten Streckenquerschnitt von fast 80 m² im Bereich des Bohrlochkellers. Die rechts in Abbildung 9 dargestellte Einlagerungsvorrichtung für die Salzformation käme hingegen mit einem Streckenquerschnitt von ca. 50 m² aus. Die Masse von Transferbehälter einschließlich Supercontainer würde sich im Vergleich zu dem für die Salzformation mit 126,5 t mehr als verdoppeln.

• Variante B2: BSK3 mit Sand in Container, Bentonitummantelung einzeln Variante B2 zielt auf eine Optimierung von Streckenquerschnitt und Containermasse ab. Dazu werden die Bodenplatte sowie die Bentonitringe über die ganze Bohrlochtiefe vorab eingebaut. Anschließend erfolgt die Einlagerung der BSK3 zusammen mit dem als heat spreader fungierendem Sand zusammen in einem Container. Im Vergleich zu Variante B1 können hier Reduktionen für den Streckenquerschnitte auf ca. 65 m² und für die Masse des beladenen Transferbehälters auf ca. 80 t erreicht werden.

• Variante B3 Bentonitummantelung mit Sand in Büchse, BSK3 einzeln In Variante B3 wird eine weitere Verringerung der zu transportierenden und zu handhabenden Einzelmassen angestrebt. Dazu wird die Bentonitummantelung mit der zur Wärmeverteilung erforderlichen Sandschicht in einer zylindrischen Büchse (doppelwandiger Zylinder)

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zusammengefasst. Nach Herstellung des Bohrlochs werden diese über die gesamte Bohrlochlänge bis zum Abschnitt für den endgültigen Bohrlochverschluss eingebaut. Dadurch können der Transferbehälter und die Einlagerungsvorrichtung für die Salzformation genutzt werden. Nachteilig bei dieser Variante ist, dass diese Verfahrensweise keinen durchgängigen Aufbau der Bentonitringe erlaubt.

• Variante B4: BSK3, Bentonitummantelung und Sand einzeln In der Variante B4 werden Bentonit, heat spreader aus Sand und die Kokille separat im Bohrloch eingebracht. Zunächst erfolgt der Einbau der Bentonitringe über die gesamte Bohrlochtiefe bis zum Abschnitt für den endgültigen Bohrlochverschluss. Anschließend werden die Kokillen im Wechsel mit dem als heat spreader fungierenden Sand und ggf. anderem Versatzmaterial eingebracht. Für eine Zentrierung der BSK3 im Bohrloch werden Zentriervorrichtungen im Bereich der vorgesehenen Absetzpositionen der Kokillen im Zuge des Einbaus der Bentonitringe eingebaut. In Abbildung 10 sind der Querschnitt durch das Bohrloch mit BSK3 (oben) und der Querschnittsbedarf der Einlagerungsvorrichtung in der Einlagerungsstrecke (unten) dargestellt.

Bewertung der Varianten für die Bohrlochlagerung von BSK3 Anhand verschiedener betrieblicher und sicherheitlicher Kriterien erfolgte eine Bewertung der Varianten. Danach ergab sich als Vorzugsvariante für die Bohrlochlagerung die Variante B4. Gründe dafür sind im Wesentlichen:

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TECHNOLOGIETRANSFER • Geringe Streckenquerschnitte (ca. 50m²) • Geringe Offenstandszeiten der Strecken (ca. 2,3 Jahre bei Streckenlängen von ca. 400m) • Geringe Massen (51,4 t für beladenen Transferbehälter) • Geringe Spurweite/Gleisradien (ca. 2m und 25 m)

Bewertung der Vorzugsvarianten und Auswahl Referenzkonzept Für einen möglichen Vergleich der Vorzugvarianten für das Streckenlagerungsund Bohrlochlagerungskonzept wurden basierend auf dem Zuschnitt einzelner Einlagerungsfelder die Grubengebäude geplant. Randbedingungen waren dafür im wesentlichen: • Einsöhlige Ausrichtung des Endlagers • Trennung Grubengebäude in Überwachungs- (ÜB) und Kontrollbereich (KB) • Auffahraktivitäten im ÜB und Einlagerung im KB • 2 Schächte • Frischwetterschacht (ÜB): Förderschacht Haufwerk sowie Personal- und Materialtransport • Abwetterschacht (KB): Gebindetransportschacht sowie Personal- und Materialtransport • Zentrale Schachtanlage mit 2 Schächten • Ermöglichung einer rückbauartigen Einlagerung von den Grubenfeldgrenzen zu • den Schächten hin mit Abwurf bereits belegter Einlagerungsfelder • Anordnung Einlagerungsfelder zwischen Richtstrecken (Erkundung) • Behälterabstände gemäß thermischen Berechnungen aus GENESIS /Jobmann et al. 2007/ • Begrenzung der Länge der Einlagerungsstrecken auf ca. 400 m. Dadurch werden nach §49 (3) ABVO in den Vortrieben keine Einrichtungen (Fluchtcontainer) erforderlich, in denen Beschäftigte im Brandfall für mindestens vier Stunden vor Brandschwaden geschützt sind. • Abzweigwinkel Richtstrecken/Querschläge und Querschläge/Einlagerungsstrecken: 60°/120°

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Abb. 10: Variante B4 - Querschnitt durch das Bohrloch mit BSK3 und Detail Zentriervorrichtung mit Bentonitring (oben) und Querschnittsbedarf der Einlagerungsvorrichtung (unten)

• Minimierung der Richtstrecken für den Gebindetransport durch geeignete Zusammenschaltung von Einlagerungsabteilungen • keine Nachnutzung von Abwettern aus Einlagerungsbereich (KB) im Auffahrbereich (ÜB) • keine gegenseitige Behinderung von Auffahraktivitäten und Einlagerungsbetrieb (keine Auffahraktivitäten im KB) • keine Auffahrungen von ÜB in KB (Vermeidung Behinderung von Betriebsabläufen und von Wetterteilkreisläufen) (diese Forderung bezieht sich auf die durchschlägigen Einlagerungsstrecken bei der Bohrlochlagerung) • spätestmögliche Auffahrung Einlagerungsstrecken in Bezug zur Einlagerung (zeitliche Flexibilität, Konvergenz) • spätestmögliche Herstellung Bohrlöcher in Bezug zur Einlagerung (zeitliche Flexibilität, Konvergenz) (nur Bohrlochlagerung)

Unter Berücksichtigung vorgenannter und weiterer Planungsrandbedingungen wurden verschiedene Varianten

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TECHNOLOGIETRANSFER zum Zuschnitt des Grubengebäudes betrachtet und bewertet. Danach zeigte sich, dass bei zentraler Anordnung der Schächte ein 3-Streckensystem in wettertechnischer, betrieblicher und wirtschaftlicher Hinsicht die meisten Vorteile aufweist. Die darauf basierenden Zuschnitte für die Grubengebäude für die Strecken- und Bohrlochlagerung sind in Abbildung 11 und Abbildung 12 dargestellt.

Abb. 11: Grubengebäudezuschnitt für die Streckenlagerung von POLLUX-3BE (Variante S4/2)

Abb. 12: Grubengebäudezuschnitt für die Bohrlochlagerung von BSK3 (Variante B4)

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TECHNOLOGIETRANSFER Die Zuschnitte sind sowohl bei der Streckenlagerung als auch bei der Bohrlochlagerung dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einlagerungsfeld an drei Richtstrecken angeschlossen ist, von denen zwei der Frischwetterversorgung dienen und eine als gemeinsame Abwetterstrecke fungiert. Die Richtstrecken für den Haufwerkstransport (gelb) sind dem Überwachungsbereich zugeordnet, in dem sämtliche Auffahraktivitäten einschließlich Bohrlochherstellung und -herrichtung stattfinden. Die Richtstrecken für den Gebindetransport (rot) sind dem Kontrollbereich zugeordnet, in dem die Einlagerung erfolgt. Die der Abwetterführung dienenden Strecken (blau) sind ebenfalls Bestandteil des Kontrollbereichs. An Kreuzungspunkten außerhalb der Einlagerungsfelder sind die Strecken nicht niveaugleich, sondern so angeordnet, dass Abwetter- oder Haufwerkstransportstrecken oberhalb der söhligen Gebindetransportstrecken und Abwetterstrecken oberhalb Haufwerkstransportstrecken verlaufen.

bei der Streckenlagerung (einschließlich Richtstrecken im Bereich der Einlagerungsabteilungen) liegen mit ca. 210 km etwa um den Faktor 2 höher als bei der Bohrlochlagerung. Die Ausbruchvolumina sind mit ca. 700 m³/Gebinde (Streckenlagerung) und mit ca. 740 m³/Gebinde (Bohrlochlagerung) in vergleichbarer Größenordnung. Daraus ergeben sich klare Vorteile für die Bohrlochlagerung. Darüber hinaus sprechen weitere Argumente für dieses Konzept; so z.B. ein im Vergleich zur Streckenlagerung nur geringer Stahlaufwand, der gegenüber der Streckenlagerung nur bei ca. 1/7 liegt. Ebenso sind die quasi gebirgsverbundene Einbettung der BSK3 im

Getrennt durch eine umsetzbare, temporäre Absperrung zur Trennung des Überwachungsbereiches vom Kontrollbereich in den Querschlägen und zusätzlich in den Einlagerungsstrecken bei der Bohrlochlagerung ermöglichen die Zuschnitte einer in Bezug zur Einlagerung spätestmöglichen Auffahrung und Herrichtung von Strecken und Bohrlöchern und damit geringe Offenstandszeiten. Aus diesem Grund sind die Einlagerungsstrecken bei der Bohrlochlagerung im Gegensatz zur Streckenlagerung auch durchschlägig. Getrennt durch die temporäre Absperrung erfolgt im Überwachungsbereich sukzessive die Herstellung und Herrichtung der Einlagerungsbohrlöcher und im Kontrollbereich derselben Strecke die Einlagerung. Der Vergleich der Grubengebäudezuschnitte für die Strecken- und Bohrlochlagerung zeigt folgendes Ergebnis. Berücksichtigt man nur die Einlagerungsabteilungen ohne deren Streckenanbindung an die Schächte, ist der Flächenbedarf für die Streckenlagerung mit ca. 6,9 km² um den Faktor von ca. 1,7 höher als für die Bohrlochlagerung. Die Auffahrlängen Abb. 13: Schematische Darstellung des ausgewählte Referenzkonzeptes (BohrlochlagerungVariante B/4) für die Endlagerung in Tonstein

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TECHNOLOGIETRANSFER Bohrloch, die Realisierung des Bohrlochverschlusses und die zu handhabenden Massen der Transporteinheiten mit ca. 51 t (Transferbehälter mit BSK3) - erheblich geringer als bei der Streckenlagerung (Masse Supercontainer: 86 t) – Gründe, die für die Bohrlochlagerung sprechen. Insofern wird für die Einlagerung von ausgedienten Brennelementen in einer Tonformation die Bohrlochlagerung (Variante B4) als Referenzkonzept für die Endlagerung in Tonstein in Deutschland vorgeschlagen (s. Abbildung 13).

Aufwand Das Endlagerkonzept sieht getrennte Flügel für die Endlagerung der ausgedienten Brennelemente und für die Wiederaufarbeitungsabfälle vor. Im zentralen Mittelfeld befinden sich neben den beiden Schächten die erforderlichen Grubennebenräume. Der Gesamtflächenbedarf des Endlagers beträgt für das Referenzkonzept ca. 6,5 km². Der Aufwand für die Herstellung und Herrichtung der Grubenbaue in Tonstein ist im Vergleich zu Salz hoch, insbesondere weil alle Strecken und Räume mit massivem Ausbau (Stahl, Beton) herzustellen sind. In

Abbildung 14 und Abbildung 15 sind die Grundkonzeption des Ausbaus in den Einlagerungsstrecken und in den Richt- und Transportstrecken dargestellt sowie Fotos von vergleichbaren Ausführungen in Bergbaubetrieben. Die Herstellung von Spritzbetonausbauten und die Montage von Stahlbogenausbau ist Stand der Technik und weitgehend automatisiert (Abbildung 16). Sobald Einlagerungsstrecken und -felder vollständig belegt sind, werden die Hohlräume verfüllt. Für die Verfüllung des überwiegenden Teils der untertägigen Grubenbaue ist aus Kostengründen Haufwerksmaterial aus der Auffahrung vorgesehen. Aufgrund der parallel zum Einlagerungsbetrieb stattfindenden Herstellung der Einlagerungsstrecken kann das für Versatzzwecke erforderliche Haufwerk untertage verbleiben und ist damit keinen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Es wird direkt im Umlauf untertage von einem an den Kontrollbereich angrenzenden Haufwerksbunker abgezogen und den Versatzbetriebspunkten zugeführt. Das restliche Haufwerk wird zutage gefördert und aufgehaldet. Für die zum Ende der Betriebsphase verbliebenen Grubenbaue kann aufgrund der dann beendeten Auffahrungsarbeiten nur aufbereitetes Haldenmaterial oder Fremdversatz

Abb. 14: Grundkonzeption des Ausbaus einer Einlagerungsstrecke (links) und Foto einer Teilschnittmaschine, die im Zuge der Auffahrung auch Anker setzen kann (rechts)

Abb. 15: Grundkonzeption des Ausbaus einer Richt- und Transportstrecke mit Stahlbogenausbau (links) und Foto einer Transportstrecke mit Stahlbogenausbau

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Abb. 16: Beispiele eines Spritzbetonmanipulators und einer Ausbaubühne

verwendet werden. Der Verschluss des Endlagers erfolgt durch Streckenverschlussbauwerke im schachtnahen Bereich und die dazu redundant und/oder diversitär ausgelegten Schachtverschlüsse. Im Grubengebäudes sind zahlreiche Betriebspunkte erforderlich, die wettertechnisch versorgt und transportlogistisch an die betriebliche Infrastruktur angeschlossen werden müssen. Anhand der Analyse von detaillierten Betriebsabläufen konnte gezeigt werden, dass bei der zeitführenden Einlagerung von BSK 3 ein Einlagerungsfortschritt in der Größenordnung von 0,5 Gebinden pro Arbeitstag bei zeitgleicher Einlagerung der WA-Abfälle als realistisch anzusehen ist. Betrachte man den kompletten Zeitahmen für ein Endlager in Tonstein, so gilt folgendes. Von Beginn der übertägigen Erkundung des Endlagerstandortes bis zum Ende der Rekultivierung der Tagesoberfläche als letzten Arbeitsschritt nach Stilllegung des Endlagers wird ein Zeitraum von 104 Jahren abgeschätzt. Einschließlich der Herstellung der ersten und Versetzen der letzten Einlagerungsstrecke entfallen davon 56,5 Jahre auf die Betriebsphase. Die Differenz von 47,5 Jahren teilen sich auf in 39,5 Jahre für den Zeitraum von Beginn der übertägigen Erkundung bis zum Beginn der Betriebsphase. Für die Begutachtung, Auslegung und Erörterung der Planunterlagen bis zum Planfeststellungsbeschluss im Rahmen des atomrechtlichen Genehmigungsverfahrens wurde dabei ein Zeitraum von 10 Jahren angenommen. Weiter wurde angenommen, dass mit der Errichtung des Endlagerbergwerks unmittelbar nach Planfeststellungsbeschluss begonnen werden kann. 8 Jahre sind für die Stilllegungsphase, bei der ein Nachlauf von einem Jahr für den Abriss der restlichen Tagesanlagen und die Rekultivierung der Tagesoberfläche im Anschluss an die Schachtverfüllung berücksichtigt werden, angesetzt worden.

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Zusammenfassung und Ausblick In Deutschland stehen hochradioaktive Abfälle aus dem Betrieb von Kernkraftwerken zur dauerhaften, wartungsfreien und nicht rückholbaren Endlagerung in einer tiefen geologischen Formation an. Dabei handelt es sich um ausgediente Brennelemente in POLLUX-Behältern und um Wiederaufarbeitungsabfälle in HAW-, CSD-B- und CSD-C-Kokillen. Gemäß dem Referenzendlagerkonzept sollen diese radioaktiven Abfälle in einer Salzformation endgelagert werden. Im Rahmen vorlaufender FuE-Vorhaben zur Untersuchungen von Endlagerkonzepten in alternativen Wirtsgesteinen wurden erste grundlegende Überlegungen zur Endlagerauslegung in Tonsteinformationen angestellt. Darauf aufbauen wurden alle wesentlichen Aspekte zur Auslegung, zur Herrichtung, zum Betrieb und zur Stilllegung eines Endlagers in einer Modellregion in Norddeutschland untersucht und ein Referenzendlagerkonzept entwickelt. Nach Betrachtung diverser Varianten zur Einlagerung von ausgedienten Brennelementen und deren Bewertung ergab sich, dass die Einlagerung in ca. 50 m tiefe vertikale Bohrlöcher insgesamt die meisten Vorteile aufweist. Die Auffahrung eines Grubengebäudes in einer Tonsteinformation erfordert immer einen gleichzeitigen massiven Ausbau der Strecken - auch der Einlagerungsstrecken - mit Stahlbögen oder Spritzbeton. Aufgrund der deutlich geringeren maximal zulässigen Temperatur (100 °C) an der Kontaktfläche zwischen Endlagerbehälter und Bentonitpuffematerial wird im Vergleich zum Wirtsgestein Salz eine ca. 5 Mal so große Fläche für das Grubengebäude benötigt. Unter betrieblichen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten bietet ein Endlagerkonzept in Tonstein keine Vorteile gegenüber der Endlagerung in Salz.

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TECHNOLOGIETRANSFER Nachdem im Herbst 2009 die neue Bundesregierung eine unverzüglich Wiederaufnahme der Erkundungsarbeiten im Salzstock Gorleben in den Koalitionsvertrag geschrieben hat, kann davon ausgegangen werden, dass die Eignungsaussage zu diesem Standort höhere Priorität hat als weitere FuE-Arbeiten zur Endlagerung in Tonstein. Die bisher erreichten und hier vorgestellten Ergebnisse zur Endlagerkonzeption in Tonstein haben bisher auch keinen Anhaltspunkt gezeigt, dass es zwingende Gründe für einen Richtungswechsel gibt.

Literaturverzeichnis /1/ /Jobmann et al. 2007/ M. Jobmann et al. Untersuchungen zur sicherheitstechnischen Auslegung eines generischen Endlagers im Tonstein (GENESIS), Abschlussbericht, DBE TECHNOLOGY GmbH, 2007

/2/ /Filbert et al. 2004/ Filbert, W. et al.: Gegenüberstellung von Endlagerkonzepten in Salz und Tongestein (GEIST), Abschlussbericht, DBE TECHNOLOGY GmbH, 2004 /3/ /Ausstiegsnovelle 2002/ AtG-Ausstiegsnovelle 2002: Gesetzes zur geordneten Beendigung der Kernenergienutzung zur gewerblichen Erzeugung von Elektrizität vom 22. April 2002; Bundesgesetzblatt Jahrgang 2002 Teil I Nr. 26, Bonn, 26. April 2002 /4/ /Bollingerfehr et al. 2007/ B o l l i n g e r f e h r, W.; Filbert, W.: Optimierung der Direkten Endlagerung ausgedienter Brennelemente durch Kokillenlagerung in Bohrlöchern; atw: Internationale Zeitschrift für Kernenergie, 52. Jg. (2007), Heft 3, März /5/ /Pöhler et al. 2008/ Pöhler, M. et al.: Referenzkonzept für ein Endlager für radioaktive Abfälle in Tonstein (ERATO), Abschlussbericht, DBE TECHNOLOGY GmbH, Dezember 2008

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Dipl.-Ing. Wilhelm Bollingerfehr

Dr.- Ing. Matthias Pöhler

DBE TECHNOLOGY GmbH Eschenstraße 55, 31224 Peine

Tel.: +49(0) 51 71 - 43 15 25 Fax: +49(0) 51 71 - 43 15 06

Tel.: +49(0) 51 71 - 43 0 Fax: +49(0) 51 71 - 43 12 18

| bollingerfehr@dbe.de | | www.dbe-technology.de |

| info@dbe-technology.de | |www.dbe-technology.de |

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TECHNOLOGIETRANSFER Sandvik HM150 Formed Roller auf den Bändern 5 und 8 der Abraumförderbrücke AFB 60m im Einsatz.

Sandvik HM150 auf der weltgrößten Förderbrücke in der Lausitz im Einsatz Schweden spielen tragende Rolle in der Braunkohlegewinnung Fürst Herrmann Ludwig Heinrich von Pückler-Muskau, ein landschaftskünstlerisches Genie, baute ab 1817 den heute zum UNESCO Weltkulturerbe zählenden FürstPückler-Park in der Lausitz. In derselben Epoche, im Jahr 1850, wurde die erste Braunkohle in der Region gefördert und noch heute baut das schwedische Unternehmen Vattenfall dort subventionsfrei Rohkohle ab – unter anderem in Jänschwalde, einem von fünf derzeit in Betrieb befindlichen Tagebauen. Als einer der größten Arbeitgeber und Ausbilder im Osten Deutschlands beschäftigt Vattenfall aktuell fast 8.000 Mitarbeiter und rund 800 Auszubildende. Eine ebenfalls tragende Rolle spielt Sandvik Mining and Construction – im Wortsinn. Am Standort Jänschwalde sind 320 Stück 5-teilige Girlanden der HM150 Formed Roller auf der Abraumförderbrücke AFB 60 m im Einsatz. Auf Band 5, dem Hauptförderer (Gurttyp 3000 ST2500-18:10, Girlandenabstand ca. 800 mm) und auf Band 8 dem Haldenförderer I, (Gurttyp 2750 ST2500-18:8, Girlandenabstand ca. 800 mm).

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Begonnen hat alles im Frühjahr 2004, als Bernhard Hofmayer, Betriebsleiter und Prokurist bei Sandvik, die Musterrolle HM150 bei Vattenvall vorstellte. Die Baugruppen-Ingenieure waren beeindruckt, von dem völlig neuartigen Design und der innovativen Bauart. Die Diskussion über die Vor- und Nachteile der bauteiloptimierten Tragrolle konnten also beginnen. Man verständigte sich schnell und unbürokratisch auf eine Testphase im Tagebau Welzow-Süd. Aufgrund der extremen Betriebsbedingungen herrschen hier die höchsten Anforderungen an Tragrollen und Tragrollensysteme. Hier werden Bandgeschwindigkeiten von 10 bis 11 Meter pro Sekunde gefahren und stündlich 52.000 Tonnen Abraum befördert. Dieser Aufgabe hat man sich bei Sandvik angenommen und die Hochleistungsrolle HM150 bis zur Marktreife entwickelt. Von August 2004 bis April 2005 liefen die ersten 250 Rollen im Test – mit Erfolg. Die Geräuschemission konnte um ca. 20 dB (A) gesenkt werden und die Gewichtseinsparungen kamen der Statik zugute. Das Resultat: Betriebsfreigabe durch den TÜV. Im Anschluss wurden alle bisherigen Tragrollen auf der Förderbrücke gegen die Sandvik HM150 ausgetauscht.

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TECHNOLOGIETRANSFER HM150 Formed Roller auf der Abraumförderbrücke AFB 60 m im Einsatz - auf Band 5, dem Hauptförderer (Gurttyp 3000 ST2500-18:10, Girlandenabstand ca. 800 mm) und auf Band 8 dem Haldenförderer I, (Gurttyp 2750 ST2500-18:8, Girlandenabstand ca. 800 mm).

Mit den positiven Erfahrungen aus dem Vattenfall Tagebau WelzowSüd, ging man im 50 km entfernten Jänschwalde ebenfalls ans Werk. Ausgangspunkt für den geplanten Einsatz der innovativen HM150 auf der im Tagebau eingesetzten Abraumförderbrücke AFB 60 m war der Wille von Vattenfall, Mitarbeitern, Anwohnern und Umwelt gerecht zu werden, indem man in aktuelle Technik investiert. Darüber hinaus galt es, die Auflagen des TÜV zu erfüllen. Im Fokus stand auch hier die anspruchvolle Statik der 30.000 Tonnen schweren Förderbrücke. Durch die gegenüber konventionellen Tragrollen erreichte Gewichtseinsparung von 10 - 15 % konnte die aufwendige und kostenintensive Umrüstung des Stahlkolosses verhindert werden. Die Gewichtsoptimierung ist auch im Falle eines Austausches einer Einzelrolle oder Girlande von Vorteil, was aufgrund der extrem langen Laufzeit der Rollen nun seltener notwendig ist. “Ich kann mich nicht erinnern, dass ich in den letzten sechs Monaten eine der 1.600 HM150 Formed Roller austauschen musste.”, so der SpezialMechaniker Christian Ramm. “Intern werden die HM150 wegen der orangeroten Farbe und Form nur Feuerlöscher genannt.”, ergänzt er. In den ersten drei Jahren lag man mit einer Ausfallquote von 2,9 % weit unter dem statistischen Mittel für konventionelle Tragrollen. “Die durch die geringere Ausfallquote verlängerte Standzeit der Rollen und die durch die Laufruhe geräuscharme Umgebung haben uns nachhaltig von der innovativen Tragrolle überzeugt, ” resümiert Operativ Ingenieur Peter Hobracht. Mittlerweile sind insgesamt mehr als 19.000 Sandvik Hochleistungstragrollen an Vattenfall in der Lausitz geliefert worden. Die Techniker wie auch die Entscheider im Einkauf sind mit der Zusammenarbeit, den gelieferten

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Tragrollen und dem Service von Sandvik sehr zufrieden. Der Zuschlag für die Lieferung von 1.700 3-teiligen Girlanden der HM150 für eine Landbandanlage dokumentiert den positiven Gesamteindruck von Unternehmen, Marke und Produkt. Verpflanzte Fürst Pückler im 19. Jahrhundert erstmals ausgewachsene Bäume in seinen 750 Hektar großen Landschaftspark, so hat Vattenfall seit 2007 im Rahmen der Rekultivierung seiner genutzten Flächen die von Kiefernwäldern geprägte Monokultur der Region mit 3 Mio. Laub- und Nadelhölzern aufgeforstet. Bis 2030 entsteht darüber hinaus mit dem 1.900 Hektar großen “Ostsee”das größte künstlich angelegte Binnengewässer in der Lausitz – kein UNESCO Weltkulturerbe, aber ein attraktives Sportund Erholungsgebiet für die nächsten Generationen. So gesehen spielt auch Sandvik in der heutigen Epoche mit der HM150 eine tragende Rolle bei der Gewinnung und dem Transport des heimischen Energieträgers Braunkohle.

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TECHNOLOGIETRANSFER

Bandlaufgeschwindigkeiten von bis zu 11 m/sek. und bis zu 52.000 Tonnen Abraum pro Stunde stellen höchste Ansprüche an die Sandvik Hochleistungstragrolle.

Die Gräuschemission konnte durch den Einsatz der Sandvik Hochleistungstragrolle um ca. 20 db (A).

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Sandvik HM150 Formed Roller Der Begriff “Formed Roller” bezieht sich sowohl auf das spezielle und von Sandvik weiterentwickelte und optimierte Produktionsverfahren, als auch auf das Endprodukt. Durch den Einsatz von hochpräzisen Produktionsverfahren und -einrichtungen, weisen die HM150 Formed Roller die im Folgenden beschriebenen verbesserten Eigenschaften auf: • optimierte Lastverteilung in den Kugellagern

Die Techniker wie auch die Entscheider im Einkauf sind mit der Zusammenarbeit, den gelieferten Tragrollen und dem Service von Sandvik sehr zufrieden.

Die bauteiloptimierte, patentrechtlich geschützte Tragrolle HM150 besteht im Wesentlichen aus dem belastungsgerechten und verformungsreduzierten Tragrollenmantel (flow formed shell), den durch Umformung hergestellten Lagerhaltern (end-formed), der geschmiedeten Hohlachse sowie den neuentwickelten hocheffektiven Labyrinthabdichtungen.

• reduzierter Lagerkippwinkel • reduzierte Schallemissionen • höhere zulässige Drehzahl • geglättete Lagersitze Rz ~ 0,5 µm (reduziert Passungsrost) • Gewichtsreduzierung der Tragrolle von 10 – 30% • Auswuchtgüte G kleiner 14 nach DIN ISO 1940 • maximale Rundlaufabweichung ~ 0,25 mm

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TECHNOLOGIETRANSFER Sandvik

ist ein weltweit tätiger Industriekonzern, der auf fortschrittliche Produkte setzt und der in einigen Bereichen weltweit Marktführer ist – wie z.B. Zerspanungswerkzeuge, Maschinen und Werkzeuge für den Gesteinsabbau, rostfreie Materialien, Speziallegierungen, Hochtemperaturmaterialien und Prozesssysteme. Die Gruppe beschäftigte 2009 rund 44 000 Mitarbeiter und unterhielt Vertretungen in 130 Ländern. Der Jahresumsatz betrug etwa 72 Mio SEK.

Sandvik Mining and Construction ist ein Geschäftsbereich der Sandvik-Gruppe und ein weltführender Lieferant von Maschinen, Hartmetallwerkzeugen, Dienstleistungen und technischen Lösungen für die Gewinnung und Zerkleinerung von Mineralien und Gestein in der Bergbau und Bauindustrie. Der Jahresumsatz betrug 2009 32,6 Mio SEK und das Unternehmen beschäftigte rund 14 400 Angestellte.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Sandvik Mining and Construction Central Europe GmbH Sales and Service Conveyor Components Sven Waliczek Tel.: +49 (0)171 - 22 38 743 eMail: sven.waliczek@sandvik.com

Sanvik Mining and Construction Central Europe GmbH Hafenstrasse 280 45356 Essen | Deutschland Tel.: +49 (0)201- 17 85 300 Fax: +49 (0)201 - 17 85 800 Internet: www.sandvik.com

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TECHNOLOGIETRANSFER Wirtgen GmbH

Eisenerzabbau in Australien:

Maschinenleistung und ServiceSupport auf höchstem Niveau

Surface Miner als Hauptgewinnungsgeräte! Wirtgen Surface Mining: Großprojekt im Eisenerzabbau: Surface Miner als Hauptgewinnungsgeräte Der australische Kontinent besitzt ein weltweit einzigartiges Vorkommen an Bodenschätzen. Als Rohstofflieferant von z.B. Kohle, Eisenerz, Bauxit oder Nickel hat Australien eine herausragende Stellung im Weltmarkt. Die Wirtschaft des fünften Kontinents wird maßgeblich durch den Erfolg der Abbaugesellschaften bestimmt. Der Bergbau ist Motor für wirtschaftliches Wachstum. Dominant war bisher das traditionelle Abbauverfahren Bohren und Sprengen – seit 2007 setzt jedoch einer der größten Eisenerzproduzenten des Kontinents auf die innovative Technologie der Wirtgen Surface Miner: Die Abbaustätten der Fortescue Metals Group (FMG) sind das erste Großprojekt Australiens, bei dem Surface Mining als Hauptgewinnungsmethode eingesetzt wird. Insgesamt 20 Wirtgen Surface Miner sind in den Minen von FMG zum Garant für den wirtschaftlichen Abbau von hochwertigem Material geworden.

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TECHNOLOGIETRANSFER Kosten senken, Produktqualität steigern – die Vorteile des selektiven Abbaus Die Lagerstätten von FMG befinden sich in der Pilbara Region in Western Australia, weniger als zwei Flugstunden nördlich von Perth. In dieser Region besitzt FMG die Abbaurechte für eine Fläche von 71.400 km2. Ein besonderes Merkmal der derzeit erschlossenen Lagerstätten von FMG ist die flachliegende Struktur der Eisenerzdepots. Hier kommen die Vorteile der Surface Mining Technologie besonders zum Tragen: „Mit Wirtgen Surface Minern ist es möglich, hochwertige Produkte auf wirtschaftliche Weise aus schwierigen Lagerstätten zu gewinnen“, beschreibt Bernhard Schimm, Manager der Wirtgen Mining Division. Bei der Auswahl des Hauptgewinnungsverfahrens konnte sich die Surface Mining Technologie in Vergleichsstudien gegen alle anderen Abbauverfahren durchsetzen.

Die Wirtschaftlichkeit der Surface Mining Methode hat die Fortescue Metals Group überzeugt: • Mit Wirtgen Surface Minern ist eine präzise und hochselektive Gewinnung der Materialien möglich. Eine maximale Ausbeutung der Lagerstätte wird damit garantiert. • Durch den selektiven Abbau mit Surface Minern kann frühzeitig auf die Produktqualität eingewirkt werden. Das Abbauergebnis sind hochwertige Materialien. • Große Kostensenkungspotenziale können ausgeschöpft werden, da Surface Miner in einem Arbeitsgang schneiden, zerkleinern und verladen. Der Einsatz von z.B. Vorbrechern wird überflüssig. • Die gesamten Investitionskosten für die Tagebauausrüstung zum Eisenerzabbau werden durch den Einsatz von Surface Minern um fast die Hälfte reduziert. So werden beim Surface Mining u.a. keine Brecher und weniger Lkws benötigt. • Durch das Prinzip „Schneiden, Zerkleinern und Verladen in einem Schritt“ können zudem die Produktionskosten pro Tonne Eisenerz um rund 40 Prozent gesenkt werden.

Bernhard Schimm, Manager Mining Division Wirtgen GmbH

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TECHNOLOGIETRANSFER

15 Surface Miner vom Typ 2500 SM überzeugen mit höchster Abbauleistung Begonnen hat das Großprojekt von FMG im Jahr 2004 mit ersten Machbarkeitsstudien in den Lagerstätten. Bereits bei frühen Tests und geologischen Gutachten zeigte sich die Vorteilhaftigkeit von Surface Minern. In den folgenden zwei Jahren fanden zahlreiche Probefräsungen statt. Um den bestmöglichen Maschineneinsatz zu erzielen, führte der Kunde – unterstützt durch die Wirtgen Group Niederlassung Wirtgen Australia – Schneidversuche mit Surface Minern vom Typ 2200 SM und 2600 SM durch.

Graeme Rowley, Executive Director Public Policy, FMG

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Parallel besichtigten Wirtgen Mitarbeiter gemeinsam mit dem Kunden weltweite Referenzprojekte mit Surface Minern: Die Wirtgen GmbH blickt auf ein Knowhow im Surface Mining von rund 30 Jahren zurück. Die innovative Abbautechnologie konnte bisher z.B. als Gewinnungsverfahren in Gips in den USA oder in Kalkstein und Kohle in Indien etabliert werden. Nachdem sowohl die Produktivität der Maschinen als auch die Qualität des geschnittenen Materials in den Tests überzeugt hatten, wurde mit „Cloudbreak“ die erste Mine des FMG Areals erschlossen und die Infrastruktur auf den Einsatz von Surface Minern angepasst. Die Pits wurden z.B. möglichst lang angelegt, damit hohe Betriebszeiten bei geringen Nebenzeiten (z.B. Wenden) erreicht werden. Anfang 2007 wurde zwischen FMG und Wirtgen ein Vertrag über zehn Surface Miner vom Typ 2500 SM geschlossen. Nach der Inbetriebnahme der ersten Maschine im Juni 2007 waren die Ergebnisse des Testbetriebs so überzeugend, dass FMG sich entschloss, seine Flotte um fünf weitere Geräte vom Typ 2500 SM aufzustocken. Jeder der 15 Surface Miner beeindruckt mit Schneidleistungen, die je nach Gesteinshärte zwischen 1.200 und 2.000 t pro Stunde liegen. „Es ist bewundernswert, wie Wirtgen es geschafft hat, gleich beim ersten Großprojekt in Eisenerz eine derart hohe Schneidleistung umzusetzen“, erklärt Graeme Rowley, Executive Director bei FMG bis März 2010.

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TECHNOLOGIETRANSFER Das Minen-Design im Surface Mining: Um die Arbeitszeit der Maschinen zu maximieren, werden die Pits möglichst lang angelegt. Zudem erhalten Böschungen und Oberflächen durch die Bearbeitung mit Wirtgen Surface Minern stabile und präzise Profile.

Aber nicht nur bei der Quantität, sondern auch bei der Qualität des Materials erreichen die Surface Miner die angestrebten Resultate: Mit dem „Automatic Positioning System“ installierte FMG ein Instrument auf den Minern, das die Vorteile des selektiven Abbaus optimal nutzbar macht. Das System fungiert als digitale Landkarte und ermöglicht den Fahrern der Miner eine genaue Positionierung ihrer Geräte in der Abbaustätte und damit auch eine exakte Bestimmung der Qualität des gerade geschnittenen Materials. Die beladenen Lkw werden dann zu unterschiedlichen Lagerorten geschickt. Das Eisenerz der verschiedenen Qualitäten wird später von den diversen Lagerorten entsprechend der gewünschten Zusammensetzung gemischt.

Das Surface Mining ist eine hochselektive Gewinnungsmethode. Durch eine zentimetergenaue Bestimmung der Schneidtiefe können die Eisenerzflöze mit einer besonders hohen Reinheit abgetragen werden.

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TECHNOLOGIETRANSFER

Simpel und schnell: Der Meißelwechsel mit dem akkuhydraulischen Meißelaustreiber. Nach Fixierung des Presskopfes wird über einen Hydraulikzylinder der Meißel von hinten aus dem Halter ausgetrieben. Dieser Meißelaustreiber kann auch zur Montage neuer Meißel genutzt werden.

Kernkompetenz Schneidtechnologie Die Schneidwalze ist das Herzstück jedes Surface Miners. Die Wirtgen GmbH hat sich in der Schneidtechnologie ein einzigartiges Know-how erarbeitet. Grundlage dafür ist vor allem das Bestreben, die Technologie kontinuierlich weiter zu entwickeln. Ziele sind dabei die Erhöhung der Produktivität und die Reduzierung der Betriebskosten. So hat die Wirtgen GmbH gemeinsam mit dem Systempartner Betek Meißel mit einem speziellen

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Verschleißschutz für den Abbau von hartem, abrassivem Gestein wie z.B. Eisenerz entwickelt, um die Langlebigkeit der Komponenten weiter zu erhöhen. Ein weiterer Kostenaspekt sind die Wechselzeiten der Meißel. Hier haben Wirtgen und Betek ein neues Meißelbefestigungssystem sowie einen speziellen Meißelaustreiber entwickelt. Die Meißelwechselzeiten konnten damit mehr als halbiert werden.

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TECHNOLOGIETRANSFER Maximale Abbauleistung im Großtagebau: Der 4200 SM Die Wahl der Surface Mining Technologie wurde zur Grundlage einer intensiven Geschäftsbeziehung zwischen FMG und Wirtgen. „Wir haben damals eine Technologie gesucht, mit der wir den Eisenerzabbau noch effizienter gestalten können und sie im Surface Mining gefunden“, betont Graeme Rowley, „Mit den Wirtgen Surface Minern haben wir uns aber nicht nur für die beste Technologie entschieden, sondern auch für den zuverlässigsten Anbieter. Von Anfang an wurde deutlich, dass wir dieselben Ansprüche an das Surface Mining haben.“

Kombination mit dem Know-how der Wirtgen GmbH im Maschinendesign machen den 4200 SM zu einem einzigartigen Hochleistungsgerät für die MiningIndustrie. Nach einer Entwicklungszeit von nur 18 Monaten konnte die Wirtgen GmbH im März 2009 eine Maschine präsentieren, die höchste Wirtschaftlichkeit verspricht – und auch im Einsatz hält: Bereits bei Tests während der Inbetriebnahme in Cloudbreak setzte der Surface Miner die doppelte Schneidleistung eines 2500 SM um. Ein Ergebnis, das auch den Kunden überzeugte: Vier weitere 4200 SM wurden von FMG bestellt.

Durch die gelungene Zusammenarbeit bei der Umsetzung des FMG Großprojektes beschlossen Wirtgen und FMG auch, ihr gemeinsames Innovationspotenzial auszuschöpfen:

Mit der gemeinsamen Entwicklung des 4200 SM unterstrich die Wirtgen GmbH zudem ihren Anspruch in der Kundenbetreuung: „Für uns endet die Geschäftsbeziehung nicht mit dem Maschinenverkauf. Unser Antrieb ist es, den Kunden langfristig als zuverlässiger Partner zu unterstützen, um sicher zu stellen, dass er seine Ziele erreicht“, sagt Mining Division Manager Bernhard Schimm.

Zusammen entwickelten sie einen noch leistungsstärkeren und ideal auf die Abbaubedingungen im Eisenerz angepassten Surface Miner: Den 4200 SM. Die Erfahrungswerte von FMG im Eisenerzabbau in

Der Surface Miner 4200 SM: Das leistungsstarke Abbaugerät überzeugt sowohl mit enormer Produktivität und präziser Steuerung als auch mit einer durchdachten Konstruktion bei Ergonomie und Wartungssicherheit.

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TECHNOLOGIETRANSFER Die neuen Features des 4200 SM Ergonomie: Die 90° schwenkbare Kabine des Fahrers befindet sich über der vorderen Ketteneinheit. Dank dieser Positionierung ist die Kabine weitestgehend von den durch Motor- und Schneidwalze verursachten Vibrationen und Lärmemissionen entkoppelt. Zudem ist der Fahrersitz um 270° schwenkbar und stellt damit eine optimale Sicht auf das Beladen der Lkws und die Steuerung der Ketten sicher.

Das Abwurfband des 4200 SM ist höhenverstellbar und kann um 90° nach beiden Seiten geschwenkt werden. Mit der neuen Bandeinrichtung können Lastwagen bis 240 t in wenigen Minuten beladen werden.

Schneidwalzenantrieb: Der Antrieb für die Schneidwalze des 4200 SM besitzt eine wartungsund verschleißfreie Turbo-Kupplung für den sanften Anlauf der Walze und als Überlastungsschutz. Eine neue Anordnung des Antriebs macht zudem eine höhere Schneidtiefe möglich, was die Reduzierung der Schneidvorgänge bewirkt.

Wartung: Der 4200 SM bietet einen sicheren und schnellen Zugang zu allen wartungsrelevanten Bereichen. Es existiert z.B. eine zentrale Füllstation für Kraft- und Schmierstoffe und auch ein einfacher und schneller Wechsel von größeren Elementen wie den Fördergurten ist problemlos möglich.

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Ladevorrichtung:

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TECHNOLOGIETRANSFER Service-Support: Umfassende Betreuung von der ersten Minute an

Kundenorientierte Service-Strukturen für maximale Maschinenverfügbarkeit

Gerade im Mining, wo die Maschinen im 24-StundenBetrieb eingesetzt werden und die Verfügbarkeit der wichtigste Garant für den Erfolg einer Abbaugesellschaft ist, positioniert sich die Wirtgen GmbH mit einem umfassenden Service-Angebot.

Die Grundlage der umfassenden Service-Leistungen ist eine intensive Zusammenarbeit des deutschen Stammwerks mit der Wirtgen Group Niederlassung vor Ort. Um das Großprojekt von FMG optimal zu unterstützen, hat Wirtgen Australia, mit Sitz in Sydney, einen zusätzlichen Servicestützpunkt in Perth aufgebaut. Reparaturen oder Überholungen von Schneidwalzen und Bandanlagen werden hier vorgenommen sowie Ersatzteile in einem Gesamtwert von ca. 7,5 Mio. AUD bereit gehalten. Rund 40 Servicemonteure und Logistikfachkräfte von Wirtgen Australia machen es sich in Perth zur Aufgabe, die FMG Mine „just-in-time“ zu unterstützen. Das effiziente Servicekonzept umfasst zudem auch die Präsenz von Service-Mitarbeitern in der Mine: Ein Team von rund 20 Servicetechnikern der Wirtgen GmbH und von Wirtgen Australia betreut die Maschinen vor Ort. Fachliche Unterstützung erhält das Team durch den intensiven Dialog mit den Serviceexperten im deutschen Stammwerk. Eine permanente Unterstützung des Kunden zur Umsetzung seiner Produktionsziele ist damit gewährleistet.

Bereits bei der Übergabe der Maschine unterstützen die Wirtgen Service Mitarbeiter ihre Kunden in jeder Hinsicht: Nach der Ankunft der Miner in Cloudbreak wurden sie von Wirtgen Servicetechnikern in weniger als einer Woche betriebsbereit gemacht. Erste Ersatzteile wurden bereits mit der Maschine mitgeliefert. Anhand von Einsatzerfahrungen wurde zudem gemeinsam ein Bedarfsplan für weitere Verschleiß- und Ersatzteile erstellt.

Intensivschulungen

Während der Inbetriebnahme der Maschinen wurden außerdem erste Schulungen für Maschinenbediener und Servicepersonal durchgeführt. Darüber hinaus bietet die Wirtgen GmbH ein breites und kontinuierliches Trainingsprogramm in Absprache mit dem Kunden an: Zum einen werden permanente Einführungsschulungen für neue Mitarbeiter angeboten und zum anderen Erweiterungstrainings in der Mine, in Perth oder auch im Stammwerk in Deutschland durchgeführt, um die Nutzung der Geräte zu optimieren.

Das Großprojekt in Australien zeigt: Die Wirtgen GmbH bietet ihren Kunden im Surface Mining nicht nur leistungsstarke Geräte zum Abbau qualitativ hochwertiger Produkte, sondern ein Gesamtlösungskonzept für große Abbauprojekte: Durch das Bestreben, gemeinsam Maschinen weiter zu entwickeln und den hohen Anspruch, Kunden optimal im After-Sales-Service zu unterstützen, positioniert sich die Wirtgen GmbH als idealer Geschäftspartner im Surface Mining.

„Just-in-time“-Service: Der Wirtgen Service-Support umfasst sowohl die Unterstützung durch Servicechniker vor Ort als auch eine bedarfsorientierte Vorhaltung von Ersatzteilen. So werden Wartungszeiten minimiert und die Surface Miner sind für den Dauereinsatz bestens präpariert.

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TECHNOLOGIETRANSFER Ersatzteilstruktur nach Kundenbedarf Mit einem spezifisch an den Kunden angepassten Ersatzteilkonzept maximiert die Wirtgen GmbH die Verfügbarkeit der Maschinen:

Das Lager

On site werden die Ersatzteile für den täglichen

Auf diese Weise befinden sich bereits über 85 Prozent der möglichen Ersatzteile in unmittelbarer Kundennähe. Zusätzlich dazu werden im deutschen Stammwerk fortwährend Sicherheitselemente wie Motoren oder Getriebe zur zeitnahen Lieferung bereit gehalten.

Bedarf bereit gehalten. Dazu zählen z.B. Meißel, Meißelhalter oder Fahrwerkselemente. Aber auch Elemente wie Filter oder Dichtungen werden für regelmäßige Wartungen vor Ort gelagert.

des Servicestützpunktes in Perth umfasst zudem Ersatzteile für den langfristigen Bedarf. Hierzu zählen u.a. Fördergurte.

Die Kunden der Wirtgen GmbH werden im After-Sales-Bereich intensiv durch Service-Fachkräfte mit langjährig aufgebautem Know-how unterstützt, um ihre Produktionsziele zu erfüllen.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

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

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TECHNOLOGIETRANSFER

Bau. Bergbau. Montage. Kompetenz Leistungsfähigkeit Zuverlässigkeit

Operta GmbH

Dieter aus dem Siepen Platz 1 45468 Mülheim an der Ruhr Tel.: +49 (0) 208 459 59 0 Fax: +49 (0) 208 459 59 59 E-Mail: info@operta-bbm.de www.operta-bbm.de

Bergbau - Spitzen-Dienstleistungen aus Erfahrung Seit mehr als 20 Jahren bietet BBM Spitzenleistungen im Bereich Bergbaudienstleistungen. Unsere Mitarbeiter sind gefragte Spezialisten, denn wir setzen konsequent auf den Einsatz hoch qualifizierter Fachkräfte, die ihr Handwerk verstehen. In Deutschland ist BBM der größte und leistungsstärkste Dienstleister für Bergbauspezialarbeiten im Steinkohlenbergbau. Und auch in Bosnien-Herzegowina haben wir uns als starker und verlässlicher Partner für Kunden mit höchsten Ansprüchen etabliert. Diese Position wird von uns stetig weiter ausgebaut.

Tagebau auf Festgestein - Exzellente Gesteine für erfolgreiche Bauprojekte Im Geschäftsfeld Tagebau auf Festgestein steht BBM für die Gewinnung und Verarbeitung von Gesteinen in Top-Qualität mit modernsten Maschinen. Schon heute ist BBM-VARES einer der führenden Produzenten von Rohstoffen für das Bauwesen in Bosnien und Herzegowina und darüber hinaus. BBM bietet sich auch als zuverlässiger Contract Mining-Dienstleister an. Dabei übernimmt BBM die Gewinnung von Rohstoffen auf eigenes Risiko – was dem jeweiligen Besitzer der Lagerstätte eine Kapazitätserweiterung bei minimierten Investitionen, hoher Produktivität und ohne finanzielles Risiko ermöglicht.

Tiefbau - Komplettleistungen aus einer Hand Auf BBM können Sie bauen! Seit vielen Jahren sind unsere Teams gefragte Spezialisten in allen Bereichen des Straßen-, Tunnel- und Gleisbaus: in Bosnien-Herzegowina und zunehmend auch in Deutschland - von der Planung und Vermessung bis zur Abnahme des jeweiligen Bauwerks. Alle Teilleistungen werden eigenständig ausgeführt. Dabei legen wir höchsten Wert auf ein modernes Equipment, mit dem optimale Ergebnisse erzielt werden. Insbesondere profitieren unsere Kunden von den Leistungen unseres eigenen, integrierten Ingenieurbüros, das die professionelle Begleitung aller Baumaßnahmen sicherstellt.

Hochbau - Full Service durch flexible Spezialisten-Teams BBM bringt Bauprojekte zum Erfolg! In ganz Deutschland sorgen die Teams von BBM für höchste Leistungen am Bau. Im Auftrag großer Baufirmen kommen unsere Ingenieure, Techniker, Maschinenführer, Betonbauer, Einschaler und Eisenflechter usw. zum Einsatz. Bei Schalung und Betonarbeiten gewährleisten wir die Anwendung der jeweils modernsten Schalungstechnik, die entweder vom Auftraggeber bereitgestellt oder auf eigene Rechnung angemietet wird. Zudem erbringt BBM baubegleitende Leistungen, etwa Beratung, Koordinierung und die lückenlose Dokumentation des Baufortschritts.

Dokumenten- und Informationsmanagement - Innovative Technologien für Ihren Erfolg

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BBM besetzt zukunftsfähige Geschäftsfelder. Der Bereich IT/Dokumentenmanagement-Systeme (DMS) ist unser jüngstes Geschäftsfeld, mit dem wir in die Entwicklung und Vermarktung neuer Technologien eingestiegen sind. So erweitern wir unser Portfolio und treiben unsere Internationalisierung voran. arCaptis, ein Unternehmen der BBM-Gruppe ist der Spezialist für die digitale Erfassung und Verarbeitung von eingehenden Papierdokumenten. Intelligente SoftwareLösungen sorgen für optimierte Arbeitsabläufe und Geschäftsprozesse: Unsere Systeme gewährleisten eine zuverlässige Indizierung, Klassifikation und Verteilung des Posteingangs einschließlich E-Mails.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Atlas Copco Construction Tools

ATLAS Copco´s

Xtended Life Programm:

gebrauchte Hydraulikhämmer neuwertig aufbereitet!

tlas Copco bietet ab sofort unter dem Namen „Xtended Life Program“ gebrauchte Hydraulikhämmer von 750 – 10.000 kg Dienstgewicht an. Die Geräte werden im Hydraulikhammerwerk in Essen, Deutschland, fachgerecht überarbeitet. Dadurch entspricht der technische Stand dem neuwertiger Geräte. Kunden bekommen ein Produkt mit quasi normaler Lebenserwartung, originaler Dokumentation und Werksgarantie. „Wir überprüfen alle Bauteile der gebrauchten Geräte“, erläutert Ralf Schneider, Produkt Spezialist, bei Atlas Copco. „Beschädigte Teile werden nicht repariert, sondern sofort ausgetauscht und alle Verschleißteile ersetzt. Danach gehen wir mit jedem Gerät auf den Prüfstand und führen das gleiche Testverfahren durch, wie für alle Neugeräte.“ Die Mitarbeiter der Essener Produktionsstätte sind das Spezialistenteam für mittlere und schwere Hydraulikhämmer. Die Anforderungen an die Qualität, Leistung und Zuverlässigkeit sind die gleichen wie bei der Herstellung neuer Geräte. „Nach all diesen Maßnahmen ist so ein Hydraulikhammer nicht einfach nur repariert, sondern annähernd in seinen Originalzustand zurückversetzt,“ ergänzt Ralf Schneider. „Im täglichen Einsatz merkt man nicht, dass die Geräte nicht fabrikneu sind, sondern schon mal verwendet wurden,“ erläutert Atlas Copco – Kunde Sepp Meier aus Sins in der Schweiz. „Technisch ist sowohl unser HB 2500 DP als auch unser MB 1700 DP auf dem neuesten Stand. Beide leisten genauso viel wie unsere anderen

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Hydraulikhämmer. Die Verschleißteilversorgung und der Service sind identisch – für uns eine richtig gute Investition.“ Für Informationen über verfügbare Geräte, sowie zur Rücknahme gebrauchter Geräte stehen die Atlas Copco Vertriebsniederlassungen zur Verfügung.

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

Atlas Copco Construction Tools ist eine Abteilung innerhalb des Geschäftsbereichs Construction und Mining Technique von Atlas Copco. Hier werden hydraulische, pneumatische und benzinbetriebene Ausrüstungen für Abbruch-, Recycling-, Verdichtungs-, Gesteinsbohrungs- und Betonarbeiten hergestellt und vermarktet. Die Produkte werden unter diversen Marken über eine weltweite Vertriebs- und Kundendienstorganisation vertrieben. Die Abteilung hat ihren Hauptsitz in Stockholm, Schweden, und unterhält Fertigungsstätten in Europa, Afrika und Asien. .

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NEUHEITEN & REPORTAGEN BACKERS Maschinenbau GmbH

Siebtechnik von

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

BACKERS Maschinenbau GmbH Backers bietet jetzt auch einen Prallbrecher mit der Mobilität seines Sternsiebes 2-hta an. Der Prallbrecher bricht mit einem hohen Anteil an kubischem Korn. Prallbrecher zeigen höheren Verschleiß, wenn mit den zu brechenden Steinen ein größerer Bodenanteil aufgegeben wird. Dieses äußert sich besonders, wenn der Bodenanteil bindig ist. Daher wurde beim neuen Prallbrecher auf ein eigenes (meist nur kurzes) Sieb verzichtet, da dieser beispielsweise speziell zum Brechen von Steinen eingesetzt werden soll. Zum Brechen von Boden mit Steinanteilen wird dann ein Sternsieb vorgeschaltet, da das Sternsieb - auch bei bindigem Boden - einen sehr guten Säuberungseffekt verspricht. Durch den Sternsiebeinsatz wird bei kontinuierlich hohem Durchsatz der Steinanteil exzellent gereinigt. Das gereinigte Überkorn kann im Anschluss vom Sternsieb direkt dem Prallbrecher aufgegeben und gebrochen werden. Beim Prallbrecher nimmt die Brechwirkung besonders zu, wenn er ohne Schmutzanteile und bindige Boden arbeiten kann. Auch der Verschleiß und die Durchsatzleistung werden durch die vorherige Reinigung der Steine erhöht. Um den Prallbrecher auch für Recyclingeinsätze nutzen zu können, wurde er mit einer Vibrorinne unterhalb des Rotors versehen. Mit einer Rotorbreite von 1m kann der kompakte Prallbrecher relativ große Steine brechen. Der Prallbrecher hat in Transportstellung die Maße 2,55m x 2,70m x 6,75m (bxhxl) und ein Gewicht von 13t.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Metso Minerals (Deutschland) GmbH

METSO Minerals:

Renaissance der GfA Siebmaschinen pätestens seit 2001 hat Metso Minerals durch die Fusion von Nordberg und Svedala seine S Marktstellung als Hersteller und Anbieter von Siebmaschinen europaweit ausgebaut. Das Ergebnis spiegelt sich in einer sehr breiten Angebotspalette bewährter Nordberg GfA Siebtechnologien wieder: Ob Aufgeber, Vorklassiersiebe oder Siebmaschinen – das traditionsreiche Know-How rund um die Siebtechnik kommt mittlerweile unterschiedlichsten Anwendungen zugute. An zwei Produktionsstandorten in der Nähe von Mannheim wird die etablierte Technik unter dem offiziellen Metso Minerals Brand weiter entwickelt. Die Versorgung von Ersatz- oder Verschleißteilen solcher Anlagen, die unter der Bezeichnung GfA oder Svedala bei vielen Anwendern noch immer sehr beliebt sind, ist nach wie vor gewährleistet.

„Immerhin laufen sowohl landesweit als auch international über 4.000 Maschinen unter diesen alten Bezeichnungen. Die Fäden laufen bei uns zusammen“, erläutert Paul Mehrmann von Metso Minerals, der als Manager für den Ersatzteilsupport des Bereichs Klassiertechnik und Nassaufbereitung zuständig ist. Mehrmann hat alle Hände voll zu tun, die Anfragen für die zum Teil in die Jahre gekommenen GfA Siebmaschinen zu bewältigen. „Das hat alleine damit zu tun, dass die robusten Anlagen erst jetzt kleine Wehwehchen haben bzw. einfach nur neue Verschleißteile benötigen“, so seine Auffassung. „Viele Anwender zuverlässiger GfATechnologien sind sich dieser Möglichkeit bislang noch

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nicht bewusst und fürchten, weder an Ersatzteile noch an baugleiche Austauschmaschinen zu kommen“, ist seine Feststellung. Zahlreiche Anwender greifen auf bewährte Produkte zurück, die sie kennen und bei denen sie weder ihre Gewohnheiten noch ihre Fertigung umstellen müssen. Am Servicestandort Mannheim werden vorzugsweise Verschleißteile wie Lager oder Federn nachgefragt, die bei den GfA Siebmaschinen selbst nach jahrzehntelangen Nachbau einer GfA Siebmaschine – Ein typischer Kreisschwinger, Typ 2PP 7000 x 2500; die robuste Bauweise lässt selbst Beschleunigungskräfte > 5 G zu.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Weiteres Beispiel einer GfA Siebmaschine; Linearschwinger, Typ H2PP 7000 x 2250.

Einsätzen Ermüdungserscheinungen aufweisen. Hier prüft der Ersatzteilservice auf Wunsch auch, ob ein altes Lager aufgearbeitet werden kann oder ob ein kompletter Austausch nötig ist. Entsprechend groß sind die Lagerkapazitäten am Standort Mannheim – Regalreihen auf mehreren Etagen, in denen sich Ersatzteile für konventionelle GfA- und SvedalaProdukte türmen, zeugen davon, dass sich Anwender mit der bewährten Technologie weiterhin wohl fühlen und sich von ihren Oldtimern nach wie vor nicht trennen möchten.

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Ein Prinzip, das selbst im schlimmsten Falle auch Investitionsvorteile für den Kunden hat. Ist eine Maschine irreparabel defekt, ist es häufig von Vorteil, ein geeignetes – sprich: passendes – Pendant zu finden, das baugleich ist bzw. mit allen bekannten und notwendigen Funktionen ausgestattet, die ausgefallene Siebanlage ersetzt. Um hier schnellstmöglich Hilfe zu leisten, hat Metso in nahe gelegener Entfernung zum Sitz in Mannheim Weitere Ersatz- und Verschleissteile (Druckfedern, Kardangelenkwellen und Austauschlagersatz) für GfA- bzw. Svedala-Siebmaschinen.

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zwei Produktionsstätten, die sich ausschließlich um die Fertigung von Austauschsiebmaschinen kümmern. „So kann der Kunde hundertprozentig sicher sein, innerhalb von 6-8 Wochen einen völlig identischen Ersatz zu seiner GfAoder Svedala-Siebeinheit zu bekommen. Brandneu und in seiner Wunschfarbe“, berichtet Mehrmann. Allein seit 2006 hat Metso rund 80 GfA Austauschmaschinen produziert, die insbesondere bei Anwendern in der Nassaufbereitung sehr beliebt sind. Da Metso in Mannheim im Besitz der

Ersatzwelle für Schwertwäsche .

alten Konstruktionszeichnungen ist, können jederzeit Baugruppen auch seit langem eingestellter Serien (die über zum Teil ausgefallene Maße verfügen) zu neuem Leben erweckt werden. Die neue Wunsch-Maschine erhält nach Neuauflage dann automatisch die Seriennummer der Austauscheinheit.

Querträger in verschiedenen Versionen für Siebmaschinen.

Betreiber einer Svedalaoder GfA-Siebmaschine können jederzeit mit Paul Mehrmann unter Tel.: (0621)72700710 bzw. unter E-Mail (paul.mehrmann@metso. com) Kontakt aufnehmen.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Metso Minerals (Deutschland) GmbH Herr Paul Mehrmann Obere Riedstr. 111-115 68309 Mannheim | Deutschland Tel.: +49 (0)621 - 72 700 - 0 Fax: +49(0)621 - 72 700 - 111 eMail: paul.mehrmann@metso.com Internet: www.metsominerals.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kormann Rockster Recycler GmbH

Neuer Rockster R900

ermöglicht maximale Flexibilität

Rössner Bau Leistung und Qualität seit 112 Jahren! B

ereits seit 4 Generationen hat man sich bei der Rössner Bau GmbH mit Sitz in Wendelstein bei Nürnberg ganz dem Motto „Leistung aus Tradition“ verschrieben. Gegründet 1898 durch den Pflasterer- und Straßenbaumeister Georg Rössner, hat sich das traditionsreiche Unternehmen, unter jetziger Leitung von Urenkel Jürgen Rössner, bis zum heutigen Tag durch flexible und zuverlässige Fullservice - Lösungen in den Bereichen Straßenbau, Tiefbau, Pflasterbau und Kanalsanierung einen Namen gemacht. Seit mehr als 10 Jahren ist auch die Aufbereitung von Baurestmassen - sowohl auf dem firmeneigenen Bauhof, wie auch direkt beim Kunden - ein wichtiges und stetig wachsendes Aufgabengebiet des Betriebs geworden. Hatte man sich bis vor Kurzem für die Ausführung dieser Aufträge Brechanlagen angemietet, so wurde im Rahmen der diesjährigen Bauma in München eine wichtige Entscheidung gefällt: Mit dem Kauf einer Rockster Prallbrechanlage R900 wurde der moderne Maschinenpark des Unternehmens nicht nur optimal erweitert, sondern die Flexibilität und Effizienz im Recyclingbereich maximiert.

Rockster R900 Schon seit längerer Zeit war die Anschaffung eines eigenen Brechers im Unternehmen Rössner ein Thema. „Die regelmäßige Anmietung von Recyclinganlagen war für uns insbesondere in punkto Zuverlässigkeit keine optimale Lösung mehr,“ erzählt Firmeninhaber Jürgen Rössner. „Nach einer umfassenden Bedarfsermittlung im Kreis unserer bestehenden und potentiellen Kunden haben wir ein Auftragspotential ermittelt, welches eine eigene Brechanlage nicht nur rechtfertigt, sondern als effiziente Lösung geradezu anbietet.“ Die Kaufentscheidung fiel auf der Bauma, die im Frühjahr 2010 in München stattfand.

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Auf der Messe hatte Rössner Gelegenheit, sich hautnah über die unterschiedlichen Technologien der bestehenden Brecherhersteller zu informieren. Auf dem Rockster Stand wurde dem Firmeninhaber ein völlig neuer technologischer Ansatz vorgestellt. „Vor dem ersten Kontakt mit Rockster war meine Vorstellung einer guten Brechanlage simpel, aber einleuchtend: große Einlauföffnung = hohe Leistung,“ so Rössner „Erst durch Rockster lernte ich weitere wichtige Faktoren kennen, die sich letztendlich nicht nur auf Performance sondern auch auf die Endkornqualität auswirken. Mich faszinierten vor allem die vielfältigen

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Einstellungsmöglichkeiten, die durch die zwei individuell verstellbaren Prallschwingen in Kombination mit der Brecherdrehzahl möglich sind. Mag sein, dass dies am Anfang ein wenig Fingerspitzengefühl erfordert, dafür ist das Ergebnis umso besser.“ Neben den verschiedenen Adjustierungsmöglichkeiten war auch das vollhydraulische Konzept der Anlagen ein ausschlaggebender Faktor für die Kaufentscheidung. „Wir hatten in der Vergangenheit immer wieder Probleme mit Rockster R900 im Einsatz im Recyclingmaterial bei der Firma Buhl.

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Rockster R900 im Einsatz im Recyclingmaterial bei der Firma Buhl.

elektrischen Störungen der Anlagen,“ so der Firmenchef. „In so einem Fall, ist man immer von Drittfirmen abhängig, was letztendlich Zeit und Geld kostet. Auch dieses Problem haben wir mit dem Kauf der R900, die sich auf ein vollhydraulisches Konzept stützt, von vornherein ausgeschlossen. Zukünftige Wartungs- und etwaige Reparaturarbeiten können von unserem eigenen Team vorgenommen werden. Somit sind wir unabhängiger und die Maschinenstillstände werden minimiert. Unser Fazit: eine ausgereifte Technologie mit Zukunft und ein Konzept, bei dem man sich etwas gedacht hat!“

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Als zuverlässigen und kompetenten Rockster Partner vor Ort hat die Firma Rössner die Apolczer Baumaschinen GmbH in Lauf bei Nürnberg an ihrer Seite. Firmeninhaber und Geschäftsfreund Helmut Apolczer begleitet und berät das Unternehmen bereits seit vielen Jahren und wird Jürgen Rössner auch in punkto Service, Wartung und flexible Ersatzteilversorgung für den R900 zur Verfügung stehen. Seit 7. Juni 2010 ist die Rockster Anlage nun durchgehend im Einsatz, derzeit bei der Erdbau- und Abbruchfirma Buhl in Nürnberg. In Kombination mit einer Siebanlage wird die Rockster Prallmühle im Recyclingmaterial eingesetzt. Das Endkorn wird vorwiegend im Straßenbau und als Baugrubenfüllmaterial benötigt. Mit dem neuen Equipment blickt Unternehmer und Inhaber Jürgen Rössner überaus optimistisch in die Zukunft. „Wir haben uns hinsichtlich Einsatzgebiet – sei es geographisch als auch materialtechnisch – keine Grenzen gesetzt. Der einfache Transport mittels firmeneigenen Tiefladers und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des R900 helfen uns dabei. Die Anlage ist nicht nur eine wichtige Erweiterung unseres Maschinenparks, sondern unterstützt uns auch in der Umsetzung unseres Hauptziels: dem Kunden eine hochwertige Fullservice - Leistung, von der ersten Beratung, bis hin zur termingerechten und zufriedenstellenden Umsetzung des Projekts, zu bieten.“

Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Rössner und Helmut Apolczer.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Kormann Rockster Recycler GmbH Wirtschaftszeile West 2 4482 Ennsdorf | Österreich Tel.: +43 (0)72 23 - 81 000 Fax: +44 (0)72 23 - 81 000 329 eMail: office@rockster.at Internet: www.rockster.at

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NEUHEITEN & REPORTAGEN SBM Mineral Processing GmbH

Besonderer Auftrag von der Tiroler Firma Gebrüder Reindl OHG:

HOCH HINAUS MIT SBM MINERAL PROCESSING

Der oberösterreichische Anlagenbauer SBM Mineral Processing führte einen ganz besonderen Auftrag der Tiroler Firma Gebrüder Reindl OHG durch. Neben „normalen“ Einsätzen ist die raupenmobile Brechanlage Remax 1100 Cone auch auf dem Tiefenbach-Gletscher in Tirol in 3.000 Meter Höhe im Einsatz. Dort bricht sie Hartgestein, die Aufgabegröße liegt bei 2 bis 170 Millimeter und in Abhängigkeit vom Material liegt die Produktion bei bis zu 250t/h.

Der Antrieb der Remax 1100 erfolgt durch ein Dieselaggregat mit Generator, was zu einem massiv geringeren Spritverbrauch führt als bei anderen Antriebslösungen. Der Kunde kann sich somit über eine günstige Energiebilanz freuen. Es gibt aber noch eine Reihe anderer Vorteile: Der niedrige Drehzahlbereich bringt eine lange Lebensdauer. Die Drehzahlverstellung erfolgt stufenlos, eine Umschaltung von Diesel- auf Netzbetrieb ist möglich und die Anlage ist dolly-flottenfähig.

Das Familienunternehmen Gebrüder Reindl OHG ist der Spezialist in Westösterreich im Bereich Lohnbrechen. Ein Gebiet, das in der Aufbereitungstechnik als das schwierigste gilt, da täglich neue Herausforderungen vor Ort zu bewältigen sind. Und ein Gletscher als Einsatzort stellt nochmals besonders hohe Anforderungen an die Maschine. Unter Berücksichtigung all dieser Umstände hat SBM Mineral Processing eine raupenmobile Brechanlage auf höchstem technischen Niveau gebaut. Der Ölkühler wurde von SBM so konzeptioniert, dass auch große Distanzen bergauf zurückgelegt werden können. Um eine kontinuierliche Leistung zu erreichen, ist auch der Aufgabebunker mit 10 m³ entsprechend dimensioniert. Zudem ist er mit einem hydraulischen Kipprost ausgestattet, der mittels Fernbedienung zu betätigen ist. Der Grundrahmen der Maschine ist extrem stabil gefertigt worden, wodurch große Laufruhe und ein reibungsloser Transport gewährleistet wird.

Die Firma Reindl vertraut seit Jahren ausschließlich auf das große technische Know-how von SBM Mineral Processing im Bereich der mobilen Brechanlagen. Ist die Remax 1100 Cone doch mittlerweile die siebte Anlage von SBM, die bei der Firma Reindl in Betrieb ist. Neben dem hohen technischen Niveau punktet die raupenmobile SBM Brechanlage auch mit großer Flexibilität. So kann etwa eine bereits bestehende SBM Siebeinheit bei der Firma Reindl an diese neue Remax bei Bedarf angeschlossen werden. Die Steuerung der Siebeinheit erfolgt von der neuen Remax aus. Mit dieser Lösung kann flexibel und rasch auf unterschiedliche Anforderungen reagiert werden.

Über SBM: SBM Mineral Processing erwirtschaftet als Hersteller von Aufbereitungs- und Förderanlagen für Kies, Sand, Schotter sowie ähnliche Materialien einen Umsatz von über 50 Mio. EUR und ist mit einer Exportquote von 80% international präsent. In Spezialbereichen zählt SBM zu den Weltmarktführern. Das Produktportfolio umfasst Einzelmaschinen, stationäre und mobile Anlagen sowie mobile Betonmischanlagen und Service & Support. Der Firmensitz ist im oberösterreichischen Laakirchen.

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WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: SBM Mineral Processing GmbH Mag. Barbara Krautgartner, MBA Arbeiterheimstrasse 46 4663 Laakirchen | Österreich Tel.: +43 (0)76 13 - 27 71 160 eMail: Barbara.Krautgartner@sbm-mp.at Internet: www.sbm-wageneder.at

Menedetter PR Mag. Brigitte Mühlbauer Stoß im Himmel 1 1010 Wien | Österreich Tel.: +43 (0)1 - 533 23 80 eMail: muehlbauer@menedetter-pr.at

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kleemann GmbH

Gigant für groSSe Aufgaben :

Kleemann baut mobilen Backenbrecher mit einer Leistung von bis zu 1500 t/h K

leemann zeigt seine Kompetenz im Sonderanlagenbau mit der Produktion seiner größten mobilen Backenbrecheranlage, der Mobicat MC 160.

Kleemann Mobicat MC 160:

Einsatz in Chile

Die Mobicat MC 160 ist eine Anlage der Superlative: Insgesamt fast 400 Tonnen schwer, über 9 m hoch und ca. 35 m lang, ist sie für höchste Leistung konzipiert. Um die geplanten Aufgabemengen von bis zu 1500 t/h dem Brecher zuführen zu können, wird als Aufgabeeinheit ein Plattenbandförderer eingesetzt. Dieser sitzt auf einem separaten Chassis mit eigenem Fahrantrieb und einem für Dumper-Beschickung geeigneten Trichter. Die Haupteinheit besteht aus einer Vorabsiebung mittels zweistufigem Rollenrost und der Brecheinheit vom Typ SStR 1600, einem Einschwingen-Backbrecher mit einer Einlaufgröße von 1600 x 1250 mm, der schon für sich gut 80 Tonnen auf die Waage bringt.

Der Einsatzort der Maschine wird ab Anfang nächsten Jahres eine Jodmine in der Atacama Wüste im Norden Chiles sein. Hier werden in riesigen Mengen jodhaltiges Gestein abgebaut. Bevor der typische Gewinnungsprozess von Auslaugen und Lösen beginnt, bricht die MC 160 das Gestein auf eine Größe von 0-250 mm. Da im Aufgabematerial schon sehr viel Material der Endkorngröße vorhanden ist, ist es eine effiziente Vorabsiebung besonders wichtig. Dies wird anstatt mit einer konventionellen Siebmaschine mit einem zweistufiger Rollenrost erreicht.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Plattenbandförderer mit XXL-Aufgabetrichter Schon die Aufgabeeinheit beeindruckt mit Ihrer Dimension und Ihren Leistungsdetails. Ein 225 kW starker Dieselmotor treibt die Hydraulik für das Raupenfahrwerk an, sowie einen separaten Generator, der Strom für Wartungszwecke und einige Nebenfunktionen bereitstellt. Der Aufgabetrichter ist an der Aufgabeseite fast 8,5 m breit und hat ein Fassungsvermögen von ca. 200 m³. Der Plattenbandförderer selbst hat eine Arbeitsbreite von ca. 1600 mm, die Länge zwischen den Achsen beträgt fast 12 m.

Rollenroste sorgen für effiziente Vorabsiebung, der große Brecher für enorme Brechleistung. Auf der Haupteinheit sorgen zwei hintereinander gestufte Rollenroste mit einer Breite von 1,60 m und einer Gesamtlänge von 5,60 m für eine effiziente Vorabsiebung. Die darauf folgende Brecheinheit ist für Aufgabegrößen von bis zu 1400 mm Kantenlänge bestens geeignet. Angetrieben durch einen 250 kW-Elektromotor, der von einem 580 kW starken Dieselmotor gespeist wird, steht in jeder Situation genügend Kraft für höchste Aufgabeleistungen zur Verfügung. Wie bei allen Steinbruchmaschinen aus dem Hause Kleemann, erlaubt auch hier das diesel-elektrische Antriebskonzept den Anschluss der Anlage an eine externe Stromquelle. Das Hauptaustragsband ist 1,80 m breit und über 12 m lang und bietet damit genügend Kapazität, um das Material sicher und zuverlässig auf Halde auszutragen.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Kleemann GmbH Mark Hezinger Manfred-Wörner-Str. 160 73037 Göppingen | Deutschland Tel.: +49 (0)71 61 - 20 62 09 Fax: +49 (0)71 61 - 20 61 00 eMail: mark.hezinger@kleemann.info Internet: www.kleemann.info

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Die Aufgabeeinheit ist schon einen Schritt weiter und fast fertig gestellt.

Montage der Einzelkomponenten . Der Backenbrecher vom Typ SStR 1600 hat seinen Platz schon gefunden.

Kleemann GmbH 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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NEUHEITEN & REPORTAGEN BEUMER Maschinenfabrik GmbH & Co. KG

BEUMER gründet Niederlassung: Starke

Position in Mexiko!

Beckum, 2010 – Die BEUMER Gruppe hat in Mexiko eine Niederlassung gegründet. Damit will der Intralogistik-Anbieter nicht nur seinen Verkauf fördern, vor allem die Kunden sollen signifikant unterstützt werden. Die BEUMER Gruppe (Beckum), führender Anbieter in den Bereichen Fördern und Verladen, Palettieren und Verpacken sowie in der Sortier- und Verteiltechnik, hat in Mexiko eine Niederlassung gegründet. Damit will der Intralogistik-Anbieter nicht nur den Verkauf von Neumaschinen in diesem Gebiet steigern. Kunden können jetzt auch vor Ort besser unterstützt werden – durch die gezielte Präsenz vor Ort und den damit verbundenen Abbau von Sprachbarrieren, die schnelle Lieferung von Ersatzteilen und einen verbesserten Service. „Wir wollen vor allem unseren Kundendienst an den Belangen ausrichten, die uns tagtäglich erreichen“, sagt Roberto Romero, Generaldirektor der mexikanischen Niederlassung. Um das zu schaffen, erhält die Tochtergesellschaft die volle Unterstützung der BEUMER Cooperation in den USA. Die jüngste Niederlassung hat mit ihren derzeit fünf Mitarbeitern ihren Sitz in Santa Fe, einem Geschäftsbezirk in Mexiko Stadt. In Mexiko lag der Geschäftsschwerpunkt bisher vorrangig im Zementbereich. Mit der Neugründung verfolgt BEUMER das Ziel, auch in anderen wichtigen Märkten in Mexiko Kunden für seine Palettier- und

Verpackungstechnik sowie Sortier- und Verteilsysteme zu generieren. „Denn während unserer Teilnahme an der letztjährigen Expo Pack in Mexiko Stadt erhielten wir eine hervorragende Resonanz“, so Romero. Deshalb will sich die BEUMER de Mexico S. de R. L. de C. V. verstärkt auch auf andere zukunftsträchtige Märkte konzentrieren – zum Beispiel auf die Getränke- und die Nahrungsmittelindustrie, Konsumgüterindustrie oder auf den Bereich Mining. „Wir sind darum auch in diesem Jahr wieder auf der Expo Pack in Mexiko vertreten“, bestätigt Romero.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: BEUMER Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Oelder Str. 40 59269 Beckum | Deutschland Vertrieb Fördertechnik Tel.: +49 (0)25 21 - 24 0 eMail: beumer@BEUMER.com Internet: www.BEUMER.com

Die BEUMER Gruppe Die BEUMER Gruppe ist ein international führender Hersteller der Intralogistik in den Bereichen Förder- und Verladetechnik, Palettierund Verpackungstechnik sowie Sortier- und Verteilsysteme. Mit ca. 2.000 Mitarbeitern und einem Umsatz von rund 375 Millionen EUR ist BEUMER mit Tochtergesellschaften und Vertretungen für zahlreiche Branchen weltweit präsent. Weitere Informationen: www.BEUMER.com.

Die Baureihe BEUMER robotpac® palettiert und depalettiert mittels spezifisch entwickelter Greifelemente/-werkzeuge unterschiedlichste Packstücke.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN HAVER & BOECKER Drahtweberei und Maschinenfabrik

Haver & Boecker: Bernhard Pagenkemper neuer Gesamtvertriebsleiter der Maschinenfabrik Haver & Boecker Der bisherige Geschäftsbereichsleiter Zement von Haver & Boecker in Oelde/Deutschland, Dipl. Ing. Bernhard Pagenkemper, wurde zum 1. Juli 2010 zum Gesamtvertriebsleiter der Maschinenfabrik ernannt. Der 46-jährige, mehrsprachige Maschinenbauingenieur ist seit über 20 Jahren bei Haver & Boecker beschäftigt, zunächst als Projektingenieur, danach als Gruppen- und Abteilungsleiter und seit 2001 als Geschäftsbereichsleiter Zement. Bernhard Pagenkemper ist weltweit in der Kundschaft bekannt und hat sich zudem durch zahlreiche Veröffentlichungen und Vorträge in der Fachbranche einen Namen erworben. Jetzt übernimmt er die Verantwortung für die Geschäftsbereiche Zement, Baustoffe und Mineralien, Chemie, Aufbereitungstechnik und Technischen Kundendienst und ist damit gesamtverantwortlich für den Verkauf. Seine Nachfolge in der Leitung des Geschäftsbereichs Zement übernimmt sein bisheriger Stellvertreter Wolfgang Bednarz, sodass die Kontinuität gewahrt bleibt.

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Dipl.-Ing. Bernhard Pagenkemper, Haver & Boecker, wurde per 01.07.2010 zum Gesamtvertriebsleiter der Maschinenfabrik ernannt..

Mit der Ernennung von Pagenkemper einher geht eine Straffung der Vertriebsstruktur. Ziel ist eine noch engere Kundenbindung und -orientierung, eine Effizienzsteigerung bei der Bearbeitung neuer Märkte und die Ausrichtung auf Zukunftstechnologien. WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: HAVER & BOECKER DRAHTWEBEREI UND MASCHINENFABRIK Carl-Haver-Platz 59302 Oelde | Deutschland Tel.: +49 (0)25 22 - 300 Fax: +49 (0)25 22 - 30 403 eMail: mf@haverboecker.com Internet: www.haverboecker.com

Pressestelle Maschinenfabrik Andrea Stahnke Tel.: +49 (0)25 22 - 30 820 Fax: +49 (0)25 22 - 30 710 eMail: a.stahnke@haverboecker.com Internet: www.haverboecker.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

IN JAPAN ERÖFFNET DER NEUE SITZ DER MB! Die Aktivität wurde bereits Anfang März aufgenommen, mit Büros und Lagerhallen für die japanischen Kunden. Die MB S.p.A. fliegt über das Meer und landet in dem wohl fortgeschrittensten Land der Welt: Seit Anfang März ist in Japan die neue Filiale des Unternehmens aus Vicenza, dem weltweiten Leader in der Produktion und dem Verkauf von Backenbrecherlöffeln, aktiv. Der neue Sitz in Tokyo, im modernen und zentralen Stadtviertel Shinagawa, verfügt zudem über eine Lagerhalle für die Produkte und den Kundenservice. Der Erfolg der Marke MB hat nicht lange auf sich warten lassen: So wurden in den ersten Tagen 26 Telefonate und 311 Briefe mit Glückwünschen verzeichnet! Für ein Unternehmen, das vor nur 10 Jahren entstand und nun auf der ganzen Welt, einschließlich dem technologischsten Landes, anerkannt wird, ist das ein grandioser Erfolg. Es gibt nur wenige italienische Unternehmen, die über eine direkte Vertretung im Land der aufgehenden Sonne verfügen. In dem Pünktlichkeit, Service, Aufmerksamkeit dem Kunden gegenüber, Präzision und Assistenz, die notwendigen, jedoch nicht ausreichenden, Bedingungen für die Ausübung einer geschäftlichen Aktivität darstellen.

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Darüber hinaus erwartet die anspruchsvolle japanische Kundschaft Kreativität, innovative Lösungen, eine ständige Verbesserung der Leistungskraft, Arbeitsprozesse und Schönheit des Produkts: Eigenschaften, von denen MB bewiesen hat, dass man sie besitzt und zu schätzen weiß. Die Eröffnung der japanischen Filiale stellt auf der einen Seite den Abschluss einer aufmerksamen zweijährigen Marktanalyse dar, auf der anderen Seite ist es ein Ausgangspunkt, um den weltweit führenden Markt der angewandten Technologie in jedem Bereich des menschlichen Lebens zu erobern. Die Herausforderung, der MB sich nun stellen muss, ist, den Anforderungen des japanischen Marktes gerecht zu werden, der sich in ständiger Veränderung befindet, auf einem Gebiet, auf dem 120 Mio. Personen sich in einem nicht endenden Rhythmus bewegen, auf dem es enorme Gebiete gibt, die vollständig von Hochhäusern, Büroräumen, Wohnhäusern und Lagerhallen bedeckt sind, die alle 30 Jahre abgerissen und neu aufgebaut werden, um den strengen Erdbebenvorschriften des Landes zu entsprechen, da Japan über unzählige Vulkane verfügt und sich auf einer der aktivsten Erdkrusten befindet.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Die neuen Büros in Tokyo befinden sich in einer zentralen Zone der Stadt, was sowohl die logistische als auch die technische Koordination angeht, und ist mit dem italienischen Sitz über eine Glasfaserverbindung verbunden, um die zahlreichen Informatiksysteme effizient zu verwalten. Die neue Filiale wird es MB gestatten, den Kundenanfragen mit einer Vorverkaufsassistenz, sowie einem professionellen Kundenservice in der japanischen Muttersprache und Bürozeiten von 8 Uhr morgens bis 8 Uhr abends zu begegnen. Weiterhin wird es aus dem Büro in Tokyo möglich sein, Marketinginitiativen zu beginnen, Marktinformationen zu sammeln und Vorführungen und Road-Shows für jede Art möglicher Kundschaft zu organisieren. Der jedoch wichtigste Faktor, des neuen Geschäftssitzes in Japan, besteht darin, die Backenbrecherlöffel direkt vor Ort zur Verfügung zu haben, um sie in kürzester Zeit an auf die Baustelle zu liefern und damit lange Transitzeiten auf dem Meer zu vermeiden.

Nicht nur das, auch die Ersatzteile werden über ein Just-in-Time Lager mit Onlinebestellung zur Verfügung stehen, um das benötigte Ersatzteil innerhalb von 24 Stunden direkt vor Ort zu haben. Effizienz, Entschlossenheit, Professionalität und Zuverlässigkeit: So präsentiert sich MB der Welt, und so hat das Unternehmen aus Vicenza den japanischen Markt erobert um Arbeit und Innovation in dieses Land bringen, ohne jedoch Bescheidenheit und Bereitschaft zum Zuhören zu vergessen, um die Ratschläge und Anregungen dieser wertvollen, aufmerksamen und genauen Beobachter zu befolgen. MB ist somit unaufhaltbar und zielt darauf ab, noch weiter an der Verbesserung eines Produkts und eines Services zu arbeiten, die schon jetzt zu den zuverlässigsten und leistungsstärksten gehören. Dazu zählt der tägliche Vergleich mit verschiedenen Märkten und Kulturen, um die Position des weltweit unbestrittenen Leaders in der Produktion und dem Verkauf der mehrfach ausgezeichneten Backenbrecherlöffel MB weiter auszubauen und zu festigen.

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

MB S.p.A. Die MB S.p.A., das Unternehmen aus Vicenza und Leader weltweit in der Produktion und dem Verkauf von Backenbrecherlöffeln überrascht seine Kunden auch weiterhin mit seiner Fähigkeit, sich stets seinen Platz in der ersten Reihe im Bereich der Abbrucharbeiten und der Wiederverwertung zu behaupten. Die kontinuierliche Forschung des spezialisierten Teams sorgt dafür, dass das Unternehmen stets Erster bei der Planung von auf der Baustelle unentbehrlichen Arbeitsgeräten ist. Die angebotenen Geräte haben dieses Unternehmen in nur kurzer Zeit zur ernsthaften Konkurrenz und seinen Namen auf der gesamten Welt bekannt gemacht.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Geo-Konzept GmbH

GEO-KONZEPT AUF DER GEODARMSTADT

Vom 10. bis zum 13. Oktober finden sich nahezu alle in Deutschland arbeitenden und forschenden wissenschaftlichen Geo-Gesellschaften und Institutionen auf der GeoDarmstadt ein. Auf dieser Tagung wird ein vielseitiges Programm geboten. Diese Veranstaltung bietet den Besuchern die Möglichkeit, sich umfassend über alle Themengebiete der Geowissenschaft zu informieren. geo-konzept wird auf dieser Tagung als Hauptsponsor auftreten. Besucher, die mehr über geo-konzept erfahren möchten, sind herzlich an Stand 2 willkommen.

Geo-Konzept mit einem umfassenden Angebot

Lösungen zur Sprengplanung

Die geo-konzept GmbH bietet ein umfassendes Angebot. Neben Spreng- und Zündplanung, Laserscanning und Fernerkundung sind auch GPS-Vermessungssysteme im Produktprogramm enthalten.

Um Sprengarbeiten auch wirtschaftlich auszuführen, ist eine genaue Planung unerlässlich. Zur Erfassung präziser Daten der zu sprengenden Bruchwand bietet geo-konzept eine kostengünstige Einstiegsvariante, das 2D-Basissystem, sowie eine Profivariante, das automatische 3D-System. Diese Systeme sind besonders robust und einfach zu bedienen. Eine Reihe an SoftwareLösungen vervollständigen die Systeme. Somit wird nicht nur die Planung, sondern auch die Dokumentation optimiert.

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Bruchwandvermessung

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Fernerkundung: Zuverlässige Ertragsprognosen mit Hilfe von Multispectral-Kameras.

Das Ergebnis: Eine optimale geplante Sprengung mit geringsten Erschütterungen, gut fraktioniertem Haufwerk und mehr Sicherheit.

Bohrlochvermessung Unsere Bohrlochsonden sind leicht und einfach in der Handhabung. Sie wurden speziell für die rasche und exakte Überprüfung von Bohrungen entwickelt. Aus inkorrekten Bohrwinkeln, falschen Bohrtiefen und dem Abweichen der Bohrlöcher vom Sollverlauf ergeben sich oft ernsthafte Probleme bei Sprengungen. Die Bohrlochvermessung mit Bohrlochsonden stellt eine effiziente und dabei kostengünstige Möglichkeit dar, Bohrungenauigkeiten zu erfassen - und damit entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Fernerkundung - zuverlässige Ertragsprognosen Mit Multispectral-Kameras erstellen Sie schnell, flexibel und kostengünstig multispektrale Fotos Ihrer Anbauflächen. Mit Falschfarbeninformationen lassen sich zuverlässige Ertragsprognosen und Vegetationskontrollen durchführen. Multispektralfotos sind eine wertvolle Hilfe für Kosten-Nutzen-Analysen und machen Managemententscheidungen einfacher - zu einem unschlagbaren Preis-Leistungs-Verhältnis.

GPS: Für höchste Ansprüche an Genauigkeit und Flexibilität.

Laserscanning - eröffnet neue Perspektiven geo-konzept bietet Laserscanner für jeden Einsatzbereich – sei es in der Luft, am Boden oder unter Tage. Diese Scanner setzten Maßstäbe in Ihren Einsatzgebieten. Moderne Laserscanner bieten die Möglichkeit, verschiedenste Oberflächen aus teilweise sehr großen Entfernungen schnell und genau zu erfassen. Damit ist es zum Beispiel möglich, von einer sicheren Position aus schwer erreichbare Flächen und Wände zu scannen und auf diese Weise Oberflächenveränderungen zu erkennen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

GPS - für höchste Ansprüche Für Vermessungsaufgaben schnüren wir das passende Paket, auch bei höchsten Anforderungen an Genauigkeit und Flexibilität. Sei es für die GIS-Datenerfassung, beim Steuern von Maschinen oder zum Ausstecken von Bohranlagen: Wir haben für Sie die passende Lösung!

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: 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 Pressekontakt Nadine Mutzhas Tel.: +49 (0)8424 - 8989 77 Fax: +49 (0)8424 - 8989 80 eMail: nmutzhas@geo-konzept.de Internet: www.geo-konzept.de

Sprengplanung: Lösungen für Bruchwand- und Bohrlochvermessung Laserscanning: Eröffnet neue Perspektiven für den Einsatz in der Luft, am Boden oder Untertage.

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Das Unternehmen

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.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Sandvik Mining and Construction Central Europe GmbH

Sandvik liefert

AutoMine-Lite™ und LHDs

an die Mine Garpenberg des schwedischen Bergbauunternehmens Boliden.

andvik Mining and Construction freut sich mitteilen zu können, dass mit der Mine Garpenberg S des schwedischen Bergbauunternehmens Boliden Mineral AB die Lieferung von drei Grubenautomationssystemen AutoMine-Lite™ sowie zwei Ladern des Models Sandvik LH517 vereinbart wurde. Zwei AutoMine-Lite™-Steuereinheiten werden mobil in Kleinbussen, die dritte fest in einem Büro montiert. Die Implementierung der Systeme beginnt Ende 2010 und die Fertigstellung zur vollen Inbetriebnahme ist für Anfang 2011 geplant. Der Vertrag umfasst außerdem einen Servicevertrag für das Automationssystem mit Vor-Ort- sowie Fernbetreuung.

Peter Lundmark,

Country Segment Manager Underground Mining Sweden bei Sandvik Mining and Construction kommentiert: „Wir freuen uns, einen weiteren Erfolg im Bereich der Grubenautomation verkünden zu können. Der Vertragsabschluss mit der Mine Garpenberg stärkt unsere bereits zuvor ausgezeichneten Beziehungen mit Boliden weiter. Wir sind stolz, der Bergbauindustrie durch unser Grubenautomationssystem Entwicklungsmöglichkeiten bieten zu können und werden den eingeschlagenen Weg weiter fortsetzen.“

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Mit seinen Funktionen und seiner Anpassbarkeit an unterschiedliche Gegebenheiten bietet AutoMineLite™ im Bereich des automatisierten Grubenbetriebs einzigartige Möglichkeiten; es eröffnet Sicherheit und Produktivität neue Dimensionen, die mit herkömmlicher Ausrüstung nicht erreicht werden können. Auch bei der Entwicklung neuer Continuous-Mining-Prozesse wird das Sandvik-System AutoMine-Lite™ eine Schlüsselposition einnehmen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN AutoMine-Lite™ ist eine hochtechnologische Alternative zu Tele- und Funkfernsteuersystemen (RRC). AutoMineLite™ baut auf der erprobten AutoMine®Technologie auf und ist für ein breites Spektrum Sandvik-Lader erhältlich. Das flexible Modularsystem bietet umfassende Arbeitssicherheit, Bedienungsfreundlichkeit und Produktivität auf hohem Niveau und macht auf diese Weise Laderautomation für weitere Bergbau-Anwendungen einsetzbar.

Boliden Boliden ist ein führendes europäisches Metallunternehmen, dessen Kerntätigkeit in den Feldern Erkundung, Bergbau, Verhüttung und Recycling liegt. Boliden fördert und veredelt vorrangig Zink und Kupfer, gewinnt und veredelt aber auch Blei, Gold und Silber. Die Tätigkeit ist in die Geschäftsbereiche Minen und Hütten unterteilt. Das Unternehmen beschäftigt etwa 4 400 Mitarbeiter und setzt jährlich rund 28 Milliarden SEK um. Die Aktie ist an der Stockholmer Börse NASDAQ OMX im Segment hochkapitalisierte Unternehmen sowie an der Toronto Stock Exchange in Kanada notiert. www.boliden.se Die Boliden-Mine Garpenberg in Hedemora in der der Provinz Dalarna ist Schwedens älteste, noch betriebene Mine. Hier arbeiten rund 280 Garpenberg-Angestellte sowie weitere rund 70 Mitarbeiter von Subunternehmern. Boliden Mineral ist der größte private Arbeitgeber der Gemeinde Hedemora.

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Sandvik Mining and Construction Country Segment Manager Underground Mining Sweden Peter Lundmark eMail: peter.lundmark@sandvik.com Internet: www.sandvik.com

Sandvik Mining and Construction Sales Support Manager, Mine Automation, Sandvik Underground Mining Petri Vuorenpää eMail: petri.vuorenpaa@sandvik.com Internet: www.sandvik.com

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Sandvik ist ein weltweit tätiger Industriekonzern, der auf fortschrittliche Produkte setzt und der in einigen Bereichen weltweit Marktführer ist – wie z.B. Zerspanungswerkzeuge, Maschinen und Werkzeuge für den Gesteinsabbau, rostfreie Materialien, Speziallegierungen, Hochtemperaturmaterialien und Prozesssysteme. Die Gruppe beschäftigte 2009 rund 44 000 Mitarbeiter und unterhielt Vertretungen in 130 Ländern. Der Jahresumsatz betrug etwa 72 Milliarden SEK. Sandvik Mining and Construction ist ein Geschäftsbereich der Sandvik-Gruppe und ein weltführender Lieferant von Maschinen, Hartmetallwerkzeugen, Dienstleistungen und technischen Lösungen für die Gewinnung und Zerkleinerung von Mineralien und Gestein in der Bergbau und Bauindustrie. Der Jahresumsatz betrug 2009 32,6 Milliarden SEK und das Unternehmen beschäftigte rund 14 400 Angestellte.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN DigiCore Deutschland GmbH, Garmin

Garmin erweitert professionelles Fuhrparkmanagement-System: Garmin und DigiCore Deutschland GmbH kooperieren

ünchen (Gräfelfing)/Bissendorf, 2010 – Lösungen nach Maß: Zusammen mit der DigiCore Deutschland GmbH bietet Garmin ab sofort eine modular aufgebaute Flottenmanagement-Lösung an, die sich exakt auf unterschiedlichste Einsatzfelder anpassen lässt. Die Flottengröße ist dabei unerheblich. Die neue Lösung basiert auf der C-Track Solo Box und ist mit allen Garmin nüvis kombinierbar, so dass für jedes Budget und jeden Einsatzbereich das passende Navigationsgerät erhältlich ist. Damit baut der globale Marktführer im Bereich mobiler Navigation sein Flottenmanagement-Portfolio weiter aus. Durch die hohe Anpassungsfähigkeit der Lösung kann das Unternehmen beispielsweise seine aufgezeichneten Daten in seine Back-Office Systeme integrieren. Auf diese Weise erhält die Geschäftsleitung einen detaillierten Einblick in externe Geschäftsprozesse und kann Arbeitszeit und Betriebskosten direkt in Buchhaltungs- und Kundenmanagementsysteme übernehmen. „Die Verbindung aus Navigation und Telematik hilft Unternehmen Einsparpotentiale in ihrem Fuhrpark clever zu nutzen. Dabei fungieren die Garmin nüvis als Navigationsgerät und mobiles Datenendgerät, über das der Fahrer stets Kontakt zur Zentrale hält“, ergänzt Sayed Maudodi, Produktmanager Automotive bei Garmin Deutschland.

Flotteneffizienz erhöhen und Abläufe optimieren Die neue Lösung ist modular aufgebaut und jederzeit anpassbar. Fuhrparkunternehmen können mit einer einfachen und kostengünstigen C-Track-Lösung beginnen und je nach Bedarf modular aufstocken.

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„Unsere Kunden können mit C-Track nun noch weiter wachsen und mit Echtzeit-Ortung ins intelligente Fuhrparkmanagement einsteigen“, begrüßt Ralph Ebbinghaus, Geschäftsführer von DigiCore Deutschland, die Kooperation. „Schrittweise können Unternehmen den Funktionsumfang durch Module aus unserem Baukastensystem erweitern. So integriert sich die Lösung behutsam in die eigenen, individuellen Arbeitsprozesse. Garmin ist an dieser Stelle ein wertvoller Baustein für C-Track. Die Navigation steigert die Flotteneffizienz zusätzlich.“ Die Grundbausteine der Flottenmanagement-Lösung bestehen dabei aus C-Track Solo sowie einem mobilen Navigationsgerät aus der nüvi-Serie. C-Track Solo ist ein GPS-gestütztes Fuhrparkmanagement-System, das von DigiCore im Fahrzeug je nach Kundenwunsch eingebaut wird, während das nüvi ganz einfach über

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NEUHEITEN & REPORTAGEN die Saugnapfhalterung befestigt wird. Bei der C-Track-Lösung dient das Navigationsgerät neben seiner eigentlichen Funktion zur Routenberechnung zusätzlich als Kommunikationsbildschirm, über den der Fahrer Kontakt zur Zentrale hält und seine Aufträge verwaltet. Beispielsweise kann der Disponent seinem Fahrer eine Textnachricht senden und fragen, ob er die grüne Versicherungskarte für den Trailer geprüft hat. Der Fahrer kann die Frage per Touchscreen über die Felder „Ja“ und „Nein“ beantworten. Gleichzeitig sendet das C-Track Solo die Positionsdaten und Aufträge mittels GPRS an die FlottenmanagementZentrale. Auf Software-Seite kann der Kunde zwischen einer webbasierten oder leistungsstarken Server-Client-Variante wählen. Die Datenanalyse in den benutzerfreundlichen C-Track-Berichten hilft, besonders Kosten im Personal und Fuhrpark einzusparen und den Fuhrpark effizienter einzusetzen.

Der Fahrer kann die Frage per Touchscreen über die Felder „Ja“ und „Nein“ beantworten. Gleichzeitig sendet C-Track Solo die Positionsdaten und Aufträge mittels GPRS an die Flottenmanagement-Zentrale.

Preise und Verfügbarkeit Die Flottenmanagement-Lösung ist ab sofort über die Digicore Deutschland GmbH (http://www.digicore-deutschland.de/) zu beziehen. Die C-Track Solo Box kostet 549 Euro (zzgl. Mehrwertsteuer) und ist mit jedem beliebigen Garmin nüvi kombinierbar. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die individuell erstellte Flottenmanagement-Lösung ab zehn Fahrzeugen zu leasen. Für die C-Track Connect Basic Version, die das Internetportal sowie die Hosting- und Kommunikationsgebühren umfasst, fällt ein monatlicher Preis von 19,95 Euro an. WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Garmin Deutschland GmbH Marc Kast Lochhammer Schlag 5a 82166 Gräfelfing | Deutschland Tel.: +49 (0) 89 85 / 83 64 925 Fax: +49 (0) 89 85 / 83 64 44 eMail: marc.kast@garmin.de Internet: www.garmin.de

Pressekontakt: Schwartz Public Relations Tel.: +49 (0) 89 211 871 37 / - 38/ -40 Fax: +49 (0) 89 211 871 50 eMail: : dn@schwartzpr.de / fk@schwartzpr.de / as@schwartzpr.de Internet: www.schwartzpr.de

Über Garmin Garmin ist globaler Marktführer im Bereich mobiler Navigationslösungen für die Bereiche Automotive, Outdoor & Fitness, Marine und Aviation. 1989 von Gary Burrell und Dr. Min Kao (Garmin) gegründet, zählt das Unternehmen mit aktuell nahezu 9.000 Mitarbeitern und Stand¬orten in den USA, Taiwan und Europa zu den erfahrensten Herstellern im Bereich GPS-Technologie. Charakteristisch für Garmin ist, dass sowohl Entwicklung als auch Produktion inhouse erfolgen. Dies trägt entscheidend zur Sicherung des hohen Qualitätsstandards bei. Produkte für die Luftfahrt fertigt Garmin in der weltweiten Firmenzentrale in Olathe, Kansas, USA. Alle Consumer-ElectronicProdukte für die Bereiche Straßennavigation, Outdoor, Sport und Marine werden in den drei Garmin Produktionsstätten Shijr, Jhongli und LinKou in Taiwan hergestellt. Weltweit beschäftigt Garmin über 1.400 Ingenieure und sichert so die hohe technische Kompe¬tenz innerhalb des Unternehmens. Von 1989 bis heute wurden weltweit bereits über 30 Millionen Garmin Navigationsgeräte verkauft. Garmin ist seit Gründung des Unternehmens pro¬fitabel und verzeichnet seit 2000 einen durchschnittlichen jährlichen Umsatzzuwachs von 36 Prozent. In Europa ist Garmin mit eigenen Büros in Southampton, München, Paris, Barcelona, Mailand, Lissabon, Graz, Brüssel, Lohja und Kopenhagen vertreten. In den anderen europäischen Ländern vertreibt Garmin seine Produkte über Exklusivimporteure, die auch für den Service und Support im jeweiligen Land verantwortlich sind. Für den deutschen Markt zuständig ist die Garmin Deutschland GmbH mit Sitz in Gräfelfing bei München. Dort sind aktuell fast 100 Mitarbeiter in den Bereichen Marketing, Vertrieb, Produktmanagement, Kartografie sowie Händler- und Endkundensupport beschäftigt. Die Belieferung der deutschen Händler erfolgt über das Garmin-eigene Logistik Center bei München.

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DigiCore Deutschland GmbH Christine Hillenkötter Gewerbepark 18 49143 Bissendorf | Deutschland Tel.: +49 (0) 54 02 / 70 28 25 Fax: +49 (0) 54 02 / 70 28 28 eMail: christine@digicore-deutschland.de Internet: www.digicore-deutschland.de Pressekontakt: Beate Wand Tel.: +49 (0) 177 838 94 16 eMail: presse@digicore-deutschland.de

Über DigiCore DigiCore Deutschland GmbH und DigiCore Europe gehören zur DigiCore Holdings Ltd., einem börsennotierten High-Tech-Unternehmen, seit 1987 führend auf dem Fuhrparkmanagementsektor. Heute zählt DigiCore weltweit zu den Premiumherstellern von Fahrzeugortungssystemen. Breitgefächerte Fachkenntnis und ein umfangreicher Erfahrungsschatz haben dazu geführt, dass bis heute weltweit mehr als 400.000 Systeme installiert werden konnten. Mittlerweile ist die DigiCore/C-Track Unternehmensgruppe in 35 Ländern auf 5 Kontinenten mit Niederlassungen präsent.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Komatsu Europe International N.V.

Komatsu: Einer der Bestseller von Komatsu, der Hydraulikbagger PC210NLC-8 im Einsatz

Komatsu Hydraulikbagger weltweit Marktführer! Vilvoorde, 2010 – Das anerkannte internationale Marktforschungsunternehmen Off Highway Research hat kürzlich Komatsu wieder als weltweit führenden Hersteller von Hydraulikbaggern bestätigt. Mit mehr als 23.500 weltweit verkauften Maschinen in der Klasse über 6 t steht Komatsu mit großem Abstand vor seinen Mitbewerbern. KOMTRAX™ trägt wesentlich zu diesem Erfolg bei. Das exklusive satellitengestützte Maschinenerfassungssystem von Komatsu, das erstmals 2006 in Europa in Hydraulikbaggern der Serie 8 installiert wurde, gehört inzwischen zur Standardausrüstung der meisten KomatsuMaschinen und ist allein in Europa in über 20.000 Maschinen aktiviert. Dieses System bietet den Kunden unschlagbare Vorteile.

Der hochwertige „Maintenance Plus“-Wartungsvertrag von Komatsu zieht ebenfalls viele Kunden an. Dieses für vollste Kundenzufriedenheit ausgelegte Programm stellt sicher, dass alle regelmäßigen Service- und Wartungsarbeiten von speziell von Komatsu geschulten Mechanikern ausgeführt werden. Dank originaler KomatsuErsatzteile und Schmiermittel bleiben die Maschinen in einwandfreiem Zustand und erbringen Spitzenleistungen – und das zu geringstmöglichen Kosten. Komatsu Hanomagstrasse 9 30449 Hannover | Deutschland Internet: www.komatsu.eu www.komatsu-deutschland.de

WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Komatsu Europe International N.V. Kontakt Europa: Kevin Broman Tel.: +32(0) 2 25 - 52 458 email: kevin.broman@komatsu.eu Internet: www.komatsu.eu

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Komatsu Kontakt in Deutschland: Bettina Meeuw Hanomagstrasse 9 30449 Hannover | Deutschland Tel.: +49(0) 5 11 - 45 09 212 email: bettina.meeuw@komatsu.eu Internet: www.komatsu.eu www.komatsu-deutschland.de

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kiesel GmbH

Kiesel: Kiesel Niederlassung in Lingen mit großzügigen Verwaltungsgebäude und Werkstatthallen.

Bau- & Umschlagmaschinen beeindrucken in Lingen

Kiesel Technologietage Nord 2010 Rund 1000 Gäste besuchten die Kiesel Technologietage Nord 2010 in Lingen und zeigten sich beeindruckt von der Kiesel-Niederlassung. GemäSS dem Kiesel-Slogan „better handling“ wurde sowohl bei der Maschinenausstellung als auch in den live-Demos der Fokus auf Systemlösungen gelegt. Eingebunden in ein Gesamtkonzept fungieren die Maschinen als multifunktionale Geräteträger bieten damit ein HöchstmaSS an Wirtschaftlichkeit. .

Kiesel – Dienstleister aus Leidenschaft Neben Bau- und Umschlagmaschinen von Hitachi präsentierte Kiesel auf den Technologietagen Nord 2010 sein umfangreiches Service- und Dienstleistungsprogramm. Denn so variabel und umfangreich wie das Kiesel Maschinenangebot, so variabel sind auch die ergänzenden Dienstleistungspakete, die dank des flächendeckenden Kiesel Service- und Vertriebsnetzes bundesweit verfügbar sind. Alles aus einer Hand lautet die Devise - ob Finanzierung, Produktentwicklung, Vermietung, FullService-Angebote, Ersatzgeräte-Garantie, 24h-Industrieservice oder ITServiceleistungen. Die Kiesel Niederlassung in Lingen mit rund 25.000 m² Fläche, großzügigen Verwaltungsgebäuden und Werkstatthallen bietet für solch eine Veranstaltung optimale Voraussetzungen. Kiesel: In der Baumaschinen-Demoflächen zeigten Hitachi Maschinen, wie flexibel Kiesel Systemlösungen sind.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kiesel: In der Baumaschinen-Demoflächen zeigten Hitachi Maschinen, wie flexibel Kiesel Systemlösungen sind.

Maschinen Live im Einsatz Besonders hohen Anklang fanden die beiden Demonstrations-Flächen: Im Bereich Umschlag zeigten zwei Terex Fuchs Maschinen ihre Leistungsfähigkeit. Ausgestattet mit Fuchs Quick Connect bzw. Genesis Quick Connect sind sie die multifunktionalen und robusten Umschlagmeister. Neben Terex Fuchs, für die Kiesel in neun Ländern Exklusivpartner ist, wird das Umschlagangebot durch Großmaschinen von Mantsinen ergänzt, die besonders im Hafenbereich zum Einsatz kommen. Wie flexibel Hitachi Baumaschinen einsetzbar sind, wurde auf der zweiten Aktionsfläche eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Vom Minibagger über Mobilbagger bis hin zum großen Kettenbagger – ausgestattet mit vollhydraulischen Schnellwechselsystemen kann spielend leicht, von der Kabine aus das Anbauwerkzeug in Sekundenschnelle gewechselt werden. Damit ist ohne großen Aufwand ein optimaler, effizienter Maschineneinsatz möglich und die Werkzeuge werden durch den richtigen Einsatz geschont.

Komplettlösungen aus einer Hand Schon seit vielen Jahren konzentriert sich Kiesel auf die Entwicklung von Branchen-Systemlösungen und KundenSpeziallösungen. Denn aus der richtigen Kombination hochwertiger Maschinen mit Ausrüstungsoptionen, Schnellwechslern und Anbaugeräten entstehen wirtschaftliche und effiziente Systemlösungen. Dementsprechend zeigten auch zahlreiche KieselSystempartner wie Allu, Bema, Dappen, Darda, Demarec, Genesis, HGT, Intermercato, Lehnhoff, MB Crusher, MSP, MTB, OilQuick u.v.m. ihr Leistungsspektrum.

Das Kiesel Team aus Verkaufsrepräsentanten, Anwendungstechnikern und Produktentwicklern erarbeitet gemeinsam mit den Systempartnern individuelle Lösungen, die auf die Anforderungen des jeweiligen Kunden abgestimmt sind. Ein klarer Vorteil für den Kunden: Sie erhalten ausgereifte Systemlösungen aus einer Hand.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Kiesel: Für den Materialumschlag bietet Kiesel verschiedene Systemlösungen, die den harten Anforderungen des Umschlags gerecht werden und damit die Umschlagsleistung optimieren

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

Kiesel GmbH Alexandra Schweiker Tel.: +49 (0)751 - 50 04 45 Fax: +49 (0)751 - 50 04 50 eMail: a.schweiker@kiesel.net Internet: www.kiesel.net Kiesel: Für den Materialumschlag bietet Kiesel verschiedene Systemlösungen, die den harten Anforderungen des Umschlags gerecht werden und damit die Umschlagsleistung optimieren

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NEUHEITEN & REPORTAGEN R O T E C GmbH & Co. KG Rohstoff-Technik

Naturbims unschlagbar ökologisch und vielseitig:

eredelter Naturbims wertet Endprodukte ökologisch auf, macht sie anwenderfreundlich und vielseitiger.

Möglich macht das die ROTEC GmbH & Co. KG. Das Unternehmen fördert den mineralischen Rohstoff, bereitet ihn auf und beliefert fast alle Industriezweige mit speziellen Granulaten. Kunden setzen den Leichtzuschlag von ROTEC bevorzugt ein, da es ein rein mineralisches Naturprodukt ist, dessen speziellen Eigenschaften, das jeweilige Endprodukt positiv aufwertet und häufig die im Fokus stehende Ökobilanz der Endprodukte erheblich verbessert. Schon vor rund 15 Jahren wurden durch das Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde (IKB) und das Institut für Werkstoffe im Bauwesen (IWB) der Universität Stuttgart Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojektes „Ganzheitliche Bilanzierung von Baustoffen und Gebäuden“ initiiert. Damals waren 50 Unternehmen und Verbände der Bauindustrie aus den Bereichen Steine und Erde, Dämmstoffe und Wärmedämmverbundsysteme, Dach, Fenster und technische Fassade, Heizung und Haustechnik, darunter auch die Fachvereinigung der Bims- und Leichtbetonindustrie beteiligt.

Aus den damaligen Untersuchungen und Berechnungen zur Ökobilanz nach ISO 14040 durch das Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde (IKB) und das Institut für Werkstoffe im Bauwesen (IWB) der Universität Stuttgart ergibt sich ein Primärenergieverbrauch von rund 805 MJ/m³. Für den reinen „Bims-Anteil“ für Abbau, Rekultivierung und Abtransport sind nur rund 150 bis 200 MJ/m³ anzunehmen.

Heute werden analoge Untersuchungen und Umweltdeklarationen durch das Institut Bauen und Umwelt e.V. (IBU) vorgenommen.www.bauumwelt.com

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Unter dem Produktnamen Rotocell verkauft Rotec ein absolut trockenes und ultraleichtes Granulat in 8 Körnungen, in Korngrößen von 0,04 bis 4,0 mm, die Körnungen 0,09 bis 0,3 mm mit einem Schüttgewicht von beispielsweise 390 kg/m³.

ROTOPOR Die Produktlinie anwendungsspezifisch Pflanzsubstratmischungen.

Naturbims in Leichtbetonsteinen als Ökologiebeispiel Aus den damaligen Untersuchungen und Berechnungen zur Ökobilanz nach ISO 14040 ergibt sich ein Primärenergieverbrauch von rund 805 MJ/m³. Für den reinen „Bims-Anteil“ für Abbau, Rekultivierung und Abtransport sind nur rund 150 bis 200 MJ/m³ anzunehmen.

ROTOCELL Unter dem Produktnamen Rotocell verkauft Rotec ein absolut trockenes und ultraleichtes Granulat in 8 Körnungen, in Korngrößen von 0,04 bis 4,0 mm, die Körnungen 0,09 bis 0,3 mm mit einem Schüttgewicht von beispielsweise 390 kg/m³. Derzeitige Einsatz- und Anwendungsgebiete sind: Putze, Mörtel, Feinbetone, bauchemische Produkte, Fassadenund Leichtbetonplatten, Schüttungen, Ölabsorber, Wasserfilter und Bioreaktoren. Durch viele Interessentenanfragen aus aller Welt und ständiger Forschung erschließen sich permanent weitere Einsatzbereiche. WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT:

Rotopor sind hergestellte

Material- und Oberflächenbeschaffenheit des Naturbimses gewährleisten einzigartige Eigenschaftskombinationen: hohe Tritt- und Lagerungsstabilität, absolute Frostbeständigkeit, ausgewogenes Wasserspeicherund Durchlassverhältnis. Weltweit aktive und namhafte Systemlieferanten setzen auf Rotopor bei: Dränageschichten, Ausgleichsschüttungen, Dachbegrünungen und -gärten, Pflanzgranulaten, Wasserspeichern, Filtermaterialien und Vliesen.

Ganzheitlich bilanziert Basierend auf technischen und wirtschaftlichen Anforderungen müssen die umweltrelevanten Auswirkungen von Produkten, Systemen oder Dienstleistungen über den gesamten Lebenszyklus analysiert und ausgewertet werden. Der Bims als leichtes Naturprodukt schneidet dabei besonders gut ab. Er wird ausschließlich im Tagebau gewonnen und per LKW zur Aufbereitung ins Rotec-Werk gebracht. Durch sieben und waschen wird er von Verunreinigungen befreit. Die Waschanlage arbeitet dabei mit einem geschlossenen Wasserkreislauf.

An die Natur zurückgegeben Zur kontrollierten Rohstoffgewinnung wurden bereits 1949 das Landesbimsgesetz und die dazugehörigen Verordnungen erlassen. Dieses Gesetz sorgt seit über 60 Jahren für den Ausgleich zwischen Ökonomie und Ökologie, dadurch dass nur geeignete Flächen zum Abbau zugelassen werden und die Flächen nach dem Abbau rekultiviert werden.

Pressebüro Last & Partner (DH) R O T E C GmbH & Co. KG, Rohstoff-Technik Dielinger Straße 42B Bubenheimer Weg 49074 Osnabrück | Deutschland 56220 Urmitz | Deutschland Tel.: +49 (0)5 41 - 58 04 699 Tel.: +49 (0)26 30 - 95 57 40 Tel.: +49 (0)2 61 - 34 06 0 Fax: +49 (0)26 30 - 95 57 49 email: lastpr&partner@go4more.de, info@pr-club.eu Internet: www.rotec-nature.de Internet: www.last-pr.de, www.pr-club.eu

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Cat-Maschinen bauen

Infrastruktur für den APEC-Gipfel 2012

Das im Jahr 2012 auf der Insel Russki in der Nähe von Wladiwostok in Russland stattfindende Gipfeltreffen der APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation, AsiatischPazifische Wirtschaftliche Zusammenarbeit) hat zu einer riesigen Anzahl an Bauprojekten in dieser Region geführt. Zu den umfangreichen Bauprojekten gehören Hotels und ein Konferenzzentrum, die Sanierung eines Flughafens, Bau und Sanierung von Autobahnen, ein Opernhaus, die bauliche Gestaltung eines Küstenabschnitts inklusive Hafenanlagen und zugehöriger Infrastruktur sowie der Bau der Eastern Bosporus Strait Bridge (Brücke über die Meerenge am östlichen Bosporus), die den Kontinent mit der Insel verbinden wird. Nach Fertigstellung wird die Brücke die gröSSte Schrägseilbrücke der Welt sein. Die Arbeiten laufen bereits und werden voraussichtlich Ende 2011 abgeschlossen sein. Mehrere Cat-Maschinen sind bei dem Projekt bereits unzählige Stunden im Einsatz. Im letzten Jahr lieferte der örtliche Cat-Händler Amur Machinery 12 Cat-Maschinen und vermietete 10 weitere Einheiten an Crocus ZAO, den Generalunternehmer, der für die Erdarbeiten der Einrichtungen für das Gipfeltreffen verantwortlich zeichnet. Im Februar dieses Jahres wurden weitere 17 Maschinen erworben: vier Baggerlader vom Typ 428E, je ein Kettendozer vom Typ D5NXL, D6T und D7G; je zwei Kettendozer vom Typ D6NXL und D9R, drei Walzenzüge vom Typ CS56 sowie je ein Hydraulikbagger vom Typ 320DL, 325DL und 330DL. Cat Financial half bei der Finanzierung aller aufgeführten Kettendozer und Hydraulikbagger. Crocus ZAO erhielt Anfang 2009 den Zuschlag als Generalunternehmer für diesen Auftrag im Wert von US$ 2,5 Mrd.

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Robert Thiel, Sales Manager bei Caterpillar CIS Industry, zu der Beteiligung an den Baumaßnahmen: „Dieses Projekt ist im Hinblick auf den großen Umfang der Arbeiten innerhalb des extrem engen Zeitplans einzigartig. Die zuverlässigen Maschinen von Cat, zusammen mit der erstklassigen Produktbetreuung von Amur Machinery und den attraktiven Finanzierungskonditionen von Caterpillar Financial, sind seit Projektbeginn wichtige Triebfedern bei diesem Projekt. Wir sind stolz, Teil dieses großen Infrastrukturprojekts in Russland zu sein.“ Zum APEC-Forum gehören 21 Wirtschaftsräume, in denen mehr als 2,7 Milliarden Menschen leben, und die ca. 55 Prozent des BIP (Bruttoinlandsprodukts) weltweit und 49 Prozent des Welthandels ausmachen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

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

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

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NEUHEITEN & REPORTAGEN Kiesel GmbH

Kiesel liefert Hitachi EX1900-6 an Amberger Kaolinwerke

Kiesel: Eine leistungsfähige Kiesel Systemlösung: Der Hitachi EX1900-6 mit Fels-Reißlöffel von Locmatic und Zahnsystem von Esco im harten Einsatz in der Kaolingrube.

Ende Juni 2010 war es soweit: Der neue Hitachi EX1900-6 trat im Tagebau des Kaolinwerkes Hirschau/ Schnaittenbach der Amberger Kaolinwerke seinen Dienst an. Der 190 Tonnenbagger mit Tieflöffelausrüstung baut im ReiSS-/Ladeeinsatz Rohkaolin ab, das noch vor Ort aufbereitet und veredelt wird. . Rohkaolin ist ein feines, eisenfreies, weißes Gestein, das als Hauptbestandteil Kaolinit, ein Verwitterungsprodukt des Feldspats, enthält. Weltweit größter Abnehmer von Kaolin ist die Papierindustrie. Rund zwei Drittel des weltweit produzierten Kaolins gehen in diese Branche.

Kaolin für ganz Europa Eine der bedeutendsten europäischen Kaolin-, Quarzsand- und Feldspatlagerstätten befindet sich in der Hirschau-Schnaittenbacher Senke. Bereits seit 1833 werden Industriemineralien in Schnaittenbach und seit 1901 in Hirschau abgebaut. 1993 wuchsen beide Werke zu den Amberger Kaolinwerken zusammen, die dann wenige Jahre später ein Tochterunternehmen der Quarzwerke GmbH, Frechen wurden. Modernste Technologien werden eingesetzt, um die Roherde mit einem hohen Wirkungsgrad durch aufwändige Klassierung voneinander in die Industriemineralien Kaolin, Feldspat und Quarz zu trennen.

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Kiesel: Zum „Anbaggern“ waren die Anwohner eingeladen. Sie spürten bislang die Vibrationen der Lockerungssprengungen in der Kaolingrube, die mit dem Hitachi EX1900-6 künftig entfallen.

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NEUHEITEN & REPORTAGEN

Kiesel: Zum „Anbaggern“ waren die Anwohner eingeladen. Sie spürten bislang die Vibrationen der Lockerungssprengungen in der Kaolingrube, die mit dem Hitachi EX1900-6 künftig entfallen.

Hitachi Kraftpaket tritt Dienst an Als die Anschaffung eines neuen Baggers für die Förderung der Roherde anstand, entschieden sich die Amberger Kaolinwerke für einen Hitachi EX1900-6 aus Kiesel-Hand. Im Juni 2010 war es dann soweit: Der in Japan produzierte Großbagger wurde auf neun LKWs an seinen künftigen Einsatzort geliefert. – Der EX19006 ist einer von wenigen 200-Tonnen-Baggern, die in Deutschland aktuell eingesetzt werden. Eine Woche lang bauten fünf Kiesel Spezialisten die Einzelteile zu einem wahren Kraftpaket zusammen. Der 1.086 PS starke Hitachi EX1900-6 mit 8,30-m-BE-Ausleger und 3,60-m-BE-Stiel wird in Hirschau auf einem 5,60 m breiten Unterwagen mit 800 mm breiten Bodenplatten arbeiten. Die Hitachi Maschine zeichnet sich vor allen Dingen durch die hervorragenden Hydraulikfunktionen, die einen schnellen und hoch produktiven Ladebetrieb gewährleisten, sowie durch höchste Qualität an Unterwagen, Drehkranz und Antriebsstrang, die die Wirtschaftlichkeit über eine lange Lebensdauer sichern, aus. Zudem tragen auch die komfortable Kabine und zahlreiche bedienungs- und sicherheitsspezifische Verbesserungen dazu bei, den Betrieb und die Wartung weiter zu vereinfachen. Ein weiterer LKW war nötig, um den 16,5 Tonnen schweren Fels-Reißlöffel von Loc-matic zu transportieren, der durch seine spezifische Konstruktion und die verwendeten hochfesten Werkstoffe erstklassige Reißkräfte und höchste Füllmomente verspricht. Der verstärkte Innensteg nimmt die Kräfte am vorgezogenen Mittelzahn, die beim extremen Reißeinsatz entstehen, auf. Das Zahn-System 85SV2 des Kiesel-Systempartner Esco wurde für diesen Einsatz mit einer Wolframcarbid-Schicht versehen und zeichnet sich damit durch überragend hohe Verschleißfestigkeit und eine größtmögliche Wirtschaftlichkeit aus.

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Kiesel Eine leistungsfähige Kiesel Systemlösung: Der Hitachi EX1900-6 mit Fels-Reißlöffel von Locmatic und Zahnsystem von Esco im harten Einsatz in der Kaolingrube.

Service & Dienstleistung Nicht zuletzt aufgrund der umfassenden Einsatzberatung und Betreuung durch Kiesel hat sich das Unternehmen Amberger Kaolin für den Hitachi entschieden. Denn mit dem umfassenden Servicekonzept kann Kiesel jederzeit unbürokratischen und kompetenten Service garantieren. Die Kiesel Servicemannschaft umfasst derzeit 350 Techniker sowie rund 50 Auszubildende zum Landund Baumaschinentechniker. Weitere 100 Mitarbeiter betreuen in der Kiesel Gruppe den Bereich Zubehör- und Ersatzteilvertrieb. Ein hervorragender Service und das Plus an Dienstleistung stehen für Kiesel im Mittelpunkt, um seinen Kunden einen effizienten und runden Arbeitsablauf zu gewährleisten. WEITERE INFORMATIONEN UND KONTAKT: Kiesel GmbH Baindter Strasse 29 88255 Baienfurt | Deutschland Tel.: +49 (0)751 - 500 40 Fax: +49 (0)751 - 500 48 88 Internet: www.kiesel.net

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

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VERANSTALTUNGEN

2010

DER AMS-VERANSTALTUNGSKALENDER Oktober 2010 04 - 08 Okt 2010 Electra Mining Africa 2010

Johannesburg, Süd Afrika

www.specialised.com

05 - 07 Okt 2010 iPAD DRC: Mining and Infrastructure Exhibition

Congo, Demokratische Republik Congo

www.ipad-africa.com

Köln, Deutschland

www.intergeo.de

05 - 07 Okt 2010

INTERGEO 2010. Kongress und Fachmesse für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement

06 - 09 Okt 2010 IV International Mining Fair

Medellin, Kolumbien

www.miningcolombia.com

Freiberg, Deutschland

www.tu-freiberg.de

10 - 13 Okt 2010 GeoDarmstadt2010

Darmstadt, Deutschland

www.geodarmstadt2010.de

19 - 21 Okt 2010 Intensivseminar Geothermie: Entwicklung von Tiefengeothermie-Projekten

München, Deutschland

www.hdt-essen.de

24 - 27 Okt 2010 MEMO 2010 - The Maintenance Engineering/Mine Operators‘ Conference

Ontario, Kanada

www.cim.org/memo2010

26 - 29 Okt 2010 China Coal Expo

Beijing, China

www.chinacoalexpo.com

28 - 29 Okt 2010 7. Sächsischer Geothermietag

Torgau, Deutschland

www.gkz-ev.de

28 - 29 Okt 2010 TBM Conference

Londao, England

www.meyco.basf.com

03 - 04 Nov 2010 The Africa Mining Conference

London, England

www.immevents.com

SITP Algier Internationale Fachmesse für Baumaschinen, Baustoffmaschinen, 07 - 10 Nov 2010 Bergbau und Ausrüstung

Algier, Algerien

www.salontp.com

09 - 12 Nov 2010 Metal-Expo 2010

Moskau, Russland

www.metal-expo.ru

11 - 11 Nov 2010 Process Mineralogy ´10

Cape Town, Südafrika

www.min-eng.com

10 - 13 Nov 2010 IMME 2010, 10th International Mining & Machinery Exhibition

Kolkota, Indien

www.immeindia.com

11 - 14 Nov 2010 Mining Turkey

Istanbul, Türkei

www.miningturkeyfair.com

08 Okt 2010 39. Geomechanik-Kolloquium

November 2010

14 - 16 Nov 2010 Cleanmining 2010

Santiago, Chile

www.clean-mining.com

16 - 18 Nov 2010 China Mining 2010

Tianjin, China

www.sino-confex.com

23 - 26 Nov 2010 MINE CLOSURE 2010

Santiago, Chile

www.mineclosure2010.com

23 - 25 Nov 2010 Symposium Mines Guinée 2010 (SMG 2010)

Conakry, Republik Guinea

www.smguinee.com

23 - 26 Nov 2010 Bauma China 2010

Beijing, China

www.bauma-china.com

Aachen, Deutschland

www.wbionline.de

25 - 29 Nov 2010

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7th WBI-International Shortcourse Felsmechanik, Standsicherheit und Entwurf von Tunnels und Böschungen

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VERANSTALTUNGEN

2010

DER AMS-VERANSTALTUNGSKALENDER Dezember 2010 VII Congresso Suramericano de Mecánica de Rocas - ISRM South American 02 - 04 Dez 2010 Regional Symposium 2010

Lima, Peru

www.isrm.net

05 - 11 Dez 2010 4 Courses in Rock Mechanics/Engineering Geology

Lima, Peru

www.isrm.net

06 - 07 Dez 2010 Open Cut Operators 2010

Mackay, Australien

www.iir.com.au/opencut

08 - 09 Dez 2010 2nd Indonesia Mining 2010

Bali, Indonesien

www.abf-asia.com

28 - 30 Dez 2010 2010 IEEE International Conference on Physics Science and Technology

Hong Kong, China

www.icpst.org

07 - 09 Jan 2011 2011 International Conference on Life Science and Technology

Mumbai, Indien

www.icpst.org

08 - 14 Jan 2011 23rd Colloquium of African Geology

Johannesburg, Südafrika www.cag23.co.za

18 - 19 Jan 2011 Drill & Blast Europe

Stockholm, Schweden

www.drillandblasteurope.com

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

Clausthal, Deutschland

www.bergbau.tu-clausthal.de

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

Chongqing, China

www.icamr.org

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

Istanbul, Türkei

www.ebysummits.com

25 - 26 Jan 2011 Europe Mining Forum 2011

London, England

www.fleminggulf.com

Januar 2011

kostenlos digital informativ Ausgabe 03 | 2010

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VERANSTALTUNGEN Rohstoffversorgungstechnik

Rohstoffgewinnung, Aufbereitung und Veredlung

Weiterbildungsangebot Lehrgang für Fachund Führungskräfte in der mineralischen Rohstoffindustrie

16. - 18.02.2011 Mittwoch, 16. Februar 2011

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

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

Dozenten

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

Teilnahmebedingungen

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

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

Rohstoffaufbereitung - Aufbereitung und Veredlung von Steine-und-Erden - Analyse - Zerkleinern, Klassieren, Sortieren - Entwässern, Trocknen Ausgabe 03 | 2010

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VERANSTALTUNGEN

Metso legt nach: Ähnlich groß wie schon auf der steinexpo 2008 wird die Präsentation des Ausstellers auch zur 8. Steinbruchdemonstrationsmesse im nächsten Spätsommer ausfallen.

steinexpo 2011 –

Drehscheibe für Neuheiten in der Aufbereitung mineralischer Rohstoffe! September 2010: Führende Anbieter von Aufbereitungstechnik planen bereits jetzt ihren Auftritt auf der 8. steinexpo, Internationale Demonstrationsmesse für die Roh- und Baustoffindustrie. Motiviert durch den Erfolg ihres Messeauftritts während der vorangegangenen Veranstaltung, haben beispielsweise die Metso Minerals (Deutschland) GmbH und die Sandvik Mining & Construction Central Europe GmbH vergleichbar groSSe Areale wie beim letzten Mal für die Präsentation und Demonstration ihrer Produkte und Prozesse gebucht.

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VERANSTALTUNGEN

Gerüstet für drinnen und draußen: Fachlicher Austausch und Demonstrationen spielen auch am Sandvik-Stand wieder eine Hauptrolle.

Die Vermietung von Messeflächen an Aussteller, bei klassischen Messeveranstaltern eher ein unspektakuläres Standardgeschäft, gestaltet sich im Steinbruch um einiges abenteuerlicher. In den seltensten Fällen kann dem Buchungswunsch: „Wir belegen genau die gleiche Fläche wie beim letzten Mal.“ eins zu eins entsprochen werden. Schließlich geht der Gewinnungsbetrieb zwischen den Messen, die im dreijährigen Rhythmus stattfinden, regulär weiter. Allerdings hat die Mitteldeutsche Hartsteinindustrie (MHI) als Betreiber des „Messesteinbruchs“ mittlerweile auch viel Erfahrung darin, Gewinnung und Platzbedarf der steinexpo geschickt miteinander zu verknüpfen. Dank dieser eingespielten Kooperation ist es ein gutes Jahr vor dem Start der steinexpo in 2011 möglich, interessierten Ausstellern genau ihre Wunschfläche zu realisieren, selbst wenn an die Größe hohe Anforderungen gestellt werden. Schließlich wollen Unternehmen wie die Metso Minerals (Deutschland) GmbH und die Sandvik Mining & Construction Central Europe GmbH während einer steinexpo nicht kleckern, sondern sich in gleichermaßen beeindruckender Weise präsentieren, wie sie dies bereits während der Demo-Show 2008 getan haben. Das Management beider Unternehmen unterstreicht mit diesem Engagement letztlich, was die AusstellerUmfrage in 2008 belegte, nämlich höchste Zufriedenheit mit dem Messeergebnis: Der hohe Fachbesucheranteil von rund 90 %, ausgestattet mit erstklassigem Wissen und hoher Entscheidungskompetenz macht die Demonstrationsmesse im Steinbruch zu genau dem Ereignis, das sich Aussteller und Besucher, die im gleichen Marktumfeld agieren, wünschen.

Klassische Branche mit neuen Nachfrageschwerpunkten Die passende Technik, um aus großen Steinen kleine Steine in definierten Körnungen herzustellen, ist in ausgereiften Generationen längst verfügbar. Dennoch hat auch gute Technik immer einen Feind; und das ist die noch bessere Technik. Mit ihrer Hilfe lassen sich Brechstufen zusammenfassen oder auch dem Trend zur Spezialisierung auf besonders nachfragegerechte Körnungen folgen. Nicht zuletzt neue Baustoffrezepturen im Asphalt- und Betonbereich sind dafür verantwortlich,

Metso legt nach: Ähnlich groß wie schon auf der steinexpo 2008 wird die Präsentation des Ausstellers auch zur 8. Steinbruchdemonstrationsmesse im nächsten Spätsommer ausfallen.

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VERANSTALTUNGEN

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

Gerüstet für drinnen und draußen: Fachlicher Austausch und Demonstrationen spielen auch am Sandvik-Stand wieder eine Hauptrolle.

dass die Nachfrage nach wachsenden Mengen höherwertiger Körnungen anzieht. Um dieser Spezialisierung zu folgen, reicht das Gewohnte nicht aus. Doch nicht nur die großen Produzenten folgen diesem Trend, auch Mittelständler und kleine Unternehmen nutzen den Weg zum Spezialisten, um ihre Wertschöpfung zu erhöhen. In diesem Fall sind es vor allem mobile Anlagen, an die nochmal neue Anforderungen gestellt werden. Doch ob nun mobil oder stationär – eines gilt für alle aktuellen Möglichkeiten in der Aufbereitung mineralischer Massen: Die Automatisierung ist auf dem Siegeszug! Dadurch sind ganze Prozesse kontrollier- und korrigierbar, besser vor unerwarteten Ausfällen geschützt und sie werden auf eine Weise optimiert, die sich durch bloße Mechanik nicht erreichen ließe.

Gerade diese Entwicklung führt letztlich dazu, dass sich klassische Techniklieferanten in einem Parallelzweig zu Dienstleistern entwickeln. Zur Hardware wird üblicherweise ein gestuftes Wartungsund Serviceportfolio aufgebaut und angeboten. Dieser recht neue Aspekt für die Branche lässt sich natürlich als weicher aber sehr wesentlicher Faktor für eine Investitionsentscheidung schwer ausstellen – oder gar demonstrieren – er lässt sich allerdings gerade im Rahmen einer Demonstrationsmesse wie der steinexpo anhand der dargestellten Prozesse in seiner Bedeutung sehr gut erklären und für die Besucher überzeugend nachvollziehen. Sehr viele Aussteller aus dem Bereich Aufbereitungstechnik werden mit ihren Angeboten genau dieser Markt- und Nachfrageentwicklung mit ihren aktuellen Exponaten gerecht.

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

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VERANSTALTUNGEN

Institut für Bergbau

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

17. Kolloquium

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

Name, Vorname:

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Fachausstellung:

Institut für Bergbau

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

rs e ap p r o f l l a c

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

17. Kolloquium

Veranstalter und Kontakt

Bohr- und Sprengtechnik

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

21. und 22. Januar 2011 in Clausthal- Zellerfeld

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Profil

Vortragsanmeldung

Sonstiges

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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IMPRESSUM VERLAG

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

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