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Die
Erfindung betrifft ein Tagebau-Gewinnungsverfahren.
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Lockergesteinstagebaue,
wie beispielsweise Braunkohlen-Tagebaue, sind zumindest in Europa überwiegend
so ausgelegt, dass sie einen kontinuierlichen Gewinnungsprozess
ermöglichen. Hierzu werden beispielsweise kontinuierlich
arbeitende Großgeräte wie Schaufelradbagger oder
dergleichen verwendet. Früher wurden beispielsweise im
rheinischen Braunkohlenrevier Eimerkettenbagger verwendet, die später
durch Schaufelradbagger ersetzt wurden.
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Im
rheinischen Braunkohlenabbau wird überwiegend Schwenkabbau
mit einer kontinuierlichen Fördertechnik bestehend aus
Schaufelradbagger, Bandanlage und Absetzer betrieben. In anderen Kohlentagebauregionen,
sind oft diskontinuierlichen Gewinnungsverfahren anzutreffen, bei
welchem die Arbeitsgänge Lösen, Laden und Fördern
weitestgehend voneinander entkoppelt sind.
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Im
Lockergesteinstagebau, beispielsweise im Braunkohlen-Tagebau, sind
die Arbeitsvorgänge Lösen, Laden und Fördern
verhältnismäßig eng miteinander verzahnt.
Beim Einsatz von Schaufelradbaggern erfolgt das Lösung
und Laden durch den Schaufelradbagger, der das Material über
Bandbrücken und Beladewagen auf Strossenbänder
aufgibt.
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Die
Einsetzbarkeit solcher kontinuierlich arbeitender Gewinnungsgeräte
wie Schaufelradbagger erfordert allerdings eine gewisse Beschaffenheit
des Deckgebirges sowie des Planums für die eingesetzten
Großgeräte. Insbesondere bei bindigen oder harten
Einschlüssen im Deckgebirge bzw. im Abraum ist es eventuell
erforderlich diskontinuierlich arbeitende Gewinnungsgeräte
einzusetzen, wobei deren Einbindung in den kontinuierlichen Gewinnungszyklus
häufig Schwierigkeiten bereitet. Die Kohlengewinnung erfordert
wegen der Kohlenqualitätssteuerung und der Auskohlung im
Liegendbereich häufige Wechsel des Schaufelradbaggers von
der einen Seite des Strossenbandes zur anderer (vom Hoch- zum Tiefschnitt)
und zurück. Diese Durchfahrten kosten produktive Zeit und
erzeugen weiterhin Kosten bei den Nebenbetrieben. Zudem ist die
Produktionsleistung des Schaufelradbaggers im Tiefschnitt niedriger
als im Hochschnitt. Häufig ist die Kontaktfläche
der Kohle zum Liegenden durch Störungen und andere geologische
Ereignisse nicht eben ausgebildet und die Kohle kann durch den Schaufelradbagger
nur mit Mehraufwand und erheblicher Minderleistung hereingewonnen
werden. Auch in diesen Fällen ist der Einsatz diskontinuierlich
arbeitender Gewinnungsgeräte zeitweise erforderlich, wobei
deren Einbindung in den kontinuierlichen Gewinnungszyklus häufig Schwierigkeiten
bereitet bzw. höhere Kosten erzeugt durch die erforderliche
Wiederaufnahme der Kohle durch den Schaufelradbagger. Derzeit werden
entweder Lkws (Muldenkipper/Dumper) oder mobile Brecher und Bandwagen
eingesetzt, um beispielsweise das gelöste Material eines
Hydraulikbaggers über Strossenbänder abzutransportieren.
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Für
den Einsatz von Lkws ist ein aufwendiger Wegebau im Tagebau erforderlich.
Eine Aufgabe auf das Strossenband ist in der Regel nicht direkt
möglich und erfordert weiteres Personal und Geräte.
Hierzu würde man sich üblicherweise eines mobilen
Brechers bedienen, der entweder direkt oder über einen Bandwagen
auf das Strossenband aufgibt. Beide Geräte sind mit Raupenfahrwerk
ausgestattet und müssen über das Planum fahren.
Ein Tagebauplanum ist in der Regel uneben und verschlammt, sodass
bei jedem Versetzen der Geräte das Planum wieder entsprechend
bearbeitet werden muss. Die Übergaben zwischen Fördergerät,
Brecher und Bandwagen müssen während des Verfahrens
genaustens passen, damit weitergefördert werden kann. In
der Praxis wird während des Verfahrens die Förderung
eingestellt und erst nach der Neupositionierung werden die Übergaben
passend gefahren. Eine Zwischenaufgabe durch ein zusätzliches
Fördergerät auf die Gerätekette ist nicht
möglich. Bei der Zwischenaufgabe auf einen Bandwagen entsteht
häufig Schieflauf des Gurtes.
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Ein
Tagebau-Gewinnungsverfahren im Festgesteinstagebau mit diskontinuierlich
arbeitenden Gewinnungsgeräten ist beispielsweise aus der
WO 2006/033849 A2 bekannt.
Dort wird eine Kombination von Kettendozern (Bulldozern) und parallel zum Abbaustoß verfahrbaren
Kettenkratzerförderern verwendet, wobei das aufgabeseitige
Ende des Kettenkratzerförderers auf der Sohle des Tagebaus
in einem zentralen Bereich des durch Sprengung gelockerten Abbaustoßes
angeordnet ist. Das aufgabeseitige Ende des Kratzerförderers
ist von dem gelösten Material überlagert, dieser
fördert aus dem gelockerten Haufwerk hinaus, sodass sich
ein Abzugstrichter ergibt. Mit Raupenladern wird weiteres gelöstes
Material von der Abbaustrosse aus in den sich ergebenden Schütttrichter
nachgeschoben. Die Kettenkratzerförderer werfen das geförderte
Material auf Lkw/Muldenkipper oder Bandanlage ab. Dieses Verfahren
ist eine Alternative zu herkömmlichen kontinuierlichen
Gewinnungsverfahren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tagebau-Gewinnungsverfahren,
insbesondere für Lockergesteinstagebaue, bereitzustellen,
welche auch im Großgerätelockergesteinstagebau
insbesondere als Ergänzung zu einer kontinuierlichen Gewinnung
einsetzbar ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch ein Tagebau-Gewinnungsverfahren,
insbesondere für den Lockergesteinstagebau, unter Verwendung
wenigstens eines diskontinuierlich arbeitenden Gewinnungsgeräts,
wenigstens eines ersten kontinuierlich arbeitenden Fördermittels
und eines zweiten kontinuierlich arbeitenden Fördermittels,
welches auf das erste Fördermittel aufgibt, wobei das zweite
Fördermittel parallel zu einem Abbaustoß und an
diesen angrenzend mit dem Abbaufortschritt auf der Sohle der Lagerstätte
mitgeführt wird und das Gewinnungsgerät fördermittelungebunden
die zu bewegenden Massen von dem betreffenden Abbaustoß unmittelbar
auf das zweite Fördermittel aufgibt.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorzug,
dass mit verhältnismäßig einfachen Mitteln ein
diskontinuierliches Gewinnungsgerät, beispielsweise ein
Tieflöffel-Hydraulikbagger in einen ansonsten kontinuierlichen
Gewinnungsprozess einbindbar ist.
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Der
Hydraulikbagger kann Material auf das zweite mit dem Abbaustoß mitgeführte
Fördermittel aufgeben, dieses wiederum kann mit einfachsten
Mitteln an ein zweites kontinuierliches Fördermittel, beispielsweise
eine Gurtbandförderanlage angeschlossen sein.
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Bei
einer besonders zweckmäßigen Variante gemäß der
Erfindung ist vorgesehen, dass als zweites Fördermittel
ein Kettenkratzerförderer Anwendung findet. Derartige Kettenkratzerförderer
sind aus dem Untertage-Steinkohlen-Bergbau bekannt, wo diese überwiegend
als Strebfördermittel eingesetzt werden. Dort allerdings
ist das Gewinnungsgerät in Form eines Kohlenhobels oder
eines Walzenschrämladers unmittelbar über den
Kettenkratzerförderer geführt und an diesen gebunden.
Der Kettenkratzerförderer wird bei diesen Einsatzzwecken
mittels am Ausbau angeschlagenen Rückzylindern gegen den Abbaustoß angedrückt.
Ein solcher ständiger ununterbrochener Vorschub des Kettenkratzerförderers
ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht
erforderlich. Darüber hinaus ist keine Anbindung oder Koppelung
des Gewinnungsgeräts an den Kettenkratzerförderer
erforderlich.
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Als
diskontinuierlich arbeitendes Gewinnungsgerät kann beispielsweise
wenigstens ein Seil- oder Hydraulikbagger oder wenigstens ein Rad-
und Kettendozer Anwendung finden.
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Die
Kombination eines solchen diskontinuierlich arbeitenden Gewinnungsgeräts
mit ansonsten kontinuierlichen Fördermitteln bzw. Fördereinrichtungen
hat den Vorzug, dass das erfindungsgemäße Gewinnungsverfahren
ohne Weiteres in einem für kontinuierliche Gewinnung ausgelegten
Lockergesteinstagebau Anwendung finden kann. Dadurch, dass auf den
Umschlag auf rad- oder raupengebundene Fahrzeuge verzichtet werden
kann, muss keine entsprechende Wegestruktur für den Transport
bereitgestellt werden. Eine besondere Vorbereitung des Tagebauplanums
ist ebenfalls nicht erforderlich, da beispielsweise Kettenkratzerförderer
verhältnismäßig einfach auf der Sohle
des Tagebaus verschiebbar sind.
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Bei
einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der
Erfindung ist vorgesehen, dass der Massenguttransport mit dem zweiten
Fördermittel quer zum Abbaufortschritt erfolgt.
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Besonders
bevorzugt wird das zweite Fördermittel mittels Rad- oder
Raupenlader oder Kettendozer oder Hydraulikbagger mit Planierschild
in Richtung auf den Abbaustoß gerückt. Hierzu
ist es lediglich erforderlich, beispielsweise den Kettenkratzerförderer
auf der Sohle mittels Dozer zu verschieben. Zweckmäßigerweise
finden Kettenkratzerförderer mit einem geschlossenen Untertrum
Anwendung.
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Ein
Anschlagen des Kettenkratzerförderers mittels Rückzylindern
an zum Rücken vorgesehenen Raupenfahrzeugen ist möglich,
allerdings nicht unbedingt erforderlich.
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Bei
einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der
Erfindung erfolgt das Rücken des zweiten Fördermittels
diskontinuierlich bzw. schrittweise. Ein Kraftschluss des zweiten
Fördermittels mit dem Abbaustoß ist nicht erforderlich.
Das aus dem Abbaustoß gewonnene Material kann beispielsweise mittels
Löffelbagger aus dem Stoß herausgekratzt und auf
das zweite Fördermittel aufgegeben werden. Das zweite Fördermittel
kann sowohl auf der Sohle als auch auf der Strosse, d. h. oberhalb
des Abbaustoßes angeordnet sein.
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Bevorzugt
findet das Gewinnungsverfahren gemäß der Erfindung
im Braunkohlen-Tagebau Anwendung.
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Besonders
bevorzugt wird das diskontinuierlich arbeitende Gewinnungsgerät
zusätzlich zu wenigstens einem kontinuierlich arbeitenden
Gewinnungsgerät wie beispielsweise einem Schaufelradbagger
verwendet.
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Als
erstes kontinuierlich arbeitendes Fördergerät
kann beispielsweise eine Gurtbandförderanlage Anwendung
finden, wie sie in Braunkohlen-Tagebauen üblicherweise
verwendet wird.
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Zweckmäßigerweise
werden die zu bewegenden Massen von dem Kettenkratzerförderer
auf ein Strossenband als erstes kontinuierlich arbeitendes Fördermittel
aufgegeben.
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Bei
einer bevorzugten Variante wird das zweite Fördermittel
ohne eine ortsfeste Rückeinrichtung dem Abbaustoß nachgeführt.
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Vorzugsweise
wird das zweite Fördermittel mittels Radlader, Kettendozer
oder dergleichen auf der Sohle verschoben.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf einen Tagebau zwecks Veranschaulichung
des Verfahrens gemäß der Erfindung,
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2 eine
schematische Seitenansicht eines Abbaustoßes teilweise
geschnitten mit einem davor angeordneten Gewinnungsgerät,
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht des vor dem Abbaustoß angeordneten
Ketten kratzerförderers,
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4 eine
der 2 entsprechende Ansicht, die den Rückvorgang
des Fördermittels veranschaulicht,
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5 eine
den 4 und 2 entsprechende Ansicht, die
einen Gewinnungsvorgang mittels Kettendozer zeigt und
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6 eine
Ansicht, die den kombinierten Einsatz eines Gewinnungsgeräts
und eines Raupenladers zwecks Rücken des Fördermittels
veranschaulicht.
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Nachstehend
wird das Tagebau-Gewinnungsverfahren bei seiner Anwendung in einem
Lockergesteinstagebau, insbesondere in einem Braunkohlen-Tagebau,
erläutert.
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1 zeigt
die Draufsicht auf die Sohle 1 und die Strosse 2 eines
Braunkohlen-Tagebaus. Mit 3 ist das auf der Strosse 2 verlegte
Strossenband bezeichnet, das Teil einer Gurtbandförderanlage
ist, welche für den kontinuierlichen Gewinnungsbetrieb ausgelegt
ist. Parallel zu dem mit 4 bezeichneten Abbaustoß ist
als kontinuierliches Fördermittel ein Kettenkratzerförderer 5 verlegt,
der aus dem Abbaustoß gewonnenes Material auf das Strossenband 3 aufgibt.
Auf der Sohle 1 des Tagebaus ist eine Hydraulik-Löffelbagger 6 mit
Raupenfahrwerk frei verfahrbar angeordnet. Der Hydraulik-Löffelbagger 6 löst
das Gebirge lotrecht aus dem Abbaustoß 4 auf dem
Kettenkratzerförderer 5, dieser kratzt das Material
aus dem Abbaustoß 4. Das Material wird mittels
des Kettenkratzerförderers 5 auf das Strossenband 3 gefördert
und gelangt beispielsweise über das Strossenband 3 zu
einem Absetzer, der das Material an entsprechender Stelle des Tagebaus
verkippt.
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Bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die diskontinuierliche
Gewinnung von Material aus dem Abbaustoß 4 mittels
Hydraulik-Löffelbagger 6 nur eine ergänzende
Maßnahme zur Abraum- und Kohlegewinnung, die dann zum Einsatz
gelangt, wenn das Deckgebirge so fest ist, dass es für
die Gewinnung mittels Schaufelradbagger Probleme bereitet oder ein
Schaufelradbagger durch die erforderliche Kohlegewinnung an beiden
Seiten des Strossenbands (z. B. zur Kohlequalitätssteuerung
oder zu Auskohlung im Liegendbereich) nicht wirtschaftlich eingesetzt
werden kann. Bei besonders harten Einschlüssen oder bei
besonders bindigem Material kommt ebenso eine solche diskontinuierliche
Gewinnung mittels Hydraulik-Löffelbagger 6 in
Betracht.
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Die
Länge des so bearbeitenden Abbaustoßes 4 ist
ebenfalls begrenzt (auf ca. 300 bis 400 m), da der Energiebedarf
zum Betrieb von Kettenkratzerförderern 5 aufgrund
der hohen Reibungsverluste verhältnismäßig
hoch ist. In den Tagebauen im rheinischen Braunkohlenrevier wäre
in der Regel bzw. beim derzeitigen Betrieb mit einer Länge
des Abbaustoßes von max. 200 m zu rechnen. Als ergänzende oder
flankierende Maßnahme können mit einer solchen
Verfahrensweise etwa bis zu 1.500 t pro Stunde zusätzlich
zur Gewinnung mit kontinuierlich arbeitendem Tagebaugroßgerät
erzielt werden, von der technischen Auslegung des Kettenkratzförderers
her ist eine Förderung von bis zu 5.000 t/h möglich,
welche durch ein großes oder mehrere kleinere Gewinnungsgerät(e)
erreicht werden kann. Es ist bekannt, dass mit einem Schaufelradbagger
Fördermengen von bis zu 200.000 t pro Tag erzielbar sind.
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Der
Aufbau des verwendeten Kettenkratzerförderers 5 ist
in 3 sehr schematisch dargestellt. Dieser umfasst
mehrere stoßweise zusammengesetzte Stahlblechrinnen 7,
die jeweils ein Obertrum 7a und ein Untertrum 7b für
umlaufende Kettenbänder (nicht dargestellt) bilden, welche
jeweils mit abstandsweise angeordneten, sich quer zur Förderrichtung
erstreckenden Mitnehmern (nicht dargestellt) versehen sind. Die
Kettenbänder werden jeweils vor Kopf umgelenkt und angetrieben.
Das Untertrum 7b ist auf seiner der Sohle 1 zugewandten
Seite mit einem Gleitblech 8 verschlossen. Auf der dem
Abbaustoß 4 abgekehrten Seite des Kettenkratzerförderers 5 ist
dieser mit einer Stoßleiste 11 versehen, die beim Rücken
mittels Radlader oder Bagger gegen mechanische Einwirkungen schützt.
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Die 2 veranschaulicht
die Lage des Kettenkratzerförderers 5 in Bezug
auf den Abbaustoß 4. Dieser ist angrenzend an
den Abbaustoß 4 und parallel dazu, d. h. quer
zur Abbaurichtung, verlegt.
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Bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für
den Kettenkratzerförderer keine ortsfeste Rückeinrichtung
vorgesehen, eine solche ortsfeste Rückeinrichtung bietet üblicherweise
auch ein Widerlager für die Reaktionskräfte einer
auf dem Kettenkratzerförderer 5 geführten
Gewinnungseinrichtung.
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Mittels
des in 2 dargestellten Hydraulik-Löffelbaggers 6 kann
das Material aus dem Abbaustoß 4 von der Sohle 1 aus
herausgelöst und in den Kettenkratzerförderer 5 befördert
werden. Der Kettenkratzerförderer 5 kann ebenfalls
mittels des Hydraulik-Löffelbaggers 6 (im einfachsten
Fall) bedarfsweise in Richtung auf den Abbaustoß 4 vorgerückt
werden.
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In
den 4 und 5 ist eine Gewinnung mittels
Kettendozer 9 veranschaulicht, der zunächst einmal
den Kettenkratzerförderer an den Abbaustoß 4 heranschiebt
(4) und sodann das Material aus dem Abbaustoß 4 herauslöst
und von der Strosse 2 ausgehend, d. h. von oben, auf den
Kettenkratzerförderer 5 aufschiebt (5).
Dies kann mittels mehrerer Kettendozer erfolgen, oder aber der Kettendozer wird
hierzu von der Sohle 1 auf die Strosse 2 verbracht.
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In 6 ist
eine Gewinnung unter Einsatz sowohl eines Hydraulik-Löffelbaggers 6 als
auch eines Raupenladers 9 veranschaulicht. Der Hydraulik-Löffelbagger 6 ist
auf der Strosse 2 angeordnet und löst das Material
von oben aus dem Abbaustoß 4 und gibt dieses auf
den Kettenkratzerförderer 5 auf, wohingegen ein
oder mehrere Kettendozer 9 auf der Sohle 1 frei
verfahrbar vorgesehen sind. Mittels dieser Kettendozer 9 erfolgt
das Rücken des Kettenkratzerförderers 5.
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Wie
dies insbesondere aus der Zusammenschau von 1 und 2 ersichtlich
ist, schreitet der Abbau in Richtung des in 2 eingezeichneten Pfeils 10 fort,
d. h. quer zur Förderrichtung des Kettenkratzerförderers 5. 1 zeigt
den Kettenkratzerförderer 5 in teilweise vorgerücktem
Zustand. Dort, wo sich der Hydraulik-Löffelbagger 6 befindet,
ist der Kettenkratzerförderer 5 bereits vorgerückt,
in dem übrigen Bereich ist der Abraum oder die Kohle noch nicht
gewonnen, folglich der Kettenkratzerförderer 5 noch
nicht vorgerückt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sohle
- 2
- Strosse
- 3
- Strossenband
- 4
- Abbaustoß
- 5
- Kettenkratzerförderer
- 6
- Hydraulik-Löffelbagger
- 7
- Rinnen
- 7a
- Obertrum
- 7b
- Untertrum
- 8
- Gleitblech
- 9
- Kettendozer
- 10
- Pfeil
- 11
- Stoßleiste
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/033849
A2 [0007]
