DE60010066T2 - Ein lagerplatz für schüttgüter - Google Patents

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    • B65G3/00Storing bulk material or loose, i.e. disorderly, articles
    • B65G3/02Storing bulk material or loose, i.e. disorderly, articles in the open air

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft eine unüberdachte Lageranlage für Haldenschüttgüter. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für ein Import- oder Exportterminal für Schüttgüter und wird hauptsächlich diesbezüglich beschrieben, aber sie ist selbstverständlich auf beliebige Anlagen mit einem Lagerplatz für Schüttgüter anwendbar. Beispiele von herkömmlicherweise in solchen Anlagen gelagertem Schüttgüter enthalten Kohle, Eisenerz, Kalkstein und Bauxit.
  • Hintergrund
  • In typischen Exportterminals kommen Güter über einen Straßen- oder Schienentransport an und werden in Schiffsräume verladen, während bei typischen Importterminals das Umgekehrte stattfindet. Da die über die Straßen- oder Schienenversendung behandelten Volumen viel kleiner als jene mit einem Schiff behandelten sind und angesichts der Tatsache, dass Güter nicht zu der Zeit empfangen werden können, zu der sie für ein Verladen benötigt werden, ist üblicherweise ein Speicher für die Güter in Halden in einem Lagerplatz an dem Import- oder Export- (oder Kombinations-) Terminal eingerichtet. Solche Lagerplätze bringen im Allgemeinen große Landflächen und das Bereitstellen von Anlagen zum Bearbeiten des Schüttgüter zwischen ihrer Ankunft an einem Terminal und ihrer Ausgabe von dem Terminal mit sich. Solche Anlagen bringen im Allgemeinen das Empfangen, das Stapeln, das Mischen, das Verladen, usw. der Güter mit sich.
  • Aufgrund der Natur der Schüttgüterhandhabung neigen diese Terminals dazu, ziemlich groß zu sein. Zum Beispiel können "großvolumige" Terminals einen Durchsatz in der Größenordnung von 1.000.000 bis 100.000.000 Tonnen pro Jahr bedienen (Beispiele in Australien sind Kohle-Exportterminals in Newcastle in New South Wales, Gladstone in Queensland und Drylmple Bay und Hay Point in Makay in Queensland; Eisenerz-Exportterminals in Dampier und Port Headland in Westaustralien; und die Zementklinkeranlage in Gladstone in Queensland). "Mittel volumige" Terminals können in der Größenordnung von 10.000 bis 10.000.000 Tonnen pro Jahr bearbeiten.
  • Bekannte Import- oder Exportterminals, die Anlagen für Haldenschüttgüter vorsehen, sind im Allgemeinen zweckmäßig gebaut, um nur eine oder zwei Arten von Material oder Materialien für eine spezielle Industrie zu bearbeiten. Eine typische unüberdachte Lageranlage, die eine Belademaschine und eine Abbaumaschine tragende Bermen enthält, ist in der US-A-3,677,392 offenbart.
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Haldenanlage für ein Terminal zum Stapeln, Lagern und Abbauen von Gütern vor, bei der Einsparungen durch ihre Kompaktheit, die eine effiziente Nutzung von Maschinen erlaubt, und durch ihre Flexibilität in ihrem Gebrauch für eine Vielzahl von Materialien erzielt werden.
  • Die Betriebseffizienz eines Schüttgüter-Terminals wird durch geeignetes Anpassen all seiner Funktionen im Allgemeinen in Bezug auf eine beabsichtigte Durchsatzleistung und das Betriebsverfahren optimiert. Es gibt zwei Hauptbetriebsverfahren, nämlich "Ladungsgruppierung" und "Schüttgutreihung", und sie haben unterschiedliche Anforderungen an die Materialspeicherung und damit Haldengrößen zwischen einer Lieferung eines Schüttguts zu der Haldenanlage und ihrem Verlassen davon.
  • Die Ladungsgruppierung involviert die Lieferung von minimalem Schüttgut zu einem Exportterminal auf einer Just-in-Time-Basis, um die Ladungsanforderungen eines im Hafen erwarteten Schiffes in einem bestimmten Zeitrahmen von typischerweise drei bis acht Tagen zu erfüllen. D.h. die Lieferungen beginnen zu einer ausreichenden Zeit bevor das Schüttgut verladen werden muss, um einen ausreichend großen Speicher für das spezielle Schiff aufzubauen, das ohne Unterbrechungen beladen werden soll. Das ankommende Material kann in mehreren begrenzten Halden geschichtet und daraus abgebaut werden, weil ein Mischen während des Verladens (was einen Abbau von mehreren Halden mit sich bringt) erforderlich sein kann oder weil das Schiff mit mehreren unterschiedlichen Ladungen beladen werden soll. Im Allgemeinen sind die Halden bei diesem Verfahren relativ klein.
  • Die Schüttgutreihung beinhaltet die Lieferung von Schüttgut zu einem Exportterminal auf einer regelmäßigen Basis und das Halten eines minimalen Lagerbestandes eines gegebenen Materials oder von Sorten oder Mischungen davon in einem Lagerplatz. Der minimale Lagerbestand ist typischerweise ein bestimmter Prozentsatz des jährlichen oder monatlichen Durchsatzes des gegebenen Materials. Im Allgemeinen bringt dies das Schichten aller Ladungen für alle Schiffe des gegebenen Materials zusammen in einer minimalen Anzahl von getrennten Halden anstelle des Schichtens jeder Ladung für jedes Schiff mit sich. So sind die Halden bei diesem Verfahren deutlich größer als für das Ladungsgruppierungsverfahren.
  • Die vorliegende Erfindung bemüht sich, eine Lageranlage bereitzustellen, die den Leistungsfähigkeiten hauptsächlich in Bezug auf Schüttgutreihung gerecht wird und diese erreicht. Sie kann jedoch auch vorteilhafterweise – und zeitlich flexibel – für entweder eine Ladungsgruppierung oder eine Schüttgutreihung oder eine Ladungsgruppierung zusammen mit einer Materialreihung benutzt werden.
  • Die Hauptfaktoren der Kapital-, Betriebs- und Instandhaltungskosten eines Import- oder Exportterminals sind
    • – die Auslegerlängen für die mobilen Belademaschinen und Abbaumaschinen (die Kosten und das Gewicht und damit der Verschleiß dieser Maschinen ist proportional zu dem Quadrat der Länge ihrer Ausleger),
    • – die Durchsatzkapazitätseinstufungen für jede der Maschinen und Fördereinrichtungen,
    • – die Länge (und Breite) eines Lagerplatzes für eine gegebene Lagerkapazität.
  • Der Grundriss und die Ausmaße des Lagerplatzes in einem Terminal haben einen signifikanten Einfluss auf diese Faktoren. Zum Beispiel steht die Feldbreite, d.h. die Breite einer Halde mit der Auslegerlänge der Abbaumaschinen und Belademaschinen in Zusammenhang. Im Allgemeinen ist das Gesamtvolumen einer Halde, das benötigt wird, gemäß der beabsichtigten Anzahl von getrennten Halden, die zum Aufnehmen getrennter Materialien oder Materialeigentümer benötigt werden, der Durchsatzkapazität und dem Betriebsverfahren (d.h. Ladungsgruppierung oder Schüttgutreihung) bemessen. Eine Querschnittsgröße für die Halden wird dann gewählt, um zwischen dem Schüttwinkel des zu lagernden Schüttgutes und dem horizontalen (und zweitrangig dem vertikalen) Arbeitsbereich für die Belade- und Abbaumaschinen zu optimieren. Diese Parameter definieren die gesamte benötigte Feldlänge (und deshalb den Bereich) der auch so bemessen sein muss, um einen ungestörten Betrieb zwischen Belademaschinen und Abbaumaschinen zu ermöglichen, die einzelne Halden bedienen. Die gesamte Feldlänge und der Bereich sowie die Volumenkapazität können dann entweder durch ein einziges Feld und/oder durch mehrere Felder erfüllt werden. Es ist klar, dass das Vorsehen eines Lagerplatzes eine große Landfläche erfordert und dass eine Anordnung, welche diese Landanforderung ohne Kompromiss der Effektivität der Lagerplatzvorgänge minimiert, äußerst wünschenswert ist, insbesondere dort, wo große Landstücke, die geeignet positioniert sind, selten sind.
  • Die Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebseffektivität eines Lagerplatzes hängt von einigen Parametern ab. Zum Beispiel erlauben engere Halden kürzere Auslegerlängen für die Belade- und Abbaumaschinen und senken somit die Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebskosten. Kürzere Halden erlauben kürzere Schienen (auf denen sich die Belade- und die Abbaumaschinen bewegen), kürzere Fördereinrichtungen und weniger Bauarbeiter und daher reduzierte Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebskosten. Kürzere Halden führen auch zu reduzierten Verlegungswegen für die Maschinen und somit reduzierten Betriebs- und Instandhaltungskosten für sie, und können so auch die Verzögerungszeiten und damit die Kosten beim Empfangen/Entladen/Aufschichten von Schüttgütern und Abbauen/Beladen/Versenden der Schüttgüter reduzieren. Weitere Faktoren betreffen das Muster, mit dem eine Halde geschichtet ist (zum Beispiel Schwadenschichten, Kegellagen oder Chevron-Schichten), welches die Gleichmäßigkeit der Materialgewinnung von einer Halde durch eine Abbaumaschine beeinflussen kann. Die Gleichmäßigkeit der Materialgewinnung wird auch durch das Abbauverfahren beeinflusst, drei von diesen werden üblicherweise verwendet, nämlich (i) der Schwenk-Bankschnitt- und Pilgerschritt, (ii) der verfahrbare Bankschnitt und (iii) der kombinierte Schwenk- und verfahrbare Bankschnitt. Keines dieser Verfahren lässt die Abbaumaschine immer mit einer gleichmäßigen Rate abbauen.
  • Eine Halde, für die ein gegebenes Volumen bei einem vorbestimmten und im Allgemeinen rechtwinkligen Querschnitt (im Vergleich zu einem dreieckigen Querschnitt einer herkömmlichen Halde) vorhanden ist, stellt eine Halde dar, für welche jeder dem Schaufelrad der Abbaumaschine dargebotene relative Unterquerschnitt und für welche das Mittel aller dem Schaufelrad dargebotenen Unterquerschnitte einen höheren Material-zu-Hohlraum – Anteil als herkömmliche Halden haben. Dies resultiert sowohl in dem effektiveren Abbau (d.h. die Abbaumaschine ist in der Lage, während des Verlaufs eines Abbaus einer Halde häufiger einen höheren Material-zu-Hohlraum – Querschnitt anzutreffen) als auch in einer geringeren Schwankung der Abbaurate (d.h. geringere Abweichung der Unterschiede zwischen den während des Verlaufs des Abbaus einer Halde anzutreffenden Material-zu-Hohlraum – Querschnitten) und damit einer effektiveren erzielten Abbaurate, was in einer größeren Betriebseffizienz für die Abbaumaschine resultiert und damit die Abbaumaschine in die Lage versetzt, die Wegschaff-Fördereinrichtung auf einer Zeitdurchschnittsbasis näher zu voll zu beladen, was eine größere Betriebseffizienz für die Fördereinrichtung vorsieht. Daher werden sowohl für die Abbaumaschine als auch für das Wegschaff-Fördersystem (bis hin zu seinem Ziel) geringere Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebskosten erzielt.
  • Die vorliegende Erfindung ist bemüht, eine Anlage für Haldenschüttgüter zum Realisieren einer optimalen Arbeitseffizienz vorzusehen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Zusammenfassend sieht die Erfindung eine Anlage vor, die eine Einrichtung zum Einrichten einer vorbestimmten Haldengeometrie enthält, die einen rechteckigeren Querschnitt als herkömmliche Halden mit einem mehr dreieckigen Querschnitt besitzt, welche Einrichtung auch einen effizienteren Zugriff auf die Halde und eine effizientere Funktion durch eine Belademaschine und eine Abbaumaschine vorsieht.
  • Gemäß der Erfindung ist eine unüberdachte Lageranlage für Haldenschüttgüter vorgesehen, mit einer Grundfläche und einander zugewandten Rückhaltewänden zum Aufnehmen einer Halde eines Schüttguts, mit einer Länge in der Richtung der Rückhaltewände, wobei jede Rückhaltewand durch eine Berme definiert ist, von denen eine höher als die andere ist, wodurch eine Rückhaltewand höher als die andere ist, und wobei die höhere Berme dem unabhängigen Tragen einer Belademaschine für die Halde zur Bewegung entlang der Länge der Halde dient und die niedrigere Berme dem unabhängigen Tragen einer Abbaumaschine für die Halde zur Bewegung entlang der Länge der Halde dient. Die Erfindung enthält entweder eine auf der höheren Berme getragene Belademaschine oder eine auf der niedrigeren Berme getragene Abbaumaschine.
  • In dieser Beschreibung und den anschließenden Ansprüchen soll der Begriff "Berme" so verstanden werden, dass er eine Konstruktion bedeutet, die eine aufrechte Fläche (d.h. die Rückhaltewandfläche) und eine Oberfläche, auf der eine Belade- oder Abbaumaschine positionierbar ist, vorsieht.
  • Somit sind eine Belademaschine auf einer Seite der Halde und eine Abbaumaschine auf der anderen auf Bermen positionierbar, die auch die Rückhaltewände für die Halde vorsehen. Die Rückhaltewände erlauben die Einrichtung einer Halde eines reduzierten Grundflächen-zu-Volumen – Verhältnisses (d.h. mit einem mehr rechtwinkligen Querschnitt) im Vergleich zu herkömmlichen Halden mit Seiten, die sich mit dem materialeigenen Schüttwinkel zu dem Grundniveau neigen (d.h. die einen mehr dreieckigen Querschnitt haben). Die Halde, die zum Realisieren der Vorteile der Erfindung eingerichtet ist, erstreckt sich über die Rückhaltewand und ist, wo möglich, oben abgeflacht, wodurch ihre Seiten sich von ihrer flachen Oberseite in dem charakteristischen Schüttwinkel des Materials nach unten zu den Rückhaltewänden neigen. Diese Geometrie, nachfolgend als eine kompakte Halde bezeichnet, unterstützt zusätzlich zu dem Vorsehen kürzerer und engerer Halden für eine gegebene Volumenkapazität ebenfalls die Verringerung von Schwankungen in der Abbaurate, welche auftreten, wenn eine herkömmliche Halde abgebaut wird. D.h. sie sieht eine Halde vor, für welche jeder dem Schaufelrad der Abbaumaschine dargebotene relative Unterquerschnitt und für welche das Mittel aller dem Schaufelrad dargebotenen Unterquerschnitte einen höheren Material-zu-Hohlraum – Anteil als herkömmliche Halden haben.
  • Vorzugsweise sieht die Anlage Grundflächen vor, die nebeneinander angeordnet sind und durch Bermen getrennt sind, um mehrere im Wesentlichen parallel verlaufende Halden, die durch die Bermen getrennt sind, zu enthalten, wobei sich eine Berme für eine Abbaumaschine mit einer Berme für eine Belademaschine abwechselt. Die nebeneinander angeordneten Halden können im Wesentlichen in Längsrichtung gerade sein oder in einem großen Radius gekrümmt sein. Die Abbau- und die Belademaschinen laufen auf Schienen auf den Bermen parallel zu oder konzentrisch mit den Achsen der Halden.
  • Die Anordnung der Belademaschinen und der Abbaumaschinen zwischen den Halden in einer abwechselnden Weise ermöglicht es, dass eine der zwei alternierenden Bermen nicht durch den maximalen Funktionswinkel des Auslegerbetriebs der Abbaumaschine höhenbegrenzt ist, und erleichtert auch den ungehinderten Betrieb zwischen Belademaschinen und Abbaumaschinen.
  • Grundparameter für die Anlage sind die Transportraten zu und von einer Halde. Die Transportrate von der Halde (d.h. die Abbaurate) bestimmt die Größe des Schaufelrades einer Abbaumaschine, welche ihrerseits die praktischen Höhenoptionen für die Halde bestimmt.
  • Eine Halde ist nominell in eine Anzahl von Bänken aufgeteilt, wobei jede Bank die Lage ist, die eine Abbaumaschine in einem bestimmten Winkel für den Ausleger der Maschine abbaut, und deren Höhe von der Tiefe des Schnitts abhängt. Für einen sicheren und effizienten Schnitt ist dessen Tiefe typischerweise größer als der Schaufelradradius. Weil Material dazu neigt, aus den Schaufeln an den oberen Bänken und in die Schaufeln an den unteren Bänken zu fallen, kann die Schnitttiefe bei den höheren Bänken erhöht werden, aber wird im Allgemeinen an den unteren Bänken verringert. Die Haldenhöhe ist dann die Summe der gewählten Bänke. Typischerweise besteht eine herkömmliche Halde mit dreieckigem Querschnitt aus vier Bänken, zum Beispiel gilt für einen Schaufelraddurchmesser Dw von oben nach unten der Halde: Bank 1 = 0,8 Dw, Bank 2 = 0,7 Dw, Bank 3 = 0,6 Dw und Bank 4 = 0,5 Dw, was eine Haldenhöhe von 2,6 Dw ergibt.
  • Eine kompakte Halde zum Realisieren der Vorteile der Erfindung ist in der Höhe um etwa die Tiefe der oberen Bank reduziert (was die flache Oberseite ergibt), und die Höhe der höheren Berme, die dem Tragen der Belademaschine dient, ist optimalerweise bis zu etwa der Grenze zwischen den oberen und mittleren Bänken der drei Bänke, die verbleiben. So kann die Haldenhöhe h1 etwa 1,8 Dw und die Höhe h2 der hohen Berme etwa 1,1 Dw betragen. Ausgedrückt in Einheiten der Breite d einer Halde kann die Höhe h1 etwa 0,35 d und die Höhe h2 etwa 0,2 d betragen. Bevorzugt ist für eine Halde mit einer Basisbreite d zwischen den Rückhaltewänden und für eine Abbaumaschine mit einem Schaufelraddurchmesser Dw am Ende eines Drehauslegers, der eine Fördereinrichtung zum Aufnehmen des Schüttguts von dem Schaufelrad trägt, die maximale Höhe h3 der Berme zum Tragen der Abbaumaschine durch die Beziehung definiert: h3 = d·sin(γ) + ½·Dw–S3 mit
    γ = Winkel der Maximalneigung der Fördereinrichtung des Auslegers, und
    S3 = minimale Bauhöhe der Abbaumaschine, um den Drehausleger zu tragen.
  • In Einheiten der Breite einer kompakten Halde kann die Höhe h3 etwa 0,06 d betragen. Die Geometrie einer kompakten Halde vergrößert, wie oben beschrieben, deutlich den Haldenquerschnitt je Haldenfeld- (Basis-) Breite, die Kapazität des Haldenfeldes je gegebener Länge, die gesamte Lagerplatzkapazität je gegebener Länge und Breite, und reduziert dadurch die Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebskosten für ein Terminal für hauptsächlich das Betriebsverfahren der Schüttgutreihung und zweitens für das Betriebsverfahren der Ladungsgruppierung. Dies deshalb, weil die Schüttgutreihung relativ wenig große Halden und wenig kleinere Halden beinhaltet, die den vorbestimmten Querschnitt nicht füllen, während die Ladungsanordnung relativ viele Halden mit kleinen Halden, die nicht den vorbestimmten Querschnitt füllen, mit sich bringt. Der Fall der Ladungsanordnung mit seiner größeren Anzahl von "Endzuständen" (Haldenenden, die mit dem Schüttwinkel übereinstimmen) und kleinen Halden, die die vorbestimmten Querschnitte nicht füllen, erfordert eine größere Anzahl Leervolumen im Vergleich zum belegten Volumen der Materiallagerkapazität in dem Lagerplatz. Die Belegung einer gegebenen Menge von Material in dem Modus der Schüttgutreihung erfordert weniger Lagerplatzkapazität als die gleiche Menge im Modus der Ladungsreihung. Mit seiner Nutzung der Bermen und dem Vorsehen der Rückhaltewände, um dadurch den kompakten Haldenquerschnitt zu erhalten, bietet die Erfindung deutliche Effizienzverbesserungen gegenüber dem Gebrauch der herkömmlichen Halden über u.a. reduzierte Verschiebezeiten von Belade- und Abbaumaschinen, höher erzielte Belade- und Abbauraten und eine effizientere Nutzung der Fördersysteme.
  • Für ein besseres Verständnis der Erfindung werden nun als nicht-begrenzendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele davon beschrieben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 und 2 zeigen typische Belademaschinen.
  • 3 zeigt eine typische Abbaumaschine.
  • 4A4C und 5A5C zeigen Vorteile der kompakten Haldengeometrie gemäß der Erfindung gegenüber einer herkömmlichen Haldengeometrie.
  • 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche ein Querschnitt durch einen Lagerplatz ist.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 und 2 zeigen bekannte Belademaschinen 10. Jede Maschine ist auf Schienen 12 zur Bewegung entlang einer Halde 14 montiert und einem Platzförderer 16 zugeordnet, der Schüttgut zu der Belademaschine 10 zum Schichten auf die Halde 14 über einen Maschinenförderer und -ausleger 18 transportiert. 2 zeigt eine Maschine 10, die einen Schwenkausleger 18 besitzt. Die Maschinen enthalten Gegengewichte 20 für die Ausleger. Die dargestellten Halden 14 sind herkömmliche Halden.
  • 3 zeigt eine bekannte Abbaumaschine 22, die ebenfalls auf Schienen 24 zur Bewegung entlang einer Halde 14 montiert ist. Die Maschine 22 enthält einen Schwenkausleger 26, an dem ein Schaufelrad 28 zum Abbauen von Material von der Halde 14 montiert ist. Material von den Schaufeln des Schaufelrades 28 wird auf eine durch den Ausleger 26 getragene Fördereinrichtung (nicht dargestellt) geladen und schließlich davon auf einen Platzförderer 30 zum Abtransport von der Halde 14 übertragen. Die Maschine enthält ein Gegengewicht 32 für den Ausleger 26.
  • Belade- und Abbaumaschinen zur Verwendung mit der Erfindung sind bevorzugt Maschinen des Typs 10 und 22, die durch 1, 2 und 3 gezeigt sind.
  • 4A zeigt eine kompakte Haldengeometrie mit einem Volumen V1 und einer Länge L1, was die Erfindung im Vergleich zu einer herkömmlichen Haldengeometrie mit einem Volumen V2 und einer Länge L2, wie in 4B dargestellt, vereinfacht. 4C veranschaulicht, dass für die gleichen Volumen V1 und V2 und Längen L1 und L2 die Breite d1 der kompakten Halde kleiner als die Breite d2 der herkömmlichen Halde ist, wobei die Höhen h1, h2 und h3 der Kompakthalde ausgedrückt in Einheiten von d1 wie folgt sind: h1 = 0,35 d1, h2 = 0,2 d1, h3 = 0,06 d1 (wie dargestellt, und ein gegebener Schüttwinkel 40° beträgt. So ist die Basisgröße d reduziert, was kürzere Ausleger für die Lagerplatzmaschinen ermöglicht. Weil die mit der Konstruktion und dem Betrieb der Maschinen zusammenhängende Arbeit proportional zu dem Quadrat des Auslegers ist, erlaubt dies deutliche Einsparungen in den Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebskosten der Maschinen.
  • 5A5C sind ähnlich 4A4C, aber zeigen, dass für V1 = V2 und d1 = d2 die Länge L1 kleiner als L2 ist und die Querschnittsfläche A1 größer als die Querschnittsfläche A2 für die wie oben angegebenen Höhen h1, h2 und h3 wie folgt ist: L2 = 1,36 L1, A2 = 0,74 A1 (wie dargestellt), bei einem Schüttwinkel von 40°. So sieht die kompakte Halde von 5A eine gleiche Lagerkapazität in einer kürzeren Länge der Halde vor (die Breite ist konstant gehalten). So kann die für einen Lagerplatz benötigte Landfläche verringert oder zusätzliche Halden eingeschlossen werden. In jedem Fall werden eine verbesserte Landnutzung und verbesserte Kapitalkosten erzielt, was die Kosten je Tonne Durchsatz reduziert. 5 gibt auch an, dass die Länge der Halde je Tonne Lagerung reduziert werden kann, was die zwischen Durchgängen der Platzmaschinen an der gleichen Halde erforderliche Zeitdauer reduziert, die bei Mischverfahren mit dem Beladen und Abbauen von mehreren Sorten Material in der gleichen Konstruktion oder durch Beladen und Abbauen erforderlich wäre. Dies reduziert auch die zum Verschieben der Maschinen zwischen verschiedenen Halden erforderliche Zeitdauer, welche während des Beladens und Abbauens von verschiedenen Materialien von verschiedenen Halden (z.B. beim Beladen eines Schiffes mit unterschiedlichen Sorten Material als separate Ladungen in separate Luken) oder dem Abbauen von verschiedenen Halden zum Erzeugen einer Mischung (z.B. zum Erzeugen einer speziellen Schiffsladung) auftreten würde. Diese Reduzierung der Maschinenverschiebezeit resultiert in einer höheren Lagerplatzdurchsatzkapazität für gegebene Bearbeitungsraten der Belademaschinen, Abbaumaschinen und Fördereinrichtungen und sieht reduzierte Umschlagszeiten beim Entladen des eingehenden Transports (z.B. Schiene) und Beladen des auslaufenden Transports (z.B. Schiff) vor, was seinerseits Einsparungen an Transportkosten vorsieht. Die Durchsatzkapazität des Terminals wird größer, wodurch die Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebskosten je Tonne Durchsatz für das Terminal und die Grund- und Überliegekosten der Transportmodi in und aus dem Terminal reduziert werden.
  • Weitere Vorteile einer kompakten Haldengeometrie, wie sie in 4A oder 5A gezeigt ist, sind das Verringern der Gelegenheit des Rutschens des Schüttguts. Das Rutschen des Materials kann mit einem Anstieg in seinem Feuchtigkeitsgehalt, mit Wassersättigung oder durch mechanische Störung auftreten. Der zurückgehaltene Querschnitt der kompakten Halde ist für die Lagerung eines weiten Bereichs von Materialien mit unterschiedlichen Schüttwinkeln effektiver. Dies sieht seinerseits eine Kurzzeit- und Langzeit-Flexibilität bei der Nutzung der Anlage im Vergleich zu den herkömmlichen flachen Lagerplätzen vor. Außerdem baut die Schaufelradabbaumaschine an ihrem Reichweitenende gegen eine vertikale Wand, d.h. gegen die Rückhaltewand der Höhe h2 ab. Für eine herkömmliche Halde ist der Effekt des Verminderns der Abbaurate an der Reichweite des Schaufelrades am größten. Bei einem Abbaumaschinenbetrieb gegen die Bermenwand einer kompakten Halde gemäß der Erfindung kann jedoch dieser Effekt minimiert werden, da für die Schaufeln ausreichend Material zur Verfügung steht, um eine beinahe vollständige Rate aufrecht zu erhalten. Daher wird die gesamte Abbaueffizienz vergrößert.
  • Die Verwendung einer flachen Oberseite (was möglich ist, weil die Querschnittsfläche der Halden von 4A und 5A jeweils gleich oder größer als jene einer herkömmlichen Halde für das gleiche Volumen aufgrund des Vorsehens der Rückhaltewände sind) bedeutet, dass die Abbaumaschine nicht die Spitze einer Halde mit dreieckigem Querschnitt abbauen muss, wodurch das Vermindern der Abbaurate, das in diesem Bereich einer herkömmlichen Halde auftritt, vermieden wird. Ebenso erzeugt die kompakte Halde mit der flachen Oberseite weniger Staub als die herkömmliche Halde mit dreieckigem Querschnitt. Im Fall der Halde mit dreieckigem Querschnitt wird durch aerodynamische Strömungen und durch die Tatsache, dass das Material an der Spitze aufgrund des größeren Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnisses schneller austrocknet, mehr Staub erzeugt. Die Stauberzeugung ist ein ernstes und kostenintensives Umweltproblem sowohl in Wohn- als auch in Industriegebieten. Im letzten Fall kann der Staub Industriegüter, Prozesse und Produkte verunreinigen und beschädigen. In geographischen Lagen mit hohen Niederschlägen kann die Verwendung einer dreieckigen Spitze mit der Erfindung notwendig sein, um einen Ablauf zu vereinfachen. Die Vorteile der flachen Oberseite sind dann verloren. Jedoch sind die Vorteile der anderen Merkmale der Erfindung nicht geschmälert.
  • Weil die Verschiebevorgänge der Lagerplatzmaschinen reduziert sind, werden die erzielten Bruttoabbauraten ein höherer Prozentsatz der nominellen Abbaukapazitäten der Anlage sein. Deswegen arbeiten die Maschinen produktiv für einen höheren Prozentsatz der Zeit während eines Materialtransportzyklus, und deshalb kann das jährliche Durchsatzvolumen auf eine bzw. von einer kleineren Haldenfläche beladen und abgebaut werden, was das Erfordernis für eine Lagerkapazität des gesamten Lagerplatzes reduziert. Diese Reduzierung der erforderlichen Lagerplatzkapazität führt zu einer deutlichen Einsparung in Kapital-, Instandhaltungs- und Betriebsauslagen und daher in einer Reduktion der Kosten je Tonne eines jährlichen Durchsatzes.
  • 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Lageranlage im Querschnitt gemäß der Erfindung, die dem Beladen einer Anzahl von Halden 38 dient, die nebeneinander durch Bermen getrennt angeordnet sind. Jedes Haldenfeld weist eine Basis 40 mit einander zugewandten Rückhaltewänden 42 und 44 auf. Die Rückhaltewände 42 (der Höhe h2) sind durch Bermen 46 definiert, und die Rückhaltewände 44 (der Höhe h3) sind durch Bermen 48 definiert. Die Bermen 46 sind höher als die Bermen 48 und sind zum Tragen von Belademaschinen 10 (bevorzugt des in 1 oder 2 gezeigten Typs) auf Schienen zur Bewegung entlang der Bermen konstruiert. Die niedrigeren Bermen 48 sind in ähnlicher Weise zum Tragen von Abbaumaschinen 22 (vorzugsweise des in 3 dargestellten Typs) auf Schienen zur Bewegung entlang der Bermen konstruiert.
  • Die konstruktiven Bermen 46 und 48 für die Belade- und die Abbaumaschinen sehen gleichzeitig eine Rückhaltung für das Haldenschüttgut vor. Die Bermen können durch ein verstärktes Erdgefügesystem vorgesehen sein, um die wesentliche Betriebslast von den Belade- und den Abbaumaschinen zum Tragen, wobei die einander zugewandten Rückhaltewände Ganzhöhenplatten aus zum Beispiel Beton oder einem ähnlichen Material haben, um zu gewährleisten, dass ein Aufwärtstrieb von der Schaufelradabbaumaschine sie nicht lösen kann. Verstärkte Erdgefügesysteme sind bekannt und somit hier nicht im Detail beschrieben. Es ist selbstverständlich, dass andere Konstruktionsmethoden, die geeignet sein können, für die Bermen verwendet werden können.
  • So sieht die Erfindung einen kompakten unüberdachten Lagerplatz vor, der die Bearbeitung von lockerem Schüttgutmaterial, einschließlich der Lagerung, des Mischens und des Abbaus von mehreren Sorten des gleichen Materials oder der Lagerung und des Abbaus von unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Schüttwinkeln vereinfacht. Übliche Anwendungen für diesen Lagerplatz enthalten Verschiffungs- oder Exportterminals für Kohle oder Eisenerz, Import- und Lageranlagen für Stahlwerkrohmaterial, und kohlegeheizte Kraftwerke, Import- und Lageranlagen für Kohle. Ein weiteres Beispiel dient der Behandlung von Materialien in unüberdachten Halden zwischen Transportmodi.
  • Die hier beschriebene Erfindung ist zugänglich für Variationen, Modifikationen und/oder Ergänzungen außer jenen speziell beschriebenen, und es ist selbstverständlich, dass die Erfindung alle solche Variationen, Modifikationen und/oder Ergänzungen enthält, die in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (13)

  1. Unüberdachte Lageranlage für Haldenschüttgüter, mit einer Grundfläche (40) und einander zugewandten Rückhaltewänden (42, 44) zum Aufnehmen einer Halde (38) eines Schüttguts, mit einer Länge in der Richtung der Rückhaltewände, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rückhaltewand durch eine Berme (46, 48) definiert ist, von denen eine höher als die andere ist, wodurch eine Rückhaltewand (42) höher als die andere (44) ist, und eine Belademaschine (10) für die Halde enthält, welche autonom durch die höhere Berme (46) zur Bewegung entlang der Länge der Halde getragen ist, wobei die niedrigere Berme (48) dem autonomen Tragen einer Abbaumaschine (22) für die Halde zur Bewegung entlang der Länge der Halde dient.
  2. Unüberdachte Lageranlage für Haldenschüttgüter, mit einer Grundfläche (40) und einander zugewandten Rückhaltewänden (42, 44) zum Aufnehmen einer Halde (38) eines Schüttguts, mit einer Länge in der Richtung der Rückhaltewände, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rückhaltewand durch eine Berme (46, 48) definiert ist, von denen eine höher als die andere ist, wodurch eine Rückhaltewand (42) höher als die andere (44) ist, wobei die höhere Berme (46) dem autonomen Tragen einer Belademaschine (10) für die Halde zur Bewegung entlang der Länge der Halde dient, und eine Abbaumaschine (22) für die Halde enthält, welche autonom auf der niedrigeren Berme zur Bewegung entlang der Länge der Halde getragen ist.
  3. Unüberdachte Lageranlage nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Belademaschine (10), die autonom auf der höheren Berme getragen ist, und einer Abbaumaschine (22), die autonom auf der niedrigeren Berme getragen ist.
  4. Unüberdachte Lageranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mehreren Grundflächen (40), die nebeneinander angeordnet und durch Bermen (46, 48) getrennt angeordnet sind, um mehrere nebeneinander verlaufende Halden (38) aufzunehmen, welche durch die Bermen getrennt sind, wobei sich eine Berme (48) für eine Abbaumaschine mit einer Berme (46) für eine Belademaschine abwechselt.
  5. Unüberdachte Lageranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher jede Berme (46, 48) eine Schiene für die Belade- bzw. die Abbaumaschine (10, 22) enthält.
  6. Unüberdachte Lageranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher für eine Grundfläche einer Breite d zwischen den Rückhaltewänden (42, 44) und für eine Abbaumaschine (22) mit einem Schaufelrad eines Durchmessers Dw am Ende eines Drehauslegers, welche eine Fördereinrichtung zum Aufnehmen des Schüttguts von dem Schaufelrad trägt, die maximale Höhe h3 der Berme zum Tragen der Abbaumaschine durch die Beziehung h3 = d·sin(γ) + ½·Dw–S3 definiert ist, wobei γ= Winkel der Maximalneigung der Fördereinrichtung des Auslegers, und S3 = minimale Bauhöhe der Abbaumaschine, um den Drehausleger zu tragen.
  7. Unüberdachte Lageranlage nach Anspruch 6, bei welcher h3 etwa 0,06 d beträgt.
  8. Unüberdachte Lageranlage nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher die Berme zum Tragen der Belademaschine eine Höhe h2 gleich etwa 1,1 Dw besitzt.
  9. Unüberdachte Lageranlage nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher die Berme zum Tragen der Belademaschine eine Höhe h2 gleich etwa 0,2 d besitzt.
  10. Unüberdachte Lageranlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welcher die Lageranlage eine Halde (38) mit einer flachen Oberseite enthält und die Halde eine Höhe h1 gleich etwa 1,8 Dw besitzt.
  11. Unüberdachte Lageranlage nach Anspruch 10, bei welcher h1 etwa 0,35 d beträgt.
  12. Unüberdachte Lageranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Bermen (46, 48) durch ein verstärktes Erdgefügesystem vorgesehen sind.
  13. Unüberdachte Lageranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Rückhaltewände (42, 44) mit Vollhöhenplatten einer Betonausführung oder einer Ersatzausführung mit ähnlichen Konstruktionseigenschaften verkleidet sind.
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