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Gewinnen mit Fräsen

Hydraulische Anbaufräsen für Raupenbagger sind bei der Rohstoffgewinnung eine interessante Alternative zum Bohren und Sprengen, aber auch zum Hydraulikhammer.

Kaum vorstellbar ist ein hochkant gestellter, senkrecht an die Abbauwand gelehnter Surface Miner. Eine solche Prozedur würde die Maschine zwangsläufig nicht durchstehen, denn dafür wurde sie keineswegs konzipiert. Dennoch gibt es vertikal arbeitende Varianten von Surface Minern. Allerdings handelt es sich dabei nicht um selbstfahrende Maschinen, sondern um Anbaugeräte für schwere Raupenbagger. Zudem heißen diese Geräte natürlich nicht Surface Miner, sondern Anbau-Fräsköpfe oder einfach Anbaufräsen.

Simex-Anbaufrse TF3000 mit 1,1 m Schnittbreite und 38.200 Nm AntriebsdrehmomentFoto: Foto: Tecnopart AG

Vielleicht mag es etwas erstaunen, aber der Vergleich mit Surface Minern ist gar nicht so weit hergeholt: Beide haben eine kontinuierliche Arbeitsweise, beide lösen festen Untergrund bis hin zu Beton und Felsgestein mit rotierenden, mit Meißeln bestückten Frästrommeln. Wie eng verwandt Surface Miner und Anbaufräsen sind, zeigt die Herkunft: Surface Miner entstanden in den 1970er Jahren aus Kaltfräsen für Straßenbeläge. Manche Anbaufräsen können ebenfalls schadhafte Asphaltbeläge abtragen, werden dann aber nicht Kalt- oder Straßenfräsen, sondern Flächenfräsen genannt.

Während sich aber Surface Miner bei der Rohstoffgewinnung weltweit zunehmender Beliebtheit erfreuen, erhält ihre „vertikale Variante“, angebaut an große Hydraulikbagger, weniger Aufmerksamkeit. Dabei bieten die Anbaufräsen gegenüber Surface Minern sogar einige bemerkenswerte Vorteile: Sie lösen und zerkleinern das Material ohne Fahrbewegungen und ohne das unproduktive Wenden der Maschine nach jeder Schnittstrecke. Stattdessen bewegt der Bagger nur seinen Ausleger, und auch dies lässt sich noch einschränken. So betont Erkat aus dem deutschen Leimbach, einer der weltweit führenden Hersteller von Anbaufräsen, bei der patentrechtlich geschützten Anbaufräse der Serie EK 800 mit Fräskette, dass der Bagger geschont wird, indem das Schwenkwerk kaum noch benutzt werden muss und die Fräse wie ein Tieflöffel ohne Verschwenkung in Baggerrichtung gezogen werden kann. Dies führt zu geringen Belastungen auf den Baggerstiel und das Schwenkwerk.

Eickhoff greift bei der Meielanordnung auf Erfahrungen mit Teilschnittmaschinen zurck; die Meielhalter eignen sich zur Aufnahme von weltweit verfgbaren Meieltypen, was zur Kostenreduzierung fr Schneidwerkzeuge beitrgt.Foto: Foto: Eickhoff

Insofern gleicht diese Fräse durchaus einem kompakten Surface Miner am Baggerausleger. Die EK 800 ist für Bagger der Gewichtsklassen von 25 bis 45 t konzipiert, kann problemlos auch unter Wasser arbeiten und eignet sich optimal für Gesteine mit einer einachsigen Druckfestigkeit bis 80 MPa. Ein bedeutendes Einsatzgebiet liegt im Abbau von weichen, mittelharten Gesteinen mit einer Druckfestigkeit von 15 bis 60 MPa, wo der Einsatz von Bohr- und Sprengtechnik nicht gestattet ist.

Hier gelangen wir zu einem weiteren wichtigen Vorzug von Bagger-Anbaufräsen: Sie erübrigen die aufwändigen Verfahrensschritte Bohren und Sprengen und werden zu einer überaus interessanten Alternative, falls Lärmschutz und/oder Anwohnernähe das Sprengen erschwert oder verbietet. Angesichts strenger werdender Lärmschutzauflagen sind Anbaufräsen auch eine leiser arbeitende Alternative als große Hydraulikhämmer für die Primärzerkleinerung von Gestein und für den Direktabbau.

Durch die Montage am hoch langenden Baggerausleger lst die Erkat ER 3000 problemlos Kalkstein direkt in der Wand in unzugnglichen Bereichen; dank groer Reichhhe und -weite ist der Bagger nur selten umzusetzen.Foto: Foto: Erkat

Anders als beim Bohren und Sprengen oder beim Hammereinsatz sind beim Abbau mit einer Anbaufräse deutlich weniger Zerkleinern und Nachbrechen erforderlich. Das Brechen kann in vielen Fällen sogar gänzlich entfallen, denn das aus der Wand gelöste Material wurde von den Meißeln der Anbaufräse ja bereits zerkleinert. Nur aus dem Wandgefüge herabfallende größere Knäpper verlangen eine weitere Zerkleinerung. Meist kann das ein Hydraulikhammer übernehmen, der am Schnellwechsler des Baggers wechselweise mit der Fräse betrieben wird.

Alternative Gesteinsabbau- und Transportmethoden

Mit Anbaufräsen führen Bagger eine ähnlich ideale Vorzerkleinerung des abzubauenden Materials durch wie die ebenfalls kontinuierlich arbeitenden Surface Miner, jedoch mit einem gravierenden Unterschied: Die Maschine - der Bagger als Trägergerät - steht während des Lösens und Zerkleinerns an einer Stelle, schwenkt dabei nur den Oberwagen und hebt und senkt den Ausleger mit dem angebauten Fräskopf. Dagegen geschieht das Lösen und Zerkleinern bei einem Surface Miner grundsätzlich während der Fahrbewegung. Demzufolge werden die Raupenlaufwerke erheblich mehr beansprucht und größerem Verschleiß ausgesetzt als beim Trägergerät Bagger, der mit seiner Anbaufräse nur hin und wieder etwas vorrückt.

Außerdem können Bagger mit Anbaufräse wesentlich größere Blockhöhen abtragen als Surface Miner, was ebenfalls weniger Verfahren und Umsetzen erfordert, beispielsweise auch keine Wendemannöver. Dies wiederum führt bei den Bagger-Fräsen-Kombinationen zu weniger unproduktiven Zeitanteilen pro Betriebsstunde oder Tag. Nachteilig ist allerdings, dass sie das gelöste Material nicht wie die meisten Surface Miner in einem Arbeitsgang auch gleich auf einen Lkw oder Muldenkipper verladen können.

Doch auch hierfür gibt es eine geschickte Lösung: Der Bagger wird mit einem vollautomatischen Schnellwechsler, der auch die Hydraulikleitungen selbsttätig miteinander verbindet, ausgestattet. Dann kann er die Anbaufräse jederzeit ablegen und wieder ansetzen, ohne dass der Fahrer dazu seine Kabine für die Schlauchanschlüsse verlassen muss, und stattdessen jetzt mit dem Schnellwechsler einen Tieflöffel aufnehmen und das Fräsgut verladen. Damit vor oder in diesen Phasen weder Transportfahrzeuge noch deren Fahrer warten müssen, kann der Bagger das Fräsgut in einen oder mehrere bereitstehende Wechselcontainer verladen.

Eine solche Vorgehensweise entkoppelt zeitlich das Verladen mit dem Bagger und den eigentlichen Abtransport, was die Logistik vereinfacht und Wartezeiten eliminiert. Wechselbehälter und -mulden sind nicht nur für Lkw erhältlich, sondern auch für knickgelenkte 6x6-Muldenkipper mit Nutzlasten von 25, 30, 35 oder 40 t, sodass mit entsprechenen Wechselmulden beträchtliche Fräsgutmengen abzutransportieren sind.

Hier rückt ein weiterer Vorzug einer solchen Abbaumethode ins Blickfeld: Die Schüttdichte des Fräsgutes ist höher als bei Gestein und Rohstoffen, die durch Sprengungen, Hydraulikhammer, Reißraupe oder Baggerreißzahn gelöst werden. Dies wiederum bedeutet, dass pro Kubikmeter Muldenvolumen, das für den Abtransport zur Verfügung steht, etwa 20 bis 50 % mehr Material verladen und transportiert werden kann. Dementsprechend geringer sind der erforderliche Transportaufwand und die dafür zu veranschlagenden Kosten. (Heinz Herbert Cohrs)

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