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Nachdem sie ein Planum geschaffen haben, tragen die Mining-Fräsen von Kutter den Kalkmergel lagenweise ab.
Foto: Kutter
Nachdem sie ein Planum geschaffen haben, tragen die Mining-Fräsen von Kutter den Kalkmergel lagenweise ab.

Direktgewinnung

Gewinnen mit Mining-Großfräsen

Im Steinbruch Milke sind spezielle Mining-Kaltfräsen von Kutter bei der Mineralstoffgewinnung im Einsatz. 

Kalkstein aus dem Steinbruch Milke bei Paderborn ist aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung gefragt, denn der damit hergestellte Zement bindet besonders schnell ab und sorgt für eine hohe Festigkeit des Betons. Darum wird er unter anderem für Masten von Windkraftanlagen und andere hoch belastete Bauteile verwendet. Zur Gewinnung des Kalks wurde das Gestein bisher ausschließlich gesprengt und per Schwerkraftwagen (Skw) zum Brecher transportiert. 2020 begab sich Produktionsmeister Martin Dirks von HeidelbergCement auf die Suche nach einer Methode, um die verbleibenden Vorkommen ohne Sprengungen zu gewinnen. Er erinnerte sich an Tests eines Schwesterbetriebs im Raum Paderborn, wo vor einigen Jahren spezielle Mining-Fräsen das Gestein sehr präzise abgefräst hatten.

Idealer Job für Mining-Fräsen

Zwei solcher Maschinen tragen seit Frühjahr 2021 die anstehenden Vorkommen lagenweise ab – und das, ohne Erschütterungen in das Gelände einzutragen. Die Geräte und das Know-how kommen vom Memminger Fräs-Spezialisten Kutter. Die beiden speziell ausgerüsteten Großfräsen mit 2,20 m Fräsbreite sind mit Mining-Fräswalzen und entsprechenden Schneidwerkzeugen ausgestattet. Zudem sind die Maschinen insgesamt für die extreme Belastung modifiziert und damit besonders robust ausgelegt.

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Bei 15 – 20 cm Schneidtiefe arbeiten sich die Fräsen mit bis zu 10 m/min durch den Kalkmergel. Auf diese Weise kann die Quer- oder Längsneigung und damit der Wasserabfluss im Steinbruch gezielt beeinflusst werden.
Foto: Kutter
Bei 15 – 20 cm Schneidtiefe arbeiten sich die Fräsen mit bis zu 10 m/min durch den Kalkmergel. Auf diese Weise kann die Quer- oder Längsneigung und damit der Wasserabfluss im Steinbruch gezielt beeinflusst werden.

Ressourcen präzise ausnutzen

Zu Beginn erzeugten die beiden Mining-Fräsen mithilfe der Nivellierautomatik per Rundum-Laser auf der Fläche ein Planum mit 2% Gefälle. Ausgehend von dieser Ebene tragen sie den Kalkstein in 15 – 20 cm dicken Lagen ab. Mit dieser Methode arbeiten die Fräsen sich zentimetergenau an die Abbaugrenze heran. "Damit schöpfen wir das Potenzial unseres Steinbruchs optimal aus", sagt Produktionsmeister Martin Dirks.

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Das Material wird als Schwade hinter der Fräse abgelegt. Die verbleibende Fläche ist nach dem Abtransport des Gesteins gut zu befahren.
Foto: Kutter
Das Material wird als Schwade hinter der Fräse abgelegt. Die verbleibende Fläche ist nach dem Abtransport des Gesteins gut zu befahren.

Darüber hinaus kann in jedem Fräsübergang durch Vorgaben an die Nivellierautomatik eine Fläche mit definierter Querneigung erzeugt werden. Dadurch lässt sich in den tiefer liegenden Zonen der Wasserabfluss im Steinbruch gezielt beeinflussen.

Prozesse optimiert

Im Straßenbau wird das Fräsgut entweder über eine Bandanlage verladen oder hinter der Maschine ablegt. Beide Optionen stehen auch im Gestein zur Wahl. Im Steinbruch Milke kommt vor allem die zweite Variante zum Einsatz. Entsprechend hinterlassen die Großfräsen zwischen den Fahrwerken Schwaden mit geschnittenem Gestein in einer Korngröße von bis zu 100 mm. Das Material wird von Radladern an Lkw und Skw übergeben. "Auf diese Weise haben wir die Prozessschritte 'Fräsen' und 'Laden' entkoppelt. Dadurch ist der Ablauf sehr gut zu organisieren", erläutert Martin Dirks.

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Die Mining-Fräswalze kann wegen der Anordnung und Auswahl der Spezialmeißel auch Gestein hoher Druckfestigkeit schneiden.
Foto: Kutter
Die Mining-Fräswalze kann wegen der Anordnung und Auswahl der Spezialmeißel auch Gestein hoher Druckfestigkeit schneiden.

Beeindruckende Tagesleistungen

„Die Großfräsen schneiden in diesem Steinbruch das Gestein mit einem Vorschub von bis zu 10 m/min. Rechnet man Wartung, Werkzeugwechsel und Rangierfahrten hinzu, erzielen die rund 50 t schweren Fräsen Netto-Tagesleistungen von über 1.500 t pro Maschine", erzählt René Rothärmel, der den Einsatz für Kutter vor Ort betreut.

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Optimale Ausnutzung der Ressourcen: Mit den Mining-Fräsen können die Vorkommen ohne Sprengung präzise bis zum vorgegebenen Höhenniveau abgetragen werden. Auch die Trennung verschiedener Schichten ist möglich.
Foto: Kutter
Optimale Ausnutzung der Ressourcen: Mit den Mining-Fräsen können die Vorkommen ohne Sprengung präzise bis zum vorgegebenen Höhenniveau abgetragen werden. Auch die Trennung verschiedener Schichten ist möglich.

In der Zeit von März bis Oktober 2021 wurden so in verschiedenen Abschnitten insgesamt über 150.000 t Kalkstein abgebaut. Für Martin Dirks ist das "ein voller Erfolg. Ich hatte vermutet, dass wir mit den Fräsen gut vorankommen. Tatsächlich haben die Fräsen meine Erwartungen übertroffen und ich war überrascht, wie zügig der Abbau geht." Unmittelbar neben den Fräsen arbeitete ein Hydraulikhammer im selben Gestein. "Das Fräsen war unter diesen Bedingungen mit Abstand die bessere Methode."

Mining-Fräse auch für Trassierung und Profilierung geeignet

Roland Schmid, Leiter der Abteilung Fräsen bei Kutter, weiß um die Stärke seiner Mining-Fräsen: "Mit dem gezielten Abtrag von Gestein haben wir in den vergangenen Jahren viele verschiedene Maßnahmen unterstützt: die Gewinnung von Mineralstoffen, Trassierungen über und unter Tage und die Herstellung von profilierten und ebenen Flächen. Dabei geben die Art, die Druckfestigkeit und die Klüftigkeit des Gesteins vor, wie schnell und wie tief gefräst werden kann." Und immer wieder zeigte sich: Der Einsatz der Spezialfräsen von Kutter, kombiniert mit dem Know-how und der Erfahrung der Teams optimiert bzw. beschleunigt in vielen Fällen die Prozesse. Das gilt für die Gewinnung von Ressourcen ebenso wie für die Trassierung neuer Verkehrsflächen und die Planumserstellung in Tunneln nach Sprengvortrieb. Bei all diesen Maßnahmen sind die geologischen Randbedingungen ein wichtiges Kriterium für die mögliche Leistung.

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Entkoppelter Prozess: In einem Bereich wird das Gestein verladen. Zur gleichen Zeit wird in einem anderen Bereich die nächste Lage abgefräst.
Foto: Kutter
Entkoppelter Prozess: In einem Bereich wird das Gestein verladen. Zur gleichen Zeit wird in einem anderen Bereich die nächste Lage abgefräst.

Präzise und erschütterungsfrei

Mit Hilfe der Nivellierautomatik tragen die Großgeräte das Gestein zentimetergenau ab und sparen damit Zeit und Kosten. Dabei kann das Gestein je nach Anforderung ganz oder teilweise über die integrierte Bandanlage verladen werden. Eine weitere Fülle an Einsatzmöglichkeiten für die Fräsen ergibt sich überall, wo Gestein ohne nennenswerte Erschütterungen abgetragen werden soll, zum Beispiel in der Nähe von erschütterungsempfindlichen Bauwerken oder sensiblen Einrichtungen der Infrastruktur.

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Bauleiter René Rothärmel koordiniert das Projekt für Kutter vor Ort.
Foto: Kutter
Bauleiter René Rothärmel koordiniert das Projekt für Kutter vor Ort.

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