Über weite Strecken fördern
Mit kurvengängigen Gurtförderern lässt sich Material effizient über große Entfernungen transportieren. Die Beumer Group realisiert solche Projekte.
Wie schaffen es Bergbauunternehmen, ihre Betriebe nachhaltiger zu gestalten, um den ökologischen Fußabdruck zu verkleinern? Eine Stellschraube ist dabei der effiziente Transport des abgebauten Materials. Gefordert sind Überlandförderer, die große Materialmengen über große Entfernungen bewegen können. Die Beumer Group setzt auf moderne Planungs- und Layoutwerkzeuge, um die Betreiber schon in einem frühen Projektstadium zu unterstützen und die am besten geeignete Förderlösung gemeinsam mit dem Kunden zu konzipieren.
Bereits 1969 installierte der Hersteller den ersten Überlandförderer mit horizontalen Kurven. Im Lauf der Zeit haben sich Berechnungsmethoden, aber auch Komponenten wie Tragrollen, Gurte und Antriebe stetig weiterentwickelt. Als Konsequenz lassen sich immer leistungsfähigere Förderanlagen für oft komplexe Strecken umsetzen. Minenbetreiber können mit den kurvengängigen Muldengurt- und Rohrgurtförderern Rohstoffe auch über Strecken mit steilen Neigungswinkeln und engen Kurvenradien transportieren. „Wir sind in der Lage, unsere Anlagen exakt auf die jeweilige Förderaufgabe und Topografie abzustimmen“, sagt Dr. Kilian Neubert, Global Head of Mining bei der Beumer Group. „Um unseren Kunden einen effizienten, nachhaltigen und kostengünstigen Materialfluss zu ermöglichen, setzen wir auf modernste Planungswerkzeuge.“
Nachhaltigkeit im Bergbau
So wichtig die Rohstoffe für die Herstellung fast aller Industrie- und Konsumgüter sind, ihr Abbau hat weitreichende Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft. Deshalb sind Bergbauunternehmen stets bestrebt, ihre Gewinnungs- und Verarbeitungsbetriebe noch effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Das fängt schon bei der Planung einer neuen Mine an.
Essenziell für Minenbetreiber ist die allgemeine Akzeptanz des geplanten Projektes in der Bevölkerung. Gewinnen lässt sich diese unter anderem auf Basis von umfangreichen Genehmigungsverfahren, Umweltverträglichkeitsstudien, Geomonitoring oder auch durch die Implementierung geeigneter Risikomanagementsysteme. „Die Bergbauunternehmen müssen das Vertrauen in der Bevölkerung aufbauen“, erläutert Neubert. „Dazu müssen sie zum Beispiel die Öffentlichkeit und wichtige Interessengruppen schon in einem frühen Stadium der Projekte mit einbeziehen.“ Deshalb ist es für die Betreiber sehr wichtig, das Thema Nachhaltigkeit in allen Bereichen der Planung einer Mine zu integrieren. Auch für den effizienten Transport von Erz oder Abraum über größere Distanzen gilt es deshalb, die Umweltverträglichkeit der Gesamtanlage zu verbessern. Dies gelingt durch eine optimierte Routenführung und die Auswahl geeigneter Methoden.
Grundlagen und Fähigkeiten moderner Förderanlagen
Keine Förderanlage gleicht der anderen, auch wenn die grundsätzliche Aufgabe, Schüttgut von A nach B zu transportieren, vergleichbar erscheint. „Wir müssen die Komponenten und die Anlage auf das zu fördernde Material anpassen“, beschreibt Neubert. „Darüber hinaus sind der Massenstrom sowie Höhenunterschiede, die über die Länge der Förderstrecke überwunden werden müssen, wichtige Faktoren, die wir bei der Auslegung einer Anlage beachten müssen.“
Den Energieverbrauch von langen, horizontalen Gurtförderern bestimmt im stationären Betriebszustand der Hauptwiderstand im Ober- und Untertrum. Dieser setzt sich aus dem Laufwiderstand der Tragrollen, dem Eindrückrollwiderstand sowie dem Walkwiderstand von Fördergut und -gurt beim Lauf über die Tragrollen zusammen. Die Kräfte, die zur Überwindung dieser Widerstände erforderlich sind, hängen von verschiedenen Betriebs- und Konstruktionsparametern ab. Sie lassen sich mit dem sogenannten Einzelwiderstandsverfahren bestimmen. Werden Komponenten mit geringen Laufwiderständen eingesetzt, wie zum Beispiel Gurte mit reduziertem Eindrückrollwiderstand oder laufoptimierte Tragrollen, so zeigen die Berechnungen der Anlagen heute deutlich geringere Zugkräfte des Gurtes als noch vor einigen Jahren. Dies führt nicht nur zu niedrigeren Energiekosten. Durch geringere Zugkräfte des Fördergurtes können auch die Radien der horizontalen Kurven kleiner ausgeführt werden.
Die Topographie des vorhandenen Geländes hat ebenfalls einen wesentlichen Einfluss auf die Auslegung der Förderanlage. Um die Anlage möglichst effizient und umweltfreundlich auszulegen, müssen unterschiedliche Lastfälle analysiert und horizontale sowie vertikale Kurvenradien auf ihre technische Machbarkeit hin untersucht werden. Dies gilt insbesondere bei längeren und schwierigeren Förderstrecken. In der Planungsphase zu berücksichtigen sind etwa Wohngebiete, Straßen oder Flüsse. „Heute können wir kurvengängige Überlandförderer mit bis zu 20 Kilometern oder länger ohne die Notwendigkeit eines Übergabeturms konstruieren“, berichtet Neubert. Die möglichen Förderleistungen liegen bei einer solchen Anlage bei mehr als 20.000 Tonnen in der Stunde.
Das richtige Layout
„Für das passende Layout der Anlage nutzen wir unser Beumer Overland Layouting Tool“, sagt Neubert. „Damit erzeugen wir während der Planung nahezu automatisch ein digitales 3D-Modell des Förderers in der virtuellen Landschaft.“ Die hierzu notwendigen Topographie-Daten können durch Kunden zur Verfügung gestellt werden, oder es kommen Drohnen für die Aufnahme von Geländedaten zum Einsatz. „Diese 3D-Visualisierungen eignen sich beispielsweise gut, um Bergbauunternehmen bei der Öffentlichkeitsarbeit zu unterstützen“, erläutert der Experte Neubert. Zudem lassen sich auf dieser Basis sogenannte "Cut and Fill"-Volumina, also die notwendigen Erdarbeiten, sowie benötigte Stahlstrukturen für den Förderer bewerten und abbilden. „Mit diesem Vorgehen beschleunigen wir den Projektierungsprozess deutlich und sind in der Lage, projektkritische Daten dem Kunden in einer frühen Projektphase zur Verfügung zu stellen“, berichtet Neubert.
Weiterentwicklung in der Fördertechnik
Bereits seit den 1990er Jahren hat sich die Beumer Group zu einem der führenden Anbieter von Rohrgurtförderern entwickelt. Bei diesen Anlagen formen Tragrollen den Gurt zu einem geschlossenen Rohr. Damit ist das zu transportierende Material vor äußeren Einflüssen und die Umwelt vor Emissionen wie Staub und Gerüchen geschützt. Diese Förderlösung eignet sich deshalb gut für feines Schüttgut wie beispielsweise Erzkonzentrate. Rohrgurtförderer ermöglichen zudem im Vergleich zu konventionellen Muldengurtförderern engere Kurvenradien und größere Steigungswinkel.
Doch was, wenn Schüttgut mit hohen Korngrößen einen größeren Rohrdurchmesser erfordert? Schließlich gilt hier die Faustregel: Der Rohrdurchmesser sollte etwa das Dreifache der maximalen Korngröße betragen. Um diese Aufgabe zu lösen, hat die Beumer Group den U-Förderer entwickelt. „Diese Variante vereint die Vorteile eines Muldengurt- mit denen eines Rohrgurtförderers“, beschreibt Neubert. Die Tragrollen formen hierbei den Gurt nicht zu einem Rohr, sondern zu einer U-Form. Mit dem U-Förderer lassen sich engere Kurvenradien als mit einem Muldengurtförderer und höhere Massenströme als mit einem Rohrgurtförderer umsetzen. Gleichzeitig schützt er das Fördergut vor Umwelteinflüssen und die Umwelt vor Materialverlust und Emissionen.
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