Leiser bohren und sicherer Gesteinsabbau

Sicherheit geht vor. Beim Sprengen steht dieses Motto an erster Stelle. Doch es kommt noch ein zweiter wichtiger Aspekt hinzu: Neben der Sicherheit spielt die Effektivität beim Sprengen eine immer größere Rolle. Das meint auch die Firma geo-konzept, Hersteller von Produkten zur Planung, Optimierung und Dokumentation von Großbohrlochsprengungen. Nach ihren Angaben steigt in Deutschland die Bereitschaft, in solche Sicherheitskonzepte zu investieren. Um große Erschütterungen sowie möglichen Steinflug zu verhindern und trotzdem ein optimales Haufwerk zu erhalten, bieten sich 3-D-Vermessungs- und Berechnungssysteme an. Ebenso gilt es, das Bohrloch zum Einfüllen des Sprengstoffes gut zu vermessen, denn Parameter wie Bohrwinkel, Bohrrichtung und Bohrlochtiefe bestimmen ein wirtschaftliches und besonders sicheres Abbauen der Rohstoffe beim Sprengen. Bei der Sprengplanungssoftware „QuarryX“ von geo-konzept handelt es sich um eine Software, die alle relevanten Daten wie Bohrloch- und Bruchwandvermessungsdaten integriert und eine vollständige Dokumentation jeder Sprenganlage erlaubt. Durch das Zusammenführen aller Arbeitsschritte in eine Software könnten nicht nur die Abläufe der Spreng-
arbeiten im Steinbruch enorm verbessert werden, sondern auch die Sicherheit deutlich erhöht, betont der Anbieter.

In QuarryX stehen verschiedene Werkzeuge und Analysemöglichkeiten für die Planung der Bohrlinie und der Bohrlochpositionen zur Verfügung. In Echtzeit können Parameter wie z.B. Bohrwinkel, Bohrtiefe, Bohrrichtung, Unterbohrung sowie die gewünschte Vorgabe optimiert und angepasst werden. Als Ergebnis der Planung kann, neben anderen standardisierten Ausdrucken, welche sämtliche relevanten Daten der Sprengung enthalten, ein Bohrplan für den Bohristen ausgedruckt werden.

Die Verringerung schädlicher Geräuschemissionen erhöht die Sicherheit am Arbeitsplatz. Die Firma Sandvik hat für ihre Bohrgeräte der Ranger DXi- Reihe neue Lösungen entwickelt, die den Lärmpegel wirksam senken. Dies kommt auch Beschäftigten in Steinbrüchen zugute.

Die Hauptgeräuschquelle eines Außenhammerbohrgeräts ist der Gesteinsbohrer selbst. Er steht für bis zu 75 % des gesamten Schallleistungspegels eines Bohrgeräts. Beide neuen Sandvik-Lösungen reduzieren die Geräuschemissionen durch Isolierung des Gesteinsbohrers und des Stangenmagazins in einer schalldämpfenden Konstruktion. Besonders wirksam werden die störenden Frequenzen im Bereich zwischen 2.500 und 10.000 Hz gedämpft. Das System mit Namen „NoiseGuard-DXi“ reduziert die Geräuschemissionen für Bohrgeräte, die für Steinbruch- und Bauanwendungen vorgesehen sind. Die geschlossene Konstruktion, reduziert den A-bewerteten Schalldruckpegel innerhalb eines Radius von 16 m um bis zu 12,9 dB. In dieser Messentfernung liegt die Geräuschdämpfung im Vergleich zu Konfigurationen ohne Schallschutz bei bis zu 95 %. Das System ist mit einem Kamerasystem ausgestattet, das Bohrvorgänge visuell unterstützt, wenn die Klappen der Konstruktion geschlossen sind. Darüber hinaus lässt sich die Schallschutzkonstruktion durch Lösen einer einzigen Schraube abbauen und ermöglicht so eine schnelle und einfache Wartung der Lafette.

Die Forderung nach Schallschutzmaßnahmen für Bohrgeräte stützt sich auf verschiedene internationale und nationale Regelwerke wie EU-Richtlinien, Sicherheitsnormen unterschiedlicher Art, Arbeitsschutz- und Gesundheitsbestimmungen sowie Umweltvorschriften. Die oben genannten Messungen stellen die A-bewertete Schalldruckpegel (LpAd) nach dem Sicherheitsstandard EN 16228-1 dar. Dabei werden die in SFS EN ISO 3744:2010 standardisierten Verfahren zur Bestimmung des Schallleistungspegels einer Geräuschquelle zugrunde gelegt.

Es geht auch ohne Sprengen – zum Beispiel mit Surface Minern. Bekanntester Hersteller dieser beeindruckenden Technik ist Wirtgen. Die Surface Miner zerschneiden und zerkleinern mit einer speziellen Schneidwalze das Gestein und verladen es über Fördersysteme in einem Arbeitsgang auf SKW. Darüber hinaus kann das Material auch zwischen den Fahrwerken als Schwade (Windrowing) abgelegt oder seitlich neben der Maschine aufgehaldet werden. Spezialmaschinen für den Felsbau schneiden hartes Granitgestein bis 260 MPa. Wirtgen kann Leistungsspektren bis 3.000 t/h pro Stunde in der Direktverladung via Ladeband abdecken. Da Surface Mining gänzlich ohne Sprengen und Bohren auskommt, werden Bodenerschütterungen, Lärm oder Staub vermieden, die Umwelt entsprechend geschont und die Sicherheit im Tagebau erhöht. Durch die selektive Gewinnung steigt neben der Materialqualität die Ausschöpfung der Lagestätte, da die Surface Miner bis dato nicht wirtschaftlich gewinnbare Rohstoffe effizient abbauen und der Wertschöpfung zuführen. Unternehmen profitieren daher von Qualitäts- und Kostenvorteilen beim Abbau und der nachfolgenden Aufbereitung. Neben der Gewinnung der Rohstoffe werden die Surface Miner auch für die Entwicklung großer Infrastrukturprojekte wie zum Beispiel Trassierung von Straßen, Eisenbahnlinien und Tunneln genutzt. Die Technik stößt zwar in Deutschland auf Interesse, stellt jedoch zurzeit keine Alternative zum Sprengen dar.

Andere Wege gehen: Beim Betonsteinspezialisten Godelmann aus der Oberpfalz erfolgt der Sandabbau im Direktgewinnungsverfahren. Das Unternehmen hatte die 29 ha große Lagerstätte, die auch bekannt war als Tagebau Amberg-Ost, von der Heidelberger Sand und Kies GmbH übernommen. Trotz vorliegender Sprengerlaubnis stellte das Unternehmen das Abbauverfahren auf eine umweltverträgliche Variante um. „Die Anwohner sollen entlastet werden“, erklärt Unternehmer Bernhard Godelmann. Der Betrieb nutzt in der Sandgrube einen Cat Kettenbagger 352F L mit Reißzahn anstelle von Sprengstoff. Der Zahn bohrt sich dabei in den sandigen Untergrund und lockert so den Rohstoff. Dann kommt ein 3,8 m³ großer Tieflöffel zum Einsatz, der den Rohsand aufnimmt und auf einen Dumper verlädt.

„Das Material ist manchmal extrem hart“, so der Geschäftsleiter. Der 52-Tonnen-Bagger bringt 335 kN Zugkraft und eine Reißkraft von 219 kN auf. Seit 2015 produziert das Unternehmen CO2-neutral: „Wir handeln schon seit jeher umweltbewusst und ressourcenschonend, da ist das emissionsärmere Abbauverfahren mithilfe des Reißzahns eine logische Schlussfolgerung. Genehmigungsrechtlich ist das Sprengen weiterhin erlaubt – solange aber der Abbau mit Reißzahn möglich ist, halten wir an diesem Verfahren fest. Rohstoffe braucht jeder. Wir wollen sie mit möglichst wenig Erschütterungen gewinnen“, stellt Bernhard Godelmann dar. Die Umstellung des Abbauverfahrens hat sich der Betrieb einiges kosten lassen. Somit waren Investitionen in den Maschinenpark verbunden, der neben dem Bagger um eine Walze und eine Raupe für Arbeiten in der Grubenverfüllung und um einen Radlader in der Verladung erweitert wurde.