entleerung mit KOS-Dickstoffpumpen - Putzmeister Solid Pumps

EinsatzberichtMinen-Rückverfüllung und Sumpfentleerungmit KOS-DickstoffpumpenDezember 1994: Nicht nur im europäischenBergbau zwingen hoheProduktionskosten die Minenbetreiberzu umfangreichen Mechanisierungs-Maßnahmen.DieserBericht aus Marokko schildert denEinsatz von Doppelkolben-Dickstoffpumpenbeim Rückverfüllenvon Bergen und Bergeschlämmensowie beim Fördern von hochgradigabrasiven Grubenschlämmen(Abb.1).1A. Verfüllen der Minenrückständenach unterTageAufbereitung der BergerückständeIm marokkanischen Bergwerk Hajar, 40km südlich von Marakesch, fallen alsRückstande aus der Blei-, Zink- undKupferproduktion täglich 2.000 t Bergean. Aus Gründen des Umweltschutzesund um das Grubengebäude für den weiterenAbbau zu stabilisieren, werden dieBerge mit Zement und Bergeschlämmenaus Eindickern vermischt und wiedernach unter Tage verbracht. Die Bergewerden in unmittelbarer Nähe vomSchacht in einer Brechanlage zerkleinert,klassifiziert und von einem Förderbandin einen Mischer übergeben. Der beider Erz-Separation angefallene Bergeschlammwird entwässert, in einem Siloaufgefangen und ebenfalls dem Zwangsmischeraufgegeben. Aus einem drittenSilo zieht eine Förderschnecke exakt dosiertdie benötigte Zementmenge ab, dieim Mischer mit den zerkleinerten Bergenund Bergeschlämmen vermischt wird(Abb. 2).Die klassifizierten Rückstände werden zuerstgewogen und dann von einem Förderband ineinen Mischer übergebenSystematische Darstellung der Minenrückverfüllungmit einer KOS-Dickstoffpumpe21TS 2033-1

35Die Mischung – eine Charge entspricht1,25 m 3 – setzt sich wie folgt zusammen:Kies 5 - 10 mmKies 0 - 5 mmWasserZementSchlamm aus Eindicker(Dichte 1,9 - 2 kg/I)850 kg950 kg120 I110 kg240 kgDas fertig gemischte Rückverfüllungsmaterialwird in einen 12 m 3 fassendenVorratsbehälter mit Rührwerk übergeben,der sich direkt über dem Materialtrichterder Putzmeister DickstoffpumpeKOS 2180 befindet (Abb. 3). Die elektrohydraulischangetriebene Kolbenpumpebesteht im wesentlichen aus der eigentlichenPumpeinheit mit Materialtrichter,“S”-Rohrweiche, zwei Förderzylindern,zwei Förderkolben und hydraulischemAntriebszylinder (Abb. 4).Funktionsweise derKOS-DickstoffpumpeBedingt durch den kreisrunden Querschnittdes gesamten Fördersystemswerden KOS-Doppelkolbenpumpen zumFördern von Dickstoffen unter extremenBedingungen erfolgreich eingesetzt,z.B. beim:• Pumpen von Dickstoffen mitextrem hohem Trockenstoffgehalt• Fördern von Schlämmen übergroße Entfernungen• Pumpen von abrasiven bzw.aggressiven Medien mit eingeschlossenenFremdkörpern, diedie Größe von 2/3 des Durchmessersvon “S”-Rohrweiche undFörderleitung aufweisen könnenDirekt über der KOS-Dickstoffpumpe befindet sich der 12 m 3 fassende Vorratsbehälter.Das Hydraulikaggregat der Dickstoffpumpe ist im Vordergrund.Das wesentliche Merkmal der Pumpeist die “S”-Rohrweiche. Sie schwenktim Aufgabetrichter abwechselnd vor diebeiden Förderzylinder-Öffnungen. In denZylindern bewegen sich die Förderkolbengleichmäßig im Gegentakt, SaugundDruckhub wechseln miteinanderab: Durch die jeweils freie Zylinderöffnungsaugt ein Kolben das Fördergutaus dem Trichter in den Förderzylinder.Gleichzeitig drückt der parallel laufendeKolben das Material aus dem zweitenFörderzylinder über die “S”-Rohrweichein die Förderleitung. Bei Erreichen der jeweiligenEndlage erfolgt die Bewegungsumkehrder Kolben, und die Rohrweicheschwenkt vor die andere Zylinderöffnung.Die “S”-Rohrweiche stellt die Verbindungzwischen dem jeweiligen Förderzylinderund der angeschlossenen Förderleitungher.Ein Automatikring dichtet die einzigeTrennstelle zwischen Förderzylinder undRohrweiche zuverlässig ab. Der Automatikringist lose gelagert. Die Dichtwirkungentsteht aufgrund des Anpressdrucks ander Gleitfläche der Brillenplatte. Der Anpressdruckist abhängig vom aufgebautenFörderdruck: je höher der Pumpendruck,um so dichter das gesamte Fördersystem.Das Hydraulikaggregat für den Pumpenantriebund der Schaltschrank für dieelektrische Steuerung und Überwachungsind separat aufgestellt. Die gesamte Anlagezur Minenrückverfüllung wird voneiner zentralen Warte aus gesteuert.Entsprechend den Anforderungen derMine Hajar hat Putzmeister die 2-Zylinder-KolbenpumpeKOS 2180 besondersgroßvolumig und langhubig ausgelegt.Sie verfügt über 2100 mm Hub und 280mm Zylinder-Durchmesser, was einemZylindervolumen von 129 I entspricht.Dadurch wird die Anzahl der Rohrweichen-Umschaltungenmöglichst geringgehalten und eine ausgesprochen ruhigeund gleichmäßige Pumpförderung gewährleistet.Die Putzmeister Dickstoffpumpeerreicht in dieser Ausführung eineFördermenge von 120 m 3 /h und 60 barDruck im Medium.Eine Dickstoffpumpe KOS 1040 fördertabrasive Schlämme nach übertage auseiner Tiefe von 435 m und meistert sicherFörderdrücke bis zu 130 barHMC-SDas unmittelbar hinter dem Pumpenauslassinstallierte Absperrventil verhindert einZurückfließen des Materials in den TrichterVerfüllen der AbbaueAm Rohrweichenabgang der Rückverfüllungspumpeist eine Förderleitungmit 125 mm Durchmesser angeschlossen.Sie ist zunächst 10 m horizontalverlegt und führt dann senkrecht nachunter Tage. Von der 235-Meter-Sohlean abwärts wird die Förderleitung zumVerfüllen der Abbaue horizontal in mehrereStollen verlegt. Sie reichen bis zu1200 m weit horizontal in das Grubengebäudeund werden abschnittsweise mitdem aufbereiteten Gemisch aus Bergenund Zement verfüllt. Durchschnittlichfördert die Dickstoffpumpe etwa 65 m 3 /h.Nach dem Abbinden kann die etwa 10 mmächtige Schicht zwischen den Stollenweiter abgebaut werden.B. Förderung abrasiverGrubenschlämmenach über TageHoher Verschleiß an Kreiselpumpenzwingt zum Einsatzeiner Kolbenpumpe270 m entfernt hat ein anderer Schachtdas Problem, anfallendes Grubenwassermit hohen Feinstkornanteilen an abrasivenSanden aus den zentralen Sümpfenzu fördern. Frühere Erfahrungen habengezeigt, dass Kreiselpumpen beim Förderndieser extrem abrasiven Wasser innerhalbkürzester Zeit verschleißen.Die Verantwortlichen entschlossen sich,auf der Mine Hajar die Grubenwasser64Abheften unter: A 1.00, A 4.00, IP 4.05Systematische Darstellung derKOS-Dickstoffpumpe mitMaterialtrichter und PumpeinheitTS 2033-1 2 TS 2033-13

zunächst in drei Absetzbecken zu sammelnund zu klären. Das so gereinigteKlarwasser kann dann wie geplant beivertretbaren Verschleißkosten mit Kreiselpumpennach über Tage gefördertwerden. In den Absetzbecken haben sichnach einigen Wochen die im Grubenwasserenthaltenen Sande und Schwebteileim Bereich als feiner Schlamm abgesetzt.Auch hier beträgt die Dichte 1,9 bis 2kg/I.An der Stirnseite der Sumpfbecken befindetsich eine Putzmeister Dickstoffpumpevom Typ KOS 1040. Sie kann aufSchienen vor jedes der Schlammbeckenverfahren werden.Eine Rohrleitung – jederzeit leicht mit Hilfeeines Absperrventils zu unterbrechen– stellt die Verbindung her zwischenSumpfablass und dem Materialtrichterder KOS-Dickstoffpumpe (Abb. 5).435 m Förderhöheohne RelaispumpeAufgrund des im hohen Maße abrasivenMediums hat Putzmeister die mit denSchlämmen in Berührung kommendenVerschleißteile der KOS-Dickstoffpumpewie Brillenplatte und Automatikringmit Keramikeinlagen ausgeführt. Um zu78Systematische Darstellung der Becken-Entleerung mit KOS-Dickstoffpumpenverhindern, dass beim Umschalten derRohrweiche die 435 m hohe, vertikalanstehende Materialsäule in die Dickstoffpumpezurückströmt, ist am Pumpenabgangein hydraulisch gesteuertesPutzmeister HMC-S-Rückschlagventil inder Förderleitung installiert. Dieses Ventilschließt nach jedem Druckhub für kurzeZeit die Förderleitung zur Pumpe hinab. Dadurch kann die “S”-Rohrweicheumschalten, ohne dass der statischeDruck der Materialsäule auf sie einwirkt.Beim nächsten Druckhub wird der Ventiltellerdes HMC-S-Ventils durch dasFördermedium aufgeschoben und dervolle Förderleitungs-Ouerschnitt wiederfreigegeben. Bei voller Leistung erreichtdie KOS-Dickstoffpumpe einen Förderdruckvon 120 bis 130 bar. Bei hohemMetallanteil des Grubenschlammes wirddas Material über Tage einer Aufbereitungsanlageübergeben, andernfalls derBerge-Deponie zugeführt. Dadurch erreichtdie Minengesellschaft, dass derKreislauf aus Abbau, Erz-Separation, Aufbereitungder Rückstande und RuckverfüIlungsinnvoll geschlossen und wirtschaftlichbetrieben wird.Putzmeister Geschäftsfelder:Betonpumpen · Industrietechnik PIT · Telebelt ·Mörtelmaschinen GmbH · Dynajet Hochdruckreiniger· Services · Concrete Project Division CPD ·Consulting und Datentechnik · AkademieFörderturm des Hajar BergwerksPutzmeister AGMax-Eyth-Str. 10 · D-72631 AichtalPostfach 21 52 · D-72629 AichtalTel. +49 (71 27) 599-0Fax +49 (71 27) 599-520www.putzmeister.comE-mail: pmw@pmw.deTS 2033-1Technische Änderungen vorbehalten · Alle Rechte vorbehalten · © by Putzmeister AG 2007 · Printed in Germany (10702RR)