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Ausgabe 03 | 2009 a b c d e f g h TECHNOLOGIETRANSFER Abb. 12: Arbeitsschritte a bis h der Knäpperzerkeinerung mit Boulder Buster www.advanced-mining.com 58
Die Abbildung 12 stellt die Arbeitsschritte für den Einsatz des Boulder Buster dar. Als Vorbereitungsarbeit an dem zu zerspaltenden Knäpper wird ein Bohrloch in dessen Mitte eingebracht (a), welches anschließend mit Wasser gefüllt wird (b). Dieses wird mit einer Kappe verschlossen (c) und die Sicherheitsmatte hinzugefügt (d). Nach dem Einsetzen der Ladungseinheit (d) und dem Anbringen der Zündeinheit (e und f) werden diese gezündet. Die Zündung der Ladungseinheit kann durch eine Schnur ferngesteuert werden (g). Im Vergleich zu Sprengung ist diese Methode sicherer. Es muss lediglich das Gelände im Umkreis von etwa 10 Metern gesichert werden. Die durch die Zündung der Ladungseinheit freigesetzte Energie wird durch die Gummimatte aufgrund ihres Gewichtes und ihrer Elastizität gehindert und kann nicht nach draußen geführt werden. Stattdessen wird sie zum großen Teil über das Medium Wasser in der Form von hydrodynamischem Impuls nach innen des zu zerspaltenden Körper geleitet und kann den Knäpper zerstören. Außerdem werden Steinflug und Lärm durch die Sicherheitsmatte signifikant reduziert. Für Gesteinsarten mit hoher Wasserdurchlässigkeit oder Knäpper mit Klüften ist es offensichtlich schwer, das ins Bohrloch gefüllte Wasser zu halten. Um dieses Problem zu beheben, kann anstatt Wasser ein Gel als Leitmedium verwendet werden. Die Gesteinsarten und ihre Eigenschaften nehmen weiterhin Einfluss auf die erforderliche Ladungsmenge. Während die Druckwelle im harten und stabilen Gestein besser geleitet wird, kann sie im plastischen Gestein zum großen Teil absorbiert werden. Unter diesen Bedingungen wird eine Verstärkerladung notwendig. Der Boulder Buster kann Gesteinsbrocken größer als 2 Meter im Durchmesser brechen und ist deswegen für die Knäppernarbeit eine andere Alternativ der Sprengverfahren. Dank seiner Sicherheit ist für den Einsatz des Boulder Buster keine Sprenglizenz nötig, auch für den Transport und die Lagerung gibt es kaum Gefahr. Aufgrund dessen kann er vielseitig verwendet werden, wo eine Sprengung nicht möglich oder nur mit hohem Aufwand verbunden ist. Selbst in geschlossenen Räumen und in der Kanalisation findet dieses Verfahren seine Ein-setzbarkeit. Abb. 13: Dimension des zerstörbaren Knäppers mit Boulder Buster Ausgabe 03 | 2009 TECHNOLOGIETRANSFER Zusammenfassung und Systemvergleich Die sogenannten Knäpper, d.h. übergroße Gesteinsbrocken, kommen in nahezu jedem Festgesteinstagebau vor. Die Knäpper beeinträchtigen zum Teil erheblich sämtliche nachfolgende Tagebauprozesse. Aus diesem Grund müssen Knäpper nach dem Gewinnungsvorgang separat zerkleinert werden, bevor diese an nachfolgende Förder- und Aufbereitungsprozesse übergeben werden können. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Beschreibung von verschiedenen Verfahren und Vorrichtungen zur Zerkleinerung von Knäppern. Zusammenfassend sind folgende Systemeigenschaften festzuhalten: Fallkugel: Die Fallkugel mit einem Gewicht von 3 bis 9 Tonnen wird durch ein Ladegerät aus einer Höhe von etwa 4 bis 5 Metern auf den Knäpper fallen gelassen und zerstört diesen durch den Impuls beim Aufprall. Dieses Verfahren ist kostengünstig und fast wartungslos, verlangt aber ein hohes Maß an Präzision, denn der Knäpper muss für eine effektive Zerstörung genau getroffen werden. Mit einer Fallkugel können 3 bis 6 Schläge pro Minute erreicht werden. Hydraulikhammer: Ein Hydraulikhammer ist ein hydraulisches Anbaugerät für einen Hydraulikbagger. Das Trägergerät versorgt den Hammer über Hochdruckschläuche mit hydraulischer Energie. Die technologische Entwicklung der Hydraulikhämmer hat zu sehr großen Einsatzgewichten von bis zu 10 t und hoher Einschlagenergie bis zu 16 kJ sowie einer Schlagzahl von mehreren Hundert Schlägen pro Minute geführt. Resultierend ist die Leistungsfähigkeit der Geräte stark gestiegen und das Einsatzgebiet hat sich wesentlich vergrößert. Ein wesentlicher Vorteil der Hydraulikhämmer ergibt sich aus deren Einsatzmöglichkeit an den betrieblichen Gewinnungsgeräten. Freifallhammer (Buster): Das Arbeitsprinzip eines Busters ist vergleichbar zu einer ge-führten Fallkugel. Ein bis zu 10 Tonnen schweres Fallgewicht schlägt innerhalb einer rohrförmigen Führung im freien Fall auf den zu zerkleinernden Knäpper. Im Gegensatz zur Fallkugel kann daher der Schlag zentimetergenau ausgeführt werden. Ebenso wie der Hydraulikhammer ist der Buster ist ein Anbaugerät, der aufgrund seines Gewichtes von bis zu 10 t einen Hydraulikbagger ab einem Gewicht von 40 t als Trägergerät erfordert. Im Gegensatz zum Hydraulikhammer wird die hydraulische Energie nur zum Heben des Fallgewichtes benötigt, so dass der Energieverbrauch deutlich geringer ist. Die Schlagzahl ist vergleichsweise gering und beträgt bis zu 7 Schläge pro Minute. Aufgrund der sehr hohen Einschlagenergie von bis zu 100 kJ sind diese Geräte für extrem große und harte Knäpper geeignet. www.advanced-mining.com 59
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