книги / Technologie des Kali - und Steinsalzbergbaus
..pdfDer Einsatz eines Seilbahnbetriebes ist hauptsächlich abhängig von der zu bewälti genden Förderlänge. Bei kurzen Strecken mit wenig Kurven und nicht zu vielfachem Wechsel des Einfallens ist die Seilbahn auch heute noch ein leistungsfähiges und auch ein wirtschaftliches Fördermittel. Die Vorund Nachteile der Seilbahnförderung sind leicht gegeneinander abzuwägen.
Vorteile: Geringe Anschaffungskosten, gute Anpassungsfähigkeit an den robusten Grubenbetrieb, geringe Wartung, Einsatzmöglichkeit bei welligem Streckenverlauf, relativ geringe Bedienungskosten und kleiner Reparaturanteil.
Nachteile: Bei großen Förderwegen und starker Betriebskonzentration zu geringe Leistungsfähigkeit, bei großen Förderentfernungen zu geringe Geschwindigkeiten und damit stark anwachsender FörderWagenpark, starkes Ansteigen des Arbeitskräfte bedarfes bei Vermehrung der Anschlagspunkte und der Kurven.
Für Kettenhahnen gilt im Prinzip sowohl hinsichtlich ihrer Einsatzbedingungen als auch ihrer Leistungsfähigkeit das gleiche wie für den Seilbahnbetrieb. An die Stelle des endlos umlaufenden Seiles tritt eine starke Kette, die durch ihre Masse die För derwagen mitnimmt. Die Kettengeschwindigkeit kann bis zu 1,5 m/s betragen, so daß die Leistungsfähigkeit von Kettenbahnen bei guter Arbeitsorganisation in Einzel fällen etwas größer sein kann als beim Seilbahnbetrieb. Von den zwei z. Z. noch mit Kettenbahnen arbeitenden Kaligruben wird ein Betrieb demnächst auf Bandförde rung umgestellt, so daß in Zukunft nur noch eine Grube mit Kettenbahnen arbeiten wird. Bei Neuanlagen mit großen Förderleistungen sind Seiloder Kettenbahnen nicht mehr vorgesehen.
Bei starker Betriebskonzentration und bei Förderwegen von vielen Kilometern Länge muß in Zukunft der Einsatz moderner und leistungsfähigerer Fördermittel angestrebt werden.
8.2.Lokomotivförderung
Bei langen Förderwegen wird in einigen Salzgruben seit vielen Jahren die Haupt streckenförderung mit elektrischen Lokomotiven bewältigt. Voraussetzung.hierzu ist das Vorhandensein eines nahezu söhligen Streckenverlaufes. Es kommen dabei Fahr- droht- oder Akkumulatorlokomotiven zum Einsatz (vgl. „Allgemeine Bergbaukunde“ , S. 160 ff.).
Die Fahrdrahtlokomotiven arbeiten normalerweise mit einer Spannung von 500 V. Der Strom wird über Stromabnehmer aus dem Fahrdraht entnommen, ähnlich dem Betrieb bei Straßenbahnen. Die Rückleitung des Stromes wird über die Schienen ge führt; die Schienenstöße sind zur Vermeidung von Streustrombildung mit Kupfer litzen überbrückt.
Ein besonderes Problem in den Südharzgruben stellen bei Fahrdraht-Lokbetrieb die umfassenden Maßnahmen des Schlagwetterschutzes dar. Funken zwischen Fahrdraht und Stromabnehmer können Schlagwetter zur Entzündung bringen. Fahrdrahtloks sind deshalb einer behördlichen Zulassung unterworfen und dürfen nur im einziehen den Hauptwetterstrom betrieben werden. Der Methangehalt der Wetter muß unter 0,3 % liegen.
Von grundsätzlicher Bedeutung für den Lokomotivbetrieb unter Tage ist eine aus reichende Reibung zwischen Schiene und Rad. Um anfähren zu können, muß die Loko motive deshalb ein große Eigenmasse haben, da sie außer dieser auch noch die Masse des anhängenden Zuges bewältigen muß.
Zur Zeit sind in unseren Salzgruben zwei Typen von Fahrdrahtlokomotiven im Ein-
satz, die beide bei der üblichen Spurweite von 600 mm auch in Zukunft Verwendung finden werden:
Typ |
EL 5 |
EL 6 |
Masse |
12 t |
8 t |
Motorleistung |
2X 37,5 kW |
2 X 2 0 kW |
Zur Bewältigung geringerer Fördermengen in Abteilungsoder Zubringerstrecken sind in einigen Gruben elektrische Lokomotiven mit Akkumulator in Betrieb. Ihr Aktions radius ist gering, da die Akkumulatoren oft ausgewechselt und neu gespeist werden müssen. Wegen ihres hohen Anschaffungspreises sollte man ihren Einsatz auf wenige spezielle BetriebsVerhältnisse beschränken.
Diesel-Lokomotiven haben sich im Salzbergbau nicht durchsetzen können, da ihre Abgase die Wetter verschlechtern. Druckluftlokomotiven sind im Salzbergbau unbe kannt, da im Gegensatz zu Steinkohlengruben Druckluftnetze unter Tage nicht vor handen sind.
Die Leistungsfähigkeit eines Fahrdraht-Lokbetriebes ist von mehreren Faktoren ab hängig. Hauptvoraussetzung ist ein fast söhliger Streckenverlauf. Bei Steigungen über 5 % = 3° wird der Einsatz elektrischer Lokomotiven unwirtschaftlich. Darin liegt der Hauptnachteil der Lokomotivförderung. Bei der Streckenauffahrung inner halb der Ausund Vorrichtung muß deshalb das zukünftige Hauptstreckenförder mittel und seine Abhängigkeit vom Einfallen von vornherein berücksichtigt werden. Sonst macht der Einsatz von Lokomotiven umfangreiche Regulierungsarbeiten in den Hauptförderstrecken erforderlich.
Weiterhin muß berücksichtigt werden, daß der durch die Lokförderung bedingte Zug verkehr das Kuppeln und Entkuppeln der einzelnen Förderwagen notwendig macht. Allerdings ist hierbei in neuerer Zeit durch Benutzung von Drehkupplungen eine we sentliche Erleichterung eingetreten.
Bei langen Strecken ist die Überlegenheit der Fahrdraht-Lokomotiven gegenüber Seil oder Kettenbahnen in der Bewältigung der reinen Fördermengen unbestritten. Ob der Betrieb in den Hauptförderstrecken tatsächlich auch wirtschaftlicher ist, bleibt fraglich. Der Betrieb der für Salzgruben bisher projektierten Fahrdraht-Lokomotiven hat nach genauer Durchrechnung und Berücksichtigung der jeweiligen Grubenver hältnisse ergeben, daß bei großen Förderentfernungen der sehr hohe Investitionsauf wand für den Lokomotivbetrieb nur dann gerechtfertigt ist, wenn jeder mit einer Lokomotive beförderte Zug mindestens 1001 Nutzlast zum Schacht bringt. Diese Forderung ist nicht immer zu erfüllen. Die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Fahr- draht-Lokomotivbetriebes könnte erhöht werden, wenn größere Lokomotivtypen zum Einsatz kämen. Leider ist bisher die EL 5 die größte Fahrdraht-Lokomotive; eine Neuentwicklung ist geplant. Damit ist auch die Geschwindigkeit festgelegt, die bisher im Durchschnitt nur bei 12 km/h liegt.
Voraussetzung für den störungsfreien Betrieb mit Fahrdraht-Lokomotiven in der Hauptstreckenförderung ist eine einwandfreie Arbeitsorganisation. Dazu gehört das Vorhandensein von Fahrplänen, die den Einsatz der Lokomotiven genau festlegen und die Zahl der Leerfahrten auf ein Minimum beschränken. Nur dann ist mit einer Mindestanzahl von Reserveloks auszukommen. An die Qualifikation des Bedienungs personals werden wesentlich höhere Ansprüche gestellt als beim Seilbahnbetrieb.
Außerdem sind die notwendigen Unterhaltungsund Reparaturkosten höher. Der Einsatz von Fahrdraht-Lokomotiven kann deshalb nur in einer Grube wirtschaftlich sein, in der bei guter Arbeitsorganisation aus wenigen Gewinnungsschwerpunkten hohe Fördermengen zu transportieren sind. Dabei müssen die Hauptstrecken mög-
Schlages im älteren Steinsalz erforderlich. In diesem Querschlag wird eine leistungs fähige Bandförderung arbeiten, der das Rohsalz von den einzelnen Bausohlen eben falls über Bänder zugeleitet wird. Im Bild 8/10 ist das Schema der Streckenförderung wiedergegeben.
Im Hauptquerschlag sind 3 Einzelbänder hintereinandergeschaltet. Alle Bänder sind 800 mm breit. Die Gummigurte haben 4 Dederoneinlagen. Das zu fördernde Rohsalz hat Korngrößen zwischen 0 und 80 mm. Die seitlichen Muldentragrollen haben eine Neigung von 20° zur Horizontalen. Die Bänder erreichen eine Geschwindigkeit von 3,35 m/s und können dadurch als Minimum eine Förderleistung von 720 t/h im Dauer betrieb gewährleisten. Die Antriebstrommeln haben 1250 mm Durchmesser. Die ein zelnen Bänder werden durch Drehstromkurzschlußläufermotoren angetrieben. Die Leistung der einzelnen Motoren beträgt generell 160 kW, die Drehzahl 1450 U/min. Bild 8/11 zeigt die in Montage befindliche Tragkonstruktion und das Bandgerüst. Die Gesamtanlage wird Ende 1964 in Betrieb genommen und bestimmt die vorgesehenen Aufgaben erfüllen.
Als Vorteil der Bandförderung muß noch erwähnt werden, daß die Abhängigkeit vom Streckeneinfallen nicht in dem Maße vorhanden ist wie beim Lokomotivbetrieb. Es ist im Gegenteil ein Vorzug der Bandförderung, daß gewisse Schwankungen im Ein fallen überwunden werden können. Empfindlich ist die Bandförderung bei großen Längen allerdings gegen Kurven oder Ecken in der Förderachse.
8.4.Maimschaftsfalirung
Die Personenbeförderung unter Tage vom Schacht zu den einzelnen Arbeitsorten nennt man Mannschaftsfahrung.
Auf das Fahren in der Schachtröhre und in Blindschächten wird hier nicht näher üngegangen, sondern auf die entsprechende Ausführung in der „Allgemeinen Bergbau kunde“ verwiesen.
Die Fahrung in söhligen Grubenbauen, d. h. in Hauptoder Nebenförderstrecken, ist besonders in den älteren Kaligruben im Laufe der letzten Jahre immer schwieriger geworden. Die große flächenmäßige Ausweitung einzelner Grubenfelder hat zu Ent fernungen von mehreren Kilometern zwischen den Schächten und den Arbeitsorten geführt. In vielen dieser Gruben müssen die Bergleute wegen der engen Streckenquer schnitte diese Entfernungen zu Fuß zurücklegen. Damit ist zwangsläufig eine Ver kürzung der reinen Schichtarbeitszeit verbunden. Es müssen deshalb unbedingt Mög lichkeiten geschaffen werden, die Mannschaftsfahrung durch Modernisieren der ent sprechenden Fördermittel zu beschleunigen.
Bei Lokomotivbetrieb ist die Fahrung verhältnismäßig einfach. Besondere Mann schaftstransportwagen werden eingesetzt und befördern zu Schichtbeginn und Schichtende die Belegschaft zu den einzelnen Arbeitsorten und zurück. Dazu ist in Schachtnähe ein Personenbahnhof erforderlich. Die Seilfahrt in der Schachtröhre und die Mannschaftsfahrung in den Hauptstrecken müssen zeitlich gut aufeinander abge stimmt sein und erfolgen am besten revierweise hintereinander.
Für die Mannschaftsfahrung mit Fahrdrahtlokomotiven hat die Bergbehörde beson dere Sicherheitsvorschriften erlassen, die neben allgemeinen Punkten die speziellen Besonderheiten der einzelnen Grubenbetriebe berücksichtigen.
Das Herausheugen aus dem Mannschaftswagen während derFahrt ist verboten !
Nimm heim Fahren kein Gezähe oder sperriges Material mit !
Bei der Projektierung moderner Grubenbetriebe, die eine bewußte Betriebskonzen tration in einzelnen Förderrevieren vorsehen, wird die Bandförderung das entschei dende Fördermittel s.ein. Die Vervollkommnung der Durchlaufbrecher mit dem Ziele einer ausreichenden Vorzerkleinerung wird den Einsatz der Bandanlagen unterstüt zen. Wenn die Hauptstrecken söhlig im liegenden Steinsalz aufgefahren sind, können bei großen Fördermengen auch Fahrdrahtloks mit Erfolg eingesetzt werden.
Für kurze Zubringerstrecken oder für den Abtransport des Salzes aus entfernt liegen den Betriebspunkten der Ausund Vorrichtung werden auch in Zukunft Seilbahnen, z. T. auch Akku-Lokomotiven zum Einsatz gelangen.
Der Einsatz des Streckenfördermittels ist zunächst grundsätzlich von der zu bewäl tigenden Fördermenge abhängig. Bei Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsver hältnisse gelten folgende Richtlinien für die Benutzung der einzelnen Streckenförder mittel unter Beachtung ihrer Vorund Nachteile:
Seilund Kettenbahnen:
Gute und wirtschaftliche Einsatzmöglichkeit bei söhligen und flachwelligen Förder strecken mit geringen Kurven. Leistungsfähigkeit begrenzt. Voraussetzung ist ein wandfreie Gleisanlage. Unwirtschaftlich bei großen Förderentfernungen und zahl reichen Kurven.
Lokomotivförderung:
Einsatzmöglichkeit bei söhligem Streckenverlauf für große Entfernungen gegeben. Wirtschaftlichkeit steigt mit Höhe der zu bewältigenden Fördermenge. Abhängig von Gleisanlage und Förderwagengröße. Bestimmte Nutzlast pro Zug muß gewährleistet sein. Bei Ansteigen über 3° nicht mehr brauchbar.
Bandförderanlagen:
Zur Bewältigung großer Fördermengen praktisch unbegrenzt einsatzfähig. Vorzer kleinerung des Rohsalzes erforderlich. Geradliniger Verlauf der Förderachse notwen dig. Frage der Mannschaftsfahrung muß zusätzlich gelöst werden.
Zur Wiederholung und Vertiefung
1.Nennen Sie die Hauptteile einer Seilbahnförderanlage und begründen Sie die Be deutung einer sorgfältigen Gleisverlegung!
2.Erarbeiten Sie einen Einsatzplan für Mittelförderwagen nach der Formel der „Allgemeinen Bergbaukunde“ S. 157 bei 25001 Förderung aus 3 Revieren mit insgesamt 8 Anschlagspunkten der Seilbahn!
3.Begründen Sie die Begrenzung der Seilgeschwindigkeit, ihre Abhängigkeit vom Streckenverlauf und ihren Einfluß auf den Wagenabstand!
4.Welche Hauptnachteile des Seiloder Kettenbahnbetriebes lassen ihren Einsatz in einem modernen Grubenbetrieb nicht mehr zweckmäßig erscheinen?
5.Zählen Sie die Vorteile von Fahrdraht-Lokomotivbetrieb gegenüber Seilbahnen auf!
6.Worin liegt der Hauptnachteil der Lokomotivförderung? Machen Sie Vorschläge, wie dieser Nachteil überwunden werden könnte!
7. Versuchen Sie unter Anleitung des Lehrausbilders einen graphischen Schichtfahr plan für Lokomotivbetrieb aufzustellen. Setzen Sie folgende Eckzahlen ein:
größte Förderentfernung |
5000 m, |
mittlere Geschwindigkeit |
9 km/h, |
Nutzlast je Zug |
851, |
notwendige Schichtleistung |
3500 t. |
Ermitteln Sie die Anzahl der erforderlichen Lokomotiven einschließlich Reserveloks. Berücksichtigen Sie, daß für die folgende Schicht genügend Standwagen im Füllort sein müssen!
8.Begründen Sie die Vorund Nachteile von Bandförderungen unter Tage!
9.Welche Geschwindigkeiten, Bandbreiten und Antriebsleistungen sind bei moder nen Bandförderungen üblich?
10.Erläutern Sie den Einfluß der Ausund Vorrichtung auf die spätere Streckenförderung!
11.Ein Arbeitsort der Vorrichtung ist 2800 m vom Füllort entfernt und kann nur zu Fuß erreicht werden. Wann ist die Vortriebsbrigade am Arbeitsort, wenn sie
6.14Uhr am Füllort eintrifft und eine Fußgängergeschwindigkeit von 1,5 m/s erreicht?
12.Welche Fördermengen kann eine Seilbahn in 6,5 Std. reiner Betriebszeit bewäl tigen, wenn in 1 Std. 68 Wagen mit 2,11 Nutzlast angehangen werden?
13. Bei einem Schienenprofil von 80 mm Höhe wiegt ein laufender Meter Schiene 12 kg. Welche Menge Schienenstahl wird zum Einbau einer 75 m langen, einglei sigen Strecke benötigt?
14.Eine Förderleistung wird nach Tonnenkilometern berechnet. Die geförderte Men ge jwird mit der Länge des Förderweges multipliziert.
Wie hoch ist die Förderleistung, wenn mit einer Fahrdrahtlok 90,51 Salz 1950 m weit transportiert werden?
15.Eine 182 m lange Förderstrecke soll mit Vollund Leergleis ausgerüstet werden. Die Einzelschienen sind 7 m lang; der Schwellenabstand beträgt 0,8 m ; für jede
Schwelle werden 4 Schienennägel, für jede GleisVerbindung 4 Laschen mit je 4 Schrauben und Muttern benötigt.
Welches Gesamtmaterial an Schienen, Schwellen und Zubehör ist anzufordern?
16.Eine komplette Bandanlage von 2 km Länge kostet 983754 DM. Der jährliche Ab schreibungssatz beträgt 8% . Welcher Betrag wird nach 6 Jahren abgeschrieben?
9.Die Schachtförderung
In allen Förderschächten des Kaliund Steinsalzbergbaus ist seigere Förderung üb lich, d. h., die Schachtförderung verläuft senkrecht.
Die Pflege und Wartung der Schachteinund -ausbauten sowie die sorgfältige Unter haltung und Überwachung aller Förderaggregate ist Voraussetzung für einen störungs freien Schachtförderbetrieb. Da Salzstaub korrodierend wirkt, ist die Sauberkeit der Schachtröhren im Salzbergbau wichtiger als in anderen Bergbauzweigen.
Alle z. Z. in Betrieb befindlichen Förderschächte des Salzbergbaus sind 50 bis 60 Jahre alt. Dieses für einen Salzschacht hohe Alter verlangt zeitraubende Unterhaltungsar beiten, die oft mit längeren Betriebsstillständen verbunden sind. Da sich im Zuge der Betriebskonzentration die Fördermengen aus den einzelnen Schachtröhren fast über all vervielfacht haben, muß die sorgfältige Pflege aller Fördereinrichtungen und ihrer Zubehörteile im Interesse einer ständigen Planerfüllung an der Spitze aller vorbeu genden Reparaturarbeiten stehen.
Neben der Rohsalzförderung dienen die Schachtröhren auch zahlreichen anderen Zwecken. Diese müssen schon vor Beginn der Abteufarbeiten berücksichtigt werden. Die Gesichtspunkte der Betriebssicherheit für die spätere Seilfahrt, d. h. den Trans port der ausund einfahrenden Bergleute, stehen dabei im Vordergrund.
Bild 9/1 zeigt schematisch die Hauptteile einer Schachtförderanlage. Die Einrichtun gen im Füllort und auf der Hängebank werden hier im Rahmen der Schachtförderung mit behandelt.
9.1.Füllort und Hängebank
Das Füllort ist die Umschlagstelle der horizontalen Strecken - in die vertikale Schacht förderung. Die hierfür benötigten umfangreichen Hohlräume müssen in das liegende Steinsalz verlegt wer
den. Im einzelnen sind GrößeundFormdesFüllortes abhängig von der täglichen Fördermenge, der Förderart und den besonderen Kennziffern
mm o/i
Schematische Darstellung' einer Schachtförderanlage
(1)Fördcrmnschinc (Treib scheibe), (2) Fördcrmaschincnhnus, (3) Fördergerüst, (4) Seil scheiben, (5) Schachtgebäude,
(0)Hängebank mit Wipper,
(7)Sclmchtrührc, (8) Stellung der Gefäße bzw. Gestelle, (O)Füllort-
sohlc, (10) Schachtsumpf
Bild 9/2. Grundriß des Füllortes einer Stcinsalzgrube mit Scilbabnbetricb und GcstclUördcrun? cinsclil. LoorWarenumlauf
(1) Schachtröhre, (2) Schachtumfahrungsgleis, (3) Überhebekette für Leerwagen, (4) Leerwagenumlauf, (5) Aufstellgleise für Vollwagen im Füllort
der Schachtröhre, wie Schachtdurchmesser, Aufteilung der Schachtscheibe, Teufe, Fördergeschwindigkeit.
Zur Zeit werden hoch 80 % aller Kalisalze und 100 % des bergmännisch gewonnenen Steinsalzes in Gestellförderungen nach über Tage gehoben. Die von der Hauptstreckenförderung dem Füllort zugeleiteten vollen Förderwagen werden dabei der Schacht förderung direkt übergeben und nach über Tage transportiert. Diese Arbeitsweise er fordert für einen störungslosen Schachtförderbetrieb ein großes Füllort, das als Puffer zwischen Streckenund Schachtförderung dienen kann. Besonders zu Schichtbeginn muß die Schachtförderung schnell arbeiten können. Die vorangegangene Schicht muß deshalb einen entsprechenden Anteil an Standwagen im Füllort belassen, um zum neuen Schichtbeginn Förderpausen zu vermeiden. Da z. B. bei Lokomotivbetrieb in den Hauptstrecken ein stoßweiser Antransport der vollen Förderwagen zum Schacht erfolgt, muß das Füllort groß genug sein, um diesen Stoßbetrieb auffangen zu können. Außerdem muß bei Lokomotivbetrieb der erforderliche Platz für die notwendigen Ran gierarbeiten berücksichtigt werden. Bei Seiloder Kettenbahnbetrieb ist der Raum bedarf vor der Schachtröhre geringer.
Bild 9/2 zeigt den Grundriß eines Füllortes bei Seilbahnbetrieb und Gestellförderung. Bei Förderwagenbetrieb ist die Umfahrung des Schachtes üblich. Die Förderwagen werden durch den Schacht gestoßen, d.h.,das Fördergestell wird von der einen Seite her mit vollen Förder wagen beladen, wobei die leeren För-
Blld 0/3. Füllort mit Umlauf bol GofaßfOrdcrung (nach Spackolcr)
(1) Aufstellglcise für Vollwagen und ferngesteuerte Weichen, (2) Abteilvorrichtung, (3) Bedienungs stand, (4) Kreiselwipper, (5) Leerwagenaufstellung nach dem Wagenumlauf