Erfolgreiche Implementierung

Erfolgreiche Implementierung innovativer Technologie in einen bestehenden Tagebau

Enges Teamwork zwischen NAC und Wirtgen spielt eine Schlüsselrolle

Zunächst hatte NAC ein Projektteam gebildet, bestehend aus einem Bergbauingenieur, Aufbereitungsanlagenleiter, Wartungs- und Instandhaltungsleiter, Gewinnungsleiter sowie einem Gesundheits- und Arbeitsschutzbeauftragten. Durch die Zusammensetzung des Projektteams wurde die ständige Kommunikation zwischen den Abteilungen ab Projektbeginn gewährleistet. Eine wichtige Aufgabe des Teams bestand in der Entwicklung aussagekräftiger Leistungsindikatoren für das Surface Miner Projekt. Die Zusammenarbeit der Abteilungen führte dazu, dass die Leistungsindikatoren nicht ausschließlich auf Produktivität und mechanische Verfügbarkeit beschränkt waren, sondern die gesamte Prozesskette berücksichtigten. Die Korngrößenverteilung wurde z. B. in die Leistungsindikatoren aufgenommen, um mögliche Auswirkungen auf die Aufbereitungsanlage und Feinpartikelanteile in der Rohkohle zu bewerten.

Während der Inbetriebnahme des Surface Miners führten NAC und Wirtgen gemeinsam einen umfangreichen Vergleich der Korngrößenverteilung der geförderten Kohle durch. Hierzu hatte Wirtgen eine kettenmobile Dreidecker-Siebanlage MS 19 von Kleemann zur Korngrößenanalyse von 150 mm – 5 mm sowie eine Laborsiebanlage zur Analyse von Korngrößen für die Fraktionen von 0,5 – 5 mm bereitgestellt. Insgesamt wurden 100 Proben à 30 Tonnen analysiert, die Entnahme der Proben der konventionellen Abbaugeräte und des 4200 SM erfolgte in identischen Abbaufeldern, welche für diesen Zweck zweigeteilt wurden.

Das NAC Projektteam arbeitete eng zusammen mit dem Team von Wirtgen, das aus einem Projektmanager mit langjähriger Bergbauerfahrung, Produktbetreuungs-berater, Service Manager sowie einer Masterarbeitsstudentin der Fachrichtung Rohstoffingenieurwesen bestand. Weitere Unterstützung erhielt das Team durch die Unternehmensführungen des Wirtgen Stammwerks in Windhagen und von Wirtgen Australia.

Durch die ausführliche Beratung bereits vor Projektbeginn und das breit aufgestellte Kernteam inklusive der Vor-Ort-Präsenz konnte Wirtgen das Implementierungsrisiko für NAC minimieren.

Gerätespezifikationen beim Surface Miner

Der Wirtgen Surface Miner wurde auf einsatzspezifische Anforderungen modifiziert und kam im Mai 2014 im Tagebau von NAC an. Er wurde gemäß den lokalen Industriestandards „Guideline for mobile and transportable Equipment for Use in Mines“ ausgeliefert. Zwei Wochen nach Ankunft konnte NAC den Surface Miner in Betrieb nehmen.

Ideale Einsatzbedingungen setzen exakte Abbauplanung voraus

Um das neue Verfahren effizient zu implementieren, waren Anpassungen der traditionellen Blockabbaumethode nötig.

Der Surface Miner baut das Material in parallelen Bahnen ab. Am Ende jeder Bahn schneidet er eine Rampe und wendet auf der Ebene, um die nächste Bahn abzubauen. Die Länge des Abbaufelds ist ein entscheidender Parameter im Hinblick auf die Produktivität. Mit zunehmender Abbaulänge wird ein geringerer prozentualer Anteil der Betriebszeit für das Wenden in Anspruch genommen, während sich der Anteil der Schneidzeit erhöht. Für den effizienten Einsatz des Wirtgen Surface Miners wird empfohlen, den 4200 SM in Abbaufeldern mit einer Länge von mehr als 300 m einzusetzen.

Die normale Blockgröße bei NAC beträgt 150 x 150 m. Daraufhin wurden mehrere traditionelle Abbaublöcke in einer Reihe freigelegt, damit bei einer Abbaulänge von bis zu 600 m der Surface Miner unter idealen Einsatzbedingungen getestet werden konnte.

Viermonatiger Leistungstest prüft Surface Miner auf Herz und Nieren
Ein weiterer Schlüssel für die erfolgreiche Implementierung des Wirtgen Surface Miners bestand darin, seine Vorteile in der Praxis nachzuweisen. Deshalb war eine detaillierte und strukturierte Analyse seiner Leistung erforderlich.

NAC und Wirtgen vereinbarten entsprechend aussagekräftige Leistungsindikatoren (siehe Bild Score Card), die vertraglich festgehalten wurden. Viele Leistungs-indikatoren sind in Relation zum kontinuierlichen Abbausystem formuliert, z. B. der Indikator für den Feinpartikelanteil in der Rohkohle: „Fine coal generation less than 2 mm not to exceed limitation of dozer/loader system“.

Die Indikatoren können in Geräteleistung, Umwelteinfluss, Gesundheits- und Arbeitsschutz sowie Wirtschaftlichkeit und Downstream-Auswirkungen kategorisiert werden. Damit die Anlernphase der unerfahrenen Geräteführer in der Implementierungsphase berücksichtigt wurde, multiplizierte man die Leistungsindikatoren in den ersten drei Monaten der Anlaufphase mit einem prozentualen Abschlagfaktor.

Über vier Monate wurde die Leistung beider Abbausysteme gemessen und miteinander verglichen, mit Hilfe von

  • Literaturrecherchen
  • Theoretischen Berechnungen
  • Historischen Betriebsdaten
  • Lärm- und Vibrationstests
  • Korngrößenverteilungsanalysen
  • Einem Berichtssystem
  • Zeitstudien
  • Feldversuchen sowie
  • Beurteilungsgesprächen und Umfragen.

Ergebnisse: Surface Miner steigert Wirtschaftlichkeit und Sicherheit

Das Wirtgen Surface Mining Verfahren führte zu einer signifikanten Reduktion der benötigten Abbaugeräte. Dank der kontinuierlichen Arbeitsweise erzielte der Surface Miner hohe Produktionsraten. Die Analyse beider Gewinnungssysteme ergab unter Berücksichtigung verschiedener Betriebsbedingungen, dass beim Surface Mining Verfahren etwa 70% weniger Geräte im Einsatz sind als im konventionellen Abbausystem, bestehend aus Planierraupen und Radladern.

Die Bewertung von Gesundheits-, Arbeits- und Umweltschutz beider Systeme ergab, dass der 4200 SM die Auswirkungen auf die Umwelt verringert. Zurückzuführen ist dies hauptsächlich auf die reduzierte Anzahl an Abbaugeräten, was gleichzeitig auch geringere Vibrationen, Lärm-, Staub- und Kohlenstoffdioxidemissionen zur Folge hat. Der Kraftstoffverbrauch pro Volumen abgebauten Materials ist etwa 65% niedriger, wenn der Surface Miner eingesetzt wird. Weiterhin wurden positive Auswirkungen auf die Ergonomie in der Fahrerkabine ermittelt. Die Fahrerkabine des Surface Miners ist schwenkbar sowie geräusch- und vibrationsisoliert. Der Fahrersitz kann um 220 Grad gedreht werden. Die Einwirkung von Ganzkörperschwingungen ist dadurch geringer, das Umdrehen im Sitz entfällt.

Die Untersuchungen im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit ergaben geringere Abbaukosten mit dem Surface Miner im Vergleich zum konventionellen Abbausystem. Auch hier ist die reduzierte Anzahl an Abbaugeräten der entscheidende Faktor, der zu niedrigeren Kraftstoff- und Lohnkosten führt. So reduzieren sich die Abbaukosten mit dem Surface Mining – unter Berücksichtigung unterschiedlicher Betriebsbedingungen – um etwa 60%. Die Begutachtung der Kohlenabbauverluste und Kohlenverunreinigung ergab eine bessere Lagerstättenausbeute mit dem Surface Miner System, was zusätzlichen Umsatz generiert.

In Bezug auf die Korngrößen der abgebauten Kohle konnte der Surface Miner erhebliche Vorteile aufweisen. Die repräsentativen Ergebnisse haben gezeigt, dass mit der neuen Abbaumethode mehr als 10% weniger Feinanteile produziert werden als mit der bisherigen. Weiterhin weist das vom Suface Miner abgebaute Material einen wesentlich höheren Anteil an der Endprodukt-Körnung auf. Hierdurch wird der Aufwand für das Brechen von Überkorn reduziert, was zu einer Einsparung von Energie sowie einer weiteren Reduzierung von Feinanteilen im Vergleich zum konventionellen Abbauverfahren führt.

Dank der besseren Qualität der Rohkohle aufgrund der geringeren Verunreinigung mit Zwischenmitteln und der gleichmäßigeren Korngrößenverteilung mit weniger Fein- und Überkorn verringert sich darüber hinaus der Stromverbrauch der Aufbereitungsanlage.

Surface Miner bewähren sich als alternative Abbaumethode

Die viermonatige Surface Miner Studie war erfolgreich, indem sie die Eignung des 4200 SM für die selektive Gewinnung von Kohle und Zwischenmitteln bei schwierigen Lagerstättenverhältnissen in der Praxis unter Beweis stellte. Die Projektplanung begann frühzeitig, lange bevor das Abbaugerät den Tagebau in Australien erreichte. Die gute Kommunikation und enge Zusammenarbeit zwischen der New Hope Group, dem Projektteam bei NAC, Wirtgen Australia und der Wirtgen GmbH in Deutschland waren Schlüsselelemente, um potenzielle Probleme frühzeitig zu beseitigen und den Projekterfolg zu maximieren. Die detaillierte Auswertung wichtiger Leistungsindikatoren ermöglichte es Wirtgen und NAC, die positiven Auswirkungen auf die gesamte Prozesskette zu identifizieren. Die Ergebnisse der Studie führten am Ende dazu, dass NAC sich für die Einführung bzw. Übernahme der Surface Miner bei New Acland Coal entschieden hat.

Im WIRTGEN Stammwerk im rheinland-pfälzischen Windhagen entstehen markt- und technologieführende Produkte für die beiden Geschäftsfelder Road und Mineral Technologies. Mit innovativen, leistungsstarken und wirtschaftlichen Produkten und Technologien für das Kaltfräsen, die Bodenstabilisierung, das Kalt- und Heißrecycling, den Betoneinbau und das Surface Mining ist WIRTGEN Weltmarktführer im Straßenbau, der Straßeninstandsetzung sowie in der Gewinnung von Naturstein und Nutzmineralien.

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