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Schneidende Lösetechnik in Kombination mit Bohr- und Sprengarbeit : Untersuchung der Einsetzbarkeit in Gewinnungsbereichen des deutschen Kalibergbaus
2015
Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2015
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
Genehmigende Fakultät
Fak05
Hauptberichter/Gutachter
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Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2015-06-12
Einrichtungen
- Lehrstuhl für Nachhaltige Rohstoffgewinnung und Institut für Rohstoffingenieurwesen (511110)
- Lehrstuhl und Institut für Bergbaukunde I (511110)
- Fachgruppe Rohstoffe und Entsorgungstechnik (510000)
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurbau und Umwelttechnik (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 624
Kurzfassung
In den deutschen Kali- und Steinsalzbergwerken der K+S Kali GmbH erfolgt die Ge-winnung hauptsächlich mittels Bohr- und Sprengarbeit. In der Regel wird dabei der endgültige Querschnitt des Abbauortes stufenweise erstellt. Dieses Verfahren stellt eine gebirgsschonende Abbaumethode für vergleichsweise große Abbauquerschnitte dar. Hierbei wird zunächst eine vorgesetzte Strecke geringeren Querschnittes (die soge-nannte „Kanone“) mit Hilfe eines Paralleleinbruches auf Großbohrlöchern aufgefahren. Etwa ein bis zwei Abschlagslängen zurück wird die Kanone auf den vollen Querschnitt des Abbauortes erweitert. Dies geschieht durch sogenanntes Abklappen der Stöße (Schleppe) und Drücken der Firste. Insbesondere das Erstellen des Kanonenquerschnittes ist mit hohem spezifischem Aufwand an Bohrlöchern, Sprengstoff und damit Zeit verbunden. Mit Abmessungen von etwa drei bis sechs Metern Breite und rund zwei bis vier Me-tern Höhe hat die Kanone einen Querschnitt, der im untertägigen Bergbau häufig mit schneidender Lösetechnik aufgefahren wird. Im Rahmen dieser Ausarbeitung wird als Alternative zur oben beschriebenen ge-bräuchlichen Vorgehensweise die Erstellung der Kanone mit schneidender Löse-technik in Verbindung mit der Bohr- und Sprengarbeit als kombinierte Lösetechnik unter technischen, organisatorischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten unter-sucht. Diesbezüglich wird ein umfangreiches computergestütztes Modell entwickelt, mit dessen Hilfe ein neuartiges, funktionales Instrument bereitgestellt wird, die konventionelle und die kombinierte Lösetechnik hinsichtlich ihrer Gewinnungsleistung und ihrer Gewinnungskosten für den Abbau zukünftiger Gewinnungsbereiche zu vergleichen. Für die Gewinnungsbereiche werden bergmännische Planungen (Lösen, Laden, Fördern) erstellt, detaillierte Prozessanalysen durchgeführt sowie Leistungsverglei-che und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen angefertigt.Die Ausarbeitung schließt mit Empfehlungen und einem Ausblick zur Einsetzbarkeit schneidender Lösetechnik in Kombination mit Bohr- und Sprengarbeit unter besonderer Berücksichtigung betrieblicher Vorgaben und Rahmenbedingungen des deutschen Kalibergbaus.In the potash and rock salt mines operated by K+S Kali GmbH the extraction of the mineral is mainly done by drilling and blasting. Because of rock-saving reasons the final profile of the roadway is usually developed in progressive stages.First, an advance heading with a smaller cross section (the so called “cannon”) is driven by applying a parallel cut with large diameter boreholes which are left un-charged and smaller diameter boreholes which are charged with explosives. Further back, approximately one to two lengths of a round, the cannon is expanded to the full cross section of the roadway by drilling and blasting of the side walls and the roof.Especially the development of the cannon cross section requires high specific inputs of boreholes, explosives and thereby also time.With its dimensions of approximately three to six meter in width and about two to four meter in height the cannon has a cross section which is often developed with cutting technology.Therefore, in this thesis the development of the cannon by cutting technology in combination with the subsequent expansion by drilling and blasting has been examined as an alternative to the conventional procedure described above.For this purpose, a computer based model has been developed. In consideration of process-related variables the model allows the comparison of the conventional and the combined extraction technique regarding production performance and costs for the panel extraction in German potash mines.For the related production (extraction, loading and hauling) mining plans have been developed, economic feasibility studies as well as performance comparisons have been made and detailed process analyses have been conducted.The thesis concludes with recommendations and an outlook on the combined appli-cation of cutting technology with drilling and blasting in due consideration of company guidelines and framework conditions in German potash mines.
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
print
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT018720723
Interne Identnummern
RWTH-CONV-207556
Datensatz-ID: 538779
Beteiligte Länder
Germany
