DD290702A5 - Verfahren zur nassgewinnung mit periodischer veraenderung der abbaufront - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Naszgewinnung mit periodischer Veraenderung der Abbaufront zum Abbau von Rohstoffen und zum Anlegen offener wassergefuellter Baugruben groeszeren Ausmaszes. Ziel der Erfindung ist es, bei der Naszgewinnung eine Senkung des Montage- und Demontageaufwandes der Foerdermittel und der Betriebskosten sowie eine technologische Vereinfachung des Abbauverfahrens zu erreichen. Erfindungsgemaesz sind Transportmittel ortsbeweglich an Land angeordnet, die mit Schwimmbagger, Schwimmfoerdererkette und einer UEbergabeeinrichtung zusammenarbeiten und dem Abbaufortschritt entsprechend gerueckt werden, wobei die UEbergabeeinrichtung unterschiedliche Stellungen einnimmt.{Bergbau; Wasserbau; Abbauverfahren; Naszgewinnung; Schwimmbagger; Schwimmfoerdererkette; Gurtbandfoerderer}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Naßgewinnung mit periodischer Veränderung der Abbaufront für unkonsolidiertes oder schwachkonsolidiertes Lockergestein, welches unter Wasser mit Hilfe von Schwimmbaggern aufgenommen, über schwimmende Gurtbandförderer oder Rohrleitungen zum Ufer befördert und von dort aus mittels unterschiedlicher Transportmittel zur Abgabbstelle transportiert wird. Dieses Verfahren ist zur Rohstoffgewinnung und zum Anlegen offener wassergefüllter Baugruben größoren Ausmaßes mit unterschiedlichen Verwendungszwecken geeignet.

-2- 290 702 Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die gegenwärtig In der Praxis angewendeten Lösungen haben prinzipiell folgenden Grundaufbau:

Das vom Bagger aufgenommene Fördergut wird von schwimmenden Förderern Ober eine Wasser-Land-Übergabeeinrichtung, beispielsweise ein Wasser-Land-Band, direkt oder unter Zwischenschaltung eines Freilagers einem kontinuierlich arbeitenden Transportmittel übergeben, welches an Land ortsfest verlegt ist. Dieses Transportmittel verändert während der Zeit des Abbaues eines ihm zugeordneten Abbaufeldes bzw. Abbauteilfeldes seine Lage nicht. Durch Montage/Demontage von Sektionen des Transportmittels bzw. Hinzufügen/Wegnehmen von Einheiten an Schwimmförderern findet ein Anpassen an die jeweilige Abbausituation in diesem Abbaufeld bzw. Abbauteilfeld statt. Der Übergabebereich der Wasser-Land-Übergabeeinrichtung zum Transportmittel wird periodisch in Achse des Transportmittels mittels Hebezeuge umgesetzt oder mittels Schienenfahrwerk bzw. mittels Kufen zur neuen Übergabestelle versetzt. Die Umsetzentfernungen liegen dabei zwischen wenigen Metern bis über 100 m.

Bekannt ist ein Verfahren mit ortsfestem Transportmittel am Feldesrand und einer längeren oder kürzeren Schwimmfördererkette mit dem Schwimmbagger für den Abbau. Die Länge der Schwimmfördererkette wird dabei von der Größe des Abbaufeldes bestimmt.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein großes Abbaufeld in Teilfelder eingeteilt und das Transportmittel auf je einem Damm im jeweiligen Teilfeld ortsfest verlegt wird, wobei der Damm selbst beim Abbau des Rohstoffkörpers entsteht. Beim Abbau des Dammes wird das Transportmittel mit demontiert. Das Transportmittel kann eine Rohrleitung oder ein Gurtbandförderer sein. Nach vollständigem Abbau eines Teilfeldes wird das demontierte Transportmittel im nächsten Teilfeld wieder aufgebaut. Für Rohrleitungen ist außerdem noch ein Verfahren bekannt, bei dem das Transportmittel in Feldesmitte und gleichzeitig mit dem Abbau von Sektoren des Rohstoffkörpers rückgebaut wird, so daß im eigentlichen Sinne kein Damm entsteht. Im allgemeinen ist es üblich, daß das Fördergut von der Wasser-Land-Übergabeeinrichtung unmittelbar auf das ortsfeste Transportmittel übergeben wird. Bekannt ist auch das Anlegen eines Freilagers als Puffer zwischen Übergabeeinrichtung und Transportmittel.

Bekannt sind weiterhin Verfahren zur periodischen Veränderung der Abbaufront bei Naßgewinnung ohne und mit Freilager nach Patentanmeldung DD-WPE21C/3259805 und DD-WPE21C/3259813, bei denen ein Transportmittel ortsbeweglich an Land angeordnet ist, das mit Schwimmbagger, Schwimmfördererkette und Wasser-Land-Übergabeeinrichtung zusammenarbeitet und dem Abbaufortschritt entsprechend in mehreren Verfahrensschritten gerückt wird. Bei den bekannten technischen Lösungen treten folgende Mängel auf:

- Ourch die häufig notwendige Anpassung der aus Schwimmbagger und Schwimmfördererkette bestehenden Gewinnungseinrichtung an die Feldesform läßt sich die Anzahl der Schwimmbäder nicht minimieren.

- Beim Abbau mit Dämmen läßt sich die Anzahl der Schwimmbänder der Schwimmfördererkette auch deshalb nicht minimieren, weil sich nur mit einer verminderten Dammanzahl der Montage-/Demontage-Aufwand des Transportmittels verringert. Weniger Dämme erfordern aber lange Schwimmfördererketten.

- Ohne eine Verlängerung der Schwimmfördererkette treten insbesondere bei unregelmäßigen Feldesformen erhöhte Randverluste auf.

- Die wiederholte Montage und Demontage des Transportmittels ist mit einem zusätzlichen Aufwand an Arbeitskräften und Hilfsgeräten verbunden.

- Es muß mit langen Ankerseilen gearbeitet werden.

- Es ist häufig eine Zusatzverankerung der Schwimmfördererkette, ebenfalls mit großen Seillängen, notwendig. Bei den Patentanmeldungen DD-WPE21 C/3259805 und DD-WPE21 C/3259813 wird von der Wasser-Land-Übergabeeinrichtungen, ohne und mit Freilager, auf ein ortsbewegliches Transportmittel an Land übergeben, wobei relativ aufwendige Einschneid- und Rückarbeiten beim Übergang in einen neuen Streifen auftreten und das ortsbewegliche Transportmittel aus mehreren voneinander unabhängig rückbaren Bandsektionen bestehen muß.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei der Naßgewinnung von Rohstoffen und bei der Herstellung von Wasserbecken und wassergefüllten Baugruben größeren Ausmaßes gegenüber den in der Praxis bekannten Verfahren eine Senkung des Montage- und Demontageaufwandes und der Betriebskosten sowie eine technologische Vereinfachung beim Einschneiden in einen neuen Streifen zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem dammlos, mit einer minimierten Länge der Schwimmfördererkette und mit einem entsprechenden Transportmittel an Land Rohstoffe oder Aushubmaterialien unter Wasser, auch bei unregelmäßiger Feldesform, zu gewinnen sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ortsbewegliche Transportmittel in Längs- und Querrichtung zu einem Abbaustreifen angeordnet werden, wobei das längs angeordnete Transportmittel innerhalb eines Abbauzyklus jeweils zweimal um die Breite eines ausgebaggerten Abbaustreifens in Abbaurichtung gerückt wird, während das quer angeordnete Transportmittel, das in der Regel senkrecht zum längs angeordneten Transportmittel verläuft, jeweils um die vorgesehene Breite des Querstreifens senkrecht zur Abbaurichtung gerückt wird. Die Anzahl der Querstreifen eines halben Abbauzyklus ergibt sich aus der Länge des Längsstreifens, dividiert durch die Streifenbreito des Querstreifens.

Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens ist eine vorhandene oder eine vorher hergestellte streifenförmige freie Wasserfläche, von der aus der Abbau der Querstreifen erfolgt. Charakteristisch für das Wesen der Erfindung ist, daß prinzipiell alle entstehenden Abbaufiguren im Regelbetrieb, d. h. mit geometrisch ähnlichen Blockformen abgebaut werden. Der Abbau

selbst erfolgt durch einen Schwimmbagger, die Förderung mit einer Schwimmfördererkette zu einer Wasser-Land-Übergabeeinrichtung mit Übergabe auf das quer angeordnete Transportmittel. Entsprechend der jeweiligen Technologievariante sind unterschiedliche Konstruktionen der Übergabeeinrichtung an Land möglich w.a erforderlich. Charakteristisch für die erfinderische Lösung hinsichtlich der Übergabe der geförderten Materialien ist ferner, daß eine Übergabe in Längsrichtung des quer angeordneten Transportmittels und senkrecht dazu möglich sein muß.

Ein Abbauzyklus beginnt mit dem Rücken des längs angeordneten Transportmittels und Baggern eines Querstreifens aus einem Längsstreifen des Abbaufeldes von der freien Wasserfläche aus in Abbaurichtung und einer Übergabe des gewonnenen Materials in Längsrichtung des quer angeordneten Transportmittels. Im Verlauf des Abbaues dieses Querstreifens muß die Übergabeeinrichtung um 90° gedreht werden. Nach Beendigung des Abbaues des 1 .Querstreifens werden Schwimmbagger, Schwimmfördererkette und Übergabseinrichtung vom Transportmittel getrennt und zur freien Wasserfläche zurückgeschwommen bzw. umgesetzt, das in Querrichtung angeordnete Transportmittel um die Querstreifenbreite gerückt und die Übergabeeinrichtung sowie die Schwirnmfördererkette einschließlich Schwimmbagger mit dem in Querrichtung angeordneten Transportmittel wieder verbunden. Danach beginnt der Abbau des 2. Querstreifens und aller weiteren beim Abbau eines Längsstreifens als der ersten Hälfte eines Abbauzyklus in der beschriebenen Weise. Der Übergang in den Längsstreifen der zweiten Hälfte des Abbauzyklus erfolgt entweder über ein Ausschwenken des quer angeordneten Transportmittels oder durch Montage des vorhandenen bzw. eines zweiten Transportmittels in Querrichtung in der neuen Ausgangsstellung, die von dem um die Breite des 2. Längsstreifens gerückten Transportmittels in Längsrichtung bestimmt wird. Der Abbau des 2. Längsstreifens eines Abbauzyklus erfolgt danach analog dem 1. Längsstreifen. Als Transportmittel werden Gurtbandförderer verwendet. Bei der Verwendung von LKW als Transportmittel ist es erforderlich, daß die Übergabeeinrichtung mit einem mobilen Bunker versehen und auf einem rückbaren, in Querrichtung angeordneten Gleis verfahren oder aus Einzelteilen bestehend, umgesetzt wird. Die genannten Transportmittel fördern den gewonnenen Rohstoff in eine Aufbereitungsanlage. Sie können auch andere Materialien aus einer Baugrube oder einer wasserbaulichen Anlage an einen anderen Ort transportieren.

Die Übergabeeinrichtung auf das in Querrichtung angeordnete Transportmittel wird landseitig entweder dem Abbaufortschritt folgend in größeren Zeitabständen umgesetzt, auf Schienen- bzw. Raupenfahrwerken parallel zum Transportmittel verfahren oder mit Schreitwerken bewegt.

Wenn als Schwimmfördererkette eine Rohrleitung verwendet wird, ist das über die Schwimmfördererkette transportierte Fördergut vor Übergabe auf die Übergabeeinrichtung vorzuentwässern und/oder Übergabe auf das Transportmittel zu entwässern mit Ausnahme bei Anwendung von einer Rohrleitung als Transportmittel. Die Positionierung des Schwimmbaggers während des Abbaues erfolgt über die Anker an Land und die Seeanker. Gleichermaßen wird der Ponton der Übergabeeinrichtung und ggf. die Schwimmfördererkette an Land verankert.

Durch den Abbau des Rohstoffes oder der Aushubmaterialien in Längs- und Querstreifen ist es bei minimaler Länge der Schwimmfördererkette möglich, den Feldesgrenzen einer Lagerstätte oder den erforderlichen Grenzen einer wassergefüllten Baugrube oder einer wasserbaulichen Anlage sehr gut zu folgen

Es kann außerdem mit erheblich kürzeren Ankerseilen als sonst üblich gearbeitet werden.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Gewinnung eines Querstreifens Fig.2: Abbauzyklus

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft mit den nachstehend näher erläuterten Verfahrensschritten mittels der dabei genannten Geräte und Einrichtungen ab.

Eine Kiessandlagerstätte mit einer Abraumüberdeckung von 2m und einer Mächtigkeit des Rohkiessandes von durchschnittlich 20m und einem Grundwasserstand in Höhe des Rohstoffhangenden wird mittels Naßgewinnung abgebaut. Der gewonnene Rohkiessand wird von der Lagerstätte zu einer Aufbereitungsanlage 11 transportiert.

Für die Naßgewinnung wird ein Abbausystem, bestehend aus einem Schwimmgreiferbagger 1, einer Schwimmbandanlage 2, einem Wasser-Land-Band 3 mit Schwimmponton 8 und Übergabebock 4, einem ortsbeweglichen Ouerband 5, einem ortsbeweglichen Längsband 6 und einer stationären Bandanlage 12 zur Aufbereitungsanlage 11 verwendet. Der Übergabebock 4 ist mit einem Schienenfahrwerk und mit Eigenantrieb ausgerüstet, verfährt auf zwei Schienen des Querbandes 5 und ist so gestaltet, daß in Längsrichtung des Querbandes 5, d. h. vor Kopf an der Wasserseite, und rechtwinklig dazu Rohkiessand aufgegeben werden kann.

Der Abbau des Querstreifens A1 beginnt nach Fig. 1 unter Nutzung der Übergabeeinrichtung, bestehend aus Übergabebock 4, Wasser-Land-Band 3 und schwimmendem Ponton 8. Nach Fig. 1 wird der Schwimmgreiferbagger 1 mittels seiner vier Ankerseile 7 beim Abbau jeweils um 5m verholt. Dabei verändert die Schwimmbandanlage 2, bestehend aus zwei langen und einem kurzen Schwimmband, ihren Standort. Der Übergabebock 4 mit dem Wasser-Land-Band 3 wird zunächst nach Fig. 1 in der Stellung I (Förderrichtung) genutzt. Mit fortschreitendem Abbau im Querstreifen A1 in Abbaurichtung sind der Übergabebock 4 mit dem Wasser-Land-Band 3 und dem schwimmenden Ponton 8 in die Stellung Il über dem Querband 5 um 90° zu drehen bzw. umzuschwimmen. Danach erfolgt beim weiteren Abbau des Querstreifens A1 ein Verfahren des Übergabebockes 4 bzw. ein Verschwimmen des Wasser-Land-Bandes 3 einschließlich Ponton 8 jeweils um eine Verholweite in Abbaurichtung. Die Verankerung des Schwimmgreiferbaggers 1 erfolgt mit Landankern 7 bzw. Seeankern. Die Verankerung 9 des Pontons 8 des Wasser-Land-Bandes 3 erfolgt an Land. Eine notwendige Zusatzverankerung 10 der Schwimmbandanlage 2 erfolgt ebenfalls an Land.

Nach Abbau des Querstreifens A1 wird das Querband 5 um eins Querstreifenbreite gerückt, das Wasser-Land-Band 3 mit Übergabebock 4 und Ponton 8 aus der HII Stellung nahe dem Längsband β zur freien Wasserfläche verschwommen bzw. verfahren. Der Abbau der Querstreifen A2 bis An wird auf die beschriebene Weise fortgesetzt, bis der Längsstreifen A abgebaut

Ist. Für den Abbau des Längsstreifens B eines Abbauzyklus wird nach Fig.2 am Kopfende des Längsstreifens B ein Querband montiert, über das der Übergabobock 4 vom Querband 5 eingefahren wird, das Längsband 6 um eine Längsstreifenbreite in Abbaurichtuno in die Stellung 14 gerückt, die stationäre Bandanlage 12 zur Aufbereitungsanlage 11 um eine Längsstreifenbreite 15 verlängert, das Querband 13 einschließlich Übergabebock 4 bei gleichzeitigem Verschwimmen des Wasser-Land-Bandes 3 um eine Querstreifenbreite gerückt sowiemit dem Längsband 14 verbunden und der Abbau des Querstreifens B1 in der beschriebenen Weise des Querstreifens A1 begonnen und dieser über die folgenden Querstreifen bis zum Abbauende des Längsstreifens B fortgesetzt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Naßgewinnung mit periodischer Veränderung der Abbaufront mittels Schwimmbagger, Schwimmfördererkette, Wassar-Land-Übergabeeinrichtung und Transportmittel an Land, gekennzeichnet dadurch, daß ein Transportmittel (6) ortsbeweglich an Land über einem Abbaufeld in Längsrichtung sowie ein Transportmittel (5) ortsbeweglich in Querrichtung dazu angeordnet wird, wobei das längsangeordnete Transportmittel (6) innerhalb eines Abbauzyklus jeweils zweimal um die Breite eines ausgebaggerten Abbaustreifens in Abbaurichtung gerückt wird, während das quer angeordnete Transportmittel (5), das in der Regel senkrecht zum längs angeordneten Transportmittel (6) verläuft, jeweils um die vorgesehene Breite eines Querstreifens senkrecht zur Abbaurichtung gerückt wird und der Abbau eines Querstreifens jeweils von einer vorhandenen oder vorher hergestellten streifenförmigen freien Wasserfläche aus erfolgt, in die nach Trennung vom quer angeordneten Transportmittel (5) vor dessen Rücken Schwimmbagger (1), Schwimmfördererkette (2) und Übergabeeinrichtung (3) jeweils nach Abbau eines Querstreifens zurückgeschwommen bzw. umgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das quer angeordnete Transportmittel (5) beim Übergang in die zweite Hälfte des Abbauzyklus aufgeschwenkt wird als vorhandenes Transportmittel bzw. als zweites Transportmittel in Querrichtung angeordnet montiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Transportmittel (5) (6) (13) (14) Gurtbandförderer verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Übergabebock (4) der Übergabeeinrichtung (3) mittels Schienenfahrwerk auf einem Gleis über dem in Querrichtung angeordneten Transportmittel (5) (13) verfahren wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Übergabebock (4) parallel zum Transportmittel (5) auf einem Raupenfahrwerk verfahren oder mit einem Schreitwerk bewegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1,4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Übergabeeinrichtung (3) mit Übergabebock (4) wasserseitig in Längsrichtung des Fördermittels (5) angeordnet wird und aufgibt.

7. Verfahren nach Anspruch 1,4,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (3) einschließlich Übergabebock (4) und Ponton (8) in eine Stellung rechtwinklig zum in Querrichtung angeordneten Transportmittel (5) überführt oder gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Transportmittel LKW verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß der Übergabebock (4) mit einem mobilen Bunker versehen und umgesetzt bzw. auf einem rückbaren, in Querrichtung angeordneten Gleis verfahren wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Schwimmfördererkette (2) eine Rohrleitung verwendet und das Fördergut vor Übergabe auf den Übergabebock (4) vorentwässert und/oder vor Übergabe auf das in Querrichtung angeordnete Transportmittel (5) (13) entwässert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß als Schwimmfördererkette (2) und als Transportmittel (5) (6) eine durchgehende Rohrleitung verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß daß die Übergabeeinrichtung (3) einschließlich Übergabebock (4) und Ponton (8) in Richtung zur Achse des in Querrichtung angeordneten Transportmittels (5) (13) um eine Verholweite des Schwimmbaggers (1) oder ein Mehrfaches davon versetzt wird.