Technische Informationen

Schachtförderanlage

BHP BILLITON, OLYMPIC DAM MINE, SÜD-AUSTRALIEN

  • Verwirklichung der Schachtförderanlage von der Planung bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme innerhalb von weniger als zwei Jahren,
  • Verwirklichung der Anlage in der vorgesehenen Zeit, einschließlich Planung und Durchführung des Schachtabteufens, da die Technik ebenso wie der zeitliche Projektablauf optimal aufeinander abgestimmt wurden,
  • Auslegung und Ausführung der Anlage für maximale Verfügbarkeit und geringsten Wartungsaufwand durch Einsatz modernster, sicherer Technik.

Die Western Mining Corporation betreibt in Südaustralien die untertägige Kupfer-Uranmine Olympic Dam. Es handelt sich hierbei um ein enorm großes Vorkommen von ca. 570 Mio. t, das seit 1988 abgebaut wird. Western Mining hat Ende 1996 über eine Kapazitätserweiterung von Olympic Dam von 85.000 t/a auf 200.000 t/a entschieden.


Planung:

Zu diesem Zeitpunkt wurde SIEMAG TECBERG mit einer Studie beauftragt, welche die Planung der gesamten Schachtförderung, einschließlich Investitions- und Betriebskostenermittlung, umfasste. Die Erstellung der Studie wurde in Zusammenarbeit mit australischen Partnern innerhalb von nur 1 Monat abgewickelt. Die Kernpunkte der Studie umfassten:

  • Planung der Schachtförderanlage für 1.375 t/h vom Zwischenbunker unter Tage bis zum Entladebunker über Tage
  • Optimierung der Schachtförderung hinsichtlich höchstmöglicher Verfügbarkeit und Sicherheit
  • Optimierung des Zeitplanes, um die Finanzierungskosten der Investition zu minimieren,
  • Angabe der Investitions- und Betriebskosten, 
  • Vergleich der geplanten Anlage hinsichtlich der technischen Daten, der Ausführung und der Verfügbarkeit mit Referenzanlagen.
Nach erfolgreicher Vorstellung der Studie wurde innerhalb weniger Wochen die Umsetzung entschieden und SIEMAG TECBERG auf Basis dieser Studie der Auftrag über die Realisierung der kompletten Schachtfördereinrichtungen erteilt. Entscheidend für die Auftragsvergabe waren:
  • Überzeugende Studie, Termintreue
  • Referenzen über vergleichbare Anlagen
  • Referenzen über Verfügbarkeit


Supplies and services to be provided

Die Realisierung begann Anfang 1997, wobei unser Liefer- und Leistungsumfang umfasste:

  • Planung und Konstruktion der gesamten Schachtförderanlage
  • Fertigung der Schlüsselkomponenten im Hause ansonsten bei Unterlieferanten in Australien 
  • Abnahmetests vorwiegend in den Werkstätten, um schnellstmögliche Inbetriebnahme vor Ort zu erreichen
  • Planung der Montage für weitestgehenden Vorzusammenbau auf einem Bauplatz weitab der Schachtanlage, Transport von Großkomponenten
  • Montage und Inbetriebnahme mit dem Generalunternehmer des Kunden.


Technische Ausführung

Der Schacht 3 von Olympic Dam ist als einziehender Schacht konzipiert und für eine Kapazität von 9,27 Mio. t Erz pro Jahr ausgelegt. Eine solche Höchstleistung wird bei einer Teufe von 854 m nur mit einer zweitrümigen Gefäßförderung sowie einer hocheffektiven Mehrseil-Koepe-Fördertechnik erreicht. Gewählt wurde die 4-Seil-Förderung; die Konzeption ergab einen erforderlichen Schachtdurchmesser von 7 m.

Um eine kurze Bauzeit zu erreichen, wurden
  • eine Anlage mit Fördergerüst gewählt, bei der die Fördermaschine in Fluranordnung schon während des Schachtteufens gebaut und teilweise in Betrieb genommen wurde
  • die Führung der Fördermittel im Schacht an Seilen gewählt, die die zeitaufwendige Montage im Schacht minimierten,
  • die Einrichtungen unter Tage so konzipiert, dass das Teufen des Schachtes schnellstmöglich verwirklicht werden konnte.


Zur Sicherstellung einer optimalen Verfügbarkeit und Sicherheit wurden alle Anlagenkomponenten im Hinblick auf beste Wartungsfreundlichkeit gewählt und um effektive Hilfsmittel ergänzt:

Fördermaschine

Als Fördermaschine wird eine 4-Seil-Koepe-Maschine mit integriertem Motor eingesetzt. Diese Technik ist besonders unempfindlich hinsichtlich Veränderungen des Luftspaltes am Motor. Die konzentrische Bearbeitung der Treibscheibe und des Motoranschlusses sowie die symmetrische Konstruktion der Maschine gewährleisten eine Langzeitstabilität des gesamten Antriebssystems. Im Gegensatz dazu können bei konventionellen Maschinen Luftspaltänderungen durch Setzvorgänge des getrennt verlagerten Motors auftreten, die in Einzelfällen zu Totalausfällen der Fördermaschinen durch Motorschaden geführt haben.

Motor

Eine Weltneuheit bei der Fördermaschine ist der Einsatz eines integrierten Drehstrom-Asynchronmotors. Nachdem in Südafrika die Asynchrontechnik an einer großen Doppeltrommelmaschine erfolgreich eingeführt wurde, wird bei Olympic Dam ein weiterer wichtiger Schritt mit dieser Technik unternommen. Dieser Motor ist als Käfigläufer noch robuster als ein Drehstrom-Synchronmotor, der mit einer Vielzahl von Polen und einer Stromversorgung für diese Pole noch einen gewissen Wartungsaufwand erfordert. 

Bremssystem

Die Bremseinrichtung der Fördermaschine ist als mehrkanalige Bremse mit geregelter Sicherheitsbremse ausgeführt. Eine Regelung der Verzögerung ist auch bei Auftreten eines Fehlers erforderlich, da ansonsten Seilrutsch auftreten würde. Es wurde bewusst auf Anhebung der Seilrutschgrenze verzichtet, da sich dadurch die Investitions- und Folgekosten erhöht hätten. Die Bremse ist in „3+1“-Technik ausgeführt, das heißt, dass betriebsmäßig 3 Bremskreise arbeiten und ein Kanal als Reserve dient. Dieser kann im Falle eines Fehlers in einem Kanal ohne großen Aufwand die Funktion des schadhaften Kanals übernehmen. Die Reparatur solch eines Schadens beeinflusst somit nicht die Verfügbarkeit.


Gefäße

Die Gefäße sind als Schwenkgefäße mit großem Querschnitt ausgeführt, die ein schnelles Be- und Entladen ermöglichen. Zudem ist bei dieser Gefäßart der Tragrahmen oder sogenannte „Bridle“, der die Last- und Seilkräfte aufnimmt, konstruktiv vom eigentlichen Behälter oder „Tub“, der das Erz aufnimmt, getrennt. Dadurch ist ein schneller Austausch des Behälters möglich, der dem Verschleiß durch das Fördergut ausgesetzt ist. Die Behälter sind mit Schleißauskleidungen aus Spezialgummi versehen, die eine hohe Standzeit bei dieser Art Kupfererz aufweisen. Durch die Vorhaltung von Reservebehältern, die während des Förderbetriebs neu ausgekleidet werden können, werden die Stillstandszeiten für Wartung minimiert.

Ladetasche

Auch die Ladetasche ist als herausnehmbarer Behälter ausgeführt, der mit Gummifutter ausgekleidet ist. Eine verschlissene Ladetasche kann in den leeren Tragrahmen des Fördergefäßes umgehängt werden. Auf diese Weise gelangt die Tasche auf schnellstem Wege nach über Tage und wird, wie beim Gefäßbehälter, durch eine Reservetasche ausgetauscht. Die Standzeiten von Gefäß und Ladetasche sind aufeinander abgestimmt, so dass ein Austausch in einem Zug erfolgen kann. Die Ladetasche dient gleichzeitig als Wiegetasche für die Dosierung der Gefäßnutzlast. Sie ist in einem Tragrahmen eingebaut, der an nur einer Wägezelle aufgehängt ist. Diese Einpunktaufhängung erlaubt einfachste Einstellung und Kalibrierung. 


Entladetasche

Die Entladetasche ist ebenfalls weitgehend mit einer Gummiauskleidung versehen. Die Entladung der Gefäße erfolgt durch Ausschwenken des Behälters mittels Hydraulikzylindern. Diese Konstruktion ermöglicht ein schnelles Einfahren der Gefäße in die Entladeposition und zeichnet sich durch schonende Betriebsweise mit geringen Stoßlasten in das Fördergerüst aus. 


Fördergerüst

Das Fördergerüst ist weitgehend als Kastenkonstruktion ausgeführt, das durch geringste und glatte Anstrichflächen besonders unempfindlich gegen Korrosion ist. Das Führungsgerüst ist an ein dreibeiniges Bockgerüst angehängt, so dass der Aufwand der Fundamentarbeiten am Schachtmund gering gehalten wurde.


Seilscheiben

Die Seilscheiben auf dem Fördergerüst sind je Satz einzeln über Wälzlager auf einer stehenden Achse verlagert. Gegenüber der herkömmlichen Konstruktion mit Bronzebuchsen entfällt das sonst übliche, häufige Schmieren. Langlebige Kunststofffutter in den Seilrillen schonen die Förderseile in optimaler Weise.


Sicherheits-Verzögerungsvorrichtungen

Der Einsatz von Selda-Sicherheits-Verzögerungsvorrichtungen auf dem Fördergerüst und im Schachtsumpf reduziert den Übertreibweg, der für den Fall einer unkontrollierten Beendigung eines Förderzuges vorzusehen ist. Im Falle eines Übertreibens werden die Gefäße durch diese Einrichtung kontrolliert zum Stillstand gebracht und werden so vor größeren Schäden geschützt. Um den Aufwand für den Seilkraftausgleich gering zu halten, sind die Seilgeschirre mit einer elektronischen Messeinrichtung versehen, die ein schnelles Durchführen der erforderlichen Maßnahmen zulässt. Der Seilkraftausgleich erfolgt mittels hydraulischer Passstückversteckung, die eine Verstecklänge bis 1,0 m ermöglicht. Diese ungewöhnliche Länge erhöht wesentlich den Zeitraum, bis zu dem ein zeitaufwendigeres Durchziehen der Seile durch die Kausche erforderlich wird.


Klemm und Hubvorrichtung

Zur Vereinfachung der Arbeiten am Seil, unter anderem das genannte Durchziehen der Seile durch die Kausche, ist eine Klemm- und Hubvorrichtung vorgesehen, mit der alle 4 Förderseile der Anlage unter voller Last geklemmt werden können. Die Vorrichtung besteht aus einer stationären Klemmeinrichtung und darüber liegend einer hebund senkbaren Klemmeinrichtung. Hubzylinder erlauben das Anheben der maximalen Betriebslast um 1,5 m. Durch Umgreifen von der stationären zur hebbaren Klemmeinrichtung, Anheben der Last und Übergabe der Last wieder auf den stationären Klemmbalken ist ein taktweises Ziehen der Seile, mit allem was daran hängt, auch über größere Distanzen möglich.



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