Rohstoffgewinnung ohne Sprengen
Der Kalkmergel aus dem Steinbruch Milke ist für das Zementwerk Geseke von Heidelberg Cement ein wichtiger Rohstoff. Spezielle Mining-Kaltfräsen von Kutter sind dort bei der Mineralstoffgewinnung im Einsatz. Ohne vorherige Sprengungen gewinnen diese Fräsen selbst tief liegende Vorkommen exakt bis zur Abbaugrenze.
Optimale Ausnutzung der Ressourcen: Mit den Mining-Fräsen können die Vorkommen ohne Sprengung präzise bis zum vorgegebenen Höhenniveau abgetragen werden. Im Steinbruch bei Geseke haben die Maschinen gemeinsam Tagesleistungen über 3.000 t realisiert. (Bilder: Kutter)
Kalkstein aus dem Steinbruch Milke bei Paderborn ist aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung gefragt, denn der damit hergestellte Zement bindet besonders schnell ab und sorgt für eine hohe Betonfestigkeit. Darum wird er unter anderem für Masten von Windkraftanlagen und andere hoch belastete Bauteile verwendet. Zur Gewinnung des Kalks wurde das Gestein bisher ausschließlich gesprengt und per Schwerkraftwagen zum Brecher transportiert. Produktionsmeister Martin Dirks von Heidelberg Cement suchte allerdings nach einer Methode, um die verbleibenden Vorkommen ohne Sprengungen zu gewinnen. Er erinnerte sich an Tests eines Schwesterbetriebs im Raum Paderborn, wo spezielle Mining-Fräsen das Gestein sehr präzise abgefräst hatten.
Zwei dieser Maschinen tragen inzwischen die Vorkommen lagenweise ab – ohne Erschütterungen ins Gelände einzutragen. Die Geräte und das Know-how stammen vom Memminger Fräs-Spezialisten Kutter. Die beiden speziell ausgerüsteten Großfräsen mit 2,20 m Fräsbreite sind mit Mining-Fräswalzen und entsprechenden Schneidwerkzeugen ausgestattet. Zudem sind die Maschinen für die extreme Belastung modifiziert und besonders robust ausgelegt.
Zu Beginn erzeugten die beiden Mining-Fräsen mithilfe der Nivellierautomatik per Rundum-Laser auf der Fläche ein Planum mit zwei Prozent Gefälle. Ausgehend von dieser Ebene, tragen sie den Kalkstein in 15 bis 20 cm dicken Lagen ab. Mit dieser Methode arbeiten sich die Fräsen zentimetergenau an die Abbaugrenze heran. „Damit schöpfen wir das Potenzial unseres Steinbruchs optimal aus“, sagt Produktionsmeister Dirks. Darüber hinaus kann in jedem Fräsübergang durch Vorgaben an die Nivellierautomatik eine Fläche mit definierter Querneigung erzeugt werden. So lässt sich in den tiefer liegenden Zonen der Wasserabfluss im Steinbruch gezielt beeinflussen.
Im Straßenbau wird das Fräsgut entweder über eine Bandanlage verladen oder hinter der Maschine abgelegt. Beide Optionen stehen auch im Gestein zur Wahl. Im Steinbruch Milke kommt vor allem die zweite Variante zum Einsatz. Entsprechend hinterlassen die Großfräsen zwischen den Fahrwerken Schwaden mit geschnittenem Gestein in einer Korngröße bis 100 mm. Das Material wird von Radladern an Lkw und Skw übergeben. „Auf diese Weise haben wir die Prozessschritte Fräsen und Laden entkoppelt – und damit ist der Ablauf sehr gut zu organisieren“, erläutert Dirks.
„Die Großfräsen schneiden in diesem Steinbruch das Gestein mit einem Vorschub bis zu 10 m/min“, ergänzt René Rothärmel, der den Einsatz für Kutter vor Ort betreut. Rechne man Wartung, Werkzeugwechsel und Rangierfahrten hinzu, erzielen die rund 50 t schweren Fräsen Netto-Tagesleistungen von über 1.500 t pro Maschine. Von März bis Oktober 2021 wurden so in verschiedenen Abschnitten insgesamt über 150.000 t Kalkstein abgebaut. Für Martin Dirks „ein voller Erfolg. Ich hatte vermutet, dass wir mit den Fräsen gut vorankommen. Tatsächlich haben die Fräsen meine Erwartungen übertroffen und ich war überrascht, wie zügig der Abbau geht.“ Unmittelbar neben den Fräsen arbeitete ein Hydraulikhammer im selben Gestein – „das Fräsen war unter diesen Bedingungen mit Abstand die bessere Methode“.
Roland Schmid, Leiter der Abteilung Fräsen bei Kutter, weiß um die Stärke seiner Mining-Fräsen: „Mit dem gezielten Abtrag von Gestein haben wir in den vergangenen Jahren viele verschiedene Maßnahmen unterstützt: die Gewinnung von Mineralstoffen, Trassierungen über und unter Tage sowie die Herstellung von profilierten und ebenen Flächen. Dabei geben die Art, Druckfestigkeit und Klüftigkeit des Gesteins vor, wie schnell und wie tief gefräst werden kann.“ Und immer wieder zeigte sich: Der Einsatz der Spezialfräsen, kombiniert mit dem Know-how und der Erfahrung der Teams optimiert bzw. beschleunigt in vielen Fällen die Prozesse. Das gilt für die Gewinnung von Ressourcen ebenso wie für die Trassierung neuer Verkehrsflächen und die Planumserstellung in Tunneln nach Sprengvortrieb.
Trassieren und profilieren mit Mining-Fräsen
Kutter hat Mining-Fräsen verschiedener Größen bereits in sehr unterschiedlichen Feldern eingesetzt, so etwa bei der Gewinnung von Mineralstoffen wie Kalkstein oder Sandstein, der Trassierung für den Bau von Straßen und Bahnlinien, zur Profilierung unter Tage im Tunnel- und Kraftwerksbau, zum Ausfräsen von Leitungsgräben in der Tunnelsohle, zur erschütterungsfreien und plangerechten Herstellung von Baugruben sowie zur Instandhaltung und Reprofilierung von Fahrwegen. In allen Fällen sind die geologischen Randbedingungen ein wichtiges Kriterium für die mögliche Leistung. Mithilfe der Nivellierautomatik tragen die Großgeräte das Gestein zentimetergenau ab, dabei kann das Gestein ganz oder teilweise über die integrierte Bandanlage verladen werden. Weitere Einsatzmöglichkeiten ergeben sich überall, wo Gestein ohne nennenswerte Erschütterungen abgetragen werden soll.
