Japan – sicherer und erschütterungsfreier Kalksteinabbau mit dem Surface Miner 2500 SM Vario

Der Steinbruch Ube Isa befindet sich in der Präfektur Yamaguchi, etwa 10 km vom weltberühmten Akiyoshidai Geopark entfernt. Seit 1948 ist er im Besitz der Ube Industries Ltd. und seitdem wird hier Kalkstein gewonnen.

Im Laufe der Jahre wurde der Abbau allerdings zu einer Herausforderung für Ube Industries, Ltd., den Eigentümer der Mine. Der Grund: Das Abbaugebiet ist von einem Wohngebiet umgeben. Die nächsten Häuser befinden sich gerade einmal 150 m entfernt. „Die dichte Bevölkerung rund um den Steinbruch stellt eine Herausforderung für uns dar, weil äußere Einflüsse wie Erschütterungen und eine hohe Lärmentwicklung des Sprengverfahrens schädlich für die umliegenden Einwohner sind. Das Abbaugebiet wird dadurch räumlich eingeschränkt“, so Tomoyuki Shodai, Geschäftsführer der Abteilung Bergbau bei Ube Industries.

Aufgrund der räumlichen Nähe der Bevölkerung war es in der Vergangenheit somit nicht möglich, den offenen Tagebau weiter auszudehnen. Das herkömmliche Sprengverfahren ist für diese Erweiterung schlichtweg nicht geeignet, da die Erschütterungen zu groß und das Ergebnis zu wenig kalkulierbar sind. Darüber hinaus konnte bisher nicht gewährleistet werden, dass die Bevölkerung in der Umgebung vor umherfliegenden Steinen geschützt ist. Somit wurde die Lagerstätte bisher nicht maximal genutzt, was in Summe mehrere Millionen Tonnen Kalkstein Verlust für Ube Industries bedeuten würde.

Die Lösung des Problems? Eine naheliegende. Wirtgen Surface Miner sorgen für Rohstoffgewinnung ohne Sprengungen. Der Abbau durch das Schneidverfahren vereinfacht den aufwendigen Gewinnungs- und Aufbereitungsprozess. Abbau, Zerkleinerung und das Ablegen des Materials in Schwaden werden in nur einem Arbeitsgang ausgeführt.

Zudem eignen sich die Surface Miner ideal für den Abbau von Rohstoffen unter schwierigen geologischen Vorrausetzungen sowie beengten Arbeitsbedingungen, wie es in Ube Isa der Fall ist. Aus diesen Gründen entschied sich Ube Industries 2012 dazu, die Okumura Engineering Corporation mit dem Abbau der äußeren Wände des Steinbruchs zu beauftragen. Okumura setzt bereits seit Jahren immer wieder bei Trassierungsarbeiten mit Erfolg auf die Surface Miner der Wirtgen GmbH. Zusätzlich zu dem sich seit 2012 im Einsatz befindenden Surface Miner 2500 SM beschloss der Dienstleister 2018, einen weiteren Miner in Ube in Betrieb zu nehmen. Den Wirtgen 2500 SM Vario.

Mit den Surface Minern ist Okumura in der Lage, extrem stabile sowie steile Abbauwände mit engen Stufen für Ube Industries zu erzeugen und somit das Abbaugebiet gefahrlos zu erweitern. Das führt dazu, dass die Lagerstätte maximal genutzt werden kann. „Durch den Einsatz der Surface Miner von Wirtgen konnten wir die Südseite der Maruyama Region abbauen. Das wäre mit dem Sprengverfahren undenkbar gewesen“, so Shodai. Bis heute konnte die äußere Grenze des Steinbruchs bereits um 10 m in Richtung des Wohngebiets verschoben werden. Laut Gaku Watanabe, Geschäftsführer von Wirtgen Japan, könne somit das Potenzial der Mine noch einmal um ein Vielfaches erhöht werden. Die japanische Vertriebs- und Servicegesellschaft der Wirtgen Group steht Okumura bereits seit Beginn der Zusammenarbeit immer wieder betreuend sowie unterstützend zur Seite.

Ein weiterer Vorteil des Surface Minings ist das angewandte Mittelwalzenkonzept. Die zylindrische Schneidwalze befindet sich nah am Geräteschwerpunkt, wodurch optimale Schneidleistungen sowie exakte Schnitttiefen im Hartgestein ermöglicht werden. Das Ergebnis: ideales, einheitliches Material sowie eine ebene Oberfläche, die aufgrund ihrer stabilen Beschaffenheit problemlos von den Baustellenfahrzeugen befahren werden kann.

Zudem sind die Surface Miner von Wirtgen besonders umweltfreundlich im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren mittels Bohren und Sprengen. Der vibrationsfreie Materialabbau ohne Bohren und Sprengen ermöglicht die Reduzierung der Staub- sowie Lärmentwicklung. Der 2500 SM Vario in Ube wurde speziell für diese Belange für den Kunden angepasst. Das geschlossene Schneidwalzengehäuse sowie die speziell angebrachte Schalldämmung und Entstaubungsanlage sorgen für eine zusätzliche Verringerung von Staub und Lärm in der unmittelbaren Nähe des Wohngebietes.

Im Jahr 2017 kam der mit einer Schneidwalze von 2,5 m ausgestattete 2500 SM an 210 Tagen zum Einsatz und konnte auf einer Fläche von 4.000 m² knapp 60.000 Tonnen Kalkstein gewinnen. Mit dem zusätzlichen Einsatz des 2500 SM Vario konnten im Jahr 2018 32.000 m³ Kalkstein gewonnen werden. 2017 waren es 22.000 m³ gewesen.

Der 2500 SM Vario eignet sich vor allem bei harten Gesteinen, wie es in Ube der Fall ist. Durch das Mittelwalzenkonzept befindet sich die Walze nah am Schwerpunkt der 135 Tonnen schweren Maschine, sodass diese in härtere Gesteinsschichten vorstoßen kann. Seinen Namen erhält der Vario Miner aufgrund seiner variablen Steuerung. Ihr Aufbau erlaubt es, das Drehmoment auf der Walze den Gesteinseigenschaften anzupassen. Somit kann eine Überlastung der Meißel verhindert und ihre Standzeit verlängert werden. Zusätzlich kann der Vario Miner mit unterschiedlichen Walzendrehzahlen gefahren werden, was ihn variabel gegenüber verschiedenen äußeren Gegebenheiten macht. Der Direktantrieb der Maschine sorgt für einen besonders hohen Wirkungsgrad. Die dem Antrieb vorgeschaltete Turbokupplung dämpft Schwingungen, läuft verschleißarm und benötigt nur geringe Wartung.

Auch in Sachen Sicherheit für den Maschinenführer wurde der 2500 SM Vario für den Steinbruch in Ube optimiert. Statt den Miner am Steilhang aus der Kabine heraus zu steuern, kann der Bediener die Maschine problemlos mit einer Fernsteuerung von außerhalb bedienen. Das ist vor allem am bis zu 70° steilen Hang ein großer Vorteil, da der Maschinenführer neben der hohen Sicherheit einen noch besseren Blick auf die zu schneidende Fläche hat.

Ursprünglich verwendete Okumura Standardmeißel mit einem Schaftdurchmesser von 38 mm bei ihren Surface Miner-Einsätzen in Ube. Aufgrund des sehr harten Kalksteins mit einer Druckfestigkeit von 40 bis 80 MPa war der Verschleiß der Meißel allerdings so groß, dass man sich dazu entschied, einen Schaft mit größerem Durchmesser zu verwenden. Auch hierfür hat Wirtgen die passende Lösung. Die Meißel mit 42 mm Durchmesser eignen sich in Kombination mit dem HT15 Wechselhaltersystem optimal für die Anwendung bei harten Gesteinen und sorgen für eine maximale Ausnutzung der Meißel. Durch das austauschbare Meißelhalteroberteil kann zudem die Wechselzeit des Halters drastisch verkürzt und die Verfügbarkeit der Maschine zum Abbau des Kalksteins erhöht werden.