Innovatives Bandantriebskonzept
Das staatliche chilenische Bergbauunternehmen Codelco erteilte TAKRAF den Auftrag zur Lieferung eines Bandfördersystems für die Erweiterung ihrer El Teniente Mine (Bild 1). Die Bandanlage verbindet die neue Erzlagerstätte mit der vorhandenen Aufbereitungsanlage. In der Endausbaustufe werden hier mehr als 12 000 t/h Kupfererz von der Primärbrechanlage über eine Distanz von ca. 12 km zur Weiterverarbeitung gefördert. Die Bänder mit einer Bandbreite von 2 m laufen mit einer Geschwindigkeit von 6 m/s. Das Fördersystem besteht aus einem 9 km langen Tunnelband und zwei Schrägförderern von jeweils 1000 m, die mit einer Steigung von 15° die vorhandene bzw. die geplante, neue Erzhalde beschicken (Bild 2).
Der Auftrag umfasst auch die Verlängerung der vorhandenen Bandförderer, in die das neue Bandfördersystem innerhalb einer Stillstandzeit von nur 4 Tagen eingebunden werden muss. Die projektspezifische Bauablaufplanung ist daher ein besonderer Faktor für den Erfolg des Projektes und muss in jeder Phase des Engineering berücksichtigt werden.
Bei ständig steigenden Energiekosten sind der Wirkungsgrad der Antriebe sowie der Laufwiderstand der Förderbänder von zunehmender Bedeutung. Codelco hat sich deshalb für das Konzept der Direktantriebe entschieden, bei denen der Elektromotor direkt die Antriebstrommel antreibt, ohne ein zwischengeschaltetes Bandgetriebe. Der höhere Wirkungsgrad der Direktantriebe in Verbindung mit der Möglichkeit, die Bandgeschwindigkeit variabel zu steuern, eröffnet dem Betreiber und dem Projekt eine ganze Reihe von betrieblichen Vorteilen. So kann in El Teniente in den ersten Jahren, in denen noch nicht die maximale Förderleistung benötigt wird, mit niedrigeren Bandgeschwindigkeiten gefahren werden, wodurch ein geringerer Energieverbrauch bei gleichzeitig reduziertem Anlagenverschleiß realisiert wird. Das bedeutet zur selben Zeit geringerer Aufwand in der Wartung. Geringere Betriebs- und Wartungskosten in Verbindung mit höherem Wirkungsgrad und höherer Zuverlässigkeit sind die Vorteile des Direktantriebes.
Wenngleich die Direktantriebe durchaus als erprobte Technologie betrachtet werden können (Mühlen, Schachtförderanlagen), so ist es doch ein Novum im Bereich der Förderbänder. In Partnerschaft mit ABB hat TAKRAF die über Jahrzehnte gesammelten Erfahrungen aus den herkömmlichen Bandantriebskonzepten, wie z.B. die einfache Ausrichtung der Antriebe oder die Notwendigkeit eines einfachen und schnellen Austauschs der Antriebe, übertragen auf das Direktantriebskonzept. Ein besonderes Augenmerk wurde deshalb in der Entwicklung darauf gelegt, dass notwendige Einstell- und Anpassarbeiten in der Mine auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Ein defekter Antrieb kann somit einfach ausgetauscht und dann in der Werkstatt repariert werden. Der Motor ist dazu auf einem speziellen Rahmen verankert, der es darüber hinaus zulässt – und dies ist ein weiterer Vorteil – dass Standard-Antriebstrommeln verwendet werden können. Durch den Direktantrieb können u.U. besondere Kräfte auf den Trommelkörper wirken, die in der Vergangenheit zu größeren Problemen geführt haben. Mit dem TAKRAF-Design ist dieses Risiko eliminiert.
Die innovative Herangehensweise der TAKRAF hat zu einem zuverlässigen, wartungsfreundlichen Antriebskonzept geführt, das die Parameter einer erprobten Technologie mit den modernen Elementen des Direktantriebs kombiniert. Insbesondere bei der Auslegung des langen Tunnelbandes ist auf Minimierung der Laufwiderstände durch optimalen Bandlauf durch Sonderbandgerüste und durch die Verwendung einer besonderen Kautschukmischung des Fördergurtes Wert gelegt worden (Bild 3).
Die beiden Schrägförderer, die in der Endausbaustufe mit jeweils 4 x 2500 kW angetrieben werden, stellten eine besondere Herausforderung im Hinblick auf die Wartung der Tragrollen dar, da die Bänder auch überwiegend in Tunnel verlaufen. Bei einem Einzelgewicht von 45 kg bzw. 65 kg pro Tragrolle ist die „Handhabung“ durch das Wartungspersonal nicht nur schwierig sondern darüber hinaus auch gefährlich. TAKRAF hat speziell für die Wartung dieser beiden Schrägförderer ein besonderes Servicefahrzeug entwickelt, das über den Förderbändern auf Schienen fährt. Die Wartungserfordernisse der Förderbänder hatten insofern keinen negativen Einfluss auf den Tunnelquerschnitt. Das Servicefahrzeug ist mit einem Spezialkran und einer besonderen Hubvorrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe die Tragrollen transportiert und einfach ausgetauscht werden können. Diese Wartungsaufgabe kann somit durch Personal sicher und ohne besonderen körperlichen Einsatz wahrgenommen werden.
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