Vor- und Nachteile von Bohrjombos für die unterirdische Streckenerschließung
Bohrjumbos werden im Vortrieb immer häufiger eingesetzt, stoßen aber im Untertagebau an ihre Grenzen. Kurz gesagt: Unter schwierigen Bedingungen – große, harte und hochgradige Gesteinsformationen – kann ein Bohrjumbo die Effizienz deutlich steigern; unter anderen Bedingungen hingegen die Kosten.
Vorteile bei geeigneten Bedingungen
Bohrgeschwindigkeit: Ein Drei-Ausleger-Bohrjumbo kann Vorschubgeschwindigkeiten im Einzelzyklus erreichen, die 3- bis 6-mal schneller sind als die eines pneumatischen Pressluftbohrers; der monatliche Vorschub kann unter günstigen Bedingungen stabil bei etwa 130 m gehalten werden.
Bohrlochqualität: Jumbo-Spritzgeräte erzeugen sehr geringe Abweichungen der Bohrlochposition (in vielen Berichten typischerweise unter 2 cm), reduzieren den Überbruch um etwa 10 % und bilden gleichmäßigere Sprengflächen. Dadurch sinkt der Bedarf an Spritzbetonstützung und die Kosten für Weiterverarbeitung und Transport.
Verbesserte Sicherheit: Die Bediener arbeiten von Kabinen aus, wodurch sich die Anzahl der Personen im Frontbereich auf etwa zwei reduziert. Staub und Lärm werden deutlich verringert, was sowohl die Sicherheit im Frontbereich als auch den Schutz des Personals verbessert.
Wirtschaftliche Effizienz bei langen Strecken: Nach Abschreibungen können bei langen Strecken Einsparungen bei Arbeitskräften, Energie, Verbrauchsmaterialien, Zündern und Sprengstoffen von etwa 15 % erzielt werden.
Nachteile bei ungünstigen Bedingungen
Hohe Kapitalkosten: Die Vorabinvestition ist hoch. Zweiarmige Bohrgeräte kosten üblicherweise zwischen 3 und 6 Millionen RMB pro Einheit, wobei der Ersatzteilbestand typischerweise etwa 5 % des Anlagenwerts ausmacht – was sie im Vergleich zu Hubbohrgeräten teuer macht.
Anforderungen an den Querschnitt: Die meisten Allzweck-Jumbos benötigen eine Nettobreite von 4,0 m und eine Nettohöhe von 3,8 m. Kleinere Querschnitte, insbesondere unterhalb von etwa 2,0 m, sind für Standard-Jumbos nicht geeignet und erfordern spezielle kleine Bohrgeräte, was die Universalität einschränkt.
Geologische Empfindlichkeit: Jumbo-Bohranlagen arbeiten gut in festem Gestein, aber in weichem Untergrund, in Bruchzonen oder in wasserführenden Schichten neigen sie zu häufigem Bohrerstau und anderen Unterbrechungen; unter solchen Bedingungen kann ihre effektive Produktivität geringer sein als die von Jackleg-Bohranlagen.
Wartungsanforderungen: Jumbos sind integrierte hydraulisch-elektrische Systeme (Hydraulik, Steuerung, Schmierung), die qualifiziertes Wartungspersonal erfordern. Ausfälle von Kernkomponenten (Pumpen, Ventile) können in der Anfangsphase der Nutzung oft eine ganze Schicht zur Reparatur kosten, was die Bediener demotivieren kann.
Langsame Verlegung: Jumbos sind schwer und werden für den Schachtabstieg und die Wiedermontage oft in Abschnitten transportiert; die Bewegung zwischen den Abbauorten oder während des mehrteiligen Vortriebs kann in beengten unterirdischen Räumen zeitaufwändig sein.
Typische Einsatzbedingungen und Betriebsempfehlungen: Jumbos eignen sich am besten, wenn der Streckenquerschnitt ca. 16 m² übersteigt, die Vortriebslängen pro Strecke ca. 300 m überschreiten, die Gesteinshärte mittel bis hoch ist (hier als „Härte >6“ bezeichnet) und Kapital sowie ein professionelles Wartungsteam zur Verfügung stehen. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, werden Mischbetriebe oder alternative Verfahren empfohlen.
Um eine umgekehrte Effizienz zu vermeiden (bei der der Jumbo langsamer oder kostspieliger ist), verwenden Sie einen hybriden „Jumbo + Jackleg“-Workflow oder fahren Sie mit reinen Jackleg-Operationen fort.
Bereitstellungsvorschläge nach Szenario:
Große Transportstrecken oder lange Tunnel: Dreiarm-Hydraulik-Jumbo-Bohranlagen.
Mittelgroße Bergwerke mit Zwischenstrecken: Leichtbau-Modul-Jumbos mit einem oder zwei Auslegern (die Streckenlänge sollte dennoch >300 m betragen, um dies zu rechtfertigen).
Bei kleinen Abschnitten (etwa 2,5 × 2,5 m und kleiner) sind pneumatische Bohrgeräte vorzuziehen; Jumbo-Bohrgeräte können in diesen Abschnitten keine Vorteile bieten.
Bei stark zerklüfteten oder abwechselnden Weichgesteinsstrecken: Verwenden Sie einen Jumbo-Bohrer für die Primärbohrungen und Jackleg-Bohrer zur Ergänzung problematischer Bohrungen. Wechseln Sie in Echtzeit je nach den Streckenbedingungen, um ein Verklemmen zu vermeiden.
Ausblick: Insgesamt bleibt der Trend bei Bohrjumbos bestehen. Es wird erwartet, dass die Preise allmählich sinken, während die Konstruktionen kompakter, elektrifiziert, modularer und serientauglicher werden. Mit fortschreitender Digitalisierung und intelligenten Systemen sind 5G-Fernsteuerung und KI-gestützte adaptive Optimierung der Bohrparameter vielversprechende Zukunftsperspektiven, die die Einsatzmöglichkeiten von Bohrjumbos weiter ausbauen werden.
