38 Begriffe aus dem Tagebau auf einen Blick verstehen
Im Tagebau bildet die Fachterminologie die gemeinsame Sprache, die Produktionsprozesse standardisiert und einen sicheren und effizienten Betrieb gewährleistet. Diese Begriffe umfassen Minenplanung, Abbaumethoden, wichtige Parameter, Ausrüstung und Sicherheitsmanagement entlang des gesamten Arbeitsablaufs. Im Folgenden werden 38 Kernbegriffe logisch kategorisiert erläutert, um Ihnen ein schnelles Verständnis der grundlegenden Logik und der wichtigsten Aspekte des Tagebaus zu ermöglichen.
I. Grundlegende Geometrie und Abgrenzungsbegriffe der Mine Diese Begriffe definieren die räumliche Form der Mine, die Abgrenzungskriterien und den Arbeitsbereich – Grundlagen für die Minenplanung und -gestaltung.
Hangtagebau: Der Tagebau befindet sich oberhalb der geschlossenen Höhenlinie; die Abbaubedingungen werden durch Hangneigung, Höhenlage und andere Geländefaktoren beeinflusst. Geeignet für relativ oberflächennahe Lagerstätten im oberen Bereich eines Hügels.
Tiefliegender Tagebau unterhalb der Höhenlinie: Das Abbaugebiet liegt unterhalb der geschlossenen Höhenlinie. Mit zunehmender Tiefe gewinnen Hangstabilität und Entwässerung an Bedeutung; dies ist typisch für tiefliegende Lagerstätten.
Geschlossene Kontur (Abschlusskontur): Eine geschlossene Kurve auf einer gemeinsamen Höhe, die die obere Grenze des Tagebaus markiert; sie trennt die Hangabbaugebiete von der tieferliegenden Grube und spielt eine entscheidende Rolle bei der Festlegung der Grubenausdehnung.
Tagebau-Arbeitsbereich: Die Sammelbezeichnung für die durch den Bergbau entstandene Grube, die Abbauflächen und die offenen Kanäle; es ist die Zone, in der Abbau, Abraum und andere Kernarbeiten stattfinden.
Tagebaugrenze und ihre Komponenten: Die räumliche Begrenzung, die sich am Ende des Tagebaus (oder in einer bestimmten Phase) ergibt, besteht aus der Oberflächengrenze, dem Sohlenumfang und den umgebenden Böschungen. Ihre Bestimmung gewährleistet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Rohstoffgewinnung, Wirtschaftlichkeit und Hangstabilität und ist daher von zentraler Bedeutung für die Tagebauplanung.
Untere Abbaugrenze (Bodenumfang): Die Schnittlinie zwischen der endgültigen Böschungsfläche und dem Grubenboden; sie definiert die untere Ausdehnung der Grube und ist eine wichtige Begrenzung für die Abbautiefe. Die oberhalb dieser Linie liegenden Dammkronen können als Sicherheitsdämme, Förderdämme oder Reinigungsdämme klassifiziert werden.
II. Kernarbeitsbereiche und Schichtbezeichnungen Diese Bezeichnungen entsprechen den in der Tagebau-Methode verwendeten Schichteinheiten und wirken sich unmittelbar auf Ordnung, Effizienz und Sicherheit aus.
Abbaubank: Eine horizontale Gesteins- und Erzschicht mit kontrollierter Dicke, die stufenweise von oben nach unten abgebaut wird. Abbaubänke kontrollieren die Abbauhöhe, verbessern die Sicherheit und erleichtern Abbau, Verladung und Transport.
Sprengzone: Die Unterteilung einer Abbaufläche in Streifen, die nacheinander gesprengt und abgebaut werden. Eine sachgemäße Unterteilung verbessert die Sprengeffizienz und verringert die Sicherheitsrisiken.
Abbaubreite (Abtragsstreifen): Die Breite, die ein Bagger in einem Arbeitsgang aushebt. Ihr Wert hängt vom Baggertyp, den Gesteinseigenschaften und dem Abbauverfahren ab und beeinflusst direkt die Produktivität pro Arbeitsgang sowie den Gesamtfortschritt.
Arbeitsplattform: Die Fläche auf Arbeitsbänken, auf der Aushub- und Abtragungsarbeiten stattfinden. Sie muss ausreichend breit und tragfähig für Bagger und Muldenkipper sein und ein Gefälle zur Wasserableitung aufweisen.
Zufahrtsrampen (Transportrampen): Schräge Transportwege, die Oberflächenebenen, Arbeitsflächen und unterschiedliche Höhen miteinander verbinden. Sie werden in Hauptrampen (für den Transport von Schüttgut) und Hilfsrampen (für Geräte und Personal) unterteilt.
Anfahrstollen (Eröffnungsgraben): Ein nahezu horizontaler Graben, der ausgehoben wird, um die Abbaulinie für eine Abbaustrecke festzulegen; seine Lage, Länge und Breite werden durch die geplante Abbaulinie bestimmt und sind Voraussetzungen für die Aufnahme der Arbeiten auf dieser Ebene.
III. Hangbezogene Begriffe (sicherheitskritisch) Die Hangstabilität ist die Grundlage für einen sicheren Tagebau. Diese Begriffe definieren Hangtypen, wichtige Parameter und Schutzmaßnahmen.
Nicht-aktive Abbauwand: Der Bereich um die Grube, bestehend aus fertiggestellten Abbauflächen, Böschungsflächen und den Unterseiten der Zufahrtsrampen. Obwohl der Abbau hier nicht mehr aktiv betrieben wird, ist ein langfristiges Stabilitätsmanagement erforderlich, um Erdrutsche und Einstürze zu verhindern.
Endwand: Eine nicht abbaubare Wand, die die endgültige Abbaugrenze markiert; die Wand an der Unterseite der Lagerstätte wird als Liegendwand bezeichnet. Ihre Lage und Form werden in der Planungsphase festgelegt und sind entscheidend für die Rekultivierung und ökologische Wiederherstellung nach dem Abbau.
Hochwand (obere Wand): Die Wand, die sich an der Oberseite der Lagerstätte befindet; ihre Stabilität beeinflusst die Sicherheit im oberen Grubenbereich unmittelbar und wird überwacht und bei Bedarf verstärkt.
Endwand: Die Wand an den Enden der Lagerstätte; bei ihrer Ausgrabung und Instandhaltung müssen die Streichrichtung des Erzes und die Abbaufolge berücksichtigt werden, um die Kontinuität des Gesamtbetriebs zu gewährleisten.
Abbauwand (aktive Wand): Sie besteht aus den aktuell abgebauten oder in Kürze abzubauenden Abbauflächen und stellt den aktiven Produktionsbereich dar. Böschungswinkel und Abbauflächenhöhen werden dynamisch an den Abbaufortschritt angepasst.
Endgültiger Böschungswinkel: Der Winkel zwischen der endgültigen Böschungsfläche und der Horizontalebene; er gibt die Steilheit der endgültigen Wand an und wird durch Berechnungen der Felsmechanik, der Böschungshöhe und der Stabilität bestimmt, um die langfristige Stabilität zu gewährleisten.
Endgültige Böschungsfläche: Die Böschungsfläche, die zur endgültigen Wand wird, wenn die nicht abgebauten Abbaustufen die endgültige Grenze erreichen; ihre Form muss genau der Planung entsprechen und markiert den Endzustand des Abbaus.
Böschungswinkel der Arbeitswand: Der Winkel zwischen der aktiven Wandfläche und der Horizontalen; er beeinflusst die Stabilität und Produktivität und sollte für die aktuelle Phase und die Gesteinsverhältnisse optimiert werden.
Arbeitswandfläche: Die gedachte geneigte Fläche zwischen der oberen und der unteren Kante der Arbeitswand; sie spiegelt die Gesamtgeometrie der Wand wider und dient als Grundlage für die Planung von Winkel und Arbeitsablauf.
Sicherheitswall (Auffangbank): Er dient dazu, herabfallendes Gestein abzufedern und abzufangen, den effektiven Böschungswinkel zu verringern und tiefer gelegene Bereiche zu schützen. Breite und Abstand richten sich nach der Böschungshöhe und der Felsstabilität.
Transportrampe (Transportplattform): Die Rampe oder Fahrbahn, die Arbeitsrampen mit Zufahrtsrampen verbindet und für die sichere Durchfahrt von Transportfahrzeugen ausgelegt ist; ihre Breite, Neigung und Oberfläche müssen den Fahrzeugtypen und Transportmengen angepasst sein.
Reinigungsbank (Auffang-/Reinigungsplattform): Wird in regelmäßigen Abständen hangabwärts installiert, um herabgestürztes Gestein aufzufangen und dessen Entfernung mit Reinigungsgeräten zu ermöglichen. Sie dient gleichzeitig als Sicherheitswall zum Schutz tiefer gelegener Arbeitsbereiche.
IV. Kernparameter des Bergbaus (Wirtschaftlichkeits- und Produktionsplanung) Diese Indikatoren messen die Wirtschaftlichkeit des Bergbaus, den Umfang und dienen als Grundlage für die Produktionsplanung.
Abraumverhältnis: Das Verhältnis von Abraum (Deckmaterial) zu Erz (t/t oder m³/m³). Es ist ein zentraler wirtschaftlicher Indikator für den Tagebau: Je niedriger das Abraumverhältnis, desto besser die wirtschaftlichen Aussichten.
Durchschnittliches Abraumverhältnis (np): Das Verhältnis des gesamten Abraumvolumens Vp zum gesamten Erzvolumen Ap innerhalb der Tagebaugrenzen: np = Vp / Ap. Es spiegelt das Gesamtverhältnis von Abraum zu Erz im geplanten Tagebau wider und ist wichtig für die Planung und die wirtschaftliche Bewertung.
Abraumverhältnis (nf): Das Verhältnis von Abraum (Vf) zu Erz (Af) in einer bestimmten Schicht: nf = Vf / Af. Es dient zur Analyse der Wirtschaftlichkeit bestimmter Schichten und zur Bestimmung der Abbaureihenfolge und -methode.
Grenzabtragsverhältnis (nj): Das Verhältnis von zusätzlichem Abraum zu zusätzlichem Erz bei einer Erweiterung der Tagebaugrenze um eine Einheit Tiefe: nj = ΔV / ΔA. Es hilft bei der Entscheidung, ob eine Vertiefung der Tagebaugrenze wirtschaftlich gerechtfertigt ist; liegt das Verhältnis unter dem wirtschaftlichen Grenzwert, kann eine Vertiefung sinnvoll sein.
Betriebliches/produktionsmäßiges Abraumverhältnis (ns): Das Verhältnis von Abfall (Vs) zu Erz (As) während eines bestimmten Produktionszeitraums: ns = Vs / As. Es spiegelt das Erz-Abraum-Verhältnis während einer Produktionsphase wider und ist wichtig für die Produktionsplanung und die Anlagenzuweisung.
Wirtschaftliches Abraumverhältnis: Die maximale Abraummenge pro Erzeinheit, die für den Tagebau wirtschaftlich akzeptabel ist. Bereiche, die dieses Verhältnis überschreiten, sind unwirtschaftlich und erfordern eine Berechnung unter Berücksichtigung des Erzpreises sowie der Abbau- und Abraumkosten.
Gesamtfördermenge: Die Summe aus gefördertem Erz und abtransportiertem Abraum; sie spiegelt direkt den Produktionsumfang und die Betriebsintensität wider.
Die Förderkapazität der Mine (t/a) wird durch die Erzkapazität Ak und die Gesamtmaterialkapazität A ausgedrückt, wobei A = Ak × (1 + ns). Die Kapazität muss entsprechend den Reserven, der Marktnachfrage und den technischen Gegebenheiten festgelegt werden und ist ein zentraler Auslegungsparameter.
Geplante Minenlebensdauer (wirtschaftliche Nutzungsdauer): Die Nutzungsdauer, die unter Berücksichtigung des Bauumfangs und der nachgewiesenen industriellen Reserven so gewählt wird, dass der wirtschaftliche Nutzen maximiert wird. Dabei werden Ressourcennutzung, Amortisationszeit und Abschreibung der Ausrüstung berücksichtigt, um optimale wirtschaftliche Ergebnisse zu gewährleisten.
V. Abbaumethoden und unterstützende Technologien Diese Begriffe umfassen Abtragungs-, Transport-, Spreng- und Abfallbehandlungsmethoden – die für einen reibungslosen Ablauf unerlässlich sind.
Sprengparameter: Dazu gehören die Gesteinsaufschüttung (Verfüllleitung), der Bohrlochabstand und das Bohrlochmuster, der Nähefaktor, das Überbohren, die Verfülllänge, der Sprengstoffverbrauch pro Einheit und die Ladung pro Bohrloch. Die richtige Auswahl beeinflusst die Gesteinsfragmentierung, die Sprengsicherheit und den Sprengstoffverbrauch und wird durch Feldversuche und Berechnungen optimiert.
Tagebaumethoden: Die Untersuchung der Abfolge und räumlichen Zusammenhänge beim Abbau, der Abraumhalde und der Erzgewinnung. Geeignete Methoden (z. B. Stufenbau, Hochwandabbau usw.) verbessern die Effizienz, senken die Kosten und gewährleisten die Sicherheit.
Transportarten im Tagebau: Dazu gehören Schiene, Straße, Förderwagen/Aufzugsanlagen an Steigungen, kombinierter Transport, Förderbänder, hydraulischer Transport und Schwerkrafttransport. Jede Transportart hat ihre Vor- und Nachteile und sollte anhand der Minengröße, der Topografie und der Materialeigenschaften ausgewählt werden.
Methoden zur Entsorgung von Abraumgestein: Beispiele hierfür sind der Transport per Lkw mit anschließendem Abschieben durch Bulldozer, der Schienentransport mit Baggerablagerung, das Abtragen und Abschieben durch Bulldozer, das Abkippen mit Radladern und die Stapelung auf Förderbändern. Die Wahl der Methode hängt vom Transportverfahren, den Gegebenheiten der Deponie und der Anordnung der Geräte ab, um eine ordnungsgemäße und sichere Ablagerung des Abraums zu gewährleisten und die Umweltbelastung zu minimieren.
Die wichtigsten Faktoren, die die Stabilität von Abfalldeponien beeinflussen, sind: Böschungsneigung, Aufschüttungshöhe, Baugrundgeologie und Tragfähigkeit, Boden- und Gesteinseigenschaften sowie die Aufschüttungsreihenfolge. Häufige Versagensarten sind Erdrutsche und Murgänge. Planung und Betrieb müssen geeignete Aufschüttungsreihenfolgen, Baugrundbehandlungen und Entwässerungssysteme berücksichtigen, um die Stabilität zu gewährleisten.
Zusammenfassend umfassen diese 38 Begriffe die Bereiche Minenplanung, -konstruktion, -produktion und Sicherheitsmanagement. Das Verständnis ihrer Bedeutung und Zusammenhänge ist grundlegend für die Beherrschung der Tagebauprozesse und die Gewährleistung eines sicheren und effizienten Betriebs.
