Tiefer Bergbau und Langstreckenbetrieb

Typische Schmerzpunkte

Bergwerke, die unterhalb einer Tiefe von 1.000 Metern betrieben werden – eine zunehmend verbreitete Praxis in südafrikanischen Goldfeldern, kanadischen Nickelgürteln und australischen Kupfer-Gold-Betrieben – stehen vor einer Überschneidung thermischer, geomechanischer und logistischer Herausforderungen, wodurch die Auswahl der Ausrüstung sich von einer rein technischen Entscheidung zu einer Risikomanagementaufgabe wandelt. Gesteinstemperaturen in 2.000 Metern Tiefe überschreiten regelmäßig 45–50 °C, bei einer Luftfeuchtigkeit von über 90 % in schlecht belüfteten Strecken. Diese Kombination wirkt sich auf mehreren Ebenen negativ auf die Ausrüstung aus: Elektronik korrodiert, Schmierstoffe altern beschleunigt, und Bedienkräfte, die unter diesen Bedingungen arbeiten, stoßen an physiologische Hitzebelastungsgrenzen, die Schichtdauer und Produktivität einschränken.

Lange Abfahrten auf Rampensystemen – oft 3–5 Kilometer von den tiefsten Arbeitsniveaus bis zur Oberfläche oder zum Primärbrecher – stellen ein Problem beim Management der Bremsenergie dar, das die Herausforderungen für Bremsysteme an der Oberfläche bei Tagebaufahrzeugen bei Weitem übertrifft. Die kontinuierliche Umwandlung von gravitativer potenzieller Energie in Wärme während der beladenen Abfahrt, über 20–30 Minuten pro Zyklus aufrechterhalten, führt konventionelle Bremssysteme über ihre sichere thermische Belastungsgrenze hinaus. Bremsbrände und Unfälle mit unkontrollierten Fahrzeugen in tiefen Bergwerken sind in der Branche gut dokumentiert und bleiben eine der häufigsten Ursachen tödlicher Unfälle unter Tage.

Vielleicht stellt die Personensicherheit die grundlegendste Herausforderung beim Tiefbergbau dar. Jeder Bergarbeiter, der unter Tage eingesetzt wird – insbesondere in tiefen, heißen und seismisch aktiven Arbeitsbereichen – birgt ein Risiko, das Bergwerksbetreiber zunehmend durch Automatisierung und Fernbedienung zu eliminieren versuchen. Die regulatorischen Trends in wichtigen Bergbauregionen bewegen sich hin zu vorgeschriebenen maximalen Expositionszeiten und, in einigen Fällen, sogar zu vollständigen Verboten für Personal in bestimmten Hochrisikozonen.

Tuoxing Solutions

Tuoxings Strategie für Tiefbergbaugeräte beruht auf drei Säulen: Fernbedienung, um Personal aus Gefahrenzonen zu entfernen; elektrische Antriebsstränge, um Dieselwärme und -emissionen zu beseitigen, die die Lüftungsherausforderungen verschärfen; sowie hochbelastbare Antriebskomponenten, die für einen dauerhaften Betrieb bei hohen Temperaturen konstruiert sind.

Die elektrischen Ladehobelwagen TC-200E und TC-306E bilden das Ladegerüst unserer Tiefbergbaulösung. Angetrieben von Hochleistungs-Akkupacks mit Lithium-Eisenphosphat-(LFP-)Technologie und aktiver Temperatursteuerung liefern diese Maschinen eine volle Schicht Leistung unter tiefen, heißen Bedingungen – ohne die Wärmebelastung eines Dieselmotors. Dadurch verringert sich der zusätzliche Lüftungsbedarf im Vergleich zu dieselbetriebenen Maschinen gleicher Tiefe um geschätzte 25–30 %. Je nach Infrastruktur des Bergwerks sind Konfigurationen mit Akkutausch oder Schnellladung verfügbar; typische Austauschzeiten liegen unter 15 Minuten.

Das 5G-Fernsteuerungssystem – sowohl bei Ladern als auch bei Lastkraftwagen im Einsatz – ermöglicht es einem einzigen oberflächennahen Bediener, Geräte zu steuern, die über 1.000 Meter tiefer arbeiten. Niedriglatenz-5G-Netzwerke (typischerweise weniger als 20 ms Round-Trip-Zeit) liefern Echtzeit-Videofeed von mehreren Onboard-Kameras und LiDAR-Sensoren und ermöglichen so präzises Be- und Entladen sowie das Fahren von Transportfahrzeugen mit einer Latenz, die für den Bediener nicht wahrnehmbar ist. Im Falle eines Kommunikationsausfalls bringen die fahrzeuginternen Kollisionsvermeidungssysteme die Maschine autonom zum kontrollierten Stillstand.

Für den Transport sind die Lastkraftwagen TU-12 bis TU-20 mit DANA-Hochdrehmoment-Achsen ausgestattet, die für einen dauerhaften Betrieb auf Steigungen von bis zu 30 % zugelassen sind, sowie mit geschlossenen nassen SAHR-Bremsen in Kombination mit hydraulischen Retardern. Das abgedichtete Bremssystem entfällt die Wartungsaufwände für Inspektion und Austausch trockener Scheibenbremsen unter heißen und feuchten Bedingungen; der Retarder absorbiert Abfahrtsenergie verschleißfrei – indem er die kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärme umwandelt, die über den Hydrauliköl-Kühler und nicht über Reibmaterial abgeführt wird.

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