Entwicklung pneumatischer Lade- und Fördersysteme für das konventionelle Schachtabteufen

Der Bau eines Schachtes dient vornehmlich der Erschließung untertägiger Arbeitsbereiche, z. B. für den Bergbau und den Tunnelbau. Die Kriterien eines geeigneten Abteufverfahrens sind, neben der Arbeitssicherheit, insbesondere die Teufleistung und die Teufkosten. Das konventionelle Schachtabteufverfahren, gekennzeichnet durch den Einsatz von Bohr- und Sprengtechnik, hat sich durch seine Flexibilität hinsichtlich der Schachtteufe, des Durchmessers und der zu durchteufenden Gebirgseigenschaften bewährt. Die Auswertung der weltweiten Schachtbauaktivität bestätigt die besondere Bedeutung der konventionellen Teuftechnik. Rückblickend auf die letzten Jahrzehnte zeigt sich jedoch, dass das Verfahren, trotz der häufigen Anwendung, nur wenig weiterentwickelt wurde. Zu Beginn der Arbeit wird zunächst der Stand der konventionellen Schachtbautechnik umfassend beschrieben. Die Darstellungen fließen in die Entwicklung eines Leistungs- und Kostenmodells für das konventionelle Schachtabteufen, mit dessen Hilfe die Analyse der Einflussgrößen auf Teufleistung und –kosten möglich ist. So steigen beispielsweise die Kosten eines Schachtbauprojektes mit zunehmender Teufe und größerem Schachtdurchmesser an. Lässt sich die Abschlagslänge vergrößern, kann die Teufleistung gesteigert werden, wodurch die spezifischen Kosten sinken. Durch lange Abschläge fällt ein großes Haufwerksvolumen an. Der Arbeitsschritt Laden und Fördern hat daher maßgeblichen Anteil an der Zykluszeit und damit auf die Teufleistung bzw. die spezifischen Kosten. Es wird daher eine detaillierte Analyse der Einflussgrößen der Lade- und Förderarbeit durchgeführt, auf dessen Grundlage die Entwicklung zweier pneumatischer Lade- und Förderkonzepte für das konventionelle Schachtabteufen basiert: der Saugkübel und die Saugbühne. Der Saugkübel trägt zu einer Leistungssteigerung beim Sauberladen und Bohrfestmachen der Schachtsohle bei. Die Saugbühne ermöglicht die Ladearbeit eines kompletten Abschlags mit kontinuierlicher Leistung und verbessert gleichzeitig die Förderleistung. Beide Konzepte erlauben aus sicherheitstechnischer Sicht eine Parallelisierung weiterer Arbeitsschritte auf der Schachtsohle. Gleichzeitig ermöglicht der geringere Personalbedarf zur Bedienung der Saugtechniken paralleles Arbeiten ohne Aufstockung der Schichtbelegeschaft. Gleichzeitig können in beiden Fällen unfallträchtige Arbeitsvorgänge vermieden werden. Trotz der vergleichsweise höher ausfallenden Investitions- und Betriebskosten der pneumatischen Lade- und Förderkonzepte kann durch die Leistungssteigerung eine Reduzierung der spezifischen Teufkosten erzielt werden.