книги / III. Internationales Kalisymposium 1965 Teil 2

Schönhofer_, Erfurt

Welche konkreten Vorstellungen bestehen hinsichtlich der Automatisierung des Bohrens?

J^ndersie_f Freiberg

Eins wurde schon erwähnt, nämlich daß mit Erreichen des

Bohrlochtiefsten die Umdrehung abgestellt wird und der Rück­ lauf automatisch erfolgt. Weiterhin kann man das gesamte Bohrschema als Programm eingeben. So wird in Kiruna, wo

schlagend gebohrt wird, ein Bohrwagen mit 2 Lafetten einge­ setzt. Damit ist beim Bruchbau ein Kranz abzubohren, also praktisch ein Pächersatz mit 9 bis 1 2 m tiefen Bohrlöchern.

Diese Arbeit beabsichtigt man auch zu automatisieren. Diesen Bohrwagen, z.Z. nicht automatisiert, bedient 1 Mann. Was beim schlagenden Bohren geht, muß auch beim drehenden Bohren gehen.

Ich darf noch Herrn Dr. Johnsson für seine Zusage danken, daß er vielleicht im nächsten Jahr zum Bergund Hütten­ männischen Tag noch etwas über die Erfolge beim drehenden Bohren berichten wird.

Und noch eine Präge, Sie sagten 400 bis 500 m je Mann und Schicht?

Johnsson, Hattorf

Der lärmige Bohrwagen macht bei 3schichtigem Betrieb

400 bis 500 Bohrmeter je Schicht als Monatsdurchschnitt­ leistung pro Mann.

Meistens fällt die Leistung dadurch ab, daß der Mann allein ist. Er befährt 4 oder 5 Orte. Er hat auf dem Bohrwagen eine BeraubeStange, er muß also selbst berauben, da nicht jemand vor ihm herlaufen kann. Für den sitzenden Fahrer, ist in

1 , 4 m Höhe ein Schutzdach vorhanden.

Eine andere Nebenarbeit, die wir bisher beim Transloaderund Scoopwagensystem noch nicht haben beseitigen können, ist das lästige Preimachen des Stoßes für die Löcher an der Sohle. Ein Transloader lädt im Ort nicht sauber, der

Scoop-Tramp noch weniger. Der Mann muß etwa 0,7 h/Schicht mit der Schaufel arbeiten, da wir des gleislosen Betriebes wegen

an einer glatten Sohle interessiert sind. Wir dürfen also nicht die einzelnen Abschläge hintereinander absetzen, das gäbe praktisch Achsensalat.

Sacher, Merkers

Mich würde interessieren, wie sich beim Einsatz des Bohrwa­ gens mit Großlochabschlägen auf der 2. Sohle im Werragebiet bei der welligen Lagerung die Lagergrenzen einhalten las­ sen bzw. wie stark die Verdünnung dadurch ansteigt,

Johnsson, Hattorf

Das ist ein ausgesprochen wunder Punkt. Es ist einfach, einer Lagerstätte zu folgen, die aus dem Söhligen abkippt. Die Ab­ schlaglängen betragen 3#85 m, das ist ja nichts Besonderes. Es ist aber sehr schwer, eine mit 10 % einfallende Strecke innerhalb des nächsten Abschlages wieder in eine horizontale oder etwa eine ansteigende Strecke zu verwandeln. Wir sind jetzt dabei, für diese Fälle ein System .mit Hilfelöchern zu bohren, weil das Sohlloch sehr viel höher angesetzt werden muß, da der Bohrwagen mit 5 m Länge sonst hinten aufliegt, also nicht hochbohren kann. Wir setzen das Sohlloch z.B. in 0,5 m Höhe an und bohren unten auf der Sohle gestaffelt zwei kleinere Löcher, so daß die Verbindung der Bohrlochtiefsten eine Art Bogen ergibt. Die Schwierigkeit liegt darin, daß

wir grundsätzlich mit 1/2-Sekunden-Zündern schießen und die Zeitstufen 1 bis 12 für Kanone und die beiden Schleppen be­ nötigt werden, so daß keine Zündstufen für die Zusatzlöcher übrig sind# Es ist noch nicht bekannt, ob die ZUndschnurzeitzünder, die sonst im Schrapperbetrieb verwendet werden, für das Einbringen der Schlagpatrone im Bohrlochtiefsten zu­ gelassen werden, wenn anschließend der Sprengstoff eingebla­ sen wird. Bisher sind die unempfindlichen Zünder bei den Zündschnurzeitzündern noch nicht eingeführt. Das ist grund­ sätzlich möglich, aber es wird dadurch etwas teurer, wenn die Lagerung sehr wellig ist. Wir fahren jetzt seit 2 Jahren auf der 2. Sohle, Herr Duchrow und auch Herr Prof. Jendersie haben es sich angesehen, und ich glaube, so leidlich sieht das trotzdem noch aus.

DUhrsen, Sondershausen

oder ob beide Konstruktionsformen gleichwertig nebeneinander bestehen. Weiterhin hätte ich gern gewußt, ob der von Ihnen erwähnte Salzgitter-Strossenbohrwagen LB-32 auch für die Durchführung der im Strossenbetrieb notwendigen HangendVorrichtungsarbeiten eingesetzt werden kann oder ob er nur für Strossen zur Anwendung gelangt,

Jendersie, Preiberg

Die erste Frage ist sehr schwierig zu beantworten. Den Secomabohrwagen habe ich in einigen Anlagen gesehen, den JoyBohrwagen kenne ich praktisch nur vom Bild, aber vielleicht kann Herr Dr, Johnsson die Frage beantworten,

Johnsson, Hattorf

Das ist einfaoh eine Frage des Preises, Der Joy-Bohrwagen ist 50 000 bis 60 000 Mark teuerer als der Secomabohrwagen, das hängt auch von den Zöllen und Seefrachten ab. Das wäre nicht schlimm, wenn er besser wäre. Aber er kann eigentlich nicht besser sein, er kann auch nur 4 m bohren, und er hat diesel­ ben Funktionen. Und er ist auch nicht haltbarer. Wir haben

mit dem 2armigen Bohrwagen bisher 8000 Betriebsstunden, d.h„ auf der 2f Sohle war zunächst 1 Jahr 2schichtiger Betrieb,

1 Jahr ßschichtiger Betrieb. Im Schnitt über seine gesamte Lebensdauer ergab das eine tägliche Betriebszeit von 15 Stun­ den, Die Betriebskosten sind geringer, als wir sie beim Wirt­ schaftlichkeitsvergleich eingesetzt hatten. Und es ist abzu­ sehen, daß bei einer entsprechenden Verbesserung der Schulung der Bohrwagenfahrer und des Wartungspersonals diese Kosten noch erheblioh sinken werden.

Jendersie_, Freiberg

Zu der zweiten Frage: D.er Bohrwagen von Salzgitter ist ja noch ganz neu, es handelt sich praktisch um die Nullserie. Welche Erfahrungen mit diesem Bohrwagen erzielt werden, bleibt ab­

zuwarten. Vielleicht können die Herren von der Salzgitter AG dazu etwas sagen.

Wawersik, Salzgitter

Wie Herr Prof. Jendersie bereits sagte, der Strossenbohrwa­ gen unserer Firma ist gegenüber dem Secomabohrwagen deshalb interessant, weil er speziell für das Strossenbohren gebaut und wesentlich leichter und preisgünstiger ist. Die Frage der Weiterentwicklung dieses Strossenbohrwagens für horizon­ tales Bohren oder Firstenbohren ist noch offen.

Besondere Probleme bei der Ermittlung der optimalen Betriebs­ größe einer Kaligrube

Von W. Dietze und K. Hesselbarth, Freiberg

Die Deutsche Demokratische Republik verfügt über eine Reihe volkswirtschaftlich und wirtschaftspolitisch wichtiger Erzund Kalilagerstätten, Diese Lagerstätten sind gegenüber an­ deren Lagerstätten in der Welt besonders im Erzbergbau ge­ kennzeichnet durch geologische und technische Besonderheiten, die erhebliche Anforderungen an die Planung und Leitung der sich auf diese Lagerstätten stützenden Montanindustrie stel­ len, wenn die Betriebe wirtschaftlich arbeiten sollen und darüber hinaus die Weltmarktfähigkeit der bergbaulichen Pro­ duktion erreicht werden soll.

Die Lösung der sich daraus ableitenden Problematik Ql] läßt in Durchsetzung des neuen ökonomischen Systems im wesentli­ chen zwei Tendenzen erkennen, die in diesem Sinne Schwer­ punkte und Gegenstand der gegenwärtigen bergwirtschaftlichen Forschung und betrieblichen Praxis sind:

1• Rationellster Einsatz der Grundfonds und der damit ge­ schaffenen Kapazitäten, die in der Durchsetzung einer volkswirtschaftlich richtigen Investitionspolitik [ 2 , 3] dem Ziele dienen, die Effektivität des Produktionsprozes­ ses in der Montanindustrie so zu gestalten, daß sie ihren Anteil an der perspektivisch vorgesehenen durchschnittli­ chen Steigerung der Arbeitsproduktivität in der gesamten Volkswirtschaft - bis 1970 auf etwa 160 % gegenüber

1963 - bringt. Sie ist damit die Voraussetzung für die erfolgreiche Lösung der Aufgabenstellung der zweiten Richtung, die selbstverständlich mit der erstgenannten stark korrespondiert.

2.Die Aufgabenstellung dieser Richtung beinhaltet im wesent­ lichen die Sicherung der höchsten Auslastung der vorhan­ denen und unter den genannten Aspekten neu zu schaffen­ den Kapazitäten, unter Beachtung der Entwicklung nach innen und nach außen.

Den in jüngster Zeit in diesem Zusammenhang erschienenen Veröffentlichungen ist in bezug auf den Kalibergbau zu entneh­ men, daß sich im Zeitraum von i965 bis 1980 die Produktions­ zahlen der meisten kalierzeugenden Länder wesentlich erhöhen werden. Außerdem haben auch andere Länder Vorbereitungen ge­ troffen, um in absehbarer Zeit mit der Herstellung von Kali­ erzeugnissen beginnen zu können.

Während es den sozialistischen Staaten in nächster Zeit nicht möglich sein wird, den Bedarf zu decken, wird voraussichtlich auf dem kapitalistischen Markt das Angebot die Nachfrage in Zukunft übersteigen. Der daraus resultierende Konkurrenz­ kampf zwingt die Kaliproduzenten zu Rationalisierungsmaßnah­ men. Es ist sicher, daß hiervon die Preisentwicklung und die Handelsbeziehungen wesentlich beeinflußt werden. Zwei Drit­ tel der Kaliproduktion der Deutschen Demokratischen Republik werden gegenwärtig in das sozialistische und auoh in das ka­ pitalistische Ausland exportiert.

Es gilt also - mit Bezug auf die Selbstkostenentwicklung - alle Voraussetzungen im Sinne der eingangs angedeuteten Auf­ gabenstellung für eine sichere Absatzentwicklung zu schaf­ fen.

Unter diesen Gesichtspunkten ist die Ermittlung der optima­ len Betriebsgröße bei der Vorbereitung solcher Investitionen, wie sie gegenwärtig zur Lösung der vom Kalibergbau gestell­ ten Aufgaben durchgeführt werden, nicht nur interessant, son­ dern lebensnotwendig.

Über die dabei auftretende Problematik soll im folgenden be­ richtet werden. Es handelt sich bei dieser Berichterstattung um Teilergebnisse, die bei Bearbeitung eines diesbezüglichen Forschungsauftrages, den das Kali-Forsohungsinstitut an un­ sere Institute vergeben hat, erzielt wurden.

Kaliwerke - alle Betriebsanlagen und die notwendigen Nach­ folgeeinrichtungen einbezogen - erfordern so hohe Investi­ tionen, daß nur dann mit wirtschaftlichem Erfolg gearbeitet werden kann, wenn genügend große Vorräte und entsprechende große Produktionskapazitäten zur Verfügung stehen. Die Deut­ sche Demokratische Republik besitzt unverritzte Kaliund Steinsalzvorkommen, die es gestatten, Großschachtanlagen zu

errichten. Palls ein Grubenfeld beliebige Streckung erlaubt, ist es wesentlich zu wissen, welche Feldesgröße die Förde­ rung mit den im Durchschnitt niedrigsten Kosten ermöglicht und welche optimale Betriebsgröße sich daraus bei gegebener Feldesgröße ergibt.

Die Möglichkeit, eine Kostenminimierung dadurch zu erzielen, daß z,B, der Grubenbetrieb im Bereich der optimalen Betriebs­ größe arbeitet, wurde bisher in unserem Kalibergbau zu wenig beachtet* Da sich die Lage auf dem internationalen Markt ständig verschärft, gilt es, wie eingangs schon gesagt, eben diese Optimierungsaufgäbe vorrangig zu bearbeiten und die Er­ gebnisse in die Praxis einzuführen, um die Nachteile, die unser Kalibergbau im Vergleich mit den anderen kaliprodu­

zierenden Ländern infolge der relativ armen zur Verfügung stehenden Lagerstätten hat, so weit als möglich zu kompen­ sieren.

Das Problem der optimalen Betriebsgröße wurde kürzlich von Junghans und Neuber [4H in einem Vortrag "Aufbau neuer Kaliund Salzbergwerke in der Deutschen Demokratischen Republik” auf dem IV. Internationalen Bergbaukongreß 1965" angeschnit­

ten. Auch die hierzu gemachten Ausführungen ließen erkennen,

wie notwendig es bei der Planung neuer Betriebe ist, Kennt­ nis über den Zusammenhang der wichtigsten technologischen und ökonomischen Kennziffern und die optimale Größe von Gru­ benfeldern in Abhängigkeit vom Produktionsvolumen und den

zu erwartenden Selbstkosten je zu haben. Sie zeigten

aber auch, wie unvollständig die bisher auf diesem Gebiet er­ arbeiteten theoretischen Grundlagen sind. Immer wieder wird

in der Fachliteratur zwar darauf hingewiesen, daß Großschacht­ anlagen mit hohen Förderleistungen wirtschaftlicher als klei­ ne Gruben arbeiten. Dennoch fehlt es für die Festlegung der Parameter der optimalen Betriebsgröße an Methoden und Be­ rechnungsgrundlagen, die nach einheitlichen Maßstäben und umfassend die ökonomische Klassifizierung aller Vorratsein­ heiten unter Berücksichtigung sämtlicher untertägiger Pro­ duktionsstufen zulassen.

Zu Anfang unserer Darlegungen soll zunächst der Begriff "optimale Betriebsgröße" für die Zwecke der Aufgabenstellung

definiert bzw. die wichtigsten Grenzen für die durchgeführten Untersuchungen angegeben werden.

Unter der optimalen Betriebsgröße eines Grubenbetriebes soll diejenige Jahresoder Tageskapazität verstanden werden, bei der die geringste Kostenbelastung je teff über die gesamte Nutzungsdauer eintritt. Prinzipiell darf der Pabrikbetrieb keinesfalls als selbständige Anlage betrachtet werden, weil er das Salz verarbeiten muß, das ihm von der Grube angeboten wird. Um aber den Aufbau für die Untersuchungen nicht noch weiter zu vergrößern, wurden sie an dieser Stelle zunächst nur auf die Grube beschränkt, und zwar unter der Annahme,

daß nach ähnlichen Untersuchungen für den Übertagebetrieb die Kapazität des Übertagebetriebes ohne ökonomische Nachteile der des Grubenbetriebes angepaßt werden kann.

Den Ausgangspunkt für die Ermittlung der optimalen Betriebs­ größe bildeten Modellvorstellungen, mit deren Hilfe die wich­ tigsten technisch-ökonomischen Zusammenhänge, die zwischen den Produktionsabteilungen im Grubenbetrieb eines Kaliwerkes bestehen, dargestellt werden, Zielstellung mußte es sein, für den konkreten Pall nicht nur die optimale Betriebsgröße an­ zugeben, sondern auch Auswirkungen, die durch die mögliche spätere Änderung einzelner Einflußgrößen hervorgerufen wer­ den, zu quantifizieren, Schwierigkeiten bestanden dabei nicht nur in der Erfassung und Quantifizierung einer Vielzahl der für die Lösung der Aufgabe maßgebenden Faktoren, sondern

auch vor allem darin, daß einzelne Faktoren sich bisher nicht oder nur sehr schwer funktional darstellen ließen. Daraus sich ergebende Vereinfachungen durften die Genauigkeit des Ergeb­ nisses nicht zu stark beeinträchtigen.

Bei der Entwicklung des Modells zur Bestimmung der optimalen Betriebsgröße sollte der Grubenbetrieb als Gesamtheit angese­ hen werden. Bisher gibt es außer der sehr aufwendigen Varian­ tenrechnung noch keine brauchbaren Wege, die das Problem vollständig mit einem Schritt lösen.

Beschreitet man den Weg der Teilschritte, dann muß man den gesamten Untertagebetrieb in Abschnitte aufteilen und soge­ nannte Teiloptima ermitteln. In diesem Fall ist der für das Ergebnis erforderliche Aufwand ebenfalls groß, aber man ver­

fügt über die folgenden Vorteile [’5 $ 6].

1• Da die Teilbereiche im Vergleich zum Gesamtbetrieb über­ sichtlicher sind9 kann die Ermittlung der Teiloptima mit relativ großer Genauigkeit erfolgen*

2.Durch die Untersuchung der Teilbereiche kann abgeschätzt werden, welche Wirksamkeit die Einflußfaktoren auf das Endergebnis haben werden.

3.Die Kenntnis der Zusammenhänge in den Teilabschnitten er­ leichtert die Ermittlung der optimalen Betriebsgröße, wenn auoh die Zusammenfassung der Teiloptima noch nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen muß.

Daraus wurde abgeleitet, daß es zweckmäßig ist, die optimale Betriebsgröße derart zu bestimmen, daß man von Teilabschnit­ ten ausgehend zum gesamten Grubenbetrieb vordringt, wobei es darauf ankommt, die folgenden voneinander abhängigen Parame­ ter zu ermitteln:

1.Tagesoder Jahresförderung

2.Größe des Grubenfeldes

3« Nutzungsoder Lebensdauer der Grube 4. MineralVorräte der Grube

Als Optimalitätskriterium wurden die minimalen durchschnitt­ lichen Selbstkosten je tQf^ gewählt.

Eine Optimierung der Betriebsgröße von Kaligruben mit Hilfe eines Rangfolgeauswahlproblems Q7] erschien nach Überprüfung für den vorliegenden Pall nicht gerechtfertigt, weil sich eine Rangfolge hierfür schwerlich ableiten läßt. Es ist viel­ mehr zu erwarten, daß mit den hier zugrunde gelegten Modell­ vorstellungen schneller brauchbare Ergebnisse zu erreichen

sind. Über diese Ergebnisse wäre nach Abschluß des Forschungs­ auftrages zu einem späteren Zeitpunkt zu berichten.

Die durchgeführten Untersuchungen haben ergeben, daß die Selbstkosten Xi für die Betriebsabschnitte i, in Abhängig­ keit von der Baufeldgröße P für verschiedene maßgebende Ein­ flußparameter j sich, wie in den folgenden Bildern darge­ stellt, verhalten. Für die vorgesehene mathematische Auswer­ tung wurden diese Kosten lediglich in den für die Lagerstät­ te zu erwartenden Schwankungsbereichen der Einflußparameter

ermittelt. So wurde z.B. der Parameter "Mächtigkeit" in den Grenzen 4 bis 12 variiert*

Geht man davon aus, daß eine praktisch unbegrenzt große La­ gerstätte zur Verfügung steht, dann bildet nach den oben ge­ nannten Erörterungen die Ermittlung der optimalen Baufeld­ größe den ersten Schritt, während der zweite zur Bestimmung der optimalen Betriebsgröße führt.

Die Definition der Eaufeldgröße geht aus Bild 1 hervor.

Die bisher durchgeführten Untersuchungen waren darauf gerich­ tet, die für die optimale Betriebsgröße maßgebenden Faktoren zu erfassen und hinsichtlich ihrer Kostenwirksamkeit zu prü­ fen. Folgende Selbstkosten X^ für die Betriebsabschnitte

i a 1 bis 8 und im erweiterten Sinne bis 9 wurden in die Betrachtungen einbezogen:

1. X-j Kosten für die Gewinnung in MDN/t0ff.

2* X 2 Kosten für die Abbauförderung in MDN/t0ff

3.X^ Kosten für die Abteilungsstreckenförderung in MDN/t0ff

4.Kosten für die Hauptstreckenförderung in MDN/t^^

5.X^ Kosten für die Schachtförderung in MDN/t0ff

6. Xg Kosten für die Wetterführung in MDN/t0ff

6 km