Technik

Riesenbagger von Caterpillar bei Holcim

Baumaschine XXL

1.550 PS oder 1.140 kW Leistung legt er an den Tag und könnte es locker mit jedem Sportwagen aufnehmen, wäre er nicht zu einem ganz anderen Zweck vorgesehen: der Cat Bagger 6030FS. Der gut 15 Meter lange und 7,50 Meter hohe Koloss von einer Baumaschine bringt es auf 294 Tonnen Einsatzgewicht und spielt diesbezüglich in einer anderen Dimension.

Seit Anfang April ist einer der größten Bagger auch in Deutschland in Betrieb: im Steinbruch des Zementwerks Beckum-Kollenbach, Teil der Holcim Deutschland Gruppe. Mit dem neuen Schwergewicht werden Kalk- und Kalkmergelgesteine abgebaut.

Hinzugezogen wurde Stefan Oppermann von der Zeppelin Einsatz- und Projektberatung. Schon vor 20 Jahren ging der Spezialist der Frage nach, wie die auftretenden Mergelschichten wirtschaftlich zu gewinnen sind. „So stand auch mal die Idee im Raum, einen kleinen und großen Bagger parallel einzusetzen. 2007 wurde ein RH 120 ins Spiel gebracht, was dazu führte, die Einsatzbedingungen von Grund auf zu analysieren. Die Beurteilung der Einsatzsituation damals behielt ihre Gültigkeit, als 2015 der Weg in Richtung des 6030FS konkreter wurde und definitiv abzusehen war, dass der alte Bagger nicht mehr lange einsatzfähig sein würde, Sprengungen reduziert werden mussten und wieder eine fundierte Einsatzanalyse erforderlich wurde“, berichtet der Experte der Zeppelin Einsatz- und Projektberatung. Das führte zum Ergebnis, einen Hochlöffelbagger mit Klappschaufel vorzuschlagen, der entsprechende Grabkräfte aufbringt, um das Material zu lösen, zu zerkleinern und mit dem die Baumaschine in allen Kalk- und Kalkmergelschichten stabil die geforderte Förderleistung zur Versorgung des Zementwerks sicherstellen kann. Oppermann erarbeitete das Konzept, das mit als Grundlage für die Investitionsentscheidung diente. Schließlich mussten Leistungsdaten gegenübergestellt und die passende Ausstattung ermittelt werden. Dabei spielten mehrere Faktoren eine Rolle, die es zu berücksichtigen galt, wie etwa die notwendige Abbauhöhe und die Mächtigkeit einzelner Mergelschichten, aber auch Servicekosten und das Servicekonzept in Form eines auf 15.000 Betriebsstunden ausgelegten Full-Service- Vertrags. „Auch auf einen effizienten Kraftstoffverbrauch haben wir bei diesen Dimensionen großen Wert gelegt. Schon jetzt lässt sich feststellen, dass wir in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch eine der effizientesten Maschinen in dieser Größe angeschafft haben“, so Michael Dommin, Leiter Gewinnungsbetriebe bei Holcim West Zement. Zu berücksichtigen waren neben dem Einsatzgewicht die Grabkräfte. Hier wirkt sich ein wesentliches Merkmal des Baggers aus: die TriPower-Kinematik. Die Anlenkung von Hub- und Schaufelzylinder über eine Dreieckskonstruktion sorgt für erhöhte Vorschub- und Grabkräfte an der Schaufel und höhere Auslegermomente als bei einer herkömmlichen Baggerkinematik ohne höheren Energieeinsatz. Außerdem sichert die automatische winkelkonstante Schaufelparallelführung einen hohen Füllungsgrad und verhindert ein Überkippen des Materials. Eine weitere Vorgabe des Betriebs: Die Ladespiele sollten außerdem zügig über die Bühne gehen – kurze Taktzeiten waren ebenso Bedingung. Schließlich mussten auch die auftretenden Emissionswerte überzeugen. Nicht nur in diesem Punkt unterscheidet sich der Bagger von Anbietern am Markt, sondern auch sonst wurden einige Modifikationen in der Ausrüstung vorgenommen, um diese an die Einsatzbedingungen anzupassen. Bei den Ketten sollte eine größere Aufstandsfläche als bisher erreicht werden, um die Flächenpressung des Geräts auf den Untergrund zu reduzieren. „Uns war es wichtig, dass unterhalb der Aufstandsflächen der Kette nicht die anstehenden Kalkmergelschichten zerstört werden“, führt der Leiter Gewinnungsbetriebe bei Holcim West Zement aus.

Bagger
Gut 15 Meter lang und 7,50 Meter hoch ist der Koloss von einer Baumaschine.

Im Direktabbau

Die etwa 80 bis 95 Millionen Jahre alten Kalk- und Kalkmergelgesteine werden hauptsächlich im Direktabbau gewonnen. Eine ausschließlich sprengende Gewinnung ist aufgrund der Nähe zur Wohnbebauung nicht mehr möglich. Die aktuelle maximale Abbautiefe im Steinbruch beläuft sich auf etwa 96 Meter unter Normalnull. Die so anstehenden Kalk- und Kalkmergelgesteine werden auf vier übereinander folgende Abbausohlen mit einer Wandhöhe von jeweils zehn bis zwölf Metern gewonnen. „Im Steinbruch werden durchschnittlich zwei bis drei Ladestellen bereitgehalten, um auf Qualitätsschwankungen zu reagieren. Denn die notwendige Homogenisierung findet direkt im Steinbruch statt, da im Zementwerk Beckum kein Mischbett vorhanden ist. Die einzelnen Materialströme werden dort später in großen Betonsilos separiert. Nach Rücksprache mit dem Labor wird zwischen den unterschiedlichen Abbaustellen gewechselt, die sich in der Qualität unterscheiden“, führt Helmut Reiterer, Werkleiter in Beckum, aus. Die Schaufel des Cat 6030FS wird durch Vordrücken in die Abbauwand eingeführt. Die 9,5 Kubikmeter große Schaufel besteht aus abriebfestem und verschleißarmem Hardox-Stahl und ist mit fünf Zähnen und dem Cat Zahnsystem C95 bestückt. Die Schaufel sollte nicht breiter als 3.310 Millimeter sein, um das gelöste Haufwerk auf modifizierte Lkw mit Anhänger verladen zu können. Deren Zuladung beträgt rund 40 bis 45 Tonnen und deren Gesamtgewicht macht knapp 80 Tonnen aus. 2019 wurde eine neue Werkstraße fertiggestellt. Auf der 2,5 Kilometer langen und größtenteils befestigten Strecke bringen die Lkw das Material von der Abbaustelle zum Kipptrichter des Vorbrechers.

Kontinuierlicher Betrieb notwendig

Dort wird das von dem Cat 6030FS abgebaute Material abgeladen, das mit einer Stückigkeit von null bis tausend Millimeter Kantenlänge direkt verarbeitet werden kann. Material mit größeren Kantenlängen wird vom Bagger vorzerkleinert. Vom Kipptrichter wird der Rohstoff zum stationären Vorbrecher befördert, der es auf eine durchschnittliche Korngröße von maximal 80 Millimetern herunterbricht. Die nächste Station ist dann das Mergelsilo, das rund 8.000 Tonnen fasst, um das Zementwerk zu versorgen. „Diese Menge an Kalk- und Kalkmergelgesteinen reicht für gerade einmal 1,5 Tage. Deshalb sind wir in Beckum auf einen kontinuierlichen Abbau- und Förderbetrieb angewiesen“, macht Michael Dommin deutlich. Denn für die kontinuierliche Versorgung des Drehrohrofens werden am Tag etwa 4.500 Tonnen an Kalk- und Kalkmergelgesteinen benötigt. Eine elementare Funktion erfüllt dabei der neue Riesen-Bagger.

Bagger
In die 9,5 Kubikmeter große Schaufel passen bis zu 20 Tonnen Material.
 
Weitere Informationen