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Die Kraft des Wassers nutzen

Wasserhydrauliksysteme versorgen die Schilde unter Tage mit Druck. Im Abbau bedüsen und kühlen sie, um die Sicherheit im Streb zu erhöhen.

Erschienen im RAG-Mitarbeitermagazin "Steinkohle", Heft 03|2016

Fotos: © RAG, Hauhinco
In einem modernen Steinkohlenbergwerk bildet die Wasserhydraulik ein wichtiges Element. Sie kommt im Strebausbau sowie bei der Bedüsung und in den Kühlsystemen der Antriebsmotoren zum Einsatz. Die Firma Hauhinco aus Sprockhövel liefert bereits seit Anfang der 60er Jahre Wasserhydrauliksysteme für die Bergwerke der RAG. Auf Prosper-Haniel und dem Bergwerk Ibbenbüren befi ndet sich noch jeweils eine zentrale untertägige Wasserhydraulik-Pumpenstation für mehrere Betriebe. "Aus Sicherheitsgründen ist die Wasserhydraulik unter Tage vorgeschrieben, da Wasser als Fluidmedium nicht brennbar ist", erklärt Holger Hoffmann, Geschäftsführer von Hauhinco. "Darüber hinaus ist die Wasserhydraulik umweltfreundlicher als die Öl-hydraulik. Wasser besitzt außerdem aufgrund der geringeren Kompressibilität bessere Regelungseigenschaften." Das Herzstück der Systeme bilden die Kolbenpumpen, die je nach Leistung mit drei oder fünf Kolben, auch Plunger genannt, ausgestattet sind. Der Kolben, der in einem Zylinder läuft, saugt die Flüssigkeit durch ein Einlassventil an. Durch ein Auslassventil stößt der Kolben das Medium wieder aus. Diese Art von Pumpe bezeichnen Experten daher auch als Verdrängerpumpe. Jede Pumpe verfügt außerdem über ein Umlaufventil, über das sie Wasser zurück in den Tank pumpt, wenn weniger oder kein Verbrauch stattgefunden hat.

Hochdruck

Mit Beginn des automatisierten Abbauverfahrens setzte die RAG Wasserhydraulik-Hochdruckstationen im Schreitausbau ein. Hydraulisch gesteuerte Schilde lösten die klassischen Stempel für die Abstützung des Deckgebirges im Streb ab und erleichterten so die Arbeit unter Tage, da die Mitarbeiter keine Stempel mehr von Hand versetzen mussten. Mittels des automatisierten Schildausbaus erfolgt dieser Schritt selbsttätig. Sobald Walzenlader oder Hobel die Kohle abgebaut haben, rücken die Schilde nach und fahren ihre Stempel wieder aus, um sie erneut zu verspannen. Schreitzylinder im Schild schieben den Förderer vor und ziehen den Ausbau nach. Die Hochdruckpumpenstation versorgt diese Zylinder mit der Hydraulikflüssigkeit. Eine solche Station besteht üblicherweise aus Drei- oder Fünf-Kolben-Pumpen mit jeweils einem Elektromotor, Emulsionstanks, Hochdruck- und Rücklauffiltern, der dazugehörigen Verschlauchung, hydraulischen Akkumulatoren, Kontrollmodulen, explosionsgeschützten Messinstrumenten sowie einer Ausrüstung für den Datentransfer und die Visualisierung über Tage.

Bedüsung und Kühlung

Eine Bedüsungs- und Kühlungspumpenstation stattet die Walzenlader- oder Hobelgassenbedüsung sowie die Kühlsysteme der Antriebsmotoren mit dem nötigen Druck aus. "Die Bedüsung des Walzenladers oder des Hobels dämmt die Kohlenstaubentwicklung beim Abbau ein, indem das Wasser den Staub bindet", so Hoffmann. "Außerdem kühlt sie die Elektromotoren während des Abbaus." In einem Hobelbetrieb besprühen Düsen in der Schildkappe die Kohle in der Hobelgasse, im Walzenbetrieb übernehmen das auch eingebaute Düsen im Walzenrad. Häufig erfolgt die Bedüsung im Hobel- und Walzenbereich jeweils drei Schilde vor und hinter dem Abbaubereich. Neben Drei-Kolben-Pumpen besteht die Station aus einem Wassertank, einer Filtereinheit, einer Steuerung und der Verschlauchung. Jede zentrale Hochdruck- und Bedüsungspumpenstation verfügt über eine Reservepumpe, die zum Einsatz kommt, wenn die Instandhaltung unter Tage Wartungen an einer der anderen durchführt. Die Überprüfung der Pumpen findet allerdings nicht vor Ort statt, sondern über Tage. Die Mitarbeiter in der Warte kontrollieren, welche Pumpe läuft und welches Volumen sie mit welchem Druck pumpt. Lichtwellenleiter übertragen die Daten von der Steuerung im Streb nach über Tage.

Zahlen und Fakten 

  • Betriebsdrücke bei Hochdruckstationen 320-410 bar bei 135-400 Kilowatt Antriebsleistung
  • Betriebsdrücke bei Bedüsungsstationen 60-90 bar bei 55-90 Kilowatt Antriebsleistung

Die größten Wasserhydraulik-Pumpenstationen im Steinkohlenbergbau stehen in zwei russischen und in einem amerikanischen Bergwerk und wiegen je Pumpen-Aggegrat über zwei Tonnen. Jedes Aggregat erzeugt einen Druck von bis zu 360 bar bei 635 Litern pro Minute und 400 Kilowatt Antriebsleistung. cs

Mit freundlicher Genehmigung der RAG Aktiengesellschaft.

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