„Raise Caving“ – Bergbau in großen Tiefen flexibler und kostengünstiger machen

So genannte „Mass-Mining-Abbauverfahren“ wie Blockbruchbau oder Teilsohlenbruchbau ermöglichen zwar einen kostengünstigen, effizienten Abbau, sind jedoch mit hohen Investitionen und Risiken verbunden. Zudem benötigen diese Verfahren eine sehr langfristige Vorausplanung und sind für große Tiefen und die dort vorherrschenden hohen Spannungsverhältnisse nur bedingt geeignet. Ein flexible Reaktion und Anpassung an vorgefundene Bedingungen und Erfahrungen ist sehr schwierig. Wissenschaftler*innen des Lehrstuhls für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft der Montanuniversität Leoben beschäftigen sich in einem Projekt mit dem schwedischen Unternehmen LKAB genau mit diesen Problemen und haben dabei ein neues Abbauverfahren entwickelt.

© Fredric Alm/Alm & ME AB

© Fredric Alm/Alm & ME AB

Blockbruchbau und Teilsohlenbruchbau verbindet, dass bestimmte Gebirgsteile kontrolliert zu Bruch geworfen werden. Großräumige Spannungsumlagerungen, die Ausbildung von hohen Auflagerspannungen, regionale Oberflächenauswirkungen und das Auftreten von induzierter Seismizität sind die Folge. Die bisherige Abbauerfahrung zeigt, dass diese gebirgsmechanischen Auswirkungen vor allem in großen Tiefen sowie kompakten Gebirgsverhältnissen kritisch sind. Um dem entgegenzuwirken, wurde das neue Verfahren „Raise Caving“ entwickelt.

Ein weiterer großer Nachteil der bisherigen Mass-Mining-Methoden sind auch die sehr langen Zeiträume: Bis es zu einem Abbau kommt, kann es bis zu 15 Jahre dauern, erst dann beginnt die Produktion. Mit dem neuen Verfahren „Raise Caving“ kann die Zeitdauer bis zur Produktion deutlich verkürzt werden. Zudem bietet „Raise Caving“ eine gute Flexibilität. Insgesamt ermöglicht die neue Methode einen kostengünstigeren und effizienteren Abbau von insbesondere tiefliegenden Lagerstätten.

Neue Methode ist in großen Tiefen einsetzbar, flexibler und kostengünstiger

Mit der „Raise Caving“-Methode wird die Lagerstätte zuerst mittels Schlitzen, welche ausgehend von Raise-Bore-Schächten erstellt werden, entspannt. Zwischen den Schlitzen werden mächtige sogenannte Festen stehen gelassen, um die Spannungssituation und Seismik während des Entspannens zu kontrollieren. Die Schlitze stellen in weiterer Folge Spannungsschatten für den eigentlichen Abbau bereit. Der Abbau selbst erfolgt dann über Raise-Bore-Schächte innerhalb der druckentspannten Zonen. Im Zuge des Abbaus werden die Festen zwischen den Schlitzen gewonnen und das Hangende kontrolliert zu Bruch geworfen.

„Die strategische Entspannung der Lagerstätte in Kombination mit dem Einsatz von Raise-Bore-Schächten ermöglicht einen sicheren, möglichst vollständigen und kostengünstigen Abbau insbesondere in großen Tiefen, wo es ganz besonders auf die Kontrolle des Gebirgsdrucks ankommt,“ erläutert Dipl.-Ing. Tobias Ladinig vom Lehrstuhl. „Zudem bietet der Einsatz von Raise-Bore-Schächten weitere beachtliche Möglichkeiten, wie zum Beispiel das rasche und effiziente Unterschneiden der Lagerstätte oder verbeserte Möglichkeiten zur Steuerung der Richtung des Bruchs.“

Entwickelt wird das neue Verfahren gemeinsam mit dem schwedischen Bergbauunternehmen LKAB, das in Kiruna eines der modernsten und größten Bergwerke weltweit betreibt. Ein gemeinsames Kooperationsprojekt, welches auch einen Versuchsabbau mit „Raise Caving“ im Bergbau Kiruna vorsieht, ist im Gange.

Weitere Informationen

Dipl.-Ing. Tobias Ladinig
Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft
tobias.ladinig(at)unileoben.ac.at
Tel.: +43 3842 402 2010
Mobil: +43 664 80898 2010

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