Modernes und ökonomisches Steinbruch- und Ressourcenmanagement

Maptek
Maptek verfügt über eine Reihe von Produkten, die auf die Bedürfnisse der Zementindustrie zugeschnitten sind (Bild 1). Die Bergbauplanungssoftware Maptek Vulcan kann für die Modellierung einer Lagerstätte, für die Abbauplanung und für die Wiedernutzbarmachung eines Steinbruchs eingesetzt werden. Laserscanner vom Typ Maptek I-Site und die Software I-Site Studio gestatten dem Nutzer, Bruchwände zu scannen und die Volumen von Vorratshalden zu berechnen.

 

Ökonomischer Steinbruchbetrieb

Pläne bezüglich der Lebensdauer eines Bergbaubetriebs und Stufenpläne für einen ökonomischen Steinbruchbetrieb demonstrieren die Entwicklung des Steinbruchs und zeigen, wie der Plan realisiert werden kann. Vulcan kann auch die Auswirkung einer verbesserten Steinwiedergewinnung darstellen, die Rentabilität von Steinen für unterschiedliche Produkte bestimmen und weitere Methoden für die Optimierung einer Grube aufzeigen. Es kann erforderlich sein, Materialien vor Ort in einem komplexen Betrieb zu mischen, damit die an den Kunden gelieferten Produkte dessen Spezifikationen für die Herstellung gerecht werden. Es gibt verschiedene Tools für die Verfolgung der Materialbewegung und für die Aufzeichnung.

Die I-Site Technologie wird weltweit in der Zementindustrie für die Vermessung, die Kartierung und die Volumenberechnung eingesetzt. Die robusten I-Site Laserscanner der Baureihe 8000 werden in allen Umgebungen eingesetzt und zeichnen Daten in hoher Qualität in kurzer Zeit auf. Mit dem Schutzgrad IP65 gegen das Eindringen von Staub können die I-Site Laserscanner sicher in Klinkerlagern und industriellen Umgebungen eingesetzt werden (Bild 2). Die Betriebstemperatur ist ebenfalls eine kritische Zahl. Ihr konstanter Bereich erstreckt sich von 0 bis +50 °C. Kurzfristig ist ein Bereich von -40 bis +50 °C möglich.

I-Site Laserscanner sind „Arbeitspferde“ für die topografische Vermessung von Tagebauen. Zum Beispiel kann in nur vier Stunden ein Oberflächenbereich von 1500 x 500 m mit 25 Geräteeinstellungen gescannt werden. Die unverarbeiteten Daten werden in die Software I-Site Studio eingegeben, um ein umfassendes 3D-Modell des aktiven Abbaufelds herzustellen. Die Herausforderungen des Scannens von Klinker-, Schlacke-, Gips- und Kalksteinhalden können mit den I-Site Laserscannern leicht bewältigt werden. Der begrenzte Zugang zu überdachten Halden wird so überwunden, indem der Scanner auf einem Gerüst montiert wird und so von oben gescannt wird. Die Berechnungen von Volumen dauern nur Minuten.

Auch die Materialdichte kann mit I-Site Laserscannern bestimmt werden. Der Scanner wird über dem Lkw-Ladebereich angebracht, und die Ladung wird beim Wiegen gescannt. Von jedem Material wird ein Modell entwickelt und dann mit dem Modell eines leeren Lkw zusammen mit dem Gewicht des Lkw verglichen. So erhält man die Dichte des Materials im Lkw.

 

Verbesserungen in der Effizienz

Betriebe, in den Produkte von Maptek eingesetzt werden, berichten über dramatische Verbesserungen in der Effi­zienz und Produktivität. Mit der Entwicklung eines Plans zur Lebenszeit der Grube in der Software Vulcan werden alle Bereiche des gesamten Betriebs auf einer Seite erfasst, wobei die gleichen Daten bis auf die Minute genau verwendet werden. Eine richtige Planung und Vorhersage gestatten dem Betrieb, die Auswirkungen der Verbesserung der Steinrückgewinnung aufzuzeigen und die Rentabilität des Einsatzes von Steinen für unterschiedliche Produkte zu bestimmen.

Mit den I-Site Laserscannern wird der Zeitaufwand in der Feldarbeit drastisch reduziert. Durch den Einsatz des I-Site Vehicle Mount, mit dem das Scannen ständig angehalten und wieder aufgenommen werden kann, werden die Aktivitäten von Ausrüstungen im Bruch durch das Vermessen nicht unterbrochen. Das Volumen von Vorratshalden kann leicht berechnet werden, indem die Daten vom I-Site Laserscanner in die I-Site Studio Software importiert werden. Die Flexibilität, den Scanner in Hallen oder in der Nähe von Förderern zu installieren, bedeutet, dass schwer zugängliche Bereiche effektiv vermessen werden können.

Der weite Bereich von I-Site Laserscannern (von 1000 bis 2000 m) erlaubt ein Scannen aus der Ferne. Somit braucht das Betriebspersonal keinen Zugang zu unsicheren Bereichen oder zu nicht stabilem Grund. Es ist nicht nötig, auf Halden zu klettern oder unsichere Kanten anzugehen. Beschickungseinrichtungen können während der Vermessung kontinuierlich weiterarbeiten.

Jedes Jahr investiert Maptek mehr als 20 % seines Gewinns in die Forschung und Entwicklung. Die Entwicklung neuer und die Verbesserung vorhandener Produkte sind wichtige Aspekte der Geschäftsstrategie. Die Produkte von Maptek werden in Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt, und diese Arbeit wird fortgesetzt, um Lösungen für die Verbesserung der Produktivität und der in der Industrie erforderlichen Sicherheit anbieten zu können.

 

Fallstudien

Maptek hat einige Jahre mit Zementherstellern in Australien zusammengearbeitet beim Scannen von Klinker‑, Schlacke-, Gips und Kalksteinhalden in überdachten Anlagen und beim Entwickeln entsprechender Modelle. Bezüglich des Volumens auf dem Laufenden zu sein ist eine herausfordernde Aufgabe wegen des begrenzten Zugangs zur Halle und wegen der strengen Sicherheitsbestimmungen. Wegen der schlechten Sicht ist es unmöglich, Stative für den Aufbau einzusetzen, und der dauernde Wechsel der Haldenform verhindert eine ­Interpolation oder ein Schätzen des Volumens. I-Site ­Laserscanner von Maptek sind die bewährte Lösung, den Materialbestand von überdachten Halden zu verfolgen. Der robuste I-Site 8400 kann auf 12 m hohen Laufstegen oben in der Halle angebracht werden, um die Halden von oben zu scannen (Bild 3). An jeder Stelle entlang des Laufstegs werden zwei Abtastungen vorgenommen, einmal in der Länge und einmal in der Breite der Halle. Für diese überdachte Halde von 150 m Länge wurde der Laserscanner I-Site 8400 eingesetzt, um in nur 30 Min. 10,7 Mio. komplett vermessene (geolokalisierte) Punkte zu erhalten. Mehr als 6500 m3 Volumen wurden in 30 Min. berechnet. Modelle werden entwickelt, um vierteljährlich Haldenvolumina zu vergleichen.

Die Zeit zum Sammeln von Daten wurde um 50 % reduziert. Die Volumen werden jetzt mit der Zuversicht berechnet, dass die Daten korrekt sind und die Wirklichkeit genau widerspiegeln. In einem anderen Zementwerk untersuchte ein I-Site Laserscanner Zement in einem Silo, um besser zu verstehen, wie das Silo geleert wurde. Das Silo hatte einen Durchmesser von 30 m und eine Höhe von 20 m. Der Zugang erfolgte über zwei quadratische Dachluken von 0,75 m. Der Scanner wurde horizontal befestigt und 0,8 m unter das Dach herabgelassen, um 100 % der Zementoberfläche zu erfassen. Mit drei Abtastungen wurden 1,2 Mio. Punkte gesammelt. Die Daten wurden gemischt, und unerwünschte Wand- und Dachdaten wurden herausgefiltert, um ein Oberflächenmodell und Konturen zu schaffen. Die Zementoberfläche im Silo konnte dann dargestellt werden.

Innerhalb von zwei Stunden hatte die Leitung ein detailliertes Modell, wie ihr Silo geleert wurde. Dabei wurde deutlich, dass eine beachtliche Menge von Material an den Silowänden und an der Schurre zurückblieb. Die genauen Volumen konnten leicht auf der Grundlage der modellierten Oberfläche berechnet werden. Das war nützlich für die Inventur.

Rentabilität

Eine verbesserte Genauigkeit sowie Zeit- und Kosteneinsparungen sind die Grundlagen für die von Industrie geforderten Rentabilität. Eine Reduzierung der Zeit im Betrieb und in der Datenverarbeitung führt zu dramatischen Verbesserungen in der Produktivität. Vermessungstrupps können zugeteilt und effizienter eingesetzt werden. Gruben- und Haldenvermessungen können am Monatsende leicht innerhalb des kritischen Fensters durchgeführt werden. Das bringt Zeit zur Berichterstattung an die Leitung und Auftraggeber sowie für Vorlagen für die Börse. Die Fähigkeit, den Steinbruch ohne Unterbrechung des Betriebs zu vermessen, reduziert teure Stillstandszeiten der Ausrüstungen. Die Übergabe der neuesten Daten an die Planungsabteilungen erlaubt eine optimale Zuweisung der Maschinen für aktive Bruchwände. Die Modellierung der Bewegungen des Schurren- und Silomaterials hilft, das zurückgebliebene Material aufzuzeigen und vermittelt genaue Volumina. Die Abstimmung der Haldenvolumen ist wichtig für die Definition der genauen Zahlungen an die Auftragnehmer für den Abbau und Transport.

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