Rechteckige Vortriebsmaschine erzeugt flache Tunnelsohle
Die jüngste Innovation von Robbins macht gute Fortschritte bei einem nicht kreisförmigen Tunnelvortrieb in hartem Gestein. Die rechteckige TBM mit der Bezeichnung MDM5000 (MDM steht für Mine Development Machine und hat die Abmessungen 5,0 m x 4,5 m) und kann eine flache Tunnelsohle herstellen, die sofort von gummibereiften Fahrzeugen befahren werden kann.
Im Auftrag der ältesten Silbermine Mexikos, Fresnillo Plc, bohrt die MDM5000 einen Minenzugangstunnel in Andesit und Schiefer mit Quarzeinschlüssen, der früheren Versuchen mit Teilschnittmaschinen widerstanden hat. Der erfolgreiche Einsatz ist das Ergebnis ausführlicher Beratungen zwischen dem Konstrukteur und Lieferanten der Maschine, Robbins, und TOPO Machinery sowie Fresnillo Plc.
Die MDM5000 erstellt mit einem pendelnden Bohrkopf und einer gleichzeitig schwingenden Bohrkopfbewegung einen Tunnel mit rechteckigem Querschnitt
Credit/Quelle: Robbins
Rechteckiger Hartgesteinsvortrieb – nicht nur für den Bergbau nützlich
„Viele haben schon versucht, diese Art von Maschinen zu entwickeln, aber niemand hatte das bisher geschafft. Robbins hat nun seine Erfahrung und seine Fähigkeiten genutzt, um uns eine Maschine mit rechteckigem Querschnitt zu liefern“, sagte Fidel Morin, Projektleiter der Fresnillo Mine.
Die Technologie ist nicht nur für die Bergbauindustrie nützlich, sondern auch für viele Anwendungen im zivilen Tunnelbau. Während andere Maschinen für Lockergestein entwickelt wurden, stellt die MDM5000 den ersten erfolgreichen Vorstoß in den Hartgesteinstunnelbau mit rechteckigem Profil dar. „Wir freuen uns sehr, dass wir unser Angebot an Lösungen, das TBMs, Förderbänder, Fräsen und mehr umfasst, um den nicht-kreisförmigen Tunnelbau erweitern können. Wir sehen Anwendungen für die MDM überall dort, wo ein rechteckiges Profil benötigt wird, wie zum Beispiel bei Eisenbahntunneln, die eine flache Sohle erfordern. Bei einem herkömmlichen kreisförmigen Tunnel wird die Sohle aufgefüllt oder es wird ein Sohltübbing benötigt. Mit der MDM muss dagegen 30 % weniger Gestein aus dem Profil entfernt werden“, so Robbins-Präsident Lok Home.
Erfolgreicher Einsatz der Mine Development Machine in Fresnillo
Mit einem Vortrieb von mehr als 1700 m bis September 2021 und einer Geschwindigkeit von bis zu 52 m in einer Woche und 191 m in einem Monat ist die MDM deutlich schneller als der Sprengvortrieb. „Wir schreiben Geschichte. Fresnillo ist immer auf der Suche nach neuen Technologien, und wir glauben, dass der Einsatz der MDM5000 nicht nur für unser Unternehmen, sondern auch für die Branche äußerst erfolgreich sein wird“, so Morin.
Die MDM5000 wurde im Laufe ihres Einsatzes in der Fresnillo-Mine in wichtigen Komponenten verbessert. Sie wurde zunächst auf die 695 m tief gelegene Sohle des Bergwerks transportiert, dort in einer Kaverne endmontiert und in Betrieb genommen. Die Vortriebsmaschine bohrt nun in einer 270-Grad-Spirale, die oberhalb des ursprünglichen Tunnels endet. Anschließend wird sie zum Tunnel zurückgefahren und setzt den Vortrieb in gerader Richtung fort.
Die MDM5000 wurde für den Einsatz in Gestein mit einer Druckfestigkeit von bis zu 200 MPa einaxiale Druckfestigkeit entwickelt und nutzt die bei TBMs mit kreisförmigem Querschnitt bewährten Schneidrollen. Beim Vortrieb entsteht durch einen pendelnden Schneidkopf und eine schwingende Schneidkopfbewegung ein Tunnel mit rechteckigem Querschnitt.
Die MDM bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Sprengvortrieb. Die Vortriebsgeschwindigkeit der MDM ist etwa doppelt so hoch, ermöglicht glatte Tunnelwände, präziseren Ausbruch und erfordert weniger Maßnahmen zur
Gebirgssicherung. Die höheren Vortriebsgeschwindigkeiten sind zum Teil darauf zurückzuführen, dass die Maschine kontinuierlich vorankommt. Beim Sprengvortrieb muss die Vortriebsmannschaft dagegen aus Sicherheitsgründen den Tunnel während jeder Sprengung verlassen.
Darüber hinaus erhöht die gleichzeitige Installation der Stützmittel die Gesamtvorschubgeschwindigkeit im Vergleich zu Bohr- und Sprengarbeiten, bei denen die Stützmittel zeitversetzt installiert werden müssen.
