66 GEWINNUNG Messen, Bohren und Sprengen unter neuen Vorzeichen Bruchwandvermessungssysteme haben sich mittlerweile in der Gesteins industrie etabliert. Sie machen Gewinnungssprengungen nicht nur sicherer, sondern schaffen auch Möglichkeiten, den Sprengprozess zu opti mieren, um damit direkte und indirekte Kosten zu senken. Heute ist es problemlos möglich, auch komplexe Sprenganlagen mit dem Einsatz von 3D-Laservermessungsgeräten und GNSS zentimetergenau zu planen und diese Planung auf dem Sprengfeld zu übertragen. Oft scheitert aber die exakte Umsetzung an der Bohrarbeit. Dieser Beitrag widmet sich der Wichtigkeit des präzisen Bohrens bei einer Gewinnungssprengung und der Frage, wie Unwägbarkeiten technisch ausgeschlossen werden können. Die Geo-Konzept GmbH aus dem bayerischen Adelschlag ist nicht nur ein anerkannter Anbieter für Sprengplanungslösungen, sondern auch in vielen anderen Branchen tätig. Laserscanning, GIS und Fernerkundung sind die Geschäftsbereiche, in denen die Firma mit ihren rund 60 Mitarbeitern seit nunmehr 25 Jahren aktiv ist. Die Anfänge der speziell entwickelten GNSS-Lösungen und 3D-Bruchwandvermessungssysteme für die Sprengplanung liegen ebenfalls bereits 15 Jahre zurück. Mittlerweile ist daraus eine Komplettlösung für den ganzen Ablauf einer Gewinnungssprengung, angefangen vom Messen und Planen über das Bohren und Kontrollieren bis zur Dokumentation der Sprenganlage, entstanden. Stand der Technik bei der Sprengplanung Für eine sichere und wirtschaftlich effiziente Ausführung von Sprengarbeiten ist eine genaue Sprengplanung unumgänglich. Dafür wird ein hochgenaues 3D-Modell der Bruchwand benötigt. Die Messpunkte für das 3D-Modell können u. a. mit einem Laserscanner aufgenommen werden. In der Kombination mit einem GNSS-Rover-System nimmt der Sprengberechtigte die Laserscanningdaten sofort georeferenziert auf. Außerdem ermöglicht ihm die Technik, auch komplexe und schwierige Bohranlagen auf das Bohrfeld zu übertragen. Zusätzlich oder als Alternative kann ein digitaler Bohrplan auf eine mit GPS ausgerüstete Bohrmaschine übertragen werden. Mit der Sprengplanungssoftware QuarryX wird das 3D-Modell geladen, die Anzahl der Bohrlöcher mit Seitenabständen und Anzahl an Reihen sowie die Vorgabe definiert. Verschiedene Anzeigeansichten und Messtools helfen dem Anwender, schnell und einfach sein Sprengprojekt zu realisieren. Die fertige Bohranlage wird per GNSS zentimetergenau auf das Bohrfeld übertragen. Höhen- und Lageveränderungen werden dabei dokumentiert und stehen dem Sprengberechtigten wieder zur Verfügung. Anschließend erhält der Bohrist eine Bohranweisung mit allen relevanten Daten. Nach dem Bohren können die Bohrlöcher auf Richtungsgenauigkeit mit einer Bohrlochverlaufssonde kontrolliert und im 3D-Modell dargestellt werden. Der Sprengberechtigte erkennt dadurch sofort kritische Situationen. Auf den Planungsdaten baut die Zünd- und Sprengstoffplanung auf. Diese und weitere Projektdaten (z. B. Erschütterungsdaten) können sauber dokumentiert werden. Abschließend stehen sämtliche benötigten Ausdrucke, wie Sprengprotokoll, Profile, Zündplan, Sprengstoffübersicht, Bestückungslisten, Kostenrechnung etc., zur Verfügung. Mit der Kombination aus 3D-Laserund GNSS-Vermessungshardware und einer guten Sprengplanungssoftware ist es heute sehr gut möglich, nicht nur Standard-Gewinnungssprengungen durchzuführen, sondern auch schwierige Bruchwände, komplexe Rampen oder Neuaufschlüsse sicher und effizient zu planen. Unsicherheitsfaktoren der Vergangenheit korrigiert Zur Festlegung der geplanten Bohrrichtung auf Bohrmaschinen ohne GNSS- System wird in der Regel eine Peileinrich- GESTEINS PERSPEKTIVEN 3/2019
GEWINNUNG 67 SPRENGPLANUNGSSOFTWARE: Mit QuarryX wird das 3D- Modell geladen, die Anzahl der Bohrlöcher mit Seitenabständen und Anzahl an Reihen sowie die Vorgabe definiert. GROSSBOHRLOCHSPRENGUNG mit gleichzeitiger Sprengung eines Tiefgangs zur nächsten Sohle. Länge der Anlage ca. 160 m, Neigung ca. 6°. Fotos und Grafiken: Geo-Konzept tung genutzt. Dieses Verfahren ist durch Faktoren wie Nebel, Dunkelheit, schlechte Sicht und den jeweiligen Kenntnisstand des Bohristen allerdings fehleranfällig. Des Weiteren fehlen dem Bohristen korrekte Angaben über die planmäßige Höhe des Bohransatzpunktes, die Bohrlochposition und Bohrlochlänge. Zu den Hauptanforderungen an die Bohrarbeit in einem Gewinnungsbetrieb gehört es, die Daten der Vermessung präzise und ohne Einschränkungen umzusetzen. Das heißt, die geplanten Bohrparameter Bohrrichtung, Bohrwinkel und Bohrtiefe sind exakt mit Hilfe der technischen Möglichkeiten der Bohrmaschine umzusetzen. Durch das korrekte Einhalten der geplanten Bohrrichtung mit GNSS-Kompass oder -Vollsteuerung, die ohne Peilpunkte im Gelände auskommt, werden Bohrrichtungsfehler vermieden. Da alle Planungsdaten als digitaler Bohrplan auf der Bohrmaschine hinterlegt sind, können auch komplexe Sprenganlagen mit möglicherweise unterschiedlichen Bohrrichtungen, Winkeln und Bohrlochtiefen geplant und ohne Probleme umgesetzt werden. Ein versehentlich falsches Bohren mit falschen Parametern und Kommunikationsfehler mit dem Bohristen werden vermieden. Zusätzlich können je nach System geologische Daten (Strata-Daten), digitale Geländemodelle (DGM), 3D-Karten zur Orientierung sowie Live-Profilansichten auf der Bohrmaschine in die Bohrgerätesteuerung geladen werden. Der Bohrist hat zudem die Möglichkeit, Bohrlochverlaufsdaten zu laden, um Bohrlochverläufe direkt in der Bohrmaschine zu kontrollieren und gegebenenfalls darauf zu reagieren. Am Ende ist eine vollständige Dokumentation der gebohrten Anlage mit einem digitalen Bohrprotokoll vorhanden. Fehlervermeidungs-Ansatz im Sinne der Qualität Lange Zeit wurde der Fokus der sprengtechnischen Weiterentwicklung nur auf die Sprengplanung gelegt. Selbst komplexe und schwierige Sprenganlagen lassen sich sicher und effizient planen. Oft kann diese gute Planung aber in der Praxis durch die Bohrmaschine und den Bohristen nicht so umgesetzt werden, wie es die Daten vorgeben. Bohrgeräte sind häufig noch mit optischen Peilgeräten, mit denen die Sprengrichtung festgelegt wird, ausgestattet. Diese sind jedoch fehleranfällig und sie erfordern viel Erfahrung und ein hohes Fachwissen beim Bohristen. Weniger erfahrenen Bohristen ist dagegen oft nicht klar, welche Auswirkungen Abweichungen bestimmter Bohrparameter, wie Winkel, Bohrrichtung und Position auf das Sprengprojekt haben. Mit aktuellen Bohrgerätesteuerungen, wie der RiGuide- Steuerung von Geo-Konzept, gelingt auch weniger erfahrenen Bohristen eine perfekte Sprenganlage, indem der digitale Bohrplan aus der Sprengplanungssoftware QuarryX direkt in die Bohrmaschine geladen wird. An falscher Position und mit falschen Parametern zu bohren, ist damit ausgeschlossen. Außerdem integriert die Kombination aus Sprengplanungslösungen und Bohrgerätesteuerungen neue Denkansätze in die Sprengplanung. So müssen beispielsweise für das am Ende gewünschte Sprengergebnis nicht mehr zwingend Bohrlöcher „in einer Reihe“ oder mit gleichen Bohrlochwinkel gebohrt werden. Dies ist in der Praxis bis jetzt zwar ein gängiger Kompromiss, damit die Arbeit für den Bohristen einfacher ist, zieht aber zugleich Einschränkungen in Effizienz und Wirtschaftlichkeit nach sich. Auf dem Weg zum Besseren wird künftig nicht mehr die liniengenaue Bohrreihe das Maß der Dinge sein, sondern ausschließlich das exakt gewünschte Ergebnis. Ein Beitrag von Christian Steffan, Sprengingenieur und Produktspezialist, sowie Roland Taller, ebenfalls Produktspezialist resp. Bohr- und Sprengmeister bei der Geo-Konzept GmbH www.geo-konzept.de 3/2019 GESTEINS PERSPEKTIVEN
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LEITARTIKEL 1 Mit Baumaschinen auf
INHALT 3 66 Gewinnung: Wer sprengen
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