Aufgabekorngröße nach Sprengung und die Maulweite des Vorbrechers

Die Leistung entsteht an der Wand, nicht auf dem Typenschild

Anlagen, die hinter ihrer Auslegung zurückbleiben, sind selten falsch dimensioniert, aber häufig falsch beschickt. Die Aufgabekorngröße nach Sprengung entscheidet darüber, wie viele Tonnen der Vorbrecher tatsächlich sieht, wie lange die Verschleißteile halten und wie oft die Brechkammer je Schicht von Hand geräumt werden muss. Solange die Sprengmannschaft an Bohrmetern und die Aufbereitung an Verfügbarkeit gemessen wird, betrachtet niemand die Größe, die beide verbindet: die Korngrößenverteilung des Haufwerks.

Die Reihenfolge in diesem Beitrag verläuft deshalb von der Wand zur Anlage. Zuerst wird festgelegt, welches größte Stück verarbeitbar ist, danach werden Aufgeber und Maulweite bestimmt, und erst zum Schluss wird der Sprengplan so ausgelegt, dass diese Obergrenze eingehalten wird.

Die 80-Prozent-Regel

Übliche Praxis begrenzt das größte Aufgabestück eines Backenvorbrechers auf etwa 80 Prozent der Maulweite, also des Abstands zwischen den Brechplatten an der Aufgabeöffnung. Ein Band von 80 bis 90 Prozent gilt in Teilen der Fachliteratur als vertretbar, im Dauerbetrieb bleibt der niedrigere Wert die sichere Wahl. Der Grund ist geometrischer Natur: Ein Stück nahe der Maulweite verklemmt sich als Brücke über der Öffnung, statt eingezogen zu werden, und blockiert den gesamten Materialstrom dahinter.

Die Spalte mit 80 Prozent beschreibt eine Obergrenze, kein Ziel. Der überwiegende Teil des Haufwerks muss deutlich darunter liegen, nur vereinzelte Blöcke dürfen sich der Grenze nähern. Entscheidend ist die Verteilung: Ein einzelner Block von 900 mm kostet eine Schicht, ein dauerhafter Anteil von 700-mm-Blöcken kostet einen Monat.

Maulweite und Austragsspaltweite sind zwei Entscheidungen

Die Maulweite betrifft die Aufgabe, die Spaltweite am Austrag bestimmt die Produktkörnung. Die eine Größe richtet sich nach dem Haufwerk, die andere nach der nachfolgenden Stufe. Wer beim Backenbrecher beide Maße getrennt prüft, vermeidet die Hälfte der typischen Überraschungen in der Inbetriebnahmephase.

Wie der Sprengplan die Verteilung verschiebt

Die mittlere Korngröße verhält sich umgekehrt zum spezifischen Sprengstoffverbrauch: mehr Energie je Kubikmeter Fels führt in der Regel zu feinerem Haufwerk. Die im Bergbau gebräuchlichen empirischen Fragmentationsmodelle schätzen diesen Zusammenhang über Sprengstoffenergie, einen Gebirgsfaktor und das gelöste Volumen ab. Sie bleiben Näherungen und sind gerade am groben Ende der Verteilung, also bei den Blöcken, am unsichersten. Modellergebnisse gehören deshalb am gemessenen Haufwerk kalibriert.

Die praktischen Stellgrößen sind Vorgabe und Seitenabstand, Bohrlochdurchmesser, Zündfolge, Besatzlänge und Sprengstoffwahl. Ein weiteres Bohrraster spart Bohrkosten, die als Nachzerkleinerung, geringere Aufgabeleistung und schnellerer Brechplattenverschleiß zurückkehren. Sinnvoll ist nur die gemeinsame Betrachtung beider Kostenlinien.

Wenn das Trennflächengefüge stärker wirkt als der Plan

Schichtung, Klüftung und natürlicher Trennflächenabstand dominieren das Ergebnis häufig. Wird die Blockgröße durch den Kluftabstand vorgegeben, erhöht mehr Sprengstoff vor allem Erschütterung und Steinflug, ohne den Grobanteil nennenswert zu senken. Dann ist nicht die härtere Sprengung richtig, sondern eine Aufgabe- und Vorsiebtechnik, die für diese Blöcke ausgelegt ist.

Rostspaltweite als erster Filter

Der Rostabschnitt des Aufgebers scheidet Material aus, das bereits Produktkörnung hat. Üblich ist eine Spaltweite gleich der oder etwas kleiner als die Austragsspaltweite des Brechers. Ist der Rostspalt weiter, gelangt fertiges Material in die Brechkammer und verbraucht Energie, Panzerungsstandzeit und Kapazität, die für zu zerkleinerndes Gestein reserviert sein sollte. Starre Roste neigen stärker zum Verstopfen; ein schwingender Rostabschnitt leistet dasselbe mit weniger Unterbrechungen.

Der vorabgesiebte Anteil ist standortabhängig und senkt die Last vor dem Brecher unmittelbar. Ohne Messung dieses Anteils lässt sich keine belastbare Anlagenkapazität rechnen, denn aufgegebene und tatsächlich gebrochene Tonnen sind verschiedene Zahlen.

Aufgabegrenzen der mobilen Baureihen

Die folgenden Werte stammen aus den Serien-Datenblättern und definieren die Obergrenze, die im Steinbruch einzuhalten ist.

Die Tabelle ist in beide Richtungen zu lesen. Wer regelmäßig Blöcke über 800 mm löst, blockiert eine auf 500 mm ausgelegte Maschine in jeder Schicht. Bleibt das Haufwerk dagegen unter 400 mm, ist eine Aufgabeöffnung von 1000 mm überdimensioniert und wird zweimal bezahlt, in der Investition und im Energieverbrauch.

Messen statt schätzen

Verbreitet ist die fotografische Bildanalyse des Haufwerks. Aufnahmen mit maßstäblichem Referenzobjekt, ergänzt um eine Blockzählung je Löffelinhalt, ergeben ein brauchbares Bild. Wichtiger als hohe Einzelgenauigkeit ist, nach jeder Sprengung dieselbe Methode anzuwenden.

Drei Kennzahlen gehören ins Protokoll: Einsatzstunden des Hydraulikhammers zur Nachzerkleinerung, Stillstände des Vorbrechers durch Verklemmung und die Schwankung der Aufgabeleistung innerhalb der Schicht. Verschlechtern sich alle drei gemeinsam, liegt die Ursache an der Wand. Weitere Entscheidungen dieser Art behandelt der Bereich Bergbautechnik.

Reihenfolge der Entscheidungen

Zuerst das Produktprogramm festlegen, daraus die Austragsspaltweite ableiten, den Rost darauf abstimmen, die Maulweite auf mindestens das 1,25-fache des größten realistisch gelösten Blocks auslegen und zuletzt den Sprengplan an dieser Obergrenze ausrichten. In dieser Folge verbringt der Vorbrecher seine Betriebsstunden mit Zerkleinern statt mit Freiräumen.

Häufige Fragen

Ab welchem Blockanteil wird es kritisch?

Ein allgemeingültiger Grenzwert existiert nicht. Maßstab sind die Hammerstunden für Nachzerkleinerung zuzüglich der dadurch verursachten Brecherstillstände. Sobald diese Summe die Schichtplanung stört, ist der Anteil zu hoch.

Löst eine größere Maschine das Blockproblem?

Sie hebt die Obergrenze, verändert aber die Verteilung nicht. Der Engpass bleibt, die Investition steigt. Ohne Korrektur an der Wand ist das meist die teuerste Variante.

Führt mehr Sprengstoff immer zu feinerem Material?

Nein. Wird die Blockgröße vom Kluftabstand bestimmt, verlässt die Zusatzenergie die Böschung als Erschütterung und Steinflug.

Was passiert bei einer Rostspaltweite unterhalb der Austragsspaltweite?

Die Brecherlast sinkt, das gesamte vorabgesiebte Material geht jedoch direkt in den Produktstrom. Siebfläche und Feinanteilspezifikation müssen das aufnehmen können.