Massenbilanz Brechkreislauf

Was die Massenbilanz im Brechkreislauf leistet

Jeder Gurt, jedes Siebdeck und jede Haldenschüttung in einer Anlage führt eine bestimmte Tonnage pro Stunde. Die Massenbilanz Brechkreislauf ist die Aufgabe, schriftlich festzuhalten, wie sich die aus dem Steinbruch eintretende Menge auf diese Ströme verteilt: Was hineingeht, muss der Summe der verkaufsfähigen Produkte plus der im Kreis laufenden Menge entsprechen. Schließt die Rechnung nicht, fehlt entweder ein Strom auf dem Blatt, oder es gibt einen Überlauf, einen Materialverlust oder eine unbemerkt wachsende Halde.

Der Nutzen zeigt sich an zwei Stellen. Vor dem Bau ist die Bilanz die einzige belastbare Grundlage für Gurtbreite, Antriebsleistung und Haldenfläche. In der laufenden Anlage beendet sie die Diskussion über den Engpass, denn verlorene Kapazität entsteht meist nicht im Brecher selbst, sondern in einem zu eng ausgelegten Strom direkt davor oder dahinter.

Die Ströme benennen

Aufgabestrom

Ausgangspunkt ist die frische Aufgabemenge über den Aufgeber. Dieser Wert stammt entweder aus der Zahl der Muldenfahrten oder aus der eingestellten Abzugsleistung. Feuchte und der Anteil an Überkornblöcken nach dem Sprengen wirken direkt auf diesen Strom: Bei nasser, toniger Aufgabe sinkt die Vorabsiebleistung, damit schrumpft der Anteil, der als Vorsieb-Unterkorn abgeht.

Unterkorn und Überkorn

Das Hauptsieb teilt alles, was es erreicht, nach Maschenweite. Was feiner ist als die Öffnung, geht in die Produktströme; was gröber ist, läuft zur nochmaligen Zerkleinerung zum Brecher zurück. Dieser Rücklauf hebt die vom Brecher tatsächlich gesehene Gesamtmenge über die frische Aufgabe hinaus, und genau deshalb ist es falsch, Brecher oder Aufgabegurt allein nach der frischen Aufgabemenge zu wählen.

Halde und Verladung

Jede Produktfraktion bildet ihre eigene Schüttung. Wird die Halde nicht als eigener Strom geführt, weiß niemand, wie viele Tonnen und wie viele Kubikmeter die Stundenleistung am Schichtende einnimmt, und die Planung von Radlader und Lkw hat keine Basis.

Rechenbeispiel bei 200 Tonnen pro Stunde

Nehmen wir einen geschlossen betriebenen Kreislauf mit drei Fraktionen. Die frische Aufgabe beträgt 200 t/h, der zum Brecher zurücklaufende Überkornstrom 60 t/h. Das Hauptsieb sieht damit insgesamt 260 t/h, während die den Kreislauf als Produkt verlassende Menge weiterhin 200 t/h ergeben muss. Die Produkte verteilen sich auf 40 t/h in 0-5 mm, 60 t/h in 5-15 mm und 100 t/h in 15-25 mm; die Summe entspricht der frischen Aufgabe, die Bilanz schließt.

In der letzten Spalte ist jeder Gurt auf etwa das 1,25-Fache der geführten Tonnage ausgelegt. Diese Reserve nimmt Schwankungen der Abzugsleistung und Feuchteunterschiede auf; eine Auslegung genau auf den Nennwert bedeutet Überlauf beim ersten Materialstoß.

Wie der Siebwirkungsgrad die Bilanz verzerrt

Die Tabelle setzt voraus, dass das Sieb das gesamte angebotene Feingut durchlässt. Tatsächlich wird ein Teil mit dem Überkorn mitgeschleppt. Der Siebwirkungsgrad drückt aus, wie viel des Materials, das die Öffnung passieren sollte, sie wirklich passiert hat: durchgefallenes Feingut geteilt durch das gesamte Feingut in der Aufgabe. Sinkt der Wirkungsgrad, wächst der Umlaufstrom, der Brecher verbraucht Energie für bereits ausreichend feines Material, und die Tonnage auf dem Produktgurt fällt. Maschenweite, Deckneigung und Gewebeart gehören daher in die Massenbilanz und nicht in eine getrennte Betrachtung.

Von Tonnen zu Kubikmetern

Haldenfläche wird in Kubikmetern gemessen, nicht in Tonnen. Die lose Schüttdichte von Brechsand und Splitt liegt allgemein zwischen 1,5 und 1,7 t/m³; die 800 Tonnen, die der Strom 15-25 mm in einer Achtstundenschicht liefert, nehmen damit etwa 470 bis 530 m³ ein. Das Kegelvolumen folgt aus Basisradius und Höhe, und die Höhe wird durch den Schüttwinkel begrenzt. Gebrochenes Gestein steht üblicherweise mit einem Schüttwinkel zwischen 35° und 45°; steiler lässt sich der Kegel nicht erzwingen.

Vom Blatt zur Ausrüstungswahl

Sobald die Tabelle vorliegt, wird die Auswahl mechanisch: Die Tonnage jedes Stroms legt Gurtbreite und benötigte Siebfläche fest. Mit diesem Blatt in der Hand ergibt sich die in jeder Stufe erforderliche Kapazität einer stationären Brechanlage von selbst. Für mobile Aufstellungen gilt dieselbe Logik, nur Gurtlängen und Haldenabstände fallen kürzer aus. Den weiteren Rahmen decken die Beiträge zur Bergbautechnik ab.

Drei wiederkehrende Fehler

Erstens die Wahl des Brechers nach der frischen Aufgabe: Im geschlossenen Kreis arbeitet er an einem Teil von 260 t/h, nicht an 200. Zweitens Unterkornanteile aus der Produktnachfrage statt aus der Aufgabekörnung anzusetzen; die Nachfrage steuert die Rechnung nicht, die Körnung tut es. Drittens den Haldenstrom auszulassen und sich dann über den vollen Platz am Schichtende zu wundern.

Fragen

Warum schließt die Bilanz nie genau?

In die Entstaubung gezogenes Feingut, Anhaftungen entlang der Gurte und Feuchteverlust sind kleine, aber echte Ströme. Eine Abweichung von wenigen Prozent ist normal; zehn Prozent deuten auf einen Messfehler oder einen nie erfassten Strom hin.

Welche Messungen genügen?

Die Abzugsleistung, eine Bandwaage je Produktgurt und eine Siebanalyse aus der Siebaufgabe. Ohne diese drei Werte beruht die Tabelle auf Schätzungen.