Automatisierte Schachtbohrmaschinen für den Untertagebergbau

Der Untertagebergbau zählt zu den anspruchsvollsten Bereichen des Maschinenbaus. Große Tiefen, schwierige geologische Bedingungen und hohe Sicherheitsanforderungen stellen Betreiber weltweit vor komplexe Herausforderungen.

Gleichzeitig wächst der Druck, Prozesse effizienter zu gestalten, Kosten zu senken und die Zahl der Mitarbeiter in Gefahrenbereichen zu reduzieren. Auf der bauma zeigt Herrenknecht, wie sich diese Anforderungen durch Automatisierung und spezialisierte Bohrtechnik miteinander verbinden lassen. Das Unternehmen ist vor allem für Tunnelbohrmaschinen bekannt. Die Erfahrungen aus dem Tunnelbau fließen heute zunehmend in Lösungen für den mechanisierten Bergbau ein. Im Mittelpunkt stehen Systeme, die Schächte und Bohrungen in unterschiedlichen Dimensionen herstellen können und dabei möglichst viele Arbeitsschritte automatisieren.

Herrenknecht überträgt Tunnelbau-Technik auf den Bergbau

Die Grundlage vieler Entwicklungen stammt aus dem Tunnelbau. Dort werden seit Jahrzehnten Maschinen eingesetzt, die große Hohlräume präzise und sicher herstellen können. Herrenknecht nutzt dieses Know-how inzwischen auch für Anwendungen im Bergbau unter Tage. Das Ziel besteht darin, Bohrungen und Schächte in unterschiedlichen Durchmessern sowie in verschiedenen Richtungen wirtschaftlich herzustellen. Die Bandbreite reicht von großdimensionierten Bohrungen von unten nach oben bis hin zu vollständig mechanisierten Schachtbohrverfahren. Dabei stehen nicht einzelne Maschinen im Mittelpunkt, sondern komplette Systemlösungen für unterschiedliche Anforderungen im Bergbau.

Schachtbohrmaschine setzt auf das Prinzip „Hands-off“

Ein zentrales Thema ist die Sicherheit. Im Bergbau entstehen viele Risiken dort, wo Menschen unmittelbar an schweren Maschinen arbeiten müssen. Deshalb verfolgt Herrenknecht konsequent den Ansatz „Hands-off“. Die Grundidee ist einfach: Je weniger Personal sich direkt im Gefahrenbereich aufhält, desto geringer ist das Unfallrisiko. Moderne Schachtbohrmaschinen übernehmen deshalb zahlreiche Arbeitsschritte automatisiert.

Ein Beispiel dafür ist der automatische Pipe-Handler. Dieses System transportiert Bohrrohre selbstständig und setzt sie in die Maschine ein. Mitarbeiter müssen die schweren Komponenten nicht mehr manuell bewegen und können außerhalb des unmittelbaren Arbeitsbereichs bleiben. Die wichtigsten Sicherheitsmerkmale umfassen:

• automatisierte Rohrhandhabung durch Pipe-Handler
• Reduzierung manueller Eingriffe im Gefahrenbereich
• geringerer Personalbedarf an der Maschine
• kontrollierte und reproduzierbare Arbeitsabläufe
• Fernüberwachung wichtiger Betriebsdaten
• höhere Prozesssicherheit bei komplexen Bohrarbeiten

Schachtbohren mit Durchmessern bis neun Meter

Besonders eindrucksvoll sind die Dimensionen der vorgestellten Systeme. Beim sogenannten Raise Boring wird zunächst eine Pilotbohrung hergestellt. Anschließend wird von unten ein großer Bohrkopf montiert und nach oben gezogen. Während dieses Vorgangs lösen Rollenmeißel das Gestein. Das Material fällt nach unten und kann dort abgeführt werden. Auf diese Weise entsteht schrittweise ein kompletter Schacht. Je nach Anwendung können Durchmesser von etwa 1,5 bis zu 8 oder 9 Metern realisiert werden. Auch die möglichen Tiefen sind beachtlich. Unter günstigen geologischen Bedingungen können Schächte Längen von bis zu 1.500 oder sogar 2.000 Metern erreichen. Solche Dimensionen verdeutlichen, warum mechanisierte Verfahren im modernen Bergbau zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Blindschächte ohne Zugang von unten herstellen

Nicht immer steht ein Zugang von der unteren Ebene zur Verfügung. Für solche Situationen bietet Herrenknecht spezielle Schachtbohrmaschinen an, die sogenannte Blindschächte herstellen können. Hier erfolgt der Vortrieb vollständig von oben nach unten. Das gelöste Material wird über den Schacht abgeführt. Zwar befinden sich weiterhin Mitarbeiter auf verschiedenen Arbeitsebenen, doch auch bei diesen Anlagen gilt das Prinzip, den direkten Kontakt zwischen Mensch und Maschine möglichst weit zu reduzieren. Automatisierte Prozesse übernehmen einen Großteil der körperlich belastenden und sicherheitskritischen Tätigkeiten. Dadurch lassen sich sowohl Sicherheitsstandards als auch Wirtschaftlichkeit verbessern.

Fernüberwachung und Automatisierung prägen die Zukunft

Die Entwicklung endet nicht bei automatischen Rohrwechslern oder mechanisierten Bohrverfahren. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf digitaler Vernetzung und Fernüberwachung. Bereits heute können Betriebsdaten einzelner Anlagen in Echtzeit an zentrale Standorte übertragen werden. Techniker erhalten dadurch Einblick in Maschinenzustände, Leistungsdaten und mögliche Störungen, ohne selbst vor Ort sein zu müssen. Der langfristige Trend im Bergbau ist klar erkennbar: mehr Automatisierung, weniger Personal in Gefahrenbereichen und eine stärkere Digitalisierung der Prozesse. Menschen werden weiterhin benötigt, doch ihre Aufgaben verschieben sich zunehmend von körperlicher Arbeit hin zu Überwachung, Steuerung und Analyse. Die auf der bauma präsentierten Systeme zeigen, wie sich dieser Wandel bereits heute konkret umsetzen lässt. Automatisierte Schachtbohrmaschinen verbinden hohe Leistungsfähigkeit mit einem Sicherheitskonzept, das darauf abzielt, Menschen möglichst weit von gefährlichen Arbeitsbereichen fernzuhalten. Für viele Bergbauprojekte könnte genau dieser Ansatz in Zukunft entscheidend werden.