Home » Ventilation on Demand – Bedarfsgerechte Wetterführung

Ventilation on Demand – Bedarfsgerechte Wetterführung

Die Entwicklung des untertägigen Abbaus von Rohstoffen war stets gekennzeichnet durch größere Abbauteufen, Grubengebäude größerer flächenhafter Ausdehnung sowie die dadurch motivierte Entwicklung und Einführung neuer Verfahren und Technologien. Hieraus ergab sich nicht nur die steigende Notwendigkeit zur Bewetterung der untertägigen Grubenräume im Allgemeinen, sondern auch eine immer besser kontrollierte Wetterführung bei wachsendem Wettermengenbedarf. Auch heute setzt sich der Trend zu einer steigenden Komplexität der Bergwerke bei größeren Teufen und einem vermehrten Einsatz von Maschinen fort. Für die Wettertechnik ergeben sich damit weiter steigende Anforderungen und neue Herausforderungen. Dieser Artikel beschreibt einführend die über die Entwicklungsgeschichte des historischen untertägigen Bergbaus aufgekommenen Problemstellungen mit ihren Lösungen. Im weiteren Verlauf werden die heutigen Anforderungen an die Wettertechnik und deren erwartete zukünftige Entwicklung aufgezeigt sowie Lösungsansätze diskutiert. Unter dem Begriff „Ventilation on Demand“ (VOD – bedarfsgerechte Wetterführung) entwickeln Forschungseinrichtungen und Betreiber von Bergwerken derzeit vielseitige Ansätze zur Lösung heutiger und möglicher zukünftiger Anforderungen an die Wettertechnik hinsichtlich Luftqualität, Wetternetzoptimierung und Energieeffizienz. In diesem Artikel werden weiterhin verschiedene Ansätze gegenübergestellt und notwendige Maßnahmen erörtert, derer es bei der Auslegung eines Wetternetzes nach den Maßstäben von VOD bedarf.

Autoren: Felix Dicks, cand. M.Sc. Mining Engineering, und Dr.-Ing. Elisabeth Clausen, Institut für Bergbau, Technische Universität (TU) Clausthal, Clausthal-Zellerfeld

1 Einführung

Der untertägige Abbau von mineralischen Rohstoffen begann nachweislich bereits vor 3.000 v. Chr. (1). Während die Gruben in dieser Zeit nur wenige Meter Teufe erreichten und der Abbau mit einfachsten Mitteln durchgeführt wurde, boten sich über die Jahrhunderte dank neuer Technologien auch Möglichkeiten, größere Teufen zu erschließen. Um das Jahr 1700 sind bereits Gruben über 300 m Teufe dokumentiert. Die immer komplexer werdenden Grubengebäude und die erhöhte Anzahl an Arbeitern hatten aber bereits weit davor dazu geführt, dass Wetter zur Versorgung der Bergleute mit Frischluft gezielt in die Gruben hineingeleitet werden mussten (2). Der Zusammenhang zwischen Atemluft und der Arbeitsfähigkeit der Bergleute wurde bereits von Georgius Agricola (1494 – 1555) in seinem Werk „De Re Metallica“ (3) beschrieben. Darin wurden auch Maschinen vorgestellt, beispielsweise Windfänge, die für diese ersten Formen der mechanisierten Bewetterung eingesetzt wurden.

Der Wettermengenbedarf stieg nach Etablierung der regelmäßigen Sprengarbeit im 17. Jahrhundert und im Zuge der fortschreitenden Industrialisierung rasant an. Wetteröfen dienten ab dem 18. Jahrhundert der Erzeugung eines Kamineffekts, um die Wetter in Bewegung zu halten. Kanarienvögel, Nagetiere und Sicherheitslampen kamen als erste Gasdetektoren nach Untertage. In England wurden um 1800 erstmals Wetterbauwerke gezielt zur Führung der Luftmassen eingesetzt und neue Erkenntnisse aus Wissenschaft und Technik führten zu einem stetig wachsenden Verständnis für die strömungstechnischen Zusammenhänge (2).

Heute sind Teufen über 1.000 m nicht mehr ungewöhnlich. Seit den 1970er Jahren haben Dieselmaschinen weltweit Einzug in die Bergwerke gehalten und sind dort heute einer der Hauptverursacher von schädlichen Gasen und Feinstaub, die es durch die Bewetterung zu verdünnen und abzuführen gilt. Neue Antriebstechniken (Dampfkraft, Elektrizität) haben es bereits weit zuvor möglich gemacht, immer größere Ventilatoren anzutreiben, mit denen die steigenden Wettermengenbedarfe realisiert werden konnten. Neben passiv arbeitenden Wetterbauwerken wurden etwa ab dem Jahr 1900 zusätzlich kleinere Lüfter untertägig installiert, um den Hauptgrubenlüfter zu ergänzen und die Wetter gezielt in Arbeitsbereiche leiten zu können, die andernfalls nicht oder nur unzureichend durchströmt würden. Die Entwicklung und Einführung von Software machte es schließlich – ab Mitte des 20. Jahrhunderts – möglich, eine geeignete Wetternetzplanung bereits vor Errichtung eines Bergwerks durchführen zu können (2).

Trotz der zahlreichen Veränderungen, welche die Wettertechnik in den Jahrhunderten erlebt hat, hat sich in den vergangenen Jahrzehnten ein gewisser Stillstand – die „set-and-forget-Mentalität“ – eingestellt (4). Wetternetze wurden zwar nach Bedarf erweitert, wenn beispielsweise neue Felder erschlossen wurden, aber zumeist nicht optimiert. So konnte zwar die Versorgung der Betriebspunkte mit Frischwettern sichergestellt werden, was aber häufig zu einer Verringerung der Effizienz des gesamten Systems geführt hat.

Seit einigen Jahren stellt sich zahlreichen Bergwerksbetreibern daher die Frage, wie den steigenden Ansprüchen an Sicherheit und den immer komplexer werdenden Gruben bei steigenden Energiekosten begegnet werden kann. Neben ökonomischen Faktoren spielen dabei zunehmend ökologische und soziale Aspekte in Hinblick auf eine gesellschaftliche Akzeptanz gegenüber Rohstoffaktivitäten eine Rolle.

Eine mögliche Lösung für die vorliegenden Problemstellungen ist die unter dem konzeptuellen Namen „Ventilation on Demand“ (VOD – bedarfsgerechte Wetterführung) bekannt gewordene Idee, einen jeden Betriebspunkt in einem Bergwerk genau mit der Menge an Frischwettern zu versorgen, derer es tatsächlich in diesem Moment bedarf. Diese Idee führt damit weg von der pauschalen Bewetterung hin zu gezielt und intelligent verteilten Volumenströmen, wobei der Gesamtvolumenstrom deutlich reduziert werden kann. Diese Reduzierung des Volumenstroms kann schließlich zu den gewünschten Einsparungen führen, da der hierfür zugrundeliegende mathematische Zusammenhang den Volumenstrom der aufzubringenden Energiemenge in der dritten Potenz zufließen lässt.

P = ∆p · V‘   und   ∆p = R · V‘2   ergeben   P = R · V‘3

Ein einfaches Beispiel verdeutlicht diesen Zusammenhang: Eine Erhöhung des Volumenstroms (V‘) um 20 % bewirkt bereits eine Erhöhung des notwendigen Druckunterschieds (∆p) um 44 %, was zu einer Erhöhung der am Lüfter notwendigen Leistung (P) um 73 % führt. Werden durch VOD derartige Erhöhungen des Bedarfs vermieden, kann dies für ein Bergwerk demnach enorme Einsparungen bedeuten. Allgemein wird angenommen, dass die Wettertechnik bis zu 50 % der Energiekosten und bis zu 15 % der Gesamtkosten eines Bergwerks ausmachen können und damit eine Beachtung dieses Kostenpunkts durchaus gerechtfertigt ist (5, 6).

Das gezielte Zuführen von benötigten Volumenströmen bedeutet schließlich ebenso, dass die Einhaltung von Vorgaben garantiert wird und damit die Qualität der Wetter verbessert werden kann. Auch ist denkbar, dass andere Verbesserungen, z. B. die Weiterentwicklung von Motoren, wesentlich zu einer Steigerung der Wetterqualität beitragen werden. Derartige Methoden fallen dann jedoch nicht unter Ansätze von VOD im engeren Sinne, da sie nicht auf der gezielten Umverteilung der Volumenströme beruhen, sondern allgemeiner als „Mine Ventilation Optimisation“ gelten, wovon wiederum VOD als ein wesentlicher Unterpunkt angesehen werden kann (7).

2  Heutige Lösungen und zukünftige Herausforderungen für die Wettertechnik

Dank der zuverlässigen Verfügbarkeit von Energiequellen und Ressourcen für den Ausbau der Infrastruktur ist es möglich, neue Betriebspunkte in Bergwerken beispielsweise mit Elektrizität zu versorgen. Es stellt demnach grundsätzlich kein technisches Problem mehr dar, zusätzliche wettertechnische Anlagen zu installieren und diese mit Energie zu versorgen. Einem Bergwerksbetreiber stehen damit zahlreiche Optionen zur Verfügung.

Je nach Aufbau eines Grubennetzes und in Abhängigkeit von spezifischen Gefahren können verschiedene Formen der Wetterführung realisiert werden. Hier sind beispielsweise saugende oder blasende, aufwärts oder abwärts geführte oder auch Y- und W-Bewetterung typische grundlegende Optionen. Mit zusätzlichen Lüftern – Booster Fans, Sonderbewetterung – oder verschiedenen Wetterbauwerken – z. B. Schleusen, Blenden – können die Wetter gezielt gelenkt werden.

Die heute sehr hohen Bedarfe werden vermehrt über eigens angelegte Wetterwege in das Bergwerk geleitet, z. B. Eisenerzgrube Kiruna/Schweden (8), um Verluste durch Reibung beispielsweise an Fördereinrichtungen im Schacht zu vermeiden. Eine Steigerung der Effizienz des Bewetterungssystems kann hierdurch bereits erreicht werden.

Dennoch steht die Effizienz weiter im Fokus, da zum einen Anschaffungskosten, Energiekosten sowie Wartungs- und Instandhaltungskosten tendenziell steigen und zum anderen die Bergwerke sich in immer größere Teufen entwickeln. Größere Teufen bedeuten nicht nur einen längeren Weg für die Wetter und damit erhöhte Druckverluste, sondern auch eine verstärkte Wärmeaufnahme durch Selbstverdichtung und durch die längere Kontaktzeit mit dem Gebirge. Die Einhaltung von Temperaturgrenzwerten durch Kühlung wird damit ebenso zu einem Aspekt, der steigender Aufmerksamkeit bedarf. Wird von weiter steigenden Zahlen an eingesetzten Dieselmaschinen und strengeren Grenzwerten für auftretende Gase ausgegangen, werden die notwendigen Wettermengen ebenso weiter steigen, nicht zuletzt auch, um die Abwärme der Motoren abzuführen (Bild 1). Letzteres bleibt auch beim zunehmenden Einsatz von Elektromotoren relevant. Ohne eine Optimierung der Wetternetze und gezielte Wetterführung käme es durch den wachsenden Bedarf zu überproportional steigenden Kosten.

Fig. 1. Loader as a trigger for increased ventilation needs (15). // Bild 1. Ladearbeit als Grund für Sonderbewetterung (15). Photo/Foto: ABB

Der häufig genannte Trend der Automatisierung wird zwar das Gefahrenpotential für den Menschen selbst erheblich verringern, allerdings wird weiterhin eine Bewetterung vonnöten sein, um die Maschinen ausreichend kühlen und die Bildung explosibler Atmosphären verhindern zu können. In diesen Grenzen bietet sich die Option, das Sauerstoffniveau auf 17 % (Machbarkeitsgrenze für Verbrennungsmotoren) fallen zu lassen, sodass durch gezielte Rückführung bereits geringere Gesamtvolumenströme ausreichen werden, doch wird die Automatisierung nicht als alleinige Lösung stehen können (9).

3  Ventilation on Demand: Lösungsansätze

3.1  Überblick

Fig. 2. Scematic View on a VOD system (15). // Bild 2. Schematische Darstellung einer bedarfsgerechten Bewetterung (15). Source/Quelle: ABB

Die übergeordneten Ziele einer bedarfsgerechten Bewetterung (Bild 2) sind die Reduzierung der Energiekosten bei Einhaltung rechtlicher Rahmenbedingungen hinsichtlich der Luftqualität und die Steigerung der Produktivität, die beispielsweise durch gezieltes Auswettern erreicht werden kann (10). Die set-and-forget-Mentalität wird im Sinn der Optimierung mit VOD daher durch ein dynamisch reagierendes System abgelöst. Folgende Fragestellungen stehen im Vordergrund (11):

  • Müssen alle Felder bewettert werden?
  • Benötigen alle Felder einen konstanten Volumenstrom?
  • Müssen alle sonderbewetterten Bereiche zu jeder Zeit versorgt werden?
  • Wurde das ursprüngliche System, auf dem die Auslegung des Wetternetzes beruhte, erweitert oder anderweitig verändert?
  • Muss die Bewetterung auch in Zeiten von betrieblichen Stillständen aufrechterhalten werden?

Gerade die Frage nach der Zeit spielt eine entscheidende Rolle. Welche Prozesse bedürfen einer speziellen (intensiven) Bewetterung und wann finden diese statt? Als weiteres Ziel einer Optimierung könnten daher diese energieintensiven Prozesse schließlich in Zeiten mit geringeren Energiekosten verlegt werden, z. B. in die Nacht, sofern dies organisatorisch möglich ist (12).

3.2  Elemente eines VOD-Systems

Die Beantwortung der obigen Fragen ist eine rein organisatorische Angelegenheit. Eine Voraussetzung für die Anwendung geeigneter VOD-Ansätze ist die detaillierte Kenntnis über die betrieblichen Abläufe und rechtlichen Rahmenbedingungen.

Um die Bedarfe einzelner Betriebspunkte im Detail ermitteln zu können, sollten Maschinen in ihren Eigenschaften, ihrem Status und ihren Aufenthaltsorten bekannt sein. Ebenso sollte bekannt sein, ob in einem Bereich Personal im Einsatz ist.

In beiden Fällen ist also ein Tracking- und Identifizierungssystem notwendig. Die Informationen über den Aufenthalt von Menschen und Maschinen müssen ausgewertet werden, um eine angemessene Reaktion zu erzeugen. Die Auswertung kann zentral oder dezentral stattfinden, wobei in allen Fällen eine Infrastruktur zur Kommunikation notwendig ist.

Darüber hinaus sollten alle wettertechnischen Elemente automatisiert verstellbar sein. Die Möglichkeit der Einstellbarkeit von Lüftern wird im ebenfalls in dieser Ausgabe erscheinenden Beitrag „Bedarfsgerechte Bewetterung – steuerbare Lüftertechnik, Einsatzbeispiele, Grenzen“ (S. 342 bis 355) thematisiert.

Um die geforderten Luftqualitäten und Volumenströme einhalten zu können, reicht die Ermittlung von Bedarfen, z. B. Frischwettermenge je Diesel-kW, allein jedoch nicht aus. Besonders bei sehr komplexen Netzwerken kann die Zahl an unerwarteten Einflüssen unübersichtlich sein. Die Kontrolle der tatsächlich erreichten Luftqualitäten und der Vergleich gegenüber den erwarteten Eigenschaften sind daher sinnvoll.

Hierfür gilt es, das Grubengebäude mit einem geeigneten Netz aus Sensoren zu überwachen. Dadurch kann die starre Berechnung der Bedarfe (quantitativer Ansatz) durch ein gesteigert dynamisches System mit Reaktion auf tatsächliche Schadstoffkonzentrationen oder sich einstellende Volumenströme (qualitativer Ansatz) abgelöst werden. Ein qualitativ arbeitendes VOD-System kann so beispielsweise auch auf unerwartet auftretende Schadstoffe reagieren.

3.3  Hierarchie in VOD-Systemen

Die oben aufgeführten Elemente eines VOD-Systems müssen nicht zwangsläufig alle enthalten sein, um eine bedarfsgerechte Wetterführung zu realisieren. Es ist schließlich eine Frage des Grads der Umsetzung, welchen Einfluss auf den Wirkungsgrad das zu installierende System hat. Der Grad der Umsetzung kann über folgende Hierarchie definiert werden, wobei die zu erwartenden Einsparpotentiale mit dem Grad der Umsetzung steigen (13):

  • Stufe 1: Manuelle Steuerung. Als erster Schritt gilt die Einrichtung (irgend)einer Möglichkeit der Steuerung. Lüfter können manuell über Schalter eingeschaltet, ausgeschaltet oder verstellt und andere Komponenten in ihrer Aktivität eingestellt werden, wenn die Situation Anlass hierfür gibt.
  • Stufe 2: Zeitabhängige Steuerung. Die Betriebsplanung gibt Zeiten für gewisse Aktivitäten vor. Über diese können die Bedarfe berechnet werden, die zu einer Zeit zu realisieren sind. Über ein Steuerungssystem können die Komponenten des Wetternetzes entsprechend der Zeiten programmiert werden. Die Anpassung erfolgt dann automatisch.
  • Stufe 3: Steuerung aufgrund konkreter Ereignisse. Unabhängig von vorab definierten Zeitplänen können einzelne Ereignisse in dieser Stufe berücksichtigt werden. Insbesondere bei Sprengarbeit oder im Brandfall, kann so auf einzelne Situationen reagiert werden, die aber manuell vorzugeben sind.
  • Stufe 4: Quantitativer Ansatz. Verbraucher werden anhand von Sensoren im Grubengebäude lokalisiert und die sich daraus ergebenden Bedarfe durch das VOD-System realisiert.
  • Stufe 5: Qualitativer Ansatz. Neben den über den quantitativen Ansatz festgelegten Bedarfen erfolgt die Kontrolle der untertägigen Zustände durch ein umfassendes Netzwerk von Sensoren. Durch entsprechende intelligente Software kann auf einzelne Ereignisse, die sich durch Veränderung der Eigenschaften der Wetter definieren lassen, automatisch reagiert werden.

3.4  VOD-Software

Abgesehen von Stufe 1 der Implementierung bedarf die Umsetzung eines VOD-Systems einer geeigneten Software. Aktuell sind folgende drei VOD-Softwarelösungen kommerziell verfügbar:

  • SmartVentilation (ABB, new.abb.com). Die ursprünglich für Gebäude entwickelte Software SmartVentilation des Schweizer Entwicklers ABB ist in drei Ausführungen verfügbar, die sich im Grad ihrer Komplexität unterscheiden. So bietet SmartBasic lediglich überwachende Funktionen zur manuellen Umsetzung von Änderungen, SmartMid verfügt bereits über Tools zur automatisierten Regelung von wettertechnischen Elementen und SmartPerfect bietet die vollautomatische und qualitative Kontrolle über das Wetternetz.
  • NRG1-ECO® (BESTECH, www.bestech.com). Das Programm NRG1-ECO® wurde von einer Expertenkommission des Herstellers BESTECH entworfen. Dadurch ist das Programm speziell auf die Bedürfnisse von Bergwerken zugeschnitten. Dieses Programm zeichnet sich dadurch aus, dass es dezentral reagiert. Eine Übermittlung von Daten nach Übertage ist für eine Entscheidungsfindung somit nicht mehr nötig. Hierdurch sind Reaktionszeiten verkürzt, und möglichen Gefahren durch Systemausfälle kann besser begegnet werden.
  • SmartExec™ (Howden Simsmart, www.howden.com). Die kanadische Firma Simsmart entwickelte ihre Software für VOD aus Vorläufern, die zur Belüftung von U-Booten eingesetzt wurden. Das Programm arbeitet dabei recht ähnlich dem von ABB, was auf einer früheren Zusammenarbeit der beiden Unternehmen beruht. Es verfügt über ein ausgeprägtes Tracking-System für Fahrzeuge und Personen und steuert die wettertechnischen Elemente von Übertage aus.

3.5  Beispiele

Als allgemeiner Ansatz gilt es, mittels VOD die Effizienz der Bewetterung zu steigern und Kosten zu sparen. Ein beeindruckendes Beispiel stellt die Bousquet Mine von Barrick Gold in Kanada dar. Hier wurde das Bewetterungssystem für eine im Jahr 1990 realisierte Leistung von 1.800 t/d Erz in maximal zwölf aktiven Örtern dimensioniert. Tatsächlich befanden sich nicht mehr als zehn Örter gleichzeitig im Angriff. Bis zum Jahr 1999 erweiterte sich der Abbau bereits auf 18 Örter und die Förderung belief sich auf 2.100 t/d. Die ursprünglich zugeführten 188 m3/s hätten ohne die Implementierung eines VOD-Systems um weitere 110 m3/s ergänzt werden müssen. Durch gezieltes Umstrukturieren des Systems konnte der Betrieb mit den bereits vorhandenen wettertechnischen Elementen ohne Ergänzungen weitergeführt werden (5).

In einem anderen Fall konnte über entsprechende Software ein Einsparpotential um 20.000 MWh pro Jahr für einen komplexen Örterbau mit 110 Zusatzlüftern simuliert werden (14).

Weitere Beispiele mit detaillierten Beschreibungen zur Umsetzung von VOD sind ebenfalls von Engler, Kegenhoff und Papesch im genannten Artikel zu bedarfsgerechter Bewetterung in diesem Heft beschrieben.

4  Grenzen und Ausblick

Die bisherigen Erläuterungen haben aufgezeigt, dass bereits gute Ansätze zur Umsetzung einer bedarfsgerechten Bewetterung entwickelt wurden. Dennoch sind weiterhin einige Fragen offen, deren Beantwortung eine weitere Steigerung der Effizienz erwarten lässt.

Einfache technische Ergänzungen können dabei schon zu Erfolgen und weiteren Einsparpotentialen führen. Wenn beispielsweise ein Lader nicht unter Last oder Volllast fährt, benötigt er tendenziell geringere Wettermengen zur Verdünnung der Dieselschwaden. Wenn nicht nur Herstellerdaten und aktuelle Position, sondern auch der tatsächliche Status übermittelt werden kann, wird eine umso bessere Analyse der Situation möglich.

Auch muss in der Arbeitsweise der Programme berücksichtigt sein, dass eine Reaktion auf neue Umstände nicht unmittelbar zu den gewünschten Ergebnissen führt. Ein Lader beispielsweise, der einen Betriebspunkt erreicht und in diesem Abschnitt registriert wird und dadurch wiederum einen Lüfter auf mehr Leistung einstellt, benötigt unmittelbar entsprechende Volumenströme zur Verdünnung der Abgase. Zusätzliche Volumenströme sind aber nicht sofort verfügbar, sondern unterliegen der Trägheit des Wetternetzes. Hier empfiehlt sich die genaue Festlegung von typischen Routen der einzelnen Fahrzeuge, damit das Programm bereits in ausreichender Zeit zuvor erkennen kann, wo später erhöhte Bedarfe auftreten werden. Gleiches gilt auch für die Erreichbarkeit, Trägheit und Querempfindlichkeit von Sensoren. Auch hier führt die technisch derzeit nicht anders lösbare Verzögerung zwischen Auftreten einer Situation und der zugehörigen Reaktion möglicherweise zu entscheidenden Versorgungsdefiziten.

Schließlich ist auch die Reaktion auf Extremsituationen nicht abschließend geklärt. Fällt das Kommunikationsnetz aus oder kommt es in einer Grube zu Gasausbrüchen oder Bränden, die wiederum einen Ausfall des Kommunikationssystems hervorrufen, können pauschale Reaktionen nicht immer zu einem guten Ausgang der Situation führen. In welcher Form ein Notfallmanagement möglich ist und wie dieses umgesetzt werden kann, muss noch abschließend geklärt werden.

5  Zusammenfassung

Ventilation on Demand steht als konzeptueller Oberbegriff für jede Optimierung eines wettertechnischen Systems, sofern die Optimierung über die gezielte, den lokalen Bedarfen entsprechende Wetterführung realisiert wird. VOD deckt zusammenfassend folgende Aspekte bezüglich der gezielten Steuerung von Wetterströmen ab:

  • Kenntnis über rechtliche Rahmenbedingungen, Gasquellen und Verbraucher,
  • Erfassung von Aufenthaltsort von Personen und Maschinen, Status von Maschinen und aktuelle Zusammensetzung der Wetter,
  • Anpassung von Hauptgrubenlüftern, Zusatzlüftern und Reglern sowie
  • Einrichtung von Mess- und Regelstationen, Kommunikations-Infrastruktur, Software und wettertechnischen Elementen.

Der zielgerichtete Einsatz von VOD kann nicht nur zu einer reinen Kostensenkung in bestehenden wettertechnischen Systemen führen, sondern auch zu einer Erhöhung der Produktivität und der Erschließung weiterer Felder bei gleichbleibenden Kosten und gleichen wettertechnischen Ressourcen.

Um die noch ungeklärten Fragen, z. B. Berücksichtigung der Trägheit des Systems oder Einsatz von geeigneter Sensorik, zu lösen sowie den Bereich der Wettertechnik weitergehend in die Planung und Steuerung der Produktion, des Transports sowie der Wartung und Instandhaltung zu integrieren, sind weitere Entwicklungen von ganzheitlichen Ansätzen notwendig. Auch ist jedes Wetternetz mit seinen Elementen einzeln zu betrachten, sodass neben dem konzeptuellen Ansatz weitere Detailbetrachtungen notwendig sind. Ein Beispiel zur Detailbetrachtung wird im genannten Folgeartikel zur steuerbaren Lüftertechnik vorgestellt.

References / Quellenverzeichnis

References / Quellenverzeichnis

(1) Jahn, M.: Der älteste Bergbau in Europa. Berlin: Akademischer Verlag, 1960.

(2) Die Geschichte der Grubenbewetterung. Online. Available: http://www.grubenbewetterung.de.

(3) Agricola, G.: De re metallica libri XII. 1556.

(4) Lagowski, K.: Air Supply on Demand – New Ventilation Technology Provides Airflow When and Where It Is Needed. 2013.

(5) Hardcastle, S. G.; Gangal, M. K.; Schreer M.; Gauthier, P.: Ventilation-on-Demand – Quantity or Quality – A Pilot Trial at Barrick Gold’s Bousquet Mine. In: Proceedings of the 8th US Mine Ventilation Symposium, Rolla, 1999.

(6) Katary, S.: Ventilation on Demand – CAF (Community Adjustment Fund). CEMI, 2012.

(7) Basu, A. J.; Andersen, M. M.; Godsey, A. J.: A Framework for Integrating Mine Ventilation Optimization (MVO) with Ventilation on Demand (VOD). 2013.

(8) Mukka, L.; Blomgren, C.: Extension of the main ventilation system at LKABs Kiruna Mine for the new main haulage level 1365 m. 12th U.S./North American Mine Ventilation Symposium, 2008.

(9) Kocsis, C. K.; Hardcastle, S. G.; Hall, R.: The Benefit of Using Mine Process Simulators to Design a “Life-Cycle” Mine Ventilation System. In: SME Annual Meeting, Denver, 2004.

(10) Gillies, A. D. S.; Wu, H. W.; Shires, D.: Development of an Assessmet Tool to Minimize Safe After Blast Re-Entry Time to Improve the Mining Cycle. In: Proceedings, 10th US Mine Ventilation Symposium, Anchorage, Balkema, 2004.

(11) Hardcastle, S. G.; Kocsis, C. K.: The Ventilation Challenge – A Canadian Perspective On Maintaining a Good Working Environment in Deep Mines. 2002.

(12) Chatterjee, A.; Zhang, L. Xia, X.: Optimization of Mine Ventilation Fan Speeds According to Ventilation on Demand and Time of Use Tariff. Department of Electrical, Electronic and Computer Engineering, University of Pretoria, Pretoria, 2014.

(13) Tran-Valade, T.; Allen: Ventilation-On-Demand key consideration for the business case”, in Canadian Institute of Mining (CIM) Convention: Proceedings of the Toronto 2013 CIM Conference, Toronto, Canada, 2013.

(14) Howden Simsmart: Ventilation on Demand brings substantial energy and cost savings. 2016.

(15) http://new.abb.com/mining/underground-mining/mine-automation/smartventilation

Autoren: Felix Dicks, cand. M.Sc. Mining Engineering, und Dr.-Ing. Elisabeth Clausen, Institut für Bergbau, Technische Universität (TU) Clausthal, Clausthal-Zellerfeld
Online_Abonnement