Safety für den Untertagebau

Glück auf!

Arbeiten unter Tage erfordern ein hohes Maß an Sicherheit. Das gilt auch für die dort eingesetzten Bergbaumaschinen. Für Sandvik Mining and Construction aus Zeltweg in der österreichischen Steiermark hat das Thema Sicherheit daher Priorität: Maschinen für schneidende Gesteinsbearbeitung müssen zuverlässig vor möglichen Explosionen geschützt sein. Sandvik verlässt sich hierbei auf den Automatisierungsexperten Pilz, der über die notwendige Hardware und Software hinaus vor allem mit seinem fachlichen Knowhow im Bereich der sicheren Automation dazu beiträgt, die Maschinen bis zu deren Baumusterprüfung safe für den Untertagebau zu machen.
 Hohe Sicherheitsvorkehrungen bei Arbeiten unter Tage sind erforderlich. Das gilt auch für Bergbaumaschinen von Sandvik aus dem österreichischen Zeltweg.
Hohe Sicherheitsvorkehrungen bei Arbeiten unter Tage sind erforderlich. Das gilt auch für Bergbaumaschinen von Sandvik aus dem österreichischen Zeltweg.Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Es gibt Maschinen, die allein durch ihre Größe beeindrucken. Hierzu zählen auch die Bergbaumaschinen der Sandvik Mining and Construction. Der Hersteller von ‚Vortriebs- und Gewinnungsmaschinen für den schneidenden Abbau von Mineral-, Kohle- und Erzlagerstätten‘ baut unterschiedliche Maschinentypen für diverse Anwendungen und für raueste Umgebungen, wie z.B. dem Kohleabbau, wo sie ihre Aufgaben zuverlässig und ohne Gefährdung für Mensch und Abbauort erfüllen – Stichwort: explosionsgefährdeter Bereich.

 Der Sandvik MB670-1 Bolter Miner, der anwendungsspezifisch für den Langkammerkohlebau konstruiert ist, wurde für die sichere Arbeit unter Tage in Zusammenarbeit mit Pilz entsprechend ausgestattet.
Der Sandvik MB670-1 Bolter Miner, der anwendungsspezifisch für den Langkammerkohlebau konstruiert ist, wurde für die sichere Arbeit unter Tage in Zusammenarbeit mit Pilz entsprechend ausgestattet.Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Safety beginnt mit der richtigen Dosis Wasser

Die Sicherheitsanforderungen für solche Maschinen sind somit entsprechend hoch, der Prozess bis zur einsatzbereiten Maschine dadurch komplex und lang, oft über Jahre. Denn die Technik ‚dahinter‘ muss programmiert, geprüft und schließlich an der Maschine selbst installiert werden. Darüber hinaus finden unzählige Projektschritte wie Prüfprozesse oder etwa Sicherheitsabnahmen statt.

Pilz und Sandvik verbindet eine langjährige Kooperation, der deutsche Automatisierer ist als Entwicklungspartner am Standort Zeltweg mitverantwortlich dafür, dass die Sandvik-Maschinen alle notwendigen Safety-Vorgaben erfüllen. Insbesondere, wenn es darum geht, die Gefahr von Explosionen unter Tage durch vor allem Methan, also Grubengasen, auszuschließen: Zur Eindämmung der austretenden Methangase werden Wasserdüsen am Schneidkopf der Bergbaumaschinen eingesetzt. Diese können Explosionen in dreifacher Weise verhindern: 1. Die Bedüsung kühlt die Schneidmeissel, 2. Durch die Anordnung der Düsen wird gezielt Frischluft angesaugt und in den Schneidbereich eingebracht. 3. Durch eine entsprechend hohe Luftgeschwindigkeit wird eine potenzielle Zündquelle nur sehr kurz in der kritischen Zone verweilen, Methan als zündträges Gas entzündet sich nicht. Um ein Gefahrenpotenzial vollständig auszuschließen, müssen die vorgeschriebenen Mindestwerte für Wasserdurchfluss und -druck bzw. Luftdruck eingehalten werden. Dies muss schon bei der Programmierung berücksichtigt werden. Zusätzlich muss erkannt werden, ob eine Düse verstopft oder verloren gegangen ist.

 Um jedes System vor dem Einbau an der Maschine ausführlich parametrieren und testen zu können, ist ein so genannter Test- oder Prüfstand entwickelt worden.
Um jedes System vor dem Einbau an der Maschine ausführlich parametrieren und testen zu können, ist ein so genannter Test- oder Prüfstand entwickelt worden.Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Team-Spirit über Tage als Basis

So auch bei der Sandvik MB670-1 Bolter Miner, die für den Langkammerkohlebau konstruiert ist. Das Ziel und der Mehrwert für den Kunden: höhere Vortriebsleistungen unter rauen Bergbaubedingungen und in engen Räumen zu bieten. Ein anspruchsvolles Ziel mit hohen Anforderungen, für die Sandvik Pilz als langjährigen und erfahrenen Partner mit ins Boot holte. Der Automatisierungsexperte brachte neben der notwendigen Hardware und Software vor allem fachliches Knowhow und die notwendige Erfahrung, offizielle Zulassungsprozesse von A bis Z durchzuführen, mit. So begleitete Pilz den kompletten Umbau der Maschinen auf die neue Bedüsungsüberwachung und dem entsprechenden Test- bzw. Prüfstand sowie die Abnahme durch die Dekra und zeichnete sich für den umfangreichen, im Hintergrund getätigten Programmieraufwand verantwortlich. Auch die Schulungen der Sandvik-Mitarbeiter gehörten dazu. Dominik Pichler, Manager Final Assembly Electric & Electronic Center der Division Mechanical Cutting bei Sandvik über die Partnerschaft bei diesem konkreten Projekt: „Entscheidend war, dass Pilz als Experte der Sicherheitstechnik zusätzlich über Erfahrungen bei behördlichen Zulassungsprozessen verfügt.“ Einen großen Teil der Dokumentation liegt zwar auf Seiten von Sandvik, das Pflichtenheft und die Sicherheitsbewertung/Risikobeurteilung gehören dazu. Die spezifischen Dokumente zu Programm, Hardware-Komponenten, Safety-Check, Erstellung der notwendigen Prüfungsprotokolle usw. lagen aber in der Verantwortung von Pilz. Zudem unterstützte Pilz Sandvik bei der Abnahme der Maschine.

 Die notwendige Überwachung der Düsen bzw. Maschine übernimmt das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz. Sandvik kann je nach Maschine die Parametrierung nochmals anpassen. Auch der Endanwender kann dies gegebenenfalls - in einem freigegebenen Parametrierumfang - selbst tun.
Die notwendige Überwachung der Düsen bzw. Maschine übernimmt das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz. Sandvik kann je nach Maschine die Parametrierung nochmals anpassen. Auch der Endanwender kann dies gegebenenfalls – in einem freigegebenen Parametrierumfang – selbst tun.Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Projektplus: Serienanwendung

Doch zuvor wurde das umfangreiche Projekt erst einmal in zwei technische Hauptabschnitte unterteilt: ‚on machine‘ und Prüfstand. Im Projektschritt ‚on machine‘ stand der Einsatz des Bedüsungssystems SMS III an der Maschine selbst im Mittelpunkt, wobei die notwendige Überwachung der Düsen bzw. Maschine das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz übernimmt. Sandvik kann je nach Maschine die Parametrierung nochmals anpassen bzw. der Endanwender kann gegebenenfalls – in einem von Sandvik freigegebenen Parametrierumfang – dies selbst tun. Der zweite Teil des Projekts hat den sogenannten Prüfstand im Blick. Dominik Pichler erklärt: „Damit jedes System vor dem Einbau an der Maschine ausführlich parametriert und getestet werden kann, ist ein sogenannter Test- oder Prüfstand entwickelt worden, der nicht nur das neue System – SMS III mit PSS 4000 – sondern auch das alte, vorhandene System – SMS II mit der Vorgängersteuerung PSS 3000 – abdeckt. Dabei werden alle analogen und digitalen Signale simuliert und sind über eine Visualisierung einstellbar.“ Im konkreten Projekt sollte die Maschine in Serie angefertigt werden. Ein Plus, denn so kann die Lösung in verschiedenen Maschinentypen von Sandvik eingesetzt werden. „Das ist ein Bonus,“ freut sich Pichler.

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Pilz GmbH & Co. KG

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