Grundlagen des Tagebaus

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1 Folie 1 Grundlagen des Tagebaus WS 2004/05 Einleitung T. Oberndorfer Übersicht Folie 2 Einleitung Festgesteinstagebau Abbauverfahren Maschinen Qualitätssteuerung Abraumwirtschaft Rekultivierung Werksteingewinnung Lockergesteinstagebau Kohletagebau 1

2 Einleitung Folie 3 Technik klassischer Bergbau = Untertagebergbau (??) Material von A nach B schaffen - Transportproblem von Gräberei bis High-Tech High-tech: Lagerstättenmodellierungen, Tagebauoptimierungen, Förderoptimierung, online-steuerung, GPS Lokalisierung der Flotte, etc Umwelt / Soziales Akzeptanz (Einsehbarkeit, Emissionen) Einhaltung von Grenzwerten Rückwirkungen auf anzuwendende Technik => (Komplexität der) Wechselwirkungen Fettweis: Grundverfahren - Komplexverfahren Tagebaugestaltung Folie 4 Geometrie Abbauverfahren Art und Weise, wie sich der Abbau (die Abbaufront, ev. Verhaldung) in Raum und Zeit entwickelt Größe, Form, Dynamik Topographie + Lagerstätte Maschinelle Gestaltung für Gewinnen, Laden, Fördern, (Brechen, Aufbereitung) in enger Wechselwirkung mit Abbauverfahren/Geometrie Technische Lösung Stand der Technik des Abbauverfahrens und der maschinellen Ausrüstung Unternehmensführung Logistik Wechselwirkung Wirtschaft - Umwelt 2

3 Tagebaugestaltung Folie 5 laufende Überwachung laufende Optimierung Tagebau- Gestaltung geometrisch, technische Ausführung Lage PR Akzeptanz Wirtschaft Betriebs- Wirtschaft lokal regional Sicherheit Umwelt soziale Aspekte Optimum begrenzt mögliche Prognostizierbarkeit, Langfristigkeit, geometrischer Fortschritt Änderungen Randbedingungen,... Subjektivität Glaubwürdigkeit Überzeugung Folie 6 Baustoffe / Massenrohstoffe fast ausschließlich Tagebau Industrieminerale Dominanz mit Ausnahme Salz Metalle sehr wichtig Kohle Dominanz bei Braunkohle Quelle: Tagebautechnik, Goergen 3

4 Folie 7 Diamanten Sillimanit-Gruppe Platin-Gruppe Gold Silber Niob & Tantal KObalt Wolfram Vanadium Uran Abtimon Molybdän Zinn Glimmer Edelmetall Metalle Energierohstoff Industrieminerale Steine/Erden Glimmer Bor Wolfram Antimon Baryt Zirkon Graphit Bentonit Kieselgur Feldspat Vanadium Magnesit Edelmetall Metalle Energierohstoff Industrieminerale Steine/Erden Magnesium Flußspat Sillimant-Gruppe Titan Bor Talk/Pyrophyllit Graphit Molybdän Zirkon Asbest Nickel Chromit Kieselgur Gips Asbest Zinn Titan Magnesium Blei Soda-Gruppe Chromit Blei Flußspat Kobalt Baryt Uran Zink Niob & Tantal Feldspat Manganerz Mangan Schwefel Talk/Pyrophyllit Industriesand Bentonit Silber Magnesit Nickel Soda-Gruppe Bauxit Kupfer Kalisalze Kalisalze Zink Kaolin Platingruppe Phosphat Torf Scwefel Kaolin Gips Steinsalz Industriesand Tone Bauxit Phosphat Torf Diamanten Steinsalz Braunkohle Tone Kupfer Eisenerz Eisenerz Braunkohle Naturstein Erdgas Gold Erdöl Sand/Kies Steinkohle Steinkohle Naturstein Erdgas Sand/Kies Erdöl Produktion nach Menge (1000 t) Produktion nach Wert (Mio Euro) Folie 8 Baryt Zink Feldspat Mangan Talk/Pyrophyllit Bentonit Magnesit Soda-Gruppe Kupfer Kalisalze Kaolin Phosphat Scwefel Gips Industriesand Bauxit Torf Steinsalz Tone Eisenerz Braunkohle Erdgas Erdöl Steinkohle Naturstein Sand/Kies Produktion nach Menge (1000 t) 4

5 Folie 9 Die 25 größten Bergbaue der USA - Metalle (verw. Produktion) Quelle: Minerals Yearbook 1997, Volume 1 Folie 10 Die 25 größten Bergbaue der USA - Industrieminerale (verw. Produktion) Quelle: Minerals Yearbook 1997, Volume 1 5

6 Folie 11 Produktion USA - Tagebau vs. Untertagebau (in 1000 to) Quelle: Minerals Yearbook 1997, Volume 1 Folie 12 Beispiel Kupferproduktion Quelle: Die Welt der Metalle - Kupfer (Metallgesellschaft) ca. 70% der Produktion aus Tagebau hoher Anteil an Großbetrieben Cu Bergbaubetriebe weltweit Cu-Produktion [1000 t Cu] Cu Gesamtproduktion nach Betriebsart Tagebau beide Untertage Tgb beide UT Betriebsgröße [1000 t Cu] 6

7 Folie 13 Beispiel Gold - Newmont Quelle: Homepage Newmont (größter Gold-Produzent weltweit) ca. 95% der Produktion aus Tagebau überwältigender Anteil aus 2 Großbetrieben Yanacocha, Peru 175 Mio t Gesamt 121 Mio t Erz Wiluna Midas Ovacik Wiluna Carlin Post Carlin others Pajingo Jundee Martha Jundee Tanami Carlin South Bronzew ing Tanami Carlin North Kalgoorlie Kalgoorlie Lone Tree Tw in Creeks Kori Kollo Batu Hijau Yanacocha Produktion Newmont Gold Tagebau Untertagebau Quelle: Betriebsgröße (jährliche Erzförderung) Beispiel Kupfer Wirtschaftlicher Hintergrund Folie 14 7

8 Folie 15 Beispiel Kohle - USA Sources: Energy Information Administration (2000) top 60 Produzenten in USA (ca. 57% Gesamtproduktion): ca. 80% der Förderung aus Tagebau ca. 60% der Betriebe als Tagebau top US-coal mines (610 Mio t from total of 1070 Mio t) ranking Underground Surface Österreich Folie 16 Gesamtproduktion Österreich: 100 Mio t/a einige Untertagebergbaue < 1 Mio t/a Überwiegender Anteil Tagebau 40% 30% ratio of operation sites 35% 30% 25% 20% 15% 10% ratio of operation sites ratio of production 25% 20% 15% 10% 5% 5% 0% < > ratio of production 0% size of operation [ 1000 t / year ] Quelle Rohstoffplan/Inst. f. Bergbaukunde, Abdeckungsgrad ca. 50% 8

9 Österreich Folie 17 Beschäftigte im Abbau pro Standort 45% 40% ratio of sites 35% 30% 25% 20% 15% 82.2% of sites have less than 5 employees in mining operation 10% 5% 0% > 20 number of mining-employees per site Gesamtbeschäftigung ca. 5x so hoch - zeigt die starke vertikale Integration des Bergbaus Österreich Folie 18 20% 18% 16% 14% ratio sites 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% < > 200 annual productivity ( tons / person.year ) Große Bandbreite der Produktivität - gering bis sehr produktiv Richtwert t/mann.jahr = t/mh Bedingt durch Standortkriterien, Lagerstätte, Organisation, etc. 9

10 Tagebau Folie 19 Vorteile geringe Abbauverluste hohe Standortleistung hohe Produktivität Nutzung der technischen Entwicklung bei den Betriebsmitteln geringe physische Belastung der Belegschaft Sicherheit Nachteile Abraumaufkommen - Haldenwirtschaft Abhängigkeit von Wetter / Klima Oberfläche = Kontakt zur Bevölkerung / Biosphäre Emissionen Tagebaukennwerte Folie 20 Produktion Abbaumenge Wertmineral/Abraum Verkaufsmenge (Konzentrat, Metallinhalt,...) Bezugsbasis: Jahr, Tag, Schicht, Stunde Beschäftigung Personen (Abbau, Gesamt) Anzahl, Stunden Hinweis: Fremdarbeiter,... Größe Fläche, Höhe, Tiefe Leistung Produktion / Zeit bzw. Zeit.Beschäftigte siehe oben 10

11 Tagebau - Abraum Folie 21 techn. Entwicklung: z.b. Bingham Folie 22 11

12 techn. Entwicklung z.b. Bingham Folie : 2500 miners t/d material (ore+waste) 2000: 63. mio t ore and 124 mio t waste / year ca. 600 miners (?) t/d 148 t/ms => 820 t/ms 96 st capacity 360 st capacity geometrische Entwicklung Folie

13 nicht mechanisierter Tagebau Folie 25 Zusammenhang Etagendimensionierungen und Mechanisierung... 13