Der Nassabbau: Erkundung, Gewinnung, Aufbereitung, Bewertung (german Edition)

Das erste Buch zum Thema behandelt alle Aspekte der Nassgewinnung von Sand und Kies. Die genannten Methoden, Daten und Lösungsvorschläge helfen (angehenden) Fachkräften dieser Branche, Entscheidungen sicher und zügig zu treffen und zu begründen. Fallbeispiele zu jedem Kapitel sowie ein ausführliches Sachverzeichnis unterstützen Mitarbeiter und Entscheider dieses bedeutenden Wirtschaftszweiges. Rund 1500 Betriebe in Deutschland gewinnen jährlich über 300 Mio.t Kies und Sand (vorzugsweise im Nassen). Häufig müssen sie Gewinnungs- und Aufbereitungsvorhaben neu planen oder bestehende Betriebe reoptimieren. Die Gründe hierfür liegen in der mengenmäßigen Begrenztheit jedes einzelnen Vorkommens und in häufig auftretenden Veränderungen der Rohstoffbeschaffenheit (bei im Abbau befindlichen Vorkommen) sowie der Absatzmöglichkeiten für die Produkte. Das umfassende und fundierte Lehr- und Fachbuch empfiehlt sich für Studierende der Verfahrens- und Aufbereitungstechnik, des Berg- und Tagebaus und der Geotechnik, für Fachpersonal in den Produktionsbetrieben der Kies- und Sandindustrie sowie für einschlägig tätige Ingenieurunternehmen und Behörden. Nassabbau - Erkundung, Gewinnung, Aufbereitung, Bewertung, 2008......Page 1 Inhaltsverzeichnis......Page 7 Verzeichnis Der Formelzeichen......Page 14 Abkürzungsverzeichnis......Page 21 1.1 Bedeutung von Kies und Sand......Page 24 1.2 Erkundung......Page 27 1.2.1 Künstliche Steinsohle......Page 32 1.2.2 Natürliche Verfestigungszonen......Page 33 1.2.3 Schädliche Bestandteile......Page 34 1.3 Genehmigungsplanung......Page 35 1.4 Nassgewinnung......Page 37 1.4.1 Wasserbauliche Nassbaggerei......Page 40 1.4.2 Bergmännische Nassgewinnung......Page 41 1.5 Aufbereitung von Kies und Sand......Page 44 1.6.1 Lagerstättenwert......Page 47 1.7 Rechnergestützte Planung von Nassgewinnung und Aufbereitung......Page 48 2 Genehmigungsplanung......Page 54 2.1 Rechtsgrundlagen......Page 55 2.2 Schutzgüter......Page 57 2.3 Rekultivierung und Folgenutzung......Page 59 2.4.1 Antragskonferenz......Page 62 2.4.4 Erörterung des Antrags......Page 63 2.5 Fallbeispiele Genehmigungsplanung......Page 64 2.5.1.1 Rechtsgrundlage......Page 65 2.5.1.2 Schutzausweisungen und Entwicklungsziele......Page 66 2.5.1.3 Methodik und Gliederung der Umweltverträglichkeitsstudie......Page 67 2.5.2.1 Rechtsgrundlage......Page 69 2.5.2.2 Methodik und Gliederung......Page 71 2.6.1 Methodik......Page 75 2.6.2 Bewertung......Page 77 3 Erkundung......Page 82 3.1 Lagerstättenarten......Page 84 3.2 Lagerstättengenese......Page 86 3.2.2 Transport......Page 88 3.3 Prozesse der Bodenbildung......Page 93 3.4.1 Klassifizierung......Page 95 3.4.2.1 Schlick......Page 99 3.4.2.2 Ton, Mergel, Lehm......Page 101 3.5 Relevante geotechnische Daten......Page 104 3.5.1 Korngrößenverteilung......Page 105 3.5.2 Ungleichförmigkeitsgrad......Page 107 3.5.3 Kornform......Page 111 3.5.4 Konsistenz......Page 115 3.5.5.1 Dichte......Page 117 3.5.5.2 Wichte......Page 118 3.5.5.4 Sättigungszahl......Page 119 3.5.6 Lagerungsdichte......Page 120 3.5.7 Schädliche Bestandteile......Page 123 3.6 Erkundungsmethoden......Page 124 3.6.1 Direkte Erkundungsmethoden......Page 126 3.6.1.1 Van Veen Greifer......Page 127 3.6.1.3 Schneckenbohrung......Page 128 3.6.1.4 Spülbohrung......Page 129 3.6.1.5 Rammkernbohrung......Page 130 3.6.1.6 Standard Penetration Test (SPT)......Page 131 3.6.1.7 Flügelsondierung......Page 132 3.6.1.9 Drehbohrung......Page 134 3.6.1.10 Vibrationsbohrung......Page 135 3.6.1.11 Drucksondierung......Page 136 3.6.1.13 Piston Corer......Page 139 3.6.2 Indirekte Erkundungsmethoden......Page 140 3.6.2.1 Akustische Verfahren......Page 142 3.6.2.2 Elektrische Verfahren......Page 152 3.6.2.3 Elektomagnetische Verfahren......Page 162 3.6.2.4 Bestimmung der in situ Dichte......Page 169 3.6.2.5 Verfahrensvergleich......Page 173 3.7 Fallbeispiel: Kombination verschiedener Erkun-dungsmethoden......Page 175 3.8 Vorratsermittlung......Page 179 3.8.1 Abbauverluste......Page 181 3.8.2 Vorratsermittlung mit dem Planungssystem LAGER......Page 185 4.1 Petrographische Zusammensetzung von Locker-gestein......Page 188 4.2 Produkte......Page 189 4.3 Produktprogrammplanung mit dem Planungssys-tem PROPLAN......Page 195 4.4 Fallbeispiel: Produktprogrammplanung für ein Kieswerk......Page 198 5 Nassgewinnung......Page 202 5.1 Ausrichtung......Page 204 5.3.1.1 Abbauführung......Page 205 5.3.1.2 Verhieb......Page 208 5.3.1.3 Böschungsbaggerung......Page 211 5.3.1.4 Betriebszeit, Drehfaktor......Page 214 5.3.1.5 Gewinnungsverluste......Page 217 5.3.1.6 Voraufbereitung......Page 219 5.3.1.7 Gewässertrübung......Page 221 5.3.2 Entwicklung der Nassbagger......Page 225 5.3.3 Lösen von Boden......Page 232 5.3.3.1 Lösewerkzeuge der Nassbagger......Page 235 5.3.3.2 Antriebs- und Grableistungsberechnung......Page 248 5.3.4 Beschreibung ausgewählter Nassbagger......Page 253 5.3.4.1 Grundsaugbagger......Page 254 5.3.4.2 Saugbagger für große Tiefen......Page 261 5.3.4.3 Schneidkopfsaugbagger......Page 268 5.3.4.4 Schneidradsaugbagger......Page 271 5.3.4.5 Laderaumsaugbagger......Page 272 5.3.4.7 Landgestützter Eimerkettenbagger......Page 276 5.3.4.8 Schrapper......Page 278 5.3.4.9 Schleppschaufelbagger......Page 279 5.3.4.10 Stelzenpontonbagger......Page 281 5.3.4.11 Schwimmender Eimerkettenbagger......Page 284 5.3.4.12 Schwimmgreiferbagger......Page 289 5.3.4.13 Leistungsberechnungen ausgewählter Nassbagger......Page 292 5.4.2 Diskontinuierliche Förderung......Page 314 5.4.3 Fördervolumen und Fördermasse......Page 316 5.4.4.2 Förderband......Page 317 5.4.4.3 Schutentransport......Page 319 5.4.4.4 Transport mit Laderaumbagger......Page 321 5.6.1 Zielsetzung......Page 322 5.6.2 Umsetzung der Rekultivierung......Page 323 5.6.3 Kosten Rekultivierungsmaßnahme......Page 324 5.7.1 Aufgabenstellung......Page 325 5.7.2 Lagerstättenmerkmale......Page 327 5.7.3 Auswahl des Gewinnungsverfahrens......Page 332 5.8 Geräteauswahl mit dem Planungssystem ALOG......Page 335 5.8.1 Fallbeispiel: Geräteauswahl mit ALOG......Page 339 5.8.1.1 Lagerstättendaten und Kundeninterview......Page 340 5.8.1.3 Dimensionierung der Abbauanlagen......Page 342 5.8.1.4 Ermittlung der Wirtschaftlichkeitskenndaten......Page 343 5.8.1.5 Auswahl und Wichtung der Bewertungskriterien......Page 345 5.8.1.6 Durchführung der Nutzwertanalyse......Page 346 5.8.1.7 Diskussion der Ergebnisse......Page 347 5.9 Abbaukontrolle......Page 349 5.9.2 Echolotpeilungen......Page 351 6.1.1 Zielsetzung......Page 358 6.1.2 Grundvorgänge......Page 359 6.1.3 Anlagenbeispiele......Page 361 6.1.4 Anlagentypen......Page 367 6.2.1 Kennwerte von Ausrüstungen......Page 371 6.2.2 Siebklassierung im Schwerekraftfeld......Page 372 6.2.2.1 Starre Roste oder Siebe......Page 374 6.2.2.2 Schwingsiebmaschinen......Page 377 6.2.3 Stromklassieren im Schwerkraftfeld......Page 380 6.2.3.1 Trogklassierer......Page 382 6.2.3.2 Mehrkammerklassierer......Page 383 6.2.3.3 Laderaum-, Spülfeldklassierung......Page 384 6.2.4 Stromklassieren im Zentrifugalkraftfeld......Page 385 6.2.4.1 Hydrozyklon......Page 386 6.2.5 Sortierung......Page 387 6.2.5.1 Dichtesortierung......Page 389 6.2.6 Waschen......Page 390 6.2.7 Klauben......Page 392 6.3.1 Feinsandrückgewinnung......Page 393 6.3.2 Entwässerung......Page 394 6.3.2.1 Aufbereitung Prozesswasser......Page 397 6.3.3 Magnetabscheidung......Page 399 6.3.4 Zerkleinerung......Page 400 6.3.5 Lagern und Mischen......Page 402 6.4 Prozess- und Anlagenplanung......Page 403 6.4.1.1 Prozessplanung......Page 404 6.4.1.2 Anlagenplanung......Page 406 6.4.2.1 Modell der Grobklassierung (Roste)......Page 408 6.4.2.2 Modell der Siebklassierung......Page 409 6.4.2.4 Modell der Zerkleinerung......Page 412 6.4.2.5 Modell der Dichtesortierung......Page 413 6.4.2.7 Modell der Entwässerung......Page 414 6.4.3 Prozess- und Anlagensimulation mit dem Fließschema-simulations- System SolidSim......Page 415 7 Lagerstättenbewertung und betriebs-wirtschaftliche Analyse......Page 420 7.1.2 Verkehrswert von Grundstücken mit Bodenschätzen......Page 421 7.1.2.3 Ermittlung anhand des Ertragswertes von Ackerland......Page 422 7.1.3 Bewertung von Tagebaubetrieben......Page 423 7.1.3.1 Ertragswert......Page 424 7.2 Wirtschaftlichkeitsanalyse......Page 425 7.2.1 Kenngrößen der dynamischen Investitionsrechnung......Page 426 7.2.2 Einflussgrößen der Investitionsrechnung......Page 428 7.2.2.1 Fixe Kosten......Page 429 7.2.2.2 Variable Kosten......Page 432 7.2.3 Erlöse......Page 433 7.2.4 Zeitlicher Verlauf des erwirtschafteten Ergebnisses......Page 434 7.3 Komplexe Bewertung von Abbau- und Aufberei-tungsanlagen......Page 435 7.4.2 Stratigraphische Zuordnung......Page 438 7.4.2.1 Aufbau der Lagerstätte......Page 439 7.4.2.2 Mengenabschätzung......Page 440 7.4.2.4 Nutzbarkeit der Lagerstätte......Page 441 7.4.3 Gewinnungstechnik......Page 442 7.4.5 Aufbereitung von Bausanden......Page 444 7.4.5.1 Aufbereitung von feuchten Quarzsanden......Page 445 7.4.7 Herstellkosten von Bausand......Page 446 7.4.7.2 Herstellkosten von trockenem Quarzsand......Page 448 7.4.8 Ermittlung des angemessenen Förderzinses......Page 449 8.1 Anhang 1: Verzeichnis der angewandten Gesetze und Vorschriften......Page 452 8.2 Anhang 2: Verzeichnis der themenbezogenen DIN......Page 468 9 Quellenverzeichnis......Page 477 10 Sachwortverzeichnis......Page 489 Das Buch ist als Lehrbuch für das Fachstudium für Studierende der Verfahrenstechnik/ Aufbereitungstechnik, des Bergbaus/Tagebaus und der Geotechnik sowie als Fachbuch für das Fachpersonal in den Produktionsbetrieben der Kies- und Sandindustrie, in einschlägig tätigen Ingenieurunternehmen und Behörden vorgesehen. Die Gewinnung von Kies und Sand ist ein bedeutender Wirtschaftszweig. In Deutschland werden jährlich über 300 Mio.t Kies und Sand (und zwar vorzugsweise im Nassen) gewonnen und aufbereitet Dies erfolgt permanent in ca. 1500 Betrieben. Wegen der mengenmäßigen Begrenztheit jedes einzelnen Vorkommens, häufig auftretenden Veränderungen der Rohstoffbeschaffenheit bei im Abbau befindlichen Vorkommen und Veränderungen in den Absatzmöglichkeiten für die Produkte sind mit großer Häufigkeit Neuplanungen für Gewinnungs- und Aufbereitungsvorhaben als auch Reoptimierungen für bestehende Betriebe vorzunehmen. In dieser Situation ist es für alle an derartigen Vorhaben Beteiligten wichtig Methoden, Daten, Lösungsvorschläge etc. zur Verfügung zu haben, mit deren Hilfe begründete Entscheidungen sicher und zügig getroffen werden können Das erste Buch zum Thema – mit allen Aspekten zur Nassgewinnung. Methoden, Daten, L?sungen, Fallbeispiele zu jedem Kapitel sowie ein ausf?hrliches Sachverzeichnis unterst?tzen (angehende) Fachkr?fte dieses bedeutenden Wirtschaftszweiges. Rund 1500 dt. Betriebe gewinnen j?hrlich ?ber 300 Mio.t Kies und Sand. Das fundierte Lehr- und Fachbuch hilft ihnen dabei, Entscheidungen (Neuplanung, Reoptimierung) sicher und z?gig zu treffen und zu begr?nden. Das erste Buch zum Thema – mit allen Aspekten zur Nassgewinnung. Methoden, Daten, Lösungen, Fallbeispiele zu jedem Kapitel sowie ein ausführliches Sachverzeichnis unterstützen (angehende) Fachkräfte dieses bedeutenden Wirtschaftszweiges. Rund 1500 dt. Betriebe gewinnen jährlich über 300 Mio.t Kies und Sand. Das fundierte Lehr- und Fachbuch hilft ihnen dabei, Entscheidungen (Neuplanung, Reoptimierung) sicher und zügig zu treffen und zu begründen.