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[Die Industrie der Steine + Erden]






Optimierung der Gewinnung von Sandstein-Rohblöcken



1 Vorbemerkung

Die Gewinnung von Sandstein und das Zurichten der gewonnenen Rohblöcke war im Steinbruch "Bückeberg" der Obernkirchener Sandsteinbrüche bisher mit außerordentlich großen Belastungen und erheblichen Gefährdungen der Mitarbeiter verbunden. Wie der geschäftsführende Gesellschafter Köster erklärte, war es in diesem Betrieb üblich - und wahrscheinlich ist es heute noch in vielen Werksteinbrüchen so -, mit einer seit mehr als 30 Jahren bewährten Verfahrenstechnik die notwendigen Arbeiten durchzuführen. In diesem Zeitraum wurden lediglich Mechanisierungsmöglichkeiten für die verschiedenen Arbeiten genutzt; eine grundsätzliche Änderung der Verfahrenstechnik unterblieb jedoch. Um die Existenz des Unternehmens dauerhaft zu sichern, müssen aber die Mitarbeiter Arbeitsbedingungen vorfinden, wie sie an modernen Arbeitsplätzen heute üblich sind. Hierzu war eine völlige Abkehr von den bisherigen Verfahren zur Gewinnung und zum Zurichten der Rohblöcke erforderlich; die schwere körperliche Arbeit mußte durch Maschinenarbeit ersetzt werden, Maßnahmen zur Vermeidung der Einwirkung von Staub und Lärm auf die Beschäftigten waren zu treffen.



2 Die Lagerstätte

Bei den Lagerstätten des Bückeberges handelt es sich um flözführende dickbankige Sandsteinschichten aus der Kreidezeit, die nahezu horizontal gelagert sind. Die Kohlenflöze aus der Wealdenformation haben nur geringe Mächtigkeit, aber einen hohen Inkohlungsgrad. Über einen langen Zeitraum hinweg wurden sie als wertvoller Brennstoff genutzt und in zahlreichen Tiefbau-Grubenbetrieben gewonnen. Erst in der Mitte dieses Jahrhunderts wurde der Kohlenbergbau eingestellt.Was blieb, waren die Obernkirchener Sandsteinbrüche, die in einem etwa 20 m mächtigen Paket aus den dickbankigen Sandsteinschichten, welche von ca. 6 m starken diluvialen Schichten aus Lockergestein überlagert werden, wertvolle Werksteinblöcke gewinnen. Dieser Werkstein, der einen sehr hohen Anteil an freier kristalliner Kieselsäure hat und dessen Farbspektrum von einem hellen Grau über Gelb bis zu einem dunklen Braun reicht, dient bereits seit dem 11. Jahrhundert als wichtiger Baustoff bei der Errichtung großer Kirchen und Schlösser. Das Material ist wegen seiner außerordentlich großen Wetterbeständigkeit auch heute noch sehr gefragt und wird von vielen Architekten für Fassadenverkleidungen von Repräsentativbauten eingesetzt.



3 Bisherige Verfahrenstechnik

Das Beseitigen des Abraums erfolgt wie in den meisten Steinbrüchen durch Lösen und Verladen des Materials mit einem Radlader, der es an knickgelenkte Dumper übergibt, mit denen es zur Abraumhalde transportiert wird. Nach dem Abkippen, was in einem Abstand von mindestens 10 m von der Bruchwandkante erfolgt, wird es von einer Raupe anschließend über die Kante hinweggeschoben.



3.1 Gewinnen und Zurichten der Rohblöcke

Das Gewinnen und Zurichten der Rohblöcke erfolgte früher weitgehend in einem Arbeitsgang. Mit Handbohrhämmern oder Keillochhämmern wurden zahlreiche Bohrlöcher bzw. Keillöcher so in das Gestein getrieben, daß die Konturen des Blockes bereits vorgegeben waren. Diese Bohrlochreihen schwächten das Gestein, so daß es durch Einschlagen von Keilen, durch Arbeiten mit Brechstangen oder durch Schwarzpulver-Sprengungen getrennt werden konnte. Nachdem die Rohblöcke so aus dem Gebirgsverband gelöst waren, wurden sie mit Ketten umschlungen, von einem Derrickkran aus der hohen Wand gehoben und mit einem Lkw nach Obernkirchen zur Weiterverarbeitung transportiert.



3.2 Belastungen und Gefährdungen

Für die hier eingesetzten Mitarbeiter bestanden folgende Gefährdungen und Belastungen:



Bohr- und Keillocharbeiten

silikogener Staub

 

Lärm

 

Vibrationen

 

Zwangshaltungen

 

Witterungsbedingungen

Abkeilen

schwere körperliche Arbeit

Sprengarbeit

große Gefährdung durch Schwarzpulver

Blocktransport

schwere Körperarbeit beim Anschlagen

 

Zerbrechen und Herabfallen von Blöcken

 

Absturz von Mitarbeitern aus der hohen Wand



4 Neue Verfahrenstechnik

Die Entwicklung der hydraulischen Großgeräte, welche über außergewöhnlich große Losbrechkräfte verfügen, ermöglichten es schließlich, eine neue Verfahrenstechnik zu konzipieren, mit der die hohen Belastungen und Gefährdungen der Mitarbeiter im Steinbruch deutlich verringert werden konnten. Nach umfangreichen Probeeinsätzen und Modifizierung der Werkzeuge (Dorn, Ladegabel und -schaufel), die mit einer Schnellwechselkupplung an den Großlader angeschlagen werden können, gelang es mit diesem Lader (Abb. 1),

Abb. 1: Ansicht des Steinbruchs
Abb. 1: Ansicht des Steinbruchs

welcher auch mit einer Klimaanlage ausgestattet ist, sogar die dickbankigen Schichten an natürlichen Schwachstellen zu brechen. Damit ist allerdings der Nachteil verbunden, daß die so gewonnenen Blöcke derart bizarre Konturen und Abmessungen haben, daß ein zweiter Bearbeitungsvorgang - das Zurichten der Rohblöcke - erforderlich wurde. Vorteilhaft und für den Betrieb von wesentlicher Bedeutung ist aber, daß bei der Gewinnung keine Haarrisse in das Gestein eingebracht werden. Der Steinbruch selbst erhielt durch die neue Verfahrenstechnik eine veränderte Struktur, während er früher von einer steilen Wand geprägt wurde, hat er heute eine weitgehend flächenhafte Dimension (Abb. 2).

Abb. 2: Modifizierter Radlader für die Gewinnung von Rohblöcken
Abb. 2: Modifizierter Radlader für die Gewinnung von Rohblöcken

Um die Blöcke, welche vom Radlader über die Bruchwandkante hinweggeschoben werden, auf transportfähige und zur Weiterverarbeitung einsetzbare Abmessungen zu bringen, mußte eine neue Sägehalle (Abb. 3) errichtet und eine neue Großkreissäge (Abb. 4) entwickelt werden.

Abb. 3: Neue Sägehalle
Abb. 4: Brückensäge für Rohblöcke
Abb. 3: Neue Sägehalle Abb. 4: Brückensäge für Rohblöcke

Auch diese Probleme konnten relativ schnell zufriedenstellend gelöst werden. Mit dem großen Radlader werden die Blöcke in der Halle aufgebänkt und dann vollautomatisch auf die eingestellten Größen geschnitten.Die Herstellung von Pflastersteinen ist notwendig, um das vorhandene Gestein möglichst vollständig einer Verwendung als Werkstein zuführen zu können. Auch diese früher von Hand ausgeführte Tätigkeit war mit großer körperlicher Belastung für die Mitarbeiter verbunden. Um diese drastisch zu verringern, wurden schließlich Steinspaltmaschinen für Blöcke (Abb. 5) und Grobpflaster installiert.

Abb. 5: Spaltmaschine für Blöcke (Fotos der Obernkirchner Sandsteinbrüche)
Abb. 5: Spaltmaschine für Blöcke

Weil manuelle Arbeit hier immer noch sehr schwer sein würde, haben diese Maschinen Manipulatoren, die hydraulisch gesteuert werden. Selbstverständlich ist dabei immer gewesen, daß an den Maschinen, welche Staub emittieren, Entstaubungseinrichtungen angebracht werden. Mit diesem Maßnahmenbündel gelang es, die Belastungen und Gefährdungen für die Mitarbeiter deutlich zu reduzieren. Die Handarbeit bei der Gewinnung und dem Zurichten der Rohblöcke wurde durch Maschinenarbeit ersetzt. Die Radladerfahrer, die alle hierfür notwendigen Arbeiten durchführen, haben einen komfortablen Arbeitsplatz in einer klimatisierten Kabine. Die Gefahr des Absturzes von Personen ist durch die flächenhafte Ausbildung des Steinbruches erheblich verringert. Der Derrickkran wird nicht mehr benötigt, der Transport der Rohblöcke erfolgt ebenerdig, so daß auch Gefährdungen beim Zerbrechen eines Rohblockes vermieden sind. Bohrarbeiten wurden durch den Einsatz der Kreissäge überflüssig; die früher hierbei aufgetretenen Belastungen (Staub, Lärm, Vibrationen, Zwangshaltungen, Witterungseinflüsse) sind vollständig entfallen. Schwerarbeit beim Verschieben von Blöcken zur Herstellung von Pflastersteinen ist durch den Einsatz von hydraulischen Manipulatoren entfallen.Trotz der hohen Investitionen wurden keine Mitarbeiter entlassen, die Produktivität konnte allerdings erheblich gesteigert werden, womit die Sicherheit dieser Arbeitsplätze auch in Zukunft gewährleistet ist.





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