Arbeitssicherheit

Winterbetrieb von Bandanlagen

Der Betrieb von Stetigförderern gehört zu den risikoreichsten Arbeitsabläufen in Betrieben zur Gewinnung, Aufbereitung und Verarbeitung von Rohstoffen.

Unfallhäufigkeit und die Schwere der Verletzungen bei Arbeiten an Bandanlagen nehmen besonders in der Übergangszeit zwischen Herbst und Winter zu.

Verschiedene Umstände erhöhen das Risiko der Mitarbeiter im Winterbetrieb einen Unfall zu erleiden:

  1. Die nasskalte Witterung schränkt die Beweglichkeit der Mitarbeiter ein. Die erforderliche Winterbekleidung verstärkt diesen Umstand.
  2. Schlechte Lichtverhältnisse erschweren die Sicht.
  3. Die Begehbarkeit der Verkehrswege wird durch Nässe, Schlamm, Eis- und Schneeglätte eingeschränkt.
  4. Anbackungen und übergelaufenes Material lassen sich bei Frost schlecht oder gar nicht entfernen.
  5. Angefrorene Tragrollen erschweren den Anlauf der Bandanlage.
  6. Schneemassen lasten auf den Bändern und verstopfen Übergabe- und Abwurfstellen.   
  7. Eis und Schnee vermindern die Reibung zwischen Antriebstrommeln und Gurtbändern; die  Bänder laufen wegen Schlupfs nicht an.
  8. Durch Anbackungen und Vereisungen der Antriebs- und Umlenktrommeln entsteht Schräglauf. Schnelles Eingreifen wird erforderlich.
  9. Die Anlagen laufen mangels Materialnachfrage oft nicht mehr kontinuierlich durch; eine häufige Unterbrechung des Förderbetriebes erhöht die Störanfälligkeit.

Da sich nasskalte Herbstwitterung und Wintereinbruch in einem vorhersehbaren zeitlichen Korridor mit einer gewissen Regelmäßigkeit einstellen, besteht die Möglichkeit sich darauf vorzubereiten. Dieser Artikel soll erprobte und vorbeugende Maßnahmen vorstellen und damit Anregungen geben, wie Bandanlagen in der kalten Jahreszeit sicher betrieben werden können.

In unserer „Unfallbrennpunkte“- Reihe haben wir das Thema ebenfalls aufgegriffen. Der Unfallbrennpunkt „Winterbetrieb von Bandanlagen“ wird allen Mitgliedsbetrieben der Branche in den nächsten Tagen per Post zugestellt.

Titel

Technische Grundlagen

Gurtbandförderer funktionieren nach dem Prinzip der „Eytelweinschen Seilhaftung“ (siehe Zeichnung Abb. 1, aus: Gross, Hauger, Schnell: „Technische Mechanik“, Seite 182).

Skizze

Die Umschlingungshaftung bewirkt bei Gurtförderern, dass die Antriebskraft auf das Obertrumm übertragen wird.

S2 = S1  e μ0α (1)

Hierbei bestimmen gemäß Formel (1) die Vorspannkraft S1, der Haftbeiwert μ0 und der Umschlingungswinkel α die Größe der durch die Antriebstrommel auf das Gurtband übertragbaren Antriebskraft S2.

Sobald die Gurtkraft im Lasttrumm jedoch die übertragbare Kraft (S2) überschreitet, kommt es zum Durchrutschen der Antriebstrommel. Der Förderbetrieb ist unterbrochen.

Um das Durchrutschen zu verhindern, lassen sich folgende Parameter beeinflussen:

Durch Druckrollen lassen sich Umschlingungswinkel, die üblicherweise  α = 180° betragen, geringfügig vergrößern. Durch Einsatz einer Andruckrolle im Untertrumm wird erreicht, dass der Umschlingungswinkel größer als 180° wird.

Ansatzpunkte zur Erleichterung des Anlaufs sind sowohl eine Verringerung der Gurtkraft im Lasttrumm als auch eine Vergrößerung des Haftbeiwerts.

Beim Anfahren der Bandanlagen resultieren die Gurtkräfte im Lasttrum im Wesentlichen aus Massenkräften, Reibungsverlusten, Losbrechkräften und der Auflast durch die Transportgüter.

Im Winterbetrieb kann durch Frost der Anlauf des Fördergurts erheblich behindert werden; das Gurtband kann an den Berührungsflächen mit Antriebs- und Umlenkrolle sowie mit den Trag- und Stützrollen festfrieren. Zum Lösen dieser Vereisungen ist ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich. Zusätzliche Probleme können durch Eisschollen, die sich auf dem Untertrumm bilden, verursacht werden.

Zur Vorbeugung gegen das Festfrieren können Gurtband und Antriebstrommel zum Schichtende mit Frostschutzmittel eingesprüht werden. (Abb. 2)

Abb. 2: Auftragen von Frostschutzmittel mit einer herkömmlichen Kübelspritze.
Abb. 2: Auftragen von Frostschutzmittel mit einer herkömmlichen Kübelspritze.

Eisplatten in Gurtmulden müssen vor der Inbetriebnahme zerschlagen und entfernt werden. Einhausungen der Förderbänder verhindern die Bildung von Eis in Gurtmulden am wirkungsvollsten.

Der Haftbeiwert zwischen Gurtband und Antriebstrommel hängt von den Werkstoffeigenschaften der Werkstoffpaarung ab. Verschmutzungen der Bänder und Trommel-Laufflächen verringern die Größe des Haftbeiwertes  jedoch erheblich. Daher müssen die Reibflächen möglichst frei von Verschmutzungen sein. Viele Hersteller von Bandanlagen bieten selbstreinigende Reibbeläge an (siehe Abb. 3), die dazu beitragen, Materialansammlungen und Gurtschieflauf zu vermeiden.

Abb. 3: Selbstreinigende Reibbeläge (Foto: Metso)
Abb. 3: Selbstreinigende Reibbeläge (Foto: Metso)

Verunreinigungen an Fördergurten lassen sich durch geschickt positionierte und richtig eingestellte Bandabstreifer entfernen. Speziell für den Winterbetrieb bieten einige Ausrüster auch beheizbare Abstreifer an.

Eine weitere Möglichkeit den Reibbeiwert zu beeinflussen, besteht darin, Vereisungen der Antriebstrommel aufzutauen. Besonders geeignet sind Infrarot-Gasheizungen, da ihr Einsatz im Gegensatz zum Auftauen mit offenen Flammen mit geringer Brandgefahr verbunden ist.

Das Risiko einer Vereisung der Antriebsrolle wird durch Einhausen der Bandkonstruktion wirkungsvoll verringert. Die Abdeckung der gesamten Förderstrecke schützt die Bänder darüber hinaus vor Schneelasten und Eisplattenbildung, was zur Verringerung der Gurtkräfte beim Anlauf beiträgt.

Abb. 4 u. 5: Bandabstreifer verhindern Materialansammlungen.

Eine andere technische Maßnahme zum Beseitigen von Schneelasten ist der Einbau von Pflugabstreifern am Obertrumm, mit deren Hilfe Schneelasten zu Schichtbeginn vom Band abgestreift werden können.

In einigen Unternehmen sind die Förderbänder mit einem Schleichgang ausgerüstet. Die Bänder können dann im Dauerbetrieb laufen, ohne dass sich kritische Schneelasten aufbauen, die Bänder festfrieren, oder Übergabe- und Abwurfstellen durch Schneemassen verstopfen.

Abb. 6: Mit Infrarot-Gasheizung ausgestattete Antriebsrolle.
Abb. 6: Mit Infrarot-Gasheizung ausgestattete Antriebsrolle.

Einige Betriebe haben gute Erfahrungen damit gemacht, die Bandanlagen mit einem elektronisch geregelten Sanftanlauf auszustatten.

Der Einsatz von Handbrennern zum Auftauen und das Einwerfen von Streusand in die Gurtauflaufstelle darf nur bei intakten Schutzeinrichtungen erfolgen und sollte bestenfalls als letzte verbleibende Maßnahme angesehen werden!

Abb. 7: Pflugabstreifer zur Beseitigung von Schneelasten.
Abb. 7: Pflugabstreifer zur Beseitigung von Schneelasten.

Organisation bringt Sicherheit

Eindeutige, schriftliche Festlegungen darüber, bei welchen klimatischen Bedingungen der Betrieb einzustellen ist, sind überaus wichtig, weil sie den Mitarbeitern einen verlässlichen Entscheidungsspielraum geben.

Es ist vorteilhaft, eine feste Winterruhe oder Winterreparatur einzuplanen, in der Reparaturarbeiten und vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen erledigt werden können.

Im Winterbetrieb ist die Alleinarbeit an Förderbandanlagen wegen der erhöhten Gefährdung verboten.

Da in dieser Zeit aber viele Kontrollgänge und häufiges manuelles Eingreifen erforderlich sind, muss dies bei der Schichtbelegung berücksichtigt werden.

Schnee und Eis müssen an den Übergabestellen regelmäßig entfernt  werden, bevor diese vereisen (siehe Abb. 8). Die  Schutzeinrichtungen müssen immer  nach Abschluss der Arbeiten funktionsfähig sein. Materialengpässe im Stoßbetrieb führen zu Hektik. Ausreichend bemessene Puffermengen an Produkten helfen, die kritische Phase zu Schichtbeginn zu überbrücken. Dann können Anlaufstörungen auch in Stoßzeiten ohne Zeitdruck behoben werden.

Entfernen von Material, Schnee und Eis am Förderband!
Abb. 8: Regelmäßiges Entfernen von Material, Schnee und Eis ist wichtig. Natürlich nur bei abgestelltem Förderband!

Um den morgendlichen Anlauf der Bänder zu erleichtern, müssen die Bänder abends unbedingt leer gefahren werden. Ebenso empfiehlt es sich, die Bänder nach der Inbetriebnahme zu Schichtbeginn eine Zeit lang leer laufen zu lassen, bevor Material aufgegeben wird.

Die Anlagen sollten schon im Herbst winterfest gemacht und die Reibbeläge, Füllstücke und Schutzgitter kontrolliert werden. Jetzt ist auch der richtige Zeitpunkt, um die erforderlichen Materialien und Hilfsmittel (wie Streugut und Flüssiggas) noch vor Wintereinbruch zu beschaffen.

Persönliche Vorbereitung

Eine Voraussetzung für sicheres Arbeiten in der kalten Jahreszeit ist die richtige Kleidung. Diese muss ausreichend wärmen und genügend Bewegungsfreiheit bieten. Winterschutzkleidung wird vom Arbeitgeber gestellt.

Damit bei Wintereinbruch jeder Bescheid weiß, was zu tun ist, müssen die Mitarbeiter über die Maßnahmen des Winterbetriebs ausreichend informiert sein. Hierzu ist eine entsprechende Unterweisung erforderlich. Für jeden Mitarbeiter muss es selbstverständlich sein, dass „Arbeiten am laufenden Band“ oder ungeschützten Gefahrstellen tabu sind.

Zu guter Letzt sei noch erwähnt, dass alle Maßnahmen vor Beginn des Winterbetriebs in der Gefährdungsbeurteilung festzulegen und zu dokumentieren sind. Dies erleichtert die Arbeitsvorbereitung und die Unterweisungen – auch im nächsten Herbst.

Martin Böttcher, BG RCI