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Gesteinsabbau Gesteinsabbau – mit Mikrowellen Granit brechen

Von Sabine Mühlenkamp |

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Der Wissenschaftsfonds FWF
J. Engelsmann AG
VEGA Grieshaber KG
WAM GmbH

In einem vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Projekt untersuchten Forschungsgruppen aus Leoben, wie Abbaumethoden für hartes Gestein durch Einstrahlung von Mikrowellen verbessert werden können, um klassische, mechanische Verfahren zu erleichtern und Energie zu sparen.

Der Abbau von hartem Gestein wie Granit ist ein langwieriger, energieintensiver Prozess, unabhängig davon ob im Bergbau oder im Tunnelbau.
Der Abbau von hartem Gestein wie Granit ist ein langwieriger, energieintensiver Prozess, unabhängig davon ob im Bergbau oder im Tunnelbau.
(Quelle: scilog – FWF)

Leoben – Der Abbau von hartem Gestein wie Granit ist ein langwieriger, energieintensiver Prozess, unabhängig davon ob im Bergbau oder im Tunnelbau: Zuerst müssen Risse im kompakten Fels erzeugt werden, wobei einzelne Brocken entstehen, die dann herausgelöst und abtransportiert werden können. Ersteres wurde früher oft mit Feuer gemacht – Hitze sprengt das Gestein.

Ein vom Wissenschaftsfonds FWF gefördertes, interdisziplinäres Projekt der Lehrstühle für Mechanik, Physik und Bergbaukunde der Montanuniversität Leoben hat nun eine moderne Variante dieser Strategie untersucht: Zum Erhitzen des Gesteins wird Mikrowellenstrahlung eingesetzt.

„Alle gängigen Abbaumethoden haben eines gemeinsam: Man möchte das Gestein zuerst brechen, also Oberflächen erzeugen, aber nur ein geringer Teil der Energie geht wirklich in diese Oberflächenschaffung. Der Großteil geht in Form von Wärme verloren“, sagt Projektleiter Thomas Antretter vom Institut für Mechanik der Montanuniversität Leoben.

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Derzeit wird das Gestein entweder gesprengt oder rein mechanisch mit großen Maschinen aufgebrochen und abgetragen. „Das ist eine riesige Verschwendung von Energie. Wir wollen den mechanischen Abbauprozess nicht vollständig ersetzen, das ist nicht möglich. Aber wir können ihn erleichtern“, so Antretter.

Für die Praxistests wurde eine Anlage mit 25 Kilowatt Leistung verwendet, das ist etwa das 25-Fache eines Mikrowellenherds. Die Mikrowellen werden mit einem Applikator aufgebracht, einem Hohlleiter, in dessen Innerem die Mikrowellen transportiert werden.

Antretters Gruppe war für die Simulationen zuständig. und interessierte sich besonders für Granit, der aufgrund seiner Härte besonders schwierig abzubauen ist. Für eine praktische Umsetzung gebe es zwar noch einige offene Fragen. „Aus technischer Sicht steht einer Umsetzung aber nichts im Weg“, so Antretter.

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