Übertreiben einer Schachtförderanlage

An die Bergämter des Landes Nordrhein-Westfalen

Übertreiben einer Schachtförderanlage

In einem Tagesschacht einer Schachtanlage des Bezirkes kam es beim Förderbetrieb mit einer
doppeltrümigen Gefäßförderanlage zu einem Übertreiben der Fördermittel. Personen kamen
nicht zu Schaden. Der Schacht ist mit zwei Gefäßförderanlagen ausgestattet. Die betroffene
Förderanlage verfügt über zwei Gefäße zu je 16.000 Nutzlast und eine Gleichstromförder-
maschine. Der Fahrweg beträgt 928 m, die maximale Fahrgeschwindigkeit beträgt 18 m/s.
Die Bremseinrichtung ist eine elektropneumatische Bremsensteuerung für eine
AEG-Zweizylinder-Druckluft-Schnellschlußbremse ZP.

Bei dem Ereignis wurde das beladene Gefäß aufwärts gefördert. Es fuhr ordnungsgemäß in
die Entladeposition ein.

Mit dem Stillsetzen der Anlage über den Antriebsmotor in der Bündigstellung der Entladung
hätte die Fahrbremse durch die automatische Steuerung aufgelegt werden müssen. Aufgrund
eines undichten Plastikschlauches zwischen einem Vorsteuerventil und dem Pneumatikventil,
das im Automatikbetrieb die Fahrbremse öffnet und schließt, konnte die Fahrbremse in dieser
Position nicht aufgelegt werden. Die Fördermaschine wurde durch den Schließbefehl trotzdem
stromlos geschaltet.

Die Wirkung der Überlast des beladenen Gefäßes beschleunigte daraufhin die stromlos
gewordene Anlage.

Nach einem Fahrweg des beladenen Gefäßes abwärts von etwa 160 m wurde die zulässige
Höchstgeschwindigkeit überschritten. Bei 20,5 m/s wurde über den Fahrtregler die Sicher-
heitsbremse ausgelöst. Die Maschine wurde daraufhin mit einer zunächst ausreichenden
Verzögerung auf etwa 15 m/s abgebremst. Dann verharrte die Geschwindigkeit und stieg
allmählich wieder an. Etwa 48 s nach dem Auslösen der Sicherheitsbremse hatten die
Fördermittel den gesamten Fahrweg durchfahren. Die beiden Gefäße wurden mit ca. 21 m/s
in die Übertreibeinrichtungen, die verdickten Spurlatten und die Prellträger, an den Fahr-
wegenden getrieben. Dabei riss das Förderseil über dem aufwärtsgehenden südliche Gefäß
ab und fiel in den Schacht mit erheblichen Folgeschäden.

Durch Prüfungen und Versuche der DMT-Fachstelle für Sicherheit - Seilprüfstelle konnte
bestätigt werden, dass der Bremskraftaufbau der Sicherheitsbremse durch den Defekt an der
Fahrbremssteuerung nicht beeinträchtigt war. Die Maschine hätte zu diesem Zeitpunkt über
die Sicherheitsbremse ordnungsgemäß stillgesetzt werden müssen. Der Lastfall einer
Bremsung mit vollem, einhängend bewegten Gefäß kommt in einer Gefäßförderanlage, die
überwiegend aufwärts fördert, unter normalen Betriebsbedingungen nicht vor. Die Anlagen-
teile werden aber für diesen Lastfall ausgelegt.

Die in der Bremsensteuerung vorhandene Überwachungsschaltung zum Erkennen von Störungen
an der Ventilsteuerung löste aus. Sie konnte aber nicht mehr, wie vorgesehen, das elektrische
Stillsetzen der Maschine über den Antriebsmotor einleiten, weil der Motor schon stromlos war.
Aus demselben Grund war die vorhandene Einhängelastüberwachungseinrichtung, mit der das
unzulässige Abwärtsfahren beladener Gefäße verhindert werden soll, nicht mehr wirksam.

Trotz der fehlerfreien Funktion der Bremseinrichtung kam es zu dem schweren Übertreiben,
weil die Reibwirkung der Bremsbeläge während der Bremsung mit zunehmender Zeitdauer immer
mehr abnahm. Dadurch wurde die Verzögerungswirkung, die zu Beginn der Bremsung noch nur
geringfügig unter den erwarteten Werten lag, immer schlechter, bis die Anlage schließlich die
Geschwindigkeit nur unter der Schwerkraftwirkung des Gefäßes wieder erhöhte. Dadurch fuhren
die beiden Gefäße mit einer Geschwindigkeit von etwas über 20 m/s in die Fahrwegenden ein.
Die betroffene Bremsbelagsorte ist an vielen Anlagen verbreitet im Einsatz. Eine vergleichbare
Reibwertminderung wurde an anderen Anlagen bisher noch nicht festgestellt. Die Fördermaschine
wird in einem ausziehenden Schacht betrieben, dadurch fällt eine unvermeidbare starke Ver-
schmutzung an. Durch die Betriebsweise als reine Stoppbremse, bedingt durch den über-
wiegenden Automatikbetrieb, wird die Bremse selten thermisch beansprucht. Dadurch entfällt
die regelmäßige Erneuerung der aktiven Bremsbelagflächen durch Verschleiß. Das Zusammen-
wirken von Verschmutzung und Alterung der Bremsbelagoberfläche wird nach derzeitigem
Stand der Untersuchungen als Ursache für das Übertreiben gesehen. Auslösender Fehler war
der undichte Plastikschlauch.

Die durch den Sachverständigen der Seilprüfstelle gemessene Bremswirkung entspricht für leere
Fördermittel und aufwärtsgehende Nutzlast ausreichend genau den Werten der Bremsbe-
rechnung. Das Abschleifen der Beläge hat sich nach dem Ereignis als ausreichende Maßnahme
zur Wiederherstellung der Reibungszahlen erwiesen. Ein Belagwechsel ist dann nicht erforderlich.
Das angestrebte Ziel der Maßnahme ist - insbesondere für Fördermaschinen mit Backen-
bremsen und höheren Fahrgeschwindigkeiten über ca. 10 m/s - eine regelmäßige Regeneration
der Belagoberfläche durch Verschleiß und thermische Belastung. Bei automatisch betriebenen
oder geregelten Maschinen, bei denen die Fahrbremse nur im Stoppbetrieb betätigt wird, bleibt
diese Erneuerung der Belagoberfläche durch Verschleiß aus.

Auf Fördermaschinen mit Scheibenbremsen ist wegen der besseren thermischen Belastbarkeit,
der gleichmäßigeren Flächenpressung zwischen Bremsbelag und Bremsfläche und wegen der
segmentierten Bremsflächen, die eine gute Abfuhr der Abriebprodukte bewirken, die Gefahr
einer wesentlichen Reibungszahlminderung deutlich geringer. Die Empfehlung einer regelmäßigen
betrieblichen Kontrolle der Bremswirkung gilt aber auch für diese Maschinen.

Als Konsequenz aus dem Schadensvorkommnis ergeben sich für die Bremseinrichtungen anderer
Schachtförderanlagen folgende Forderungen, die einer Wiederholung des Schadens vorbeugen
sollen:

• An allen vorhandenen automatisch betriebenen Anlagen müssen die Überwachungs-
  funktionen der Fahrbremssteuerung durch einen hierfür anerkannten Sachverständigen
  daraufhin geprüft und beurteilt werden, ob bei einem Fehler die Sicherheitsbremse
  ausgelöst wird, bevor eine nennenswerte Fahrgeschwindigkeit erreicht wird. Notwendige
  schaltungstechnische Änderungen zur Ertüchtigung bzw. Erhöhung der Betriebssicherheit
  der Förderanlage sind sofort unter Einbeziehung einer hierfür anerkannten Sachver-
  ständigen umzusetzen.

• An pneumatischen Bremseinrichtungen ist der ordnungsgemäße Zustand der Verschl-
  auchung und der Verrohrung durch eine fachkundige Aufsichtsperson oder einen hierfür
  anerkannten Sachverständigen kurzfristig zu prüfen. Insbesondere Kunststoffschläuche,
  die Alterungserscheinungen zeigen, müssen unverzüglich ausgetauscht werden, alle
  Kunststoffschläuche spätestens jedoch nach längstens 3 Jahren Einsatzdauer. Bei
  notwendigem Ersatz der Verschlauchung ist künftig die Verrohrung mit geeigneten
  Material (Kupfer, rostfreier Stahl) vorzuziehen.

• Die Steuerungseinrichtungen sollten durch Abkleidung bestmöglich vor Verschmutzungen
  geschützt, wenn nicht eingehaust werden.

• An Schachtförderanlagen mit Trommelbremseinrichtungen sind die Bremsflächen
  arbeitstäglich auf Verschmutzungen zu überprüfen. Bei Verschmutzungen sind diese in
  geeigneter Weise abzuschleifen.

Der Unternehmer hat Art und Umfang der v.g. Überwachungsmaßnahmen sowie das Verfahren
zur Meldung festgestellter Schäden oder Mängel durch Betriebsanweisungen festzulegen. Diese
schriftlichen Anweisungen sind den beauftragten Personen gegen Unterschriftsleistung auszu-
händigen.

Die Bergwerke bitte ich entsprechend zu unterrichten und zu veranlassen, dass die Hinweise
und Anweisungen der in Betracht kommenden Personen sowie den einschlägig beauftragten
Aufsichtspersonen zur Kenntnis gebracht werden.

Dortmund, den 30.11.2001

Bezirksregierung Arnsberg
Abteilung Bergbau und Energie
in Nordrhein-Westfalen
Im Auftrag

E k h a r t  M a a t z