Repowering Bergbau

Da geht noch was: 10.000 Stunden mehr

Veröffentlicht am 19 November 2020 von Chuck Mahnken, Bilder von Yancoal Australia Ltd.

Mit vorbeugender Wartung, genauer Analyse der Betriebsdaten und modernen mtu-Motoren verlängern die Ingenieure von MTW die Lebensdauer der Komatsu 830E-Muldenkipper und senken gleichzeitig die Betriebskosten.

Umgeben von einer malerischen Kulisse aus Bergketten und Eukalyptuswäldern bringt der fruchtbare Boden im Hunter Valley einige der weltbesten Weine hervor. Auch reiche Kohlevorkommen liegen hier, etwa 150 Kilometer nördlich von Sydney. Seit fast zwei Jahrhunderten bildet die Kohle eine wichtige Grundlage für die Wirtschaft in der Region. Während Touristen die nahegelegenen Weingüter und Golfplätze aufsuchen, fördern die Kumpel von Mount Thorley Warkworth (MTW) mit ihren Maschinen zwölf Millionen Tonnen Kohle pro Jahr.

Harte Arbeit

Verglichen mit anderen Minen mit ergiebigen, mächtigen Kohleflözen dauert die Erzgewinnung bei MTW länger. Große Mengen an Abraum müssen gesprengt und entfernt werden, bevor die Kohle freiliegt und gefördert werden kann. „An die Kohle zu kommen, ist harte Arbeit“, sagt Shane Saunders, technischer Leiter bei Yancoal Australia. „Pro Tonne Kohle müssen wir acht Tonnen Abraum entfernen. Außerdem haben wir hier in der Mine Steigungen von zehn Prozent. Das ist eine hohe Belastung für die Fahrzeug-Motoren. Etwa ein Drittel ihrer Betriebszeit laufen die Muldenkipper mit maximaler Drehzahl.“ Ausschlaggebend für den Erfolg von MTW ist, dass alle Muldenkipper voll auf die Herausforderungen ihres Einsatzgebiets abgestimmt sind. Pro Monat wird in der Mine eine Million Tonnen Kohle gefördert. Jeder Maschinenausfall mindert die Produktivität und damit den Umsatz. MTW verfügt über eine ganze Flotte von Komatsu Muldenkippern des Typs 830E, jeder davon mit einer Nutzlast von 220 Tonnen.

Erprobung neuer Motoren

Die ersten Komatsu 830E wurden bei MTW 2009 in Betrieb genommen. Bis Ende 2010 waren bereits 35 dieser Muldenkipper in der Mine im Einsatz. Um die Lebensdauer der Motoren zu verlängern und die Kosten zu senken, entschied sich MTW bei der Neumotorisierung für einen andere Motorenmarke: mtu. Zusammen mit dem mtu-Distributor Penske Power Systems wurden mehrere Komatsu-Muldenkipper mit 16-Zylinder-Motoren der mtu-Baureihe 4000 ausgerüstet.

Die Ingenieure von MTW überwachten die neuen Motoren genau und waren begeistert von den Ergebnissen: Über einen Zeitraum von elf Monaten hatte sich die durchschnittliche Ausfallzeit der Motoren bei den von mtu neu motorisierten Muldenkippern halbiert. Unabhängig davon behielten sie auch den Kraftstoffverbrauch im Auge: Unter kontrollierten Bedingungen sank der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch durch die mtu-Motoren der Baureihe 4000. Das Team von MTW war beeindruckt. Über die vielen Betriebsstunden hinweg lassen sich durch die Muldenkipper mit mtu-Antrieb die Lebenszykluskosten erheblich reduzieren.

Nicht nur die Muldenkipper bei MTW, sondern auch die Geschäftsbeziehung profitiert: „Penske liefert bereits seit mehreren Jahren mtu-Motoren zur Neumotorisierung von Muldenkippern an MTW. Im Laufe der Zeit haben wir eine sehr enge Beziehung zum Kunden aufgebaut“, sagt Jim Livermore, vom Bergbau-Vertrieb bei Penske Power Systems. „Wir verstehen genau, was der Kunde braucht und unter welchen Bedingungen die Muldenkipper im Bergbau eingesetzt werden. Daraus können wir ableiten, was die mtu-Motoren zu leisten imstande sein müssen.“

„Die Lebensdauer der Motoren liegt mehr als 10.000 Stunden über unseren Erwartungen“

Shane Saunders, technischer Leiter bei Yancoal Australia

Sie laufen und laufen

Die Geschäftsbeziehung zahlt sich auf mehrere Arten aus. Im Laufe der Jahre überwachte MTW auch einen weiteren Faktor, der erheblichen Anteil an den Betriebskosten hat: die Motorlebensdauer. Beim ersten Einbau der Baureihe 4000 wurde eine Motorlebensdauer von 25.000 Stunden angestrebt. Das Team befolgte alle 500 Stunden ein strenges vorbeugendes Wartungsprogramm. Als die Überholung anstand, zeigte sich, dass das Lebensdauerende des mtu-Motors noch keineswegs erreicht war.

Daher wurde die Lebensdauer 2013 auf 28.000 Stunden verlängert, und die Wartungsintervalle wurden auf 750 Stunden gesetzt. Saunders sagt: „Die mtu-Baureihe 4000 C01 ist hervorragend konstruiert und genau auf große Erdbewegungsfahrzeuge zugeschnitten. Unsere Berichte zeigten jedes Mal, dass die Grenzen des Motors noch nicht erreicht waren. Also haben wir unsere Ziele immer weiter gesteckt, um zu sehen, was möglich ist. Für uns war das eine hervorragende Art, die Kosten zu senken – gerade in einer Zeit der steigenden Kraftstoffkosten und sinkenden Kohlepreise.“

MTW und Penske Power Systems untersuchten zerlegte Motoren weiter. Andere Motoren wiederum blieben in den Muldenkippern, um ihre tatsächliche Lebensdauer zu bestimmen. Diese Motoren überwachten sie mit regelmäßigen Ölanalysen engmaschig. Nach 40.000 Betriebsstunden bauten sie die Motoren zur Untersuchung aus und es zeigte sich, dass das Ende ihrer Lebensdauer nahezu erreicht war. Um sicherzugehen, setzten MTW und Penske die Lebensdauer für alle Komatsu-Muldenkipper des Typs 830E mit mtu-Motor auf 36.000 Stunden fest. So konnte ein Motorwechsel aus dem Lebenszyklus gestrichen werden – eine deutliche Verbesserung des Kostenprofils der mit mtu-Motoren angetriebenen teuren Riesen-Lastwagen.

Diese zusätzliche Langlebigkeit der Motoren in den Komatsu-Muldenkippern von MTW schlägt sich deutlich im Unternehmensergebnis nieder. „Die Lebensdauer der Motoren liegt mehr als 10.000 Stunden über unseren Erwartungen“, sagt Saunders. „Unsere Muldenkipper sind 6.000 Stunden pro Jahr im Einsatz. Auf die Gesamtzeit zwischen zwei Überholungen bezogen bedeutet das, dass diese Motoren fast zwei Jahre länger in Betrieb sind als wir erwartet hatten. Die Kombination aus Motorlebensdauer, Zuverlässigkeit und Kraftstoffeinsparung macht unseren Betrieb deutlich wettbewerbsfähiger. Der Kohleabbau hier ist nicht leicht. Alles, was uns profitabler macht, können wir daher gut gebrauchen.“

Nahezu ununterbrochener Betrieb

Die Mine Mount Thorley Warkworth ist seit 1981 in Betrieb. Sie ist im Besitz von Yancoal Australia Ltd., dem landesweit größten Produzenten von Reinkohle. Bei MTW wird die Kohle im Tagebau mit Schürfkübelbaggern abgebaut. Mehr als 100 Muldenkipper, Lader und Planierraupen sind ständig im Einsatz. Über 1.200 Beschäftigte arbeiten im Schichtdienst rund um die Uhr, sieben Tage pro Woche. Nur zwei Tage im Jahr, an Weihnachten, steht der Betrieb still. Nach dem Waschen und Aufbereiten für den Verkauf wird die Kohle auf Züge verladen, bereit zum Abtransport nach Newcastle, dem weltgrößten Exporthafen für Kohle. Ein Teil der von MTW geförderten Kohle wird im Inland genutzt. Der größte Teil geht jedoch in den Export an Kunden weltweit und wird zur Stahlproduktion und Stromgewinnung eingesetzt.

Engmaschige Überwachung zeigte, dass die mtu-Motoren in den Muldenkippern der Mine ihre Lebensdauer bei 40.000 Betriebsstunden erreicht hatten. Deshalb legten Penske und MTW die Betriebsdauer sicherheitshalber auf 36.000 Stunden fest – 11.000 Stunden mehr als erwartet.

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