Brandschutzrisiken in Förderanlagen im Bergbau erkennen

Förderanlagen sind für einen effizienten Bergbaubetrieb von zentraler Bedeutung. Sie transportieren Tausende Tonnen Erz pro Stunde und verbinden Brechanlagen, Halden, Aufbereitungsanlagen und Häfen miteinander. Für viele Bergbaubetriebe birgt genau das System, das die Produktivität vorantreibt, jedoch auch ein erhebliches und häufig unterschätztes Risiko. 

Förderbänder bestehen in der Regel aus brennbaren Materialien und sind daher besonders anfällig für Brandschäden. Die Folgen gehen oft weit über den Austausch eines Förderbands hinaus. Brände können ganze Förderbandgalerien zerstören und im schlimmsten Fall die Produktion zum Erliegen bringen, was zu Produktionsausfällen in Millionenhöhe führen kann. 

FM arbeitet bereits seit Jahrzehnten mit der Bergbauindustrie zusammen, um diesem Risiko zu begegnen. Unsere Daten zeigen, dass Brände die häufigste Ursache für Sachschäden im Zusammenhang mit Förderanlagen sind. Dennoch entsteht dieses Risiko häufig bereits in der Planungsphase, etwa durch Auslegungsentscheidungen, die Art der Einhausung oder das Fehlen integrierter Brandschutzmaßnahmen.

Warum Förderanlagen anfällig für Brände sind

Die Herausforderung bei Bränden in Förderanlagen geht weit über das eigentliche Zündereignis hinaus. Förderbänder aus Gummi oder synthetischen Materialien können selbst als Brennstoff dienen, selbst wenn sie nicht brennbare Materialien wie Eisenerz transportieren. Brände können sich entlang eingehauster Förderbandgalerien rasch ausbreiten und sind dabei häufig nur schwer über Schlauchleitungen erreichbar oder für eine wirksame Brandunterdrückung zugänglich. Dies kann zu umfangreichen Schäden an der Konstruktion führen, deren Reparatur oder Wiederaufbau Monate in Anspruch nehmen kann.

• Mehrere Faktoren erhöhen das Risiko zusätzlich:
• Eingehauste Förderanlagen halten Wärme und Rauch zurück und erschweren dadurch die manuelle Brandunterdrückung.
• Mehrstöckige oder übereinander angeordnete Förderanlagen können die Wirksamkeit von Sprinkleranlagen an tieferliegenden Förderbändern beeinträchtigen.
• In kalten Klimazonen können ungeschützte Sprinkleranlagen einfrieren, sofern keine Trockenrohr- oder vorgesteuerten Sprinkleranlagen installiert sind. In heißen und trockenen Klimazonen können dagegen Wahrscheinlichkeit, Ausmaß und Dauer von Bränden zunehmen. 
• Mangelnde Sauberkeit und Ordnung führen zu Ablagerungen und Reibungsstellen, die die Entstehung von Bränden begünstigen können. Gleichzeitig erhöhen sie die Belastung von Förderbandgalerien und machen diese anfälliger für Einstürze sowie Schäden durch Wetterereignisse.
• Heißarbeiten, wie Schweißen oder Schleifen, sind die häufigste Ursache für die Entstehung von Bränden an Förderanlagen, da sie Funken und Hitze in bereits gefährdete Bereiche einbringen.

Die meisten Standorte verfügen über mindestens eine Förderanlage mit hoher Priorität, die eine kritische singuläre Schwachstelle darstellt und zwei wesentliche Bereiche des Betriebs miteinander verbindet. Wird dieses Fördersystem beschädigt oder zerstört, steht häufig keine unmittelbare Ausweichlösung zur Verfügung.

Forschungsbasierte Lösungen

FM untersucht Brandrisiken in Förderanlagen bereits seit den 1960er-Jahren, als das U.S. Bureau of Mines FM erstmals damit beauftragte, Brände in untertägigen Förderanlagen zu untersuchen. Seitdem haben wir auf Grundlage jahrzehntelanger Praxiserfahrung umfangreiche Erkenntnisse gewonnen und auf unserem Research Campus groß angelegte Brandversuche in eigens dafür errichteten Förderbandgalerien durchgeführt. Diese umfassende Expertise hat dazu beigetragen, das Verständnis der Branche für die Brandausbreitung, Sprinklerabstände und strukturelle Risiken weiterzuentwickeln.

Auf dieser Grundlage haben wir fünf bewährte Verfahren identifiziert, mit denen Bergbauunternehmen Förderanlagen vor schwerwiegenden Schäden schützen können. Dazu gehören:

1. Verwendung nicht brennbarer Materialien und optimierter Auslegungen: Verwenden Sie nach Möglichkeit nicht brennbare Materialien und planen Sie Förderanlagen so, dass ausreichende Abstände für eine wirksame automatische Sprinklerabdeckung gewährleistet sind.
2. Heißarbeiten sicher durchführen: Kontrollieren Sie Schweiß-, Schleif- und andere Heißarbeiten konsequent. Implementieren Sie stets strenge Brandwachen, insbesondere in trockenen Klimazonen und anspruchsvollen Instandhaltungsumgebungen.
3. Angemessenen Brandschutz durch gezielte Sprinklerabdeckung sicherstellen: Installieren Sie automatische Sprinkleranlagen in eingehausten Förderanlagen. Sprinkleranlagen sind unter Umständen nicht erforderlich, wenn Förderanlagen offen ausgeführt sind, über nicht brennbare Einhausungen verfügen und für Einsatzkräfte der Brandbekämpfung leicht zugänglich sind. Für vollständig eingehauste Förderbandgalerien ist eine interne Sprinklerabdeckung jedoch von entscheidender Bedeutung.
4. Proaktive Instandhaltung sowie konsequente Ordnung und Sauberkeit: Führen Sie regelmäßige Inspektionen, Prüfungen und Instandhaltungsmaßnahmen an Komponenten von Förderanlagen wie Lagern und Antriebssystemen durch. Führen Sie routinemäßige thermografische Untersuchungen und Ausrichtungsprüfungen durch, um Risiken frühzeitig zu erkennen. Setzen Sie konsequent Maßnahmen zur Ordnung und Sauberkeit um, um potenzielle Zündquellen sowie Risiken durch strukturelle Überlastungen zu vermeiden.
5. Notfallpläne entwickeln und kritische Ersatzteile vorhalten: Dokumentieren Sie klare Notfallpläne für Ausfälle von Förderanlagen. Halten Sie regelmäßig benötigte Ersatzteile wie Ersatzförderbänder, Antriebskomponenten und kritische Lager vor, um Ausfallzeiten im Notfall zu minimieren.

Unsere Daten zeigen, dass die Positionierung und der Abstand von Sprinklern entscheidend für die Beherrschung von Bränden in Förderanlagen sind. In vielen Fällen lässt sich ein wirksamer Schutz mit weniger Sprinklern und einem geringeren Wasserbedarf erreichen als bisher angenommen. Dadurch können Gewicht, Anforderungen an die Wasserversorgung und Kosten reduziert werden, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Dadurch können finanzielle Mittel für den Schutz weiterer Infrastrukturen verfügbar gemacht werden. 

Wichtig ist außerdem, dass nicht jedes Fördersystem an einem Standort das gleiche Schutzniveau benötigt. Deshalb ist es entscheidend, den Brandschutz auf Förderanlagen mit hohem Risiko zu konzentrieren – insbesondere auf Systeme mit kritischen Funktionen, eingehauster Bauweise oder eingeschränktem Zugang –, um sowohl Schäden als auch Ausfallzeiten zu minimieren.  

Unsere umfangreichen Brandversuche an Förderanlagen liefern wertvolle Erkenntnisse über die wesentlichen Risiken und wichtigen Aspekte eines wirksamen Schutzes. Das folgende Video gibt einen Überblick über die Ergebnisse und Erkenntnisse dieser Forschungsarbeit: 

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Ausfallzeiten von Monaten auf Stunden reduzieren

Die Schadendaten von FM zeigen, dass sich das Ausmaß und die Kosten eines Brandes durch einen angemessenen Schutz von Förderanlagen deutlich reduzieren lassen. Sind eingehauste Förderbandgalerien mit innenliegenden Sprinkleranlagen ausgestattet, beschränkt sich der Brandschaden häufig auf einen einzelnen Förderbandabschnitt. Ausfallzeiten können von drei bis vier Monaten auf nur wenige Stunden reduziert werden – ein Unterschied mit erheblichen betrieblichen und finanziellen Auswirkungen.

Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind in unseren Datenblättern zur Schadenverhütung zusammengefasst. Sie unterstützen die Bergbauindustrie mit praxisnahen Empfehlungen zur Risikoreduzierung für unterschiedliche Förderanlagen, Klimazonen und Betriebsbedingungen. Unsere Engineering-Teams nutzen diese Empfehlungen, um Bergbauunternehmen weltweit dabei zu unterstützen, von Anfang an resilientere Infrastrukturen zu entwickeln.

Wenn Sie mehr über die FM Empfehlungen zum Schutz kritischer Förderanlagen erfahren möchten, können Sie hier kostenlos unser Datenblatt zu Förderanlagen herunterladen.