„Quarry6 – Hightech bei der Rohstoffgewinnung“

Die Steinbruchs-Berufsgenossenschaft (StBG) zeichnet besonders innovative Hersteller aus, die beispielsweise die Sicherheit bei Sprengungen deutlich erhöhen oder die Arbeitsabläufe entscheidend verbessern. Der Herstellerpreis wird nicht jedes Jahr verliehen, sondern nur, wenn herausragende Innovationen diesen Preis auch rechtfertigen. Dieses Jahr geht er für Sprengplanung an die geo-konzept GmbH (Bild 1). Die Firma steht für exaktes Vermessen, schnelles Planen und sicheres Kontrollieren von Großbohrlochsprengungen. Die eingesetzten Technologien reichen vom hochgenauen terrestrischen Laserscanning über Software zur Planung und Kontrolle bis hin zur Bohrlochvermessung und Integration von GPS-Daten. Der Herstellerpreis 2009 der StBG wird für die Integration aller Arbeitsabläufe, von der Planung über die Kontrolle bis hin zur Sprengung, in einer Software verliehen. Dadurch werden nicht nur die Arbeitsabläufe im Steinbruch enorm verbessert, sondern auch die Sicherheit deutlich erhöht.

Im Steinbruch sind zwei Dinge besonders wichtig: Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Beides lässt sich mit dem umfassenden System von geo-konzept enorm verbessern. Die einzelnen Bestandteile und ihr Zusammenspiel in einem integrativen Workflow werden im Folgenden näher Beschrieben.

Vermessung der Bruchwand

Grundlage für jeden einzelnen Arbeitsschritt sind genaue Daten über die Bruchwand. Alle weiteren Schritte beruhen auf einem möglichst genauen Abbild der tatsächlichen Gegebenheiten. In der einfachsten Version reicht ein Handlaser für eine 2D-Profilierung. Exaktere Daten bietet natürlich eine 3D-Bruchwandvermessung. Auf Wunsch gibt es diese sogar als automatisches System. Die Software Quarry6 verarbeitet alle Daten und lässt sich modular den Ansprüchen anpassen. Das Modul QuarryPocket etwa zeichnet die Bruchwanddaten auf einem Handrechner auf und gibt sie an den Computer zur Bearbeitung weiter.

Verarbeitung der Daten und Planung

Quarry6, die mit dem Herstellerpreis ausgezeichnete Software (Bild 2), verarbeitet die Daten zu einem Bruchwandmodell. Die Software ist klar strukturiert. Die einzelnen Arbeitsschritte, Funktionen und Werkzeuge sind auch für Laien verständlich und können schnell und effizient angewendet werden. Zur Planung der Bohrlinie und der Bohrlochpositionen stehen verschiedene Werkzeuge und Analysemöglichkeiten zur Verfügung. Parameter wie Bohrwinkel, Bohrtiefe, Bohrrichtung, Unterbohrung und gewünschte Vorgabe können gleichzeitig in der Profilansicht, im Grundriss und in der 3D-Ansicht (Bild 3)
optimiert werden. Im ersten Schritt berechnet Quarry6 aber zunächst den Idealverlauf der Bohrlöcher. Zudem sorgt die bekannte „BurdenMaster“ Funktion für hohe Sicherheit. Kritische Vorgaben entlang der gesamten Bruchwand werden zuverlässig erkannt.

Der entscheidende Vorteil bei der Erstellung des Bohrplans ist, dass die Berechnung auf einem genauen Abbild der Realität basiert. Also auf exakten Vorgaben und dem tatsächlichen Verlauf der Bruchwand. Quarry6 liefert genaue Angaben über die Lage des Ansatzpunktes, über Neigung und Tiefe der Bohrlöcher. Um den berechneten Punkt auch wirklich zu finden, kann die Software GPS-Koordinaten ausgeben. Der Ansatzpunkt auf der Sohle kann dadurch auf den Zentimeter genau markiert werden.

Exaktes Ausstecken

Um den Ansatzpunkt genau an der richtigen Stelle zu markieren, braucht es nichts weiter als einen hochgenauen GPS-Empfänger und einen mobilen Handrechner. Die Software führt den Bohristen genau an den berechneten Punkt und er kann den Ansatzpunkt zentimetergenau markieren. Eine Kartenansicht mit Anzeige der aktuellen Position unterstützt ihn dabei. Doch was ist mit den unterschiedlichen Höhen auf der Sohle? Ein Modell der Bruchwand kann ja schließlich die Sohle nicht darstellen! Die Lösung: Beim Ausstecken und Markieren der Bohrlöcher werden gleichzeitig Höhen- und Lagekoordinaten aufgenommen. Ist ein Bohren an der gewünschten Stelle nicht möglich, kann der Bohrist aber auch einen alternativen Bohrlochansatzpunkt festlegen. Die neuen Daten werden dann einfach in die Sprengplanung aufgenommen. Damit wird die falsche Tiefe eines Bohrlochs durch den Höhenfehler ausgeschlossen. Es bleiben keine Füße stehen und auch starke Vibrationen durch Unterbohrung werden eliminiert.

Die Integration genauester GPS-Daten in die Sprengplanung stellt eine wirkliche Innovation im Steinbruch dar. Bisher wurden Orts- und Höhendaten nicht eingesetzt, obwohl sie die Planung, Sicherheit und den Erfolg entscheidend verbessern.

Optimieren der Planung

Mit den neuen Daten zu Ort und vor allem zur Höhe des Bohrlochansatzes berechnet Quarry6 nun die optimale Bohrtiefe. Der Sprengbeauftragte ist nicht mehr auf Vermutungen und umfangreiche Erfahrung angewiesen, sondern kann die Bohranlage anhand genauer Daten zielsicher planen. Ein weiterer Vorteil ist die Dokumentation seiner Arbeit – den Nachweis guter und richtiger Planung gibt es auf Knopfdruck. Das Programm generiert eine große Auswahl an standardisierten Ausdrucken, Karten und Tabellen, die alle relevan­ten Daten nach BGV C24 §46 beinhalten.

Kontrolle der realen
Bohrlöcher

Planen ist gut, Kontrolle ist besser. Gesteinshärten, Einschlüsse, Kavernen und Höhlen halten sich selten an die Planung, Abweichungen gibt es immer. Um auch hier auf der sicheren Seite zu bleiben, bietet geo-konzept auch die Vermessung der tatsächlich gebohrten Bohrlöcher an. Mit robusten  Bohrlochsonden, etwa „Blasthole Probe MK3“, erhält man innerhalb von Minuten präzise Daten zum realen Verlauf, zum realen Winkel und zur realen Tiefe des Bohrloches.

Optimierung der Sprengung

Auch die Daten vom realen Bohrloch werden in der Software Quarry6 erfasst und die Sprenganlage wird komplett neu berechnet. Das Risiko, das Erfahrungswerte, Schätzungen und Unkenntnis des Bohrlochverlaufs darstellen, ist damit gebannt. Darüber hinaus wird der gesamte Arbeitsablauf präzise dokumentiert. Jeder einzelne Schritt – von der Vermessung über die Planung, Kontrolle und Optimierung bis hin zur Sprengung – ist belegt. Die Sprengplanung stützt sich dabei auf die beste und effektivste Vermessungstechnik, die zurzeit angeboten wird. Besser lässt sich eine Großbohrlochsprengung nicht planen, dokumentieren und durchführen.

Ergebnis

Mit dem System von geo-konzept, vor allem mit der Integration von genauem GPS, lassen sich auch anspruchsvollste Sprengungen schnell, sicher und wirtschaftlich durchführen. Schlecht fraktioniertes Haufwerk, Verschwendung von Sprengstoff, Steinflug und unnötige Erschütterungen sind so praktisch ausgeschlossen. Mit exakten Daten und zuverlässiger Software zur Berechnung kommt man mit den Produkten der ­geokonzept GmbH der optimalen Sprengung immer näher.
Mehr Pro­duktivität durch hohe Planungsgenauigkeit! Zur Bedienung wird übrigens nur eine Person benötigt, die alle Schritte ohne vermessungstechnische Spezialkenntnisse durchführen kann. Auch hier ist das System nutzerfreundlich und wirtschaftlich.

Das Plus an Sicherheit und Wirtschaftlichkeit wird nicht nur von der StBG empfohlen und mit dem Händlerpreis honoriert. Steinbrüche werden beim Kauf des modularen Systems der Firma geo-konzept auch finanziell unterstützt: Jedes einzelne Modul wird mit 30 % von der StBG bezuschusst!

Weitere Vorteile

Gibt es das System im Bruch, ergeben sich noch weitere Möglichkeiten der Anwendung. So können z.  B. Risswerkskarten ohne Mehraufwand, zusätzliche Geräte oder weitere Software kontinuierlich fortgeschrieben werden.

Mit dem GPS-Gerät lassen sich auch Positionen, etwa von Erschütterungs-Messgeräten, aufzeichnen und in bestehende Pläne übernehmen Mit dem Laserscanner können auch Halden vermessen und exakte Volumina berechnet werden.

ZKG INTERNATIONAL sprach mit Diplom-Geograph Martin Herkommer, Produktspezialist Vermessungssysteme bei der geo-konzept GmbH über das prämierte Projekt in der Kategorie Herstellerpreis.

ZKG: Wie ist Ihnen die Idee zur Entwicklung des Verbesserungsvorschlages gekommen?

Martin Herkommer: Die geo-konzept GmbH beschäftigt sich seit 1992 mit terrestrischer Laservermessung. Seit dem arbeiten wir damit auch in Steinbrüchen und haben dort viel über die Arbeitsabläufe und vor allem die Anforderungen gelernt. Die Analyse von schlechten Sprengungen hat uns gezeigt, wo die Fehlerquellen liegen. Wir haben festgestellt, daß vor allem die exakte Lage und Höhe des Bohrlochansatzpunktes ein entscheidender Faktor für eine erfolgreiche Sprengung ist. Falsche Bohrlochlängen führen zu den bekannten Problemen: Erschütterungen, stehengebliebene Füße, unkontrollierter Steinflug. Diese Probleme zu beseitigen war unsere Motivation unser System zu verbessern.

ZKG: Wie wurde der Vorschlag entwickelt, ist er in Ihrer Firma schon umgesetzt worden?

Martin Herkommer: Bei unserem System handelt es sich schon lange um keinen Vorschlag mehr, seit über einem Jahr ist die GPS-gestützte Sprengplanung erfolgreich auf dem Markt.

Die Entwicklung wurde eben angestoßen durch die Tatsache, dass die Sohle nicht berechenbar war. Für Arbeit und Sicherheit in den Steinbrüchen wäre das aber sehr hilfreich. Wie soll man aber genaue Orts- und Höhendaten in einem Steinbruch bekommen? Eine Art GPS für Sprengbetriebe, das ist es was gebraucht wird! Dieser Weg war naheliegend, denn geo-konzept beschäftigt sich seit der Firmengründung auch mit hochgenauem GPS für die Landwirtschaft. Wie Sie vielleicht wissen, ist das „normale“ GPS nur auf rund 30 Meter genau – damit kann man in einem Steinbruch herzlich wenig anfangen. Technik und Know-how wie man damit auf den Zentimeter genau arbeitet, hatten wir bereits. Die Integration von GPS in die Sprengplanung war deshalb der logische Schritt und die Lösung für viele Unzulänglichkeiten bei der Sprengplanung. Mit geo-konzept kann man jetzt beim Ausstecken der Bohrlöcher die exakte Höhe und Position aufnehmen – und Höhenfehler damit ganz einfach ausschließen.

Weitere Vorteile haben sich sozusagen fast von alleine ergeben: Das zeitraubende manuelle Ausstecken fällt weg. Handrechner mit Karte und genauen Koordinaten führen den Bohristen genau dort hin, wo das Bohrloch nach exakter Berechnung auch hingehört.Weiter kann der Bohrist den tatsächlichen Verlauf der Bohrlöcher mit Sonden nicht nur ermitteln. Das System von geo-konzept kann diese Daten auch wieder verarbeiten und die Sprengplanung der Realität anpassen.

ZKG: Wie viel Zeit haben Sie investiert von der ersten Idee bis zum fertigen Vorschlag? Wie viel Kollegen haben insgesamt daran gearbeitet?

Martin Herkommer: Die Entwicklung von der Idee bis zum ersten marktreifen Produkt dauerte etwa zwei Jahre. Zu Beginn waren es dabei zwei Mitarbeiter, die die Ideen umgesetzt haben. Mit dem Erfolg ist die Abteilung auf inzwischen vier Leute angewachsen. Aber so ein Prozess ist ja nie abgeschlossen, es gibt immer wieder neue Ideen, Forderungen und Techniken, die wir integrieren. Zum Beispiel arbeiten wir im Moment an einem Planungswerkzeug zur einfachen und sicheren Erstellung von Zündplänen.

Wichtigster Motor für die Weiterentwicklung ist dabei der Kunde. Wir wollen nicht mit tollen Features am Markt vorbeizielen, sondern genau das anbieten, was wirklich gebraucht wird. Denn nur sinnvolle Technik wird auch benutzt. Und was ist sinnvoller als Technik, die Steinbrüche sowohl wirtschaftlicher als auch sicherer macht?

ZKG: Welchen Nutzen, welche Vorteile bringt dieser Vorschlag Ihren Kollegen/dem Unternehmen?

Martin Herkommer: Natürlich sind wir als Unternehmen daran interessiert, wirtschaftlich zu arbeiten und der Erfolg gibt uns recht. Doch geht es uns um mehr als nur um den wirtschaftlichen Erfolg der reinen Zahlen. Für uns ist es wichtig zu sehen, dass wir mit unserer Lösung auf dem richtigen Weg sind. Wir planen also weit in die Zukunft. Das spiegelt sich nicht zuletzt auch in dem Förderpreis wieder, auf den wir natürlich sehr stolz sind.

ZKG: Wie sehen Sie die Vorreiterfunktion für andere Firmen?

Martin Herkommer: Für unsere Kunden und potentielle Kunden sind wir sowohl national als auch international viel unterwegs. Wir erreichen dabei auch über unsere Partner viele Firmen. Immer wieder stellen wir fest: Diese innovative und einfach einzusetzende Technik ist z.T. noch nicht bekannt oder wird nicht eingesetzt.

Die Überraschung ist dann oft groß, wenn den Sprengbetrieben klar wird, was mit geringstem Aufwand alles möglich ist. Mit unserer kostenlosen Vorführungen rennen wir meist offene Türen ein, weil wir anbieten, was viele Sprengbetriebe schon seit Jahren gerne hätten. Es hat sich gezeigt, dass Sicherheit und Wirtschaftlichkeit im Paket überzeugen. Über 90  % der Steinbrüche, in denen wir unser System vorstellen, kaufen dann auch. Nicht zuletzt ist der Zuschuß von 30  %, den die StBG für das Plus an Sicherheit gewährt eine gute Visitenkarte.

Wenn wir uns unsere Konkurrenz auf dem Markt anschauen, dann sind wir in der glücklichen Lage als Technologieführer zu punkten. Es gibt niemanden weltweit, der ein ähnliches System zu vergleichbaren Preisen oder zu vergleichbarer Qualität anbieten kann. Andere Firmen müssen sich da gewaltig nach der Decke strecken.

ZKG: Welchen Stellenwert hat für Sie diese Veranstaltung (Förderpreis Arbeit Sicherheit Gesundheit)?

Martin Herkommer: Für unsere Arbeit in den letzen Jahren ist es die höchste Auszeichung und Anerkennung, die wir uns wünschen können.

  www.geo-konzept.de