Explosionsgeschützter Brückenkran für Bergbau & Kohleindustrie
Wichtiger Hinweis: Die Auswahl von Kranen für den Bergbau und die Kohleindustrie erfolgt nach drei Einsatzszenarien: Im Untertagebergbau kommen explosionsgeschützte Elektrozüge der Typen HB/KB zum Einsatz (Ex dⅠ/MA-Zulassung/1–25 t/20.000–200.000 EUR/Stahlgussgehäuse mit druckfester Kapselung). In Kohleaufbereitungsanlagen werden QD-Brückenkrane oder MG-Portalkrane mit Staubexplosionsschutz Ex tD A21 verwendet (32–100 t/400.000–2.500.000 EUR/IP55 + C4-Korrosionsschutz). Für Tagebaue und Werkstätten eignen sich Standard-Brückenkrane (16–50 t/300.000–1.200.000 EUR/Doppelhaken + Frequenzumrichter + Funkfernsteuerung). Wichtig: Im Untertagebau ist ausschließlich Ex dⅠ zugelassen (bergbauspezifisch), für nicht bergbauliche Betriebe kann die Serie Ex dⅡ verwendet werden.
Der Bergbau und die Kohleindustrie zählen zu den anspruchsvollsten Anwendungsbereichen für explosionsgeschützte Krane. Im Untertagebau besteht Explosionsgefahr durch Grubengas (Methan), weshalb ausschließlich bergbauspezifische Geräte der Schutzart Ex dⅠ eingesetzt werden dürfen. In Kohleaufbereitungsanlagen herrscht Explosionsgefahr durch Kohlenstaub, sodass eine staubexplosionsgeschützte Ausführung nach den geltenden Explosionsschutznormen erforderlich ist. Für Tagebaue und Reparaturwerkstätten können dagegen Standardkrane verwendet werden. Dieser Artikel analysiert die Auswahlkriterien für drei Einsatzszenarien: Untertagebergbau, Kohleaufbereitung/Tagebau sowie Instandsetzung von Bergbaumaschinen.
Untertagebergbau: Ex dⅠ mit MA-Zertifizierung
Im Untertagebergbau besteht Explosionsgefahr durch Grubengas (Methan, Explosionsgrenze 5–15 %) und Kohlenstaub. Sämtliche elektrischen Ausrüstungen müssen daher über eine bergbauliche Sicherheitszertifizierung (MA-Zertifizierung) verfügen und der Explosionsschutzklasse Ex dⅠ entsprechen. Typische Einbaupositionen für Krane im Untertagebergbau sind: Zentrales Umspannwerk (Heben und Anschlagen für Trafo- und Schaltschrankwartung), Hauptwasserhaltung (Pumpenmotor-Inspektion) sowie Maschinenkammern (Instandsetzung von Gewinnungsmaschinen).
Empfohlenes Modell: HB-Typ explosionsgeschützter Elektrozug für den Bergbau (Tragfähigkeit 1–25 t, Hubhöhe 6–12 m) sowie KB-Typ explosionsgeschützter Elektrozug für den Bergbau (große Tragfähigkeit/Langsamfahrt, 10–25 t). Die Typen HB/KB sind mit der Zündschutzart Ex dⅠ Mb ausgeführt – Motor und Elektroschrank sind in einem Gehäuse aus Stahlguss ZG230-450 gekapselt (Zünddurchschlagsicherung Spalt ≤ 0,2 mm, Referenzdruck 1,0 MPa). Der Antrieb erfolgt über einen YBK3-Ex-Motor. Das Fahrwerk ist als Handlaufkatze (auf Schiene) oder mit Zahnradantrieb (schienenlos) ausgeführt. Der zugehörige Steuerkasten ist druckfest gekapselt (Ex dⅠ Mb). Der Preis für den HB-Typ liegt je nach Tragfähigkeit zwischen ca. 20.000 und 200.000 EUR.
Befestigungsart: Untertagekrane werden in der Regel an einer I-Träger-Schiene montiert, die an der Firste des Grubenbaus oder der Kammerdecke vorinstalliert ist. Die Schiene wird über Ankerbolzen an der Firste befestigt. Vor der Montage ist die Tragfähigkeit und Verankerungskraft der Gebirgsschicht zu prüfen. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse unter Tage müssen Außenmaße und minimale lichte Höhe des Krans vor dem Kauf abgestimmt werden.
Wartung der MA-Zertifizierung: Die Gültigkeitsdauer des MA-Sicherheitszertifikats beträgt 5 Jahre und muss danach erneuert werden. Der Betreiber ist verpflichtet, vierteljährlich die Explosionsschutzkennzeichnung und die Gültigkeit des MA-Zertifikats zu prüfen. Halbjährlich ist die Abdichtung der druckfesten Kapselung sowie der Kabeleinführung zu testen. Wartungsarbeiten an Untertagekranen dürfen nur von Unternehmen mit entsprechender Qualifikation für die Gerätewartung im Bergbau durchgeführt werden.
Kohleaufbereitung und Tagebau: Staubexplosionsschutz und Korrosionsschutz
In den Hauptgebäuden von Kohleaufbereitungsanlagen besteht Explosionsgefahr durch Kohlenstaub (Zone 21/22). Die Krane müssen daher nach den geltenden Explosionsschutzanforderungen für Staubexplosionen ausgelegt sein. Sie werden für die Wartung und den Austausch von Aufbereitungsanlagen (Schweremediumzyklone, Flotationsmaschinen, Schwingsiebe, Zentrifugen usw.) eingesetzt. Im Tagebau dienen sie der Instandsetzung und Montage von Gewinnungsgeräten.
Empfehlung für Kohleaufbereitungsanlagen: QD-Brückenkran in explosionsgeschützter Ausführung (Tragfähigkeit 20–50 t) mit Staubexplosionsschutz Ex tD A21 IP65 oder MG-Portalkran in explosionsgeschützter Ausführung (Spannweite 22–40 m, mit Kragarm zur Abdeckung des Verladebereichs). Für überwiegenden Inneneinsatz ist der Brückenkran die erste Wahl; bei kombiniertem Innen- und Außeneinsatz empfiehlt sich der Portalkran. Die Schutzart beträgt IP55 (Motor IP55), der Elektroschrank ist staubdicht gekapselt, und für den Außenbereich ist eine Korrosionsschutzbeschichtung der Klasse C4 vorgesehen.
Empfehlung für Tagebaue: MG-Portalkran oder QD-Brückenkran (Tragfähigkeit 32–100 t) für die Montage und Instandsetzung von Baggern, Brechern und Förderanlagen. Tagebaukrane arbeiten im Freien unter hoher Staubbelastung und starkem Wind. Sie müssen mit geschlossenem Führerhaus mit Klimaanlage, Schutzart IP55 und C4-Korrosionsschutz ausgestattet sein. Für Ultra-Großtonnage (100 t+) wird der Portalkran empfohlen, da er geringere Anforderungen an das Schienenfundament stellt.
Fertigung und Instandsetzung von Bergbaumaschinen
In Fertigungs- und Instandsetzungswerkstätten für Bergbaumaschinen dienen die Krane der Montage und Wartung großer Geräte wie Brecher, Kugelmühlen und Förderanlagen. Die Tragfähigkeit liegt üblicherweise zwischen 16 und 50 t (das schwerste Wartungsteil ist der Brechkonus bzw. das Mühlengehäuse), die Spannweite zwischen 22 und 31 m, die Triebwerksgruppe A5. Konfigurationspunkte: Doppelhaken (Haupthaken für große Bauteile, Hilfshaken für Zubehörteile) + Frequenzgesteuerte Drehzahlregelung + Fernbedienung. Da in der Werkstatt gleichzeitig Schweiß- und Brennschneidarbeiten ausgeführt werden, empfiehlt sich ein geschlossenes Führerhaus (Schutz vor Schweißlichtbogen und Staub).
Wenn in der Werkstatt mehrere Arbeitsplätze parallel betrieben werden, kann an jedem Arbeitsplatz ein BZD-Auslegerkran (1–3 t) als Hilfsmittel für das Anschlagen installiert werden, um den Haupt-Brückenkran zu entlasten. Detaillierte Parameter und Auswahlhinweise zum explosionsgeschützten Elektrozug für den Bergbau finden Sie in den entsprechenden Produktartikeln.
Sechs Kernparameter für Krane im Bergbau und der Kohleindustrie
Häufige Fragen (FAQ)
F: Was ist der Unterschied zwischen Ex d I und Ex d II BT4? Ist Ex d II BT4 im Steinkohlebergbau zulässig?
A: Ex d I ist die spezifische Explosionsschutzklasse für Grubengasatmosphäre (Methan, Explosionsgrenzen 5–15 %, Zündtemperatur 595 °C). Ex d II ist für Gasatmosphären in industriellen Bereichen (nicht Bergbau) ausgelegt. Der wesentlichste Unterschied: Bei Ex d I muss die druckfeste Kapselung dem Methan-Explosionsdruck standhalten (Bezugsdruck ≥ 1,0 MPa) und darf keine Energiespeicher enthalten. Bei Ex d II BT4 ist der Prüfdruck der Kapselung geringer (ca. 0,8 MPa). Untertage im Steinkohlebergbau ist ausschließlich Ex-d-I-Ausrüstung zulässig; Ex d II BT4 ist dort nicht anwendbar – dies ist eine zwingende Vorschrift. In nicht-kohlehaltigen Bergwerken (Metall-/Nichtmetallbergbau) kann Ex d II BT4 oder Ex d II CT4 eingesetzt werden.
F: Welche besonderen Anforderungen gelten an das Stromversorgungssystem in einer Kohleaufbereitungsanlage, abgesehen vom Explosionsschutz des Krans selbst?
A: Kohleaufbereitungsanlagen gelten als staubexplosionsgefährdete Bereiche (Zone 21/22). Das Stromversorgungssystem muss den Anforderungen gemäß DIN EN 60079-14 entsprechen: ① Die Stromversorgung des Krans muss aus einem nicht-gefährdeten Bereich eingespeist werden; vor Eintritt in den Gefahrenbereich ist eine trennende Abdichtung der Kabel vorzusehen. ② Schleifleitungen müssen gekapselt ausgeführt sein (Staubschutz, um Kurzschlüsse im Inneren zu vermeiden). ③ Das Erdungssystem ist als TN-S-System auszuführen (Neutralleiter und Schutzleiter getrennt), der Erdungswiderstand muss ≤ 4 Ω betragen. ④ Am Einspeisepunkt ist ein Fehlerstromschutzschalter (Auslösestrom ≤ 30 mA) vorzusehen. ⑤ Anschlussdosen im Gefahrenbereich müssen staubdicht (IP6X) ausgeführt sein.
F: Darf ein explosionsgeschützter Elektrozug für den Bergbau nach Ablauf der MA-Zertifizierung weiterverwendet werden?
A: Nein. Das MA-Sicherheitszeichen ist die gesetzliche Zulassung für den Einsatz unter Tage im Steinkohlebergbau. Ohne gültige MA-Zertifizierung oder bei abgelaufener Gültigkeitsdauer ist der Einsatz unter Tage untersagt (gemäß den Sicherheitsvorschriften für den Steinkohlebergbau, Teil 4, § 468). Die Gültigkeitsdauer des MA-Zertifikats beträgt 5 Jahre. Der Betreiber muss mindestens 6 Monate vor Ablauf einen Verlängerungsantrag stellen. Ablauf der Verlängerung: Kontaktaufnahme mit der Zertifizierungsstelle (Nationales Zentrum für Sicherheitszeichen), Einreichung einer Erklärung über Geräteänderungen (ob ein Umbau stattgefunden hat), Vor-Ort-Prüfung und Neuausstellung des Zertifikats. Die Gebühren für die MA-Verlängerung betragen ca. 1.270–3.810 EUR pro Typ. Falls das Gerät umgebaut oder die Produktion eingestellt wurde, ist eine erneute Typprüfung erforderlich.
F: Wie wählt man einen Kran für den Untertageeinsatz in nicht-kohlehaltigen Bergwerken (Metall-/Nichtmetallbergbau) aus?
A: In nicht-kohlehaltigen Bergwerken besteht keine Explosionsgefahr durch Grubengas (Hauptursache), jedoch können andere brennbare Gase auftreten (z. B. Schwefelwasserstoff in Schwefelkiesbergwerken, Dieselmotorabgase in Kupferbergwerken). Die Explosionsschutzklasse für Krane unter Tage in diesen Bergwerken wird entsprechend der tatsächlich vorhandenen brennbaren Gase und deren Zündgruppe gewählt – üblicherweise Ex d II BT4 (z. B. bei ausschließlich Dieselmotorabgasen) oder Ex d II CT4 (bei Vorhandensein von Schwefelwasserstoff oder anderen Gasen der Gruppe IIC). Der Unterschied besteht darin, dass in nicht-kohlehaltigen Bergwerken keine MA-Zertifizierung, jedoch eine CCC-Ex-Zertifizierung erforderlich ist. Die Auswahlkriterien für Krane unter Tage in nicht-kohlehaltigen Bergwerken entsprechen denen für explosionsgeschützte Krane über Tage.
