Forschung für umweltschonenden Bergbau
Das Projekt STREAM (Novel drilling system for cost effective extraction of the 30 million tons of ornamental stone blocks in Europe with lower environmental impact) konstruierte einen innovativen, wasserbetriebenen DTH-Bohrhammer mit geringem Durchmesser für den Einsatz im Bergbau und in Steinbrüchen. Die Forscher entwickelten hierfür eine diamantähnliche (diamond-like carbon, DLC) Beschichtung, die kosteneffizient, wasserresistent und verschleißfest ist und in einem innovativen Verfahren hergestellt wird, der so genannten plasmagestützten chemischen Dampfauftragung (plasma assisted chemical vapour deposition, PA-CVD). In Pilotstudien demonstrierten die Forscher die ausgezeichnete Haftung der DLC-Beschichtung auf den Gleitflächen von Schlagkolben/Zylinder sowie deren Korrosionsbeständigkeit und Verschleißarmut, mit der die Reibung zwischen den Maschinenteilen verringert werden kann. Beim Zusammenspiel beweglicher Maschinenteile kommt es vor allem auf niedrige Reibung an. Der Schlagbohrer kann so leichter auf und ab fahren, was die Bohrleistung erhöht und Verschleißerscheinungen an der Maschine reduziert. Beide Faktoren senken den Kostenaufwand, da u.a. Zeit-, Reparatur- und Energiekosten eingespart werden. Obwohl nicht Bestandteil der Ausschreibung, wurde die Produktion auf eine industrielle DLC-Anlage erweitert, da die Ergebnisse im Labormaßstab viel versprechend waren. Anschließend wurde der PA-CVD-Prozess optimiert und zwei DTH-Imlochhammerbohrer-Prototypen mit unterschiedlichen Durchmessern für Feldversuche entwickelt und produziert. Bei den Tests wurden Steinart, Bohrwinkel und Umgebungsbedingungen variiert und damit die Machbarkeit von Produkt und Prozess bestätigt. Der niedrige Reibungskoeffizient verlängerte die Lebensdauer des Bohrsystems und reduzierte den Energieverbrauch, sodass die Leistung insgesamt besser war als bei herkömmlichen Bohrern und Bohrverfahren. STREAM trug neue Kenntnisse und Technologien für den Einsatz im Bergbau bei. Die entwickelten Technologien sind vor allem für das Bauingenieurwesen interessant, wie z.B. Tunnelbohren, das vor allem für den Straßenbau in bergigen Regionen Europas ein hohes Marktpotenzial besitzt. Das Projekt förderte nicht zuletzt eine nachhaltige Entwicklung durch reibungsärmere und energiesparende Bohrprozesse.
