zondag 24 april 2016

Een stukje geschiedenis van de kolossale machines in de bruinkooldagbouw

Ing. Anne-Marie T.M. Oudejans

Zoals nu nog steeds hangt de economisch in dagbouw winbaarheid van bruinkool af van de dikte van het gesteente boven de bruinkoollaag


Onderstaand artikel uit  het tijdschrift “Glückauf” van 19 maart 1938  geeft een overzicht van de ontwikkelingen van de graafmachines en de methoden voor het afvoeren van deklaaggesteente en de invloed van deze ontwikkelingen op de economische winbaarheid.

Zo’n anderhalve eeuw terug, toen er nog veel handmatig gebeurde, kon de winning van bruinkool nog uit, wanneer de hoeveelheid weg te graven deklaag hooguit even groot was dan de hoeveelheid (bruin)kool.

Tegen de Eerste Wereldoorlog waren de machines al zodanig, dat de deklaag al twee keer zo dik mocht zijn en in 1938 was deze verhouding globaal genomen al gestegen tot 4 delen deklaag op 1 deel kolen. Wanneer de opbouw van de aardlagen zodanig gunstig was, dat men voor het afvoeren van het deklaaggesteente gebruik kon maken van “Abraumförderbrücken” kon de bruinkool bij een verhouding van 6 op 1 nog economisch worden gewonnen. 



Bron: "Glückauf" 19 mrt 1938 p. 242

donderdag 14 april 2016

....... (Bruin)kool op bankbiljetten .......

Ing. Anne-Marie T.M. Oudejans

Niet alleen postzegels, zoals te zien in een eerdere blog,  maar ook bankbiljetten werden gesierd door de machines en andere afbeeldingen van de bruinkoolwinning.

Rond 1920 gebeurde dat bijvoorbeeld op het noodgeld van de Duitse stad Bitterfeld. Er werden toen voor zowel 50 Pfennig als 75 Pfennig bankbeljetten uitgegeven met verschillende achterkanten.


Het 50 Pf biljet had zes verschillende achterkanten, waaronder een van de dagbouw met nog geheel nog handmatige winning, één met daarop een deel van een brikettenfabriek en een  achterkant, waarop de bruinkool voor een deel in dagbouw en voor een deel ondergronds wordt gewonnen.



Achterkant 50 Pf biljet met bruinkoolwinning in dagbouw

Winning deels in dagbouw, deels ondergronds

Kolenopslag bij de energiecentrale

Verlading van kolen voor de export


De voorkant van het 50 Pf biljet


Op één achterkant van het  75 Pf biljet  was de winning met een eimerkettenbagger en op een andere een kolencentrale te zien.

Voorkant van het 75 Pf biljet

Achterkant met een centrale

En met emmerketting-graafmachine


Op het 100 franc biljet van de Republiek Congo prijkt een emmerketting-graafmachine (Eimerkettenbagger),


op het 1000 francbiljet van Guinee een lepel-graafmachine (Löffelbagger)


 en het 20 000 dinar biljet van het toenmalige Joegoslavie laat het graafwiel van een emmerwiel-graafmachine (Schaufelrad bagger) zien.


Tenslotte laat ook het “monopoly-geld” van een effectenspel zich met een schaufelradbaggert op een 25 eurobiljet ook niet onbetuigd:


De afbeeldingen zijn afkomstig van verschillende "verkoopsites", zoals e-bay en marktplaats
 











vrijdag 8 april 2016

De romeinse Tympanum als verre voorloper ook van Da Vinci’s schaufelradbagger-machine

Ing. Anne-Marie T.M. Oudejans

Er werd nog niet echt mee gegraven

Maar....

Nog voor het begin van onze jaartelling hadden de Grieken en de Romeinen wielen om water omhoog te brengen. Zij gebruikten dat niet alleen voor bevloeiing van velden met gewassen. In het Spaanse Rio Tinto gebruikten de Romeinen gebruikten dergelijke wielen zowel voor het uit hun kopermijn verwijderen van water en van  losgehakt of ingestort steengruis.
Kort samengevat lieten zij dan ze net zo veel water van de nabije rivier in mijn lopen, dat het gruis ruim onder water stond. Met behulp van de wielen werd vervolgens het gruis samen met water verwijderd.

Er waren twee typen van deze waterwielen of “tympanons”

Het ene was een geheel hol wiel, dat vanaf de as in radiale compartimenten was verdeeld. Aan de buitenomtrek had elk compartiment zijn eigen openingen, waar het water in het compariment kon komen. Vlak bij de as zaten de gaten, waar het water er in een goot weer uit stroomde. Bij het vollopen dienden deze gaten voor ontluchting.  Van dit type tympnanon kan eigenlijk wel gezegd worden dat deze een “vol-zell wiel” was. Omdat de losopeningen vlak bij de as van het wiel zaten, was de maximale opvoerhoogte van zo’n “voll-zell-tympanon”   maximaal iets meer dan de halve diameter, afhankelijk van de afstand van de losgaten tot de as..

De verre voorouder van het Voll-zell schaufelrad: het Voll-zell tympanon
Bron: Evolution of Water Lifting Devices (Pumps) over the Centuries Worldwide 
Stavros I. Yannopoulos Water 20157, 5031-5060; doi:10.3390/w7095031 

Bij het andere type wiel was de omtrek voorzien van een reeks bakken met elk een spleet vormige opening voor zowel het vullen met water/modder als het weer lossen daarvan. In plaats van aparte bakken kon het wiel aan zijn omtrek ook zijn voorzien van een afgesloten bakvormige ring met daarin verdeelschotten. Elk compartiment had in de buitenomtrek ook weer een opening voor het in- en uitstromen van het water. Dit type zou feitelijk een “halb-zell” tympanon genoemd kunnen worden. De opvoerhoogte van dit soort wielen was ongeveer ¾ van de totale diameter, afhankelijk van de afmeting van een compartiment ten opzichte van de omtrek van het wiel. 
Halb-zell
Bron: Duncan: Roman deep vein mining

Bij Rio Tinto zijn van dergelijk halb zell wielen gevonden met een diameter van 4-6 meter en met 20-24 compartimenten. Bij een opvoerhoogte van ca 4 meter kon een opbrengst van 19 gallon per minuut worden bereikt.


Aandrijving gebeurde door slavenBron: Evolution of Water Lifting Devices (Pumps) over the Centuries Worldwide Stavros I. Yannopoulos Water 20157, 5031-5060; doi:10.3390/w7095031


In Rio Tinto werd water/modder van een totale diepte van ca 30 meter met een serie van dergelijke wielen getrapt naar boven afgevoerd. Met name ondergronds werd de aandrijving van de wielen door slaven gedaan. Dit omdat dieren eerstens te duur waren (ze aten te veel)  en tweedens dieren niet ondergronds waren te krijgen.
Een slaaf kon gedurende 8 uur per minuut de bovengenoemde “productie” van 19 gallon halen bij een opvoerhoogte van 4 meter.


Wat verder nog was opgevallen, is dat in Spanje de verschillende onderdelen van dergelijke wielen genummerd waren, hetgeen er mogelijk op kan wijzen, dat de wielen elders in onderdelen werden gemaakt. Pas in de mijn werden deze onderdelen aan elkaar gemonteerd. De voorloper van het huidige “pre-fab werk”?? 



maandag 4 april 2016

Lichtvoetigheid voor zonne- en windenergie tegenover een zware voet(afdruk) als van een olifant voor kolenstroom?

Ing. Anne-Marie T.M. Oudejans

Zonder afbreuk te willen doen aan de waarden en uiteindelijke waarde en noodzaak van zonne- en windstroom vraag ik mij wel af of er niet een veel te zwaar zware accent tegen kolenstroom wordt gelegd.. Zijn de protesten en (bezettings) akties bij bijvoorbeeld de Duitse bruinkoolwinningen  wel helemaal terecht en niet gebaseerd op veel te eenzijdige gronden???

Is de totale voetafdruk van “kolenstroom” wel zo groot ten opzichte van die van zonne- en windenergie?.
De techniek is nu nog in ontwikkeling maar uiteindelijk kan de huidige olifantspootafdruk van de kolenstroom in de toekomst geheel worden verwijderd en zelfs (bijna) geheel worden vervangen door een duurzame (koolstof)kringloop.
Er wordt momenteel namelijk gewerkt aan een ontwikkeling waarbij de CO2 uit de centrales niet langer de lucht in geblazen wordt maar opgevangen en met behulp van algen weer omgezet in biomassa voor brandstof. Hoewel in de kinderschoenen; deze technieken worden al op semi-technische schaal uitgevoerd. 

Net als de koolstofkringloop zijn ook voor wind- en zonnestroom zowel de technische verbeteringen als de economische haalbaarheden nog volop in ontwikkeling. (Waarbij moet worden aangetekend dat voor zonne- en windstroom deze ontwikkelingen zwaar worden gesubsidieerd.)
Waarom wordt de tijd wel gegund voor de ontwikkeling van zonne- en windstroom maar niet voor de ontwikkeling van de koolstofkringloop.

Ja en wind- en zonnestroom lijken wel zo mooi schoon en ogenschijnlijk doen zij  nauwelijks of geen beroep op de grondstoffen in de aarde.

Maar
Hoe groot is bijvoorbeeld de werkelijke voetafdruk van de winning van de grondstoffen voor  bouw en onderhoud van windmolens? Daarbij denk ik vooral ook de zogeheten “Lanthaniden” of “Zeldzame Aardmetalen”, die voor de spoelen in de moderne turbines onontbeerlijk zijn. Zowel de winning van de ertsen als wel het daarop volgende hieruit vrijmaken van de metalen schijnen nu nog zeer energierovend en milieubelastend te zijn. Ontwikkelingen ter verbetering van deze processen zijn volop in ontwikkeling.
En wat betreft de zonnepanelen: Wat is er allemaal nodig voor het fabriceren daarvan en hoe worden die materialen verkregen? Behalve het silicium, dat uit een bepaald soort zand wordt gewonnen, zijn er ook bepaalde chemische elementen nodig, die in dat silicium moeten worden verwerkt.
Is het bovendien ook al bekend hoe (straks) de afgedankte windmolens en zonnepanelen moeten worden (her)verwerkt, wat zal daarvan de belasting van het milieu zijn en hoeveel energie daarvoor nodig zal zijn? 

Met bovengenoemde toekomstige koolstofkringloop worden so-wie-so twee vliegen in één klap geslagen: Niet alleen de CO2 uitstoot en dus de invloed op het klimaat maar ook het delven van kolen zal hiermee hiermee sterk worden verminderd. (Naar mijn mening zal ook de meest fervente “kolenboer” niet (kunnen) ontkennen, dat er eens een einde aan de winning van kolen zal komen. Al was het alleen maar omdat ze te diep zitten of om andere redenen niet te winnen zijn)
Omdat geen enkele kringloop geheel sluitend is, zullen er altijd nog wel wat kolen nodig zijn om de kringloop aan te vullen. Deze hoeveelheid zal – naarmate de techniek vordert –uiteindelijk slechts een fractie bedragen ten opzichte van het kolengebruik van nu.
Verder is bekend verondersteld dat voor de omgeving en het landschap de impact tgv winning van kolen door recultivering nagenoeg geheel teniet kan worden gedaan.
Bij een energievoorziening door windmolens zal langdurig en misschien zelfs wel definitief een zeer dominante invloed op de (woon)omgeving en het landschap bestaan

Tenslotte: Ik ben hier voor het gemak ervan uit gegaan, dat de opwarming van de aarde inderdaad veroorzaakt wordt door de CO2, afkomstig van menselijke activiteit en ga ik voorbij aan het feit dat de klimaatgeleerden zelf het hier geheel nog niet over eens zijn )

Afb: Wikimedia Commons




vrijdag 1 april 2016

Goliath 1.0 en Goliath 1.1 ofwel de grootste graafmachines ter wereld

Ing. Anne-Marie T.M. Oudejans

De twee tot dusverre in afmetingen grootste graafmachines ter wereld, de Schaufelradbaggers B-293 en B-288, staan in de Rheinlandse bruinkoolwinningen tussen Keulen en Aken. De B-288 graaft al van 1978 eerst in Tagebau Hambach en later in de Tagebau Garzweiler deklaaggesteente of “Abraum” af. De B-293 graaft meteen vanaf het begin in 1995 kolen  in de 70 meter dikke kolenlaag van “Hambach”.  
Beide apparaten zijn 96 m hoog en rond 250 m lang en ca 45 m breed., waarmee vergelijkbaar  met de dom van Keulen. 

afb. afkomstig van RWE-brochure



Zij hebben elk een graafwiel van 21 meter in diameter met  daaraan elk 18 graafbakken. Elke graafbak heeft een inhoud van 6,6 m3. Genoeg dus voor ruim 94 kruiwagens van 70 liter.  Ongeveer elke 1,25 sec wordt er zo’n bak geledigd.

Foto. Eigen productie

Per dag (24 uur) kan zo’n machine 240 000 m3 vast gesteente afgraven, wat overeenkomt met het 30 meter! diep uitgraven van een heel voetbalveld van 80 bij 100 m.
Foto Wikimedia Commons

Voor de afvoer van deze grond zijn er per dag ruwwweg zo’n  12 duizend vrachtwagens met elk 20 m3 inhoud nodig. 


Afb. Eigen productie

Bij een lengte van 12 m per vrachtwagen is dat een file van  144 km. Dat betekent dat de A28 tussen Assen naar Amersfoort helemaal vol zou zijn!

Afb.: Eigen productie

Om van de dik 3,4 miljoen!  kruiwagens van 70 liter maar niet te spreken…..

Afb. eigen productie

Bij deze laatste aantallen is dan nog helemaal geen rekening gehouden met het feit, dat afgegraven gesteente een (veel) groter volume heeft dan het oorspronkelijke gesteente, zoals dat in de bodem zit.

In de Lausitz, eveneens in Duitsland, worden veel zogeheten emmer ketting graafmachines of “Eimerkettenbagger” gebruikt. Deze machines lijken veel op onze baggermolens
Met hun een reeks van ca 24 bakken van elk 3,15 m3 inhoud graaft zo’n machine per dag 288 000m3 gesteente weg. Het voetbalveld van 80 bij 100 m zou dan dus nog 6 m dieper worden uitgegraven, en de file vrachtauto’s zou met bijna 173 km dus nog 29 km langer zijn

Omdat deze machines daar vaak twee aan twee staan te graven, worden deze hoeveelheden allemaal verdubbeld.

foto: Wikimedia commons

Het aantal kruiwagens, dat weggekruid zou moeten worden durf ik niet eens meer uit te rekenen…….

……………..Dat worden 40-graden-koorts-nachtmerrie achtige proporties………

Afbeeldingen, en gegevens heb ik onlangs gepresenteerd op mijn lezing over het Rheinische Braunkohle Revier voor de VVAO afdeling Emmen