Laboratory Research on Alternative Cutting Concepts on the Example of Undercutting

Abstract

This paper describes an experimental approach to the alternative hard rock cutting technology of undercutting utilizing semi-industrial scale laboratory environment. Whereas development trends have been tending to use this technology to reduce the specific energy consumption while cutting hard rock, thus allowing for smaller, lighter, more flexible machinery as needed in many mining applications, the market readiness comes with some delay. The paper illustrates the general feats of the undercutting principle in direct comparison to a regular cutting setup under comparable surroundings utilizing regular point attack picks. This is to extend the available knowledge about these tools due to their widespread use throughout the industry and their simple applicability. It shows that, although the specific energy consumption can be lowered by up to 49 % in comparison to regular cutting, the applying maximum forces during cutting can be as high as 163 % compared to regular cutting.

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit beschreibt einen experimentellen Ansatz zu alternativen Methoden der Festgesteinsgewinnung am Beispiel des Hinterschneidens im Technikumsmaßstab. Die generelle Entwicklungsarbeit dieser Technologie zielt darauf ab, kleinere, leichtere, flexiblere Gewinnungsmaschinen zu ermöglichen, wie sie im Hartgesteinsbergbau benötigt würden. Dies soll durch Reduzierung des spezifischen Energiebedarfes beim Hinterschneiden ermöglicht werden. Die Marktreife derartiger Geräte kommt allerdings später als ursprünglich antizipiert. Die Arbeit zeigt die generellen Zusammenhänge des Hinterschneidens im direkten Vergleich zum normalen teilblockierten Schnitt unter weitestgehend vergleichbaren Bedingungen mit handelsüblichen Rundschaftmeißeln, um eine verfügbare Datenbasis zu schaffen. Dies begründet sich in der breiten industriellen und einfachen Anwendung derselben. Im Vergleich zum herkömmlichen Schneiden konnte der spezifische Energiebedarf in den Versuchen zwar um bis zu 49 % gesenkt werden, die maximalen Schnittkräfte stiegen allerdings auch bis 163 % im Vergleich zum teilblockierten Schnitt.