CH628704A5

CH628704A5 - Arrangement for widening a shaft

Info

Publication number: CH628704A5
Application number: CH1552777A
Authority: CH
Inventors: Hans Guenter Follert; Hans Juette
Original assignee: Gewerk Eisenhuette Westfalia
Priority date: 1976-12-18
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1982-03-15
Also published as: DE2657573B2; ATA893977A; AT352665B; FR2374504B1; FR2374504A1; DE2657573A1; DE2657573C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erweitern eines Schachtes, bestehend aus einer angetriebenen Schneidwalze, die an einem Schneidarm gelagert ist, welcher um die Schachtachse schwenkbar an einer Bühne angeordnet ist.

Aus DE-OS 1 920 856 ist ein Schachterweiterungsgerät dieser Art bekannt, bei dem als Schneidgerät eine Fräswalze verwendet wird, die an einem unter einer Schachtbühne horizontal drehbar verlagerten kragarm gelagert und zur Einstellung auf einen bestimmten Erweiterungsdurchmesser in radialer Richtung verstellbar ist. Mit Hilfe dieses Schachterweiterungsgerätes lassen sich Vorschächte, die z.B. durch Schiessarbeit oder durch Grosslochbohren hergestellt sind, auf ihren endgültigen Solldurchmesser erweitern. Die radiale Einstellbarkeit der Schneidwalze ermöglicht es, die Erweiterung auf den Solldurchmesser auch in mehreren Stufen durchzuführen. Zugleich ist aufgrund der Einstellbarkeit eine

Anpassung des Erweiterungsgerätes an verschiedene Schachtdurchmesser möglich. Mit Hilfe der Schneidwalze lässt sich eine glattwandige Schachtröhre schneiden, • wodurch der Wetterwiderstand vermindert wird und beim Einbringen einer Schachtauskleidung umfangreiche Hinterfüllungsarbeiten vermieden werden.

Mit dem bekannten Schachterweiterungsgerät lässt sich ein Vorschacht stufenweise von oben nach unten auf den Solldurchmesser erweitern, wobei das von der Schneidwalze geschnittene Gesteinsmaterial durch den Vorschacht hindurch nach unten abgefördert wird. Das Schneidgerät muss dabei nach jedem Erweiterungsschnitt zusammen mit der Schachtbühne abgesenkt werden, was mit Hilfe eines über Tage aufgestellten Seilhaspels erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schachterweiterungseinrichtung der eingangs genannten Art in baulich einfacher und zweckdienlicher Ausgestaltung so auszubilden, dass die Schneidwalze einen grösseren Arbeits- und Verstellbereich hat, wodurch sich zugleich auch die Leistungsfähigkeit der Einrichtung erhöhen lässt.

Gemäss der Erfindung ist der Schneidarm gegenüber der Bühne heb- und senkbar.

Bei der erfindungsgemässen Schachterweiterungseinrichtung kann von der Schneidwalze ein grösserer Arbeitsbereich überstrichen werden, ohne dass es erforderlich ist, nach jedem Erweiterungsschnitt die gesamte Arbeitsbühne zusammen mit dem Schneidarm um eine kleine Stufe abzusenken. Es ist daher möglich, die Schachterweiterungsarbeiten und die von der Bühne her auszuführenden Nebenarbeiten, wie insbesondere Ausbau- und Sicherungsarbeiten, in stärkerem Masse unabhängig voneinander durchzuführen, wodurch sich insgesamt eine Erhöhung der Leistung beim Erweitern des Schachtes erzielen lässt. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Schneidarm in einem Schwenklager des Schneidarmträgers in der Vertikalebene schwenkbar gelagert wird. Mit dieser Massnahme erzielt man einen grossen Verstell* und Arbeitsbereich der Schneidwalze sowohl in radialer als auch in axialer Richtung. Dabei ergibt sich zusätzlich der besondere Vorteil, dass die Schneidwalze eine geneigte Sohle des Erweiterungschachtes schneiden kann, auf welcher das Haufwerk unter Schwerkraftwirkung in den Vorschacht abfliessen kann. Hierdurch wird der Haufwerksabfluss aus dem Arbeitsbereich der Schneidwalze wesentlich verbessert. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung des erfindungsgemässen Schachterweiterungsgerätes, bei welcher der die Schneidwalze tragende Schneidarm einerseits in der Vertikalebene schwenkbar und andererseits in Richtung der Schachtachse heb- und senkbar ist. Hierdurch wird es möglich, verhältnismässig enge Vorschächte, die durch Grosslochbohren hergestellt werden, in einem Arbeitsgang auf grössere Schachtdurchmesser zu erweitern und dabei die Erweiterungsarbeit so durchzuführen, dass der freie Abfluss des Haufwerks in den Vorschacht bzw. das Vorbohrloch jederzeit gewährleistet ist. Um die Sohle des Erweiterungsschachtes im Hinblick auf den Haufwerksabfluss mit verhältnismässig grosser Neigung schneiden zu können, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, dass die horizontale Gelenkachse des Schneidarm-Schwenklagers im radialen Abstand von der Schachtachse verläuft.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schneidarm über eine Drehverbindung mit vertikaler Drehachse mit dem Schneidarmträger verbunden,

wobei der Schneidarmträger zweckmässig in Richtung der Schachtachse verstellbar an der Bühne geführt ist.

Bei Verwendung eines Erweiterungsgerätes der erfindungsgemässen Art empfiehlt es sich, eine Bühne einzusetzen, die aus einer das eigentliche Erweiterungsgerät tragenden Maschinenbühne und einer im Abstand darüber angeord5

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neten Oberbühne besteht, von welcher aus die Ausbau- und Sicherungsarbeiten durchgeführt werden können. Die beiden Bühnen sind dabei jeweils mittels einer gesonderten Spreizvorrichtung gegen die Schachtwandung verspannbar und untereinander über eine Hub- und Senkvorrichtung, vorzugsweise mehrerer Schubkolbengetriebe, nach Art eines Schreitwerks derart verbunden, dass die Bühnen relativ zueinander abgesenkt oder gehoben werden können, wobei jeweils die verspannte Bühne das Widerlager für die eine Absenk- oder Kletterbewegung ausführende zweite Bühne bildet. Die untere Maschinenbühne weist dabei einen, vorzugsweise rohrförmigen, Führungsansatz auf, der in einer zentralen Führungsöffnung der Oberbühne geführt ist. Hierdurch lässt sich eine einwandfreie Führung der beiden gegeneinander beweglichen Bühnen erreichen. Zugleich kann in dem zentralen Führungsansatz der Maschinenbühne der Schneidarmträger hubbeweglich geführt werden. Eine solche Doppelbühne mit gegen die Schachtwandung verspannbaren und gegeneinander beweglichen Einzelbühnen kann auch ohne einen besonderen Bühnenhaspel eingesetzt werden. Um die feste Verspannung der Bühnen in dem Schacht zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die Spreizvorrichtungen so auszubilden, dass ihre Spannwirkung durch das Bühnengewicht noch erhöht wird.

Aus DE-OS 1 904 684 ist zwar schon ein Schachtbohrgerät bekannt, bei welchem der eigentliche Bohrkopf an einer Maschinenbühne drehbar gelagert ist, die über hydraulische Schubkolbengetriebe mit einer darüber angeordneten Hilfsbühne zu einem Schreitwerk verbunden ist, wobei beide Bühnen mit gegen die Schachtwandung verspannbaren Spreizvorrichtungen versehen sind. Bei diesem Gerät sind die beiden Bühnen aber nicht durch einen an der unteren Bühne angeordneten, eine zentrale Führungsöffnung der oberen Bühne durchgreifenden Führungsansatz gegeneinander zentriert und geführt, der zugleich zur Führung und Verlagerung eines der Schachterweiterung dienenden Schneidgerätes verwendet wird.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Schachterweiterungseinrichtung gemäss der Erfindung im Längsschnitt durch die Schachtröhre;

Fig. 2 eine erfindungsgemässe Schachterweiterungseinrichtung im Axialschnitt und in grösserem Massstab;

Fig. 3 die Einrichtung nach Fig. 2 in einem Querschnitt.

In der Zeichnung ist bei 10 ein Vorschacht dargestellt, der mit Hilfe der erfmdungsgemässen Schachterweiterungseinrichtung auf den Solldurchmesser der Schachtröhre 11 erweitert wird. Der Vorschacht wird zweckmässig in der Weise hergestellt, dass zunächst eine Pilotbohrung von Übertage bis zu einem untertätigen Ausbruch, z.B. einem Tunnel 12 od. dgl. niedergebracht wird, die dann, wie an sich bekannt, mittels eines Erweiterungsbohrers von nun unten nach oben auf den Durchmesser des Vorschachtes 10 erweitert wird. Der Vorschacht 10 wird anschliessend mit Hilfe der erfmdungsgemässen Schachterweiterungseinrichtung von oben nach unten auf den Solldurchmesser erweitert.

Die Schachterweiterungseinrichtung weist gemäss Fig. 1 eine Bühne 13 auf, die aus einer unteren Maschinenbühne 14 und einer darüber befindlichen Ober- bzw. Arbeitsbühne 15 besteht. Beide Bühnen sind mittels Spreizvorrichtungen 16 gegen die Schachtwandung fest verspannbar. Die Spreizvorrichtungen 16 bestehen aus Spreizschuhen, die an Parallelogrammlenkern 17 angeordnet sind. Mit Hilfe (nicht dargestellter) hyraulischer Spreizzylinder, die zwischen den Spreizschuhen und der Bühne gelenkig eingeschaltet sind, lassen sich die Spreizschuhe gegen die Ausbruchswandung anpressen. Fig. 1 lässt erkennen, dass das gesamte Gewicht der Bühne 13 und des hieran verlagerten Schneidgerätes 18 im Sinne einer Verschwenkung der Lenker 17 in Gegenuhrzeigersinn und damit im Sinne einer weiteren Ausspreizung der Spreizschuhe 16 gegen die Schachtwandung wirkt. Hierdurch wird selbst bei Ausfall der Spreizzylinder eine zuverlässige Verankerung der Bühnen sichergestellt.

Die beiden Bühnen 14 und 15 sind über hydraulische Schubkolbengetriebe zu einem Schreitwerk derart miteinander verbunden, dass die Bühnen unabhängig voneinander im Schacht 11 gehoben und gesenkt werden können, wobei die jeweils verspannte Bühne das Widerlager für die Schubkolbengetriebe bildet. Solche Schreitbühnen sind aus DE-OS 1 904 684 bekannt.

Über Tage ist ein Haspel 19 mit Haspelseil 20 aufgestellt, welcher für den Materialtransport dient. Ein zweiter Haspel 21 dient der Personenbeförderung; an seinem Haspelseil 22 ist ein Fahrkorb 23 angehängt, der an einem Führungsseil 24 geführt wird. Letzteres wird von einem Haspel 25 der Bühne in der erforderlichen Spannung gehalten.

Wie in Fig. 1 bei 20' strichpunktiert angedeutet ist, kann das Haspelseil 20 auch in der Schachtachse verlaufend angeordnet werden. Es ist in diesem Fall möglich, das Haspelseil bei 26 an der Bühne anzuschliessen, um die Bühne z.B. nach oben aus dem Schacht herausziehen oder von oben in den Schacht einführen zu können.

Aus den Fig. 2 und 3 sind Einzelheiten des erfmdungsgemässen Schachterweiterungsgerätes zu entnehmen. Das Schneidgerät 18 besteht aus einem Schneidarm 27,der in einem Schwenklager 28 an einem Schneidarmträger 29 heb-und senkbar gelagert ist. An dem freien Ende des Schneidarmes 27 ist eine angetriebene Fräs- bzw. Schneidwalze gelagert, deren Antrieb an oder in dem Schneidarm angeordnet sein kann. Die Schneidwalze 30 rotiert um eine Achse 31, die parallel zu der horizontalen Gelenkachse des Schwenklagers 28 verläuft. Die Schwenkachse des Schwenklagers 28 schneidet die Schachtachse; sie kann aber auch aus-sermittig zur Schachtachse angeordnet sein. Mit 32 sind hydraulsiche Schwenkzylinder bezeichnet, die zwischen dem Schneidarm 27 und dem Schneidarmträger 29 angeordnet sind. Mit Hilfe der Schwenkzylinder 32 kann somit der Schneidarm 27 von der angenähert vertikalen Lage 27' in die angenähert horizontale Lage 27" und umgekehrt geschwenkt werden.

Der Schneidarm 27 ist über einen Drehkranz 33 mit dem Schneidarmträger 29 verbunden. Die Drehachse des Drehkranzes 33 fällt mit der Schachtachse zusammen. Infolgedessen ist der Schneidarm 27 um die Schachtachse schwenkbar.

Die untere Maschinenbühne 14 weist eine zentrale Bühnenöffnung mit einem Führungsjoch 34 auf, in welchem der Schneidarmträger 29 in Richtung der Schachtachse verschiebbar geführt ist. Mit 35 sind Führungs- und Zentriermittel für die hubbewegliche Führung und die Zentrierung des Schneidarmträgers 29 bezeichnet. Der Schneidarmträger 29 weist gemäss Fig. 3 diametral gegenüberliegende Führungsarme 36 auf, die in U-förmige Führungsschienen 37 des Führungsjochs 34 unter Zwischenschaltung der Führungsund Zentriermittel 35 geführt sind. Zwischen dem Schneidarmträger 29 und dem Führungsjoch 34 sind doppelt wirkende hydraulische Hubzylinder 38 gelenkig eingeschaltet, mit deren Hilfe der Schneidarmträger und damit der Schneidarm gegenüber der Maschinenbühne 14 in Richtung der Schachtachse gehoben und gesenkt werden kann.

Im Innern des Führungsjoches 34 ist ein Drehantrieb 39 angeordnet, der z.B. aus mehreren Hydromotoren bestehen kann, welche über einen Zahnkranz und über Ritzel den s

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Schneidarm 27 um die Schwenkachse des Drehkranzes 33 und damit um die Schachtachse schwenken.

Dadurch, dass der Schneidarm 27 mit der Schneidwalze 30 um die Achse des Drehkranzes 33 schwenkbar und zugleich mittels der Hubzylinder 38 heb- und senkbar und ferner um die horizontale Gelenkachse 28 in der Vertikalebene schwenkbar ist, kann das Vorbohrloch 10 bzw. der Vorschacht auf einen Durchmesser erweitert werden, der um ein Mehrfaches grösser ist als der Durchmesser des Vorbohrloches bzw. des Vorschachtes. Zugleich lässt sich die Sohle 40 des Schachtes 11 in einer solchen Neigung schneiden, dass das von der Schneidwalze gelöste Haufwerk auf der Sohle 40 in das Vorbohrloch 10 abwärts gleitet. Das Haufwerk fällt in die untere Strecke 12 (Fig. 1), wo es abgefördert wird.

Die beiden Bühnen 14 und 15 weisen jeweils eine Spreizvorrichtung auf, mit der sie gegen die Schachtwandung 11 ' abspannbar sind. An jeder Bühne sind zu diesem Zweck vier Spreizschuhe 16 angeordnet, welche an Gelenkarmen 41 angelenkt sind, die ihrerseits mit der betreffenden Bühne gelenkig verbunden sind. Mit 42 sind hydraulische Spreizzylinder bezeichnet, die zwischen der betreffenden Bühne und zum zugeordneten Gelenkarm 41 gelenkig eingeschaltet sind. Bei Druckbeaufschlagung der Zylinder 42 in Einschubrichtung werden die Spreizschuhe 16 gegen die Schachtwandung 11 ' verspannt. Hierbei sind die Gelenkarme 41 gegen die Schachtwandung geneigt, derart, dass das Gewicht der Bühnen und der hiervon getragenen maschinellen Einrichtungen im Sinne einer Verschwenkung der Gelenkarme 41 in die Horizontalen und damit im Sinne einer Anpressung der Spreizschuhe 16 gegen die Schachtwandung wirkt.

Diebeiden Bühnen 14 und 15 sind über hydraulische s Schreitzylinder 43 nach Art eines Schreitwerks verbunden. Mit Hilfe dieser Zylinder 43 kann z.B. die untere Maschinenbühne 14 nach Lösen ihrer Spreizschuhe 16 gegenüber der verspannten oberen Bühne 15 abgesenkt v/erden. Entsprechend ist es möglich, die obere Bühne 15 gegenüber der ver-lo spannten unteren Bühne abzusenken. Die beiden Bühnen 14 und 15 können demgemäss unter wechselseitiger Abstützung in dem Schacht 11 abgesenkt oder auch angehoben werden.

Die obere Bühne 15 dient als Arbeitsbühne für das Einbringen einer Schachtauskleidung. Mit 44 ist eine an der is oberen Bühne 15 angeordnete Spritzvorrichtung bezeichnet, mit der Spritzbeton oder eine sonstige härtbare Masse gegen die freigeschnittene Schachtwandung 11 ' gespritzt wird. An der unteren Maschinenbühne 14 ist gemäss Fig. 2 eine Bohrmaschine 45 vorgesehen, mit der Bohrlöcher für Bohrloch-2o anlcer gebohrt werden können. Diese Vorrichtung kann auch an der oberen Arbeitsbühne 15 vorgesehen werden.

Das Führungsjoch 34 weist einen zentralen, rohrförmigen Führungsansatz 46 auf, der in einer Führungsöffnung 47 der oberen Bühne 15 verschiebbar geführt ist. Über den Füh-25 rungsansatz 46 werden somit die beiden gegeneinander hubbeweglichen Bühnen 14 und 15 gegeneinander ausgerichtet und geführt.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Einrichtung zum Erweitern eines Schachtes, bestehend aus einer angetriebenen Schneidwalze (30), die an einem Schneidarm (27) gelagert ist, welcher um die Schachtachse schwenkbar an einer Bühne (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (27) gegenüber der Bühne (13) heb- und senkbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (27) in einem Schwenklager (28) des Schneidarmträgers (29) in der Vertikalebene schwenkbar gelagert ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (27) an einem gegenüber der Bühne (13) in Richtung der Schachtachse vertikal verstellbaren Schneidarmträger (29) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (27) über eine Drehverbindung (33) mit vertikaler Drehachse mit dem Schneidarmträger (29) verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (31) der Schneid walze (30) parallel zu der Gelenkachse des Schwenklagers (28) des Schneidarmes (27) verläuft.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarmträger (29) in einer Führung (37) der Bühne vertikal beweglich geführt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarmträger (29) mit diametral gegenüberliegenden Führungsarmen (36) in Führungsschienen (37) der Bühne (13) geführt ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidarm (27) an einer Maschinenbühne (14) angeordnet ist, die mittels einer Spreizvorrichtung (16, 41,42) gegen die Schachtwandung (11 ') verspannbar und über eine Hub- und Senkvorrichtung (43) mit einer Oberbühne (15) in Richtung der Schachtachse beweglich verbunden ist, wobei die Oberbühne ebenfalls mittels einer Spreizvorrichtung (16,41,42) gegen die Schachtwandung verspannbar ist, und dass die Maschinenbühne (14) einen, vorzugsweise rohrförmigen, aufragenden Führungsansatz (46) aufweist, der in einer zentralen Führungsöffnung (47) der Oberbühne (15) geführt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizvorrichtungen aus Spreizschuhen (16) bestehen, die an Gelenkarmen (41) so angeordnet sind, dass das Gewicht der Bühne und ihrer Maschineneinrichtungen im Sinne einer Anpressung der Spreizschuhe gegen die Schachtwandung wirkt.