DE102005057693A1 - Einrichtung zur Druckwasserbeaufschlagung von Bedüsungssystemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druckwasserbeaufschlagung von an einem Schildausbaugestell 1 für den untertägigen Bergbau angeordneten Bedüsungssystemen, mit wenigstens einem Bedüsungssystem 8 für eine Hobel- oder Walzengassenbedüsung und mit wenigstens einem weiteren Bedüsungssystem für eine Bruchraumbedüsung 10, Kappenbedüsung 12 und/oder Seitenbedüsung 14. Eine zentrale Wasserleitung 19 dient zur Speisung der Sprühdüsen 7, 9, 11, 13 der Bedüsungssysteme 8, 10, 12, 14. Um die Betriebssicherheit der Einrichtung und damit der Schildausbaugestelle 1 zu erhöhen, sind sämtliche Schaltventile für die Bedüsungssysteme in einem Bedüsungsventilblock 20 aufgenommen, der mit einem Anschluss 26 für die Wasserleitung 19 versehen ist und als von einem Hydraulikventilblock separierte Einheit am Schildausbaugestell anordbar oder angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druckwasserbeaufschlagung von an Schildausbaugestellen im untertägigen Bergbau angeordneten Bedüsungssystemen, mit wenigstens einem ersten Bedüsungssystem für eine Hobel- oder Walzengassenbedüsung und wenigstens einem weiteren Bedüsungssystem für eine Bruchraumbedüsung, Kappenbedüsung und/oder Seitenbedüsung, mit einer zentralen Wasserleitung zur Speisung der Sprühdüsen der Bedüsungssysteme und mit in einem Ventilblock angeordneten Schaltventilen für jedes Bedüsungssystem zum Zu- oder Abschalten der unterschiedlichen Bedüsungssysteme.
• Bei den im untertägigen Bergbau eingesetzten Schildausbaugestellen ist es seit langem bekannt, zur Bekämpfung des beim Abbau von z.B. Kohle mit einem Gewinnungsgerät wie insbesondere einem Hobel oder Walzenlader entstehenden, gesundheitsgefährdenden Feinkohlestaubs Sprühdüsen einzusetzen, mit denen die Abbaufront kurz vor Vorbeifahrt des Gewinnungsgerätes mit Bedüsungswasser besprüht wird. Für die Hobel- bzw. Walzengassenbedüsung ist meist jedem Schild wenigstens eine Sprühdüse für das zugehörige Gassen-Bedüsungssystem zugeordnet und zum Zu- oder Abschalten dieser Düsen ist im Hydraulikventilblock des Schildausbaugestells ein Schaltventil angeordnet. Das Schaltventil wird in Abhängigkeit von der Position des Abbaugerätes über die zugehörige Ansteuereinheit für das Schildausbaugestell geschaltet, um die Sprühfunktion auszulösen oder zu stoppen.
• Aus der gattungsgemäßen DE 195 37 448 A1 ist es bekannt, an einem Schildausbaugestell zusätzlich zu einem Bedüsungssystem für die Hobel- oder Walzengassenbedüsung noch Bedüsungssysteme für eine Kappendachbefeuchtung sowie eine Bruchraumbefeuchtung anzuordnen. Da vorrangig nur die Gassenbedüsung mit Wasser mit Hochdruck versorgt werden muss, sind zwischen einer zentralen Hochdruckwasserleitung und den Schaltventilen zumindest für einige der Bedüsungssysteme Druckminderventile angeordnet, mit welchen der Wasserdruck in der Wasserleitung von meist 150 bis 200 bar auf ein Niederdruckniveau von ca. 10 bis 40 bar gemindert werden kann. Die Schaltventile werden druckbetätigt mit demselben Hydraulikmittel wie sämtliche anderen Schaltventile für die hydraulischen Verbraucher im zentralen Hydraulikventilblock angesteuert. Zur Betätigung der hydraulischen Verbraucher und zum Schalten der Schaltventile kommt hierbei eine geeignete Emulsion wie beispielsweise eine HFA-Flüssigkeit zum Einsatz, die über eine separate Hydraulikleitung sämtlichen Schildausbaugestellen im untertägigen Streb zugeführt wird.
• Als Stand der Technik ist ferner bekannt, die Ansteuerung des Schaltventils für das Bedüsungssystem an bestimmte Bedienungsfunktionen der Ausbaueinheiten zu koppeln. So beschreibt die DE 38 02 992 C2 beispielsweise eine Bedüsungsventilvorrichtung, bei der eine Sprühdüse während des Schreitvorgangs des Schildausbaugestells automatisch eingeschaltet wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es, an untertägigen Schildausbaugestellen die Betriebssicherheit der Einrichtung zur Druckwasserbeaufschlagung der Bedüsungssysteme zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sämtliche Schaltventile für die Bedüsungssysteme in einem Bedüsungsventilblock aufgenommen sind, der mit einem Anschluss für die Wasserleitung versehen ist und als eine von einem Hydraulikventilblock separierte Einheit am Schildausbaugestell anordbar oder angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Lösung basiert in ihrem Grundgedanken auf einer vollständigen Trennung der fluidischen Kreisläufe des Bedüsungswassers einerseits und des umweltschädlichen bzw. gesundheitsgefährdenden Hydraulikmediums andererseits. Gleichzeitig wird mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Bedüsungsventilblock die Voraussetzung geschaffen, für jedes Bedüsungssystem ein separat ansteuerbares Schaltventil am Schildausbaugestell anordnen zu können, ohne dass der Bauraum oder Bauaufwand für den Hydraulikventilblock zunimmt. Gemäß der Er findung werden in einem zusätzlichen, separaten Bedüsungsventilblock die Schaltventile für jedes Bedüsungssystem angeordnet und der Bedüsungsventilblock und der Hydraulikventilblock werden räumlich getrennt.
• Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausgestaltung sind die Schaltventile im Bedüsungsventilblock druckbetätigt und mit Wasserdruck aus der Wasserleitung druckbetätigt angesteuert. Das zum Ansteuern der Schaltventile verwendete Bedüsungswasser wird hierzu vorzugsweise nur im gefilterten Zustand verwendet. Die Nutzung des Bedüsungswassers zum Ansteuern der Schaltventile hat zum einen den Vorteil, dass im Bedüsungsventilblock überhaupt kein Anschluss für Hydraulikmittel vorgesehen werden muss. Der weitere Vorteil besteht darin, dass der Wasserdruck des Bedüsungswassers in der Wasserleitung ohnehin mit 150 bar deutlich niedriger ist als der Druck des Hydraulikmittels, der normalerweise etwa 300 bar beträgt, so dass insgesamt sowohl die Schaltventile bzw. Ansteuerventile im Ventilblock als auch die dort vorhandenen Dichtungen geringer belastet sind.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Schaltventile als 2/2-Wegeventile ausgeführt sein, die in der ersten Schaltstellung die Wasserleitung mit dem jeweiligen Bedüsungssystem verbinden und in der zweiten Schaltstellung das zugehörige Bedüsungssystem von der Wasserleitung trennen. Zum druckbetätigten Ansteuern der Schaltventile ist vorzugsweise jedem Schaltventil im Bedüsungsventilblock ein elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, betätigtes Ansteuerventil zugeordnet. Weiter vorzugsweise können im Bedüsungsventilblock vier Schaltventile und vier Ansteuerventile angeordnet sein, um insgesamt vier Bedüsungssysteme getrennt voneinander ansteuern und schalten zu können. Die Ansteuerventile können vorzugsweise als 3/2-Wegeventile ausgeführt sein, die in der ersten Schaltstellung eine Ansteuerleitung für das zugehörige Schaltventil mit einem Leckageauslass im Bedüsungsventilblock verbinden und in einer zweiten Schaltstellung zum Schalten des Schaltventils die Wasserleitung mit der Ansteuerleitung verbinden. Da zum druckbetätigten Schalten der Schaltventile das Bedüsungswasser zum Einsatz kommt, kann das beim Schließen der Schaltventile in der Ansteuerleitung stehende Bedüsungswasser über eine Leckageleitung abfließen, ohne dass eine umweltgefährdende Verunreinigung des Materials im Streb auftreten kann.
• Weiter vorzugsweise sind die Schaltventile in Ventilaufnahmen im Bedüsungsventilblock aufgenommen, die senkrecht zu Ventilaufnahmen für die Ansteuerventile ausgerichtet sind. Außerdem kann, falls eines der Bedüsungssysteme nur mit geringerem Wasserdruck beaufschlagt werden soll, im Bedüsungsventilblock wenigstens eine Druckmindereinrichtung angeordnet sein. Ferner kann im Bedüsungsventilblock auch eine Filtereinrichtung angeordnet sein, um das zum Ansteuern der Schaltventile verwendete Bedüsungswasser zu filtern.
• Die Erfindung betrifft auch ein Schildausbaugestell mit Liegendkufen, Bruchschild, Hangendkappen und diese unterstützende Stützstempel, an denen die Sprühdüsen der jeweiligen Bedüsungssysteme sowie ein Hydraulikventilblock und ein erfindungsgemäß vorgesehener Bedüsungsventilblock befestigt sind. Der Bedüsungsventilblock ist dann vorzugsweise mit einzelnen oder sämtlichen weiter oben beschriebenen Funktionen ausgestattet.
• Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
• 1 schematisch ein Schildausbaugestell in Seitenansicht mit einem vergrößert dargestellten Bedüsungsventilblock;
• 2 in einem Schaubild die Trennung des Hydraulikmittelkreislaufs und des Wasserkreislaufs;
• 3 schematisch den Bedüsungsventilblock in Seitenansicht; und
• 4 anhand eines vereinfachten Schaltdiagramms die Ansteuerung der Schaltventile im Bedüsungsventilblock.
• Das in 1 schematisch gezeigte Schildausbaugestell 1 zum Offenhalten eines Strebs, um mit einem nicht dargestellten Abbaugerät wie einem Kohlenhobel oder einem Walzenlader beispielsweise Kohle an einer Abbaufront abzubauen, weist, wie dem Fachmann im untertägigen Bergbau bekannt, zwei Liegendkufen 2, ein Bruchschild 3, schematisch angedeutete Lemniskatenlenker 4, wenigstens eine Hangendkappe 5 sowie zwei hydraulisch betätigbare Stützstempel 6 zum Abstützen der Hangendkappe 5 auf. An der dem Abbaustoß zugewandten Stirnseite der Hangendkappe 5 sind zwei Sprühdüsen 7 eines Bedüsungssystems 8 für die Gassenbedüsung (Hobel- oder Walzengassenbedüsung) sowie zwei Sprühdüsen 9 für eine Kappenbedüsung 10 angeordnet. Am Bruchschild 3 sind mehrere Sprühdüsen 11 für eine Bruchraumbedüsung 11 angeordnet und außerdem sind an Seitenwangen weitere Sprühdüsen 13 für eine Spalt- oder Seitenbedüsung 14 angeordnet. Jedes der Bedüsungssysteme 8, 10, 12 und 14 ist über eine separate Versorgungsleitung 15, 16, 17, 18 an einen eigenen Verbraucheranschluss W1, W2, W3 bzw. W4 in einem Bedüsungsventilblock 20 angeschlossen, wobei jedem der Verbraucheranschlüsse W1-W4 im Bedüsungsventilblock 20, wie noch erläutert wird, ein eigenes druckbetätigtes Schaltventil 21, 22, 23, 24 zugeordnet ist. Außerdem weist der Ventilblock 20 den in 1 schematisch dargestellten Wasseranschluss 25 für eine zentrale, das Bedüsungswasser mit einem Wasserhochdruck von beispielsweise 150 bar führende Wasserleitung 19 sowie eine Leckageöffnung 26 auf.
• Der Bedüsungsventilblock 20 bildet eine eigenständige Einheit, die getrennt, vorzugsweise sogar räumlich getrennt von einem Hydraulikventilblock 40 am Schildausbaugestell 1 montiert und befestigt werden kann. 2 zeigt hierzu in einem schematischen Schaubild sowohl den die vier Schaltventile 21-24 aufnehmenden Bedüsungsventilblock 20 mit den über die jeweiligen Zuleitungen 15-18 angeschlossenen Bedüsungssystemen 8, 10, 12 bzw. 14 als auch den separaten Hydraulikventilblock 40 mit hier insgesamt acht Hydraulikschaltventilen 41 zum Ansteuern unterschiedlicher hydraulischer Verbraucher wie beispielsweise der Stützstempel am Schildausbaugestell, einem Kappenanstellzylinder, einem Rückbalken etc.. Die schematische Ansicht in 2 verdeutlicht, dass der Bedüsungsventilblock 20 ausschließlich an die Wasserleitung 19 angeschlossen ist, während dem Hydrau likventilblock 40 Hydraulikflüssigkeit (z.B. HFA-Emulsion) über eine Hydraulikleitung 42 zugeführt wird. Ausschließlich die elektrische Ansteuerung des Bedüsungsventilblocks 20 sowie des Hydraulikventilblocks 40 erfolgen über ein gemeinsames elektronisches Ansteuergerät 45, das über die schematisch angedeuteten elektrischen Ansteuerleitungen 46 bzw. 47 mit den elektrischen Aktoren der Schaltventile in den Ventilblöcken 20 bzw. 40 verbunden ist.
• Die im Bedüsungsventilblock 20 angeordneten Schaltventile 21-24 werden nicht unmittelbar elektrisch angesteuert, sondern die Ansteuerung erfolgt druckbetätigt über die in 4 gezeigten vier Ansteuerventile 31, 32, 33 bzw. 34, von denen jeweils eines einem der Schaltventile 21, 22, 23, 24 zugeordnet ist. Der Bedüsungsventilblock 20 ist hierzu mehrteilig mit einem ersten Aufnahmeblock 27 für die Schaltventile 21-24 und einem zweiten Gehäuseblock 28 für die Ansteuerventile 31-34 sowie deren elektrisch betätigbaren Aktoren wie insbesondere Elektromagneten ausgeführt. Die Aufnahmen für die Schaltventile 22, 24 und die Aufnahmen für die Ansteuerventile sind hierbei, wie insbesondere 3 zeigt, senkrecht zueinander ausgerichtet.
• Aus dem Schaubild in 4 ist ferner gut ersichtlich, dass die Schaltventile 21-24 jeweils als 2/2-Wegenventile mit federrückgestelltem Ventilschieber ausgeführt sind. In der gezeigten Schaltstellung in 4 trennen die Schaltventile 21-24 die Bedüsungswasserleitung 19 von den Verbraucheranschlüssen W1-W4; bei Ändern des Schaltzustandes der Schaltventile hingegen werden die Verbraucheranschlüssen W1-W4 zum Einschalten des Bedüsungssystem mit der Wasserleitung 19 verbunden. Die Ansteuerung der druckbetätigten Schaltventile 21-24 erfolgt mit dem Bedüsungswasser und Wasserdruck aus der Wasserleitung 19, wozu jeweils das Ansteuerventil 31 über eine gestrichelt gezeichnete Ansteuerleitung 35, 36, 37 oder 38 dem Ventilschieber des jeweiligen Schaltventils 21-24 vorgeschaltet ist. Bei den Ansteuerventilen 31-34 handelt es sich jeweils um 3/2-Wegeventile, welche die Wasserleitung 19 und damit das in dieser anstehende, allerdings zuvor gefilterte Bedüsungswasser nur dann in die Ansteuerleitung 35-38 für das zugehörige Schaltventil 21-24 einströmen lassen, wenn der elektrische Aktor bzw. Elektromagnet des jeweiligen Ansteuerventils 31-34 betätigt wird, wodurch der Ventilschieber dieses Ansteuerventils 31-34 von der gezeigten Schaltstellung, in der die Ansteuerleitung 35 mit einem Leckageanschluss verbunden ist, in die andere Schaltstellung, in der die Wasserleitung 19 an die jeweilige Ansteuerleitung 35-38 angeschlossen ist, verschoben wird. Sobald das Ansteuerventil 31-34 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, kann das in der jeweiligen Ansteuerleitung 35-38 stehende Wasser zum Leckageanschluss 26 abfließen und das Schaltventil 21-24 kehrt durch die Rückstellkraft einer Feder in seine Schließstellung zurück.
• Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Es versteht sich, dass der Bedüsungsventilblock auch weitere Schaltventile für zusätzliche Bedüsungsfunktionen am Schildausbaugestell erhalten kann. Der Bedüsungsventilblock und der Hydraulikventilblock werden vorzugsweise räumlich getrennt voneinander am Schildausbaugestell befestigt. Für die Trennung der beiden Fluidkreisläufe reicht es allerdings auch aus, den als separate Einheit ausgeführten Bedüsungsventilblock beispielsweise seitlich am Hydraulikventilblock anzuflanschen, da auch dann keine Gefahr besteht, dass Fluid aus dem einen Kreislauf in den anderen Kreislauf übertreten kann.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Druckwasserbeaufschlagung von an einem Schildausbaugestell für den untertägigen Bergbau angeordneten Bedüsungssystemen, mit wenigstens einem Bedüsungssystem (8) für eine Hobel- oder Walzengassenbedüsung, mit wenigstens einem weiteren Bedüsungssystem (10; 12; 14) für eine Bruchraumbedüsung, Kappenbedüsung und/oder Seitenbedüsung, mit einer zentralen Wasserleitung (19) zur Speisung der Sprühdüsen (7, 9, 11, 13) der Bedüsungssysteme (8; 10; 12; 14) und mit in einem Ventilblock angeordneten Schaltventilen für jedes Bedüsungssystem (8; 10; 12; 14), dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schaltventile (21, 22, 23, 24) für die Bedüsungssysteme (8; 10; 12; 14) in einem Bedüsungsventilblock (20) aufgenommen sind, der mit einem Anschluss (25) für die Wasserleitung (19) versehen ist und als von einem Hydraulikventilblock (40) separierte Einheit am Schildausbaugestell anordbar oder angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (21, 22, 23, 24) druckbetätigt sind und mit Wasserdruck aus der Wasserleitung (19) angesteuert sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (21, 22, 23, 24) 2/2-Wegeventile sind, die in der ersten Schaltstellung die Wasserleitung (19) mit dem jeweiligen Bedüsungssystem (8; 10; 12; 14) verbinden und in der zweiten Schaltstellung das jeweilige Bedüsungssystem (8; 10; 12; 14) von der Wasserleitung (19) trennen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schaltventil (21, 22, 23, 24) ein im Bedüsungsventilblock (20) angeordnetes, elektrisch betätigbares Ansteuerventil (31, 32, 33, 34) zugeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bedüsungsventilblock (20) vier Schaltventile (21-24) und vier Ansteuerventile (31-34) angeordnet sind. dass die Ansteuerventile (31-34) 3/2-Wegeventile sind, die in der ersten Schaltstellung eine Ansteuerleitung (35-38) für das zugehörige Schaltventil (21-24) mit einem Leckageauslass (26) im Bedüsungsventilblock (20) verbinden und in einer zweiten Schaltstellung die Wasserleitung (19) mit der Ansteuerleitung (35, 36, 37, 38) verbinden.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile in Ventilaufnahmen im Bedüsungsventilblock aufgenommen sind, die senkrecht zu Ventilaufnahmen für die Ansteuerventile ausgerichtet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilblock wenigstens eine Druckmindereinrichtung und/oder eine Filtereinrichtung für das Bedüsungswasser angeordnet ist.