DE10243747B4

DE10243747B4 - Method and device for mining soil material

Info

Publication number: DE10243747B4
Application number: DE2002143747
Authority: DE
Inventors: Stefan Konrad Dipl.-Ing. Schwank
Original assignee: Bauer Maschinen GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: AU2003244520A1; ZA200307140B; CA2438634C; DE10243747A1; AU2003244520B2; CA2438634A1

Abstract

Verfahren zum Abbau von Bodenmaterial unterhalb einer Wasseroberfläche (7) mittels eines Bearbeitungsgerätes (20), welches auf einem Schwimmkörper (10) gelagert ist, bei dem
– eine flächige Bodenschicht durch mehrmaliges Absenken des Bearbeitungsgerätes (20) zerkleinert und das zerkleinerte Bodenmaterial an die Wasseroberfläche gefördert wird,
– von der Bodenschicht bei jedem Absenken des Bearbeitungsgerätes (20) ein Feld etwa senkrecht zur Wasseroberfläche abgebaut wird,
– in einem ersten Abbauschritt primäre Felder (1) versetzt zueinander abgebaut werden, wobei zwischen den primären Feldern (1) Bodenmaterial in sekundären Feldern (2) verbleibt, und
– in einem zweiten Abbauschritt die sekundären Felder (2) geräumt werden,
dadurch gekennzeichnet,
– dass als Bearbeitungsgerät (20) eine Fräseinrichtung mit einem rechteckigen Abbauquerschnitt verwendet wird und
– dass die primären Felder (1) und die sekundären Felder (2) schachbrettartig angeordnet werden.Method for mining soil material below a water surface (7) by means of a processing device (20) which is mounted on a floating body (10), in which
- A flat bottom layer is crushed by repeatedly lowering the processing device (20) and the crushed soil material is conveyed to the water surface,
- Each time the processing device (20) is lowered, a field is broken down from the bottom layer approximately perpendicular to the water surface,
- In a first dismantling step, primary fields (1) are mined offset from one another, soil material remaining in secondary fields (2) between the primary fields (1), and
- in a second dismantling step, the secondary fields (2) are cleared,
characterized,
- That a milling device with a rectangular cross-section is used as the processing device (20) and
- That the primary fields (1) and the secondary fields (2) are arranged like a checkerboard.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von Bodenmaterial unterhalb einer Wasseroberfläche mittels eines Bearbeitungsgerätes, welches auf einem Schwimmkörper gelagert ist, bei dem eine flächige Bodenschicht durch mehrmaliges Absenken des Bearbeitungsgerätes zerkleinert und das zerkleinerte Bodenmaterial an die Wasseroberfläche gefördert wird, von der Bodenschicht bei jedem Absenken des Bearbeitungsgerätes ein Feld etwa senkrecht zur Wasseroberfläche abgebaut wird, in einem ersten Abbauschritt primäre Felder versetzt zueinander abgebaut werden, wobei zwischen den primären Feldern Bodenmaterial in sekundären Feldern verbleibt, und in einem zweiten Abbauschritt die sekundären Felder geräumt werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abbau von Bodenmaterial unterhalb einer Wasseroberfläche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Bearbeitungsgerät zum Zerkleinern von Bodenmaterial, einem Schwimmkörper, einem Hebezeug, mit dem das Bearbeitungsgerät von dem Schwimmkörper auf den Grund abgelassen werden kann, und mindestens einer Förderleitung zum Fördern des zerkleinerten Bodenmaterials an die Wasseroberfläche.The invention relates to a method for mining soil material below a water surface using a processing device, which on a float is stored, in which a flat Ground layer crushed by lowering the processing device several times and the crushed soil material is conveyed to the water surface, from the bottom layer each time the processing device is lowered Is degraded in a field about perpendicular to the water surface first dismantling step primary Fields are mined offset from one another, being between the primary fields Soil material in secondary Fields remains, and in a second dismantling step the secondary fields vacated become. The invention further relates to a device for dismantling of soil material below a water surface to carry out the inventive method with a processing device for crushing soil material, a floating body, a Hoist with which the processing device from the floating body to the Reason can be drained, and at least one conveyor line to promote of the crushed soil material to the water surface.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der Offenlegungsschrift DE 1 812 879 A bekannt. Diese Druckschrift lehrt ein Verfahren zum Bearbeiten des Grundes von Gewässern, bei dem in einem zu bearbeitenden Bereich des Gewässergrundes Bohrungen im Abstand voneinander bis auf vorbestimmte Tiefe niedergebracht werden und die zwischen diesen Bohrungen stehen gebliebenen Teile mittels rotierenden Werkzeugs ebenfalls auf vorbestimmte Tiefe abgearbeitet werden. Zur Herstellung der Bohrungen werden Bohrer mit rotierendem Bohrgestänge verwendet.A generic method is from the published patent application DE 1 812 879 A known. This publication teaches a method for machining the bottom of water bodies, in which holes are drilled at a distance from one another to a predetermined depth in a region of the body of water to be machined, and the parts that remain between these holes are also machined to a predetermined depth by means of a rotating tool. Drills with rotating drill rods are used to produce the holes.

Es ist ferner bekannt, unter Wasser liegende Bodenschichten mittels Schürfkübeln an einer Förderkette abzubauen. Dieses Verfahren ist jedoch relativ ungenau und bei harten Bodenschichten nicht besonders leistungsfähig. Zudem führt das Abbauen mit Schürfkübeln zu einer erheblichen Belastung des Wassers mit Trübstoffen.It is also known to be under water horizontal soil layers using scraper buckets on a conveyor chain dismantle. However, this method is relatively imprecise and hard Soil layers are not particularly efficient. It also leads Dismantle with scrapers a considerable contamination of the water with turbid substances.

Die DE 2 310 769 A beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Grund von Gewässern. Diese bekannte Vorrichtung weist ein Abbauwerkzeug mit Schaufeln und Schürfmeißeln auf, das um eine im Wesentlichen parallel zur Vortriebsrichtung angeordnete Drehachse in Rotation versetzt wird. Ferner weist die Vorrichtung ein Saugrohr zum Absaugen von losgebrochenem Bodenmaterial auf.The DE 2 310 769 A describes an apparatus for producing boreholes in the bottom of water. This known device has a mining tool with blades and scrapers, which is set in rotation about an axis of rotation arranged essentially parallel to the direction of advance. Furthermore, the device has a suction pipe for suctioning loose soil material.

Aus der EP 0 819 819 A1 geht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entnahme von Gesteinsproben aus dem Meeresboden hervor. Hierzu wird mit einem Fräskopf mit einem in etwa runden Bohrquerschnitt von einem Schiff aus in den Meeresboden gebohrt, wodurch eine punktuelle Probenentnahme erfolgen kann.From the EP 0 819 819 A1 shows a method and a device for taking rock samples from the sea floor. For this purpose, a milling head with a roughly round drilling cross-section is used to drill from a ship into the sea floor, which means that a specific sample can be taken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche einen gezielten und besonders wirtschaftlichen Abbau auch von harten Bodenschichten unter Wasser ermöglichen.The invention is based on the object Reason to create a method and an apparatus which one targeted and particularly economical mining of hard soil layers enable under water.

Verfahrensmäßig wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass als Bearbeitungsgerät eine Fräseinrichtung mit einem rechteckigen Abbauquerschnitt verwendet wird und dass die primären Felder und die sekundären Felder schachbrettartig angeordnet werden.The task according to the invention is procedural solved by that as a processing device a milling device is used with a rectangular cross-section and that the primary Fields and the secondary Fields are arranged like a checkerboard.

Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, durch Absenken einer bodenbrechenden und -zerkleinernden Einrichtung von einem Schwimmkörper den Boden innerhalb eines Abbaufeldes abzutragen und das abgetragene Material zum Schwimmkörper zu fördern. Durch wiederholtes und gezieltes Absenken der bodenabhebenden und -zerkleinernden Einrichtung wird der Boden innerhalb weiterer Abbaufelder abgetragen. Indem jeweils gezielt eine Vielzahl von bestimmten Abbaufeldern abgetragen werden, kann die gewünschte Bodenschicht effizient abgebaut werden. Insgesamt ist eine vollständige, schichtweise Abtragung einer Bodenschicht auch beim Vorliegen von hartem Gestein zu erreichen. Das etwa vertikale Absenken und direkte Abfördern des zerkleinerten Bodenmaterials sorgen für eine geringe Belastung der Umgebung der Abbaustelle.A basic idea of the invention lies in it by lowering a groundbreaking and crushing one Installation of a floating body To remove soil within a mining field and the removed Material to float too promote. By repeatedly and specifically lowering the soil-lifting and - Crushing facility, the soil within additional mining fields ablated. By targeting a large number of specific mining areas can be removed, the desired Soil layer can be mined efficiently. Overall is complete, layered Removal of a layer of soil even when hard rock is present to reach. The approximately vertical lowering and direct removal of the shredded Soil material provide a slight pollution of the area surrounding the mining site.

Grundsätzlich sind zum Abbau von einer flächigen Bodenschicht durch mehrmaliges Absenken des Bearbeitungsgerätes eine Vielzahl von Abbausequenzen möglich. So können in einer linearen Abbausequenz beispielsweise die einzelnen Felder unmittelbar aneinander anschließen. Es ist jedoch erfindungsgemäß, dass von der Bodenschicht bei jedem Absenken des Bearbeitungsgerätes ein Feld etwa senkrecht zur Wasseroberfläche abgebaut wird, dass in einem ersten Abbauschritt zunächst primäre Felder versetzt zueinander abgebaut werden, wobei zwischen den primären Feldern Bodenmaterial in sekundären Feldern verbleibt, und dass mit dem zweiten Abbauschritt die sekundären Felder geräumt werden. Bei dieser Verfahrensführung bleiben in der Bodenschicht nach dem ersten Abbauschritt Bodenwände oder Säulen zurück, die zur Führung des Bearbeitungswerkzeugs dienen können. Die Gefahr eines Verlaufens des Bearbeitungswerkzeugs kann somit weitgehend verhindert und die vorgesehene senkrechte Abbaurichtung beibehalten werden, was einen besonders schnellen und gründlichen Abbau erlaubt.Basically, to dismantle one flat Bottom layer by lowering the processing device several times Many dismantling sequences possible. So can for example, the individual fields in a linear degradation sequence connect directly to each other. However, it is according to the invention that from the bottom layer each time the processing device is lowered Field is broken down approximately perpendicular to the water surface that in a first dismantling step primary Fields are mined offset from one another, being between the primary fields Soil material in secondary Fields remains, and with the second dismantling step the secondary fields vacated become. In this procedure remain in the floor layer after the first dismantling step floor walls or columns back, those for leadership of the processing tool can serve. The danger of running the machining tool can thus largely be prevented and the intended vertical direction of degradation can be maintained, which a particularly quick and thorough Dismantling allowed.

Nach der Erfindung werden die primären und sekundären Felder schachbrettartig angeordnet, da eine solche Anordnung besonders einfach herzustellen ist. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die sekundären Felder kleiner sind als die primären Felder, da dies eine besonders zuverlässige Führung des Be arbeitungsgerätes erlaubt. Die Querschnittsfläche der sekundären Felder ist insbesondere so bemessen, dass sie geringer als die Abbaufläche des Bearbeitungsgerätes ist.According to the invention, the primary and secondary fields are arranged like a checkerboard, since such an arrangement is particularly easy to manufacture. It is particularly preferred that the secondary fields are smaller than the primary fields, since this allows a particularly reliable guidance of the processing device. The cross-sectional area of the secondary fields is in particular dimensioned in such a way that it is smaller than the surface area of the processing device.

Grundsätzlich können die primären Felder und die sekundären Felder bis zu einer gleichen Tiefe abgeteuft werden. Es ist jedoch bevorzugt, die primären Felder und die sekundären Felder bis zu einer unterschiedlichen Tiefe abzuteufen. Sollte es erforderlich werden, die Bodenschicht im Anschluss an den zweiten Abbauschritt in weiteren Abbauschritten nachträglich bis zu einer größeren Tiefe abzubauen, so können die nach dem zweiten Abbauschritt verbleibenden Bodenwände oder Säulen zur Führung des Bearbeitungsgerätes in den darauffolgenden Abbauschritten verwendet werden.Basically, the primary fields and the secondary Fields are sunk to the same depth. However, it is preferred the primary Fields and the secondary Saving fields to a different depth. Should it be required, the bottom layer following the second Mining step in subsequent dismantling steps to a greater depth dismantle so can the floor walls remaining after the second dismantling step or columns to lead the processing unit be used in the subsequent dismantling steps.

Grundsätzlich kann das Bearbeitungsgerät beim Abbau der Felder allein durch die Schwerkraft und die eigene Massenträgheit in Bearbeitungsrichtung gehalten werden. Bevorzugt wird das Bearbeitungsgerät jedoch an einer Führungseinrichtung geführt, welche vorzugsweise in der Bodenschicht befestigt wird. Sollte die Führungseinrichtung beim Abbau der sekundären Felder vorgesehen sein, so kann diese vorteilhafterweise an den Seitenwänden der nach dem ersten Abbauschritt entstandenen Säulen befestigt werden.Basically, the processing device can be removed of the fields solely by gravity and your own inertia in Machining direction are kept. However, the processing device is preferred at a management facility guided, which is preferably attached in the bottom layer. Should the guide means when dismantling the secondary Fields can be provided, so this can advantageously to the sidewalls the pillars created after the first dismantling step.

Es ist weiter erfindungsgemäß, dass das Bearbeitungsgerät durch ein vorauseilendes Werkzeug geführt wird. Das vorauseilende Werkzeug kann insbesondere eine Fräse sein. Eine Führung mit einer Führungseinrichtung bzw. einem vorauseilenden Werkzeug erlaubt eine besonders genaue Positionierung des Bearbeitungsgerätes und somit einen gründlichen Abbau der Bodenschicht.It is further according to the invention that the processing device is guided by a leading tool. The leading one In particular, a tool can be a milling machine. A tour with a management facility or a leading tool allows a particularly precise Positioning the processing device and thus a thorough one Degradation of the soil layer.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Abbau von Bodenschichten unterhalb jeder natürlichen Wasseroberfläche wie Seen, Flüsse und Meere eingesetzt werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren liegt darin, dass die Wasseroberfläche durch Fluten eines Tagebaukessels künstlich geschaffen wird. Solche üblicherweise runden oder ovalen Kessel werden etwa beim Tagebau von Diamanten entlang erloschener Vulkanschlote verwendet. Die nach unten konisch enger werdenden Kessel müssen einen bestimmten Mindestdurchmesser besitzen, damit die für den Transport des Abbaumaterials benötgten LKW spiralförmig am Kesselrand entlangfahren können. Der Startdurchmesser solcher Kessel legt also die erreichbare Endtiefe fest. Wird unterhalb der maximal erreichbaren Endtiefe abbaubares Material entdeckt, so muss der Durchmesser des Kessels vergrößert werden, um eine größere Endtiefe zu erreichen, was einen sehr großen Materialabbau mit sich bringt. Durch das erfindungsgemäße Fluten der Sohle des Tagebaukessels um einige Meter Höhe ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zum weiteren Abbau der Kesselsohle einzusetzen. Somit kann, ohne Veränderung der Kesselwandung, eine erhebliche Steigerung der Endtiefe um bis zu 200 m oder mehr erreicht werden.The method according to the invention can be degraded of soil layers below any natural water surface like Lakes, rivers and seas are used. One method according to the invention is that the water surface is created artificially by flooding a surface mine. Usually such Round or oval cauldrons become extinct when diamonds are mined along Volcanic vents used. The ones that narrow conically downwards Boiler need have a certain minimum diameter, so that for transport of the mining material required trucks spirally can drive along the edge of the boiler. The starting diameter of such boilers therefore defines the achievable final depth firmly. Becomes degradable below the maximum achievable final depth Material is discovered, the diameter of the boiler must be increased, by a greater final depth to achieve what a very large material degradation with it brings. By flooding according to the invention the bottom of the opencast boiler by a few meters in height, it is possible to use the method according to the invention to further dismantle the boiler sole. Thus, without change the boiler wall, a significant increase in the final depth by up to to be reached to 200 m or more.

Grundsätzlich kann das zerkleinerte Bodenmaterial mittels einer Absaugvorrichtung, die eine Pumpe aufweisen kann, an die Wasseroberfläche gefördert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann jedoch die Förderung des Bodenmaterials auch durch Zuleiten von Druckluft zum zerkleinerten Bodenmaterial über eine erste Leitung erfolgen, wobei das Bodenmaterial mit der Druckluft über eine zweite Leitung abgeführt wird.Basically, the crushed Soil material by means of a suction device, which have a pump can be promoted to the water surface. In a preferred embodiment can however promote of the soil material also by supplying compressed air to the crushed soil material via a first line, the soil material with the compressed air via a second Line drained becomes.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, die Position des Schwimmkörpers auf der Wasseroberfläche exakt festzulegen. Dies kann beispielsweise durch eine aktive Steuerung von Antrieben des Schwimmkörpers durch ein Positionsbestimmungssystem geschehen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass die Position des Schwimmkörpers durch Einstellen der Länge von mindestens zwei Seilen, die den Schwimmkörper mit dem Ufer oder mit Ankerpunkten verbinden, eingestellt wird. Dies ermöglicht eine genaue Festlegung der Position bei einem sehr geringen Energieaufwand. Die Ankerpunkte können insbesondere auch am Grund unterhalb der Wasseroberfläche angebracht sein.When carrying out the method according to the invention it is advantageous to precisely determine the position of the float on the water surface. This can be done, for example, by actively controlling drives of the float through a positioning system happen. Is particularly preferred however, that the position of the float by adjusting the Length of at least two ropes that hold the float with the bank or with anchor points. this makes possible an exact determination of the position with very little energy consumption. The anchor points can especially attached to the bottom below the water surface his.

Eine weitere erfindungsgemäße Verfahrensführung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zerkleinerte Bodenmaterial zur Gewinnung von Bodenschätzen einer Separier- oder einer Aufbereitungsanlage zugeführt wird. Bei den Bodenschätzen kann es sich beispielsweise um Diamanten oder Edelmetalle handeln. Grundsätzlich kann die Separier- oder Aufbereitungsanlage auf dem Schwimmkörper, am Ufer oder auf einem weiteren Schwimmkörper angeordnet sein. Nach Durchgang durch die Separier- oder Aufbereitungsanlage kann der wertlose Teil des Bodenmaterials zu einer Abraumhalde gefördert oder in die Abbaufelder zurückgeführt werden.Another procedure according to the invention is characterized in that the crushed soil material for Extraction of mineral resources a separation or processing plant is fed. With the mineral resources it can be, for example, diamonds or precious metals. in principle can the separation or treatment plant on the float, on Shore or be arranged on another float. To Passage through the separation or processing plant can worthless part of the soil material is conveyed to a dump or be returned to the mining fields.

Die Förderung des zerkleinerten Bodenmaterials vom Schwimmkörper zur Separier- oder Aufbereitungsanlage kann kontinuierlich mittels einer Pumpleitung erfolgen, die im Gewässerbereich schwimmend ausgeführt werden kann. Alternativ kann eine Übergabestation am Ufer vorgesehen sein, der das zerkleinerte Bodenmaterial mittels einer Pumpleitung zugeführt wird, und die das Bodenmaterial an LKW's übergibt, welche es zur Separier- oder Aufbereitungsanlage transportieren.The promotion of the crushed soil material from the float to the separating or processing plant can be continuously a pump line, which are carried out floating in the water area can. Alternatively, a transfer station be provided on the bank by means of the ground material fed to a pump line and which transfers the soil material to trucks, which transport it to the separating or processing plant.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Bearbeitungsgerät eine Fräseinrichtung mit rechteckigem Abbauquerschnitt ist, die mindestens eine Fräse umfasst.The task becomes device-wise solved, that the editing device a milling device with a rectangular cross-section, which includes at least one router.

Bei dem Schwimmkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich bevorzugt um ein Ponton, ein Schiff oder eine Barke, wobei der Schwimmkörper bevorzugt einen Antrieb, wie z.B. eine Schiffsschraube, aufweist. Bevorzugt umfasst der Schwimmkörper mindestens zwei steuerbare Seilwinden mit Seilen, die am Ufer oder an Ankerpunkten befestigt sind. Hiermit kann eine energetisch günstige und sehr genaue Positionierung des Schwimmkörpers erzielt werden.The floating body of the device according to the invention is preferably a pontoon, a ship or a barque, the floating body preferably being a drive, for example a propeller. The floating body preferably comprises at least two controllable winches with ropes which are attached to the bank or to anchor points. This enables an energetically favorable and very precise positioning of the float to be achieved.

Erfindungsgemäß ist das Bearbeitungsgerät eine Fräseinrichtung, die mindestens eine Fräse umfasst. Eine Fräseinrich tung erlaubt ein besonders effizientes Abbauen und Zerkleinern auch von sehr hartem Bodenmaterial. Der Abbauquerschnitt der Fräseinrichtung ist erfindungsgemäß rechteckig, da dies einen vollständigen Abbau der Bodenschicht erlaubt. Als Fräsen kommen grundsätzlich sogenannte Schlitzwandfräsen in Frage, bei welchen der Antrieb in einem Gestell zwischen den Fräsenrädern und der Kranaufhängung angeordnet ist.According to the invention, the processing device is a milling device, the at least one router includes. A milling device allows a particularly efficient dismantling and shredding of very hard soil material. The cross-section of the milling device is rectangular according to the invention, since this is a complete Dismantling of the soil layer allowed. So-called diaphragm wall milling machines are basically possible as milling machines, where the drive in a frame between the cutter wheels and the crane suspension is arranged.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist mindestens eine Fräse dabei ein Fräsradpaar auf, was ein besonders effizientes Fräsen ermöglicht.In a particularly preferred embodiment has at least one router one pair of milling wheels on what enables particularly efficient milling.

Zur Vergrößerung des bei einem einmaligen Absenkens des Bearbeitungswerkzeuges erzielbaren Bohrquerschnitts ist es besonders bevorzugt, dass zwei Fräsen vorgesehen sind, die parallel angeordnet sind. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, drei oder mehr Fräsen vorzusehen. Besonders bevorzugt ist es, dass die zwei Fräsen derart angeordnet sind, dass die Fräsradpaare achsparallel sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion der Fräseinrichtung. Der Antrieb der Fräsräder ist bevorzugt hydraulisch, aber auch sonstige, wie z.B. elektrische oder mechanische Antriebe, sind denkbar.To increase the one-time lowering of the machining tool achievable drilling cross section is special preferred that two milling are provided, which are arranged in parallel. Basically is but it is also possible to have three or more milling provided. It is particularly preferred that the two milling machines are of this type are arranged that the cutting wheel pairs are axially parallel. this makes possible a particularly simple construction of the milling device. The drive of the Milling wheels are preferred hydraulic, but also others, e.g. electrical or mechanical Drives are conceivable.

Bevorzugt sind die zwei Fräsen gegeneinander verschiebbar gelagert. Bei einer Querverschiebbarkeit ermöglicht dies ein auseinanderschieben und damit einen Zugang zu den innen liegenden Fräsrädern, was aus Wartungsgründen vorteilhaft ist. Ein Zugang zum Wechseln der inneren Fräsräder kann aber auch dadurch ermöglicht werden, dass die zwei Fräsen zumindest teilweise voneinander trennbar ausgeführt werden. Bei einer vertikalen Verschiebbarkeit ist es mit verschiebbar gelagerten Fräsen möglich, in einem gegenseitigen Verfahren der beiden Fräsen eine voreilende Fräse zur Führung der gesamten Fräseinrichtung zu benutzen.The two milling cutters are preferably opposed to one another slidably mounted. This makes it possible with a transverse displacement a push apart and thus access to the inside Cutter wheels what for maintenance reasons is advantageous. However, access to changing the inner milling wheels is possible also made possible by this be that the two milling are at least partially separable. With a vertical Slideability is possible with slidably mounted milling cutters a mutual movement of the two milling cutters a leading cutter to guide the entire milling device to use.

Eine besonders genaue Führung des Bearbeitungsgerätes beim Abteufen kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform dadurch erzielt werden, dass das Verarbeitungsgerät einen Füh rungsrahmen aufweist, der an einer oder mehreren Seiten des Bearbeitungsgerätes angebracht werden kann. Besonders bevorzugt ist es weiterhin, dass an dem Schwimmkörper ein Erdbohrer zur Festlegung des Führungsrahmens am Fräsgrund vorgesehen ist. Die Befestigung kann jeweils mittels einer Erdbohrschnecke oder anderer Befestigungseinrichtung durchgeführt werden.A particularly precise management of the processing unit in a particularly preferred embodiment can be achieved in that the processing device Leadership framework has attached to one or more sides of the processing device can be. It is also particularly preferred that on the floating body Earth drill to fix the guide frame on the milling base is provided. The attachment can be made using an auger or other fastening device.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin dadurch fortgebildet, dass das Bearbeitungsgerät mittels des Hebezeugs in einer Ebene parallel zur Wasseroberfläche relativ zu dem Schwimmkörper bewegbar ist. Hierdurch wird eine besonders genaue Positionierung des Bearbeitungsgerätes ermöglicht.A device according to the invention is further developed in that the processing device by means of of the hoist in a plane parallel to the water surface relative to the float is movable. This makes positioning particularly precise of the processing device allows.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigen schematisch:The invention is illustrated below by way of example of the figures explained further. They show schematically:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abbau von Bodenmaterial; 1 a side view of an inventive device for mining soil material;

2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abbau von Bodenmaterial; 2 a plan view of an inventive device for mining soil material;

3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abbau von Bodenmaterial bei gleichzeitiger Darstellung des Gewässergrundes zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 a plan view of a device according to the invention for the extraction of soil material while simultaneously showing the bottom of the water to illustrate the method according to the invention.

Die 1 und 2 zeigen einen Ponton als Schwimmkörper 10, der auf einer Wasseroberfläche 7 schwimmt. Auf dem Ponton ist ein Bearbeitungsgerät 20 angebracht, das aus einem Rahmen 21 und einer unten liegenden Fräse 22 besteht. Mittels eines Hebezeugs kann das Bearbeitungsgerät 20 durch eine Öffnung 11, einen sogenannten Moon Pool, herabgelassen und wieder hinaufgezogen werden.The 1 and 2 show a pontoon as a float 10 standing on a water surface 7 swims. There is a processing device on the pontoon 20 attached that from a frame 21 and a router at the bottom 22 consists. The processing device can be lifted 20 through an opening 11 , a so-called moon pool, can be lowered and pulled up again.

Das Hebezeug umfasst Tragseile 45, 45' die über Umlenkrollen 38, 38' mit Tragseilwinden 46, 46' in Verbindung stehen.The hoist includes suspension ropes 45 . 45 ' the over pulleys 38 . 38 ' with cable winches 46 . 46 ' stay in contact.

Die Umlenkrollen 38, 38' sind an einem Krangerüst 30 gelagert, das einen Ausleger 32 umfasst. Außerdem weist das Krangerüst 30 einen Hydraulikzylinder 31 auf, der eine Einstellung der Position des Bearbeitungsgerätes 20 erlaubt.The pulleys 38 . 38 ' are on a crane scaffold 30 stored that a boom 32 includes. In addition, the crane scaffold points 30 a hydraulic cylinder 31 on which is an adjustment of the position of the processing device 20 allowed.

Dem Bearbeitungsgerät 20 werden Versorgungsschläuche bzw. Versorgungsleitungen 41, 41' und 43 zugeführt, durch welche zerkleinertes Bodenmaterial gefördert und Druckluft und Hydraulikfluid zu- bzw. abgeführt wird. Die Versorgungsschläuche 41 bzw. 41' verlaufen über Umlenkrollen 36 vom Verarbeitungsgerät 20 zu Trommeln 42 bzw. 42'. Der Versorgungsschlauch 43 verläuft über Umlenkrollen 37, 37' zu der Trommel 44. Beim Herablassen bzw. beim Hinaufziehen des Verarbeitungsgerätes 20 wird eine entsprechende Länge der Versorgungsschläuche 41, 41' und 43 von den Trommeln 42, 42' und 44 ab- bzw. aufgewickelt.The processing device 20 become supply hoses or supply lines 41 . 41 ' and 43 fed through which crushed soil material is conveyed and compressed air and hydraulic fluid is supplied or removed. The supply hoses 41 respectively. 41 ' run over pulleys 36 from the processing device 20 to drums 42 respectively. 42 ' , The supply hose 43 runs over pulleys 37 . 37 ' to the drum 44 , When lowering or pulling up the processing device 20 is a corresponding length of the supply hoses 41 . 41 ' and 43 from the drums 42 . 42 ' and 44 unwound or wound up.

Randseitig an den vier Ecken des Pontons sind Seilwinden 16, 16', 16'' und 16''' angebracht. Diese Seilwinden dienen der gezielten Verkürzung bzw. Verlängerung von Seilen, die mit dem Ufer und/oder Ankerpunkten verbunden sind, wodurch sich die Position des Pontons genau versetzen und fixieren lässt.At the four corners of the pontoon are rope winches 16 . 16 ' . 16 '' and 16 ''' appropriate. These winches are used for the targeted shortening or lengthening of ropes that are connected to the bank and / or anchor points, whereby the position of the pontoon can be precisely moved and fixed.

Weiterhin sind auf dem Ponton diesel-hydraulische Aggregate 13, 13' und eine Kabine 14 für das Bedienpersonal angeordnet.There are also diesel-hydraulic units on the pontoon 13 . 13 ' and a cabin 14 arranged for the operating personnel.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abbau einer Bodenschicht ist in 3 illustriert. Diese Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und den darunter liegenden Gewässergrund 6 beim Abbau primärer Felder in einem ersten Abbauschritt. Hierbei wird der Ponton in einer Richtung bewegt, und dabei durch wiederholtes Absenken des Verarbeitungsgerätes 20 der Boden innerhalb der primären Felder 1 bis zu einer Tiefe von etwa 15 Metern abgearbeitet. Zwischen den primären Feldern 1 verbleibt in den sekundären Feldern 2 Bodenmaterial in Form von Säulen. Die primären Felder haben beispielsweise eine Länge I_P von 3,2 Metern und die sekundären Felder eine Länge von I_S von 2 Metern. Beide Felder haben eine Breite b von 3 Metern.A method according to the invention for breaking down a soil layer is shown in 3 illustrated. This figure schematically shows a device according to the invention and the underlying water body 6 when mining primary fields in a first mining step. Here, the pontoon is moved in one direction, and by repeatedly lowering the processing device 20 the soil within the primary fields 1 processed to a depth of about 15 meters. Between the primary fields 1 remains in the secondary fields 2 Floor material in the form of columns. For example, the primary fields have a length I _P of 3.2 meters and the secondary fields have a length of I _S of 2 meters. Both fields have a width b of 3 meters.

Die Abbausequenz während eines Durchgangs des Pontons in X-Richtung ist mit gestrichelten Pfeilen dargestellt. Zum Erzielen dieser Abbausequenz kann das Verarbeitungsgerät 20 mittels des Krangerüstes 30 in Y-Richtung alternierend versetzt werden. Durch die dargestellte Abbausequenz ergibt sich nach Abschluss des ersten Abbauschrittes eine schachbrettartige Anordnung von primären Feldern 1, zwischen denen kleinere sekundäre Felder 2 verbleiben. Diese sekundären Felder 2 werden in einem darauffolgenden Arbeitsgang, bei dem sich der Ponton in X- oder in Y-Richtung bewegen kann, durch Absenken des Bearbeitungsgerätes 20 ausgeräumt. Beim Einsatz unter extremen Witterungsbedingungen kann der gesamte Ponton oder nur der Kran mit den Versorgungseinrichtungen und der Öffnung eingehaust werden, insbesondere durch eine Kuppel oder ein Gehäuse.The removal sequence during a passage of the pontoon in the X direction is shown with dashed arrows. The processing device can be used to achieve this dismantling sequence 20 by means of the crane scaffold 30 are alternately offset in the Y direction. The dismantling sequence shown results in a checkerboard-like arrangement of primary fields after completion of the first dismantling step 1 between which smaller secondary fields 2 remain. These secondary fields 2 in a subsequent operation, in which the pontoon can move in the X or Y direction, by lowering the processing device 20 dispelled. When used under extreme weather conditions, the entire pontoon or just the crane with the supply facilities and the opening can be enclosed, in particular by means of a dome or a housing.

Claims

Process for mining soil material below a water surface ( 7 ) using a processing device ( 20 ), which on a float ( 10 ) is stored in which - a flat bottom layer by repeatedly lowering the processing device ( 20 ) crushed and the crushed soil material is conveyed to the water surface, - from the soil layer each time the processing device is lowered ( 20 ) a field is mined approximately perpendicular to the water surface, - primary fields in a first mining step ( 1 ) are broken down offset to each other, whereby between the primary fields ( 1 ) Soil material in secondary fields ( 2 ) remains, and - in a second dismantling step, the secondary fields ( 2 ) are cleared, characterized in that - as a processing device ( 20 ) a milling device with a rectangular cross-section is used and - that the primary fields ( 1 ) and the secondary fields ( 2 ) are arranged like a checkerboard.

A method according to claim 1, characterized in that the primary fields ( 1 ) and the secondary fields ( 2 ) are sunk to the same or a different depth.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the processing device ( 20 ) when mining at least the secondary fields ( 2 ) is guided along a guide device.

A method according to claim 3, characterized in that the leader is attached in the bottom layer.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the processing device ( 20 ) is guided by a leading tool.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the water surface ( 7 ) is created artificially by flooding the bottom of an opencast boiler.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that a promotion of the soil material by supplying compressed air to the crushed Soil material over a line takes place, the soil material with the compressed air via a second line discharged becomes.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the position of the floating body ( 10 ) by adjusting the length of at least two ropes that connect the float ( 10 ) connect with the shore or with anchor points.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the crushed soil material for the extraction of mineral resources one Separator or a processing plant is supplied.

Device for mining soil material below a water surface ( 7 ), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, with - a processing device ( 20 ) for crushing soil material, - a floating body ( 10 ), - a hoist with which the processing device ( 20 ) can be drained from the float to the bottom, and at least one delivery line ( 43 ) for conveying the crushed soil material to the water surface, characterized in that - the processing device ( 20 ) is a milling device with a rectangular cross-section that min at least a milling machine ( 22 ) includes.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the floating body ( 10 ) is a pontoon, a ship or a barge.

Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the floating body ( 10 ) at least two controllable winches ( 16 . 16 ' ) with ropes attached to the bank or anchor points.

Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the floating body ( 10 ) has its own drive.

Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the at least one milling machine ( 22 ) has a pair of cutting wheels.

Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that two milling cutters ( 22 ) are provided, which are arranged in parallel and in such a way that the cutting wheel pairs are axially parallel.

Device according to claim 15, characterized in that the two milling cutters ( 22 ) are slidably mounted against each other.

Device according to one of claims 10 to 16, characterized in that the processing device ( 20 ) has a lead frame.

Device according to claim 17, characterized in that on the floating body ( 10 ) an earth drill is provided to fix the guide frame on the milling base.

Device according to one of claims 10 to 18, characterized in that the processing device ( 10 ) can be moved relative to the floating body in a plane parallel to the water surface by means of the lifting device.

Device according to one of claims 10 to 19, characterized in that at least a part of the floating body ( 10 ) is enclosed with the hoist.