DE1040987B - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Schnittfestigkeit von Kohle und anderenfloezartig abgelagerten Mineralien durch Bestimmung des Eindringwiderstandes - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Schnittfestigkeit von Kohle und anderen flözartig abgelagerten Mineralien durch Bestimmung des Eindringwiderstandes des anstehenden Minerals, bei welchem ein Schälmesser an einer Mineralwand in diese mit vorbestimmter Vorgabe schälend eindringend unter das Messer an das Mineral andrükkender Zwangsführung und fortlaufender Messung der aufgewendeten Kräfte kontinuierlich entlang geführt wird, und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Die Aufgabe der Ermittlung der Schnittfestigkeit von Kohle ist von besonderer Bedeutung, um hierdurch Schlüsse auf die Möglichkeiten bzw. Voraussetzungen des Einsatzes von schälenden oder schneidenden Gewinnungsgeräten zu ziehen, undi derart, z. B. schon im Stadium der Vorrichtung, z. B. in einem Aufhauen, eindeutig feststellen zu können, ob die spätere Gewinnung des betreffenden Flözes mittels eines schälenden Gerätes möglich ist oder ob schneidende Gewinnungsgeräte eingesetzt werden müssen.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Ermittlung der Schnittfestigkeit von Kohle od. dgl. bekanntgeworden, mittels deren die Härte — Rücksprungshärte — des Minerals sowie der Eindringwiderstand bestimmt werden.

Bei diesen dringt ein unter einer entsprechenden Zwangsführung einen Halbkreis beschreibender Schneidkopf unter einer bestimmten Vorgabe im Kohlenstoß ein, wobei mittels eines schreibenden Dynamometers die Zugkraft registriert wird. Ein derartiges Gerät ist bereits in »Glückauf«, 1950, S. 755, beschrieben. Die in dieser Weise gewonnenen Werte ermöglichen es zwar, gewisse Rückschlüsse auch auf die Gewinnbarkeit des Minerals zu ziehen, jedoch entsprechen die Voraussetzungen, unter denen diese Werte gewonnen werden, denen, die für den praktischen Betrieb maßgebend sind, nicht hinreichend, um eine völlig einwandfreie Grundlage zu bilden

Andere Verfahren befassen sich statt mit der Ermittlung von Schneidkräften mit einer solchen der Eindringtiefe eines Prüfdornes in die Kohle (vgl. »Glückauf«, 1953, S. 544). Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß sie nur eine punktweise Messung und daher nicht oder nur im Falle einer Vielzahl von Meßstellen und auch dann nicht in vollkommener Weise eine Beurteilung von örtlichen Unterschieden der Verhältnisse ermöglichen.

Der Einsatz der bekannten Meßgeräte bedingt ferner eine sehr glatte Oberfläche des zu prüfenden Minerals, die jeweils erst mit verhältnismäßig großem Aufwand geschaffen werden muß.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht Verfahren und Vorrichtung

zur Ermittlung der Schnittfestigkeit

von Kohle und anderen flözartig

abgelagerten Mineralien durch

Bestimmung des Eindringwiderstandes

Anmelder:

B ergwerksverband zur Verwertung von

Schutzrechten der Kohlentechnik G. m. b. H.,

Dortmund-Eving, Deutsche Str. 26

Karl Wilms, Essen-Heisingen,
ist als Erfinder genannt worden

demgegenüber eine kontinuierliche Messung der Schnittfestigkeit der Kohle bzw. des Minerals unter Voraussetzungen, die den Verhältnissen, wie sie bei der späteren Gewinnung vorliegen, praktisch völlig entsprechen.

Dieses Verfahren besteht darin, daß ein schälend wirkendes Prüf messer, das dem Schneidmesser des Hobels oder den Schrämpicken einer Schrämmaschine entspricht, in gleicher Weise wie diese in einer geradlinigen-Bahn gleicher Eindringtiefe über die Länge der durch einen Teil der Wandung eines Bohrloches oder einen frei liegenden Stoß des noch festen Bereichs des Minerals gebildeten Prüfstrecke bewegt wird. Die dabei aufzuwendende Kraft für die Entlangbewegung des Schneidgerätes wird über die ganze Länge der Prüfstrecke fortlaufend gemessen und als Kraft-Weg-Diagramm aufgezeichnet.

Im Zuge des Entlangziehens des der glatten Wandung anliegenden, in diese einschneidenden Prüfmessers, das vorzugsweise auswechselbar und von verstellbarer Neigung ist, wird kontinuierlich das Verhalten bzw. die Schnittfestigkeit der Kohle od. dgl.

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auf dem dieser Prüfung unterzogenen Weg, z. B. der Tiefe des Bohrloches, nämlich der Kraftaufwand, der für das Entlangziehen des Messers erforderlich ist, mittels eines Dynamometers gemessen und von einer Registriervorrichtung z. B. auf einem synchron mit der Fortbewegung des Geräts laufenden Registrierstreifen aufgezeichnet. Es ergibt sich so eine Kurve, die die Eigenschaften der Kohle an jedem Punkt des geprüften Abschnitts erkennen läßt.

Hierdurch werden nicht nur völlig einwandfreie Werte erhalten, sondern der ganze Meßvorgang geht außerdem wesentlich schneller vonstatten als Messungen nach dem eingangs erwähnten Verfahren der örtlichen Prüfung der Rücksprungshärte und des Eindringwiderstandes der Kohle od. dgl.

Nachstehend wird ein zur Durchführung des neuen Meßverfahrens geeignetes Gerät beispielsweise an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen

Abb. 1 schematisch einen vertikalen Schnitt durch das gemäß dem Ausführungsbeispiel in ein Bohrloch eingeführte Meßgerät,

Abb. 2 eine Aufsicht auf das Meßgerät gemäß Abb. 1 und

Abb. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-B der Abb. 1 zeigt.

Das Gerät besteht im wesentlichen aus einem zweiteiligen Führungsrahmen a, b, der durch ein Hebelsystem c über Schrägnuten e fest in der Wandung eines Bohrloches von zweckentsprechender Tiefe verspannt wird.

In dem oberen Teil α des Führungsrahmens ist in nicht dargestellten Führungen ein Wagen / mittels einer Kette oder eines anderen Zugmittels i, das über eine an dem Führungsrahmen angeordnete Antriebsrolle k außerhalb des Bohrloches und eine im Bohrlochtiefsten ebenfalls an dem Führungsrahmen angeordnete Umlenkrolle I läuft, verfahrbar. An Stelle einer Kette oder eines Seiles kann unter sinngemäßer Änderung der Vorrichtung auch eine Gewindespindel, eine hydraulische Druckstange od. dgl. verwendet werden. Der Wagen / ist im Führungsrahmen gegen Querverschiebungen gesichert und wird parallel zu der Wandung des Bohrloches oder sonstigen Oberfläche des Minerals geführt.

Der Antrieb der Rolle k erfolgt über die Handkurbei ni und ein Zahnrad oder Schneckengetriebe^ das gleichzeitig ein Registriergerät 0 antreibt, dessen Papiervorschub mit dem des Wagens / synchron läuft. Selbstverständlich kann statt des Handantriebs auch ein motorischer Antrieb, z. B. Druckluft, ein hydraulisches Druckmittel oder ein Elektromotor, verwendet werden.

In dem Wagen / ist, vorzugsweise auswechselbar, ein schräg zur Bohrlochachse gerichtetes Schneidmesser g eingesetzt. Dieses Messer schält bei der Fortbewegung des Wagens / vom Bohrlochanfang an beginnend einen entsprechenden schmalen Streifen der Kohle ab.

In den Abbildungen ist die Vorrichtung in einer Phase dargestellt, in der das Messer bereits bis nahe zum Bohrlochtiefsten fortbewegt worden ist.

Die für die Fortbewegung des Messers gegen den Schneidwiderstand erforderliche Kraft wird über das Zugmittel i und damit über die Rollen k und I auf das gemäß dem Ausführungsbeispiel als Biegefeder ausgebildete Dynamometer p übertragen, dessen Ausschlag in üblicher Weise über ein Hebelsystem vergrößert auf den synchron zu der Fortbewegung des Wagens laufenden Meßstreifen des Registriergeräts 0 in Form eines Kraft-Weg-Diagramms aufgezeichnet wird.

Nachdem in dieser Weise die Messung im Bereich des Umfangs des Bohrloches erfolgt ist, kann sie nach Verdrehung des Führungsrahmens um ein entsprechendes Maß in einem anderen Bereich des Bohrlochumfanges erfolgen usf. Dies wird dadurch möglich, daß der Führungsrahmen über den wesentlichen Teil der Länge der Bohrung in diesem verspannt ist und deshalb keine Verformungen des Bohrlochumfanges eintreten.

Für die Durchführung des Meßverfahrens mittels des beschriebenen Gerätes ist nur eine einzige Person erforderlich.

Die Bohrlochtiefe bzw. überhaupt der Weg, auf dem gemessen wird, ist an sich beliebig und bedingt lediglich die Verwendung von Führungsrahmen von entsprechender Länge.

Wenn die Messung nicht in einem Bohrloch, sondern an einer glatten Außenwand des Minerals erfolgt, muß der Führungsrahmen von außen fest gegen das Mineral verspannt werden.

Durch die Auswechselung des Messers gegen ein solches von größerer Eindringtiefe oder Verwendung von unter verschiedenen Schnittwinkeln arbeitenden Messern lassen! sich zusätzliche, die Beurteilungsmöglichkeiten hinsichtlich des Einsatzes der einen oder anderen Gattung von Maschinen noch verbessernde Ergebnisse ermitteln.

Selbstverständlich ist die Erfindung hinsichtlich der für die Durchführung des neuen Verfahrens verwendeten Vorrichtung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebene und in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Änderungen möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung der Schnittfestigkeit von Kdhle und anderen flözartig abgelagerten Mineralien durch Bestimmung des Eindringwiderstandes des anstehenden Minerals, bei dem ein Schälmesser an einer Miueralwand in diese mit vorbestimmter Vorgabe schälend eindringend unter das Messer an das Mineral andrückender Zwangsführung und fortlaufender Messung sowie Aufzeichnung der aufzuwendenden Schneidkraft kontinuierlich entlang geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schälmesser in einer geradlinigen Bahn gleicher Eindringtiefe über die Länge der durch einen Teil der Wandung eines Bohrloches oder einen frei liegenden Stoß des noch festen Bereichs des Minerals gebildeten Prüfstrecke bewegt und die dabei aufzuwendende Kraft für die jeweils einmalige Entlangbewegung des Schneidgerätes über die ganze Länge der Prüfstrecke fortlaufend gemessen und als Kraft-Weg-Diagramm aufgezeichnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßvorgang unter Verwendung von Messern verschiedener Schneidwinkel durchgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen sich längs der Prüfstrecke erstreckenden Führungsrahmen (a, b), an dem ein ein Schneidmesser (g) tragender Wagen (/) längs der Prüfstrecke verfährbar ist, der in einer Bohrung oder an der glatten Oberfläche des zu prüfenden Minerals verspannt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (/) an ein über Antriebs- und Umkehrrollen (k, I) laufendes endloses Zugmittel angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch eine drückend wirkende Vorrich-

tung, wie Gewindespindel oder hydraulische Druckstange als Antriebsvorrichtung.

In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Glückauf« vom 16. 9. 1950, S. 755, Abb. 6, vom 6. 6. 1953, S. 544, Abb. 13.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen