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Schälendes Gewinnungsgerät zum Abbau bei nicht stempelfreier Front
Die Erfindung betrifft ein schälendes Gewinnungsgerät für Kohle oder andere Mineralien
zum Abbau bei nicht stempelfreier Front, welches in Verhiebrichtung vorrückt und
aus einem gegen das Gebirge verspannbaren Grundrahmen sowie einem mit Schälmessern
versehenen, durch einen druckmittelbetätigten Zylinder um eine senkrechte Achse
schwenkbaren Hobelkörper besteht. Mit diesem Gewinnungsgerät soll eine maschinelle
Gewinnung überall darf ermöglicht werden, wo die Hangendverhältnisse den Abbau bei.
stempelfreier Abbaufront nicht zulassen.
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Die bekannten Gewinnungsgeräte, die mit bogenförmigen Gewinnungsschnitten
arbeiten, müssen nach jedem einzelnen Gewinnungsschnitt gerückt werden. Das Rücken
erfolgt mittels Vorschubzylinder oder anderer Vorrichtungen, wie z. B. Vorschubwinden.
Vor dem Rücken werden die Stützstempel, die das Gewinnungsgerät während der Gewinnungsarbeit
zwischen Hangenden und Liegendem verspannen, entlastet. Der nächstfolgende Gewinnungsschnitt
kann erst ausgeführt werden, nachdem die Stützstempel in der neuen Stellung des
Gewinnungsgerätes wieder verspannt worden sind.
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Es ist auch schon bekannt, einen Hobelkörper auf einem Grundrahmen
querverschiebbar so anzuordnen, daß er nach jedem Gewinnungsschnitt auf dem Grundrahmen
in Abbaurichtung um den Betrag der Schnittbreite des Hobels verschoben werden kann.
Der Hobel führt hier allerdings geradlinige Schnitte in Verhiebrichtung aus. Die
Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten Gewinnungsmaschinen, die
mit bogenförmigen Gewinnungsschnitten arbeiten, zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung sind der Hobelkörper und der ihm zugeordnete Antriebszylinder
auf einem besonderen, auf dem Grundrahmen um eine senkrechte Achse drehbaren und/oder
querverschieblichen und gegebenenfalls auch längsverschieblichen Tragelement angeordnet.
Vorzugsweise ist das Tragelement auf dem Grundrahmen längs- und querverschiebbar.
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Durch die Erfindung werden die Vorteile des an sich bekannten kreisbogenförmigen
Gewinnungsschnittes in ganz besonderem Maße zur Geltung gebracht. Gegenüber dem
geradlinigen Schnitt in den anstehenden Abbaustoß hat der Bogenschnitt den Vorteil,
daß er in seiner Schnittrichtung stets auf eine freigeschnittene Fläche des Abbaustoßes
gerichtet ist und auf diese Fläche ausläuft. Der geradlinige Schnitt dringt dagegen
mit zunehmender Schnittiefe tiefer in den festen Mineralverband ein, wodurch sich
die Gewinnungswerkzeuge leicht im Stoß festarbeiten können. Der kreisbogenförmige
Gewinnungsschnitt ermöglicht außerdem auf kleinerem Raum eine größere Schnittlänge.
Da Schnittrichtung und Förderrichtung beim Bogensahntt zusammenfallen, lassen sich
die beiden Arbeitsgänge »Gewinnen und Fördern« in. vorteilhafter Weise miteinander
verbinden. Beim_ gecadlinigen Schnitt ist dies nicht möglich, da Schnittrichtung
und Förderrichtung niemals zusammenfallen.
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Dadurch, daß erfindungsgemäß der Hobelkörper mit seinem Antriebszylinder
an einem Tragelement angeordnet ist, das um eine senkrechte Achse drehbar und/oder
quervorschieblieh und gegebenenfalls längsverschieblich auf dem Grundrahmen angeordnet
ist, kann der Abbaustoß während des Festliegens des Gewinnungsgerätes durch unmittelbar
aufeinanderfolgende, in Richtung das Vorschubes des Gewinnungsgerätes oder quer
hierzu versetzte Bogenschnitte abgeschält werden, ohne daß das Gewinnungsgerät nach
jedem einzelnen Schnitt gerückt zu werden braucht. Hierdurch erzielt man eine wesentlich
bessere Ausnutzung des Gewinnungsgerätes und somit erheblich höhere Abbauleistungen.
Bei der Gewinnungsarbeit hat man es außerdem in der Hand, die einzelnen Gewinnungsschnitte
entsprechend der Ausbildung des Arbeitsstoßes, d. h. entsprechend der vorhandenen
freien Stoßfläche, dem Verlauf der Drucklagen, Risse und Schlechten so gegeneinander
zu versetzen, daß die am Hobel zur Verfügung stehenden Schnittkräfte in bestmöglicher
Weise für die Gewinnungsarbeit ausgenutzt werden. Da die Schnittkräfte um so geringer
sind, je größer die Fläche ist, durch die das anstehende Mineral in seinen Verband
freigelegt ist, können die aufeinanderfolgenden Schnitte derart gelegt werden, daß
jeweils ein oder mehrere parallele Schnitte den Arbeitsstoß
für
die nachfolgenden versetzten Schnitte in günstiger Weise freilegen.
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Von Vorteil ist ferner, daß auf Grund der Verschwenkbarkeit und Verschiebbarkeit
des Tragelements jeder Bogenschnitt so angesetzt werden kann, daß das Schnittmoment
der jeweiligen Schnittiefe angepaßt ist. Da einerseits das Schnittmoment des durch
den Arbeitszylinder schwenkbaren Hobelkörpers zu Beginn des Bogenschnittes am größten
ist und dann beim Verschwenken infolge des kleiner werdenden Hebelarms abnimmt,
andererseits aber auch die Dicke des Hobelspans im Verlauf des Bogenschnittes zunehmend
geringer wird, sind Schnittmoment und Spandicke aufeinander abgestimmt, so daß ein
Festarbeiten des Hobels im Stoß vermieden wird. Da zudem bei dem erfindungsgemäßen
Gewinnungsgerät die Bogenschnitte annähernd senkrecht zur Schnittfläche angesetzt
werden können, erreicht man eine sehr günstige Ausnutzung der zur Verfügung stehenden
Schnittkräfte bei gleichzeitiger Herabsetzung des Verschleißes der Schälmesser durch
Reibung.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gewinnungsgerätes besteht
darin, daß man durch die seitliche Versetzung der einzelnen Gewinnungsschnitte in
Richtung des Abbaufortschritts jeweils wieder einen glatten, gerade verlaufenden
Arbeitsstoß erhält, wodurch das Abfördern des Haufwerks und die weitere Gewinnungsarbeit
nach dem Rücken des Gerätes erleichtert wird. Das Abfördern des Haufwerks erfolgt
in einem Arbeitsgang durch Querverschiebung des Schlittens, nachdem der Arbeitsstoß
um ein gewisses Maß in Richtung des Verhiebs abgebaut worden ist.
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Der Grundrahmen des Gewinnungsgerätes wird vorzugsweise gegenüber
Stempeln vorgerückt, die mit dem Rahmen verbunden sind und nach Lösen der Stempel
wieder an den Rahmen herangezogen werden können. Durch eine geeignete Anordnung
von Stützelementen, die sich in einem Längsschnitt des Grundrahmens bewegen können
und abwechselnd mit dem Grundrahmen verbunden werden, kann man eine ständige Unterstützung
des Hangenden im Bereich des Gewinnungsgerätes erzielen. Alle Bewegungen des Gewinnungsgerätes
können hydraulisch ger steuert werden. Vorzugsweise werden alle Bewegungen programmgesteuert,
so daß die Maschine keine Bedienung erforderlich macht.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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F i g. 1 zeigt im Grundriß einen flach gelagerten Streb mit einem
Gewinnungsgerät gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt das Gewinnungsgerät gemäß F
i g. 1, von hinten gesehen; F i g. 3 zeigt das Gewinnungsgerät von der Seite. Parallel
zur Kohlenfront a ist eine Reihe von Sternpein b gesetzt, hinter der ein Strebförderer
liegt. Weitere Reihen von Stempeln d und e schützen das Feld des Strebförderers
und das versatzseitig dahinterliegende Arbeitsfeld. Auf der Vorderseite der Stempel
b befindet sich das Gewinnungsgerät gemäß der Erfindung.
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Das Gewinnungsgerät besteht aus einem Grundrahmen 1, der auf dem Liegenden
in Verhiebrichtung V vorgerückt werden kann. Der Grundrahmen 1 ist an seinem rückwärtigen
Ende mit Zylindern 4 verbunden, in denen Kolben 14 beweglich sind, an denen hydraulische
Teleskopstempel 5 befestigt sind, welche schräg stehend gegen das Hangende und Liegende
verspannt werden können. Auf dem Grundrahmen 1 ist ein Tragelement in Form eines
Schlittens 2 geführt, der durch nicht sichtbare hydraulisch anggtriebene Zahnräder,
die in eine am Grundrahmen 1 -
befestigte Zahnstange 13 eingreifen, in der
Abbaurichtung A bewegt werden kann. Der Schlitten 2 trägt ein Lager 15 für einen
Lagerzapfen 9, in dem ein Abbauwerkzeug 6, das mit Hobelmessern 16 versahen ist,
befestigt ist. Der Hobelkörper 6 ist mit der Kolbenstange 17 eines hydraulischen
Zylinders 7 verbunden, der auf dem Schlitten 2 derart befestigt ist, daß der Hobelkörper
6 hydraulisch in einem Viertelkreisbogen um den Zapfen 9 verschwenkbar ist: Die
Umsteuerung der Verschwenkung des Hobelkörpers 6 erfolgt durch einen Steuerzylinder
18, der ebenfalls auf dem Schlitten 2 befestigt ist. In dem Rahmen 1 sind an beiden
Querseiten Schlitze 19 vorgesehen, in denen zwei Stempel 3 und 3' angeordnet
sind. Die Stempel 3 und 3' sind gegen das Hangende verspannt, so daß sie im Bereich
des Gewinnungsgerätes das Hangende abstützen. Im Bereich hinter dem Gewinnungsgerät
sind übliche Grubenstempel f gesetzt: Die hydraulische Pumpe, welche die hydraulische
Energie für die Zylinder 4, 7 und 18, aber vorzugsweise auch für die
Stempel 3, 3' und 5 sowie für den Antrieb des Schlittens liefert, ist in einem besonderen
Aggregat 8 untergebracht, welches vorzugsweise auf Kufen steht, so daß es dem Gewinnungsgerät
nachgerückt werden kann. Das Aggregat 8 kann aber auch mit dem Grundrahmen 1 fest
verbunden sein. Die Leitungen für das hydraulische Medium zwischen dem Aggregat
8 und den Teilen 4, 7, 18, 3, 3' und 5 sind nicht dargestellt, sie laufen über ein
Steuergerät 12, das entweder von Hand gesteuert werden kann oder über Kurven od.
dgl. die einzelnen Teile nach einem bestimten Programm steuert. Das Steuergerät
12 kann so klein gehalten werden, daß es von dem bedienenden Arbeiter getragen werden
kann; wenn es als Programmsteuergerät ausgeführt worden ist, kann es mit dem Aggregat
8 oder mit dem Rahmen 1
fest verbunden sein.
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Die auf dem Schlitten angeordneten Organe sind durch eine Schutzhaube
11 (F i g. 2) geschützt, die in F i g. 1 fortgelassen ist.
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Das Gewinnungsgerät arbeitet folgendermaßen: Zu Beginn des Arbeitsvorganges
steht der Schlitten auf der Förderseite des Rahmens 1, in F i g. 1 also auf der
linken Seite des Rahmens 1. Durch das in den Zylinder 7 eingelassene Druckmedium
wird der Hobelkörper 6 um den. Lagerzapfen 9 in einem Viertelkreisbogen verschwenkt.
Dabei schält der Hobelkörper einen Span von bestimmter Dicke vorn Kohlenflöz ab.
Der Hobelkörper 6 hat eine Höhe von etwa 30 bis 60 cm. Der darüberliegende Teil
der Kohle bricht dann von selbst nach. Durch Umschaltung des Zylinders 18 wird der
Hobelkörper 6 im gleichen Kreisbogen wieder zurückgezogen. Dann wird der Schlitten
2 längs der Zahnstange 13 um die Spantiefe, beispielsweise einige Zentimeter, in
Richtung des Pfeiles A bewegt. Der Zylinder 18 steuert wiederum den Arbeitszylinder
7 derart, daß der Hobelkörper 6 erneut in einem Viertelkreisbogen die Kohle abbaut.
Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis der Schlitten am Ende des Grundrahmens
1 angelangt ist. Dann wird der Schlitten entgegen der Pfeilrichtung A in die Ausgangsstellung
auf der F'örderseite
des Rahmens 1 bewegt. Dabei schiebt er die
durch den Hobelkörper 6 gewonnene und die nachgebrochene Kohle zum Strebförde:rer
c hin. Dann werden die Stempels gelöst. Diese Stempel werden zu den Zylindern 4
um die Größe des Verhiebs angezogen und in der neuen Stellung gesetzt. Hierauf werden
die Stempel 3' gelöst. Anschließend wird der Rahmen 1 mittels der Zylinder
4 in Richtung des Pfeiles V um die Tiefe des Verhiebs vorgerückt. Dadurch werden
die Stempel 3' mittels des Rahmens 1 bis unmittelbar an die Stempel 3, die
weiterhin gesetzt bleiben, geschoben. Dann werden die Stempel 3' gesetzt und die
Stempel 3 bis an das Ende der Schlitze 9 geschoben und ebenfalls gesetzt.
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Die Haube 11 hat eine solche Form, daß sie bei Bewegung des Schlittens
2 entgegen der Pfeilrichtung A die gelöste Kohle vor sich herschiebt. Bei der Bewegung
in Abbaurichtung A kann dagegen die gelöste Kohle über die Haube 11 hinweggleiten.
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Vorzugsweise ist die hydraulische Steuerung derart, daß die Zylinder
4 unabhängig voneinander tätig werden können. Dadurch kann der Grundrahmen 1 geschwenkt
werden. Dieses Schwenken des Gewinnungsgerätes ist vor allem wichtig, wenn man mit
mehreren Maschinen im Streb arbeitet und die Maschinen versetzt gegeneinander arbeiten
sollen.
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Der Schlitten 2 ist auf dem Grundrahmen 1 um eine vertikale Achse
drehbar. Hierdurch wird es möglich, mit der Maschine einen Einbruch im Abbaustoß
herzustellen. Durch das Zusammenwirken der Drehbewegungen des Schlittens und des
Hobelkörpers wird außerdem ein senkrechtes Einschneiden in Abbaurichtung in den
Stoß im Stoßtiefsten ermöglicht.
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Der Schlitten 2 kann außerdem auf dem Grundrahmen so angeordnet werden,
daß er neben der Querverschiebbarkeit und der Drehbarkeit noch in Pfeilrichtung
V gegenüber dem Grundrahmen 1 verschoben werden kann. Die verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten
des Schlittens ermöglichen den Abbau der Kohle in kurzzeitig aufeinanderfolgenden
Gewinnungsschnitten, ohne daß jeweils nach einem Gewinnungsschnitt das Gewinnungsgerät
gerückt werden ruß. Außerdem kann. auf Grund der verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten
der Hobelkörper so angesetzt werden, daß die Schnittkräfte an den Hobelmessern in
bestmöglicher Weise ausgenutzt werden. Es kann hierdurch ferner bei der Gewinnungsarbeit
auf den Verlauf der Risse und Drucklagen des abzubauenden Flözes Rücksicht genommen
werden, wodurch die Gewinnungsarbeit erheblich erleichtert wird.