-
Schälendes Gewinnungsverfahren für flözartig anstehende Mineralien
am überkippten Gewinnungsstoß und Anlage zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur schälenden Gewinnung von Kohle und anderen in flözartigen
Lagerstätten anstehenden Mineralien in der steilen Lagerung mit überkipptem Gewinnungsstoß.
-
Sie schafft ein Verfahren, welches sich gegenüber den bisher für die
steile und halbsteile Lagerung bekannten maschinellen Gewinnungsverfahren bei hoher
Leistung durch größere Einfachheit, Ersparnis an Arbeitskräften, größere Betriebssicherheit
und geringen Energieverbrauch auszeichnet und sich ohne Schwierigkeiten den im Einzelfall
vorliegenden Verhältnissen anpassen läßt.
-
Der Anwendungsbereich dieses neuen Verfahrens, bei welchem das Gewinnungswerkzeug
in an sich bekannter Weise durch ein endloses Zugmittel auf dem überkippten Kohlenstoß
verfahren wird, umfaßt die steile und die halbsteile Lagerung, und zwar bis zu Verhältnissen,
unter denen noch ein einwandfreies Gleiten der hereingewonnenen Kohle in der sogenannten
Kehlneigung erfolgt. Unter »Kehlneigung« wird bekanntlich der Eckneigungswinkel
zwischen dem Flözeinfallen und dem Überkippungswinkel am Liegenden des Kohlenstoßes
verstanden.
-
Die Gewinnung unter solchen Verhältnissen erfolgt wegen der besonderen
Schwierigkeiten, die sich hierbei durch das steile Einfallen ergeben, auch heute
noch meist von Hand, teilweise auch maschinell durch Schrämen sowie nach einem verhältnismäßig
jungen bekannten Verfahren, dem sogenannten Rammverfahren, unter Verwendung eines
mit quer zur Zugrichtung gestellten Zinken versehenen Rammkörpers, der in ein gespanntes
Zugmittel eingeschaltet ist, welches mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit am
Kohlenstoß entlanggezogen wird, hierbei als Folge von Inhomogenitäten desselben
in kleinen Intervallen quer zur Zugrichtung des Zugmittels abfedert und demzufolge
die Zinken mit vergleichsweise hoher Frequenz Schläge auf den Kohlenstoß ausführen,
welche das Lösen der Kohle bewirken. Bei diesem Verfahren ist auch bereits vorgeschlagen
worden, die Umkehrrollen des Zugmittels über elastische Mittel an einen Festpunkt
anzuschlagen, um hierdurch die Spannung des Zugmittels auch bei wechselnden Streblängen
aufrechtzuerhalten.
-
Ein weiteres bekanntes ebenfalls nach diesem Prinzip arbeitendes Verfahren
besteht darin, daß ein ebenfalls als Rammkörper ausgebildetes, kohlenstoßseitig
mit quer zum Gerät gerichteten Zinken besetztes Gewinnungsgerät bei seinem Entlangziehen
am Kohlenstoß dann, wenn die vorwärtigen Zinkenkörper auf eine Unebenheit, insbesondere
einen härteren Bereich des Kohlenstoßes auftreffen, durch den Zug des Zugmittels,
welches an einem oberen Bereich des Gerätes angreift, einseitig vom Kohlenstoß abgekippt
wird, worauf dann beim Zurückkippen des Rammkörpers die an dessen rückwärtigem Bereich
angeordneten Zinken vertikal auf den Kohlenstoß aufschlagen und lösend wirken. Diese
Abkipp- und Rückkippbewegung des Rammkörpers wird bei dem bekannten Gerät dadurch
ermöglicht, daß das an der Rückseite des Rammkörpers angeschlossene, nicht am Zug
beteiligte Zugmittel derart schlaff gehalten wird, daß es die begrenzte Ausschwenkbarkeit
des vorübergehend durch die Unebenheit des Kohlenstoßes abgebremsten Rammkörpers
ermöglicht, um dann im Zuge der Weiterbewegung desselben unter Spannung zu geraten,
wodurch der Rammkörper zurückschnellt.
-
Bei diesem Verfahren ist auch bereits vorgeschlagen worden, nur in
der oberen Begleitstrecke des Strebes einen Antrieb für das endlose Zugmittel vorzusehen,
d. h. die Umkehrrolle am unteren Strebende nicht anzutreiben, wobei aber ebenfalls
das endlose Zugmittel unter ständiger Spannung steht und diese Spannung den erforderlichen
Andruck des Gewinnungsgerätes an den Kohlenstoß liefert.
-
Diese bekannten schlagend arbeitenden Verfahren haben nur begrenzte
Anwendungsmöglichkeit, insbesondere hinsichtlich der Länge der Streben, in denen
sie eingesetzt werden können, weil die durch die Kettenspannung erzeugte Aktivierung
des Gewinnungswerkzeuges
dann nicht ausreichend gewährleistet ist,
wenn infolge einer zu großen Länge des Strebes die Kettenspannung in dessen mittleren
Bereich zu gering wird, ferner wenn als Folge besonderer Streblagerungsverhältnisse
die Reibungskräfte zwischen dem Gewinnungsgerät und dem Liegenden so groß werden,
daß hierdurch die erforderliche freie Beweglichkeit des Gewinnungskörpers herabgesetzt
wird. Die Anwendung der bekannten Verfahren bedingt ferner ein verhältnismäßig geringes
Gewicht der Gewinnungsgeräte, was bedeutet, daß ihre Leistung vielfach dadurch beeinträchtigt
wird, daß die dynamischen Kräfte, auf deren Erzeugung ihre Wirkung beruht, zu gering
werden.
-
Die Erfindung schafft demgegenüber ein schälendes Gewinnungsverfahren
am überkippten Gewinnungsstoß für die steile und halbsteile Lagerung, bei welchem
entsprechend dem Schälprinzip das an dem Werkzeugträgerkörper angebrachte Schälwerkzeug
immer in Eingriffsstellung im Kohlenstoß verbleibt, welches aber den Nachteil der
Empfindlichkeit der bekannten Schälverfahren gegen Inhomogenitäten des Kohlenstoßes
vermeidet, d. h. unter Beibehaltung aller Vorteile des Schälprinzips die Überwindung
von örtlichen Unterschieden in der Beschaffenheit, insbesondere Härte der Kohle
bzw. von harten Einlagerungen in diese ohne Beeinträchtigung seiner Arbeitsweise
ermöglicht.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung, bei welchem in bekannter Weise
ein Schälwerkzeuge tragender Körper durch ein Zugmittel, das aus einem Zugtrum,
einem Rücktrum und einem Schlepptrum besteht, in ständigem Eingriff mit dem Gewinnungsstoß
parallel zu diesem bewegt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten von
Schälwiderständen den dabei im Eingriff mit dem Gewinnungsstoß verbleibenden Schälwerkzeugen
durch Verschwenken des Werkzeugträgerkörpers eine hebelnde Bewegung dadurch erteilt
wird, daß das Zugtrum unter Ausnutzung eines in dieses eingeschalteten, bei Überschreiten
einer vorgegebenen Belastung wirksam werdenden begrenzten Nachgiebigkeitsweges vorübergehend
abgebremst und hierdurch das Schlepptrum in das Ausschwenken des Werkzeugträgers
ermöglichender Weise entlastet wird, der durch Erschöpfung des Nachgiebigkeitsweges
wieder in seine normale Stellung zurückverschwenkt wird.
-
Im Zuge dieser Bewegung dringt das Schälwerkzeug beim Ausschwenken
zunächst tiefer in den Stoß ein und hebelt beim Zurückschwenken den von ihm hintergriffenen
Bereich des Kohlenstoßes heraus, um, nachdem es anschließend wieder in die Normalstellung
zurückgekehrt ist, bis zu seinem Auftreffen auf das nächste Hindernis schälend am
Stoß entlang zu bewegen.
-
Ein besonderes Merkmal der Anlage für das vorgeschlagene Verfahren
besteht in der Art der Erzielung der begrenzten Nachgiebigkeit des an der Rückseite
des Werkzeugträgerkörpers angeschlagenen Zugmitteltrums durch Schaffung eines planmäßig
begrenzten Nachgiebigkeitsweges der in das endlose Zugmittel eingeschalteten Umlenkscheibe,
die um das durch die zulässige Verschwenkbewegung des Werkzeugträgerkörpers bestimmte
Maß längs- und querverschieblich gelagert und durch ein biegsames Mittel, wie ein
Seil oder eine Kette, dem das den Nachgiebigkeitsweg bestimmende Schlaffseil gegeben
wird, an einer Verankerung befestigt ist. Hierbei wird also der von dem als solchen
bekannten nachgiebigen Verbindung der Umlenkscheibe mit einem Festpunkt am Ausbau
od. dgl. mit einer von den obenerwähnten bekannten Anordnungen gänzlich verschiedenen
Wirkung Gebrauch gemacht, indem durch die plötzliche Erschöpfung des Freihubes der
Umkehre die oben erläuterten Bewegungen des Gewinnungsgerätes hervorgerufen werden.
-
Diese Umlenkscheibe gelangt bei hinreichend steilem Einfallen nach
der Rückverschwenkung des Werkzeugträgerkörpers unter der Wirkung ihres Eigengewichts
auf ihrer Unterlage gleitend wieder in die Ausgangslage, in welcher sie nur mit
diesem Eigengewicht auf das an der Rückseite des Werkzeugträgerkörpers angeschlagene
Zugmittel wirkt. Bei kleinerem Einfallen muß für die Zurückführung der Umlenkscheibe
eine Rückstellkraft vorgesehen werden.
-
Durch Abstimmung des Eigengewichtes der sich bei Auftreffen des Werkzeugträgerkörpers
auf ein Hindernis bis zur Erschöpfung des Durchhanges des sie mit der Verankerung
verbindenden Seiles od. dgl. in der Zugrichtung bewegenden Umlenkscheibe auf die
gesamte Zugmittellänge und das Eigengewicht des Werkzeugträgerkörpers können die
Voraussetzungen, d. h. insbesondere die Größe des Widerstandes im Kohlenstoß, eingestellt
werden, bei welchem die dadurch ausgeübte Abbremswirkung auf den Werkzeugträgerkörper
dessen Ausschwenken bewirkt und gleichzeitig ein Verdrehen der umlaufenden Zugkette
verhindert wird.
-
Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der erfindungsgemäßen Anlage,
nämlich der Begrenzung der Ausschwenkmöglichkeit des Werkzeugträgerkörpers bzw.
Führung dieser Bewegung und Unterstützung der Rückbewegung des Rücktrums, läuft
das Zugmittel durch eine im Werkzeugträgerkörper gebildete Führung hindurch, so
daß beim Verkippen des Werkzeugträgerkörpers eine Auslenkung dieses Trums unter
zusätzlicher Verkürzung der wirksamen Länge des um die Umlenkscheibe laufenden Zugmittels
erfolgt.
-
Durch entsprechende Anordnung der Anschlagstelle der ziehenden Trums
des Zugmittels am Werkzeugträgerkörper, bei harter Kohle näher nach dem Kohlenstoß
hin als bei weicher Kohle, kann die Arbeitsweise des Gerätes, nämlich die Größe
des für das Verkippen des Werkzeugträgerkörpers wirksamen Hebelarmes, weiter den
im Einzelfall vorliegenden Verhältnissen angepaßt werden.
-
Wesentlich für die Wirkungsweise des Gerätes ist auch die zweckentsprechende
Bemessung des Gewichtes des Werkzeugträgerkörpers und ferner gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung die Ausbildung des einen oder der mehreren sich von diesem
in vorwärts geneigter Richtung erstreckenden nebeneinander angeordneten Schälmesser
so, daß sie eine sie im Kohlenstoß führende, parallel zur Zugrichtung verlaufende
Grundfläche besitzen.
-
Ein besonderer Vorteil des neuen Gewinnungsverfahrens für die steile
und halbsteile Lagerung ist es, daß die zu seiner Durchführung dienende Anlage im
Gegensatz zu den oben erläuterten bekannten Schäl-oder Rammverfahren, welche den
Einsatz von wenigstens zwei gleich starken Antrieben erfordern, mit nur einem einzigen
Antrieb auskommt. Die gewonnene Kohle rutscht in der Kehlneigung abwärts, ohne daß
ein Fördermittel erforderlich ist.
Die Einzelheiten der Erfindung
gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles einer Anlage
zur Durchführung des neuen Verfahrens an Hand der Zeichnungen hervor.
-
F i g. 1 zeigt in Richtung quer zum Einfallen gesehen einen mit einer
Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ausgerüsteten überkippten
Streb in halbsteiler Lagerung; F i g. 2 veranschaulicht in vergrößertem Maßstab
in der F i g. 1 entsprechender Darstellung die beiden wesentlichen Phasen des Gewinnungsvorganges.
-
F i g. 3 a und 3 b zeigen zur noch besseren Veranschaulichung des
Verlaufes des Gewinnungsvorganges die aus F i g. 2 ersichtlichen beiden Phasen desselben
in nochmals vergrößerter Darstellung.
-
In F i g. 1 ist mit 1 der Antrieb, mit 2 das umlaufende Zugmittel
und mit 3 der Werkzeugträgerkörper dargestellt, an welchem gemäß dem Ausführungsbeispiel
das ziehende und das nicht gezogene Zugmitteltrum etwa in gleicher Höhe und derart
in miteinander fluchtender Anordnung angeschlagen werden.
-
Die Anschlagstellen der Zugmitteltrume können, wie aus F i g. 4 ersichtlich
ist, in mehr oder weniger großen Abständen vom Stoß, je nach der Härte der Kohle
- bei harter Kohle näher als bei weicher Kohle - von dem Stoß gelegt werden. Es
sind für diesen Zweck am Werkzeugträgerkörper mehrere Anschlußmöglichkeiten für
die Zugmitteltrume vorgesehen.
-
Mit 4 ist in F i g. 1 die untere, gemäß einem wesentlichen Merkmal
der Erfindung seitlich und in der Längsrichtung des Zugmittels beweglich gelagerte
Umlenkscheibe bezeichnet, die über ein im Normalfall schlaffes Seil 5 und dadurch
begrenzt in der Zugrichtung beweglich an einer Verankerung 6 befestigt ist und auf
die Rückseite des Werkzeutgrägerkörpers normalerweise nur mit ihrem Eigengewicht,
d. h. selbstverständlich einer um die Reibung auf ihrer Unterlage verminderten Komponente
des Eigengewichts, gegebenenfalls zusätzlich einer Rückstellkraft wirkt. Die Umlenkscheibe
kann zu diesem Zweck auf der sie tragenden Unterlage gleiten. Das rücklaufende Trum
des Zugmittels ist, wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, durch einen Kanal im
Werkzeugträgerkörper hindurchgeführt.
-
In der F i g. 1 ist der Werkzeugträgerkörper, der das Schälwerkzeug
8 trägt, in der normalen Schälstellung dargestellt, in welcher er verbleibt, bis
er auf eine Inhomogenität des Kohlenstoßes trifft.
-
F i g. 2, 3 a und 3 b lassen den Vorgang erkennen, der sich vollzieht,
sobald (F i g. 2 oben und F i g. 3 a) das Schälwerkzeug 3 a auf eine Inhomogenität
des Kohlenstoßes trifft und diese hintergreift. Der Werkzeugträgerkörper wird dadurch
abgebremst, durch den weiter durch den Antrieb 1 b auf das Zugmittel ausgeübten
Zug das Gewicht der verschieblichen Umlenkscheibe 4 überwunden und der rückwärtige
Teil des Werkzeugträgerkörpers hochgekippt, wobei während dieses Vorganges die Umlenkscheibe
in die in F i g. 2 mit 4 b dargestellte Stellung verbracht wird, in welcher
die Bewegungsmöglichkeit der Umlenkscheibe erschöpft ist und durch das sich nunmehr
zusätzlich spannende, an der Rückseite des Werkzeugträgers angeschlagene Trum des
Zugmittels die Kraft auf den Werkzeugträgerkörper ausgeübt wird, die ihn in die
in F i g. 2 unten mit 3 a bezeichnete Stellung zurückverschwenkt. Hierdurch wird
das rückwärtige Trum des Zugmittels wieder entlastet, und die Umlenkscheibe kehrt,
sei es durch ihr Eigengewicht unter der Wirkung der Schwerkraft oder eine zusätzliche
Rückstellkraft, in ihre vorherige Normallage zurück, in welcher sie dem endlosen
Zugmittel seine normale Sollspannung erteilt. Im Zuge der Ausschwenkbewegung des
Werkzeugträgerkörpers wird das durch einen Kanal in diesem hindurchgeführte rücklaufende
Zugmitteltrum aasgelenkt und dadurch die wirksame Zugmittellänge ebenfalls verkürzt,
ferner ein zu weites Verkippen des Werkzeugträgerkörpers, das z. B. im Falle von
Störungen denkbar wäre, verhindert sowie auch die Rückschwenkbewegung des Werkzeugträgerkörpers
vorteilhaft beeinflußt. Selbstverständlich müssen die Hebelarme, die bei diesem
Verschwenkvorgang des Werkzeugträgerkörpers wirksam werden, insbesondere der Abstand
der Spitze des Schälwerkzeuges von der vorderen Anschlagstelle des Zugmittels am
Werkzeugträgerkörper in Abhängigkeit von dem Gewicht des Werkzeuges, das vergleichsweise
groß, auf wenigstens etwa 1000 kg bemessen wird, gewählt werden. Dieses hohe Gewicht
verhindert auch, daß bei der Abwärtsfahrt ein Hochwandern der Umlenkscheibe erfolgen
könnte.
-
F i g. 3 a und 3 b lassen besonders deutlich erkennen, wie das Gewinnungswerkzeug,
das in der normalen Schälstellung, wie aus F i g. 3 a ersichtlich ist, im Kohlenstoß
auf seiner unteren, zu der Zugrichtung parallel verlaufend angestellten Fläche gleitend
fortbewegt wird (F i g. 3 b) beim Auftreffen des Schälmessers auf eine Inhomogenität
im Zuge der dadurch eingeleiteten Verschwenkung des Werkzeugträgerkörpers den betreffenden
Teil des Kohlenkörpers unter noch tieferem Einxdringen in diesen hintergreift und
dann beim Zurückverschwenken des Werkzeugträgerkörpers heraushebelt.
-
In allen Figuren ist die Durchführung des Verfahrens bei der Talfahrt
dargestellt. Selbstverständlich könnte die Gewinnung aber auch in umgekehrter Richtung,
strebaufwärts, erfolgen, wobei dann der Werkzeugträgerkörper in in den Figuren nicht
dargestellter Weise nach beiden Seiten symmetrisch ausgebildet wird, d. h. sich
von seiner Rückseite nach rückwärts erstreckende Schälwerkzeuge vorgesehen werden.
Es ist jeweils dann die in der Zugrichtung vorwärtige Gruppe von Schälwerkzeugen
wirksam, während die rückwärtige Gruppe sich lediglich am Kohlenstoß führt, jedoch
auch bei dem Zurückschwenkvorgang des mit seinem wirksamen Schälwerkzeug immer im
Kohlenstoß verbleibenden Gerätes keine Gewinnungsfunktion ausübt.
-
Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Schälvorrichtung ist
hiernach ohne weitere Erläuterung verständlich. Ergänzend ist noch zu bemerken,
daß an Stelle eines Werkzeugträgerkörpers auch mehrere in Abständen hintereinander
arbeitende Werkzeugträgerkörper vorgesehen werden können.
-
Die Schnittvorgabe des oder der Schälwerkzeuge ist selbstverständlich,
wie bei der schälenden Gewinnung üblich, entsprechend der Härte der zu lösenden
Kohle verstellbar.
-
Für die Bergfahrt ist natürlich eine das Gewicht des schweren Werkzeugträgerkörpers
berücksichtigende größere Antriebsleistung erforderlich.
-
Durch das neue Verfahren lassen sich auch Strebknickungen od. dgl.
überwinden, indem in Störzonen durch entsprechend angeordnete Ablenkrollen das Zugmittel
aus seiner normalen Laufrichtung abgelenkt wird, ohne daß hierdurch an der grundsätzlichen
Arbeitsweise
des Gewinnungswerkzeuges etwas geändert wird.