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Kohlenhobelanlage Die Erfindung betrifft eine Kohlenhobelanlage zum
Gewinnen von Kohle in untertägigen Betrieben.
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Es ist bekannt, einen Kohlenhobel an einem Förderer zu führen und
mit einem schwertartigen Fortsatz zu versehen, der den Förderer auf seiner gesamten
Breite untergreift. Angetrieben wird der Kohlenhobel durch Ketten, die über motorisch
getriebene Kettenräder laufen. Die Kettenantriebe sind in der Nähe der Antriebs-
und/oder Umkehrstation des Förderers angeordnet. Die Ketten können an der Kohlenstoßseite
des Förderers laufen, wobei die Kettenenden am Hobelkörper angeschlagen sind, oder
die Ketten laufen an der Bergestoßseite des Förderers, wobei die Ketten an den Schwertenden
des Hobels angeordnet sind. Bei harter Kohle empfiehlt es sich, einen Doppelantrieb
vorzusehen, wobei eine umlaufende Kette auf der Kohlenstoßseite am Hobelkörper und
eine andere umlaufende Kette am Schwertende des Hobels auf der Bergestoßseite des
Förderers angeschlagen ist. Kettenbrüche werden dabei weitgehendst ausgeschaltet.
Der Kohlenhobel ist an der Kohlenstoßseite des Förderers durch eine Profilschiene
geführt. Ein Klettern des Hobels oder ein zu starkes Eindringen der Hobelmeißel
in weichere Gesteinsschichten des Liegenden wird durch das Hobelschwert vermieden.
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Bei einer älteren veröffentlichten Hobelanlage greift das Schwert
eines Hobels in einen Trennungsspalt eines in Ober- und Untertrum unterteilten Förderers
ein. Obwohl hier eine metallische Gleitführung des Schwertes vorliegt, ist eine
metallische Gleitführung des Hobels entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht
gewährleistet, da der schwere Hobelkörper sich auf dem Liegenden abstützt und auf
diesem verschoben wird. Die Nachteile dieser bekannten Hobelanlage sind einmal in
der Verwendung eines zweiteiligen Spezialförderers und zum anderen in dem nur kohlenstoßseitigen
Antrieb des Kohlenhobels zu sehen. Ein beliebiger Antrieb des Kohlenhobels auf der
Berge- und Kohlenstoßseite des Förderers, wie bei der vorliegenden Erfindung, ist
konstruktiv nicht durchführbar.
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Die neuesten Ausführungen von Kohlenhobeln zeigen, daß man auf den
alten Stand der Technik zurückgreift und auf das Hobelschwert mit seinen guten Stabilisierungseigenschaften
verzichtet, nur um die Reibung des Hobels mit Schwert auf dem Liegenden zu vermeiden.
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Der Hobel wird an Schienen, die an den kohlenstoßseitigen Förderer-Seitenprofilen
angeordnet sind, geführt und auf diesen durch den Streb gezogen. Nachteilig bei
dieser Ausführung ist die Neigung des Hobels zum Klettern und das Eindringen des
Hobels in das Liegende. Auch ist die Führung des schweren Hobels an einer Blechkonstruktion
sehr labil, so daß man schon auf teuere Gußführungen zurückgreifen muß.
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Die Hobelanlagen, bei denen der Hobel mit einem Schwert versehen ist,
haben sich in untertägigen Gewinnungsbetrieben gut bewährt, wofür die Tatsache spricht,
daß heute, ein großer Teil der geförderten Kohle durch diese Hobelanlagen gewonnen
wird.
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Nachteilig bei den Kohlenhobelanlagen ist jedoch der große Gleitreibungswiderstand
des Hobels. Die Reibungsarbeit muß von den Antrieben bewältigt werden, um überhaupt
eine Gewinnungs- und Ladearbeit zu ermöglichen. Neueste Messungen haben ergeben
- hierbei wurde der Hobel ohne Meißelangriff am Kohlenstoß durch den Streb
gezogen und die aufgezeichnete Stromaufnahme mit der Aufzeichnung des leerlaufenden
Motors verglichen -, daß ein erheblicher Teil der Antriebsenergie durch Reibungsarbeit
der Gewinnungs- und Ladearbeit entzogen wird. Ein Vergleich mit der aufgenommenen
Stromaufnahme des Motors während des Hobelns bestätigte das vorstehend Gesagte.
Bei ähnlichen Versuchen, wo die Zugspannungen der Ketten mit einem Dynamometer in
der vorgenannten Reihenfolge gemessen wurden, ergab sich ebenfalls das gleiche Ergebnis.
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Sieht man bei den nachstehenden Ausführungen von der Haftreibung ab,
die nur beim Anfahren des Kohlenhobels auftritt - was bei jeder Richtungsänderung
des Hobels der Fall ist -, berücksichtigt man auch nicht die Reibung der
Meißel am Kohlenstoß sowie die Reibung der aus dem Kohlenstoß gebrochenen
Kohle
auf den pflugartigen Laderampen des Hobels, so verbleibt die Gleitreibung des Hobels,
die nachstehend näher betrachtet wird.
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Beim Ziehen des am Förderer geführten Hobels durch den Streb treten
zwei verschiedene Gleitreibungen auf.
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1. Die Reibung des Hobels mit Schwert auf dem Liegenden und
2. die Reibung des Förderers auf dem Schwert. Der Reibungskoeffizient von Stahl
auf Sandstein wird in der Literatur mitu,=0,9 und der von Stahl auf Schiefer wurde
mit u2#0,4 (#=21' 501) ermittelt. Der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl
wird in der Literatur mit u.,=0,1 angegeben. Schiefer und Sandstein sind als Liegendes
am häufigsten Untertage anzutreffen. Weitere Angaben würden zu weit führen, zumal
die u-Werte anderer Gesteinsschichten zwischen den angegebenen Werten liegen. Durch
das auf dem Liegenden befindliche Kohlenklein und dem Kohlenstaub werden die Reibungswerte
geringfügig vermindert.
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Die Fördererrinnen, die von dem Hobelschwert angehoben werden, drücken
mit dem Fördergut auf das Hobelschwert mit der Normalkraft NF. Der Hobel übt mit
dem Schwert auf das Liegende einen Druck NH aus. N=NF+Nu ist demnach die
Liegendbelastung. Die Gleitreibung des Hobels ist somit bei Sandstein Rgl=(Np+N,1)-,ßl+NF-,us.
Beim Einsetzen vorstehender Reibungskoeffizienten in die Formel kommt man zu dem
Ergebnis, daß der Gleitreibungswiderstand fast 50 bis 100% - je nach Gesteinsart
des Liegenden - vom Normaldruck des Hobels beträgt. Die vorteilhafte Schmierung
durch Kohlenstaub und Kohlenklein wurde nicht berücksichtigt, da durch Sprünge und
kleinere Störungen im Liegenden oder sonstige Widerstände diese Schmierung mehr
als aufgehoben wird. Die Reibungswiderstände multipliziert mit dem zurückgelegten
Weg des Hobels ergibt die Gleitreibungsarbeit, die von den Antriebsmotoren neben
der Gewinnungsarbeit und Ladearbeit sowie den weiteren Reibungsarbeiten mit verrichtet
werden muß. Die Reibungsarbeit wird in Wärme umgesetzt und steht als Nutzarbeit
nicht zur Verfügung.
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Die große Reibungsarbeit an schälenden Gewinnungsmaschinen wurde frühzeitig
erkannt, jedoch nur durch stärkere Antriebsmotoren in Rechnung gestellt. Der Stärke
der Antriebsmotoren ist jedoch durch die Bruchlast der Ketten eine Grenze gesetzt.
Man hat bereits schon vorgeschlagen, das Hobelschwert vom Hobel zu entfernen oder
das Hobelschwert über den Förderer greifen zu lassen und durch Rollen zu führen.
Nachteilig dabei ist, daß der Hobel zum Klettern in Richtung des Hangenden neigte.
Rollenführungen des Hobels, die aus älteren Veröffentlichungen bekannt sind, gelangten
wegen der zu erwartenden starken Rollenverschmutzung und des damit verbundenen Heißlaufens
der Rollen nicht zur Ausführung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die große Gleitreibung des Schwertes
auf dem Liegenden auf ein Minimum zu beschränken.
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Zur Erreichung dieses Zieles sowie zur Aufhebung der angeführten Nachteile
schlägt die Erfindung vor, daß der Kohlenhobel mit seinem Schwert und der Förderer
auf einer auf dem Liegenden ruhenden metallischen Gleitschiene liegen, die auf der
Bergestoßseite mit dem Seitenprofil des Förderers oder mit dem Aufsatzblech in Verbindung
steht.
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Die Gleitschiene ist vorteilhafterweise mit Streben versehen, die
gelenkig oder beweglich an dem bergestoßseitigen Förderer-Seitenprofil oder Aufsatzblech
angreifen. Die Gleitschiene ist als Flach- oder Profilschiene ausgebildet und weist
die Länge oder ein Mehrfaches der Länge eines Rinnenschusses auf. Sämtliche Gleitschienenschüsse
sind untereinander gelenkig verbunden. Die auf der gesamten Länge des Förderers
verlegten Gleitschienen sind an der Hobel- und Fördererabspannung angeschlagen.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kohlenhobelanlage sind in der geringen
Gleitreibung und guten Führung des Hobels an dem Förderer und der Gleitschienen
zu sehen.
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Die Verstärkung der Hobelantriebe und damit die Vergrößerung des Energieverbrauches
auf Schachtanlagen ist weniger störend. Die Bruchfestigkeit der Ketten kann jedoch
nicht beliebig erhöht werden. Eine Vergrößerung der Glieddurchmesser der Ketten
bringt eine Vergrößerung der Kettentriebräder mit sich. Beliebig große Kettenräder
können nicht verwendet werden, da die Strebhöhe und der Kettenanschlag am Hobel
dieser Vergrößerung eine natürliche Grenze setzt.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt Fig.-1 einen Schnitt quer zur Arbeitsrichtung der Kohlenhobelanlage
bei kohlenstoßseitigen Antrieb des Hobels, F i g. 2 eine Ansicht gemäß F
i g. 1 bei bergestoßseitigen Antrieb des Kohlenhobels und F i g. 3
eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes der Kohlenhobelanlage.
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Die Kohlenhobelanlage besteht aus einem Zweiketten-Kratzerförderer
10 und dem daran geführten Kohlenhobel 11. Angetrieben wird der Kohlenhobel
11 durch Ketten 12, die über motorisch getriebene, nicht dargestellte Kettenräder,
die an der Antriebs-und/oder Umkehrstation des Förderers angeordnet sind, laufen.
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Um die Gleitreibung des Kohlenhobels 11 herabzusetzen, sind
in Längsrichtung des Förderers 10
Gleitschienen13 verlegt, die den Hobelll
in einer geringen Distanz vom Liegenden 14 halten. Die Gleitschienen 13 sind
über Streben 15 mit dem bergestoßseitigen Förderer-Seitenprofil
16 oder dem Aufsatzblech 17 verbunden. Die Verbindung kann gelenkig
oder beweglich sein. Die Gleitschienen 13,
die die Länge oder ein Mehrfaches
der Länge eines Förderer-Rinnenschusses aufweisen, sind untereinander gelenkig und
stoßfrei verbunden. Das Hobelschwert 18 des Kohlenhobels 11 greift
in den Spalt 19 zwischen Förderer 10 und Gleitschiene 13
bzw.
öffnet sich beim Entlangziehen am Förderer 10
einen Spalt 19. Die Gleitschiene
13, die mit Streben 15 mit dem Förderer 10 in Verbindung steht,
wird gemeinsam mit dem Förderer 10 von am bergestoßseitigen Förderer-Seitenprofil
16 angreifenden Rückzylindem in Richtung des Kohlenstoßes vorgerückt.