DE1205928B

DE1205928B - Vorrichtung zum Hochbrechen von Schaechten

Info

Publication number: DE1205928B
Application number: DEE23151A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Steiner
Original assignee: FRIEDRICH STEINER DR ING
Current assignee: FRIEDRICH STEINER DR ING
Priority date: 1962-07-05
Filing date: 1962-07-05
Publication date: 1965-12-02

Description

Vorrichtung zum Hochbrechen von Schächten Das Hochbrechen von Schächten hat gegenüber dem Abteufen der Schächte den Vorzug, daß die mühevolle Ladearbeit und die Hochförderung des beim Ausbruch des Schachtes anfallenden Haufwerkes fortfällt und daß keine Behinderung im Bereich der Schachtscheibe durch zusitzendes Wasser oder durch Bohrwasser eintritt. Die bekannten Vorrichtungen zur Durchführung des Hochbrechens von Schächten sind indessen nicht frei von Nachteilen.
Diese Vorrichtungen bestehen allgemein gesehen aus einer in dem erforderlichen Abstand unterhalb des anstehenden Schachtquerschnittes errichteten Arbeitsbühne, die die erforderlichen Standflächen für die Bergleute, für die Bohrgeräte zum Abbohren der Schachtscheibe und zum Wegladen des hereingeschossenen Haufwerks durch eine Falleitung schafft. Solche Arbeitsbühnen sind nicht nur verhältnismäßig zeitraubend herzustellen, sondern müssen auch ständig abgebrochen und wieder aufgebaut werden, damit die durch sie geschaffene Standfläche dem Fortschritt des Hochbrechens des Schachtquerschnittes folgen kann. Vom sicherheitlichen Standpunkt aus besitzen die bekannten Vorrichtungen dieser Art auch keine Möglichkeit, die Bergleute gegen nachfallendes Gestein aus dem anstehenden Schachtquerschnitt zu schützen. Diese Gefahren für die Bergleute vermehren sich noch beträchtlich durch die Tatsache, daß von solchen Arbeitsbühnen der endgültige Schachtausbau meistens nicht eingebracht werden kann, sondern nur der vorläufige Ausbau. Das hat außerdem die unerwünschte Folge, daß der Schacht erst nach dem Hochbrechen endgültig ausgebaut werden kann, wobei der vorläufige Ausbruch unter erheblichen Gefahren ausgelöst werden muß.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Hochbrechen von Schächten zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet, und insbesondere eine derartige Vorrichtung anzugeben, die unter Vermeidung von Unfallgefahren eine erhebliche Leistungssteigerung des Vortriebes des Schachtquerschnittes ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bühne aus einem an die Falleitung angeschlossenen Trichterkörper besteht, der drehbar im Schacht und auf dem Schachtausbau hebbar ausgebildet ist und daß an der Unterseite des Körpers an sich radial gegen die gegenüberliegenden Stellen Gehäuse für aus- und einfahrbare Bohrstände mit Deckklappen, die im eingefahrenen Zustand Bestandteile des Trichterkörpers bilden, vorgesehen sind.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung folgt die Bühne dem Fortschritt des Vortriebes des Schachtes infolge ihrer Hebbarkeit und wird von den Bergleuten nicht betreten, so daß im Bereich der Bühne der Schacht unausgebaut bleibt. Die Bergleute befinden sich vielmehr in den geschützten Bohrständen, in denen sie durch nachfallendes Gestein nicht gefährdet werden können. Der Schachtausbau läßt sich dadurch als endgültiger Ausbau unterhalb des Trichterkörpers einbringen, so daß ein vorläufiger Ausbau fortfällt.
Der durch diese Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbare technische Fortschritt besteht neben der Beseitigung der Gefährdung der Bergleute durch nachfallendes Gestein darin, daß die Vorrichtung nur einmal in den Schacht eingebaut zu werden braucht und dann entsprechend dem Fortschritt des Schachtausbruchs im Schacht klettert, so daß mit dieser Vorrichtung ohne Unterbrechung gebohrt, geschossen und weggeladen werden kann. Das ergibt die von der Erfindung angestrebte Leistungssteigerung.
Im einzelnen erfolgt das Abbohren mit dieser Vorrichtung so, daß durch absatzweises Drehen des Trichterkörpers um einen entsprechenden Bogen von den Bohrständen aus die Bohrlöcher in kreisförmiger, radial gegeneinander versetzte Anordnung der aufeinanderfolgend hergestellten Kreise von solchen, von den die Drehbewegung des Trichterkörpers mitmachenden Bohrständen aus unter entsprechendem Ausfahren der Bohrvorrichtungen hergestellt werden, während nach dem Abbohren und Besetzen der Bohrlöcher die Bohrstände eingefahren werden.
Es erweist sich als besonders zweckmäßig, den trichterförmgien Körper im Schacht mit einem bestimmten Abstand zwischen dem Trichterkörper und der Schachtwandung zu bewegen. Damit nun in den ausgebauten Teil des Schachtes beim Hereinschießen des Haufwerkes keine Haufwerksteile fallen können, wird die Vorrichtung nach der Erfindung durch verschwenkbare Randklappen vervollständigt, die am Trichterkörper zur Abdeckung des genannten Zwischenraumes vorgesehen sind. Nachdem diese Randklappen in ihre abdichtende Stellung verbracht worden sind, kann der Abschlag hereingeschossen werden. Der Trichter ist dann vollkommen geschlossen, weil die eingefahrenen Bohrstände den Trichterkörper vervollständigen.
Zweckmäßig sieht man mehrere Druckzylinder zum Anheben des Trichterkörpers vor. Dieses Anheben erfolgt, nachdem der hereingeschossene Abschlag weggeladen worden ist. Beim Anheben wird dann der Platz unterhalb des Trichterkörpers frei, der das Einbauen eines oder mehrerer Schachtringe ermöglicht, wobei nunmehr lediglich die Zylinder auf diese neueingebauten Ringe abgestützt zu werden brauchen, damit sich der beschriebene Vorgang wiederholen kann.
Der Rutschwinkel des Haufwerkes ist bei den hier in Frage kommenden Werkstoffen für die Ausbildung des Trichterkörpers verhältnismäßig groß. Da andererseits infolge der Tatsache, daß sich beim Wegladen keine Bergleute auf dem Trichterkörper befinden, die Berge von selbst in die Trichteröffnung fallen müssen, würden sich verhältnismäßig große axiale Ausdehnungen des Trichterkörpers ergeben, um die nötige Steilheit des Trichters herstellen zu können. Daher hat die Erfindung als zweckmäßig erkannt, den Trichterkörper mit einer geringer als den Rutschwinkel des Haufwerkes bemessenen Trichterneigung zu versehen und das Abrutschen der Berge in den Trichter durch Vibratoren zu erreichen. Der Vorteil besteht darin, daß die axiale Ausdehnung der Gesamtvorrichtung 'verhältnismäßig gering ist und sich im allgemeinen auf der Länge von drei Ausbauringen unterbringen läßt.
Die Abförderung der Berge durch die Falleitung wird aber zweckmäßig nicht nur durch die Vibratoren gesteuert, sondern außerdem durch einen Abdeckschieber in der Falleitung, der infolge der beträchtlichen zu handhabenden Massen zweckmäßig hydraulisch betätigt wird.
Das Einbringen des Ausbaus erfolgt unterhalb des Trichterkörpers. Dazu wird zweckmäßig eine besondere Ausbaubühne vorgesehen, die ebenfalls als Ganzes dem Fortschritt des Hochbrechens folgen kann.
Bei Vereinigung der vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung ist es möglich, die gesamte Vorrichtung unmittelbar beim Ansetzen des Aufbruchs einzubauen und sie dann in ihrer Gesamtheit über die gesamte, hochzubrechende Länge des Schachtes mitzunehmen, ohne daß noch weitere Hilfsvorrichtungen erforderlich wären.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Abbildungen dargestellt, von denen A b b.1 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung in der Phase der Herstellung der Bohrlöcher, A b b. 2 einen Horizontalschnitt gemäß Linie A-B der A b b. 1, nach unten gesehen, und A b b. 3 einen Horizontalschnitt gemäß Linie C-D der A b b.1, nach oben gesehen, darstellt; A b b. 4 zeigt in der A b b.1 entsprechender Darstellung die Phase nach dem Hereinschießen des Abschlages. Wie die Abbildungen erkennen lassen, besteht die Vorrichtung aus einem drehbaren, flach trichterförmigen Körper 1, dessen geneigte Wandungen sich nach einer zentralen Falleitung 2 für die Berge erstrecken, wobei die Trichtermündung durch einen Abdeckschieber 3 gegen die Falleitung bzw. einen zwischengeschalteten Einlauftrichter abschließbar ist.
Um eine so steile Neigung der Trichterwandungen, wie sie an sich im Hinblick auf den Rutschwinkel der Berge (von etwa 45°) erforderlich wäre, und damit zu große Abmessungen des die Abdeckung bildenden Körpers in der vertikalen Richtung, die sich sonst insbesondere bei Schächten von großen Durchmessern ergeben würden, zu vermeiden, wird der Winkel der Trichterwandungen gemäß der dargestellten Ausführungsform, die sich auf einen Schachtdurchmesser von größenordnungsmäßig 5 m bezieht, kleiner als der Abrutschwinkel der Berge, mit etwa 30°, gewählt und das Herabrutschen der Berge über die geneigten Trichterwandungen dadurch bewirkt, daß diese durch für einen Zweck vorgesehene Vorrichtungen, z. B. Druckluftvibratoren, in Schwingungen versetzt werden.
Der die Abdeckung bildende Trichterkörper ruht auf über seinen Umfang verteilten Stützen 4, welche mit Rollen 5 versehen sind, auf einer ringförmigen Fahrbahn 6 aus U-Eisen-Profilen. Diese Fahrbahn stützt sich über vertikal angeordnete Druckluftzylinder 7, die in zweckentsprechender Anzahl von z. B. zwölf über den Umfang verteilt sind, auf dem letzten gesetzten Ausbauring 8 ab. Mittels dieser Druckluftzylinder kann die Gesamtanordnung um den zweckentsprechend bemessenen, dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Schachtringe bzw. einem Anschlag angepaßten Ausfahrweg von z. B. 1,2 m dieser Zylinder angehoben werden.
Das absatzweise Drehen des Trichterkörpers erfolgt durch Antrieb einer der Laufrollen durch einen nicht dargestellten Druckluftmotor.
Der Trichterkörper ist, wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, verstrebt.
Der Anschluß des Umfangbereiches des Trichterkörpers an die Schachtstöße, der erforderlich ist, um beim Hereinschießen des Abschlages ein Durchfallen von Bergen in dieser Umfangszone zu verhindern, erfolgt durch Klappen 9, die während seines Hochfahrens aufgerichtet sind und im Stillstand nach dem Schachtumfang hin umgeklappt werden.
Der Trichterkörper trägt die ein- und ausfahrbaren Bohrstände 12',12", die in zwei Gehäusen 10',10" auf Druckzylindern 11',11" gelagert untergebracht sind. In A b b.1 ist der eine 12' der Bohrstände in ausgefahrenem und der andere 12' in eingefahrenem Zustand dargestellt.
Die Bohrstände nehmen während der Wegfüllperiode die Bohrvorrichtungen, d. h. die mittlere Großloch-Drehschlagbohrmaschine 14 und die die Kränze von Bohrlöchern herstellenden Drehschlagbohrer 15' und 15" auf, die in sich völlig hereingeklappt werden können (A b b. 4). Die Bohrmaschinen 15' und 15" sind, um die Kränze von Bohrlöchern herzustellen, auf zweckentsprechende radiale Abstände von der Schachtachse ausfahrbar.
Die Bohrstände 12',12" sind völlig geschlossen und besitzen Abdeckklappen, die dem - Boden des Trichterkörpers entsprechend geneigt sind und in eingefahrenem Zustand der Stände mit diesem Boden 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Druckzylinder (7) zum Anheben des Trichterkörpers im Schacht.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine geringer als der Rutschwinkel des Haufwerkes bemessene Trichterneigung und durch Vibratoren zum Transport des Haufwerkes in die Falleitung. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Abdeckschieber (3) für die Bergefalleitung, der hydraulisch betätigbar ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Bohrstände abdeckende Arbeitsbühnen (13) und eine unterhalb der Bohrstände angebrachte Arbeitsbühne (19, 21). abschließen, der dann also durchgehend glatt und geschlossen ist.
In den Bohrständen stehen die die Bohrmaschinen bedienenden Arbeiter auf Standrosten, die Arbeitsbühnen 13 bilden.
Unter diesen Standrosten sind Trockenabsauggeräte 16 und Bohrkleinsammler 17 angeordnet. Die Führungsstützen der Bohrstände bilden gleichzeitig die Führungen für die Bohrmaschinen, deren Vorschub durch hydraulische Zylinder erfolgt. Mit 18 sind die Druckzylinder zum Öffnen und Schließen des Schiebers 3 bezeichnet, der den Zutritt für die Berge in das Fallrohr 2 freigibt.
Aus A b b. 4 ist der Zustand ersichtlich, der sich ergibt, sobald der Abschlag hereingeschossen worden ist. Sämtliche Bohrmaschinen sind in die Bohrstände eingefahren und die Bohrstände nach unten so weit verfahren, daß ihre Schutzdächer die Wandungen des Trichterkörpers ergänzen.
In einem zweckentsprechenden Abstand von der Fahrbahn für die Abdeckung ist unterhalb derselben eine Arbeitsbühne 19 verlegt, auf der die Bergleute arbeiten, welche den endgültigen Ausbau einbringen. Diese rostartige Arbeitsbühne bzw. der sie tragende Schachtring kann erforderlichenfalls von in den Stoß eingebühnten Tragkonsolen 20 unterstützt bzw. gehalten werden. Unterhalb dieser Arbeitsbühne kann noch eine zweite Arbeitsbühne 21 unmittelbar unterhalb der Bohrstandgehäuse angeordnet sein, um insbesondere bei größeren Schachtdurchmessern das Einbringen des Ausbaues noch zu erleichtern.
Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung ist' wie folgt: In A b b. 1 ist der Zustand gezeigt, der sich ergibt, nachdem der hereingeschossene Abschlag abgefördert worden ist und nunmehr die auf dem oberen Standrost stehenden Arbeiter die Bohrstände ausfahren. Der Bohrstand 12' ist im aufgefahrenen Zustand dargestellt. Der in diesem Bohrstand befindliche Arbeiter kann aus geschützter Stellung nunmehr zunächst die mittlere Großloch-Drehschlagbohrmaschine 14 einrichten. Ein zweiter Arbeiter stellt, auf dem Arbeitsbühnenrost stehend, alle Anschlüsse für die Bohrmaschine und die Trockenabsauggeräte her, um anschließend seinerseits den zweiten Bohrstand 12", auf dessen Standrost stehend, auszufahren. Darauf werden die Bohrmaschinen 15', 15" eingerichtet.
Das Abbohren des Abschlages erfolgt unter schrittweiser Fortschaltung der drehbaren Arbeitsbühne jeweils nach Fertigstellung der beiden sich gegenüberliegenden Bohrlöcher nach einem vorbestimmten Schema, ohne daß die Arbeit der mittleren Großlochbohrmaschine unterbrochen wird.
Während des Abbohrens des Abschlages wird das Ausbaumaterial zu dem oberen Arbeitsbühnenrost transportiert. Anschließend werden die Bohrmaschinen in die Bohrstände eingeschwenkt und diese etwa 1 m eingefahren, worauf die drehbare Abdeckung mittels der vier hydraulischen Zylinder mit ihrem Gerüst und ihrer Fahrbahn um den gleichen Weg angehoben wird, um nunmehr 1 m Ausbau einzubringen.
Gleichzeitig werden die Bohrlöcher besetzt, die den Zwischenraum zwischen der drehbaren Abdeckung und dem Schachtstoß sichernden Abdeckklappen nach außen umgelegt, die beiden Bohrstände völlig eingefahren, die gefüllten Bohrkleinsammler ausgewechselt und an den Einlauf des Fallrohres für die Berge ein weiterer Verlängerunsschuß angeschlossen, der diesen Einlauf mit der trichterförmigen Abdekkung verbindet. In dieser Zeit haben außerdem die beiden mit dem Ausbau beschäftigten Arbeiter sowohl den Ring fertig eingebaut wie auch die etwa erforderlichen Verzugsmatten angebracht.
Anschließend wird das Ort verlassen und der Abschlag hereingeschossen.
Für das Wegfördern des Haufwerks ist nichts anderes notwendig als das in zweckentsprechend geregelter Weise erfolgende öffnen der Verschlußschieber 3 mittels der hydraulischen Zylinder 18 durch die beiden in der anderen Phase mit der Bohrarbeit beschäftigten Arbeiter. Die in dieser Phase mit dem Ausbau nicht beschäftigten anderen beiden Arbeiter ziehen die Berge auf der Sohle ab und laden sie weg.
Sobald die Berge, deren Abrutschen auf den Trichterwandungen durch die nicht dargestellten Vibrationsvorrichtungen befördert wird, weggeladen sind, werden die Bohrstände ausgefahren und von ihnen aus die etwa hängengebliebenen Schalen aus der Firste abgetrieben sowie etwa in dem Trichtre liegengebliebenes Bergematerial in das Fallrohr verbracht.
Nunmehr erfolgt das erneute Anheben der drehbaren Abdeckung mit Gerüst und Fahrbahn um 1 m und die Herstellung des Ausbaus in dem gebildeten freien Zwischenraum, worauf schließlich der untere Arbeitsbühnenrost höhergelegt wird.
Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert, wie ersichtlich, den Einsatz von nur vier Arbeitern in denkbar zeit- und arbeitsaufwandsparender Weise. Es bedeutet damit einen erheblichen Fortschritt gegenüber den bekannten Verfahren zum Hochbrechen von Schächten.
Obwohl in den Abbildungen eine zentrale Bergefalleitung dargestellt ist, läßt sich unter entsprechender asymmetrischer Ausbildung des Trichters die Fülleitung auch außen mittig im Schacht anordnen, wenn die gewählte Anordnung der Schachtscheibe dies erforderlich machen sollte. Es ist dann selbstverständlich notwendig, den Trichter nach dem Hereinschießen des Abschlages so zu drehen, daß sein Einlauf mit der oberen Öffnung der Falleitung fluchtet. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Hochbrechen von Schächten mit einer im Schacht untergebrachten Arbeitsbühne zum Abbohren des Schachtquerschnittes und Wegladen von hereingeschossenem Haufwerk durch eine Falleitung, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Bühne aus einem an die Falleitung (2) angeschlossenen Trichterkörper (1) besteht, der drehbar im Schacht und auf dem Schachtausbau (8) hebbar ausgebildet ist, und daß an der Unterseite des Körpers an sich radial gegenüberliegenden Stellen Gehäuse für aus- und einfahrbare Bohrstände (12) mit Deckklappen, die im eingefahrenen Zustand Bestandteile des Trichterkörpers bilden, vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch verschwenkbare Randklappen (9) am Trichterkörper (1) zur Abdeckung des Zwischenraumes zwischen dem Trichterkörper und der Schachtwandung.