DE1262190B - Vorrichtung zur Steuerung des Gewinnungswerkzeuges von Maschinen fuer die bohrende Gewinnung von Kohlen - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung des Gewinnungswerkzeuges von Maschinen fuer die bohrende Gewinnung von Kohlen

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DE1262190B
DE1262190B DEP39885A DEP0039885A DE1262190B DE 1262190 B DE1262190 B DE 1262190B DE P39885 A DEP39885 A DE P39885A DE P0039885 A DEP0039885 A DE P0039885A DE 1262190 B DE1262190 B DE 1262190B
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Description

  • Vorrichtung zur Steuerung des Gewinnungswerkzeuges von Maschinen für die bohrende Gewinnung von Kohlen Vorrichtungen zur Steuerung des am Bohrkopf mit Schneid- und Brechmeißeln sowie Bohrschaft mit Förderschnecke ausgerüsteten Gewinnungswerkzeuges von Maschinen für die bohrende Gewinnung von Kohlen in zwischen Hangendem und Liegendem verlaufenden Flözen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Um ein Festlaufen des Bohrers durch Eindringen in das Hangende oder Liegende bereits nach kurzem Vortrieb zu vermeiden, sind bei einer derartigen bekannten Vorrichtung dem Bohrkopf über Druckluftzylinder steuerbare Gleitkufen zugeordnet worden. Es wird somit ermöglicht, den Bohrkopf anzuheben, wenn er in das Liegende, und den Bohrkopf zu senken, wenn er das Hangende anbohrt. Die hierzu erforderlichen Steuermittel sind insofern nachteilig, da das Gewinnungswerkzeug zumeist aus mehreren Schüssen zusammengesetzt wird und daher auch als zusätzliche Kupplung der Steuermittel erforderlich ist. Nachteilig ist ferner, daß man zwar auf Grund des verringerten Vorschubes das Eindringen in das Liegende oder das Hangende feststellen kann, jedoch mit Sicherheit nicht beurteilen kann, ob das Liegende oder das Hangende die Ursache hierzu ist. Um bei doppelspindeligen Bohrmaschinen mit einem zwei Bohrwerkzeuge aufweisenden Bohrkopf eine Schrägstellung desselben zu vermeiden und diesen in horizontaler Lage unter allen Umständen zu führen, ist bereits vorgeschlagen worden, jedem Bohrwerkzeug zwei Zylinder und zwei je einem zur Führung am Hangenden und einem an der Sohle zuzuordnen, von denen die diametral gegenüber liegenden Zy- linder mit einer gemeinsamen Druckmittelleitung in Verbindung stehen, die durch eine von einem drehbar aufgehängten Pendelgewicht betätigte Steuerscheibe bei Schräglage des Bohrkopfes mit der Entlüftung verbunden sind. Die vorstehend ausgeführten Nachteile lassen sich jedoch auch durch diese Vorrichtung nicht ausräumen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung des Gewinnungswerkzeuges von Maschinen für die bohrende Gewinnung von Kohlen anzugeben, bei der, bis auf die Anordnung von Meßvorrichtungen, die dazu dienen, den Abstand des Bohrkopfes, oder genauer des Bohrkopfumfanges, vom Hangenden oder vom Liegenden zu messen, mit an sich bekannten und im übertägigen Bergbau bewährten Gewinnungswerkzeugen und üblichen Maschinen ohne zusätzliche Steuereinrichtung gearbeitet werden kann.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des am Bohrkopf mit Schneid- und Brechmeißeln sowie Bohrschaft mit Förderschnecke ausgerüsteten Gewinnungswerkzeugen von Maschinen für die bohrende Gewinnung von Kohlen in zwischen Hangendem und Liegendem verlaufenden Flözen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine am Umfang des Bohrkopfes angebrachte Meßeinrichtung für die Bestimmung des Abstandes des Bohrkopfumfanges vom Hangenden und Liegenden und durch eine Einrichtung zur Veränderung des Andruckes des Gewinnungswerkzeuges. Zweck-mäßig besteht die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes im Kohleflöz aus einem an sich bekannten Emissions- und Zählgerät in der Bohrkopfwandung mit radioaktivem Strahler, Positionsschalter und Hochfrequenzübertragungsgerät sowie Anzeigegerät am Bedienungsstand. Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung ist im Bohrschaft des Gewinnungswerkzeuges ein Kühlrohr angeordnet und sind in diesem Hochfrequenzübertragungsgerät und Positionsschalter angeordnet. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, der sich auf einfache Weise verwirklichen läßt, ist die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes im Kohleflöz als Staudruckmeßeinrichtung an einem oder an mehreren der Schneidmeißel oder Brechmeißel ausgeführt, wobei die Staudruckmeßeinrichtung ans einer mit dem Meißelschaft verbundenen Düsenkammer mit von der Stellung des Meißelschaftes im Meißelhalter beeinflußbarer Meßdüse besteht und diese einem pneumatischen oder hydraulischen Anzeigensystem mit einem oder mehreren Positionsventilen zugeordnet ist.
  • Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß bei Maschinen für die bohrende Gewinnung von Kohlen eine Achse bereits durch die Schwerkraft definiert ist und daß überraschenderweise infolgedessen durch bloße Variation der Andrückkraft, mit der der Bohrkopf gegen die zu gewinnende Kohle angedrückt wird, ein Heben bzw. Senken des Bohrungsverlaufes und damit eine Steuerung möglich ist. Erstmals erreicht jedoch die Erfindung durch Ausnutzung dieses Effektes in Verbindung mit der Messung des Ab- standes des Bohrkopfumfanges vom Hangenden und/oder Liegenden eine einfache Richtungssteuerung des Gewinnungswerkzeuges ohne komplizierte Steuerelemente. Im betriebsmäßigen Einsatz läßt sich so unschwer verhindern, daß das Gewinnungswerkzeug in das Hangende bzw. in das Liegende einläuft. Ein Verlaufen des Gewinnungswerkzeuges nach links oder rechts tritt im wesentlichen bei der bohrenden Gewinnung von Kohlen in zwischen Hangendem und Lie 'gendein verlaufenden Flözen überraschenderweise nicht auf, so daß insoweit eine Richtungssteuerung des Gewinnungswerkzeuges nicht erforderlich ist. Beobachtet man beim Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verringerung des Abstandes des Bohrkopfumfanges zum Hangenden, so wird erfindungsgemäß der Andruck erniedrigt. Beobachtet man hingegen eine Verringerung des Abstandes des Bohrkopfumfanges vom Liegenden, so wird lediglich der Andruck erhöht. Erhöhung und Reduzierung des Andruckes erfolgen vorzugsweise durch Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit der Gewinnungsmaschine, die nach bevorzugter Ausführungsform unabhängi g von der Rotationsgeschwindigkeit des Gewinnungswerkzeuges steuerbar ist.
  • Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß erfindungsgemäß durch bloße Änderung des Andruckes nach Maßgabe von Meßergebnissen über den Abstand des Bohrkopfumfanges vom Hangenden und/oder Liegenden eine vollständige und ausreichende Steuerang des Gewinnungswerkzeuges erreicht werden kann. Es läßt sich so sicherstellen, daß das Gewinnungswerkzeug weder in das H.angende noch in das Liegende einläuft, so daß folglich die für den wirtschaftlichen Einsatz derartiger Maschinen erforderlichen Gewinnungslängen oder Bohrlochtiefen erreicht werden können. Von besonderem Vorteil ist auch die Tatsache, daß die vorrichtungsgemäße Gestaltung einfach ist, was im folgenden an Hand der Figuren ausführlicher erläutert wird. Es zeigt Fig. 1 das Gewinnungswerkzeug einer Maschine für die bohrende Gewinnung von Kohlen beim Arbeiten in einem zwischen Hangendem und Liegendem verlaufenden Flöz, F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. 1, F i g. 3 in schematischer Darstellung eine zugeordnete Meßeinrichtung und F i g. 4 ein Detail aus dem Gegenstand nach F i g. 3 in seiner konstruktiven Gestaltung.
  • In den F i g. 1 und 2 ist zunächst das Hangende H und das Liegende L angedeutet, zwischen Hangendem H und Liegendem L verläuft ein Kohleflöz K, dessen Kohlen durch bohrende Gewinnung hereingewonnen werden sollen. Dazu wird mit einer Maschine für die bohrende Gewinnung von Kohlen gearbeitet, die ein Gewinnungswerkzeug aus Bohrkopf 1 mit Schneid- 2 und Brechmeißeln 3 und Bohrschaft 4 mit Förderschnecke 5 aufweist. Die Gewinnungsmaschine selbst ist mit ihrem Antrieb in den Figuren nicht dargestellt worden. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Maschinengestell mit Antrieb und Getriebe, wobei das aus mehreren Schüssen bestehende Gewinnungswerkzeug 1 bis 5 nach Maßgabe des Bohrfortschrittes schußweise verlängert werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist am Bohrkopf 1 des Gewinnungswerkzeuges eine Meßeinrichtung 10 bis 13 bzw. 14 bis 19 für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes im K-ohleflöz K angebracht, während im übrigen die Gewinnungsmaschine selbst mit einer Einrichtung zur Veränderung des Andruckes des Gewinnungswerkzeuges ausgerüstet ist. Im einfachsten Falle ist dazu der übliche Vorschub willkürlich steuerbar und beispielsweise vom Rotationsantrieb entkuppelt. Der Abstand des Bohrkopfes 1, oder genauer des Bohrkopfumfanges vom Hangenden H und/oder Liegenden L wird mit Hilfe der beschriebenen Meßeinrichtung gemessen, und nach dem Meßergebnis wird der Andruck des Gewinnungswerkzeuges 1 bis 5 gesteuert. Stellt man beispielsweise eine Verringerung des Abstandes des Bohrkopfes 1 vom HangendenH fest, so wird der Andruck erniedrigt. Das hat zur Folge, daß sich beim weiteren Vorschub der Bohrkopf 1 in Richtung des Pfeils 6 nach unten gleichsam absenkt und der Vorschub in Richtung der strichpunktierten Linie 7 der F i g. 1 verläuft. Stellt man eine Verringerung des Abstandes des Bohrkopfes 1 vom Liegenden L fest, so wird der Andruck erhöht, wodurch sich beim weiteren Vorschub der Bohrkopf 1. in Richtung des Pfeils 8 gleichsam hebt und der weitere Vorschub in Richtung der strichpunktierten Linie 9 verläuft. Eine seitliche Auslenkung des Bohrkopfes 1 tritt nicht ein, weil die Vertikale durch die Schwerkraft ausgezeichnet ist. So läßt sich durch Variation des Andruckes des Gewinnungswerkzeuges 1 bis 5 das Gewinnungswerkzeug selbst richtungssteuem und verhindert, daß der Bohrkopf 1 in das Hangende H oder Liegende L einläuft. Darüber hinaus kann das Gewinnungswerkzeug 1 bis 5 im ganzen dem Flözverlauf K folgend gesteuert bzw. geführt werden.
  • In den F i g. 1 und 2 ist dargestellt worden, daß die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes 1 irn Kohleflöz K nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung aus einemEmissions-und Zählgerät 10 mit radioaktivem Strahler 11 besteht, wobei dieses Emissions- und Zählgerät 10 in der Wandung des Bohrkopfes 1 angeordnet ist. Ein Positionsschalter 12 und ein Hochfrequenzübertragungsgerät 13 sind zugeordnet, das entsprechende Anzeigegerät befindet sich am nicht gezeichneten Bedienungsstand.
  • Die F i g. 3 und 4 erläutern, daß die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes 1 im Kohleflöz K auch als Staudruckmeßeinrichtung 14 an einem oder mehreren Schneidmeißeln 2 oder Brechmeißeln 3 ausaeführt sein kann, wobei die Staudruckmeßeinrichtung 14 aus einer mit dem Meißelschaft 15 verbundenen Düsenkammer 16 mit von der Stellung des Meißelschaftes 15 im Meißelhalter 17 beeinflußter Meßdüse 18 besteht und diese einem pneumatischen oder hydraulischen Anzeigesystern am Bedienungsstand mit einem oder mehreren Positionsventilen 19 zugeordnet ist.
  • Im einzelnen ist zu der mit radioaktivem Strahler arbeitenden Meßeinrichtung 10 bis 13 nach den F i g. 1 und 2 darauf hinzuweisen, daß mit an anderen Kohlengewinnungsmaschinen bereits bekannten Meßgeräten gearbeitet werden kann. Es erfolgt die Messung der Rückstrahlungsintensität radioaktiven Materials, wie Americium, Caesium oder Kobalt, zur Bestimmung der Dicke einer Kohlenschicht zwischen Strahlungsquelle und Gestein. Da die Lage des Bohrkopfes 1 im Flöz K im wesentlichen mit der Messung des geringsten Abstandes des Umfanges des Bohrkopfes zum Gestein H oder L bestimmt ist, kann eine solche Einrichtung auch zur Richtungssteuerung des Bohrkopfes 1 benutzt werden. Das Emissions- und Zählgerät 10 mit Strahler 11 ist dabei in der Wandung des Bohrkopfes 1 untergebracht. Im Bohrschaft 4 führen elektrische und Kühlwasserleitungen zum Verstärker und zum Meßgerät 10 in der Trommelwandung. Da im Gegensatz zur üblichen Aufgabenstellung bei anderen Kohlegewinnungsmaschinen in diesem Fall nicht fortlaufend die Kohlenschichtdicke gemessen werden kann, da sich diese während eines Umlaufes in einer Sekunde zweimal von unendlich bis auf minimale Dicke ändert, sind besondere Maßnahmen notwendig, diese Messungen zu ermöglichen. Zunächst muß die getrennte Messung der oberen minimalen Schichtdicke und der unteren minimalen Schichtdicke sichergestellt werden. Dies kann z. B. durch einen Quecksilberringschalter als Positionsschalter 11 geschehen. Die vom Emissions- und Zählgerät 10 gemessenen Impulse werden über den Verstärker dem Positionsschalter 12 zugeführt. Dieser leitet in Abhängigkeit von der geometrischen Lage des Zählgerätes 10 den gemessenen Impuls auf zwei verschiedenen Kanälen über ein Hochfrequenzübertragungsgerät 13 dem Anzeigeinstrument am Bedienungsstand zu. Wegen der vorhandenen Ansprechzeit des Meßgerätes und des statistischen Fehlers jeder Einzelmessung bei einem Durchgang, ist es außerdem zweckmäßig, die Messungen mehrerer Umdrehungen zusammenzufassen und als Mittelwert zur Anzeige zu bringen. Um die Betriebstemperatur der elektronischen Geräte zu begrenzen, ist die Zuführung von Kühlwasser durch eine Kühlleitung im Zentralrohr vorteilhaft. Die übertragung der Meßwerte zum Anzeigegerät soll möglichst drahtlos erfolgen. Die Stromversorgung der Meß-und übertragungsgeräte kann durch im Schaft 4 untergebrachte Batterien großer Kapazität erfolgen.
  • Die in den F i g. 3 und 4 erläuterte Staudruckmeßeinrichtung 14 bis 19 ist für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet. Nach F i g. 3 wird über einen Filter 20 der Anschluß an ein Druckluftnetz hergestellt. über einen Druckfeinregler 21 strömt die dem Netz entnommene Luftmenge in einer im Schaft 4 untergebrachten Leitung 22 zum Bohrkopf 1. Die Leitung 22 verlängert sich automatisch über selbsttätige Kupplungen 23 mit jedem neu eingesetzten Schuß, dem Bohrfortschritt entsprechend. Die Luft wird einer unmittelbar am Meißelhalter 1,7 angebrachten Düsenkammer 16 zugeführt und strömt durch die Meßdüse 18 gegen den Kopf eines Tastbolzens 24. Der Abstand a des Bolzenkopfes 24 zur Düsenöffnung 18 kann im Ruhezustand einiae Zehntelmillimeter betragen und richtet sich nach der Charakteristik der Meßdüse 18. Im System vor der Düse 18 entsteht auf diese Weise ein bestimmter Staudruck, der auf Manometern angezeigt werden kann. Dieser Staudruck ändert sich mit der Änderung des Abstandes a des Bolzenkopfes vor der Düsenöffnung. Der Tastbolzen 24 ist mit einer Feder 25 gegen den Meißelschaft 15 im Meißelhalter 17 vorgespannt. Bei einer Drehung des Meißelschaftes 15 im Meißelhalter 17 im Sinne einer Verminderung des Winkels co zwischen Meißelschaft 15 und vorderer Halterwand spannt sich die Feder 25 mehr, und der Abstand a vermindert sich. Eine geringfügige Drehung des Meißelschaftes 15 im Meißelhalter 17 bewirkt auf diese Weise eine Staudruckänderung im Anzeigesystem. Da eine Komponente des Reaktionsmomentes aus dem Schneidwiderstand des Meißels im Meißelhalter 17 von der Spannfeder 25 des Tastbolzens 24 aufgenommen wird, ist damit die unmittelbare Abhängigkeit von Staudruckanzeige und Schneidwiderstand gegeben.
  • Zur Unterscheidung, in welchem Bereich des Bohrlochumfanges das Maximum des Schneidwiderstandes erreicht wird, dienen zwei Positionsventile 19, die über eine mit dem Bohrschaft umlaufende Schaltscheibe 26 wechselweise betätigt werden und damit die Zuleitung zu Anzeigemanometern 27 freigeben. Die Messung des Schneidwiderstandes kann auf diese Weise in zwei verschiedenen Bereichen des Bohrkopfumfanges getrennt vorgenommen werden. Durch die Anordnung eines Rückschlagventils 28 vor und einer regelbaren Drossel 29 nach jedem Anzeigeinstrument 27 kann außerdem die sonst stark oszillierende Anzeige gedämpft und zur Maximumanzeige verwendet werden.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Steuerung des am Bohrkopf mit Schneid- und Brechmeißel sowie Bohrschaft mit Förderschnecke ausgerüsteten Gewinnungswerkzeuges von Maschinen für die bohrende Gewinnung von Kohlen in zwischen Hangendem und Liegendem verlaufenden Flözen, g e k e n n - zeichnet durch eine am Umfang des Bohrkopfes (1) angebrachte Meßeinrichtung (10 bis 13 bzw. 14 bis 19) für die Bestimmung des Abstandes des Bohrkopfumfanges von Hangenden und Liegenden und durch eine Einrichtung zur Veränderung des Andrucks des Gewinnungswerkzeuges.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes (1) im Kohleflöz (K) aus einem an sich bekannten Emissions- und Zahlgerät(10) in der Bohrkopfwandung mit radioaktivem Strahler (11), Positionsschalter (12) und Hochfrequenzübertragungsgerät (13) sowie Anzeigegerät am Bedienungsstand besteht. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bohrschaft (4) des Gewinnungswerkzeuges ein Kühlrohr angeordnet ist und in diesem Hochfrequenzübertragungsgerät (13) und Positionsschalter (12) angeordnet sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Lage des Bohrkopfes (1) im Kohleflöz (K) als Staudruckmeßeinrichtung (14 bis 19) an einem oder an mehreren der Schneidmeißel (2) oder Brechmeißel (3) ausgeführt ist, wobei die Staudrucknießeinrichtung aus einer mit dem Meißelschaft verbundenen Düsenk2mTner(16) mit von der Stellung des Meißelschaftes (15) im Meißelhalter (17) beeinflußter Meßdüse (19) besteht und diese einem pneumatischen oder hydraulischen Anzeigesystem mit ein oder mehreren Positionsventilen (19) zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1126 819.
DEP39885A 1966-07-06 1966-07-06 Vorrichtung zur Steuerung des Gewinnungswerkzeuges von Maschinen fuer die bohrende Gewinnung von Kohlen Pending DE1262190B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE1126819B (de) * 1959-11-02 1962-04-05 Dipl Berging Albrecht Graefer Steuerung fuer Bohrkopf

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