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Fernsteuereinrichtung für eine Bohr- oder Walzenschrämmaschine Die
Erfindung betrifft eine Fernsteuereinrichtung für eine Bohr- oder Walzenschrämmaschine
mit einer Tastvorrichtung zum Abtasten des Abstandes der Schrämmaschine von einem
vorher festgelegten Punkt (Abbaustrecke) bei ihrer Bewegung im Streb sowie einer
Steuereinrichtung zur Steuerung der Höhe und Neigung der Schrämmaschine durch hydraulische
Zylinder.
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Es ist im Bergbau eine Fernsteuereinrichtung bekannt, bei der die
senkrechte Steuerung der Gewinnungsmaschine mit Hilfe von radioaktiven Strahlen
erfolgt, während die waagerechte Steuerung jener Maschine durch ein optisches System
vorgenommen wird, d. h., ein Bedienungsmann beobachtet ständig die Bewegung der
Gewinnungsmaschine z. B. mit einem Fernrohr und veranlaßt, daß bestimmte Steuerorgane
betätigt werden, die im Bedarfsfall eine Horizontalkorrektur der Maschine einleiten.
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Diese bekannte Fernsteuereinrichtung ist zunächst einmal deswegen
wenig zufriedenstellend, weil die Sichtweite während des Schrämens derart beeinträchtigt
wird, daß ein periodisches Unterbrechen beim Abbau erforderlich ist, da sich von
Zeit zu Zeit der beim Abbau anfallende Staub absetzen muß, um überhaupt beobachten
zu können.
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Doch auch die senkrechte Steuerung der Gewinnungsmaschine mit Hilfe
radioaktiver Strahlen hat einige entscheidende Nachteile. Einer dieser Nachteile
besteht darin, daß die Schrämmaschine jeglichen Unebenheiten zwischen Flöz- und
benachbarter Gesteinsschicht folgt. Liegen derartige Unebenheiten vor, so wird das
Liegende des Kohlenstrebs nach der Bearbeitung durch die Gewinnungsorgane ebenfalls
uneben oder wellenförmig ausgebildet sein. Solche wellenförmigen Ausbildungen sind
vielleicht beim »Kammer-Pfeiler-Abbauverfahren«, für das die bekannte Steuerung
entwickelt wurde und beidem große Kohlevoluma im Streb stehenbleiben, um das Hangende
abzustützen, unwichtig, beim »Langstreb-Abbausystem«, bei dem selbstvorrückende
Ausbaurahmen verwendet werden, spielen sie jedoch eine große Rolle, da die Vorrückbewegung
der Ausbaurahmen durch eine unebene Ausbildung des Liegenden behindert oder sogar
verhindert sein kann.
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Jedoch auch beim »Kammer-Pfeiler-Verfahren« kann die Tatsache, daß
ein Gewinnungsorgan mit radioaktiver Sonde jeglicher Unebenheit folgt, von Nachteil
sein: Die Schrämmaschine besitzt eine sehr lange Ansprechzeit auf die von der radioaktiven
Sonde ausgegebenen Signale, wobei die Sonde lediglich den Verlauf der unmittelbar
unter ihr liegenden Gesteinsschichtung abtasten kann. Das bedeutet, daß dann, wenn
die Sonde den Beginn einer Senke erreicht, eine gewisse Zeitspanne verstreicht,
bevor die Gewinnungsmaschine sich nach unten in die Senke zu bewegen beginnt. Die
Tatsache, daß ein geringer Betrag an Kohle nahe dem Beginn der Senke nicht abgebaut
wird, spielt keine große Rolle; wichtig ist jedoch die Tatsache, daß dann, wenn
das Ende der Senke erreicht wird, die Zeitspanne, die verstreicht, bevor die Gewinnungsmaschine
sich aus der Senke herauszubewegen beginnt, so groß sein kann, daß die Gewinnungsmaschine
nicht nur Kohle, sondern auch einen geringen Teil der benachbarten Gesteinsschicht
abbauen kann. Selbst geringe Anteile von Gestein in der abgebauten Kohle müssen
jedoch nach Möglichkeit vermieden werden.
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Die Verwendung einer Gewinnungsmaschine mit einer radioaktiven Sonde
hat außerdem den Nachteil, daß es manche Strebe gibt, in denen ein geringer oder
überhaupt kein Unterschied zwischen der Reflexionsfähigkeit der Kohle und der benachbarten
Schicht besteht. In einem derartigen Streb ist eine Fernsteuereinrichtung mit einer
radioaktiven Sonde nicht verwendbar. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß bei
Verwendung einer nuklearen Sonde eine Kohleschicht von mindestens 5 cm über der
benachbarten Gesteinsschicht stehenbleiben muß, damit die Abbauvorrichtung arbeiten
kann. Dies ist insbesondere beim Abbau in dünnen Streben, d. h. in Streben, in denen
das
Liegende und das Hangende nicht weiter als 75 cm voneinander entfernt sind, besonders
nachteilig, da es hier notwendig ist, soviel Kohle wie möglich abzubauen und eine
möglichst große Strebhöhe zu erreichen, damit sich das Bedienungspersonal entlang
der Abbaufront bewegen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verzicht auf die Verwendung
optischer Geräte und radioaktiver Strahlen eine Fernsteuerung für eine Gewinnungsmaschine
so auszubilden, daß das Vorhandensein wellenförmiger Unebenheiten berücksichtigt
werden kann, insbesondere aber dafür gesorgt ist, daß die Gewinnungs- bzw. Schrämmaschine
diesen Unebenheiten nicht folgt, das Liegende also so glatt ausgebildet wird, daß
die Ausbaurahmen ohne jegliche Behinderung vorrücken können.
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Zum Lösen dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die mit
elektrischen Signalen arbeitende Steuereinrichtung eine einstellbare Programmeinrichtung
aufweist, welche die Neigung der Schrämmaschine um je eine in und quer zur Bewegungsrichtung
liegende Achse und/oder die Höhe der Schrämmaschine zum Strebförderer entsprechend
ihrem durch einen Abstandstaster festgestellten Abstand von der Strecke auf einen
vorgegebenen wert einsteuert.
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Die Fortschrittlichkeit dieser Anordnung ist vornehmlich darin zu
sehen, daß durch diese Programmierung der Höhe- und Neigungseinstellung der Schrämwalze
bei welligem Liegenden des Flözes in vorteilhafter Weise ein künstliches Liegendes
geschaffen werden kann.
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Im übrigen ist vorgesehen, daß die Neigungs- und Walzenstellung der
Schrämmaschine durch einen Neigungstaster bzw. einen Walzentaster einschließlich
eines Pendels feststellbar ist, welcher eine elektrische Vorrichtung betätigt, die
ein elektrisches Signal an einem Gleichheitsprüfer mit Verstärker gibt.
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Ein Einsteuern der Schrämmaschine geschieht im wesentlichen dadurch,
daß eine aus einem Rohr und einem Höhenanzeiger bestehende Höhentastvorrichtung
zum Ertasten der senkrechten Stellung der Schrämmaschine relativ zur Strecke vorgesehen
ist und in der Programmiereinrichtung Informationen über die gewünschte Höhe der
Schrämmaschine relativ zur Strecke einspeicherbar sind und daß die Programmiereinrichtung
auf die durch die Höhentasteinrichtung wahrgenommene Höhe anspricht, um die Neigungshöhe
entsprechend zu steuern.
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Es kann fernerhin vorgesehen sein, daß das zur Höhentastvorrichtung
gehörende Rohr mit einer Flüssigkeit angefüllt ist und mit seinem einen Ende an
der Schrämmaschine und mit seinem anderen Ende an dem in der Strecke vorgesehenen
Höhenanzeiger angeordnet ist.
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Von Vorteil hat sich außerdem das Merkmal erwiesen, wonach die Programmiereinrichtung
durch handbetätigtes Steuern der sich im Streb bewegenden Schrämmaschine einstellbar
ist. Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, daß an der Schrämmaschine der Neigungstaster
und der Walzentaster angeordnet sind, während die Steuereinrichtung die Programmeinrichtung,
den Gleichheitsprüfer mit Verstärker und den Höhenanzeiger aufnimmt.
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Es wird eine Ausführungsform der Erfindung in Form eines Beispieles
mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine
Draufsicht auf einen Langstreb und die zugeordneten Strecken, F i g. 2 eine Draufsicht
auf einen Teil der Kohlenstrecke, von welcher aus eine Bohrschrämmaschine eine Reihe
gesonderter Kammern in die Kohle einschneidet und zwischen je zwei benachbarten
Kammern einen Pfeiler zurückläßt, F i g. 3 ein Schaltschema zur Darstellung der
Steuerungsüberwachungseinrichtung für die Schrämmaschine, F i g. 4 eine Seitenansicht
eines Kohleflözes, F i g. 5 eine Vorderansicht einer Schrämmaschine, F i g. 6 eine
Seitenansicht der Schrämmaschine und F i g. 7 die Art des Betriebes des Stellungsanzeigers
der Schrämmaschine.
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F i g. 1 der Zeichnungen zeigt eine Abbaufront eines Kohlenflözes,
die allgemein als Langstreb bekannt ist. In den Streb erstreckt sich von einer Strecke
aus ein Strebförderer 1 hinein, und eine Bohrmaschine 2, die an dem Strebförderer
1 geführt ist, bewegt sich an der Abbaufront 3 hin und her. Auf den gegenüberliegenden
Seiten des Strebförderers 1 sind zu der Schrämmaschine 2 und zur Abbaufront 3 hin
eine Reihe Rahmen 4 bzw. Stützen für das Hangende angeordnet. Wenn sich die Schrämmaschine
2 an der Abbaufront 3 entlangbewegt und Kohle von ihr abbaut, dann werden die Teile
des Förderers, an denen sich die Schrämmaschine 2 vorbeibewegt hat, in Richtung
auf die Abbaufront 3 gerückt, und sodann werden die entsprechenden Rahmen 4 gerückt.
Der Raum hinter den gerückten Rahmen wird entweder mit Bergen versetzt oder wird
durch das herabfallende Hangende gefüllt. Die eine Strecke 5 enthält einen Streckenförderer
7, welcher die gewonnene Kohle von dem Strebförderer 1 empfängt. Der Streckenförderer
7 kann eine Steuereinrichtung 8 zur Fernsteuerung der Bohrschrämmaschine 2, des
Strebförderers 1 und der Rahmen 4 mitführen. Eine Vorrichtung zur Fernsteuerung
eines Strebförderers und der Rahmen ist in der britischen Patentschrift 959 492
beschrieben.
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F i g. 2 zeigt eine andere Art des Abbaus, die besonders dann brauchbar
ist, wenn die Höhe des abzubauenden Flözes verhältnismäßig klein ist, d. h. etwa
61 oder 91,5 cm. An dem Flöz erstreckt sich eine Strecke 9 entlang. Eine Bohrschrämmaschine
11 schneidet eine Reihe gesonderter Kammern 12 in das Flöz ein und 1'äßt zwischen
je zwei benachbarten Kammern 12 einen Pfeiler 13 stehen. Die Bohrschrämmaschine
11 wird durch Schubstangen 14 in die Kammer 12 hineingedrückt und bringt das Mineral
auf einen Förderer 15, der an dem hinteren Ende der Schrämmaschine 11 befestigt
ist und durch die Schrämmaschine von der Strecke 9 in die Kammer 12 hineingezogen
wird, wobei der Förderer 15 eine Winkelstation 16 einschließt, welche die eigentlichen
Förderelemente des Förderers 15 im rechten Winkel dreht. Die Bohrschrämmaschine
11 und der Förderer 15 werden durch eine Steuereinrichtung 17 gesteuert, die in
der Strecke angeordnet und auf Schienen gelagert ist (nicht gezeigt).
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Die Erfindung ist auf die in F i g. 1 gezeigte Bohrschrämmaschine
2 und auf die in F i g. 2 gezeigte Bohrschrämmaschine 11 anwendbar, jedoch wird
der Einfachheit halber die Ausführungsform in Verbindung mit der in F i g. 1 gezeigten
Schrämmaschine beschrieben.
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Die Bohrschrämmaschine 2 wird im Streb durch den Förderer 1 geführt,
Jedoch kann das Flöz auch nicht waagerecht sein, und es ist daher notwendig,
die
Bohrschrämmaschine 2 auch in senkrechter Richtung zu steuern. Die Erfindung richtet
sich auf dieses Steuermerkmal.
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F i g. 3 zeigt ein Schaltschema der Vorrichtung zur Steuerung der
Bohrschrämmaschine 2 in senkrechter Richtung, wobei ein Teil der Vorrichtung von
der Bohrschrämmaschine 2 getragen wird und andere Teile von der Steuereinrichtung
8 mit eingeschlossen werden. Die F i g. 4 bis 7 sind Einzeldarstellungen einiger
der Teile.
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Die von der Schrämmaschine 2 aufgenommenen Teile schließen einen Neigungstaster
18 ein, welcher derart arbeitet, daß er ein elektrisches Signal der Neigungshöhe
der Schrämmaschine 2 gibt, d. h. der Stellung der Bohrschrämmaschine 2 um eine im
wesentlichen waagerechte Achse lotrecht zur Bewegungsrichtung der Bohrschrämmaschine
2.
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Der Neigungstaster 18 kann ein Pendel einschließen, dessen Bewegung
einen elektrischen Widerstand verändert. Die Bohrschrämmaschine 2 nimmt auch einen
Walzentaster 19 auf, der in der Form wirksam ist, daß er ein elektrisches Signal
der Walzenstellung der Bohrschrämmaschine 2 gibt, d. h. der Stellung der Bohrschrämmaschine
2 um eine Achse parallel zur Bewegungsrichtung der Bohrschrämmaschine. Die Bohrschrämmaschine
2 weist eine Reihe, z. B. vier' druckmittelbetätigte Zylinder 21 auf, welche zwischen
der Bohrschrämmaschine 2 und Gleitschienen wirk-' sam sind, die an dem Strebförderer
1 entlanggleiten, um die Neigungs- und Walzenstellungen der Maschine zu steuern.
Es können zwei seitwärts auf Abstand gehaltene vordere Zylinder 21 und zwei seitwärts
auf Abstand gehaltene hintere Zylinder 21 vorhanden sein. Die Neigungshöhe der Bohrschrämrnaschine
2 wird durch eine Relativbewegung zwischen den vorderen und den hinteren Zylindern
21 verändert, und die Walzenstellung der Bohrschrämmaschine 2 wird durch eine Relativbewegung
zwischen den Zylindern 21 auf einer Seite und den Zylindern 21 auf der anderen Seite
verändert. F i g. 3 zeigt die beiden vorderen, seitwärts auf Abstand gehaltenen
Zylinder 21. Die Bohrschrämmaschine 2 trägt auch einen Endabschnitt 22 der Höhentasteinrichtung.
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Die Steuereinrichtung 8 schließt eine voreingestellte Pogrammiereinrichtung
23 ein, in welcher eine Information mit Bezug auf die gewünschte Höhe der Bohrschrämmaschine
2 entsprechend ihrer Stellung längs der Abbaufront gespeichert ist. Die Steuereinrichtung
8 schließt auch einen Höhenanzeiger 24 der Maschinenhöhentasteinrichtung
ein, wobei der Endabschnitt 22 und der Höhenanzeiger 24 durch ein Rohr 25 verbunden
sind. Letzteres enthält eine Flüssigkeit, und der Endabschnitt 22 und der Höhenanzeiger
24 schließen einen senkrechten Endabschnitt des Rohres 25 ein. Der unterschiedliche
atmosphärische Druck - der auf die in dem Rohr 25 befindliche Flüssigkeit einwirkt
- wird durch den Höhenanzeiger 24 der Höhentasteinrichtung wahrgenommen, die ein
entsprechendes elektrisches Signal längs einer Leitung 26 zu der Programmiereinrichtung
23 sendet. Dieses Signal ist ein Maß der Schrämmaschinenhöhe relativ zu der Steuereinrichtung
B.
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Ein mit der Maschine verbundenes Zugkabel 27
betätigt einen
Abstandstaster'28, welcher entlang einer Leitung 29 ein elektrisches Signal der
Stellung der Bohrschrämmaschine 2 entlang der Abbaufläche relativ zu der Strecke
5 zu der Programmiereinrichtung 23 sendet. Somit empfängt die Programmiereinrichtung
23 eine Information mit Bezug auf die Höhe der Bohrschrämmaschine 2 und auf ihre
Stellung entlang der Abbaufront 3. Die Programmiereinrichtung 23 vergleicht die
eigentliche Höhe der Bohrschrämmaschine 2 mit der programmierten Höhe gemäß der
Entfernung der Bohrschrämmaschine 2 von der Strecke 5 und sendet, wenn ein Fehler
vorhanden ist, ein Signal der gewünschten Neigungshöhe der Bohrschrämmaschine über
eine Leitung 31 zu einem Vergleicher und Verstärker 32, um die Höhe innerhalb einer
vorher festgelegten weiteren Entfernung der Bewegung der Bohrschrämmaschine 2 zu
berichtigen.
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Der Gleichheitsprüfer und Verstärker 32 empfängt auch ein elektrisches
Signal der eigentlichen Neigungshöhe der Bohrschrämmaschine 2 über eine Leitung
33 von dem Neigungstaster 18. Der Gleichheitsprüfer und Verstärker 32 vergleicht
die eigentliche Neigungshöhe mit der gewünschten Neigungshöhe, und wenn ein Fehler
vorhanden ist, sendet er ein elektrisches Signal über eine weitere Leitung 34, um
die Zylinder 21 entsprechend einzustellen. Die Zylinder 21 werden vorzugsweise von
einem elektrohydraulischen Magnetventil gesteuert.
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Die Walzenstellung kann in gleicher Weise gesteuert werden, indem
die Programmiereinrichtung 23 ein elektrisches Signal der gewünschten Walzenstellung
für die Maschinenstellung über eine Leitung 35 zu dem Gleichheitsprüfer und Verstärker
32 sendet, welcher die gewünschte Walzenstellung mit der eigentlichen Walzenstellung
gemäß einem elektrischen Signal vergleicht, das von dem Walzentaster 19 über eine
Leitung 36 gesendet wird. Wenn ein Fehler vorhanden ist, dann sendet der Gleichheitsprüfer
und Verstärker 32 ein elektrisches Signal über eine Leitung 37 zu den Zylindern
21, um die Walzenstellung der Bohrschrämmaschine 2 entsprechend einzustellen.
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F i g. 4 ist eine Seitenansicht des Kohlenflözes. Diese Figur zeigt
die Höhentasteinrichtung, d. h. die Verbindung des Endabschnitts 22 mit dem Höhenanzeiger
24 durch das Rohr 25.
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F i g. 5 ist eine Vorderansicht der Bohrschrämmaschine 2 und zeigt
die beiden vorderen, seitwärts auf Abstand gehaltenen Zylinder 21.
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F i g. 6 ist eine Seitenansicht der Bohrschrämmaschine 2 und zeigt
einen vorderen und einen hinteren Zylinder 21 auf einer Seite der Bohrschrämrnaschine
2 sowie den Neigungstaster 18.
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F i g. 7 zeigt den Abstandstaster 28, der von einem Leerlaufkettenrad
38 an dem gegenüberliegenden Ende der Abbaufront 3 von einem Antrieb 39 angetrieben
wird. Mit dem Zugkabel 27 wird die Bohrschrämmaschine 2 an der Abbaufront
3 entlanggezogen.
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Die Programmiereinrichtung 23 kann die entsprechende Information mit
Bezug auf die Maschinenhöhe gemäß der Maschinenstellung an der Abbaufront 3 entlang
mittels einer magnetischen Informationsspeichereinrichtung speichern. Diese Information
kann beim ersten Lauf der Bohrschrämmaschine 2 an der Abbaufront 3 entlang - währenddessen
die Walzer_ und Neigungsstellungen der Bohrschrämmaschine 2 von Hand gesteuert werden
- durch die Höhentasteinrichtung in die Informationsspeichereinrichtung eingespeist
werden. Bei den anschließenden Läufen werden die Neigungs- und Walzenstellungen
durch die Programmiereinrichtung 23 gesteuert. Es
ist auch möglich,
ein vorausberechnetes Programm in die Informationsspeichereinrichtung einzuspeisen
oder die Information von einem Umwandler, der an der Abbaufront 3 nachgezogen wird,
in die Informationsspeichereinrichtung einzuspeisen.
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Unter bestimmten Umständen kann eine Steuerung der Walzenstellung
überhaupt nicht oder nur bis zu einem vorher festgelegten festen Wert erforderlich
sein. Auch können unter bestimmten Umständen die Höhentasteinrichtungen entbehrlich
sein; in einem solchen Fall würde die Programmiereinrichtung 23 eine Information
mit Bezug auf die gewünschte Neigungshöhe speichern und vielleicht die gewünschte
Walzenstellung gemäß der Maschinenstellung längs der Abbaufront 3.
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Die elektrischen Leitungen 33, 34, 36, 37 und das Rohr 25, die sich
von der Steuereinrichtung 8 zu der Bohrschrämmaschine 2 erstrecken, sind innerhalb
eines bewehrten Schlauches untergebracht, welcher von einem Kabelträger 41 aufgenommen
wird, der an dem Strebförderer 1 befestigt ist (s. F i g. 5).
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Gegebenenfalls können die Programmiereinrichtung 23 und der Gleichheitsprüfer
und Verstärker 32 von der Bohrschrämmaschine 2 aufgenommen werden, anstatt in die
Steuereinrichtung 8 eingeschlossen zu werden.
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Die Neigungs- und/oder Walzenstellungen der Schrämmaschine der in
F i g. 2 gezeigten Art, die sich auf dem Liegenden anstatt an einem Förderer entlangbewegt,
kann durch druckmittelbetätigte Zylinder gesteuert werden, welche zwischen der Maschine
und einem Schlitten. oder Gleitschienen, von denen die Maschine getragen wird, wirksam
sind.