DE1758505A1

DE1758505A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vortreiben eines Schachtes mit einem Vortriebshilfsschacht

Info

Publication number: DE1758505A1
Application number: DE19681758505
Authority: DE
Inventors: Heinz Horst; Gerd Kampf-Emden; Friedrich Klapdohr
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1968-06-14
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1971-03-25
Also published as: JPS4811140B1; US3604754A

Description

D£.:AG'Aktiengesellschaft ■ -.7.1968 j

■j'2O Do-Ha/pf

Duisburg !5371 - ,

Verfahren und Vorrichtung zum Vortreiben eines Schachtes mit einem Vortriebshilfsschacht ·

Um einen Schacht bzw. Tunnel vollmechanisch mit Hilfe einer geeigneten Vortriebsmaschine aufzufahren, ist es erforderlich, daß zunächst ein Vorschacht vorgetrieben wird. Dieser Vorschacht wird nach der bisher geläufigen Vortriebsmethode aufgeschossen. Erst wenn ein für die Vortriebsmaschine ausreichender Vorschacht in Bezug auf die Verspannmöglichkeit vorhanden ist, kann mit Hilfe der Vortriebsmaschine der Schacht bzw. Tunnel vollmechanisch aufgefahren werden. .

Ein weiteres Problem ergibt sich beim Auffahren von Schräg- und Senkrechtschächten, die von unten mit

den bekannten Vortriebsmaschinen nicht aufgefahren werden können, weil sich die bekannten Vortriebsmaschinen auf Grund ihres Aufbaues nur zum Auffahren Von horizontalen oder schwach geneigten Tunneln eignen.

ο E3 iot zwar grundsätzlich möglich, Senkrechtschäohte to

•co von oben abzuteufen, bei dieser Vortriebsmethode ist

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*** von je her das Abfordern des Bohrklelns problematisch. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, Schächte von un- »ο tan her aufzufahren, weil dann das Problem der Abförderunf» wesentlich günntiger gelöst werden kann.

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Nach dem Grundgedanken der Erfindung soll der Schacht bzwi. Tunnel direkt vollmechanisch aufgefahren werden, d.h. es wird darauf verzichtet, einen Vorschacht in das anstehende Gebirge vorzutreiben.

Die Erfindung besteht darin, daß zunächst ein Vortriebshilfsschacht mit der darin befindlichen und gegenüber dem Hilfsschacht verspannten Vortriebsmaschine vol? dem anstehenden Gebirge in Arbeitsstellung bewegt wird. Danach wird aus dieser Arbeitsstellung heraus die Vortriebsmaschine direkt in das anstehende Gebirge vorgetrieben. ^

Dadurch, daß die Vortriebsmaschine im gewissen Sinne ihren einen eigenen Vortriebsschacht besitzt, der die Funktion des sonst üblicherweise aufgeschossenen Vorschachtes erfüllt, ist zum einen der Schacht bzw. der Tunnel direkt aufzufahren und zum anderen ist jede Arbeitsstellung zwischen der horizontalen und vertikalen Vor-triebsstellung ohne weiteres möglich.

Für das Schräg- bzw. Senkrechtvortreiben eines Schachtes ist in der Regel eine herausgeschossene Kaverne im anstehenden Gebirge erforderlich. In diesem Falle wird der Vortriebshilfsschacht so lange ausgebildet, daß er oberends bis an das anstehende Gebirge heranreicht.
Für den Fall, daß dia normale Hilfaschachtlünge nicht

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ausreicht, kann der vorhandene Hilfsscaacht den Erfordernissen entsprechend verlängert werden, er besteht dann aus mehreren einzelnen Hilföschachtteilen.

Am Endo des ersten Vortriebshubes der Vortriebsmaschine im Hilfsschacht, wird die Vortriebsmaschine von unten her abgestützt, hierauf die Verspannung zwischen Hilfsschacht und Vortriebsmaschine gelöst und die Vortriebsmaschine danach um einen Schritthub in Richtung auf das Gebirge zu vorbewegt. Danach wird die Vortriebsmaschine wiederum gegenüber dem Hilfsschacht verspannt und es kann ein weiterer Vortriebshub ausgeführt werden. Sinngemäß folgen abwechselnd unter Umstanden weitere Vortriebs- und Schritthübe, bis die Vortriebsmaschine aus dem Hilfsschacht heraus in den bereits vorgetriebenen Teil des aufzufahrenden Schachtes Überführt werden kann. Sobald der vorgetriebene Schachtteil eine für die Verspannung der Vortriebsmaschine-erforderliche Tiefe aufweist, Übernimmt von nun an der Schasht die Funktion des vorbeschriebenen, mitgeführten Kilfsschachtes. ν I

Die Vorrichtung, die sich zum Durchführen des neuen ;

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Vortriebsverf ahrens eignet, besteht nach einem weiteiert Merkmal der Erfindung im wesentlichen aus einem bevorzugt rohrförmigen metallischen Hilfsschacht,

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der die Vortriebsmaschine koaxial umfaßt und unterends ist an den Hilfsschacht ein kraftbetriebenes Schritthubwerk angeschlossen. Ferner sind hinterende an die Vortriebsmaschine Trag- undStützelemente, vorzugsweise zusammengesetzte Rohrschlüese,, angeschlossen, die zentral im Schritthubwerk angeordnet sind und mit Hilfe von Mitnehmern des Schritthubwerkes erfaßt und vorbewegt _.. 8owi£_ mit Hilfe quer zur Vorttriebsmaschinenlängsachse bewegbaren Riegelelementen des Schritthubwerkes in der jeweiligen Vortriebeposition gehalten werden. Bevorzugt greifen die Mitnehmer bzw. Riegel an Stütznocken der Stütz- und Tragelemente an, die lösbar mit den Tragelementen verbunden sein können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung zum Vortreiben so ausgebildet, daß das Hubwerk aus einer Tragkonstruktion mit einer Öffnung für die bereitgehaltenen nachzubauenden Stfjtz- und Tragelemente beHildet ist. Ferner ist seitlich an die Vonichtung, vorzugsweise am Hilfsschacht, ein Hebezeug und ein Transportmittel für die bereitgehaltenen nachzubauenden Tragelemente angeschlossen. Die nachzubauenden Tragelemente werden mechanisch in dag Schritthubwerk eingesetzt, in VortriebeinaschinenlÄngs- j achse zentriert und mit Hilfe der an die Hubwerkskraft antriebe angeschlossenen Mitnehmer an die vorhan-

..i.v.-.^ir.· O^ denen Tragelemehte angebaut und mit.diesen verbunden.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die zu einer säulenförmigen Standstütze für die Vortriebsmaschine zusammengebauten Trapelemente im unmittelbaren Bereich der Vortriebsmaschine zugleich als Behälter für Druckflüssigkeit, gegebenenfalls auch für Antriebsaggregat« und außerdem unterhalb dieser Behalter als Abfeuereinrichtung für das abgebaute Gestein vorgesehen· "Zum Zwecke des Abförderns und zwar des gezielten Abfordern· des losen Gesteins sind seitlich neben

"der Vortriebsmaschine ein oder aehrere teleskopartige Förderrohr« zwischen einer da· lose Gestein aufnehmenden Wanne (Trog) la Bereich des Vortriebswerkzeuge· und der al· Abfeuereinrichtung dienenden Trag* und Stützelement· angeordnet und mit diesen verbunden.

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Bevorzugt ist die Vorrichtung nach der Erfindung, die.im wesentlichen aus der Baueinheit .... * Vortriebehilfssehacht «It darin befindlicher Vortriebutasehlne und Schritthubwerk mit su eine« Stand-

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rohr anzubauenden Trag- und Stützelementen be*teht - " auf einen Fahrgestell sowohl aus dar liegenden . Traneportlag· in jede beliebige Winkellage swlechen 0° und 90° aufzurichten, al· auch alt Hilf· einer Drehvorrichtung um eine lotrecht· Ach·· ai bewegen.

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tin bevorzugtes Ausführungsbeispisl nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Ea zeigt

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Figur 1 Die Vortriebsvorrichtung in irans-

portlage, Figur 2 die Vortriebevorrichtung ins4«angs-

•chnitt,

Figur 3a-3c

Einzelheiten des Schritthubwerkes

zur Vorrichtung nach Figur 2. Figur ·» einen Schnitt A-A nach Figur 2, Figur S eine Ansicht der Vortriebsmaschine

in senkrechter Vortriebslage, > Figur 6 ein« Ansicht der Vortriebsvorrich- > tung in schräger Vortriebslage, Figur 7 dl« Einzelheit des Stand- und Förde» rohr··.

Die Vortriebsvorrihtung besteht in wesentlichen aus dem Schritthubwerk 1, dem daran angeschlossen Vor-

triebshilfsschaoht 2, die zusammen um «ine Achse 1 mittel· eines Verstellantriebe· 5 schwenkbar auf einem Fahr·gestell 3 angeordnet sind. Die Vorrichtung ist in Figur 1 in Trantportlag« dargestellt und die (strichpunktierte) Darstellung zeigt die senkrecht aufgerichtete Vorrichtung.

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fJAD ORlGMAi.

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Die Vortriebsmaschine 6, vorzugsweise eine Tunnelbzw. Schachtbohrmaschine, ist in Hilfaschacht 2 mit Hilfe der Versppnnvorrichtunpien 15, verspannt . gehalten (Figur 2). An die Vortriebsmaschine sind unt'erends Trag- und Stützelement* 7 angeschlossen, die sich zentral im Innern des Schritthubwerkes 1 befinden.

Das Schritthubwerk 1 besteht aus rinem rahmenartigen Ständer 8 mit 'seitlichen öffnungen 8' für nachzubauende Trag- und Stützelemente 7 (Figur 4), an dem die Schr.itthubantriebe 11 abgestützt angeordnet sind. An diese Kraftantriebe 11 sind Hubschlitten 9 angeschlossen, mit denen Doppelhebel-Mitnehmer 10 gelenkig verbunden sind. Diese Mitnehmer 10 greifen an den Stütznocken 13 der Trag- und Stützelemente 7 an und

bewegenydieee um einen Schritthub weiter. In'der Endstellung des Schritthubes werden quer zur Maschinenlflngsachse mittels Kraftantrieben 14 beweg-. __- bare Riegel 12 in Sperrstellung bewegt, so daß in dieser Stellung die Stütznocken 13 auf den Riegeln 12 abgestützt sind (Figur 2 und H)«

In den Figuren 3a bis 3c ist der Ablauf eines Schritthubes dargestellt.

In der Figur 5 ist die Vortriebsvorrichtung in senk-

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rechter Betriebslage dargestellt, und zwar in einer Vortriebsstellung, bei der aus einer Anzahl-Trag- und Stützelementen 7 ein sSulenartiaes Standrohr

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gebildet ist. Dieses Standrohr dient dazu, die Vortriebsmaschine 6 dann abzustützen, wenn dieVerspannvorrichtunpien 15 gelöst sind und die Vortriebsmaschine um einen dem Vortriebshub entsprechenden Schritthub vorzubewegen. Die nicht verspannte Vortriebsmaschine kann infolge dieser Stützmaßnahme nicht abstürzen und sie wird zugleich, an der Ortsbrust angedrückt gehalten.

Das Stand- und Förderrohr hat normalerweise keine Vorschub- und Kräfte aus entstehenden Drehmomenten der Vortriebsmaschine aufzunehmen, da diese Kräfte über die Versaannvorrichtungen auf die Schachtwandung S übertragen werden. ¹TOr den Fall, daß Lockerzonen im Bereich der Verepannung vorhanden sind, kann das Stand- undFörderrohr auch dies« vorgenannten Kräfte aufnehmen.

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Fernetf die|nt dieses Standrohr weiteren Zwecken; und zwar ist zum einen - wie aus Figur 7 ersichtlich -das der Vortriebsmaschine 6 näehstgelegene Stützelement 7 als Druckmittelbehälter 7' ausgebildet und anderen dienen die weiteren, an das Stützelement 7* sich anschließenden Stützelemente 7 des Standrohres als Abfordervorrichtung für das lose Gestein. Zu diesem Zweck ein Teleskoprohr 16 vorgesehen, das oberends an einer das Vortrieb&werkzeuge 18

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umfassenden und gegen die Schachtwandung S abgeschlossenen Wanne 17 und unterenda mit dem Standrohr verbunden ist. (Figur 7), .

Aus den Figuren 5 und 6 ist fierner ersichtlich, wie die bereitgehaltenen nachzubauenden Trag- und Stützelemente 7 mittels· eines geeigneten Hebe- und Transportmittels 19 in den Bereich des Schritthubwerkes 1 gefördert und mit Hilfe einer Ladevorrichtung 20 in das Schritthubwerk 1 eingesetzt werden.

Für die'in Figur 6 dargestellte Schräglage der Vortriebsvorrichtung ist eine Stdtzstrebe 21 zwischen Fahrgestell 3 und Hilfeschacht 2 vorgesehen. Das

durch Standrohr abgeförderte Gestein wird von einem geeigneten Fördermittel 22 weiterbefördert. "*-

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Wirkungsweise: .

Ea soll beispielsweise «in senkrechter Schacht von unten nach oben aufgefahren werden· Zu diesem Zweck wird vom vorhandenen Stollen T aus einer Kaverne K au« dem Gebirge G herausgeschossen.

Innerhalb dieser Kaverne wird nun die neue Vortriebe-Vorrichtung derart in Betriebsstellung eingerichtet, daß die Baueinheit! Schritthubwerk 1 und VortriebehiIfeschacht 2 in eine senkrechte Lage geschwenkt und in dieser Lage gehalten wird.

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In dieser Lage vom Hilfsschatht 1 aus wird nun die verspannt im Hilfsschacht 1 gehaltene Vortriebsmaschine S einen ersten Vortriebshub bis in das anstehende Gebirge hinein ausführen. Der Vortrieb vom Hilfsschacht 1 aus wird nun schrittweise so lange durchgeführt, bis im Gebirge eine ausreichende Schachttiefe aufgefahren ist, die es erlaubt, daß zumindest die vorderen Verspannvorrichtungen 15 der Tunnelvortriebsmaschine 6 im aufgefahrenen Schacht S

eine Versppnnung zulassen.

Der Vortriebs- und Nachschiebehub erfolRt derart, · daß bei gelöster Verspannung 15 zwischen Vortriebsmaschine 6 und Hilfsschacht 1 bzw. später aufgefah-' renem Schacht S die Vortriebsmaschine 6 unter Zuhilfenahme des Standrohres 7 abgestützt gehalten und dann die Vortriebsmaschine S zusammen mit dem Standrohr 7 um einen, dem Vortriebehub entsprechenden Schritthub nachgeschoben wird, wobei jeweils nach einem oder mehreren Schritthüben ein weiteres Tragelement 7 an das untere Ende des Standrohres 7 angefügt, mit diesem verbunden und nach dem Schritthub das Schritthubwerk 2, das Standrohr 7 und die Vortriebsmaschine 6 auf den Riegeln 12 des

Schritthubwerkes 2 abgestützt wird. Hiernach' wird die Vortriebsmaschine 6 wieder gegenüber dem Hilfeechacht 1 bzw, aufgefahrenem Schacht S verspannt und ein weiterer Vortriebshub wird mit Hilfe ""^--.__

'10·· 13/0642 _BAD0R1GWA, .'""

7. ε. es

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(nicht näher dargestellter) Vortrlebshubantriebc der Vortriebsmaschine 6 zurückgelegt.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zum Vortreiben eines Schachtes mit einer Schacht- bzw. Tunnelvortriebsmaschine, insbesondere Bohrmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vortriebsmaschine (6) in einem Hilfsschacht (2) befindet, in dem sie verspannt gehalten, in Arbeitsstellung eingerichtet und aus der verspannten Stellung heraus direkt in das anstehende Gebirge vorgetrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vortriebsmaschine (6) am Ende des Vortriebshubes in dieser Position gehalten, die Vorspannung; (15) zwischen Maschine (16) und Hilfssc"hacht (2) gelöst, um einen dem Vortriebshub entsprechenden Hub nachbewegt, im Hilfeschacht wiederum verspannt und aus dieser verspannten Position um einen weiteren Vortriebnhüb in das anstehende Gebirge vorgetrieben wird.

3. Verfahren nach- Anspruch 1 und 2, · dadurch gekennzeichnet,

daß die Vortriebsmaschine (6) nach mehreren Vortriebsschritten aus dem Hilfsschacht (2) in den gebohrten Schacht (S) des Qebirges überführt, im weiteren Vortriebsverlauf im Schacht verspannt und um weitere

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_rVortriebsschritte vorbewegt wird..

U. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nacheinen der vorangehenden Ansprüche, ~"^v dadurch gekennzeichnet,

daß die Vortriebsmaschine (6) koaxial von einem Hilfsschacht (2) umfaßt ist, der mit einer Tragkonstruktion (8) eines kraftbetriebenen Schritthubwerkes (1) verbunden ist, und daß hubwerkseitig an die Vortriebsmaschine (6) Trag- und Stützeleir.ente (7), insbesondere Rohrschlüsse, anschließbar sind; "

5. Vorrichtung nach Anspruch U,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Schritthubwerk (1) mit hydraulischen Kolbeη/Zy-Ii₄. Feinheiten (Ii) mit daran angeschlossenen Füh rungemitteln (9) und Mitnehmern ClO) besteht»

6. Vorrichtung nach Anspruch H und 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trag- und Stützelemente (7) mit Stütznocken(13) versehen sind, die eich wahrend dee Schritthubes an den Mitenehmern (IC) abstützen und in der Schritthubendlage von kraftbetriebenen, quer zur Maschinenhauptachee bewegbar angeordneten Riegelelementen (12) getragen werden

7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet,

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daß die Stütznocken (13) lösbar mit den Tra^ele-

menten (7) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, . . dadurch gekennzeichnet»

• daß das Schritthubwerk (1) seitliche öffnungen (8¹) aufweist, in die weitere Tragelemente (7) einsetzbar, in Maschinenhauptachsriehtung zentrierbar und an die vorhandenen Tragelemente (7) anschließbar .sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, i' daß vorzugsweise seitlich an den Hilfsschacht (2) ein Transportmittel (19), vorzugsweise Hebezeug, fflr die nachzubauenden Trageleitente (7) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die aneinander angeschlossenen Tragelentente(7) eine säulenartige Stütze für die Vortriebsmaschine (6) bilden, wobei die vortrjtebsmaschinenseitigen Tragelemente (7')als Aufnahmenittel, insbesondere Behälter für Druckflüssigkeit sowie für verschiedene Antriebsaggregate dienen.

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-ir*

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11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die weiteren, sich an die als Aufnahmebehälter dienenden Tragelemente (7') angeschlossenen Tragelemente (7) als Abfeuereinrichtung für das Bohrklein dienen.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß ein oder mehrere seitlich neben der Vortriebsmaschine (6) angeordnete teleskopartipe Förderrohre (17) zwischen einer das Bohrklein aufnehmenden Wanne (Trog) (17) im Bereich des Vortriebswerkzeuges (18) und der Abfeuereinrichtung (7) angeordnet und mit diesen verbunden sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die aus Hubwerk (1), Kilfsschacht (2) und darin befindlicher Vortriebsmaschine (6) bestehende Baueinheit auf einem Fahrgestell (Unterwagen) (3) schwenkbar angeordnet ist und mit Hilfe einer kraftbetriebenen, am Fahrgestell abgestützten, vorzugsweise mit dem Hilfsschacht verbundenen Verstellzylindereinheit (5) in die jeweils gewünschte VortriebslSge bewegbar ist.

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14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, : '. ' daß die Baueinheit (1,2) tür Vortriebslagen im Bereich zwischen 0° und 9o° einrichtbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ' '. daß das Fahrgestell (3) mit einer Vorrichtung sum Drehen der Baueinheit um eine lotrechte Achse

_t t

versehen ist. '

ORfGiNAL

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