DE1906147C3 - Vorrichtung zum Auffahren von schichtenparallelen, insbesondere flözgängigen Bohrungen und Verwendung dieser Vorrichtung bei einem Gewinnungsverfahren für den Flözbergbau unter Tage - Google Patents

Description

nen (⁵²£'s»»J· ^ _{den Ansprü}chen ■■*

11. vor ^D _tte!iCnnzeichnet, daß die de-.

und 10, _^üd"^ur(-' ?,,,,,, _UnKip_en Bohrkronen (5c ^nac»|ff^al^ 1 ",„sehe Gestängeführung (S«f) ^{bls 5}*V Siif/cn "(62 und 63) für die StöLi«

v Bohrungen aufweist, n be y

Frfindunii K-tritft eine Vorrichtung zum Am-Die brtindunj, η ¹J_1116n Bohrungen in Cn-fahien von *■»»■";■ ^- ^ .^ _Nebengestein sind, beschichten. ·> ^ ^, il

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eines dienenden, ο

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ermöglichen infolge ihrer g^ J ^_n verhältnismäßig Flozgang.gke J^ Au un _{Hch jn dcf} ;

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Das ist er al 111 life fe
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lallt und

g nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrischen Führungen (40) jeweils eine zwischen zwei äußeren Absätzen l„)^]des Gestänges (2) verschieben gelagerte sonders stark,
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Dann

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bereiten. ^ _{der Fa}„

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bildet. Wenn der Bohrer _{bereitct deren} rückwärtie, des Gestänges eben-Schwierigkeiten sind be-

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Vor^htung nach den Ant^g^

tiefen Bohrungen und beim Abbau »eicht der anderen Bere,che,_;der^-hn^sind Vo,

in Blirtcn nm «nkrechlen oder überkippten l VWBeI zusammenarbdl«, Verbreitern

des Bohrloches dient (vgl. USA.-Patentschrifi 2 084 421, ausgelegte deutsehe Patentanmeldung S41523VI/5a, deutsche Palentschrift 210 937)'. Weiter sind Vorrichtungen zum Bohren von senkrechten Bohrlöchern bekannt, bei denen zur Verbesserung der Geradführung des Bohrers auf dem Bohrgeslänge weitere Meißel angebracht sind (vgl. USA.-Patenlschriften 1 045 95Λ und 1848 762). Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch das Auffahren von schichtenparaflelen und "insbesondere flözgängigen Bohrungen nicht beeinflussen krnnen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß sie beim Vorhandensein von Schwierigkeiten, welche ein Ziehen des Gestänges erschweren oder gar verhindern, eine Wiedergewinnung des Gestänges und der auf ihm befindlichen Bohrausrüstung ermöglicht.

Dieses Problem löst die Erfindung dadurch, daß dem flözgängigen Bohrmeißel eine flözgängige, mit dem Bohrgestänge umlaufende Bohrkrone nachgeschaltet ist, auf deren Stirnseiten spiegelsymmetrisch überwiegend in bezug auf den Bohrkronenkörper radialtangentiale Bohrschneiden angeordnet sind.

Diese vornehmlich in geringem Abstand von etwa «5 1 bis 3 m hinter dem flözgängigen Bohrer angeordnete, nachgeschaltete flözgängige Bohrkrone hat den Vorteil, daß sie den flözgängigen Effekt der Vorrichtung beim Bohren nicht beeinträchtigt und gleichzeitig eine bessere Führung des Gestänges sowie eine Glättung der Bohrlochsvandungen bewirkt. Dadurch werden beim Ziehen die an der Spitze des Bohrgestänges sitzende Bohrkrone und die ihr nachgeschalteten Laftgloehgeslängeführungen von den Bohrlochstößen frei und können sich nicht festsetzen. Wird der Freischnitt beim Ziehen des Gestänges ausgeführt, so wird infolge der Flözgängigkeit dieses Schnittes sein Verlaufen in das Nebengestein verhindert, auch wenn bereits beim Auffahren der Bohrung durchörterte Störungen freizuschneiden sind.

Erfindungsgemäß empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die radialtangentialen Bohrschneiden auf nach einer Schraubenlinie gekrümmten Werkzeughaltern angeordnet sind und daß die Werkzeughalter von der Peripherie des Werkzeugträgers ausgehend sich bis zu einem Durchmesser hin erstrecken, der mindestens dem Außendurchmesser des vorgeschalteten flözgängigen Bohrmeißels entspricht. Zweckmäßigerweise weiden weitere Meißel zur Zerstörung von großstückigem Material an der Vorrichtung angebracht.

Wenn bei einer solchen Bohrkrone die Anordnung so getroffen wird, daß die vorgeschaltete flözgängige Bohrkrone an der Vorder- und Hinterseite mit zwei gekrümmten Werkzeughaltern in gegenüberliegender Anordnung versehen ist und die Werkzeughalter auf einer Bohrkronenseite im Bereich zwischen den Werkzeughaltern auf der anderen Seite angeordnet sind, dann wird beim Ziehen des Bohrgestänges eine Ringfläche freigehalten bzw. abgetragen, deren Außendurchmesser der beim Vortreiben der Bohrung hergestellten Ringfläche entspricht. Es erfolgt also heim Ziehen wiederum ein Freischneiden und Glätten, wobei die Bohrlochstöße nach dem Schneidprinzip angegriffen werden, das den flözgängigen Effekt herbeiführt. Dieser flözgängige Effekt bleibt daher auch beim Ziehen der Bohrung erhalten. Das ist der Fall, weil durch symmetrische Anordnung der beim Ziehen des Bohrgestänges wirksam werdenden flözgängigen Bohrschneiden aus einer Rechtsschraube eine Linksschiaube entsteht.

Die Langlochführungen haben den Zweck, das Oszillieren der an der Spitze des Bohrgestänges sitzenden flözgängigen Bohrkrone zwischen den Horizonten des Nebengesteines zu ermöglichen. Da diese Bewegungen, des Bohrgestänges in gewisser Entfernung von der Bohrkrone stark abnehmen, liegt es nahe, in weiterer Entfernung von der Spitze des Bohrgestänges Führungen mit zentrischer Führung des Bohrgestänges vorzusehen. Dann zeigt es sich jedoch, daß diese Führungen ebenfalls ein Festhaken des Gestänges bewirken können. Dieser Nachteil der zentrischen Gestängeführungen wird erfindungsgemäß dadurch' ausgeschaltet, daß die auf den Stößen liegenden Stützen der zentrischen Gestängeführungen mit Hilfe der Längsbewegung des Bohrgestänges radial verstellbar gemacht werden. Das kann dadurch geschehen, daß die zentrischen Führungen jeweils eine zwischen zwei äußeren Absätzen des Gestänges verschieblich gelagerte Hülse aufweisen, an der radiale Lenker gelagert sind* die die Stützen für die Bohrlochstöße tragen. Die Stützen sind zweckmäßig kalottenförmig ausgebildet.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung läßt sich mit Vorteil zur Durchführung eines Gewinnungsverfahrens für den Flözbergbau unter Tage in mäßig bis stark geneigter Lagerung mit schwebendem Verhieb und im Rückbau verwenden; dieses Gewinnungsverfahren besteht darin, daß das Flöz scheibenweise in Blöcken mit senkrechten oder überkippten Stößen zwischen verbleibenden Pfeilern hereingewonnen wird und die Hercingewinnung jedes Blockes durch Aufbohren mit nebeneinander und gleichzeitig von unten nach oben vorgetriebenen flözgängigen Bohrkronen, die von stationären Bohrmaschinen über gemeinsam geführte Bohrgestänge angetrieben werden, vorgenommen wird.

Insbesondere sind bei einer solchen Vorrichtung die den Bohrern und deren Langlochgestängeführung nachgeschalteten, drehenden, schicht- bzw. flözgängigen Bohrkronen ebenso gestaffelt wie die Bohrkronen, welche das Abbohren des Blockes besorgen. Bei der den nachgeschalteten flözgängigen Bohrkronen folgenden zentrischen Gestängeführung genügt es allerdings, wenn sich die kartenförmigen Stützen auf die Stöße der beiden außenliegenden Bohrungen abstützen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert, es zeigt

F i g. I schematisch die Vorrichtung gemäß der Erfindung beim Auffahren einer Bohrung,

F i g. 2 in der F i g. 1 entsprechender Darstellung die Vorrichtung gemäß der Erfindung beim Ziehen des Bohrgestänges,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IU der Fig. 1,

Fig.4 eine Draufsicht auf die nachgeschaltete flözgängige Bohrkrone,

F i g. 5 eine Seitenansicht des Gegenstandes nach F i g. 4,

F i g. 6 eine Draufsicht auf den vorderen Teil einer Einrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Gewinnungsverfahrens.

Die in den Fig. 1 und 2 wiedergegebene Vorrichtung dient zum Auffahren von schichtenparallelen Bohrungen in Gebirgsschichten. Im Falle des Aus-

führungslvjispielcs handelt es sich um Kohle, die wei- Kingfläche 15 iiuch Art einer Schraubcniiächc, wie .her ist als ihr Nehengesttni. Das Aulfnhrcn der sie vom Bohrer I hergestellt wird, abgetragen wird. Bohrungen erfolgt mit Hilfe eines flozgängigcn Boh- Wenn das Gestänge 2 mit der gleichen Drehrichtung rers I. dessen flözweisender F'Jfckt im wesentlichen gezogen wird, stellt die nachgcschaltetc lilözgäogige, darauf beruht, daß auf einem mit dem Bohrge- 5 Bohrkrone 12 mit ihren auf den Werkzeughaltern 23 stange 2 drehenden Werkzeugträger 4 vorwiegend ra- und 24 befestigten Bohrschneiden 26 die Ringfläche dialtangential .angreifende Bohrmeißel auf Werk- 16 in entsprechender Weise her. Das erklärt sich darz.eughallern 5 in bestimmter Weise angeordnet sind. aus, daß durch die symmetrische Anordnung der Die Anordnung erlolgt so, daß der Eingriff der rückwärts gerichteten BoIuschneiden 26 aus einer Bohrwerkzeuge längs einer Schraubenlinie erfolgt. !■-· Rechtsschraube eine Linksschraube entsteht. Hs än-Vorschub und Drehung des Gestänges 2 sind so auf- dcrt sich also der Drehsinn tier Schraube bei Beibeeinander abgestimmt, daß die Bohrwerkzeuge eine haltung der Vortriebsdrehrichtung des Gestänges 2. Schraubenfläche bearbeiten, in der alle Schraubenii- Die nachgeschaltete flözgängige Bohrkrone 12 benien liegen, längs der sich die Werkzeuge bewegen. sitzt also an jeder ihrer Seiten zwei gekrümmte Das Bohrprinzip als solches ist nicht Gegenstand der 15 Werkzeughalter 21, 22 bzw. 23, 24, wobei sich die Erfindung und braucht daher nicht näher erläutert zu auf einer Seite liegenden Werkzeughalter gegenüberwerden. Dem flözgängigen Bohrer I ist eine Gestän- stehen. Die Werkzeughalter 23, 24 auf der gegen geführung 6 nachgcschaltct, welche auf radialen Trä- überliegenden Seite sind entsprechend angeordnet, gern 7 Stützen 8 besitzt, welche sich auf den Stoßen 9 im übrigen aber so, daß sie im Bereich zwischen den der vom Bohrer I hergestellten Bohrung abstützen. *o Werkzeughaltern 21 und 22 auf der anderen Seite Die Träger 7 sitzen außen auf einer Hülse 3, die eine angeordnet sind.

axiale, langlochförmige Öffnung 10 umschließt, Die Speichen 19 des Werkzeugträgers 17 sind zum

durch welche das Bohrgestänge 2 hindurchgeführt ist. Lösen und Zertrümmern von Verstopfern im Bohr-

Die Langlochführung ist so orientiert, daß der flöz- loch mit vorwärts gerichteten, axial angestellten Mei-

gängige Bohrer I zwischen den nicht dargestellten 25 ßcln 30 bestückt.

Nebengesleinshorizonten oszillieren und damit seine Die in den Fig. I und 2 wiedergegebene Vorrich-

flözgängige Wirkung entwickeln kann. lung besitzt außer den bereits erwähnten und bc-

Das Bohrgestänge besteht aus einzelnen Zügen 2, schricbenen Langlochführungen 6 der nachgeschaltc-

Ia, Ib usw. Die Züge sind durch Verbindungsmuf- ten flözgängigen Bohrkrone 12 nachgeschaltete zen-

fen Il aneinander angeschlossen, und diese Verbin- 30 irische Gestängeführungen 40. Die zentrischen Ge-

dungsmuffen 11 bilden nach außen vom Gestänge slängeführungen 40 besitzen eine Hülse 4J, die auf

abstehende Vorsprünge. dem Geslängezug la frei gleiten kann. Dabei bewegt

Dem Bohrer 1 und dessen Langlochgestängefüh- sich die Hülse 41 zwischen zwei Vorsprüngen 11 des

rung 6 ist eine mit dem Bohrgestänge 2 drehende, Gestänges 2. Beim Vortrieb, der in Fi g. I dargestellt

schicht- bzw. flözgangige Bohrkrone 12 nachgeschal- 3·· ist, ruht die Hülse 41 auf dem Vorsprung U z.wi-

tet, die in Vortriebsriclitung, wie durch den Pfeil in sehen den Gestängezügen la und Ib Die Hülse 41

F i g. I angedeutet, aber auch beim Ziehen in Rieh- tragt außen Konsolen 42 zur schwenkbaren Lage-

tung des Pfeiles 14 nach F ί g. 2 einen Freischnin rung von radialen Lenkern 43, deren Enden in Kon

durch Abtragen einer Ringfläche IS bzw. 16 aus- solen 44 liegen, die innen an kaloltenförmigen Stiii

führt. *" zcn 45 angebracht sind.

Zu diesem Zweck ist die Bohrkrone 12 gemäß den Stüizt sich die Hülse 41 auf den Vorsprung Il

F i g. 4 und 5 aufgebaut. zwischen den GeMängezügen la und 2 ft ab, so sind

Die nachgeschaltete Bohrkrone 12 besitzt einen die Lenker 43 gespreizt, und die Stützen 45 liegen

mit dem Bohrgestänge 2 drehenden Werkzeugträger den Stoßen 9 a an, die zuvor von der nachgeschalte

17. Der Werkzeugträger !7 hat eine Nabe 18 mit 45 ten flözgängigen Bohrkrone 12 hergestellt worden

Speichen 19 und einer Felge 20. Auf den Speichen sind.Wenn dagegen das Gestänge 2 gezogen wird

19 und der Felge 20 sind Werkzeughalter 21 bis 24 können die Lenker 43 zuiückklappen und verbringen

von unter sich gleicher Ausbildung befestigt. Die die kaloltenförmigen Stützen 45 näher an das Ge

Werkzeughalter 21 bis 24 bestehen wie die Werk- stange 2, so daß die zentrische Gestängefuhr ung 40

zeughalterS des Bohrers 1 aus Segmenten, die nach 5° durch einen infolge des Gebirgsdruckes verenglcn

einer Schraubenfläche, und zwar der, die mit dem Bereich 49 der Bohrung gelangen kann.

Bohrer I hergestellt wird, gekrümmt sind. Auf den In I- i g. ft ist der vordere Teil einer Hinrichtung

Werkzeughaltern 21 bis 24 sitzen die Bohrschneiden wiedergegeben, mit dor em besonderes Gewinnung¹-.

26 mil Hartmet;illeinsät7en 27 Ls ist ersichtlich, da!.¹, verfahien für den I Wi/bergbau unter Tage in miißii·

diese Schneiden einen vorwiegend radiallangential 55 bis si;irk geneigti-r I ageiung mit schwebendem Wi

zur Hohiloihachsc verlaufenden Angriff ausüben Im hieb und im Riickhau möglich ist. Bei diesem Wr

übrigen reichen alle Werkzeughalter 21 bis 24 jeweils fahren wird das I lö/ scheibenweise in Blöcken mil

mit einem Lude bis zur Peripherie des Werkzeugträ- senkrechten oder überkippien Stößen zwischen vcr

g'-Ts 17, d. h etwas über die äußeren Begrenzungen bleibenden !Meilern hereingewonnen. Dieser herein

der I elge 20 hinaus Sie erstrecken sich mit ihrem 60 gewonnene Block iM mit 50 bezeichnet, der letzte der

anderen Lude nach innen, und zwar bis zu einem verbleibenden Pleiler trägt das Bezueweichen 51

Durchmesser, der kleinci als der Außendiirchmesser Die Hereingewinnung jedes Blockes 50 erfolgt dimIi

des vorgeschalteten flözgängigen Bohrers 1 ist. Aufbohren mit nebeneinander und gleichzeitig von

I ι μ.4 /Mg» eint Draufsicht auf diejenigen Werk- unten nach oben vorgetriebenen flöz.gängi'jen B.ihr zeughalin ■ <*K he beim Auffahren der Bohrung /iir 65 kronen 52, 53 und 54. Diese werden iiber^Gesiangr

Wirkiin» I·.-.minen Fs handelt such um die Werkzeug- 52 η bis 54 η von nicht dargestellten stationären

halter 21 .in·! H Ls ist aus den Fig. I₁ 2 und S er Bohrmaschinen angetrieben. Die Bohrmaschinen' be sichtlich. i!;i!i I ' ' R<chtsdrehung des Gestänges 2 die finden sich in einer unteren

Die (jestänge 52 a bis 54o sind gemeinsam geführt, und zwar zunächst in einer gemeinsamen Langlochführung 55, welclie ein Oszillieren der Bohrkronen 52, 53, 54 ermöglicht

Die Bohrkronen 52, 53, 54 sind gegeneinander versetz! angeordnet. Die gleiche Versetzung /eigen die hinter «Jen Langloch führungen SS laufenden flözp.ä'ngigcn Bohrkronen 56, 57, 58.

Hinler diesen flözgängigen Bohrkronen 56, 57, 58 befinden sieh zentrische (icstängeführungen 59. Diese tragen im Hereich der beiden von den äußeren Bohrkronen 56, 57, 58 hergestellten Stöße 60 und 61 kaloitcnförmige Stützen 62, 63; im übrigen entspricht die zentrische Ciestängcfiihrung 59 in ihren Einzelheiten den Gestängefülirungen 40, die oben im Zu sammcnhang mit den F i g. I und 2 erläutert wurden.

ilicr/u 2 Blatt Zeichnungen

409 60h V

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auffahren von schichtenparallelen Bohrungen in Gebirgsschichten, die weicher als ihr Nebengestein sind, insbesondere von flözgängigen Bohrungen, mittels eines drehenden, flözgängigen Bohrmeißels und zum flözüängii>en Ziehen des Bohrgestänges, dadurch gekennzeichnet, daß dem flözgängigen to Bohrmeißel (1) eine flözgängige, mit dem Bohrgestänge (2) umlaufende Bohrkrone (12) nachgeschaltet ist, auf deren Stirnseiten spiegelsymmeirisch überwiegend in bezug auf den Bohrkronenkörper radialtangentiale Bohrschneiden (26) an- «eordnet sind.

' 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiuHangentialen Bohrschneiden (26) auf nach einer Schraubenlinie gekrümmten Werkzeughaltern (21 bis 24) angeordnet sind und daß die Werkzeughalter (21 bis 24) von der Peripherie des Werkzeugträgers (17) ausgehend sich bis zu einem Durchmesser hin erstrecken, der mindestens dem Außendurchmesser des vorgeschalteten flözgängigen Bohrmeißels (1) *5 entspricht. '

3 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ^-kennzeichnet, daß weitere Meißel (30) zur Zerstörung von großstückigem Material an der Vorrichtung angebracht sind. 3< >

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschaltete flözgängiBC Bohrkrone (12) an der Vorder- und Hinferseiie mit je zwei gekrümmten Werkzeughaltern (21, 22; 23. 24) in gegenuberhegender symmetrischer Anordnung versehen ist und daß die Werkzeughalter (21. 22) der einen Bohrkronenseite im Bereich zwischen den Werkzeughaitern (23, 24) der anderen Seite angeordnet sind

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meißel (30) zur Zerstörung des grobstückigen Materials neben den Werkzeughaltern (21 bis 24) auf dem Werkycugträgcr (17) angeordnet sind. .

h. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgeschalte-,en flözgängigen Bohrkrone (12) zentr.sche Gestängeführungen (40) nachgeschaltet sind, deren auf den Stoßen liegende Stützen (45) mit Hilfe der Längsbewegung des Bohrgestanges radial Blockes durch Aufbohren mit nebeneinander und S "chzeiÜR von unten nach oben vorgetriebenen fcä3n Bohrkronen, die von stationären iiozguiigiB ^ gemeinsam geführte Bohr-

Bohrmaschinen => _v._erJen vorgenommen

gestänge angeuicot

wird ^_{h Anspruch 9]} dadurch ge-

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