DE2045364A1

DE2045364A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abbau von erzarmem Gestein

Info

Publication number: DE2045364A1
Application number: DE19702045364
Authority: DE
Inventors: Rolf Granskog Karl Roland Skellefteaa Degerman (Schweden)
Original assignee: Linden Alimak AB, Skellefteaa (Schweden)
Priority date: 1969-09-15
Filing date: 1970-09-15
Publication date: 1971-03-25
Also published as: FI55894C; CH529912A; NO130838C; AT299854B; CA960706A; NO130838B; YU34448B; FR2061462A5; YU228970A; DE2045364C3; JPS5017003B1; DE2045364B2; FI55894B; ES383854A1

Description

6« HANAU - RUMERSTk. 19 ■ POiTfACKm · TEL.20B03 - TELEgRAMMt HANAUPATENT · TELEX: 4 Witt p.t

Linden Aliriak AD 14. September 197o

931 o3 Skelleftea Str-Schu/Nie - Io

Schweden

Verfahren und Vorrichtung zum Abbau von erzarniem Gestein

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von erzarmem Gestein oder von Erzkörper, um sowohl horizontale Stollen oder nach oben ansteigende Stollen anzulegen, deren Steigung

h
geringer ist als der Schuttwinkel des gelösten Materials, als auch um vertikalen Abbau von Bruchfeidern in üblichen erzführenden Schichten im Stoßbau, Kammerbau und bestimmten Arten von Firstenstoßbau betreiben zu können.

Stollen mit einer Steigung, die geringer ist als der Schuttwinkel des gelösten Materials, werden im Gegensatz sowohl zum vertikalen Abbau als auch zum Abbau von ansteigenden Stollen, bei denen der Schuttwinkel des ansteigenden Stollens größer ist als der des abgelösten Materials, noch unmechanisch vorgetrieben. Diese Stollen worden gegenwärtig noch _mit handbedienten Bohrern vorgearbeitet, und der Abbraum wird durch

1098137 1208 - ² -

SchürfVorrichtungen und Fahrzeuge abgefördert, welch· wegen ihrer erforderlichen Größe eine unmittelbare Aufnahm· des Abraums verhindern, wodurch sich eine geringe Abbaukapazität ergibt, die zu schlechter Wirtschaftlichkeit führt.

Beim bekannten konventionellen Abbau erzführender Schichten können nur annähernd 4o % des abgelösten Haufwerks während der Hauphnse abgeräumt werden. Der verbleibende Rest muß zurückgelassen werden, um eine Plattform für die Abbauauerüstung und die Bergleute zu schaffen, was so zu einer unwirtschaftlichen Verwendung führt, weil das investierte Kapital nur in der Endphase des Abbaus wieder voll eingebracht werden kann. Wenn darüber hinaus während der Phase des Abförderns die hängenden Wände herunterbrechen, sind in den meisten Fällen große Erzverluste unvermeidbar, und außerdem kann die übliche Kammerbauweise oder Firstenbauweise nicht beim Abbau von Erzen oder Gestein angewandt werden, die Stoffe enthalten, die ein Ablagern des Versatzes in der Kammer oder im Streb unmöglich machen.

Beim Firstenstoßbau, bei dem die Plattform für die Bohrausrüstung und die Bergleute durch Auffüllen von Sand als Versatz geschaffen wird, wobei für das Einbringen des Versatzes oder zumindest das Abfördern des hereingewonnenen Haufwerkes Rohrleitungen benutzt werden, kann selbstverständlich die gesamte Erz- und/oder Gesteinsmenge nach dem Abbau direkt abgefördert werden. Aber in diesem Fall sind die Kosten für die Ausrüstung und den sofort notwendigen Sand sehr hoch, so daß dieses Verfahren nicht rentabel ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Abbau von erzarmem Gestein oder Erzkörper zu schaffe», bei welchem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden.

Das Verfahren zum Abbau von erzarmem Gestein oder Erzkörper, zum Anlegen von im wesentlichen horizontalen Stollen oder

109813/1208 - 3 -

oben ansteigenden Stollen rait einer Steigung, die geringer ist als der Schuttwinkel des abgelösten Materials, bzw. zum Katnmerabbati oder zxim Firstenstoßbau zeichnet sich erfindungsgemäß allgei.iein dadurch aus , daß der Abbau mit einer Abbaueinheit durchgeführt wird, welche an den Schienen ancfer Decke der Stollen oder der Kammern beweglich aufgehängt ist. Hinsichtlich der Anordnung in nach oben ansteigenden Stollen, deren Steigung geringer ist als der Schuttwinkel des abgelösten Materials, wird das hineingewonnene Haufwerk mit einer Ladeeinheit und einem Förderwagen abgefördert,welche an den Schienen aufgehängt sind und darauf einzeln oder in Verbindung miteinander bewegt werden können.

Der Abtransport des gelösten Materials wird vorzugsweise von dessen Mitte aus begonnen. Die Ladeeinheit weist einen Rahmen, eine Beladeriune, einen Schürfer und einen Schürflader auf und kann vorzugsweise entlang den Schienen entweder durch die Abbaueinheit oder den Förderwagen nach oben bewegt werden. Der letztere kann durch eine Antriebseinheit mit einer Pneumatik, einem Elektromotor oder einer Brennkraftmaschine bewegt werden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematiechen vertikalen Schnitt durch einen zur horizontalen Ebene geneigten Stollen und eine Abbauvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt (Flachriß) durch eine unterirdische Lagerstätte und

10 9 8 13 7 1 20 8

Fig. h einen vertikalen Schnitt (Flachriß) durch einen zur horizontalen Ebene geneigte« Stollen und Vorrichtungen sum Abfördern des hereingenommenen Haufwerks zur Durchführung des Verfahren« gemnß der Erfindung.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß in einer Decke 3 eines Stollens Schienen 1 festgemacht sind. Diese Schienen 1 sind vorzugsweise mit Expansions-Bolzenschrauben befestigt, und die Schienen 1 bestehen vorzugsweise aus Standardeinheiten, wodurch ihre Handhabung erleichtert wird und eine große Tragkapazitnt zur Verfugung steht. Der Abbau wird mit einer an den Schienen aufgehängten Abbaueinheit k durchgeführt. Die Verbindung mit der Abbaueinheit k wird durch einen aufzugkäfigartigen Förderwagen 5 hergestellt und außerdem wird die Abbaueinheit 4 vorzugsweise entlang den Schienen durch eine Antriebseinheit bewogt, die luftangetrieben sein kann, wobei die Druckluft an die Antriebseinheit über Schläuche und Schlauchtrommeln 6 herangeführt wird, welche sich in einem Betriebsraum 16 befinden, wobei die Schläuche entlang den Schienen 1 auf Rollen laufen. Luft und Wasser werden der Abbaueinheit k gleichfalls entlang den Schienen 1 zugeführt. Wenn das hereingewonnene Haufwerk 7 in dem Stollen 2 ein Stück zurück nach unten fällt und damit an einer mehr oder weniger vertikalen Fläche 8 bis nahe an die Decke des Stollens 2 anliegt, ist es mittels der on den Deckenschienen aufgehängten Abbaueinheit k möglich, die Abbauarbeit unmittelbar wieder aufzunehmen und nicht erst warten zu müssen

bis das Haufwerk 7 entfernt worden ist.

Wird das Verfahren gemäß der Erfindung auf kammerartigen Bau entsprechend Fig. 3 angewandt, geht es von einem Förderstollen 9 aus, von dem ein Überbruch Io noch oben zu einer Betriebsstrecke 11 getrieben ist. Die Arbeit wird von einer kletternden Laufkatze an Schienen ausgeführt. Vom Förders tollen 9 wird dann eine Anzahl von Stichlöchern oder Förderüberhauen 12 zu

109813/1208

einem Stollen hochgetrieben, der darüber liegt und parallel mit dem Forders tollen 9 verlauft, und der den unteren Teil einer Kammer 13 darstellt. Der mit dem Förderstallen 9 parallel laufende Stollen wird mit konventionellen Methoden oder wie zuvor beschrieben Vorgetrieben. Das während der vorbereitenden Arbeiten gelöste Erz und/oder Gestein wird aus der Kammer 13 durch die Förderüberhauen 12 in den Förderetollen 9 hinabbefördert.

Nachdem die vorbereitenden Arbeiten beendet sind, wird mit dem tatsachlichen Abbau begonnen. Zuerst werden die Schienen 1 so verlängert, daß ihre vertikale Erstreckung im Überbruch Io mittels gebogenen Verbindungseinholten 14 bis in die horizontale Richtung in der Betriebsstrecke 11 verlängert wird. Die Abbaueinheit ^!k, der Förderwagen 5i die Schlauchtromtaein 6, die Schläuche, die notwendigen Schienen und andere Hilfsmittel werden dann in die Betriebsetrecke 11 gebracht, wo die Abbaueinheit 4 und der Förderwagen 5 auf den horizontalen Teil der Schienen 1 angebracht werden*

Die Abbaueinheit 4 wird dann im Überbruch Io hinuntergetrieben, um die Biegung zwischen dem Förderstollen 9 und der Decke der Kammer vorzubereiten, worauf die Schienen so verlängert werden, daß sie in vertikaler Richtung bis zu gebogenen Verbindungseinheiten 15 und dahinter in horizontaler Richtung entlang der Decke der Kammer 13 verlaufen. Das Verlängern und Befesti-, gen der Schienen wird von einer Plattform aus durchgeführt, die am Vorderteil der Abbaueinheit 4 angeordnet ist. Dann wird mit dem horizontalen Abbau der Decke der Kammer begonnen, wobei die Sprengarbeit von der Betriebsatrecke 11 aus elektrisch gesteuert wird. Nach der Sprengung wird die Abbaueinheit erneut nach unten in die Kammer 13 verfahren, worauf die Decke gesäubert und dio notwendigen Schienen befestigt werden. Dbt horizontale Abbau wird stufenweise durch die ganze Kammer 13 wiederholt.

109813/1208 -6 -

An dem am weitesten vom Überbruch Io entfernt gelegenen linde der Kornpier 13 wird mit einem fächerartigen vertikalen Abbavi begonnen, wenn der horizontale Abbau beendet 1st.

Nachdem der vertikale Abbau abgeschlossen ist, werden die Bohrlöcher gefüllt, die Schienen 1 aus dem Abbaugebiet entfernt, und die Sprengung wird durchgeführt. Die Menge des bei jeder Sprengung gelösten Erze· wird durch die tatsächlichen Sprengfaktoren bestimmt. Durch Wiederholen des Vorganges wird die Ausgangsposition am Überbruch Io erreicht. Auf diese Weise wird der Arbeitszyklus einige Male wiederholt, was von der Höhe der Festigkeit dor Wände der Kammer abhängt·

Leim erfindungsgemäfton Verfahren zum Vorantreiben eines schräg nach oben vorlaufenden Stollens, dessen Steigwinkel geringer ist als der Schuttwinkel des gelösten Haufwerkes (siehe Fig. k) , werden die Stollen mit der Abbaueinheit k vorangetrieben, beispielsweise einer Dohroinheit, die mit einer oder mehreren hydraulisch und unabhängig betx'iebonen Spreizen mit Aufgabevorriclitungen versehon ist. Es ist darüber hinaus eine Spezialplattfortn zum Behandeln und Handhaben des Bohrgerätes vorhanden. Die Bohreinheit 4 und die Aufgabevorrichtungen werden mit Druckluft botrieben, dia entlang den Schienen 1 zugeführt wird, und die Antriebseinheiten für den Förderwagon sind vorzugsweise von derselben bekannten Art wie sie bei der zuvor erwähnten Kletterlaufkatze, angewandt werden. Entweder erfolgt dor An-. trieb mit durch Schläuche bzw. Kabel zugeführter Luft oder Strom oder mit einer Brennkraftmaschine. Das Öl für ein Hydrauliksystem wird von einer luftangetriebenen Pumpeneinheit unter Druck gesetzt.

Das gelöste Material wird dann durch eine Materialtranaporteinhoit abgefordert, die aus einer Ladeeinheit 1? «nd einem Förderwagen Id besteht, welche wio die Bohroinheit k entlang den Schienen 1 beweglich sind, die an der Decke des Stollen* 2 angeordnet

109813/1208 " ⁷ "

sind. DiO Ladeeinheit weist einen Rahmen 19» eine Beladerinne 2o, einen Schrapplader 21 und einen Schrappladerseilzug 22 auf. Die Ladeeinheit 17 hat keine Antriebseinheit und wird entlang den Schienen 1 nach oben zur Wand Ö mit der Dohreinheit k oder dem Förderwagen 1Ü verfahren. Es sind darüber hinaus zwei hydraulische Stempelbeine als Abstützung während des Schaufelne vorgesehen. Des gelöste Material wird vom Förderwagen 13 abgefordert.

Die verschiedenen Teile der Vorrichtung sind aufeinander abgestimmt und-'lullten einander ein funktionclles Gleichgewicht, so daß für Beladen und Transport ungefähr dieselbe Zeit gebraucht wird, wie zum Vorbereiten der nächsten liiebrunde.

Das Verfahren laßt sich vorteilhafterweise von nur zwei Mannern ausführen (einer zum bohren, einer zum Beladen und Traneportieren) , was verglichen mit anderen praktizierten Verfahren einen großen Fortechritt darstellt.

Sobald nach einer Sprengung der Stollen 2 zugänglich ist, kann das Verlängern der Schienen 1, Saubern und Bohren zur selben Zeit wie das Beladen durchgeführt werden. Die Belüftung erfolgt gleichfalls über die Schienen 1.

Das Abfördern dee gelösten Haufwerke wird vorzugsweise folgendermaßen durchgeführt. Zuerst werden Rollen 23 des Schrappladerseilzuges 22 an der Wand 8 befestigt, worauf beginnend an der Mittellinie dee Stollens 2 mit dem Schürfen angefangen werden kann, und zwar zur gleichen Zeit mit dem Bohren an der Decke des Stollens 2. Es ist wichtig, dall mit dem Schürfen des gelöste« Haufwerke in der Mitte des Stollene begonnen wird, da dadurch mit dem Bohren eines neuen Einschnittes so bald wie möglich begonnen werden kann.

109813/1208 - β -

Das Sphürfon kann beendet werden, während der Schni^v; und die Löcher im oberen Toil der Wand ti gebohrt werden, wonach da« IJo in de u begonnen wird.

Sowohl der Abbau als auch das Beladen und der Transport sind vollkommen mechanisiert und werden dadurch arbeitssparend ausgeführt.

Die Abbauknpazitöt ist sehr zufriedenstellend, weil eine, zwei odor mcihr Bohrmaschinen gleichzeitig arbeiten können.

Obgleich die Erfindung mit an einem Schienenstrang hängender Sohroinheit und Materialtransportvorrichtung beschrieben worder. ist, ist es selbstverständlich, daß sie ebenso an zwei oder mehreren Schieneiistrün;;en aufgehängt werden können, wenn dies beispielsweise wogen des Gewichtes der Vorrichtung notwendig so in sollte.

Ansprüche:

10 9 8 13/1208

Claims

. 9 -Ansprüche

Verfahren zum Abbau von erzarmetn Gestein oder Erzkörper in horizontalen oder nach oben ansteigenden Stollen, deren Steigungswinkel geringer ist als der Schuttwinkel des abgelösten Materials, oder zum vertikalen Abbau in Kammern, dadurch gekennzeichnet , daß der Abbau mit einer Abbaueinheit (4) durchgeführt wird, welche an Schienen (1) an der Decke der Stollen (2) oder der Kammer (13) aufgehängt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h η e t , daß die Abbaueinheit (4) eine Bohreinheit aufweist.

Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 zum Abbau in Kammern, vorzugsweise mit firstenbauartigem Verhieb und/oder in Stoßbauweise, dadurch gekennzeichne t , daß da« Bohren des abzubauenden Gebirges oder Gesteine am Ende der Kammer (13) begonnen wird, das von einem Überbruch (Io) am weitesten entfernt liegt! und daß der Abbau stufenweise in Richtung auf den Überbruch (to) hin erfolgt, worauf an der gebildeten Decke neue Schienen befestigt werden, und daß dieses Verfahren entsprechend * der Höhe des Überbr^chs (lo) mehrere Male wiederholt wird.

Verfahren gemäß AnepJhich 1 oder 2 zum Abbau in nach oben ansteigenden Stollen mit einer Steigung, die geringer ist als der Schuttwinkel des gelösten Materials, dadurch gek. ennze i c»h net, datt das gelöste Material von einer Ladeeinheit (17) und einem Förderwagen (1Ö) abgefördert wird, welche an den Schienen (l) aufgehängt sind und sich daran entweder einzeln oder in Verbindung miteinander bewegen können.

109813/1208 _ _lo .

- Io -

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn-

z e i chne t , daß mit dem Laden in der Mitte des gelösten Materials begonnen wird.

6. Materialtransportvorrichtung zum Durchführen des Verfahren» gemäß Anspruch 4 und/oder 5 t dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine an Schienen (l) aufgehängte und hiervon entweder einzeln'oder in Verbindung miteinander bewegliche Ladeeinheit (17) und Förderwagen (Id) aufweist.

7. Materialtransportvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ladeeinheit (17) einen Rahmen (19), eine Beladerinne (2o), einen Schürfer (21) und einen Schürflader (22) aufweist.

£>. Mnterialtransportvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7 ι dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinheit (17) sich entlang den Schienen (l) entweder durch die Abbaueinheit (k) oder den Förderwagen (18) nach oben bewegen kann.

9· Materialtransportvorrichtung gemäß einem .der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderwagen (18). von einer Antriebseinheit mit Pneumatik, Elektromotor oder Brennkraftmaschine bewegt werden kann.

109813/1208