DE2059535B2 - Vorrichtung zum Fächerbohren in untertägigen Hohlräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fächerbohren in untertätigen Hohlräumen, die einen um seine Längsachse drehbaren Arm aufweist, an dem ein um eine zu diesem senkrechte Achse verschwenkbarer Auslegerkopf angebracht ist, der einen zu seiner Längsachse quer liegenden und um diese Achse drehbaren Sattel für die Vorschublafette des Bohrhammers trägt.

Unter Fächerbohrung versteht man, daß von einem im voraus fertig getriebenen untertätigen Hohlraum her mit Hilfe von Verlängerungsstangen radiale Löcher von bis zu mehreren zehn Metern Länge zwecks Absprengens einer ungefähr vertikalen Scheibe vom Gestein gebohrt werden.

Oft wird das Fächerbohren so ausgeführt, daß diejenigen Löcher, die waagerecht oder abwärts verlaufen, in ein und derselben Ebene gebohrt werden, die vertikal steht. Dagegen werden die nach oben gerichteten Löcher wohl gleichfalls untereinander in eine Ebene gelegt, doch weicht diese Ebene beispielsweise 30° von der Vertikalebene ab. Hierbei erzielt man eine leichtere Loslösung des Gesteins, wenn der in die Löcher eingebrachte Sprengstoff detoniert wird. Da die nach oben gerichteten Löcher in einer Ebene liegen, haben die Löcher nicht alle gleiche Neigung, sondern die Neigung der der Horizontalebene näher liegenden Löcher ist geringer als die der Löcher, die weiter von der Horizontalebene abliegen. Die Neigung der Löcher variiert von 0—30°. Bei Verwendung gegenwärtig bekannter Fächerbohrgeräte muß man für jedes Loch, das oberhalb der Horizontalebene liegt, im voraus den Zentrumwinkel oder Polarwinkel und den Neigungswinkel berechnen. Ferner muß man beim Ausführen der Bohrarbeit die Bohrstange unter Berücksichtigung dieser beiden Winkel einrichten, bevor man mit dem Bohren des Loches beginnt. Solches Ausrechnen der Richtung der Löcher und Richten der Bohrstange ist außerordentlich umständlich und zeitaufwendig.

Eine Bohrvorrichtung deir eingangs genannten Art ist in der US-PS 22 18 491 beschrieben. Diese ist jedoch nur zum Treiben von Stollen anwendbar und läßt sich nicht zum Fächerbohren, bei dem die Bohrvorrichtung quer zur Stoücnrichtung arbeiten muß, verwenden. Bei der Bohrvorrichtung nach dieser US-Patentschrift beruht die Unbrauchbarkeit der Vorrichtung für das Fächerbohren im wesentlichen auf den vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten. Es ist nämlich der Dreharm nur an einem Ende am Rumpf der Vorrichtung abgestützt, weshalb er Kräfte, die ein querliegender Bohrhammer verursacht, nicht aushalten kann; der Bohrhammer läßt sich nicht gänzlich um 360° quer zur Stollenrichtung drehen und in Bohrbetrieb nehmen, weil der Rumpf der

to Vorrichtung dabei im Wege ist, und das Richten des Bohrhammers von Loch zu Loch und Schritt für Schritt erfordert soviel Handarbeit durch Ausricht- und Verstellmanipulationen, daß die Vorrichtung wegen des Arbeits- und Zeitaufwandes sowie ihre Bedienung nur durch eine hochspezialisierte Fachkraft zum Fächerbohren nicht eingesetzt werden kann.

Ferner sind Bohrvorrichtungen aus der US-PS 34 70 969 und der Zeitschrift »Mining Magazine«, Mai 1965, Seite 301, bekannt. Bei diesen Bohrvorrichtungen fehlt jedoch ein Auslegerkopf, und es ist der Sattel unmittelbar am Ende des Dreharmes gelagert. Auch bei diesen Bohrvorrichtungen läßt sich der Bohrhammer nicht gänzlich um 360° quer zur Stollenrichtung drehen und in Bohrbetrieb nehmen, so daß auch sie zur einfachen Durchführung von Fächerbohrungen nicht geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fächerbohren in untertätigen Hohlräumen zu schaffen, bei der beim Bohren der geneigten

jo Löcher alle Löcher automatisch in der gleichen Fbene zu liegen kommen, so daß der Bohrvorgang sich rasch und einfach durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Dreharm um seine Längsachse und der Sattel um die Längsachse des Auslegerkopfes mittels Drehzylindern um mindestens 360° verdrehbar sind, wobei der Dreharm horizontal festliegend gelagert ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß durch die horizontale Festlegung des Dreharmes alle Löcher automatisch in der gleichen Ebene liegend gebohrt werden und daß der Bohrhammer in alle Richtungen, die für das Fächerbohren erforderlich sind, mühelos und ungehindert gedreht werden kann.
Wenn man mit einer solchen Vorrichtung Löcher bohren will, die beispielsweise in einer Ebene mit 30° Neigung liegen, so ist es lediglich notwendig, den Auslegerkopf so zu schwenken, daß seine Achse mit der Achse des Dreharmes einen Winkel von 30° bildet. Dann kommen alle Löcher automatisch in ein und

5» derselben Ebene mit 30° Neigung zu liegen, wenn der Sattel beim Fortschreiten von Loch zu Loch Schritt für Schritt um die Längsachse des Auslegerkopfes dreht.

Um einen Lochfächer so zu gestalten, daß die Löcher einen Kegel bilden, wird der Auslegerkopf so ver-

Vi schwenkt, daß seine Achse mit der Achse des Dreharmes einen Winkel einschließt. Dann kommen alle Löcher automatisch auf einer Kegelfläche zu liegen, wenn der Sattel beim Fortschreiten von Loch zu Loch Schritt für Schritt um den Auslegerkopf gedreht wird.

to Mit der erfindungsgemäßen Fächerbohrvorrichtung können auf einfache Weise Lochfächer gebohrt werden, die in einer vertikalen Ebene oder in einer geneigten Ebene liegen oder auch in einer die Längsachse des untertätigen Hohlraumes schräg schneidenden Ebene

<i^r» bzw. auf einer Kegelfläche liegen.

Beim Fächerbohren kommen Sonderfälle ζ. Β. dann vor, wenn der Hohlraum, von dem aus das Fächerbohren erfolgt, in der einen oder anderen Richtung geneigt

ist, oder wenn der Hohlraum schräg zu dem zu brechenden Fels oder Erzkörper läuft Auch für diese Sonderfälle eignet sich die erfindungsgemcße Vorrichtung vorzüglich.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besteht der drehbare Auslegerkopf aus einem Winkelhebel mit Armen, wobei zwischen dem einen Arm und dem Dreharm ein Druckzylinder zum Verschwenken des Auslegerkopfes vorgesehen ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Beispieles näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 einen zu brechenden Erzkörper geschnitten in schaubildlicher Darstellung,

F i g. 2 in der Ansicht vom einen Ende einen Wagen, auf dem zwei Fächerbohrgeräte montiert sind,

F i g. 3 den gleichen Wagen in der Seitenansicht,

F i g. 4 in größerem Maßstab in Ansicht von der Seite und teilweise im Schnitt ein Fächerbohrgerät und

F i g. 5 das gleiche Fächerbohrgerät in Draufsicht und teilweise im Schnitt

F i g. 1 läßt erkennen, was man unter Fächerbohrung versteht. In den Erzkörper 1 im Erdinneren sind im voraus in verschiedenen Höhenlagen Strecken 2, 3, 4 und 5 hineingetrieben worden. Ferner sind unterhalb der Strecke 2 kegelförmige Bruchstrecken aufgefahren worden, die sich in quer verlaufende Transportstrecken 7 und dieser ihrerseits sich in längs verlaufende Transportstrecken 8 öffnen. Das Fächerbohren wird von der Strecke 2 her begonnen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Loch für Loch ein aus radialen Löchern bestehender Fächer gebohrt. Die waagerecht oder abwärts gerichteten Löcher 9 liegen in einer Ebene, die vertikal ist, während die oberhalb der waagerechten Ebene gerichteten Löcher 10 in einer Ebene liegen, die um 30° in die bereits abgeschlossene Richtung neigt. Nachdem die Bohrarbeit des Lochfächers 9, 10 fertiggestellt ist, werden die Löcher mit Sprengstoff gefüllt und dieser wird detoniert, wobei sich ein scheibenförmiger Körper vom Erzkörper löst und in die Bruchstrecken 6 sowie weiter in die quer verlaufenden Transportstrecken 7 herabfällt, von wo der Erzbruch in die Transportstrecken 8 und weiter zum Förderschacht gebracht wird. Auf diese Weise fährt man mit der Arbeit von der Strecke 2 aus fort, wonach man zu den Strecken 3 und 4 und zum Schluß zur Strecke 5 übergeht

In F i g. 2 und 3 ist ein mit Laufrädern 11 versehener Wagen dargestellt, auf dem 2:wei Fächerbohrgeräte so montiert sind, daß man gleichzeitig an zwei Lochfächern in der Längsrichtung der Strecke arbeiten kann. Der Wagen ist gegen die Streckensohle mittels aus Druckzylindern 12 heraustretender Stützen und gegen die Firste mittels eines aus dem Druckzylinder 13 heraustretenden Stützgliedes abstützbar.

Das Fächerbohrgerät rechts in F i g. 3 ist in F i g. 4 und 5 näher veranschaulicht worden. Das Gerät besteht aus einem Arm 14, der am Rumpf des Wagens mittels der Lager 15 gelagert ist. Der Arm 14 wird mittels eines Drehzylinders gedreht, der aus einem mit dem Wagenrumpf fest verbundenen Gehäuse 16 besteht, in dem sich ein beweglicher Kolben mit doppelter Wirkung befindet. Die Kolbenstange 17 ist als Zahnstange ausgebildet, die mit dem gezahnten Ende 18 des Armes 14 in Eingriff steht, welches in das Gehäuse 16 hineinreicht. Wenn das eine oder andere Ende des Gehäuses 16 mit Druckmittel beaufschlagt wird, bewegt sich der Kolben entsprechend, wobei die als Zahnstange ausgebildete Kolbenstange 17 den Arm 14 dreht. Die Kolbenstange 17 hat solche Länge, daß sie den Arm 14 um 360° drehen kann.

Am Arm 14 ist ein um eine zu diesem senkrechte Achse 19 schwenkbarer Auslegerkopf angebracht, der als Winkelhebel mit Armen 20,21 ausgebildet ist Diesen Winkelhebel kann man um 45° in der einen oder linderen Richtung mit Hilfe des Druckzylinders 22 schwenken, der einerseits mit dem am Arm 14 sitzenden

ίο Lappen 23 und andererseits mit dem Arm 21 des Winkelhebels verbunden ist

Am Arm 20 des als Winkelhebel ausgebildeten Auslegerkopfes ist ein zu dessen Achse senkrechter Drehzylinder angebracht der im Prinzip dem zuvor beschriebenen Drehzylinder 16 gleicht Das Gehäuse 24 dieses Drehzylinders ist am Auslegerkopfarm 20 gelagert. Die Kolbenstange 25 ist als Zahnstange ausgebildet die mit dem Zahnkranz 26 in Eingriff steht Beim Beaufschlagen des einen oder anderen Endes des Gehäuses 24 mit Druckmittel bewegt sich der Kolben entsprechend, wobei die als Zahnstange ausgebildete Kolbenstange 25 das Gehäuse 24 zwingt, um den Auslegerkopf herumzulaufen. Die Kolbenstange 25 hat solche Länge, daß das Gehäuse 24 einen Kreis von 360° um den Auslegerkopf beschreiben kann.

Am Gehäuse 24 ist der Sattel 27 befestigt, an dem die Vorschublafette 29 des Bohrhammers 28 angebracht ist, die in ihrer Längsrichtung mittels des Arbeitszylinders 30 verschoben werden kann. Am Ende der Vorschublafette 29 befinden sich Führungsbacken 31 für die im Bohrhammer 28 eingesetzte Bohrstange. In F i g. 4 und 5 ist ein Teil dieser Elemente der Deutlichkeit halber weggelassen worden.

Beim Ausführen von Fächerbohrungen wird der Wagen so in der Strecke plaziert, daß der Arm 14 zur Längsachse der Strecke parallel liegt, und der Wagen wird mit Hilfe der Druckzylinder 12 und 13 festgeklemmt Falls man solche Löcher bohrt, die in einer Vertikalebene liegen, stellt man den Auslegerkopf mit Hilfe des Zylinders 22 in diejenige Lage, in der seine Achse waagerecht ist. Hierbei ist es gänzlich belanglos, ob die Unterlage des Wagens eben, d. h. ob die Achse des Armes 14 waagerecht ist oder nicht Nunmehr bohrt man die Löcher unter schrittweiser Verdrehung des Drehzylinders 24 um den Auslegerkopf herum beim Fortschreiten von Loch zu Loch.

Falls man solche Löcher bohren will, die in ein und derselben geneigten Ebene liegen, stellt man den Auslegerkopf mit Hilfe des Zylinders 22 so ein, daß seine Achse senkrecht auf dieser geneigten Ebene steht. Die Löcher werden abermals unter schrittweisem Weiterdrehen des Drehzylinders 24 um den Auslegerkopf herum beim Fortschreiten von Loch zu Loch gebohrt.
Will man wiederum Löcher Löcher bohren, die auf einer Kegelfläche liegen, so stellt man die Achse des Annes 14 zur Achse dieses Kegels parallel, und der Drehzylinder 24 wird mittels des Zylinders 22 zur Seitenlinie dieses Kegels parallel eingestellt. Die Löcher werden nun unter schrittweisem Weiterdrehen des Armes 14 mit Hilfe des Drehzylinders 16 beim Fortschreiten von Loch zu Loch gebohrt.

Mit einer Vorrichtung nach der Erfindung kann man alle beim Fächerbohren erforderlichen Bohrarbeiten unter Zuhilfenahme des Zylinders 22 und der Drehzylin-

b5 der 16 und 24 ausführen. Die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung wird dadurch erhöht, daß der Betriebsbereich beider Drehzylinder ein voller Kreis ist.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung

können im Rahmen der nachstehenden Ansprüche variieren. So müssen zum Beispiel die den Arm 14 drehende Vorrichtung und die den Sattel 27 drehende Vorrichtung nicht notwendigerweise aus Drehzylindern bestehen, sondern es können auch beispielsweise elektrische, hydraulische oder pneumatische Motoren verwendet werden. Drehzylinder sind jedoch insofern günstig, als es mit ihnen gelingt, den Arm 14 und den Sattel 27 exakt und ihre Lage genau dauernd beibehaltend in der richtigen Winkellage zu fixieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fächerbohren in untertägigen Hohlräumen, die einen um seine Längsachse drehbaren Arm aufweist, an dem ein um eine zu diesem senkrechte Acltise verschwenkbarer Auslegekopf angebracht ist, der einen zu seiner Längsachse quer liegenden und um diese Achse drehbaren Sattel für die Vorschublafette des Bohrhammers trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (14) um seine Längsachse und der Sattel (27) um die Längsachse des Auslegerkopfes mittels Drehzylindern um mindestens 360° verdrehbar sind, wobei der Dreharm (14) horizontal festliegend gelagert ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Auslegerkopf aus einem Winkelhebel mit Armen (20, 21) besteht, wobei zwischen dem einen Arim (21) und dem Dreharm (14) ein Druckzylinder (2ίί) zum Verschwenken des Auslegerkopfes vorgesehen ist.