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Kopalnia Wegla Kamiennego Szombierki Bytom, Polen Mechanisierter
Grubenausbau.
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Prioritäten: 23. Oktober 1971, Polen,Nr. 151 182 14. Dezember 1971,
Polen,Nr. 152 150 22. Januar 1972, Polen,Nr. 153 044 Die Erfindung betrifft einen
mechanisierten Grubenausbausatz, der zur Sicherung der Firste in Strebräumen bestimmt
ist, die mit hydraulischem Versatz geführt und durch Bergschlag bedroht sind.
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Es sind mechanisiert-e Grubenausbausätze verschiedener Art bekannt,
die in Strebräumen eingesetzt, aber nur für die Arbeit unter den Bedingungen einer
gleichmäßigen Drucksteigerung
des Firstengesteins ausgelegt sind.
Im Untertagebau treten jedoch häufig plötzliche Entspannungen des Gesteins, sogenannte
Bergschläge auf. Während eines solchen Bergschlags wird in verhältnismäßig sehr
kurzer Zeit eine sehr große Energiemenge freigesetzt, durch die die Firste plötzlich
abgesenkt und das Gestein aus dem Abbauflügel in den Strebstoß herausgedrückt wird.
Die hydraulischen Stempel von mechanisierten Grubenausbauen aller Art sind zwar
mit Uberlaufventilen versehen, bei starken Bergschlägen sind diese Ventile nicht
imstande, die heftige Drucksteigerung der Emulsion in der Druckkammer der Stütze
zu entlasten. Dadurch kommt es gewthnlich bei einem Bergschlag zur mechanischen
Zerstörung von Stützen und der mechanisierte Ausbau erfüllt seine Aufgabe nicht
mehr. Durch das aus dem Abbauflügel herausgedrückte Gestein stürzt oft der Grubenausbau
um, wird der Streb gesperrt und die Unfallgefahr stark erhöht. Die in diesem Falle
in Einsatz kommenden, mit einem starren Glied oder einem Hydraulikzylinder ausgesteiften
Abbaukappen führen zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis, da die Bergschlagenergie
diese Aussteifungsglieder meistens zerstört. Ein weiterer Nachteil der bekannten
mechanisierten Ausbaue besteht unter anderem auch darin, daß sie es nicht erlauben,
daß sich der hydraulische Stempel um eine Strecke von etwa 250 m in einet Zeit von
höchstens 0,1 s setzt. Sie sichern auch keinen wirksamen Schutz der Strebraumfirste
nach der Freisetzung der Bergschlagenergie.
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Es sind auch hydraulische ,Stempel bekannt, die für den Ausbau von
Abbauräumen in durch Bergschlag bedrohten Flözen bestimmt sind. Diese Stempel haben
ein äußeres Fuhrungsrohr, das lose einen Zylinder umfaßt, und über dem Innenstempel
mittels eines Pakets von auf einer Führungsbuchse aufgebrachten Federn aufgehängt
ist. Die als Stützdämpfer dibnerl(len Federn weisen eine Fede,r,'k,raft auf1 ile
die am Überlaufventil eingestellte Stempellast übersteigert.
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Beim Bergschlag wird das Federpaket durchgebogen. Der in @@ F'iuih,rungs'buchse
befestigte Bolzen wird dann verstellt und
schlägt gegen einen Kegel,
der ein in dem oberen Teil des Innenstempels angeordnetes Ventl mit großem Offnungsquerschnitt
öffnet, was das Auslaufen der Emulsion aus der Druckkammer aus dem Stempel nach
außen ermöglicht. Obwohl solche Stempel ihre Aufgaben erfüllen, weisen sie auch
Nachteile und Mängel auf, die ihren umfangreichen praktischen Einsatz in der Industrie
beschränken. Das betrifft vor allem das schlagweise Gffnen des Kegels des Großdurchmesser-Ventils,
der nach einigen derartigen Betätigungen Undichtheiten aufweist und somit die Stempellast
ungünstig beeinflußt. Ein weiterer Nachteil derartiger Stempel besteht darin, daß
bei einer Störung von Hydraulikgliedern, insbesondere der Speiseleitung., die Stempellast
bis Null abfällt.
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Der Zweck der Erfindung ist, die Mängel und Nachteile des Standes
der Technik zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des mechanisierten
Ausbaus so zu vervollkommnen, daß er die Bergschlagenergie erfolgreich übernehmen,kann
und dabei die hydraulischen Stempel vor Zerstörung schützt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb
der Innenstempel von hydraulischen Stempeln zusätzliche weite Ventile mit großem
Öffnungsquerschnitt angeordnet sind und am Ende jedes mit einem Teleskopstoßdämpfer
versehenen Vorderteils einer dreiteiligen Kappe eine Abdeckung gelenkartig aufgehängt
ist, deren unteres Ende mittels eines mit einem Stoßdämpfer oder mit einem Ventil
großen Durchmessers ausgestatteten Hydraulikzylinders an den Strebflügel angedrückt
wird.-Die hinteren Teile der Kappen des Ausbaus sind durch hydraulische Stempel
unterstützt, die schräg gegen den abzubauenden Raum geneigt sind, wobei auf diesen
Stempeln ein Absauggewebe aufgehängt wird, das einen mitsamt dem Ausbau verschiebbaren
Versatzdamm bildet.
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Das in dem Innenstempel jeder Stütze angeordnete Ventil grofven l)urchmessers
mit großem Öffnungsquerschnitt besteht aus
einem Schieber der im
zylindrischen Sitz in der die Emulsion der Druckkammer zuführenden Leitung untergebracht
ist, und aus einer Feder, die diesen Schieber an eine im Innenstempelkopf angeordnete
Dichtung andrückt. Der Ventilschieber ist zusätzlich mit Durchlauföffnungen und
mit einem Gehäusekanal Versehen, der bei geschlossenem Ventil an dem Kanal anliegt,
der die auf dem Umfang des Innenstempelkopfs verteilten Öffnungen verbindet. An
seiner Außenfläche dagegen hat dieser Schieber zwei Stützflächen, von denen die
obere kleiner als die untere ist. Durch diesen Aufbau des mechanisierten Ausbaus
wird es möglich, daß sich die Stützen in einer Zeit von weniger als 0,1 5 beträchtlich
absetzen können.
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Durch Verwendung von Kappen, die an die Strebflügel mittels Hydraulikzylindern
mit Stoßdämpfern angedrückt sind, wird der Arbeitsraum vor dem in diesen Raum beim
Bergschlag herausgedrückten Gestein geschützt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Ausbaus ist, daß dieser den versetzten Raum vollständig schützt und zugleich die
Aufgabe des Versatzdamms erfüllt.
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Der wichtigste Vorteil des erfindungsgemäßen Ausbaus besteht jedoch
in der Möglichkeit, den Druck, der beim Bergschlag in den Druckkammern der Stempei.entsteht,
sehr schnell zu entlasten oder abzubauen, was durch angemessene Konstruktion des
zusätzlichen Ventils mit großem Offnungsquerschnitt erreicht wird.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Teilschnitt mit der Seitenansicht
eines Grubenausbausatzes; und Fig. 2 den Axialschnitt des oberen Teils des Innenstempels
des hydraulischen Stempels.
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Wie ersichtlich, besteht der erfindungsgemäße Ausbau aus lotrecht
aufgestellten hydraulischen Stempeln 1, aüs gegen
den abzubauenden
Raum geneigten Stempeln 2 und aus dreiteiligen Kappen. Jeder' oben mit dem Kopf
3 endende hydraulische Stempel 1 und 2 hat ein im Inneren untergebrachtes, zusätzliches
Ventil 4 großen Durchmessers mit großem Öffnungsquerschnitt. Der Vorderteil 5 der
Kappe, mit einem Teleskop~ stoßdämpfer 6 von der Seite des Strebflügels versehen,
hat einen gelenkartig befestigten Schutz 7, der an den Strebflügel mittels eines
mit einem Stoßdämpfer 9 oder mit einem zusätzlichen Ventil 4 mit großem Öffnungsquerschnitt
versehenen Hydraulikzylinders 8 angedrückt wird, wobei das andere Ende dieses Hydraulikzylinders
mit dem Vorderteil 5 der Kappe verbunden ist. Der hintere Teil 11 der Kappe ist
durch den geneigten.Stempel unterstützt, der das Absauggewebe trägt, das einen mitsamt
dem Ausbau sich verschiebenden Versatzdamm bildet.
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Das im Innenstempel endes Stempels 1 und 2 untergebrachte zusätzliche
Ventil 4 besteht aus einem Schieber 12, der die Form von zwei mit einer Buchse verbundenen
Ringen hat. Dieser Schieber ist an der Leistung, die die Emulsion der Druckkammer
des Stempels zuführt, verschiebbar angeordnet. Er stützt sich mit seinem unteren1
in einem zylindrischen Sitz 14 untergebrachten Ring auf imine Schraubenfeder 15,
mit dem oberen Ring dagegen auf eine im Kopf 3 untergebrachte Dichtung. Überdies
hat der Schieber 12 Durchlauföffnungen 17 und einen Umfangskanal'19, der bei geschlossenem
Ventil an einem Kanal 18 anliegt, der auf dem Umfang des Kopfes 3 des Innenstempels
4 verteilte Öffnungen 20 verbindet. Auf seiner Außenfläche weist der Schieber 12
zwei Stützflächen 21 und'22 auf-, von denen die dem oberen Ring zugehörende Fläche
21 kleiner ist als die dem unteren Ring zugehörende Fläche 22. Der zylindrische
Sitz 14 des Schiebers 12 ist in dem Innenstempel mittels zweier.Federringe 23 und
24 befestigt, wobei der untere Ring 23 in einer Rille in der Leitung 13sRund'der
obere Ring in einer Rille in der Innenwand des Innenstempels 3 untergebracht sind.
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Der erfindungsgemäße Ausbau arbeitet folgendermaßen: Die Stützflächen
21 und 22 des Schiebers 12 des zusätzlichen Ventils sind so vorgewählt, daß bei
normalem Betrieb der hydraulischen Stempel, d.h. bei gleichmäßig ansteigendem Druck
des Firstgesteins, der Schieber 12 in Schlußlage verbleibt. Bei einem Bergschlag
erfolgt in den Druckkammern der Stempel eine heftige Steigerung des Drucks der Emulsion.
Dann verstellt sich wegen des Druckunterschiedes auf den StUtzflächen 21 und 22
der Schieber 12 nach unten und drückt dabei die Schraubenfeder 15 zusammen. Zugleich
öffnet der obere Ring des Schiebers den Kanal 19 und die Offnungen 20. Der große
Querschnitt des Kanals 19 und der Öffnungen 20 erlaubt es, den Überschuß der Emulsion
aus der Druckkammer des Stempels verhältnismäßig schnell nach außen abzuführen.
Der Auslauf der Emulsion dauert solange bis der Emulsionsdruck in den Druckkammern
der Stempel seinen Normalstand erreicht. Auch dann wird unter der Wirkung der Feder
15 das zusätzliche Ventil geschlossen.
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Die bei Bergschlag freigesetzte Energie verursacht auch eine.Bewegung
des Strebflügelgesteins in den Abbaustoß. Die-Ber Bewegung sind die Kappen 7 sowie
die Stoßdämpfer 6 und 9 entgegengestellt. Die heftige Drucksteigerung des Abbauflügelgesteins
löst in erster Linie die Wirkung der Stoßdämpfer 6 und. 9 und danach des Hydraulikzylinders
8 aus, der zusammen mit den Kappen 7 wirksam ein Herausdrücken des Gesteins aus
den Strebflügeln in den Abbaustoß verhindert.
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Patentanspruche