DE2412996B2 - Verfahren zur vollmechanischen kohlengewinnung aus floezen der lagerung zwischen 50 bis 100 hoch g - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein vollmechanisches Verfahren zur Gewinnung von Kohle oder ähnlichen, flözartig gelagerten Mineralien der Lagerung von 50 bis 100s in streichend zu Felde gehenden, langen, von Sohle zu Sohle reichenden Steilstreben mit überhängendem Voll-, Teil- oder Bruchversatz bei Verwendung von den Versatz abschirmenden, vollmechanisch vorschreitenden Schreitausbauen, bei fallender Abführung der gelösten Kohle entlang dem überkippten Kohlenstoß ohne Verwendung besonderer Fördermittel.

Zur vollmechanischen Gewinnung von Kohle in steil gelagerten Flözen ist es bereits bekannt (DT-AS 322) mit vollmechanisch vorschreitenden Schreitausbauen in Form von Ausbaugespannen zu arbeiten, die auf der dem Versatz zugekehrten Seite Mittel zur Abschirmung des Versatzes aufweisen und auf der dem Abbaustoß zugekehrten Seite mit Mitteln für die Abstützung und Führung eines am Stoß mittels Winden hin- und herbewegten Kohlenhobels versehen sind.

Die Verwirklichung dieses von der vollmechanischen Gewinnung von Kohle in der flachen und halbsteilen Lagerung her bekannten Verfahrens in der steilen Lagerung stößt in der Praxis auf beträchtliche Schwierigkeiten, und zwar hauptsächlich deswegen, weil das Einfallen gerade in der steilen Lagerung stärker wechselt und bei unstetigem Einfallen mit Rücksicht auf möglichst gleichförmige fördermittellose Abfühh hfi hidli

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rung der Kohle auch häufig unterschiedlich große Überkippungswinkel des Kohlenstoßes in Kauf genommen werden müssen.

Sowohl wechselndes Einfallen als auch unterschiedliche Überkippungswinkel des Abbaustoßes innerhalb des Strebs machen es aber in der Praxis schwer und häufig unmöglich, mit zugniittelgetriebenen Kohlenhobeln, Rammgeräten, Schrämmaschinen oddgl. zu arbeiten, wie sie zum Zwecke der vollmechanischen Hereingewinnung in der flachen und halbsteilen Lagerung Voraussetzung für eine befriedigende Gewinnungsleistung sind.

Soweit solche Gewinnungsmaschinen in Verbindung mit selbstschreitenden Ausbaugespannen überhaupt in der steilen Lagerung zur Anwendung gelangen, beschränkt sich ihre Einsatzmöglichkeit aus den dargelegten Gründen entweder auf eine weniger steile Lagerung, als sie der Lagerungsbereich zwischen 50 und 100s darstellt oder auf kürzere Streblängen, innerhalb derer das Einfallen und mithin auch der Überkippungswinkel einigermaßen einheitlich sind.

Versuche, die vollmechanische Gewinnung von Kohle mit herkömmlichen Mitteln, wie Kohlenhobel od. dgl., auf die steile Lagerung zu übertragen, sind bislang aus Wirtschaftlichkeitsgründen gescheitert, weil sich ein einwandfreier Betriebsablauf nur in steilstehenden Streben mit einer flachen Bauhöhe bis zu höchstens etwa 80 m gewährleisten ließ.

Das hinsichtlich der Kosten entscheidende Verhältnis zwischen m Flözstrecke und 100 m flacher Bauhöhe des Strebs liegt dabei so ungünstig, daß der Anteil aus der steilen Lagerung stammender Kohle zugunsten eines im Verhältnis dazu ständig zunehmenden Anteils aus der flachen und halbsteilen Lagerung gewonnener Kohle immer Tiehr an Bedeutung verloren hat.

Angesichts der tatsächlichen Anteile noch abbauwürdiger Kohle in der flachen und halbsteilen Lagerung einerseits und in der steilen Lagerung, insbesondere im Lagerungsbereich zwischen 50 und 100s, andererseits ist diese unnatürliche Verschiebung zugunsten eines immer stärkeren Abbaus der Kohle aus der flachen und halbsteilen Lagerung zwar als aus Wirtschaftlichkeitsgründen unvermeidbar angesehen worden, aber sowohl aus bergtechnischen wie auch aus bergwirtschaftlichen und vor allem volkswirtschaftlichen Gründen äußerst unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mechanisierung der Kohlengewinnung aus steilstehenden Flözen im Lagerungsbereich zwischen 50 und 100s im Rahmen des gattungsgemäßen Verfahrens und ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik so zu verbessern, daß die Gewinnungsleistung auch bei größeren, von Sohle zu Sohle reichenden Streblängen von z. B. 200 m flacher Bauhöhe ganz unabhängig davon beträchtlich gesteigert werden kann, innerhalb welcher Grenzen das Einfallen im Streb wechselt und entsprechend unterschiedlich auch der Überkippungswinkel gewählt werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß der Kohlenstoß etwa gleichzeitig auf seiner gesamten Länge durch nebeneinander angeordnete, den Abbaustoß streichend angreifende Gewinnungsmaschinen abgebaut wird, welche jeweils an einem selbstschreitenden, aus

mindestens zwei aneinandergeführten Ausbaurahmen bestehenden, eine vorgegebene Schrei'richtung einhaltenden Ausbaugespann in an sich bekannter Weise schwenk- und relativ verschiebbar angeordnet sind.

Während es bei den bekannten Gewinnungseinrichhingen, wie Hobeln, Rammgeräten oder Schräm-naschinen, teils mit Rücksicht auf deren Antrieb über Zugmitte¹ und teils im Hinblick auf die Notwendigkeit zur Verwendung geeigneter Führungen schwierig und häufig unmöglich ist, in Steilstreben mit wechselndem Einfallen und entsprechend unterschiedlichen Überkippungswinkeln die Streblängen so groß zu wählen, wie es für einen wirtschaftlichen Abbau notwendig oder doch wünschenswert wäre, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, durch die den Ausbaugespannen schwenk- und relativ verschiebbar zugeordneten, den Abbaustoß streichend angreifenden Gewinnungsmaschinen gänzlich unabhängig vom jeweiligen Grad des Einfallens und dem entsprechend angepaßten Überkippungswinkel zu sein. Die Streblänge kann mithin auch bei stark wechselndem Einfallen optimal gewählt werden und durchgehend von Sohle zu Sohle reichen. Die den selbstschreitenden Ausbaugespannen gesondert zugeordneten, den Abbaustoß streichend angreifenden Gewinnungsmaschinen erlauben überdies eine durchweg höhere Gewinnungsleistung als es bei den üblicherweise entlang dem Abbaustoß verfahrbaren Gewinnungsmaschinen in Form von Hobeln, Rammkörpern oder Schrämmaschinen der Fall ist, die den Abbaustoß schwebend oder fallend angreifen, zumal die den einzelnen Ausbaugespannen zugeordneten, streichend angreifenden Gewinnungsmaschinen auch unabhängig davon optimal eingesetzt werden können, ob sämtliche in Strebrichtung aufeinanderfolgenden selbstschreitenden Ausbaugespanne sämtlich gleich schnell vorrücken oder mit Rücksicht auf Störungen oder notwendige Wechsel des Überkippungswinkels zueinander in Abbaurichtung um einen mehr oder weniger großen Abstand versetzt sind. Bei den bekannten, längs des Abbaustoßes hin und her bewegbaren Gewinnungsmaschinen wäre dies deswegen ausgeschlossen, weil die die einzelnen Führungsmittel tragenden Ausbaugespanne schon mit Rücksicht auf die durchgehende Führung nicht unabhängig voneinander vorschreiten können und auch die zu deren Antrieb dienenden Zugmittel nicht nur wechselnden Überkippungswinkeln, sondern auch Abweichungen im Vorschubmaß der einzelnen Ausbaugespanne natürliche und jedenfalls zu enge Grenzen setzen.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es auch in sehr steil stehenden Streben bis zu etwa 100b, von Sohle ?.u Sohle reichende Streben mit einer flachen Bauhöhe von z. B. 200 n. anzuwenden und je nach Flözmächtigkeit zwischen etwa 1,2 und 2,0 m bei 15 h/d reiner Förderzeit in drei Schichten Gewinnungsleistungen von etwa 2000 bis 3600 t/d zu erzielen. Das hinsichtlich der Kosten entscheidende Verhältnis zwischen m Flözstrecke und 100 m flacher Bauhöhe betrüge dabei etwa 1 % und läge damit ähnlich günstig wie es bisSang nur in der flachen Lagerung erzielt werden konnte.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Gewinnungsmaschinen sind im Bergbau an sich bekannt, und zwar auch in der Weise, daß sie Bestandteil selbstschreitender Ausbaugespanne bilden (DT-AS 11 85 140; Prospekt »DEMAG Informationen — Mitteilung für den Bergbau Nr. 35«, 1964; Zeitschrift »GLÜCKAUF« 107 Π971). Nr. 25, S. 966). Dabei handelt es sich jedoch um Vorrichtungen zum Auffahren von Flözstrecken, zur Herstellung von Aufhauen oder allenfalls zur Kohlengewinnung in Kurzstreben. Im Zuge ihres selbstschreitenden Vorschubs greifen sie den Stoß zwar auch axial an, soweit die Gewinnungswerkzeuge bohrend, schrämend oder schlagend arbeiten. Soweit s?e aber zur Kohlengewinnung in Kurzstreben eingesetzt werden, arbeiten die Gewinnungswerkzeuge auch dabei ebenso wie im Langfrontbau der flachen Lagerung, indem sie längs des kurzen Abbaustoßes hin- und herbewegt werden und diesen dabei schwebend oder fallend angreifen.

Die den selbstschreitenden Ausbaugespannen in an sich bekannter Weise schwenk- und relativ verschieb-Hch zugeordneten Gewinnungsmaschinen können auch im Rahmen der Erfindung solche an sich bekannten bohrend, schrämend oder schlagend arbeitenden Gewinnungswerkzeuge sein, doch ist es in manchen Fällen zweckmäßig, als Gewinnungsmaschinen ganz oder teilweise an sich ebenfalls bekannte Druckwasserwerfer (DT-PS 12 12 922) zum Zwecke der hydro-mechani· sehen Gewinnung zu verwenden.

Es bildet einen besonderen Vorzug der Erfindung, daß es je nach den örtlichen Verhältnissen möglich ist, die den einzelnen Ausbaugespannen schwenk- und/oder relativ verschiebbar zugeordneten Gewinnungsmaschinen über die Länge des Strebs unterschiedlich zu wählen und mithin in ein und demselben Steilstreb nebeneinander Gewinnungsmaschinen verschiedener Gattung einzusetzen und den örtlich verschiedenen Gegebenheiten im Streb hinsichtlich der Gewinnungsleistung auf diese Weise optimal Rechnung zu tragen.

Auch die im Rahmen der Erfindung angewendeten selbstschreitenden Ausbaugespanne sind grundsätzlich bekannt und können insoweit in weiten Grenzen unterschiedlich ausgebildet sein, sofern sie sich für den vollmechansich vorschreitenden Schreitausbau in der steilen Lagerung eignen, einerlei, ob sich die Ausbaugespanne dabei aus nur jeweils zwei oder mehr als zwei Ausbaurahmen zusammensetzen, die sich im Interesse der Einhaltung einer vorgegebenen Schreitrichtung aneinander führen und wechselweise vorrücken bzw. nachziehen.

Zweckmäßig sind die Ausbaugespanne in an sich bekannter Weise (DT-AS 11 91 322) mit einem unmittelbar am Kohlenstoß setzbaren Stempel versehen und auf der Rückseite mit einer geeigneten Abkleidung ausgerüstet, die den Strebraum gegen den Versatz abschirmt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bankrechte Draufsicht auf ein zweiteiliges selbstschreitendes Ausbaugespann mit einem an diesem schwenk- und relativ verschieblich angebrachten Gewinnungswerkzeug in Form einer Kohlendrehbohrmaschine,

F i g. 2 eine bankrechte Draufsicht auf ein selbstschreitendes Ausbaugespann aus drei aneinander längsgeführten Ausbaurahmen mit an diesen schwenkbar und relativ verschieblich angeordneten Gewinnungswerkzeugen in Form überschwerer Abbauhämmer,

Fig.3 eine bankrechte Draufsicht auf ein selbstschreitendes Ausbaugespann aus insgesamt neun aneinandergefügten Rahmengestellen unter Verwendung von Druckwasserwerfern als Gewinnungsgeräten,

Fig.4 eine bankrechte Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des mit Bohrköpfen versehenen

Ausbaugespanns,

Fig. 5 einen bankrechten Schnitt durch den Streb im Streichen, der gleichzeitig eine Ansicht entgegen der Fallrichtung von unten nach oben darstellt und

F i g. 6 einen Flachriß durch den Ausschnitt eines Steilstrebs mit unterschiedlichem Einfallen und entsprechend unterschiedlichem Überkippungswinke!.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist ein in der Breite schmales Schreitgestell 1 mit einem breiteren Schreitgestell 2 zu einem selbsttätig vorschreitenden Ausbaugespann gekuppelt, wobei beide Schreitgestelle außer den üblicherweise versatzseitig und mittig angeordneten hydraulischen Stempeln zusätzlich einen kohlenstoßseitigen Endstempel 3 aufweisen. In der Mitte der im Einfallen gemessenen Gesamttiefe des zweiteiligen Ausbaugespanns 1,2 ist eine bankrecht und im Einfallen schwenkbare Kohlendrehbohrrnaschine 4 angebracht, die den Kohlenstoß A Streichend angreift.

An der Versatzseite des Ausbaugespanns 1, 2 sind Abschirmbleche 5 vorgesehen. Der Bohrkopf der Maschine ist gegen einen anderen Bohrkopf, z. B. zwecks Herstellung von Tränkbohrlöchern, auswechselbar. In Verbindung mit der Bohrmaschine arbeilet eine nicht dargestellte Bedüsungseinrichtung. Das Gespann 1, 2 kann zum nächstfolgenden Gespann einen Abstand aufweisen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist ein Ausbaugespann vorgesehen, das aus drei übereinander gleich breit bemessenen Schreitgestellen 6 besteht, von denen die beiden äußeren Gestelle mit je einem schwenkbar angeordneten überschweren Abbauhan, mer 7 ausgerüstet sind. Das mittlere Schreitgestell ist im Bereich des Kohlenstoßes mit einem zusätzlichen Stempel 3 versehen.

Bei dem in F ι g. 3 veranschaulichten, selbstschreitcn den Ausbaugespann sind mehrere Schreitgestelle aneinander iängsgeiührt. wobei jeweils auf ein schmales Schreitgcstell 1 ein breiter bemessenes Schreitgestell 2 folgt. Als Gcv\ Innungseinrichtung dienen dabei ver schiebliehe und schwenkbare Druckwasserwerfer 8. die an eine gemeinsame Druck wasserzuführleitung 8a angeschlossen sind. Alle Schreitgestelle des Gespannes können in diesem Falle an der Kohlenstoßseite mit einem zusätzlichen Endstempel 3 versehen sein.

Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß K ι g. 4 bestehen die im Abstand aufeinanderfolgenden Ausbaugespanne wiederum aus je drei Schreitgestellen annähernd gleicher Breite, wobei die jeweils äußeren Schreitgestelle mit relativ verschiebbar und schwenkbar angeordneten Schrämbohrköpfen 10 versehen sind.

Die F i g. 5 zeigt in der Ansicht entgegen der Fallrichtung das untere Schreitgestell des in diesem Falle wiederum aus drei Schreitgestellten bestehenden Ausbaugespanns. Das untere Schreitgestell ist wie das obere, nicht sichtbare, mit einer Gewinnungsmaschine 9, mit Bohrkopf 10 und Kipp-, Schwenk- und Vorschubeinrichtung 14 ausgerüstet. Das ebenfalls nicht sichtbare mittlere Schreitgestell weist außer den üblichen versatzseitigen und mittigen Stempeln den die Vorpfändkappe am äußersten Ende stützenden kohlenstoßseitigen Fndstempel 3 auf.

ίο Wie aus Fig. 5 weiterhin ersichtlich ist. ist das Ausbaugespann an dem dem Versatz B zugekehrten Ende mit einem Abschirmblech 5 sowie einer durchgehenden Matte 11 versehen, um den in den Strebraum hereindrängenden Versatz abzuschirmen. Auch kohlenstoßseitig ist der Strebraum in an sich bekannter Weise gegen hereinspritzende Kohle durch eine durchgehende Matte 12 geschützt

Zur Erleichterung der Befahrung, insbesondere durch die verantwortlichen die Streb-Maschinenführer, ist eine die einzelnen Ausbaugespanne verbindende und vom Fahrkorb aus steuerbare Befahrungseinrichtung eingebaut, die schematisch mit 13 bezeichnet ist.

Aus F i g. 6 ist ersichtlich, daß der Steilstreb unterschiedliches Einfallen und einen entsprechend

unterschiedlichen Überkippungswinkel aufweist. Während das Einfallen Xi im unteren Längenbereich des Strebs 60? beträgt und der Überkippungswinkel ßt des Kohlenstoßes etwa bei 9? liegt, beträgt das Einfallen X₃ im oberen Längenbereich des Strebs 90s. wobei der Überkippungswinkel ßj bei etwa 20p liegt.

Aus F i g. 6 ist ersichtlich, daß die selbstschreitenden Ausbaugespanne im unteren Strebbereich in Richtung des Streichens nur geringfügig zueinander versetzt sind, wobei als Gewinnungsmaschinen überschwere Abbauhammer 7 dienen. Im oberen Strebbereich sind die zueinander benachbarten Ausbaugespanne entsprechend dem größeren i 'berkippungswinkel ß: um ein größeres Maß zueinander versetzt, wobei als Gewinnungsmaschinen Bohrköpfe 10 dienen.

Aus F i g. 6 ist /u entnehmen, daß jedem innerhalb des Strebes vorgesehenen selbstschreitenden Ausbaugespann ein mit steigendem Überkippungswinkel wachsender Bearbeitungsabschnitt zufällt. Mithin können in den verschiedenen Strebabschnitten auch entsprechend unterschiedliche Gewinnungsmaschinen der vorbeschriebenen Gattung Verwendung finden, deren Leistung den unterschiedlich großen Bearbeitungsabschnitten angepaßt sein muß. Die sich aus dem wechselnden Überkippungswinkel ergebenden einzelnen Bearbeitungsabschnitte bilden zusammen die durchgehende Strebfront von einer unteren zu einer oberen Flözstrekke, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vollmechanisches Verfahren zur Gewinnung v Kohle oder ähnlichen, flözartig gelagerten Mineralien der Lagerung von 50 bis 100? in streichend zu Felde gehenden, langen, von Sohle zu Sohle reichenden Steilstreben mit überhängendem Voll-, Teil- oder Bruchversatz bei Verwendung von den Versatz abschirmenden, vollmechanisch vor- n> schreitenden Schreitausbauen, bei fallender Abführung der gelösten Kohle entlang dem überkippten Kohlenstoß ohne Verwendung besonderer Fördermittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoß etwa gleichzeitig auf seiner gt-samten Länge durch nebeneinander angeordnete, den Abbaustoß streichend angreifende Gewinnungsmaschinen (4 bzw. 7 bis 10) abgebaut wird, welche jeweils an einem selbstschreitenden, aus mindestens zwei aneinandergeführten Ausbaurahmen bestehenden, eine vorgegebene Schreitrichtung einhaltenden Ausbaugespann in an sich bekannter Weise schwenk- und relativ verschiebbar angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gewinnungsmaschinen an sich bekannte bohrend, schrämend oder schlagend arbeitende Gewinnungswerkzeuge (4; 7; 9, 10) verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gewinnungsmaschinen an sich bekannte Druckwasserwerfer (8) verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte, aus mehr als zwei Ausbaurahmen bestehende Ausbaugespanne (6) verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausbaugespanne verwendet werden, die, wie an sich bekannt, einen unmittelbar am Kohlenstoß setzbaren Stempel (3) aufweisen.