DE2542115A1 - Abtrag- bzw. baggereinrichtung - Google Patents

Description

• Zusammenfassung: Gegenstand der Erfindung ist eine Abtrag- bzw. Baggereinrichtung zur Verwendung beim Abbau von bituminösen Sanden, Ölschiefer oder anderen brüchigen, mineralischen Vorkommen, und insbesondere zur Verwendung in der Bogenschildtechnik mit eingespannten Bögen. Die Abtrag- bzw. Baggereinrichtung nach der Erfindung umfaßt ein Traggerüst mit wenigstens einem den Bagger aufnehmenden Bauteil, eine diesem Bauteil zugeordnete Führungsvorrichtung, eine Baggerstütz vorrichtung, die durch die Führungsvorricbtung in Längsrichtung des Bauteiles beweglich eingespannt ist, eine Vorrichtung, wie z.B. Hydraulikkolben, die eine Bewegung der Stützvorrichtung innerhalb der Führungsvorrichtung ergibt, eine Armvorrichtung, die schwenkbar am einen Ende mit der Stützvorrichtung befestigt ist, eine Erzschneidvorrichtung, die auf dem Arm an einer Stelle entfernt von der Stützvorrichtung befestigt ist, und unabhängige Antriebsmotoren, um eine Drehung des Armes um seinen Schwenkpunkt und die Erzchneidvorrichtung zu erzielen.
• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum unterirdischen Abbauen von bituminösen Sanden, Ölschiefer und anderen bröckeligen mineralischen Vorkommen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Abtrag- bzw. Baggereinrichtung, die in Verbindung mit einer Abbaueinrichtung nach DT-PS (P 25 11 416.3) verwendet wird.
• Dieser'ältere Vorschlag des Anmelders betrifft ein Abbauverfahren, das als "Bogenschildtechnik mit eingespannten Bögen" bezeichnet wird. Nach dieser Technik wird eine sich seitlich erstreckende Untergrundabbaufläche geschaffen, gegen die ein seitlich verlaufendes Abbauvortriebsschild gesetzt wird, das dazu dient, Abbaumaschineneinrichtungen aufzunehmen, z.B. seitliche Abscherflügel, Drehschneider oder dergl., die im Untertagekohleabbau üblich sind, wobei die Schneidvorrichtung ivo über die volle Breite der Abbauwand arbeitet. Das abgebaute Material fällt, nachdem es von der Abbaufläche losgeschnitten ist, auf einen seitlichen Förderer, der innerhalb des Abbauschildes arbeitet, und wird dann von der Stirnfläche zu einer Sammelvorrichtung transportiert, die an den Enden der Stirnfläche betrieben wird, von wo das Material schließlich über einen Schachßan die Erdoberfläche gefördert wird.
• Das Abbauvortriebsschild nach dem älteren Vorschlag des Anmelders besteht aus einer großen Anzahl von einzelnen Bogenabschniten, deren jeder einzeln auf die Abbauwand vorgeschoben wird, wenn die Abbauwand zurückweicht, wodurch ein Leerraum hinter dem Abbauschild entsteht, der den 1,?irst" ohne Abstützung läBt,so daß er zusammenbrechen kann. Normalerweise gibt der First erst mehrere Stunden nach dem Vorschub des Vortriebsschildes aufgrund der "halbplastisohenf Natur des Sandes und des eingeschlossenen viskosen Bitumens nach. Unter normalen Abbaubedingungen fällt der "first" allmfihllch 6 bis 12 m hinter dem sich bewegenden Abbauvortriebsschild zusammen, wenn d Vortriebsschild sich in den bitumi@ösen Sandkörper vorschiebt.
• Der Betrieb wird über eine optimale Strecke der Vorwärtsbewegung durchgeführt und dann wiederholt, wobei auf das zusammengebrochene Material in der vorherigen Weise eingewirkt wird. Der gesamte Arbeitsvorgang wird an oder in der Nähe des Grundgesteines durchgeführt, und zwar solange, bis der gewünschte Abschnitt des bituminösen Sandes abgebaut worden ist.
• Die Schneideinrichtung arbeitet unbemannt, das Schneidgerät führt dabei eine Bewegung zwischen zwei Bedienungspersonen aus, von denen jeweils eine an jedem Ende des zusammengesetzten beweglichen Vortriebsschildes postiert ist, und jede Bedienungsperson ist an einer Steuerkanzel oder dergl. in dauernd abgestützten Gängen oder dgl. untergebracht.
• Bei dem vorgenannten älteren Vorschlag des Anmelders ist ferner eine Steuerkanzel vorgeschlagen, die als kastenförmiges Gebilde an jedem Ende des Vortriebsschildes angeordnet und zur Aufnahme von Bedienungspersonal und der Fernsteuereinrichtungen für die Abbaugeräte verwendet wird.
• Da die Steuerkanzel in Abbaurichtung in ähnlicher Weise wie das Abbauschild selbst vorgeschoben werden muß, ist es erforderlich, genügend Material von dem Bereich vor der Steuerkanzel abzutragen, damit genügend Platz für die Vorschubbewegung verbleibt. Während das Abtragen vor dem Vortriebsschild durch verschiedene und unterschiedliche Arten von bekannten Abbaumaschinen durchgeführt werden kann, sind diese Maschinen zum Abtragen von Material vor der Steuerkanzel nicht geeignet.
• Die Abtrag- bzw. Baggereinrichtung nach vorliegender Erfindung ist deshalb bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Zusatzeinrichtung zur Steuerkanzel, die selbst Teil der Bogenschildanordnung mit eingespannten Bögen ist.
• Gemäß der Erfindung wird somit zum Abbauen von Teersanden, Olschiefer oder anderen bröckeligen mineralischen Ablagerungen eine Abbau- bzw. Baggereinrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch ein Tragrahmenwerk mit wenigstens einem den Bagger aufnehmenden Teil, eine Führungsvorrichtung, die diesem Teil zugeordnet ist, eine Baggeraufnahmevorrichtung, die durch die Führungsvorrichtung zur Längsverschiebung begrenzt ist, eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Bewegung der Abstütztvorrichtung innerhalb der Führungsvorrichtung, eine Armanordnung, die schwenkbar an einem Ende mit der Abstützvorrichtung befestigt ist, eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Drehung, wenigstens teilweise, der Armvorrichtung um die Abstützvorrichtung, eine Schneidvorrichtung, die drehbar auf der Armvorrichtung an einer Stelle entfernt von der Abstützvorrichtung befestigt ist und eine Vorrichtung zur Beeinflussug der Drehung der Schneidvorrichtung.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Abtrag- bzw. Baggereinrichtung als unabhängiges Abbaugerät verwendet werden kann.
• Wenn es auf einem beweglichen Schlitten bzw. Wagen verwendet wird, kann es beispielsweise zum Abgetragen von Bereichen betrieben werden, die mit herkömmlichen Großabbaugeräten nicht abgebaut werden können. Indem der Schlittenbzw. Wagen mit einem Eigenantrieb ausgerüstet und eine Fernsteueranordnung für den Wagenantrieb und den Bagger vorgesehen wird, kann ein derartiges Gerät verwendet werden, um eine Tunnelanordnung automatisch durch Computersteuerung einzutreiben.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Verbindung mit der Bogenschildtechnik mit eingebspannten Bögen verwendet wird, wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigeni Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Vorderansicht einer Steuerkanzel, eines Abbauschildes und eines Wartungsquertunnels, wobei die Steuerkanzel den Bagger nach vorliegender Erfindung aufnimmt, Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 in Explosivdarstellung die Grundbestandteile des Baggers und deren Zuordnung zu einem Teil der Steuerkanzel, und Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie A-A aus Fig. 1, wobei die Anordnung des Hauptabtragmechanismus und die Befestigung an einem Teil der Steuerkanzel dargestellt ist.
• Zum besseren Verständnis und zur einfacheren Bezugnahme auf den älteren Vorschlag des Anmelders P 25 11 416.3 sind die nachstehend beschriebenen Zeichnungen zu vorliegender Erfindung derart mit Bezugszeichen versehen, daß die aufeinander bezogenen Bestandteile aus vorliegender Anmeldung und der früheren Anmeldung gleiche Bezugszeichen erhalten, soweit dies möglich ist.
• Zur Erläuterung der Steuerkanzel wird auf die Figuren 1 und 2 bezug genommen, die einen kastenförmigen Aufbau 450 darstellen, der an jedem Ende eines Abbauvortriebsschildes 14 angeordnet ist.
• Normalerweise ist das Abbauvortriebsschild 14 nicht bemannt, die ibbaumaschine (nicht dargestellt) arbeitet in langsamer Hin- und Herbewegung zwischen entgegengesetzten Enden, und der abgebaute Sand wird längs der dbbauwand zu den Enden gefördert, wo er an einen der Betriebstunnels 13 abgegeben und schließlich an die Oberfläche transportiert wird. An jedem Ende des ibbauvortriebsschil des ist ein rechteckförmiger Aufbau 450 bzw. die Steuerkanzel vorgesehen, die das Bedienungspersonal und die Fernsteueranordnung für die Abbaueinrichtung aufnimmt.
• Die Biguren 1 und 2 zeigen die rechteckförmige Ausgestaltung der Steuerkanzel und ihre Zuordnung zu dem Betriebstunnel 13 sowie dem Abbauvortriebsschld 14. Die Steuerkanzel ist auf allen vier Seiten offen und weist einen-verstärkten Dachabschnitt 451, einen Bodenabschnitt 452 und vier ähnliche If-Trägersäulen 453 an den Ecken auf, die miteinander beispielsweise verschweißt sind.
• Die Dach- und Bodenabschnitte 451 und 452 sind zweckmäßigerweise quadratisch ausgebildet, die Dimensionen der Seiten sind gleich den äußeren Dimensionen der Bais der Gewölbeabschnitte 13, vergrößert um die Breite der Abbaufläche (nicht dargestellt).
• Eine Steuerkanzel eines Paares nimmt das Abgabeende endes Kettenförderers 205 und die Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) für den Förderer auf. Der Förderer 205 fördert auf einen tbergabeförderer 205(A) im Betriebstunnel 13. Die andere Steuerkanzel des Paares nimmt die hintere Endanordnung des vorerwähnten Förderers 205 auf.
• Wie dargestellt, sind der Dachabschnitt 451 und der Bodenabschnitt 452 aus Trägern mit H-förmigem Querschnitt ausgebildet, die eine ausreichende Festigkeit und Abstützung für den tberkopfkran, der mit 464 angedeutet ist, ergeben.
• Der Vorschub der Steuerkanzel iet in Vorwärtsrichtung entsprechend dem Abbaufortgang wird durch pneumatische Hubwinden 455 sowohl im Dachabschnitt 451 als im Bodenabschnitt 452 erreicht, die mit Sand an Ort und Stelle und der Seite eines benachbarten Tunnelgewölbeabschnittes 13 in Eingriff kommen.
• Die pneumatischen Hubwinden 455 sind zweckmäßigerweise innerhalb der Leerräume zwischen benachbarten H-Bauteilen der Dach- und Bodenabschnitte 451, 452 befestigt, und die Eolbenstangen 456 erstrecken sich durch Öffnungen in Endplatten (nicht dargestellt), die in den vorerwähnten Endplatten ausgebildet sind.
• Wenn es erforderlich ist, die Steuerkanzel in Abhängigkeit von der fortschreitenden Bewegung der Abbaumaschine vorzuschieben, wird der Uberkopfkran auf seiner Laufschiene ausgefahren, so daß er mit dem in Vorwärtsrichtung nächst benachbarten Gewölbeabschnitt des Tunnels 13, der aus seiner Position angehoben wird, in Eingriff kommt, wird nach innen in die Steuerkanzel bewegt, die in den durch das Entfernen dieses Bogenabschnittes geschaffenen Leerraum vorgeschoben wird, in-dem die pneumatischen Hubwinden 455 in den Dach- und Bodenabschnitten 451,452 betätigt werden, und anschließend wird der Gewölbeabschnitt wieder an der Rückseite der Steuerkanzel in dem Leerraum, der durch Bewegung der Steuerkanzel geschaffen worden ist, aufgestellt.
• Bevor die Steuerkanzel nach vorwärts verschoben werden kann, ist es erforderlich, den Boden in Vorschubrichtung abzutragen, wenigstens über eine Strecke, die gleich der Dicke eines der vorerwähnten Gewölbeabschnitte ist.
• Nach vorliegender Erfindung ist eine Abtrag- bzw. Baggereinrichtung mit einem der senkrechten Ständer oder Säulen der Steuerkanzel befestigt und kann eine Drehung um eine Stützvorrichtung durchführen, die selbst innerhalb der Begrenzungen des H-rägerabschnittes eine erzwungene Vertikalbewegung ausführt.
• Nachstehend werden die Bestandteile erläutert, die zur Befestigung der Abtrag- bzw. Baggereinrichtung-einrichtung mit der Steuerkanzel verwendet werden, ferner die Bestandteile der Abtrag-bzw. Baggereinrichtung selbst.
• Die offenen Abschnitte aus H-Trägern 453 der Steuerkanzel sind mit Führungsstreifen 1053 ausgerüstet, die dazu dienen, den Abschnitt teilweise zu schließen und den Bagger in seiner vertikalen Bewegung zu halten und zu führen.
• Innerhalb des 11-Trägers ist, wie in Figur 2 gestrichelt und im einzelnen in Figur 3 gezeigt, ein Stoßheber 1055 angebracht, der hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden kann. Der Stoßheber ist auf einer Basis 1054 angeordnet, die in den Raum innerhalb des 11-Trägers über eine Öffnung 1051 in Führungen 1053 eingesetzt ist.
• Der Kolben 1055A des Stoßhebers 1055 ist mit einer3ckplatte 1056 über ein in der Deckplatte gebohrtes Loch verbunden und wird über eine Kronenmutter 1057 (Fig. 3) an Ort und Stelle gehalten.
• Die Deckplatte ist mit einer Stirnplatte 1058 verschweißt, mit der, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, eine Welle 1061, ein Zahnrad 1060 und ein Haltering 1059, der Schmiermittel am Zahnrad 1060 zurückhält, befestigt it.
• Ein Schwenkarm 1062 ist mit einer Mündung 1063 versehen, die über die Welle 1061 paßt und durch eine Kronenmutter 1064 an Ort und Stelle gehalten wird, so daß der Schwenkarm 1062 sich auf der Welle 1061 drehen kann.
• Ein Haltering 1066 ist mit dem Schwenkarm 1062 verbunden und so ausgebildet, daß er mit dem Haltering 1059 auf der Stirnplatte 1058 zusammenpaßt.
• Eine Dichtung 1067 (Fig. 4) ist zwischen die Halteringe 1059 und 1066 eingesetzt und dichtet das Schmiermittel gegen die Zahnradkammer ab.
• Das Zahnrad 1060 ist mit der Stirnplatte 1058 starr verbunden und ist so ausgelegt, daß es mit einem Ritzel 1070 zusammenpasst, das durch eine Achse 1071 angetrieben wird, die durch die Mündung 1073 im Schwenkarm 1062 greift.
• Die Achse 4071 ist mit einem herkömmlichen Drehzahluntersetzungsgetriebe 1069 verbunden, das von einem Motor 1068 angetriebeK wird, welcher auf der Vorderseite des Schwenkarmes 1062 befestigt ist, um dessen Drehung zu erreichen. Am anderen Ende 1072 des Schwenkarmes 1062 ist ein weiterer Motor 1075 vorgesehen, der vorzugsweise mit dem Schwenkarm über ainen Teil 1074 des Schwenkarmes 1062 befestigt ist.
• Der Motor 1075 treibt eine Schneidvorrichtung 1080 über eine Achse 1076 an. Die Schneidvorrichtung 1080 ist mit Schneidzähnen 107 versehen, die spiralförmig um die Achse 1076 angeordnet sind, so daß Material, das von den Zähnen 1077 geschnitten wird, von der Stirnseite wegfällt.
• Der Schneidmotor 1075 kann hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt werden.
• Wenn im Betrieb das Gewölbe 461 (Fig. 1) von vor der Steuerkanzel 450 im normalen Betrieb des Bogenvortriebsschildes entfernt wird, wird die Steuerkanzel 450 in die durch das Wirksamwerden der Steuerkanzel -stoßheber 455 ausgebildete Öffnung vorgeschoben.
• Die Schneidvorrichtung 1080 wird üblicherweise dauernd in Betrieb gehalten, wird durch die Bewegung der Steuerkanzel 450 nach vorne getrieben und schneidet in das nicht abgetragene Material vor der Steuerkanzel 450 in der in Fig. 2 gezeigten Position.
• Sobald die Steuerkanzel 450 um die gewünschte Strecke vorgeschoben worden ist und die Schneidvorrichtung in das nicht abgetragene Material eingetaucht ist, wird der Stoßheber 1055 (automatisch oder von Hand) betätigt, und das Abtragen durch die Schneidvorrichtung 1080 wird in vertikaler Richtung erweitert.
• Wenn die Schneidvorrichtung 1080 sich bis zum Grenzwert der Bewegung des Stoßhebers 1055 bewegt hat, wird der Motor 1068 betätigt. Da das Zahnrad 1060 auf der Stirnplatte 1058 starr gehalten wird, bewirkt eine Betätigung des Schwenkmotors 1068 über die Achse 1071 und das Ritzel 1070, daß der Schwingarm sich um die feste Welle 1061 dreht.
• Durch Synchronisieren der Bewegung des Stoßhebers 1055 und des Schwenkarmes 1062 kann ein Materialblock abgetragen werden, der eine Funktion des Radius des Schwenkarmes 1062 und der Bewegung des Stoßhebers 1055 ist. Diese Bewegung kann durch den Bedienenden von der Steuerkabine aus von Fand geführt oder durch eine Steuereinheit programmiert werden, so daß der Materialblock automatisch entfernt wird.
• Die Eindringtiefe der Schneidvorrichtung1080 ist gleich der Dicke des Bogens 461, so daß dann, wenn der nächste Bogen 461 vor der Steuerkanzel 450 entfernt wird, Raum zur Verfügung steht, damit die Steuerkanzel 450 in der gewunschten Weise vorgeschoben werden kann.
• Wenn der Radius des Schwenkarmes 1062 um den festen Ansatz 1061 verbunden mit der Vertikalbewegung des Stoßhebers 1055 nicht ausreicht, un das gewünschte Volumen an Material abzutragen, damit eine freie Bewegung der Steuerkanzel möglich ist, kann ein zweiter Steuerkanzelbagger (nicht dargestellt) auf der anderen Vordersäule 453 der Steuerkanzel vorgesehen und so programmiert werden, daß das zusätzliche Material abgetragen wird.
• Zur Begrenzung der Bewegung des Schwenkarmes 1062 sind Sicherheitsanschläge 1065- vorgesehen, damit die Schneidvorrichtung 1080 nicht die Bogen benachbarter Aufbauten trifft.
• Wenn zweiSteuerkanzelbagger 1051 auf der gleichen Steuerkanzel installiert sind, werden zusätzliche Sicherheitsanschläge 1078 eingebaut, die verhindern, daß die beiden Bagger sich während des Betriebes gegenseitig stören.
• Mit der Erfindung wird eine praktische und wirksame Einrichtung zum Abtragen kleiner Bereiche vor der Steuerkanzel vorgeschlagen, wobei das Abtragen mit einem minimalen Risiko für eine Bedienungsperson durchgeführt werden kann.

Claims (8)

Patentonsprüche:

1. Abtrag- bzw. Baggereinrichtung zum Abbauen von Teersanden, dlschiefern oder anderen bröckeligen mineralischen Ablagerungen, gekennzeichnet durch a) ein Tragrahmenwerk (451, 452, 453) mit wenigstens einem den Bagger aufnehmenden Teil (453), b) eine Fuhrungsvorrichtung (1053), die diesem Teil (453) zugeordnet ist, c) eine Baggerabstutzvorrichtung (1055), die durch die FUhrungsvorrichtung (1053) in der Längsverschiebung begrenzt ist, d) eine Vorrichtung zur Erziehung einer Bewegung der Abstützvorrichtung (1055) innerhalb der Fuhrungsvorrichtung (1053), e) eine Armanordnung (1062), die schwenkbar an einem Ende mit der Abstützvorrichtung (1055) befestigt ist, f) eine Vorrichtung (1068, 1069) zur wenigstens teilweisen Beeinflussung der Drehung der Armvorrichtung (1062) um die Abstützvorrichtung, g) eine Schneidvorrichtung (1080), die drehbar auf der Armvorrichtung (1062) an einer Stelle entfernt von der AbstUtzvorrichtung (1055) befestigt ist und h) eine Vorrichtung (1075) zur Erziehung der Drehung der Schneidvorrichtung (1080).

2. Abtrag- bzw. Baggereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrahmenwerk (451, 452, 453) die Steuerkanzel (450) eines als "Bogenschildanordnung mit eingespannten Bögen bezeichneten Abbau systems ist, und daß der Bagger so angeordnet ist, daß er Material aus dem Raum vor der Steuerkanzel entfernt, um eine Bewegung in der Abbaurichtung zu erleichtern.

3. Abtrag- bzw. Baggereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Baggeraufnahmeteil (453) ein Träger der Steuerkanzel (450) mit offenem Kanalquerschnitt ist, und daß die Führungsvorrichtung (1053) mit dem senkrechten Träger zum teilweisen Schließen des Abschnittes befestigt ist.

4. Abtrag- bzw. Baggereinrichtung noch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baggerobstutzvorrichtung (1055) ein Bauteil aufweist, das gleitend innerhalb des Abschnittes angeordnet ist und durch die Führungsvorrichtung (1053) darin gehalten ist.

5. Abtrag- bzw. Baggereinrichtung noch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erziehung der Bewegung der Abstutzvorrichtung (1055) innerhalb des Abschnittes druckbetätigte Stoßheber (1055) aufweist, die innerhalb des Abschnittes angeordnet sind und die der AbstUtzvorrichtung an wenigstens einem beweglichen Teil einen Druck aufgeben.

6. Abtrag bzw. Baggereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstutzvorrichtung (1055) ferner eine Stirnplatte (1058) aufweist, die it der Abstützvorrichtung befestigt, z.B. verschweißt ist, und die zum Verschließen des Abschnittes wenigstens in der Nähe des beweglichen Teils des Stoßhebers dient, um zu verhindern, doß gebaggertes Materiat eindringt.

7. Abtrag- bzw. Baggerieinrichtung noch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (1058) eine Welle (1061) aufweist, die von der Stirnplatte ausgeht, und auf der die Arionordnung (1062) schwenkbar befestigt ist.

8. Abtrg- bzw. Baggereinrichtung noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tra-rahren (451, 452, 453) die Forin eines beweglichen Schlittens it unabhangiger Antriebsvorrichtung besitzt, wobei der Bagger und die Wagenontriebsvorrichtung ferngesteuert sind.