DE2547715A1

DE2547715A1 - Vortriebsmaschine, insbesondere streckenvortriebsmaschine fuer den bergbau

Info

Publication number: DE2547715A1
Application number: DE19752547715
Authority: DE
Inventors: Derek Plummer
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1976-05-06
Also published as: US4229042A; PL107818B1; GB1488489A; FR2289720B1; FR2289720A1; US4136910A

Description

BROSE^DKa BROSE Karl A.DPVNOF D. Karl Γ*Π/>ΟΓ ^DiP^|om

Ingenieure

D-8023 München-Pullach, Wiener Str. 2; Tel. (Db9) V a:< ao /1; Te'ex 5212147 bros d; Cab:es: -.Patentibus» München

Ihr Zeichen: _Case 3563/GER Tag: 24 . Oktober 1975

Your ref.: Date:

COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED, Hobart House, Grosvenor Place, London SWlX 7AE, England

Vortriebsmaschine, insbesondere Streckenvortriebsmaschine für den Bergbau

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine Vortriebsmaschine im Stein, welche aus einem Arbeitsstoß Stein schneidet bricht/und fördert, um eine Strecke im Untertagebetrieb vorzutreiben, welche anschließend mit Streckenbögen ausgebaut wird.

Bei bekannten Vortriebsaaschinen ist es Üblich, daß ein Drehbohrkopf auf einem länglichen, Tor der Maschine verlaufenden Ausleger angebracht ist und die Bedienungsperson der Haschine den Ausleger schwenkt oder führt, so daß der Bohrkopf Stein aus der gesamten Arbeitsfläche schneidet, um eine Strecke vorzutreiben und einen weiteren Streckenbogen setzen zu können.

609819/0348

Bei derartigen Maschinen ist die Bedienungsperson nachteiligerweise zu weit von dem Bohrkopf entfernt. Deswegen hat die Bedienungsperson auch Schwierigkeiten, den Bohrkopf zu sehen, insbesondere dann, wenn er von einer heim Arbeiten entstehenden Staubwolke aus kleinen Partikelchen umgeben ist. Die Bedienungsperson muß daher schätzen oder erahnen, wann genügend Stein abgetragen worden ist, um einen Streckenbogen setzen zu können. Um sicher zu sein, daß genügend Stein abgetragen worden ist, ist es allgemeine Praxis,, daß der von den Stößen und der Decke der Strecke abzutragende Stein in einem bedeutenden Übermaß entfernt wird, d. h. weit mehr als notwendig entfernt wird. Dementsprechend sind beim Setzen eines Streckenbogen die Stöße der Strecke relativ weit von den Abstützungen entfernt. Damit werden aber beim Streckenausbau meist keine gleichen Abstützungen des Gebirges erreicht, was zu ungünstigen Gebirgszuständen an der Strecke führt. Außerdem ist bei den bekannten Maschinen der Ausleger gewöhnlich um zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen drehbar gelagert, also um eine horizontale und eine vertikale Achse; das bedeutet, daß beim Schneiden entlang dem sogenannten gekrümmten Profil der Strecke der Bohrkopf dazu neigt, in einer Reihe von abwechselnd horizontalen und vertikalen Bewegungen zu laufen, womit ein stufenförmiges Profil entsteht. Damit unterscheidet sich aber das Schneidprofil von der Form der Stützbogen, so daß ein wirksames Abstützen der Strecke sehr schwierig wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vortriebsmaschine zu schaffen, mit der die oben aufgezählten Nachteile vermieden werden sollen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vortriebsmaschine zur Bildung einer Strecke im Untertagebetrieb gelöst, von der zumindest ein Teil der Steingrenzfläche eine gebogene Form aufweist und die sich insbesondere auszeichnet durch eine Bohreinheit und eine Abstütz'einheit, von denen jede gegenüber der anderen Einheit innerhalb der Strecke verankerbar, lösbar und vorrückbar ist, durch Vorrückelemente, welche während des

609819/0348

■ Betriebes die gerade gelöste.Einheit in Bezug auf die gerade verankerte Einheit vorrücken lassen, durch einen von der Bohreinheit getragenen Auslegerträger zur Bewegung um eine zur Strecke parallele Achse, durch einen nach vorne gerichteten Ausleger, der drehbar an dem Auslegerträger angebracht ist, durch ein drehbar auf dem Ausleger angebrachtes Schneidwerkzeug, durch Kolbenelemente zum Steuern der Drehbewegung des Auslegers, durch einen Mechanismus zur Bewegung des Auslegerträgers um diese Achse, derart, daß im Betrieb das auf dem Ausleger angeordnete Schneidwerkzeug die Bogenform in den Stein schneidet, und durch Beladeelemente zum Sammeln und Fördern der von dem Schneidwerkzeug abgetragenen Gesteinsstiicke.

Vorzugsweise kann der Auslegerträger eine in einem Lager gehalterte Welle aufweisen, welches in der Bohreinheit vorgesehen ist, wobei die Achse der Welle in einer Richtung entlang zur Strecke verläuft.

Zweckmäßigerweise enthält der Hechanismus zur Bewegung des Auslegers ein Zahnrad, das antriebsmäßig mit der Welle gekoppelt ist, sowie Antriebselemente zum Drehen des Zahnrades.

Die Antriebselemente können einen Motor aufweisen, der antriebsmäßig mit dem Zahnrad gekoppelt ist.

Vorteilhafterweise ist an der Bohreinheit eine am Boden aufgestellte Kufenanordnung vorgesehen, welche einen vertikalen Träger unterstützt, der das Lager und eine Deckenträgerplatte trägt, welche an die gebogene Form der Steingrenzfläche anpaßbar ist.

Des weiteren kann eine Anzahl von !Führungsstäben vorgesehen werden, welche sich von der Bohreinheit nach rückwärts erstrecken und gleitend in die Abstützeinheit eingreifen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch eine Stabilisiereinheit vorgesehen werden, welche sich am hintersten Ende

609819/0348

der Führungsstäbe befindet.

Die Beladeeinrichtung weist vorzugsweise einen endlosen Förderer auf, von dem ein Teil auf einer Platte getragen wird, die sich in der Bohreinheit befindet.

Vorteilhafterweise transportiert der Förderer Gesteinsbrocken zu einem weiteren Förderer, dessen Förderende von der Abstützeinheit getragen wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht zum Teil im Schnitt einer Vortriebsmaschine gemäß der Erfindung, welche sich in einer Arbeitsstellung befindet;

Fig. 2 eine Ansicht von vorne der in Fig. 1 dargestellten Vortriebsmaschine; und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. T dargestellte Vortriebsmaschine.

In der Zeichnung ist eine Vortriebsmaschine in Arbeitsstellung in einer Untertage-Strecke 1 dargestellt, wobei ein Teil der Seiten- und Deckenränder im Stein eine vorgewählte gebogene Form aufweisen, damit darin die Streckenbögen 2 hineinpassen, welche entlang der Strecke beim Vortrieb der Maschine gesetzt werden. Die Vortriebsmaschine weist eine Bohreinheit 5 auf, in welcher ein aufrechter und teilweise ringförmiger Träger 6, der sich quer zur Strecke erstreckt, eine an dem oberen und den seitlich gekrümmten Teilen des Trägers 6 befestigte Deckenträgerplatte 7 und eine am Boden liegende Kufenanordnung 8 enthält, welche den Träger 6 Über den Drehaufbau 3 und eine Höheneinstelleinrichtung 4 trägt. Eine Beladeeinrichtung weist

Förderer ■
einen / 9 auf, der durch in dem aufrechten Träger 6

609819/0348

ausgeformten Ausschnitten läuft, und wird um vier von der Bohreinheit getragenen Führungsrollen 10 geführt, um abgetragenen Stein von dem angrenzenden zu dem neu gebildeten Streckenboden zu laden und diesen zu einem Schacht 11 zu fördern, welcher oberhalb einem weiteren Förderer 12 liegt, welcher» sich entlang der Strecke 1 erstreckt. Der Schacht 11 ist an dem Förderer 12 verschiebbar angebracht, damit ein begrenztes relatives Vorrücken der Bohreinheit und des Förderer 12 ermöglicht ist.

Der aufrechte Träger 6 ist mit einem Lager 15 versehen, das eine Welle 17 zur Drehung um eine Achse trägt, welche in Richtung zur Strecke verläuft. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform verläuft die Achse parallel zur Längsachse der Strecke. Bei anderen Ausführungsformen kann die Drehachse gegenüber der Längsachse der Strecke geneigt sein. Die Welle 17 stellt einen Teil eines Auslegerträgers 20 dar, welcher an dem Träger 6 für eine Bewegung um die Achse der Welle 17 befestigt ist und ein Drehstützlager 21 für einen sich nach, vorne erstreckenden Ausleger 22 aufweist, welcher an seinem vorderen Ende einen Drehschneider bzw. Drehbohref 24 trägt. In der Fig. 1 sind der Ausleger und der Bohrer in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellt. Die Drehbewegung des Auslegers 22 wird von zwei hydraulischen Kolbenanordnungs-Paaren 25 und 26 gesteuert, welche zwischen Ausleger und Auslegerträger 20 verlaufen und mit diesen drehbar verbunden sind. An dem Ausleger 22 sind zwei Gleitelemente 27 und 28 (Fig. 1) vorgesehen, welche in einem Gleitkontakt mit Gleitflächen 29 und 30 zusammenwirken, welche wiederum an der Beladeeinrichtung und an Eckplatten 31 vorgesehen sind. Die Eckplatten 31 tragen die Deckenträgerplatte 7 und begrenzen die Drehbewegung des Auslegers nach außen innerhalb vorher festgelegter Grenzwerte.

Die Welle 17 des Auslegerträgers 20 wird in dem im aufrechten Träger 6 vorgesehenen Lager 15 mittels eines Zahnrades 32 gedreht, das auf der Welle 17 antreibbar angebracht ist und

609819/0348

mit einem Paar von Antriebselementen 33 zusammenwirkt, von welchem jedes ein mit dem Zahnrad 32 antriebsmäßig verbundenes Zahnrad 34 und ein von einem Hydraulikmotor 36 angetriebenes Getriebe 35 aufweist. Die Bohreinheit 5 weist ein Paar von gegenüberliegenden, horizontalen hydraulischen Kolbenanordnungen 37 auf, welche auf die Seitenstöße im Stein der Strecke wirken können, um die Bohreinheit in der Strecke lösbar zu verankern.

Der Drehschneider 24 wird über ein innerhalb des Auslegers liegendes Getriebegehäuse mittels eines Antriebsmotors bei niedriger Geschwindigkeit angetrieben, wobei der Motor ebenfalls innerhalb des Auslegers angeordnet ist. Bei einem typischen Anwendungsfall wird der Drehschneider voraussichtlich etwa zwei Umdrehungen pro Minute machen.

Die Bohreinheit 5 besitzt eine Anzahl von Führungselement en, welche von vier Fiihrungsstangen 38 gebildet werden, die gleitbar in Bohrungen 39 eingreifen, welche auf einer Abstützeinheit 40 vorgesehen sind. Am hintersten Ende der Flihrungsstäbe 38 ist ein Rtickteil 41 zur Stabilisierung der Bohreinheit währen des Bohrvorganges vorgesehen, welche bodenfeste Kufen und eine Kabine 44 zur Unterbringung von Zusatzgeräten für

AntrieBselnheit die Maschine aufweist, beispielsweise eine 7 mit einer elektrisch getriebenen Pumpe (nicht gezeigt), die zur Betätigung der hydraulischen Einrichtungen inklusive der Kolbenanordnungen auf der Maschine das hydraulische Druckmittel liefert.

Die Abstützeinheit 40 besitzt eine bodenfeste Kufenanordnung 50, welche mit der bodenfesten Kufenanordnung 8 der Bohreinheit 5 mittels doppelt wirkender hydraulischer Kolbenanordnungen 52 verbunden ist. Die Einheit 40 weist außerdem einen aufrechten Teil 54 mit den Bohrungen 39 auf, welche, wie bereits oben erwähnt, dem gleitenden Eingriff der F Iihrungs stangen dienen. Der aufrechte Teil 54 besitzt einen im wesentlichen "Unförmigen Grundriss. Zur lösbaren Verankerung der Abstlitz-

609819/0348

einheit 40 innerhalb der Strecke sind zwei horizontal und nach entgegengesetzten Seiten verlaufende hydraulische Ankerrammen 55 vorgesehen.

Die Abstützeinheit 40 besitzt außerdem Stelleinrichtungen 57, welche die Höhe des aufrechten Teiles 54 um die Drehhalterungen 58 auf der Kufenanordnung 50 einstellen, damit die Abstützeinheit 40 auf dem Untertage-Boden Abstufungen überwinden kann.

Die Abstutζeinheit 40 trägt das Beladeende der oben erwähnten Fördereinrichtung 12, welche dadurch mit der Abstützeinheit 40 vorrücken kann. Zum Fördern von Bogenabschnitten der Streckendeckenträger vom hinteren Teil der Vortriebsmaschine in die Einsetzstellung nahe der neu freigelegten, bogenförmigen Steinfläche der Streckendecke ist eine Anordnung 60 (in Fig. ist davon nur ein Teil dargestellt) vorgesehen. Die Deckenträgerabschnitte werden auf einen Klinkenträger 61 gesetzt, der auf einer Schiene 62 mittels einer endlosen Schleppkette

64 (davon ist nur ein Teil dargestellt) gefahren wird, welche von einem hydraulischen Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Wenn ein Abschnitt (in Fig. 2 mit gestrichelten Linien 63 dargestellt) in die Lage nahe der neu freigelegten Strecke gebracht ist, wird ein aufrechter, hydraulischer Stützbalken

65 auf der Abstützeinheit 40 ausgefahren, um eine Hebeplattform 66 anzuheben,welche den Deckenträgerabschnitt trägt und diesen zu der Stollendecke anhebt. Sodann werden Stützteile des Deckenträgers unterhalb des Bogenabschnittes eingesetzt und die Anordnung miteinander verschraubt.

Der Stützbalken 65 wird zur Unterstützung der Verankerung der Abstützeinheit innerhalb der Strecke während des Schneidens in seiner ausgefahrenen Stellung festgehalten.

Im Betrieb ist die Abstützeinheit 40 innerhalb der Strecke durch Ausfahren der Kolbenstangen 55 und des Stützbalkens 65 verankert und die ausgeschaltete Bohreinheit 5 rückt durch Ausfahren der Vorrück-Kolbenanordnungen 52 zur Angriffsfläche

609819/0348

vor. Während des Vorrückens der Bohreinheit dreht sich der Bohrer 24, um in die Ortsbrust einzudringen. Wenn die Bohreinheit um die gewünschte Strecke vorgerückt ist und der Bohrer in einem ausreichenden Maße in den Stein eingedrungen ist, wird das Ausfahren der Kolbenstangen 52 gestoppt und die Ankerrammen 37 werden ausgefahren, um die Bohreinheit innerhalb der Strecke zu verankern. Der Bohrer 24 wird sodann über die Steinfläche geschwenkt, bis eine ganze Steinbahn ausgeschnitteilst. Anfänglich ist der Auslegerträger 20 durch die Antriebselemente 33 über das Zahnrad 32 in eine Stellung gedreht worden, in der das Drehlager für den Ausleger vertikal ist. Der Bohrer wird sodann quer zur Strecke geschwenkt, wobei das untere Gleitelement 27 die Gleitfläche 29 an der Beladeeinrichtung berührt. So formt der Bohrer die Streckensohle aus. Als nächstes befindet sich der Bohrer in seiner äußersten

rund Stellung nahe dem Streckenstoß und wird/um die Streckenstöße und die Decke durch Drehung des Auslegeträgers aufgrund der Tätigkeit der Antriebselemente 33 geschwenkt. So bildet der Bohrer eine bogenförmige Steingrenzfläche, welche eine ähnliche Form zu den Streckendeckenträgern aufweist, welche dadurch in der Lage sind, die Strecke wirksam abzustützen. Eine äußere Bewegung des Auslegers während dieses letzten Schwenkens wird durch die Berührung zwischen dem Gleitelement 28 mit der Gleitfläche 30 auf den Eckplatten begrenzt. Der Rest der Steinfläche wird sodann durch Drehen des Auslegers abgetragen, derart, daß der Bohrer über den Rest der Arbeitsfläche geschwenkt wird.

Sobald die ganze Steinfläche abgetragen worden ist, wird die Verankerung der Bohreinheit gelöst und die Bohreinheit wird in Richtung auf die Arbeitsfläche vorgerückt, und zwar in einer Weise, wie sie oben anhand des Vorrückens der Kolbenanordnungen 52 beschrieben worden ist. Die Bohrarbeit wird sodann wiederholt, wenn die Bohreinheit gemäß der obigen Beschreibung verankert ist.

609819/0348

-Q-

Wenn die Vorrückrahmen bzw. -kolbenanordnungen 52 voll ausgefahren sind, wird die Abstützeinheit HO dadurch vorwärts bewegt, daß ihr Verankerungszustand durch Zurückziehen der Kolbenanordnungen 55 und des Stützbalkens 65 gelöst wird und die Kolbenanordnungen 52 betätigt v/erden, damit die Abstützeinheit 40 in Richtung auf die verankerte Bohreinheit zu befördert wird. Wenn die Abstützeinheit 40 gänzlich vorge rückt ist, wird auf einer Plattform 66 über den Stützbalken 65 ein Bogenabschnitt als Deckenträger gegeben, und zwar bevor der Stützbalken 65 zur Decke hin ausgefahren wird und die Kolbenanordnungen 55 zur Verankerung der Abstützeinheit innerhalb der Strecke betätigt werden. Die Bohreinheit kann sodann in der oben beschriebenen Weise weiter vorrücken.

Wenn die Bohr- und Abstützeinheiten vorgerückt werden, rücken auch die jeweils dazugehörenden Förderer 9 bzw. 12 vor, wobei jede relative Bewegung der beiden Förderer durch den Schacht 11 ausgeglichen wird, welcher auf einer auf dem Förderer 12 vorgesehenen Gleitbahn gleitet.

Während des Vorrückens und des Abtragens kann die Bohreinheit durch die Wirkung der vier Führungsstäbe 3fl geführt und stabilisiert werden, sowie durch die Abstützeinheit ¹JO, welche diewn der Bohreinheit auf die Führungsstäbe übertragenen Axialstöße absorbieren kann.

Aus der vorangegangenen Beschreibung wird deutlich, daß die Erfindung eine Vortriebsmaschine vorsieht, mit der eine zu bauende Untertagestrecke mit einem Querschnitt von Bogenform geschaffen werden kann, womit wirkungsvolle Ausbaubedingungen erreicht werden können. Die eingesetzten Streckenbögen liegen dabei gut an dem Gebirge an und können in unmittelbarer Anlage an die frisch freigelegten Stoß- und Hangendflächen der Strecke eingebaut werden.

609819/0348

Bei anderen Ausfiihrungs formen der Erfindung kann der Mechanismus für eine Bewegung des Auslegerträgers um eine entlang der Strecke verlaufende Achse zumindest eine hydraulische Kolbenanordnung aufweisen. Der Mechanismus kann auch Elemente eines Zahngesperres aufweisen.

609819/0348

Claims

- 11 PATENTANSPRÜCHE

1. Vortriebsmaschine zur Bildung einer Strecke im Untertagebetrieb, von der zumindest ein Teil der Steingrenzfläche eine gebogene Form aufweist, gekennzeichnet durch eine Bohreinheit (5) und eine Abstutzeinheit (40), von denen jede gegenüber der anderen Einheit innerhalb der Strecke verankerbar, lösbar und versetzbar ist, durch Vorriickelemente (37,52,55,65), welche während des Betriebes die gerade gelöste Einheit im Bezug auf die gerade verankerte Einheit vorriicken lassen, durch einen von der Bohreinheit (5) getragenen Auslegerträger (17,20), durch einen nach vorne gerichteten Ausleger (22), der drehbar an dem Auslegerträger (17,20) angebracht ist, durch ein drehbar auf dem Ausleger (22) angebrachtes Schneidwerkzeug (24), durch Kolbenanordnungen (25,26) zum Steuern der Drehbewegung des Auslegers (22) und durch Beladeelemente (9,11,12) zum Sammeln und Fördern der von dem Schneidwerkzeug abgetragenen Gesteinsstlicke, wobei der Auslegerträger (17,20) von der Bohreinheit (5) für eine Drehung um eine entlang der Strecke (1) verlaufende Achse getragen ist und ein Mechanismus (32,33,34,35,36) zur Bewegung des Auslegerträgers (17,20) um diese Achse vorgesehen ist, derart, daß im Betrieb das auf dem Ausleger (22) angeordnete Schneidwerkzeug (24) die Bogenfprm in den Stein schneidet.

2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerträger (20) eine Welle (17) aufweist, welche in einem in der Bohreinheit (5) angeordneten Lager (16) gehaltert ist, wobei die Achse der Welle in Richtung entlang der Strecke (1) verläuft.

3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (32,33) für eine Bewegung des Auslegerträgers (17,20) ein antreibbar mit der Welle (17) verbundenes Zahnrad (32) und Antriebselemente (33) zur Drehung des Zahnrades aufweist.

6 0 9 8 1 9/0348

4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente (33) einen Motor (36) aufweisen, der antriebsmäßig mit dem Zahnrad (32) verbunden ist.

5. Vortriebsmaschine nach einem der Anspräche 2 bis 4, ' dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinheit (5) eine am Boden aufliegende Kufenanordnung (8) aufweist, welche einen vertikalen Träger (6) trägt, an welchem das Lager (16) und eine Deckenträgerplatte (7) angeordnet sind, welche letztere zumindest um einen Teil der Bogenform der Steinfläche anlegbar ist.

6. Vortriebsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl an IUhrungsstäben (38) von der Bohreinheit (5) nach hinten verlaufen und in der Abstützeinheit (40) gleitend gelagert sind.

7. Vortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß eine Stabilisiereinheit (41) am hintersten Ende der Führungsstäbe (38) vorgesehen ist.

8. Vortriebsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladeelemente einen Förderer (9) aufweisen, von welchem ein Teil auf einer Platte an der Bohreinheit (5) getragen wird.

9. Vortriebsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (9) Gesteinsstücke an einen weiteren Förderer (12) liefert, dessen Beladeende in der Abstützeinheit (40) getragen ist.

10. Vortriebsmaschine nach einem der Torangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausleger (22) Gleitelemente (27,28) vorgesehen sind, welche im Betrieb mit Gleitelementen (29»3O) in der Bohreinheit (5) zusammenwirken,

60981970348

um die Bewegung des Auslegers in einem festgelegten Grenzbereich zu halten.

11. Vortriebsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportanordnung (60) zum Fördern der Deckenträgerabschnitte zur Streckendecke vorgesehen ist.

609819/0348

Leerseite