DE2646586C3 - Schildvortriebseinrichtung, insbesondere für den Vortrieb von Gesteins- und Flözstrecken in Bergbau-Untertagebetrieben - Google Patents

Description

der Dachschild unter Verwendung von Vorschubpressen in Vortriebsrichtung vordrücken läßt (DE-OS 24 29 805, Colliery Guardian, März 1969, Prospektseite 35 und Februar 1973, Seiten 63/64). Die Abstützung des Dachschildes durch die hydraulischer.-: Stempel 5 ermöglicht es, den Ausbruchsquerschnitt im Ortsbrustbereich zuverlässig zu sichern und zugleich ein Festlaufen des Dachschildes oder sonstige Störungen bei seiner Vorschubbewegung zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schildvortriebsein- ι ο richtung der genannten Art so auszugestalten daß sich eine baulich vergleichsweise einfache und robuste Ausführung der das Schilddach tragenden Hub vorrichtungen bei günstiger Kraftübertragung und Abstützung der Schildlast ergibt Dabei sollen die Hubvorrichtungen zweckmäßig auch so ausgebildet sein, daß im Schildinneren ein möglichst großer freier Arbeitsraum zur Verfügung steht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die an den beiden Dachschildseiten ang-ordneten Hubstützen mit höhenverschwenkbaren Hubbalken versehen sind, die einerseits an den Sohlschwellen und andererseits an dem Dachschild angelenkt sind, und mit denen die sich gegen die Sohlschwellen gelenkig abstützenden Hubvorrichtungen gelenkig verbunden sind.

Die mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schildvortriebseinrichtung erzielbaren Vorteile sind insbesondere in der baulich einfachen, robusten und gedrungenen Ausführung der das Schilddach tragenden Hubstützen sowie auch in der günstigen Kraftübertragung und Abstützung der Schildlast zu sehen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hubstützen ermöglicht aufgrund der Hebelübersetzung auch die Verwendung kurzhubiger hydraulischer Stempel bei vergleichsweise großem Hubmaß des Dachschildes. Vorteilhaft ist ferner, daß die Vorschubkräfte der Rückvorrichtungen über die höhenverschwenkbaren Hubbalken im oberen Bereich, zweckmäßig etwa im Schwerpunkt des Dachschildes, in diesen eingeleitet werden können, so daß auch Schiefstellungen, Verkantungen und Verwindungen des Dachschildes vermieden werden können. Die beidseitig gelenkige Abstützung des Dachschildes eröffnet auch die Möglichkeit einer besseren Anpassung des Schildes an die Ausbruchswandung.

Die erfindungsgemäße Schildvortriebseinrichtung ist aufgrund der Höheneinstellbarkeit, der hohen Stützkräfte und der guten Anpassungsfähigkeit an den Ausbruchsquerschnitt bevorzugt für den Vortrieb von Gesteins- oder Flözstrecken in Bergbau-Untertagebetrieben geeignet, obwohl sie auch für den Vortrieb anderer unterirdischer Bauwerke, wie z. B. Tunnels, Stollen u. dgl. einsetzbar ist Mit Hilfe der genannten Hubstützen ist es möglich, den Dachschild auf den jeweiligen Ausbruchsquerschnitt einzustellen und in feste Anlage an die Ausbruchswandung zu bringen, so daß vorzeitige Setzungen oder Auflockerungen des Gebirges weitestgehend vermieden werden können. Zugleich ergibt sich die Möglichkeit, den Dachschild, falls erforderlich, während des Rückvorganges geringfügig abzusenken, so daß er ohne nennenswerte Auflast gerückt werden kann. Werden für die Hubstützen mit Überlastventilen ausgerüstete hydraulische Stempel verwendet, so kann der Dachschild auch einem <>5 etwaigen Gebirgsdruck nachgiebig ausweichen.

Im Hinblick auf eine gute Standsicherheit und eine möglichst großflächige Abstützung des Dachschildes empfiehlt es sich, die Sohlschwelllen der Hubstützen so auszubilden, daß sie sich von einer Stelle, die vor den Schilddach-Anschlußgelenken der Hubbalken liegen, bis in den Nachläufer erstrecken. Mit dieser Maßnahme wird vor allem auch eine hohe Kippstabilität des auf den Hubstützen ruhenden Dachschildes erreicht

Um insbesondere eine möglichst günstige Einleitung der Vorschubkräfte und zugleich eine wirkungsvolle Abstützung der Firste in Nähe der Ortsbrust zu erveichen, ist es zweckmäßig, die Anschlußgelenke der Hubbalken an dem Dachschild, in dessen Längsrichtung gesehen, etwa in der Schilddachmitte oder hierzu in Richtung auf die Ortsbrust versetzt anzuordnen.

Der erfindungsgemäße Dachschild wird vorteilhafterweise mit Vorpfändelementen versehen, die mittels hydraulischer Vorpfändzylinder in Richtung auf die Ortsbrust ausfahrbar sind, um den Arbeitsbereich bis an die Ortsbrust jederzeit sichern zu können. Die Anordnung von Vorpfändelementen in Gestalt von vorschiebbaren Vorpfändkappen oder Vortriebsmessern an Vortriebs- bzw. Messerschilden ist bekannt (US-PS 35 81 507).

Die den Dachschild tragenden Hubstützen sind in bekannter Weise über die Rückvorrichtungen mit dem Nachläufer gekoppelt Da der Nachläufer ebenfalls gegen die Ausbruchswandung verspannbar ist kann er beim Rücken des Dachschildes das Rückzylinder-Widerlager bilden. Der Dachschild und der Nachläufer sind dabei im Nachziehschritt unter wechselseitiger Abstützung in Richtung auf die Ortsbrust rückbar. Es empfiehlt sich, an dem Nachläufer hydraulisch gegen die Ausbruchswandung ausfahrbare Spreizorgane anzuordnen, vorzugsweise derart daß jeweils ein Spreizorgan an der Firste und an den beiden Füßen des bogenförmigen Nachläufers vorhanden ist. Um einen dichten Abschluß des Schildinnenraumes im Bereich zwischen Dachschild und Nachläufer beim wechselseitigen Rücken sicherzustellen, wird die Anordnung vorteilhafterweise so getroffen, daß der Dachschild und der Nachläufer einander um mindestens das Schreitrnaß der aus hydraulischen Rückzylindern bestehenden Rückvorrichtungen überlappen.

Der genannten Nachläufer wird vorzugsweise so ausgebildet daß er zugleich eine Schildschwanzhaube bildet in welche die Streckenausbaubögen eingebracht werden können, wie dies bei Schildvortriebseinrichtungen an sich bekannt ist (DE-AS 12 16 915). Um gleichzeitig auch Verzugselemente, wie z. B. Verzugsmatten, Verzugsbleche u.dgl. einbringen zu können, empfiehlt es sich, die Schildschwanzhaube oder Einbauteile derselben mit entsprechenden öffnungen zu versehen. Der Nachläufer besteht im übrigen zweckmäßig aus einem formsteifen kastenförmigen Nachläuferrahmen, mit dem die Schildschwanzhaube verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Schildvortriebseinrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

F i g. 2 die Schildvortriebseinrichtung gemäß F i g. 1 rechts der Mittellinie in einem Querschnitt nach Linie IMI der F i g. 1 und links der Mittellinie in einer Ansicht von der Ortsbrust her.

Die dargestellte Schildvortriebseinrichtung weist ein doppe!r/andiges, durch Stege 11 kastenförmig ausgesteiftes Schilddach 10 auf, welches entsprechend dem Streckenprofil bogenförmig ausgebildet ist. In den einzelnen kastenförmigen Innenräumen 12 des Schild-

daches 10 sind aus Verbaubohlen bestehende Vorpfändkappen 13 teleskopartig verschiebbar geführt Jeder Vorpfändkappe 13 ist ein hydraulischer Vorpfändzylinder 14 zugeordnet, der in der kastenförmigen Vorpfändkappe liegt und dessen Kolbenstange 15 bei 16 am Schilddach angelenkt ist Mit Hilfe der Vorpfändzylinder 14 können cL-iher die Vorpfändkappen 13 einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung V gegen die Ortsbrust ausgefahren oder in Gegenrichtung in das Schilddach eingefahren werden.

An dem die Streckenfirste unterfangenden Schilddach 10 sind mittels Gelenke 17 bis angenähert zur Streckensohle 19 reichende Verzugsplatten 18 angeschlossen, welche die Seitenstöße der Strecke sichern.

Der Dachschild 10 wird von zwei Hubstützen 20 getragen, die unterhalb des Dachschiides zu dessen beiden Seiten angeordnet sind. Die Hubstützen 20 sind von gleicher Ausbildung. Sie weisen jeweils einen Hubbalken 21, einen hydraulischen Stempel 22 und eine Sohlschwelle 23 auf. Die Sohlschwelle 23 ist am hinteren Ende mit einer aufragenden Konsole 24 versehen, an deren Gabelstück .'25 der Hubbalken 21 in einem Gelenk 26 mit horizontaler Gelenkachse angeschlossen ist An seinem anderen Ende ist der Hubbalken 21 über ein Anschlußgelenk 27 mit einer gabelförmigen Konsole 28 verbunden, die an dem Dachschild 10 innenseitig befestigt ist Der hydraulische Stempel 22 stützt sich in einem Fußgelenk 29 an der kastenförmigen Sohlschwelle 23 ab. Er ist über ein Kopfgelenk 30 mit dem Hubbalken 21 verbunden. Die Gelenkachsen der Gelenke 26,27,29 und 30 verlaufen parallel zueinander senkrecht zur Vortriebsvorrichtung V. Es ist erkennbar, daß der Dachschild 10 in den Anschlußgelenken 27 der beiden Hubstützen 20 pendelnd abgestützt ist und durch Aus- und Einschub der beiden Stempel 22 gehoben und gesenkt werden kann. Es ist daher möglich, den Dachschild in dichte Anlage an die Streckfirste zu bringen und im Bedarfsfall z. B. für die Durchführung des Rückvorgange;» vom Firstdruck zu entlasten. Den hydraulischen Stempeln 22 sind (nicht dargestellte) Überdruckventile zugeordnet welche die Druckaufnahrr.e der Stempel und damit des Dachschildes begrenzen.

Es ist erkennbar, daß sich die beiden kastenförmigen Sohlschwellen 23 der Hubstützen 20 von einer Stelle, die, in Vortriebsrichtung V gesehen, vor den Anschlußgelenken 27 der Hubbalken 21 liegt bis in den rückwärtigen Bereich des Dachschildes 10 und eines ihm nachgeschalteten Nachläufers 31 erstrecken und daß die Anschlußgelenke 27 der Hubbalken 21 an dem Dachschild etwa in halber Streckenhöhe bzw. etwas darüber sowie, in Längsrichtung gesehen, etwa in der Halben Längsmitte des Dachschildes liegen. Die Anschlußgelenke 27 befinden sich damit angenähert im Schwerpunkt des Dachschildes, der von den langgestreckten, über die Anschlußgelenke 27 zur Ortsbrust hin vorgezogen Sohlschwellen 23 sicher gehalten und abgestüzt wird.

Die beiden Hubstützen 20 sind jeweils über eine Rückvorrichtung mit dem Nachläufer 31 gekoppelt Die Rückvorrichtungen bestehen aus doppeltwirkenden hydraulischen Rückzytindern 32, deren Kolbenstangen über Gelenke 33 mit den Sohlschwellen 23 verbunden sind und die sich rückwärtig über Gelenke 34 an dem Nachläufer abstützen. Die beiden Rückzylinder 32 liegen geschützt in seitlichen Kastenanbauteflen 35 der Sohlschwellen 23 (F i g. 2\

Der Nachläufer 31 besteht aus einem stabilen kastenförmigen Nachläuferrahmen 36 und einer sich hieran anschließenden, aus Blech gefertigten Schildschwanzhaube 37. Der Dachschild 10, der Nachläuferrahmen 36 und die Schildschwanzhaube 37 weisen sämtlich dasselbe Bogenprofil auf.

Mit dem Nachläuferrahmen 36 des Nachläufers 31 ist an der der Schildschwanzhaube 37 gegenüberliegenden Seite eine Abdeckplatte 38 fest verbunden, welche den rückwärtigen Kastenteil 39 des Dachschildes übergreift Das Maß der Überlappung ist größer als der Hub der Rückzylinder 32, so daß beim Rücken des Vortriebsschildes zwischen Dachschild und Nachläufer kein gegenüber der Firste ungesicherter Spalt auftreten kann. Der Nachläufer 31 ist ebenfalls gegen die Ausbruchs wandung abspannbar. Sein Nachläuferrahmen 36 weist zu diesem Zweck drei Spreizorgane 40 und 41 auf, von denen das Spreizorgan 40 an der Firste und die beiden Spreizorgane 41 an den unteren Enden des Rahmens 36 angeordnet sind. Die Spreizorgane 40 und 41 bestehen jeweils aus einem hydraulischen Spreizzylinder, der im Kasteninnenraum des Nachläuferrahmens 36 geschützt angeordnet ist und bei Druckbeaufschlagung einen Spreizschuh 42 gegen die Ausbruchswandung bzw. die Streckensohle anpreßt Die beiden Rückzylinder 32

2s stützen sich an den unteren Enden des Nachläuferrahmens 36 ab.

Durch Ausschub der Vorpfändzylinder 14 können, wie erwähnt die Vorpfändkappen 13 gegen die Ortsbrust ausgefahren werden, so daß sie den Ausbruchsquerschnitt unmittelbar vor der Ortsbrust sichern. Sobald sämtliche Vorpfändkappen 13 ausgefahren sind, kann der Dachschild 10 unter gleichzeitigem Einschub der Vorpfändkappen 13 gedrückt werden. Zu diesem Zweck werden die beiden hydraulischer.

Zylinder 32 in Ausschubrichtung beaufschlagt. Während des Vorschubs des Dachschildes 10 können die hydraulischen Stempel 22 ganz oder teilweise entlastet sein. Die Rückzylinder 32 stützen sich beim Rücken des Dachschildes an dem Nachläuferrahmen 36 ab, der mit Hilfe seiner Spreizorgane 40, 41 gegen die Ausbruchswandung fest verspannt ist Nach dem Rücken und gegebenenfalls erneutem Verspannen des Dachschildes 10 kann der Nachläufer 31 nachgeholt werden. Zu diesem Zweck werden die Rückzylinder 32 in Einschubrichtung beaufschlagt während die Spreizorgane 40, 41 eingefahren werden. Nach erfolgtem Rücken des Nachläufers 31 kann dieser durch Ausfahren seiner Spreizorgane erneut in der Strecke verankert werden.

so Für den endgültigen Ausbau der Strecke werden, wie üblich, mehrteilige Ausbaurahmen oder Streckenbogen 43 vorgesehen, die entsprechend dem Streckenvortrieb im Schütze des Nachläufers 31 unter dessen Schildschwanzhaube 37 gesetzt werden, wie dies Fig. 1 erkennen läßt Dabei wird zwischen die benachbarten Streckenbogen 43 ein aus Matten, Blechen, Leisten oddgL bestehender Verzug 44 eingebracht Die Schildschwanzhaube 37 weist in ihrem mittleren Bereich einen Aussteifungssteg 45 auf, der mit einer Schlitzöff nung 46 für das Einbringen der Verzugselemente versehen ist Die Verzugselemente 44 werden, wie dargestellt von der Seite des Dachschildes 10 her in die Schlitzöffnungen 46 eingeführt und in den Zwischenraum zwischen der Innenwandung der Schfldschwanz- haube und dem Außenumfang des zuletzt eingebrachten Ausbaubogens geschoben. Sobald die Schildschwanzhaube mit dem Dachschild um einen weiteren Schritt vorgerückt ist, kann unter die so eingebrachten

Verzugselemente 44 der nächstfolgenden Streckenbogen 43 gesetzt werden. Es versteht sich, daß die Einführungsöffnungen 46 der Schildschwanzhaube 37 gegenüber der vorgegebenen Einbaustelle des Strekkenbogens 43 so ausgerichtet sind, daß die Verzugselemente 44 ohne weiteres vom Schildinneren her in die Einbaulage gebracht werden könnte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schildvortriebseinrichtung, insbesondere für den Vortrieb von Gesteins- und Flözstrecken in Bergbau-Untertagebetrieben, bestehend aus einem Dachschild, der mittels zu beiden Seiten an ihm angreifender Hubstützen gegen die Ausbruchswandung hebbar und absenkbar ist, die Ober Rückvorrichtungen mit einem gegen die Ausbruchswandung verspannbaren Nachläufer verbunden sind, wobei die Hubstützen das Schilddach tragende, insbesondere aus hydraulischen Stempeln bestehende Hubvorrichtungen aufweisen, die sich auf in Längsrichtung des Dachschildes erstreckenden Sohlschwellen abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die an den beiden Dachschildseiten angeordneten Hubstützen (20) mit höhenverschwenkbaren Hubbalken (21) versehen sind, die einerseits an den Sohlsohwellen (23) und andererseits an dem Dachschild (10) angelenkt sind und mit denen die sich gegen die Sohlschwellen (23) gelenkig abstützenden Hubvorrichtungen (22) gelenkig verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußgelenke (27) der Hubbalken (21) an dem Dachschild (10), in dessen Längsrichtung gesehen, etwa in der Schilddachmitte oder hierzu in Richtung auf die Ortsbrust versetzt angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sohlschwellen (23) der Hubstützen (20) von einer Stelle, die vor den Schilddach-Anschlußgelenken (27) der Hubbalken (21) liegt, bis in den Nachläufer (31) erstrecken.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dachschild (10) mit Vorpfändelementen (13) versehen ist, die mittels hydraulischer Vorpfändzylinder (14) in Richtung auf die Ortsbrust ausfahrbar sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachläufer (31) mit hydraulisch gegen die Ausbruchswandung ausfahrbaren Spreizorganen (40,41) versehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizorgane (40,41) an der Firste und an den beiden Füßen des Nachläufers (31) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachläufer (31) in an sich bekannter Weise eine Schildschwanzhaube (37) bildet, in welche die Streckenausbaubögen (43) einbringbar sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildschwanzhaube (37) mit Einführungsöffnungen (46) od. dgl. für das Einbringen von Verzugselementen (44) versehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachläufer (31) aus einem formsteifen kastenförmigen Nachläuferrahmen (36) besteht, mit dem die Schildschwanzhaube (37) verbunden ist

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dachschild (10) und der Nachläufer (31) einander um mindestens das Schreitmaß der aus hydraulischen Rückzylindern (32) bestehenden Rückvorrichtungen überlappen.

Die Erfindung betrifft eine Schildvortriebseinrichtung, insbesondere für den Vortrieb von Gesteins- und Flözstrecken in Bergbau-Untertagebetrieben, bestehend aus einem Dachschild, der mittels zu beiden Seiten an ihm angreifender Hubstützen gegen die Ausbruchswandung hebbar und absenkbar ist, die über Rückvorrichtungen mit einem gegen die Ausbruchswandung verspannbaren Nachläufer verbunden sind, wobei die Hubstützen das Schilddach tragende, insbesondere aus

ίο hydraulischen Stempeln bestehende Hubvorrichtungen aufweisen, die sich auf in Längsrichtung des Dachschildes erstreckenden Sohlschwellen abstützen.

Für den Vortrieb von Tunnels, Stollen u.dgl. in lockeren oder bindigen Böden werden Vortriebsschilde eingesetzt, die aus Zylinderschilden, Dachschilden oder sogenannten Messerschilden bestehen. Letztere weisen eine Vielzahl von den Schildmantel bildenden, auf einem Stützrahmen abgestützten Vortriebsmessern auf, die einzeln oder gruppenweise mittels Pressen vorgepreßt werden können. Solche Dachschilde werden auch als Spreizschilde ausgebildet, deren die Vortriebsmesser tragenden Schildsegmente gelenkig miteinander verbunden und auf Stempeln abgestützt sind (DE-OS 23 14 703).

Es sind auch Getriebezimmerungen für den Stollenvortrieb bekannt, die aus einzelnen vorbaubaren Stützbögen bestehen, welche mit Schlitzen versehen sind, durch welche Vortriebspfähle od. dgl. in das Erdreich eingetrieben werden (DE-PS 14 46 009).

Bekannt ist es ferner, für den Vortrieb von Gesteinsoder Flötzstrecken in Bergbau-Untertagebetrieben Vortriebsschilde einzusetzen, die aus einem starren Dachschild bestehen, der mittels Laufrollen auf in der Strecke verlegten Schienen fahrbar ist (DE-AS 10 75519). Der Dachschild weist an seinem der Ortsbrust zugewandten Ende eine mehrteilige Schutzhaube auf, welche den Streckenausbruch im unmittelbaren Ortsbrustbereich sichert. Außerdem ist am rückwärtigen Ende des Dachschildes eine Schildschwanzhaube befestigt, in deren Schutz der endgültige Streckenausbau eingebracht werden kann. Die Schildschwanzhaube ist in radialer Richtung gegenüber dem Dachschild so weit zur Firste hin abgekröpft, daß die in sie eingebrachten Ausbaubögen noch unterhalb der Haube mit den erforderlichen Verzugsmitteln versehen und gegenüber den dahinter stehenden Ausbaubögen verbolzt werden können.

Bei dem vorgenannten Vortriebsschild weist demgemäß der eigentliche Dachschild einen Querschnitt auf,

so der erheblich kleiner ist als der Ausbruchsquerschnitt. Es ist daher nicht möglich, den Dachschild in feste Anlage an die Ausbruchswandung zu bringen. Da die Schildschwanzhaube gegenüber dem Dachschild zur Firste hin abgekröpft ist, besteht außerdem die Gefahr, daß die Vorschubbewegung des Schildes in Richtung auf die Ortsbrust durch Gesteinsmaterial, welches sich auf den Dachschild legt, blockiert wird Nachteilig ist ferner, daß die Vorschubzylinder sich an den in die Schildschwanzhaube eingebrachten Streckenbögen abstützen,

^fio die noch keinen dichten Anschluß an das umgebende Gebirge haben. Außerdem müssen die Vorschubzylinder entsprechend dem Vortrieb der Strecke einzeln umgelegt werden.
Es sind auch als Dachschilde ausgebildete Schildvor-

t>5 triebseinrichtungen für den Vortrieb von Strecken u. dgl. bekannt, bei denen sich das Schilddach z. B. über h^Jraulische Stempel auf Sohlschwellen abstützt, die Bestandteil eines Streitwerks sind, mit dessen Hilfe sich