DE2727837A1

DE2727837A1 - Ganzstoss-kohlengewinnungsmaschine

Info

Publication number: DE2727837A1
Application number: DE19772727837
Authority: DE
Inventors: James Conley Justice
Original assignee: COALTEX Inc
Current assignee: COALTEX Inc
Priority date: 1976-06-21
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1977-12-29
Also published as: AU2602977A; GB1574782A; CA1063626A; US4037875A; DE2727837C2; AU509075B2; ZA773500B

Description

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21. Juni 1977

COALTEX, INC., Post Office Box 1085, Beckley, Bundesstaat Virginia, VStA

Ganzstoß-Kohlengewinnunßsmaschlne

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gewinnungsmaschine, die insbesondere für den leistungsfähigen Abbau geringmächtiger Kohlenflöze (mit einer Stärke von 60-90 cm) ausgelegt ist und die den Sicherheitsverordnungen der Vereinigten Staaten von Amerika entspricht. Die Gewinnungsmaschine ist jedoch ebenfalls zum Abbau mächtigerer Kohlenflöze geeignet.

In der Vergangenheit haben verschiedene Probleme des Abbaus gering mächtiger Kohlenflöze eine leistungsfähige Gewinnung erschwert. Solche Probleme umfassen den Ausbau des Strebs, eine leistungsvolle Schneide- oder Schrämwirkung der Werkzeuge, eine wirkungsvolle Abförderung der Abbau kohle von dem Abbaustoß und eine ordnungsgemäße Abdichtung des Staubes innerhalb des Abbaubereiches. Es sind zwar (wie z.B. in den US-PS 3.640.580 und 3.784.256) Vorschläge zur Eindämmung des Staubes beim Flözabbau im allgemeinen ge-

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macht worden, die vorgeschlagenen Maßnahmen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig, brauchen zuviel Platz und sind zu teuer, während die Probleme eines ordnungsgemäßen Ausbaus, einer leistungsfähigen Schrämwirkung bzw. Schneidewirkung für das wirksame Abbauen in gering-mächtigen Kohlenflözen und das wirkungsvolle Abfördern der Kohle von dem Abbaustoß bisher nicht völlig gelöst worden sind.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Ganzstoßgewinnungsmaschine zur Verfugung zu stellen, die insbesondere für den Kohlenabbau in gering-mächtigen Flözen geeignet ist und die die Sicherheit der Bergleute gewährleistet sowie den Sicherheitsbestimmungen entspricht. Diese und andere Aufgaben der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ganzstoßgewinnungsmaschine zum Abbau von Kohle oder dergleichen und insbesondere zur Anwendung in gering-mächtigen Flözen in Vorschlag gebracht, die einen oder mehrere Schräm- bzw. Schneideköpfe umfaßt, die um senkrechte Achsen drehbar sind, wobei die Drehbewegung um diese senkrechten Achsen zu einer wirksamen Schrämwirkung führt. Dabei wird jedem Schräm* kopf ein zusätzliches Schrämglied zugeordnet, um eine gering fügige Einstellung der Höhe des Abbaustoßes zu ermöglichen. Einrichtungen sind vorgesehen, um die Schrämköpfe um ihre senkrechten Achsen zu drehen, so daß die Schrämköpfe nach innen aufeinander zu gedreht werden und eine Einrichtung ist vorgesehen, um die Schrämköpfe zu führen, während sie eine

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hin- und hergehende Längsbewegung zueinander und auseinander entlang des Kohlenstoßes ausführen. Eine Einrichtung ist vorgesehen, um die Schrämköpfe an der Abstützeinrichtung gemäß der hin- und hergehenden Längsbewegung anzutreiben, so daß die Schräm- bzw. Schneideköpfe aufeinander zu und auseinander bewegt werden, um die Hobelwirkung zu erzielen und die abgebaute Kohle kontinuierlich durch einen Flügelförderer oder dergleichen abgeführt wird. Der Förderer transportiert die abgebaute Kohle in Richtung auf einen Mittelpunkt des Abbaustoßes und dann die Kohle in im wesentlichen senkrechter Richtung zum Stoß von diesem weg transportiert.

Eine solche Förderwirkung erlaubt den Transport der Kohle aus dem Abbaubereich durch den schon durch die Gewinnungsmaschine gestalteten Stollen. Weiterhin erübrigt es sich, eine Verbindung zwischen den Enden des Stoßes ohne zusätzliche Fördermittel vorzusehen, wie dies bei gewissen bekannten Formen des Strebbaus benötigt wird. Die Breite des gemäß der vorliegenden Erfindung abgebauten Stoßes beträgt lediglich ca. 40-75 cm, wobei das Fördermittel die abgebaute Kohle wirksam entlang diesem relativ schmalen Stoß befördert.

Einrichtungen werden vorgesehen, um das Hangende abzustützen und die Abstützeinrichtung zu verankern, während die Kohle geschnitten wird, die eine max. Anpassungsfähigkeit in der Bewegung (vorgabe) der Gewinnungsmaschine gewährleisten und zwar während das Hangende möglichst nahe am Schneidebereich abgestützt wird. Solche Einrichtungen um-

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fassen vorzugsweise mehrere senkrechte einstellbare Stempel. Die Stempel besitzen verlängerte obere Teile, die sich bis nah an den Bereich des Abbaustoßes erstrecken und zwar innerhalb eines staubabgedichteten Bereiches (im Gegensatz zum Bekannten). Einrichtungen werden vorgesehen, um die Vorgabe der Schrämköpfe zu bewirken, wenn sie in ihren Anfangsstellungen oder anderen Stellungen angeordnet sind. Die Vorgabeeinrichtung umfaßt bevorzugt mehrere waagerecht einstellbare Stempel, die mit einigen der senkrechten Stempel verbunden sind. Dabei ist eine hydraulische Steuerung vorgesehen zum Steuern der senkrecht und waagerecht einstellbaren Stempel, so daß eine schnelle Vorgabe der Schneideköpfe vonstatten geht, während ein ordnungsgemäßer Ausbau gewährleistet wird. Den Abstützeinrichtungen zugeordnete Einrichtungen sind weiterhin vorgesehen, um einen begrenzten Bereich neben dem Kohlenstoß in bezug auf Staub abzudichten. Wie oben erwähnt, besitzt die Abstützeinrichtung einen Teil, der innerhalb des staubabgedichteten Bereiches angeordnet ist. Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Staub aus dem abgedichteten Bereich zu entfernen und ihn in einen sicheren Ablagerungsbereich zu bringen.

Die Staubabdichtungseinrichtung umfaßt vorzugsweise ein Vorhangaggregat mit einer Gummiklappe oder dergleichen, die den Staub zwischen einer Metallplatte bzw. zwischen Metallplatten oder dergleichen und dem Hangenden abdichtet. Während des Schneidens bzw. des Hobeins wird der gesamte

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Staub innerhalb des abgedichteten Bereiches durch die Metallplatte oder Metallplatten und deren Gummidichtung eingedämmt. Ein oder mehrere Abzugsgeüäse oder dergleichen ist im Vorhangsplattenteil des Aggregats angeordnet, um den Staub durch den abgedichteten Bereich entlang des AbbaustoBes mit einer Raumgeschwindigkeit zu fördern, die ausreicht, um für eine ordnungsgemäße Beherrschung des Staubes und eine Belüftung des Stoßes zu sorgen. Weiterhin kann ein Wasserspritzsystem innerhalb des abgedichteten Bereiches vorgesehen sein, um den Staub besser einzudämmen. Dabei kann das Spritzwasser ebenfalls als Kühlwasser zum Abkühlen der Elektromotoren herangezogen werden, die die Schrämköpfe antreiben, um eine ordnungsgemäße Schneidewirkung zu erzielen.

Ein Zusammenbruch des Stollens hinter der Gewinnungsmaschine wird durch einen ordnungsgemäßen Ausbau hinter der Gewinnungsmaschine verhindert* und zwar jedesmal, wenn eine Teilvorgabe der Gewinnungsmaschine stattgefunden hat, die durch die AbstUtz- und Vorgabeeinrichtungen bewerkstelligt wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung zu entnehmen. Es zeigen:

Figur 1 schematisch eine Draufsicht einer Ganzstoßkohlengewinnungsmaschine, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, wobei gewisse Teile'zwecks Klarheit abgeschnitten gezeigt sind;

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Figur 2 eine Seltenansicht der Kohlengewinnungsmaschine gemäß Figur 1;

Figur 3 eine detaillierte Ansicht einer beispielsweisen, der Kohlengewinnungsmaschine gemäß Figur 1 zugeordneten Einrichtung, die fUr eine hin- und hergehende Bewegung in der Längsrichtung der Schrämköpfe sorgt)

Figur 4 schematisch eine perspektivische Ansicht der Ausbau- und Vorgabeeinrichtungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird, und zwar in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Staubschutzeinrichtung;

Figur 5 eine ins einzelne gehende Seitenansicht einer Staubschutzeinrichtung, die ein Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt in Form eines Querschnitts, wobei eine beispielsweise Staubabfördereinrichtung gezeigt wird; und

Figur 6 eine Draufsicht einer Wasser-spritzeinrichtung, die mit der Kohlengewinnungsmaschine gemäß Figur 1 Anwendung finden kann.

Eine Ganzstoßabbaumaschine für Kohle, Erze und dergleichen in einem Flöz A am Stoß B ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Die Gewinnungsmaschine umfaßt einen oder mehrere Schrämköpfe 10, die je um eine senkrechte Achse D-D angetrieben werden können, wobei die senkrechten Achsen D-D zueinander parallel und im Abstand entlang des Stoßes B angeordnet sind, sowie eine Einrichtung 12, die jeden der Schrämköpfe in Drehung versetzt. Abstützeinrichtungen 14 sind vorgesehen, um die Schrämköpfe 10 abzustützen und sie hin und her, d.h. in Richtung zueinander und auseinander zu bewegen,

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wobei eine Hobelwirkung am Stoß H stattfindet. Eine Einrichtung 16 ist vorgesehen, um die Schrämköpfe 10 an der Abstützeinrichtung 14 zu bewegen und die Hobelwirkung zu erzielen. Das Hangende E (vgl. Figur 2) wird durch eine Einrichtung 18 abgestützt, die auch dazu dient, die Abstützeinrichtung 14 beim Abhobeln zu verankern. Die Einrichtung 18 ist möglichst nah am jeweiligen Schrämkopf 10 angeordnet, um für eine ordnungsgemäße Abstützung des Hangenden E zu sorgen. Eine Fördereinrichtung 20 fördert die Kohle oder dergleichen von dem Stoß A durch einen Durchgang C zu einer vom Abbaustoß abgelegenen Stelle. Eine Einrichtung 22 (vgl. Figur 2) dient zur Vorgabe der Schrämköpfe 10 in Richtung auf den Stoß B. Weitere Einrichtungen 24 und 26 (vgl. Figur 4) verhindern eine Ausbreitung des Staubes. Die Einrichtung 24 umfaßt eine der Abstützeinrichtung 18 zugeordnete Einrichtung, die dazu dient, den durch die Schneidewirkung freigesetzten Staub in einem Bereich F am Abbaustoß B zuzuhalten, sowie eine Einrichtung 26, die Staub von dem abgedichteten Bereich F in einen Bereich zur sicheren Ablagerung des Staubes abführt. Wenigstens ein Teil der Abstützeinrichtung 18 befindet sich innerhalb des Bereiches F.

Das Wort "Kohle" wird zwar in der vorliegenden Be schreibung und in den Ansprüchen benutzt ,um Gestein zu kennzeichnen, das gemäß der vorliegenden Erfindung abgebaut wird, der Begriff "Kohle" 1st jedoch so zu verstehen, daß er Kohle, Erz und dergleichen mit umfaßt, wobei die Erfindung sich nicht auf

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Kohle an sich beschränkt. Jeder der Schrämköpfe 10 umfaßt vorzugsweise eine Welle 30, die um eine senkrechte Achse D-D drehbar ist, eine Sehramtrommel 31, die mit der Welle 30 mitdreht und die Schrämpicken 32 an ihrem Umfang trägt, und eine Antriebskette 33, die die Trommel 31 und die Welle 30 in Drehung versetzt. Vorzugsweise ist je ein Schrämglied 34 jedem Schrämkopf 10 zugeordnet. Das Schrämglied 34 ist an einem senkrecht verlängerbaren Wellenteil 35 angeordnet. Das Schrämglied 34 kann sich in einer ersten Stellung befinden, wobei eine untere Fläche 36 im wesentlichen die Trommel 31 berührt, oder sie kann sich in einer zweiten Stellung (in Figur 2 in unterbrochenen Strichen gezeigt) befinden, wobei die untere Kante 36 des Gliedes 34 einen senkrechten Abstand zur Trommel 31 aufweist, wodurch eine Einstellung der Höhe des Abbaustoßes B ermöglicht wird. Die Einstellung der Höhe, die durch das Schrämglied ermöglicht wird, ist relativ klein, d.h. 5-22,5 cm (2 bis 9 Zoll). Die sich ergebende Möglichkeit einer vertikalen Einstellung ist dann von besonderem Vorteil, wenn die Kohlengewinnungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zum Abbau von Kohle aus gering-mächtigen Flözen, d.h. mit einer Mächtigkeit von 60-90 cm (24-36 Zoll) benutzt wird. Solche Kohlenflöze stellen das Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung dar. Zur Zeit jedoch sind Kohlenflöze geringer Mächtigkeit am schwierigsten abzubauen. Mit der erfindungsgemäßen Kohlengewinnungsmaschine ist der Abbau solcher Kohlenflöze nicht schwieriger als der Abbau anderer

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Kohlenflöze. Die Kohl enfcewinnun^suianchxne t?,emäß del¹ vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf gering-mächtige Kohlenflöze eingeschränkt.

Die Einrichtung 12 zur Drehung der Schrämköpfe um ihre senkrechte Achse zum Schneiden der Kohle umfaßt vorzugsweise Elektromotoren 37» die je einem Schrämkopf 10 zugeordnet sind. Ein Antriebskettenrad 38, das durch den Elektromotor 37 angetrieben wild, dreht die Trommel 31 sowie die Welle 30 über die Antriebskette 33· Durch hinter der Gewinnungsmaschine geschleppte und mit einer entfernt liegenden Energiequelle verbundene, nicht gezeigte Kabel kann dem Elektromotor Energie zugeführt werden. Ein Elektromotor 37 ist zum Drehantrieb des Schrämkopfes 10 deshalb besonders geeignet, weil Energie ohne die Entstehung von Abgasen oder dergleichen dem Motor besonders leicht zugeführt werden kann und weil der Elektromotor raumsparend und sicher im Betrieb ist. Die Welle 30 ist in einem oder mehreren horizontal angeordneten Armen 39 ^um die senkrechte Achse D-D drehbar gelagert, die mit dem Gehäuse des Elektromotors 37 verbunden sind. Bei jedem Stützarm 39 ist eine Unterbrechung in der Oberfläche der Trommel 31 vorgesehen.

Die Einrichtungen 14, die die Schrämköpfe so tragen, daß sie zueinander und auseinander hin- und herbewegt werden können, um die Hobelarbeit durchzuführen, sind nur schematisch in Figur 1 dargestellt, wobei diese Einrichtungen 14 verschiedenartig gestaltet werden können. Eine solche mögliche Gestaltungsform ist der Figur 3 zu entnehmen. Dabei umfassen

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die Einrichtungen 14 ein Führungsbahnpaar 41, das'sich parallel zum Stoß erstreckt und Räder 42 in sich aufnimmt. Die Räder 42 bestehen aus verhältnismäßig hartem Material und sind so angeordnet, daß sie frei um die senkrechte Achse 43 drehbar sind, die an einem Gehäuse des Elektromotors 37 befestigt ist. Die Bahnen 41 und die Räder 42 sind vorzugsweise aus einem verhältnismäßig reibungsarmen Werkstoff hergestellt.

Die Einrichtungen 16 zur Bewegung der Schrämköpfe 10 an den Stützeinrichtungen 14 mit einer hin- und hergehenden Längsbewegung, so daß die Schrämköpfe 10 zunächst einen maximalen Abstand zueinander aufweisen (Stellung in durchgezogenen Linien in Figur 1), wenn die Hobelwirkung einsetzt, und dann, um die Hobelwirkung zustandezubringen, zueinander bewegt werden (gemäß der punktierten Linie in Figur 1), können verschiedenartig konstruiert werden. Gemäß Figuren 1 und 2 umfassen die hin- und hergehenden Einrichtungen 16 ein Hydraulikmotorpaar 45, das mit Kettenrädern für Antriebsketten 46 verbunden ist und das auf einer Bühne angeordnet ist, wobei die Gehäuse der Elektromotoren 37 z.B. über Verbindungskonsolen 46' mit den Ketten 46 verbunden sind. Eine durch die Motoren 45 zustandegebrachte Drehbewegung der Kettenräder führt zum Antrieb der Ketten 46 und zu einer Hin- und Herbewegung der Motoren 37. Die Hobelwirkung findet statt, wenn die Schrämköpfe 10 auf einander zu oder auseinander bewegt werden. Hydraulikmotoren 45 werden für besonders geeignet gehalten, da die Pumpen, Hydraulikleitungen usw. demzufolge unmittelbar an Teilen des Gewinnungsgerätes befestigt werden können.

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Die Bühne 47 zur Abstützung der HydraulIkmotoren 45 dient zusätzlich als Abstützglied für die Führungsketten 41 und bildet zusätzlich eine obere Abgrenzung für die Fördereinrichtung 20. Die Bühne 47 kann in mehreren Abschnitten 47' ausgelegt sein, die miteinander verbunden sind, so daß an einem AbbaustoB A beliebiger Länge gearbeitet werden kann. (Die Ketten 46 lassen sich ebenfalls in der Länge einstellen.)

Die Fördereinrichtung 20 umfaßt vorzugsweise zwei Flügelförderer, deren Flügel 50 in Eingriff mit der Sohle G des Kohlenflözes stehen. Jeder der Flügel 50 ist vorzugsweise an einer durchgehenden Kette (bei 51 in Figur 2 schematisch dargestellt) verankert, die durch eine geeignete Antriebsquelle 52 angetrieben wird. Die Flügel 50 werden durch die Antriebsquelle 52 in Bewegung gesetzt, so daß die vom Stoß B abgebaute Kohle durch die Flügel 50 mitgenommen und in Richtung auf den zentralen Förderdurchgang C gefördert wird, der zwischen den Förderketten 51 und 51 gebildet wird. Der obere Teil der Fördereinrichtung 14 ist durch die Platte 47 abgeschlossen, die demjenigen Teil der Fördereinrichtung 47 zugeordnet ist, der neben dem Stoß B liegt. Es wird jedoch eine Rutsche vorgesehen, die sich von dem vorderen Teil des Durchgangs C in Richtung vom Stoß B weg zu einer weiteren Fördereinrichtung, die nicht abgebildet ist, erstreckt. Ein Boden 54 ist für die Rutsche 53 vorgesehen und liegt Im wesentlichen auf der Sohle G des Kohlenflözes neben dem Teil 55 des Flözes (Figur 4), der dem Stoß B am nächsten liegt. Der Boden 54 erstreckt sich

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schräg nach oben von der Stelle 55 bis zu einem hinteren, im wesentlichen waagerechten Teil 56 der Rutsche 53. Jede andere Art von Fördereinrichtung kann neben dem hinteren Endteil 57 der Fördereinrichtung 14 (Rutsche 53) angeordnet sein, um die Kohle aus dem Abbaubereich zu fördern. Dieses zusätzliche Fördermittel kann z.B. ein Förderband sein.

Die zwei Flügelförderer gemäß der vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet, weil die abgebaute Kohle schnell und wirkungsvoll durch sei mit einem minimalen Energiebedarf aus dem Abbaubereich in einen entfernten Bereich gefördert werden kann, wobei jedoch der Platzbedarf gering bleibt. Die kompakte Bauweise des Förderers gemäß der vorliegenden Erfindung ist deshalb besonders wichtig, weil die erfindungsgemäße Kohlenabbaumaschine insbesondere für gering-mächtige Kohlenflöze (mit einer Mächtigkeit von 60-90 cm (24-36 Zoll) ausgelegt ist. Die Förderer 20 werden kontinuierlich angetrieben, um Kohle vom Stoß B auch bei Vorgabe der Kohlengewinnungsmaschine abzufordern .

Bei allen Kohlenabbauflözen ist es wichtig, daß das Hangende möglichst nah am Abbaubereich abgestützt wird. Erfindungsgemäß wird dieser Ausbau trotz des Vorhandenseins der Staubschutzeinrichtungen verwirklicht. Die Ausbaueinrichtung 18 zum Abstützen des Hangenden E gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt mehrere senkrecht einstellbare Hydraulikstempel 60, die jeweils oben und unten verlängerte Teile 61 bzw. 62 besitzen. Die Vorderkanten 63 der oberen verlängerten Teile sind aöglichst nah an den Schrämköpfen angeordnet, um ihre

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ordnungsgemäße Ausbaufunktion zu erfüllen. Weiterhin sorgen die Stempel 60 und die Ihnen zugeordneten Einrichtungen fUr eine Vereinfachung der Stutzeinrichtung 14 während der hin- und hergehenden Bewegung der Schrämköpfe 10. Dabei wird ebenfalls eine Verankerung fUr die Vorgabeeinrichtung 22 besorgt.

Die Vorgabeeinrichtung 22 umfaßt vorzugsweise mehrere waagerecht einstellbare Stempel 65, die an unteren verlängerten Teilen 62 einiger der senkrechten Stempel 60 angeordnet sind. Die Stempel 65 sind fest an dem verlängerten Teil 62 befestigt. Sie sind ebenfalls wie z.B. durch eine Verbindung 66 (Flgure2) an der Bühne 47 befestigt, die die Abstutzeinrichtung 14 trägt und die den oberen Teil der Fördereinrichtung 20 begrenzt. Es kann zwar ein waagerecht einstellbarer Stempel 45 jedem der senkrecht einstellbaren Stempel 60 zugeordnet sein, gemäB der vorliegenden AusfUhrungsform der Erfindung jedoch sind lediglich ausgewählten senkrechten Stempeln ("erste senkrechte Stempel 60") waagerecht einstellbare Stempel 65 zugeordnet, während andere senkrecht einstellbare Stempel ("zweite senkrechte Stempel 60'") eine im wesentlichen waagerechte feste Verbindung zwischen sich und der Abstutzeinrichtung besitzen (Figur 4). Eine starre Metallkonsole 67 (oder ein federbelasteter Arm) kann an einem verlängerten Uunteren Teil 62 eines zweiten senkrechten Stempäs 60' angeordnet sein, die ähnlicherweise an der Bühne 47 befestigt ist. Eine hydraulische Steuerung, die bei 69 in Figur 4 angedeutet ist, steuert die Menge der Hydraulikflüssigkeit an die Stempel 60, 60' und 65, um das Abstützen, die Vorgabe und die Verankerung durch die Stempel 60, 60' und

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zu steuern.

Rlppenstempel 68 können jeweils an den Enden der Kohlengewlnnungsmaschlne angeordnet sein, die vorzugsweise an der Bühne 47 (oder am Vorhangaggregat 75) befestigt sind, um die Gleitbewegung der Kohlengewinnungsmaschine entlang der Seiten des Flözes bei der Vorgabe, das Abstützen der Kohlengewinnungsmaschine bei der Hobelarbeit und/oder die seitliche Bewegung der Kohlengewinnungsmaschine zu erleichtern. Geeignete Hydraulikleitungen können für die Rippenstempel 68 vorgesehen sein.

Die Steuerung 69 steuert die Stempel 60, 60' und 65 derart, daß die zweiten senkrechten Stempel 60' eingezogen werden, wobei die verlängerten Abstützte!Ie 61 der Stempel außer Eingriff mit dem Hangenden E liegen und die waagerechten Stempel 65 ausgestreckt sind, während die ersten senkrechten Stempel 60 ausgestreckt, d.h. in Eingriff mit dem Hangenden E in einer Verankerungsstellung bleiben, um die gewünschte Vorgabe der Schrämköpfe zu bewirken, die durch die Größe der waagrechten Verlängerung der Stempel 75 bestimmt wird. Weil die zweiten senkrechten Stempel 60' mit der Abstützeinrichtung 14 starr verbunden sind, werden sie in bezug auf die ersten senkrechten Stempel 60 mit den restlichen Teilen der Kohlengewinnungsmaschine vorgegeben, wenn eine solche Vorgabe durch die waagerechten Stempel 65 bewirkt wird. Die zweiten senkrechten Stempel 60' werden sodann ausgestreckt, wobei sie in Eingriff mit dem Hangenden E kommen und die ersten senkrechten Stempel 60 werden zurückgezogen (außer Eingriff mit dem Hangenden E)

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während die waagerechten Stempel 65 zurückgezogen werden, so daß die ersten senkrechten Stempel 60' während des Einziehens der senkrechten Stempel 65, wobei sie in dieser Stellung für eine weitere Abstützung zwecks weiterer Vorgabe der Schrämköpfe 10 sorgen können. In ihrer neuen Stellung angelangt, werden die senkrechten Stempel 60 wiederum ausgestreckt, so daB sie in Abstutzeingriff mit dem Hangenden E kommen, wenn die Schrämköpfe 10 ihre Hobelarbeit ausführen. Gemäß Figur 4 kann die hydraulische Steuerung 69 ebenfalls die Einrichtung 16 (Zylinder 45, 45') zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung steuern, wobei geeignete hydraulische

eine oder elektrische Schaltungseinrichtungen und/oder/Handsteuerung vorgesehen werden, um eine Zuordnung der Betätigung sämtlicher hydraulischer Aggregate vorzusehen. Die hydraulische Pumpe zum Antrieb sämtlicher hydraulischer Zylinder kann ebenfalls mit der Steuerung 69 einheitlich angeordnet sein, so daß legig-* lieh ein elektrisches Kabel (nicht abgebildet) sich von der Steuerung 69 in Richtung von dem Stoß B weg an die Energiequelle erstreckt. Vorzugsweise ist die Steuerung 69 am Boden 54 der Rutsche 53 angeordnet, wie dies in Figur 2 diagrammatisch dargestellt ist. Auf diese Weise wird eine geeignete Energiequelle verfügbar gemacht, während die Länge der hydraulischen Leitungen möglichst kurz ist.

Die der Abstützeinrichtung 18 zugeordnete Einrichtung 24 zur Eindämmung des Staubes, der durch die Schneidearbeit im beschränkten Bereich F neben dem Stoß B erzeugt wird, umfaßt vorzugsweise ein Vorhangaggregat 75. Dieses ist mit einer vollen,

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verhältnismäßig starren Platte 76 aus Stahl oder einem anderen Metall ausgestattet, die unten an der Bühne 47 befestigt ist. Die Platte 76 erstreckt sich nach oben und besitzt eine biegsame Klappe 74, d.h. eine Gummiklappe, die oben angebracht ist, um dichtend mit dem Hangenden E des Flözes in Eingriff zu kommen und um Abweichungen in der Mächtigkeit des Flözes auszugleichen, wobei die Anwendung eines verstellbaren Schrämgliedes 34 ermöglicht wird. Teile 74 mit einem verschiedenen Radius bzw. einer verschiedenen Länge können vorgesehen werden, um für eine Anpassung an die Mächtigkeit des Kohlenflözes, das abgebaut werdensoll, zu ermöglichen. Die Klappen 74 können an der Platte 76 durch eine Mcht zu lösende Verbindung (d.h. Schraubenmuttern und Schrauben 79) befestigt sein, öffnungen 77 sind in oberen Teilen der Dichtungsklappe 74 vorgesehen, so daß eine relative Bewegung zwischen den Stempeln 60' und den Stempeln 60 stattfinden kann, ohne daß das Vorhangaggregat 75 beeinträchtigt wird. Ein Kunststoff-Fenster 78 oder dergleichen kann in der Platte 76 vorgesehen sein, damit der Bedienende in den abgedichteten Bereich F schauen kann. Das Vorhangaggregat 75 ist so abgestützt, daß die abstützenden verlängerten oberen Teile 61 vorzugsweise mit den äußersten Teilen 63 innerhalb des abgedichteten Bereiches F liegen. Auf diese Weise läßt sich eine wirksame Kontrolle des Staubes verwirklichen, obwohl das Hangende E möglichst nah an den Schrämköpfen 10 abgestützt wird. Diese Ausbauanordnung bietet viele Vorteile. Die Einrichtung 26, die Staub aus dem abgedichteten

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Bereich F entfernt und ihn in einen sicheren Bereich zur Ablage abfördert, umfaßt vorzugsweise ein geeignetes, bekanntes Abzugsgebläse 80 (wie z.B. ein "axe-vane" Gebläse), das in einer öffnung 81 der Platte 76 (Figur 5) angeordnet ist. Jede geeignete Abstutzkonsole 82 kann vorgesehen sein, um das Gebläse 80 innerhalb der öffnung 81 abzustützen. Die sich ausbreitende öffnung 83 ermöglicht den Einzug des Staubes in das Gebläse 80 hinein und ist zu seiner Seite des Vorhangaggregates 75 vorhanden, über ein elektrisches Kabel 85 oder dergleichen wird dem Gebläse 80 Energie zugeführt. Das Kabel 85 kann neben Kabeln liegen, die dieselbe Länge wie diese besitzen und zu dem Motor 37 und der Pumpe für die hydraulische Steuerung 69 führen. Die Zeichnung zeigt zwar lediglich ein solches Gebläse 80, es ist jedoch zu verstehen, daß eine ausreichende Anzahl an Gebläsen 80 vorgesehen werden sollte, um eine ausreichende, sich entlang des Stoßes B erstreckende Luftströmung zustandezubringen. Eine Luftströmung ist notwendig, um den Sicherheitsverordnungen der Vereinigten Staaten zu entsprechen. Weil die Länge des Abbaustoßes B vorzugsweise lediglich 480-900 cm (16-30 Fuß) im Vergleich zum Strebausbau beträgt, kommt man meist mit einem Gebläse 80 aus.

Die Beherrschung des Staubes innerhalb des abgedichteten Bereiches F kann ebenfalls durch Düsen 90 erleichtert werden, die Flüssigkeit in den abgedichteten Bereich F einspritzen. Hauptsächlich sind die Düsen gegen den Stoß B und in den Bereich F gerichtet. Heil die Motoren 37 zur Erwärmung im Betrieb neigen, kann ein einheitliches System vorgesehen werden,

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das sowohl die Düsen 90 mit Flüssigkeit versorgt als auch die Kühlung der Motoren 37 bewirkt. Eine Leitung 91, die sich von einer Wasserquelle hinter der Kohlengewinnungsmaschine erstreckt, führt zu dem Gehäuse des Motors 37 und sorgt für einen Wasserumlauf um den Motor herum im Kanal 92, der in Figur 6 in punktierten Linien angedeutet ist, wonach das Wasser den Motor verläßt und in Leitungen 93 zu den Düsen 90 geführt wird. Die Leitungen 93 und die Düsen 90 sind an einer Konsole 94 gezeigt, die oben am Gehäuse eines Motors 37 angeordnet ist; die Düsen 90 können auf andere Art getragen werden, während andere Düsen, die den Motoren 37 nicht zugeordnet sind, entlang des Schaftes angeordnet sein können, den der Schrämkopf überquert, wenn der Schrämkopf hin und her bewegt wird.

Es lassen sich weitere Zusatzeinrichtungen anordnen, um mit den oben genannten Aggregaten zusammenzuarbeiten und für das ordnungsgemäße Schneiden der Kohle oder dergleichen zu sorgen. Es lassen sich z.B. biegsame Gummiglieder 95 an sich gegenüberliegenden Enden der Platte 47 anordnen, um eine ordnungsgemäße Abdichtung durch Berührung der Seitenflächen des Flözes und der Abstutzeinrichtung 14 zu gewährleisten. Solche biegsamen Glieder 95 können durch senkrecht angeordnete Stäbe 96 abgestützt werden, die an Platten 47 angeordnet sind.

Bei der Vorgabe der erfindungsgemäßen Kohlengewinnungsmaschine in das Kohlenflöz hinein wird vorzugsweise für einen Ausbau gerade hinter den senkrecht verstellbaren Stempeln 60 und 60' bei der Vorwärtsbewegung der Kohlengewinnungsmaschine gesorgt, so daß das Hangende E hinter der Gewinnungsmaschine

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nicht einbricht und ein Durchgang entsteht, der sich hinter der Kohlengewinnungsmaschine erstreckt. Dieser Durchgang dient der Abförderung der Abbaukohle von dem Stoß B und beherbergt die Kabel, die mit verschiedenen Aggregaten an der Kohlengewinnungsmaschine verbunden sind. Im Durchgang kann der Bedienende eine geschützte Stellung finden. Die Stützglieder eines solchen Ausbaus sind in punktierten Linien bei 97 in Figuren 1 und 2 angedeutet. Wie in punktierten Linien bei 98 in Figur 3 gezeigt, kann ein Gasmeldegerät innerhalb des abgedichteten Bereiches F vorgesehen sein, um eine Warnung zu geben, wenn der Gasteil den zulässigen Wert übersteigt und/ oder den Betrieb der Motoren 37 und dergleichen automatisch einzustellen, wobei der Bedienende durch Blinksignale gewarnt wird.

Nachdem eine Einrichtung als Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird nun die Betriebsweise erläutert.

Wenn die Gewinnungsmaschine in der Stellung gemäß Figur 2 liegt, werden die Steuerungen 69 so betätigt, daß die Stempel 60' eingezogen und die Stempel 65 ausgefahren werden, so daß die Schrämköpfe 10 nach vorn bewegt werden, wobei die Schrämköpfe 10 durch den Elektromotor 37 über den Kettenantrieb 33 angetrieben werden und bei der Vorgabe sich in den Stoß B hineinschneiden. Ist die gewünschte Schneidetiefe erreicht (die in etwa der Länge des Kolbenteiles eines Stempels 65 entspricht) so wird die Steuerung 69 so betätigt, daß die

Stempel 60' hinausgefahren und die Stempel 60 eingezogen werden.

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Außerdem werden die Stempel 65 eingezogen, so daß die Stempel 60 die Stellung in bezug auf die Gewinnungsmaschine gemäß Figur 2 wieder erlangt. Die Stempel 60 werden dann erneut wieder hinausgefahren, um das Hangende abzustützen und die Stutzeinrichtung 14 zu verankern, während die Schrämköpfe 10 dann hin und her bewegt werden.

Ist mit der gewünschten Tiefe in den Stoß B eingedrungen, werden über die Steuerung 69 die Hydraulikmotoren 45 in Betrieb gesetzt, um die sich drehenden Köpfe 10 auseinanderzuziehen, wobei diese Bewegung auseinander (oder die Bewegung zueinander) der Köpfe durch den Abbau von Kohle vom Stoß B durch eine Hobelwirkung begleitet wird. Schließlich halten die Köpfe an, wenn sie die in Figur 1 mit punktierten Linien gezeigte Stellung erreichen. Bei dieser Hobelarbeit werden die Flügel 50 der Fördereinrichtung 20 ununterbrochen durch die Antriebseinrichtung 50 angetrieben, so daß die Abbaukohle in den Mitteldurchgang C, in die Rutsche 53 und im wesentlichen senkrecht von dem Stoß B weg gefördert wird. Die Kohle wird letzten Endes durch das vorher durch die Kohlenabbaumaschine abgebaute Flöz abtransportiert. Während des ganzen Schneidevorganges verhindert das Vorhangaggregat 75, daß eine nennenswerte Staubmenge den abgedichteten Bereich F verläßt, wobei der Staub ununterbrochen durch das Gebläse 80 dem Bereich F abgezogen wird. Weil die Stützteile 61 der Stempel 60 und 60' sich teilweise in den abgedichteten Bereich F hinein erstrecken, wird für eine ordnungsgemäße Eindämmung des Stau bes gesorgt, während ein ausreichender Ausbau des Hangenden E

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gewährleistet wird. Weiterhin, während der Hobelarbeit,wird Wasser durch Düsen 90 in den Bereich F hineingespritzt, um hier den Staub einzudämmen. Sobald die Schrämköpfe 10 einen vollständigen Hub ausgeführt haben, werden sie in der Längsstellung gehalten., in die sie bewegt worden sind, wonach nach der Vorgabe sie wieder zurückgeführt werden, um die Hobelarbeit in die Gegenrichtung auszuführen. Nachdem ein geeigneter Ausbau 97 hinter der Kohlengewinnungsmaschine eingerichtet worden ist, um einen Einbruch des Flözes hinter der Gewinnungsmaschine zu verhindern, kann eine erneute Vorgabe der Gewinnungsmaschine stattfinden, um sie weiter in das Kohlenflöz nach vorn zu bewegen.

Aus der vorliegenden Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung eine Gewinnungsmaschine für den Bergbau zur Verfügung stellt, die sich insbesondere für Kohlenflöze geringer Mächtigkeit {60-90 cm (24-36 Zoll)) geeignet ist, die. eine hochwertige Schräm- bzw. Schneidearbeit ausführt, eine stete Abförderung der Abbaukohle aus dem Abbaubereich senkrecht zum Abbaustoβ für die spätere Verwendung zuläßt, für einen hervorragenden Ausbau des Hangenden sorgt, die möglichst nah an dem Abbaustoß während des Schneidens herangeführt werden kann und den Staub innerhalb des Abbaubereiches wirksam eindämmt. Daraus geht hervor, daß bei leistungsvollem Kohlenabbau die Gewinnungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung heutigen Bergbau-Sicherheitsverordnungen entsprechen kann.

Die vorliegende Erfindung ist zwar in einer Form beschrieben, die zur Zeit für die bevorzugte Ausführungsform

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der Erfindung gehalten wird/ es liegt jedoch Fachleuten nahe, daß verschiedene Abwandlungen in der Erfindung durchgeführt werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, der durch die allgemeinste Auslegung der nachfolgenden Ansprüche sich ergibt, um sämtliche equivalente Anordnungen und Einrichtungen zu umfassen.

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Claims

Juni 1977 Patentansprüche

1. Ganzstoßgewinnungsmaschine mit mindestens einem um eine senkrechte Achse drehbaren Schräm- bzw. Schneidekopf, einer Einrichtung zum Drehen mindestens eines Schrämkopfes, um eine Abbauarbeit zu verrichten, einer Stützeinrichtung, die den Schrämkopf bzw. die Schrämköpfe trägt und für eine hin- und hergehende Längsbewegung des Kopfes sorgt, um eine Hobel- bzw. Scherarbeit entlang des Kohlenstoßes zu vollziehen, einer Einrichtung zur Bewegung des Schrämkopfes auf der Stützeinrichtung, um die hin- und hergehende längsbewegung auszuführen, einem Ausbausystem für das Hangende im Abbauflöz und das die Stützeinrichtung in einer bestimmten Stellung innerhalb des Flözes zu halten, und Flügelförderern zum Abfördern von Abbaukohle vom Abbaustoß und eine Vorgabeeinrichtung, um den Kopf bzw. die Köpfe heranzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schrämköpfe (10) vorgesehen sind, die jeweils um zueinander parallele, senkrechte Achsen (D-S) drehbar sind und entlang des Abbaustoßes der Kohle mit einem Abstand in der Längsrichtung angeordnet sind, und daß die oben genannte Drehantriebseinrichtung den einen Kopf jeweils in Richtung zum anderen Kopf in Drehung versetzt.

2. Gewinnungsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schräm- bzw. Schneideglied (3^·), das oben an jedem Schrämkopf (10) angeordnet ist und in senkrechter Richtung (mittels 35) ausgefahren werden kann, um für eine Anpassung an die Höhe des Abbaustoßes zu sorgen.

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3. Gewinnungsmaschine nach Ansprych 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verankerungs- und Stützeinrichtung (18) mehrere senkrecht verstellbare Stempel (60 und 60') umfaßt und die Vorgabeeinrichtung (22) mehrere waagerecht einstellbare Stempel (65) umfaßt, die mit der Stützeinrichtung (14) und mit einigen ("ersten") der senkrechten Stempel (60 und 60 0 und daß andere ("zweite") der senkrechten Stempel, die nicht mit den ersten senkrechten Stempeln identisch sind, mit der Stützeinrichtung (14) durch waagerechte Verbindungsglieder verbunden sind.

4. Gewinnungsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) , die im wesentlichen Staub in einem abgedichteten Bereich neben dem Abbaustoß eindämmt, während die Einrichtung (24) ein möglichst nahes Heranführen der Stützeinrichtung an die Köpfe (10) zuläßt.

5. Gewinnungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch*gekennzeichnet, daß die Staubabdichtungseinrichtung (24) ein Vorhangaggregat umfaßt, das wiederum eine sich von der Schrämkopfstützeinrichtung (14) nach oben erstreckende starre Platte (76) umfaßt, daß ein biegsames Glied (74), das in Eingriff mit dem Hangenden kommt, oben an der Platte (76) vorgesehen ist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um Staub aus dem abgedichteten Bereich abzuführen und in einem Bereich für dessen sichere Ablage zu sorgen.

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6. Gewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung (12) zum Antrieb der Schrämköpfe (10) einen Elektromotor (37) umfaßt, der dem jeweiligen Schrämkopf zugeordnet ist und der an der Stützeinrichtung getragen in der Längsrichtung hin- und herbewegt werden kann, um eine Bewegung mit dem jeweiligen Schrämkopf zu gestatten.

7. Gewinnungsmaschine nach Anspruch.6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Spritzen von Flüssigkeit auf eine Nebenfläche, um die Beherrschung des Staubes zu ermöglichen, wobei die Spritzeinrichtung eine Flüssigkeitsleitung umfaßt, die sich durch einen der Elektromotoren erstreckt, um diesen abzukühlen.

insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche

8. Ganzstoßgewinnungsmaschine zum Abbau von Kohlejinjäesend einen um eine vertikale Achse drehbaren Schrämkopf, eine Einrichtung zum Drehantrieb des Schrämkopfes um seine, senkrechte Achse zum Schneiden der Kohle, eine Einrichtung zum Tragen des Schrämkopfes, so daß dieser eine hin und hergehende Längsbewegung entlang des Kohlenstoßes zum Abhobeln von Kohle ausführen kann, eine Einrichtung zum Antrieb des Schrämkopfes auf der Stützeinrichtung während der hin- und hergehenden Längsbewegung, eine Fördereinrichtung zum Fördern von Abbaukohle vom Kohlenstoß, eine Einrichtung zur Vorgabe des Schrämkopfes und eine Einrichtung zum Abstützen des Hangenden des Abbauflftzes unter Verankerung der Abbaumaschine und der hin- und hergehenden Bewegung des Schrämkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrämkopf ein Schrämglied umfaßt,

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das oben an jedem Schrämkopf angeordnet 1st und In senkrechter Richtung verlängert werden kann, um für eine Anpassung an die Höhe des Abbaustoßes zu sorgen.

9. Gewinnungsmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Staubabdlchtungselnrlchtung zur Abdichtung des Staubes Innerhalb eines neben dem Kohlenstoß liegenden, abgedichteten Bereiches, und durch eine Einrichtung zum Absaugen von Staub aus dem abgedichteten Bereich In eine sichere Ablagerungsstelle für den Staub, wobei die Einrichtung zum Abstützen des Hangenden und zur Verankerung mehrerer senkrecht verstellbarer Stempel umfaßt, die oben und unten verlängerte Teile besitzt, die mit dem liegenden und mit dem Hangenden des Flözes in Eingriff kommen und wobei ein Teil der oberen verlängerten Teile der senkrechten Stempel innerhalb des abgedichteten Bereiches angeordnet ist.

10. Gewinnungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinrichtung ein Vorhangaggregat umfaßt, wobei dieses eine starre Platte umfaßt, die von der Abstützeinrichtung des Schrämkopfes nach oben ragt, und wobei ein Glied aus biegsamem Werkstoff oben an der Platte angeordnet ist, um mit dem Hangenden innerhalb des Flözes in Eingriff zu kommen.

11. Gewinnungsmaschine nach Anspruch θ, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Drehantrieb des Schrämkopf es um seine senkrechte Achse einen Elektromotor umfaßt, der an der Stützeinrichtung angebracht ist und die mit dem

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Schrämkopf hin und her beweglich ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um Flüssigkeit in den abgedichteten Bereich hineinzuspritzen, um auf diese Weise den durch das Schneiden erzeugten Staub unter Kontrolle zu halten, wobei die Spritzeinrichtung eine Flüssigkeitsleitung umfaßt, die sich durch den Elektromotor erstreckt, um diesen abzukühlen.

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