DE2813143B2

DE2813143B2 - Vorrichtung zum Vortreiben und Ausbauen einer untertägigen Strecke

Info

Publication number: DE2813143B2
Application number: DE2813143A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl.-Ing. 4630 Bochum Bohnes; Kuno 4600 Dortmund Guse
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1978-03-25
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1980-04-10
Also published as: ZA791033B; PL214334A1; DE2813143C3; FR2420644A1; FR2420644B1; GB2017192B; DE2813143A1; GB2017192A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vortreiben und Ausbauen einer unlerliigigcn Strecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung besteht als älteres Recht im Rahmen der DE-PS 2b 21 674. Sie besitzt ein im ortsbrustseitigen Endabschnitl der Vortriebsstrecke der sich kontinuierlich vorvcrlagernden Ortsbrust zeitlich parallel nachführbares Zwangsführungssystem. Dieses Zwangsführungsssystem weist zwei in annähernd rechtwinklig zueinander verlaufenden Ebenen angeordnete Führungsbahnen für Arbeitswerkzeuge auf. Eine dieser Führungsbahnen erstreckt sich peripher etwa quer zur .Streckenlängsrichtung. An ihr sind Konturschneidwerkzeuge zur Erzeugung eines Fntspanmingsschlitzes vcrfiihrbar. Diese Werkzeuge bestehen aus zwangsgeführten .Schlitzwerkzeugen mit einem bevorzugt fmgerartigen Fräskopf, der am freien Ende eines mit He/u)¹ auf einen Maschinerisupport dreh- und schwenkbaren Kragarms angeordnet ist. Auf der anderen im wesentlichen in Streckenläiigsrichlung verlaufen, ien Führungsbahn ■■ ήΙ Kerngewinmingswcrkzeuge in Form einer Bohreinrichtung verlagerbar. Die Herstellung des Konturschlitzes und der Bohrlöcher erfolgt parallel nebeneinander, d.h. die Bohrlafettc i^t an einer Hängebahnschiene unabhängig von der den Komurschlitz herstellenden Vorrichtung verschiebbar und steuerbar. Des weiteren besitzt die ältere Vorrichtung ein Ausbausetzgerät, das die Ausbaurahmen in den Konturschlitz hinein verbringt und dort setzt.

Unter Benutzung dieser älteren Vorrichtung werden beim Vortreiben einer Strecke zunächst ein breiterer umfangsseiliger Kanal erzeugt und in diesen Kanal vor dem Lösen des Streckenkerns Ausbaurahmen eingebracht. Hierdurch kann zwar relativ frühzeitig das

'" Gebirge abgefangen und dadurch ohne Auflockerung des Gebirgsverbands der gewünschte Gleichgewichtszustand zwischen dem Gebirge und dem Ausbau erreicht werden. Die Vortriebsarbeiten müssen aber während der Ausbauarbeilen unterbrochen werden, so daß die Maschinenbetriebszeiten und damit die erreichbare Vortriebsleis'.ung unbefriedigend sind.

Ferner ist es durch die DE-OS 26 20 205 bekannt, eine Strecke mit einer Vollschnittmaschine vorzutreiben. Die hiermit verbundenen Vorteile sind ein exakter Kontur-

2^r> schnitt sowie die Möglichkeit, den Streckenausbau relativ frühzeitig einzubringen. Nachteilig ist indessen der große Abstai/J zwischen der Ortsbrust und dem Bereich, wo der erste Streckenausbaurahmen gesetzt werden kann. Dieser Abstand wird durch die Dimensionierung des Maschinenkörpers und die Verspannungsclcmente der Vollschnittmaschine am Streekenmantel hervorgerufen, damit die hohen Schnitt- und Passivkräfte durch die Vollschnittwerkzeuge auch sicher aufgefangen werden. Darüber hinaus ist es von Nachteil, daß nur kreisförmige Streckenquerschniite aufgefahren werden können. Die großvolumige Maschinenkonstruktion und folglich hohen Investitionskosten rechtfertigen mithin erst dann einen Einsatz, wenn sehr lange Strecken aufzufahren sind.

■*" Des weiteren ist es im Rahmen der Zeitschrift »Glückauf«. I Ii (1977). Nr. 9. Seilen 4b) bis 4b9 sowie 110 (1974). Nr. 17. Seite b8^r) bekannt. .Strecken mit Teilschnittmaschinen verschiedenster Bauart aufzufahren. Von Vorteil ist es hierbei, daß im Vergleich zu

·»'» Vollschnittmaschinen wesentlich mobilere Geräte eingesetzt und auch beliebig variable Qucrschnittsfoniien herausgearbeitet werden können. Ein solches Vorlncbsvcrfahren in Verbindung mit endgültigem Streckenausbau hat jedoch den Nachteil, daß tier Vortrieb während

><i der Arbeiten zum Einbringen des Ausbaus unterbrochen werden muß. Um dennoch einigermaßen wirtschaftliche Vortriebslcislungen /\\ erreichen, ist eine I Iberdimensionicrung der jeweiligen Teilschnittmaschine unvermeidlich. Das dann große Bauvolumen hat erhebliche

^r'^r> Gewichte und hohe Investitionskosten jHir Folge. Gleichzeitig wird die Mobilität der Teilschnittmaschine wieder verringert.

Es ist zwar auch bekannt, Strecken mit Teilschnittmaschincn aufzufahren und zunächst einen vorläufigen

M) Streckenausbau einzubringen. Hiermit wird das Ziel verfolgt, die wirklich nutzbaren Maschinenbetriebszeitcn durch eine örtliche Entzerrung tier Vort "iebsarbei ten und der Ausbauarbeiten zu erhöhen. Nachteilig an einer derartigen Methode sind jedoch die durch den

fr¹" vorläufigen Ausbau entstehenden zusätzlichen Investitionskosten, die durch Trampeleffekte hervorgerufene Auflockerung des Gebirges und ein erst verspätet erreichter (-leichgewichtszustand zwischen dem Gebir-

ge und dem Ausbau. Die Folge isi ein erhöhter Ausbauaufwand.

Schließlich sind noch nichimechanische Verfahren zum Zerstören oder Zerkleinern von Gestein bzw. Hartmaterial durch einen Wasserstrahl oder mehrere Wasserstrahlen bekannt, die mil einem höheren Druck als der vermuteten oder bekannten Druckfestigkeit des Gesteins gerichtet werden. Die Anwendung ν cm Hochdruckwciserstrahlen ist jedoch bislang nicht im Zusammenhang mit Vorrichtungen zum .Streckenauffahren und Ausbauen von Strecken bekanntgeworden.

Ausgehend von der alteren Vorrichtung gemäß der DE-PS 26 21674 liegt der Erfindung demgemäß die Aufgabe zugrunde, diese im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzte Vorrichtung derart zu verbessern, daß unter Beibehaltung des frühzeitig sicherstellbaren Gleichgewichtszustands zwischen dem Gebirge und dem Streckenausbau eine zeitliche Parallelisierung der Einzelarbeitsvorgänge beim Streckenausbau ohne örtliche Verschiebungen erreichbar ist.

Die Lösung uicser Aufgäbe verkörpert sicn nach uer Erfindung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs I.

Durch die Verwendung von Meißel mil Hochdruckwasserdüsen kann jetzt entlang der Sireckenstöße und der Strcckenfirsic ein örtlich voreilenuer peripherer Entspannungsschlilz mil einem verhältnismäßig geringen spezifischen Energieaufwand hercingewonnen werden. Die Meißel mil Hochdruckwasserdüs^n benötigen keine hohen Investitionen, du sie im Hinblick auf die sehr geringen Schnitt- und Passivkräfle kleinvoliimig gehalten werden können. Ks sind sowohl für die Erzeugung des Entspannungsschlilzcs als auch für das Hereingewinnen des aufgelockerten Restkerns nur noch geringe Energien aufzubringen, die: vorteilhaft /u kleinen Maschinenkonstruklionen führen. Diese vergleichsweise kleinen Vorrichtungen schaffen dann auch die Voraussetzungen dafür, daß der endgültige Strekkenausbau mit nur geringer zeillicher und örtlicher Verzögern..g zur Mündung des Entspannungsschlit/es akliv gegen den exakl herausgearbeiteten Streckenmantel geselzl werden kann. Hierdurch wird der Gleichgewichtszustand zwischen dein Gebirge und dem Ausbau sehr schnell erreicht. Da dies ohne Auflockerung im Gebirgsverband erfolgt, winl der Ausbatiaufwiind wesentlich reduziert. Ferner wird der unerwünschte Trampeleffekt vermieden, da der endgültige Streckenausbau sofort gesetzt wird. Aufgrund der vergleichsweise geringen Schneid- und Passivkräfte sind auch keine aufwendigen Verspannungsorgane für das Zwangsführungssyslem in der Strecke erforderlich. Es ist -rol/dcm eine individuelle Anpassung der Führungsbahnen an die den Kntspannungsschlitz erzeugenden und den Restkern lösenden Werkzeuge sowie an das Atisbausetzgeräl gewährleistet. So ist es /. 15. ohne weiteres möglich, dal! die Kerngewinnungswerk· zeuge und das Ausbausetzgerät auf einer einzigen söhligen Führungsbahn sich einander überlappend verfahrbar sind. Selbstverständlich haben dann die Kerngewinnungswerkzciigc und das Ausbausetzgerät jeweils eigene Fiihriingsorganc.

Das in Streckenlängsrichtung auf seiner Führungsbahn ties Zwangsführiingssystcms überlappend zu ilen K er ngewinnungs werkzeugen verlahrbare Ausbausclzgeriit isl nach d';r Erfindung mil Vorrichtungen zum Aufnehmen, f ransporücmi und |usiieren von aus Einzelsegmenten beste lenden. insbesondere ririnenartig profilierten Aiisbauböcen verseilen. Eine solche Ausbildung erlaubl es, parallel zu den Vonriebsarbeiien auf dem von der Ovisbrust zurückgefahrenen Ausbausetzgerät die Streckenausbauruhnien so vorzumontieren, daß sie nach dem Transport zur unmittelbar hinier der Führungsbahn für die Konturschneidwerkzeiige liegenden Einbaustelle dort mit Hilfe des Ausbause:/geräts aktiv gegen den Streckenmantel verspannt werden können. Auch diese Arbeilen können jeizi zeillich parallel zu den Vortriebsarbeilen durchgeführt werden.

Schließlich kennzeichnet sich ein weiterbildendes Merkmal der Erfindung noch dadurch, daß in dus Zwangsführungssyslem Lade-, Aufnahme- und Fordervorrichtungen für das beim periphere!] Schlitzen und beim Lösen des Kerns der Ons' rust anfallende Haufwerk integriert sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert. Es zeigt

Fig. I in vertikalem Längsschnitt den orlsbrustseitigen Endabschniti einer Strecke m;¹ iinem Zwangsführungssy stem fur Vuiincus- und Ausb uvorrichtungeri im Schema, teilweise im Schnitt.

Fig. 2 den Streckenabschnitt der Fi g. 1 in horizontalem Längsschnitt und das Zwangsführungssystem in der Draul'icht.

F i g. J einen vertikalen Querschnitt durch den Streckenabschnitt der Fig. 1 gemäß der Linie lll-lil mit dem Zwangsführungssystem und die Vortriebsvorricn-Hingen in Rückansicht, teilweise im Scl.nitt. und

Fig. 4 ebenfalls einen vertikalen Querschnitt durch die Vortriebsstrecke gemäß der Linie IV-IV der F i g. 1 mit einer Rückansicht auf das Ausbausetzgerät. teilweise im Schnitt

Mit 1 ist in den F" i g. I bis 4 der ortsbrustseilige Endabschnitt einer Unterlängen Strecke mit hufeisenförmigem Querschnitt bezeichnet¹. 2 isl die Ortsbrust, während die Streckenstöße mit 3 und die Stieekenfirste mit 4 bezeichnet sind. 5 ist die Streckensohle.

Die aufgefahrene Strecke 1 wird mil rinnenarlig profilierten Ausbaubogen 6 besetzt. Wie F i g. 4 näher er^: cnnen läßt, bestehen diese aus der .Streckenkontur angepaßten Kiri/.elsegmentcn 7, 8, 9 und 10. die im Uberlappungsbereieh durch Klemmiuel Il miteinander verbunden sind. Zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung sind in den F ig. I und 2 die im erforderlichen liauabstand ;i hintereinander angeordneten Ausbaubogen nur teilweise und dazu schematisiert angedeutet.

Auf der Streckensohle > ist ein gestellurtigcs Zwangsführungssystem 12 angeordnet (Fig. 1 und 2). welches durch nicht näher dargestellte Vorschubaggregate entsprechend dem Streckenvortrieb der Ortsbrust 2 kontinuierlich folgend verlagert werden kann. Das /■.wangsführungssyslem weist eine sich im wesentlichen söhlig erstreckende längsgerichtete Führungsbahn 13 sowie eine dazu annähernd rechtwinklig etwa quer zur Streckenlängsrichtung verlaufende periphere Führungsbahn 14 auf.

An der entsprechend der bogenförmigen Streckenkontur ausgebildeten peripheren Führungsbahn 14 sind zwei V> erk/eugsiipporte 15 (F" i e. I und J) gleitend /wangsgeiiihrt. Die Antriebsorganc für die Supporte sind /i! Erhaltung der Zeichnungsiibersichtlichkeit fortgelassen. Die Supporte tragen Meißel 16. mit denen in der Ortsbnisi ein ^limaler. k< nlurgenauer peripherer EntspuniHingsschlitz 17 voreilend erzeugt wire!, /ur Herabsetzung der MciUcl-Schneidkräfte sind den MciiV'ln 1 fen hdniekwasserdüsrn 18 zn^corclne'

Auf der durch zwei im Scilcn;ibsl;iriti zueinander versetzte Träger 19 gebildeten söhligen luhrungsbahn IJ ist eine Teilschnittmaschine in l'orm einer Schlag köpfmaschine 20 in Streckenlängsnchtung zuangsgc führt (F-'i g. I bis 3). Auf dein porlalartigen (ileitsupport 21 ist ein lcleskopierbarer .Schwenkarm 22 drehbar gelagert, der endseitig den Schlagkopf 23 mn dem Abkeilwerk/eiig 24 trägt. Die Antriebe für die Schlagkopfmaschinc sind nicht einge/ciehnet. Mit Hilfe der Schlagkopfmaschine wird der durch ilen örtlich voreilend erzeugten penpheren F-'nlspnnnungsschliiz 17 gelockerte Restkern 25 tier Ortsbnisi 2 zeitlich parallel gelöst. Das beim Schlitzen und Losen anfallende Haufwerk wird von einer sohlenseiligen l.adevomchtiing 2β aufgenommen und einem in das /uangsluh rungssvslem 12 inlegrierlen F-'ördenniltel 27 zugeführt. das das Haufwerk einem nachgesehalteten. in der /eichnung nicht näher dargestellten Strci kenl'öi-derinit tel übergibt.

Wie die I ig. I, 2 und 4 /u erkennen geben, ist ,ml höher liegenden Schienen 28 der l'iihriingsbahn Ii ein 'Vusbauscizgci at 29 in Strcckeniiingsnchuing verfahr bar. Der !{ahmen 50 de¹. ' ieratcs ist so ausgebildet. (IaH er die Schlagkopfmaschme 20 einwandfrei uberl,ihren kann. Das Ausbauset/gerat weist Vorrichtungen 51. 52 "' auf. die zur Vormontage, zum Iransport ii:ul /um aktiven Setzen tier '\ushauhogen h dienen. Die Vorriehtiingen sind höhein erslellb.ir bzw \erschwenk bar und längenveränderbar, so dal.i der gemalt I ι g 4 auf dem Ausbaiiselzgeräl 24 vormontierl gelagerte

i" Slrcckenausbaubogen hu an iler unmillelbar hmler dei ρ fipheren I 'ihrungsbahn 14 hegeiuK¹!! I in(^.i'"<ii IU-aktiv gegen den konlurgcnaii hei au^i-e.irl·- ¹IeIeH Sireckenin.iniel 5,4 gesetzt werden k.iivi Die I i.· ^: und 2 lassen erkennen, dal! dem Aiisb.iuse: /ϊ.α al eine

'"' \loulagelnHs\orricliliing i! ziigeorilnel ist. mn der die ei Ii ze I nc η Segmente 7', K'. 4 , IO in die Mont.igepi 'Min ■ nen .mi dem Aiisbausetzgeral \ erlagen w ei den kMiiren. In der strichpunktiert emgezeichneien Siellung u:^rd i;it:ii1i; J.'f .1111. ili;M hiMili-n I 'irO<.i ■ .· Uli· rl I, ■ Il H Ulli'. ¹I

.'" lies te Ii ei le I irM.ibschnin eines liogens aiii das (iei .it 24 L'choben

I lie; zn 1 HIaK /eicbniiimen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vortreiben und Ausbauen einer uniertägigen Strecke, welche ein im ortsbrustseitigen Endabschnilt der Vortriebsstrecke der sich kontinuierlich vorverlagernden Ortsbrust zeitlich parallel nachführbares Zwangsführungssystem mit mindestens zwei in annähernd rechtwinklig zueinander verlaufenden Ebenen angeordneten Führungsbahnen aufweist, von denen eine sich etwa quer zur Streckenlängsrichtung erstreckende periphere Führungsbahn Konturschneidwerkzeuge zur Erzeugung eines Entspannungsschlitzes und wenigstens eine im wesentlichen in Streckenlängsrichtung verlaufende Führungsbahn Kerngewinnungswerkzeuge !ragen und daß ferner ein Ausbausetzgerät vorgesehen ist, wobei die Konturschneidwerkzeuge und die Kerngewinnungswerkzeuge unabhängig voneinander führ- UnJ steuerbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Konturschneidwerkzeuge sind durch Meißel (16) mit Hochdruckwasserdüsen (18) gebildet;

b) die Kerngewinnungswerkzeuge sind durch eine Teilschnittmaschine oder eine Schlagkopfmaschine (20) gebildet:

c) die Kerngewinnungsmaschine (20) und das Ausbausetzgerät (29) sind auf ihren söhlige Bestandteile des Zwangsfühmngssystcms (12) bildenden Führungsbahnen (19, 28) einander überlf ->pcnd verfahrbar.

2. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaiiseizgerät (29) mit Vorrichtungen (31, 32) zum Aufnehmen. Transponieren und lustiercn von aus Einzelsegii.enten (T, 8', 9', 10') bestehenden, insbesondere rinnenartig profilierten Ausbaubögen (6) versehen ist.

i. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, d;.ß in das Zwangsführungssv stern (12) Lade . Aufnahme- und Fördervorrichtungen (26, 27) für das beim peripheren Schlitzen und beim Lösen des Kerns (25) der Ortsbnist (2) anfallende Haufwerk integriert sind.