DE2815149A1

DE2815149A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwaertsbohren eines schachtes mit einer bohrung ueber den vollen querschnitt ohne handarbeit

Info

Publication number: DE2815149A1
Application number: DE19782815149
Authority: DE
Inventors: Takayuki Jinno; Toshihiro Kikuchi; Yasuo Kotake
Original assignee: Koken Boring Machine Co Ltd; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd; Koken Boring Machine Co Ltd
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1978-11-02
Also published as: US4248312A; DE2815149C3; DE2815149B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwärtsbohren eines Schachtes mit einer Bohrung über den vollen Querschnitt ohne·Handarbeit

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein unterirdisches Gesteinsbohrverfahren, wobei eine Bohrung über den vollen Querschnitt eines- Schachtes oder eines vertikalen Stollens herausgearbeitet wird, wobei die Seitenwand des Schachtes durch eine Verschalung gestützt wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.

Bei dem Betrieb unter Tage ist es häufig erforderlich, daß Schächte nach oben getrieben werden. Beispielsweise wird in Roherzablagerungen das Roherz häufig in einem Tonbett auf einem bestimmten harten und starken Untergrundgestein gefunden. Deshalb ist das Roherz nicht von oben her zugänglich, sondern muß durch ein ansteigendes Loch 5 oder einen nach oben gerichteten Schacht, der seine ■ Sohle auf dem oben erwähnten harten Gestein hat, abgebaut und gefördert werden.

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Verschiedenartige Verfahren wurden vorgeschlagen und eingeführt, um eine Technik zum Vortrieb eines Schachtes oder eines ansteigenden Loches zu errichten, die die unten aufgeführten Verfahren umfassen. 5

1. Spreng- und Gerüstverfahren

Bei diesem Verfahren wird ein Gerüst aus Balken oder dergleichen bis dicht zum First oder zur oberen Oberfläche des Schachtes errichtet. Der Arbeiter, der auf das Gerüst geklettert ist, bohrt Sprenglöcher am First, füllt sie mit Sprengstoff und schließt elektrische Leitungen hieran an· Dann wird das Gerüst zerlegt, der Arbeiter begibt sich in Deckung und die Sprengung wird durchgeführt.

Nachdem die Sprengungsgase abgezogen sind bzw. abgesaugt oder weggeblasen wurden, wird der Beginn des nächsteh Sprengzyklus vorbereitet, unter Betriebszuständen, in denen das unterirdische Gestein lose ist bzw. nachrutschen kann, werden Stützen oder Pfosten an der Oberfläche der Seitenwand angesetzt, um ein Rahmenwerk bzw. Gerüst rund um die Seitenwand zu bilden.

Zum Zweck der Sicherung der Sicherheit des Arbeiters bei den Tätigkeiten zum Sprengen und Errichten des Gerüstes wurden viele Versuche unternommen, die das Halboberflächen-Sprengverfahren und das Handbohrverfahren umfassen. Diese Versuche waren jedoch beim Verwirklichen einer bedeutenden Verringerung der Gefahr erfolglos, weil sich die Arbeiter in jedem Fall an einer derartig gefährlichen Stelle für eine so lange Zeit aufhalten müssen, wie sie ausreichend ist, um die notwendigen Arbeiten auszuführen. Das Spreng-und Gerüstverfahren bringt andere Probleme mit sich, wie etwa die mangelnde Wirtschaftlichkeit, die von der hohen Anzahl von Arbeitern verursacht wird.

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2. Das Hub- und Senktischverfahren

Kürzlich wurde das Hub- und Senktischverfahren eingeführt, um die Situation zu- verbessern. Bei diesem Verfahren wird ein Tisch, der mittels eines hydraulischen

Antriebs angehoben und abgesenkt werden kann, verwendet, um die Bohrtätigkeit durchzuführen, und ein kletterndes •Hebewerk ermöglicht es dem Tisch, von außerhalb des Schachtes her bis zu dessen oberster Oberfläche angetrie-■1 0 ben zu werden.

Während das Hebewerk die Sicherheit '

durch Anbringen eines Käfigs oder Daches hieran erhöhte und auch die Wirtschaftlichkeit der Beförderung steigerte, müssen doch Spreng- und Verschalungstätigkeiten in erhöhter Lage durchgeführt werden, und deshalb bleibt das Problem, die Sicherheit für Arbeitspersonal sicherzustellen, noch ungelöst. Solange eine Sprengung bei der Bohrtätigkeit verwendet wird,· muß Sprenggas weggeblasen werden, und die gebildete Seitenwand muß geglättet werden, was beides eine Verzögerung der Arbeit hervorruft. Ferner wird gegenwärtig das Problem brennend, ausgebildete Arbeitskräfte zu erhalten.

3. Steigbohrverfahren ·

Das Vortriebverfahren, das einen rotierenden Schneidbohrkopf verwendet und Steigbohrverfahren genannt wird, wurde im Hinblick auf die Lösung der oben erwähnten Schwierigkeiten vorgeschlagen und entwickelt. Bei diesem Verfahren wird ein kleines Loch oder Führungsloch entweder von der Erdoberfläche oder von einer höheren Strecke aus zur niedrigeren Sohle durch den Untergrund gebohrt. Ein Bohrkopf mit großer Abmessung wird an das Ende einer Verbindung von Bohrstangen, die in die Stollen- oder Erdbodenoberfläche ragen, an der Seite angebracht, die von einer Bohr-

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maschine abgelegen ist. Im Betrieb wird der Bohrkopf in Drehung versetzt und wird gewaltsam zur Bohrmaschine hin gezogen, um das Bohrloch im Durchmesser zu erhöhen.

Das Steigbohrverfahren brachte zugegebenermaßen einen bedeutenden Fortschritt beim Erreichen der Betriebssicherheit und auch beim Verbessern der Wirtschaftlichkeit des Vortriebs mit sich, denn nach diesem Verfahren ist es für Arbeiter nicht notwendig, in den Schacht einzufahren, und ferner deshalb, weil es die Ausbildung einer geglätteten Seitenwand ermöglicht.

Allerdings haften diesem Steigbohrverfahren in gleicher Weise Schwierigkeiten an, denn diese Anlage erfordert zwei gegenüberliegende Kammern, und zwar eine für die sperrige Bohrmaschine und die andere zur Entnahme abgetragenen Materials, und deshalb ist man oft daran gehindert, den Schacht an der Stelle anzubringen, die vom Standpunkt eines koordinierten Plans in einem Bergwerk oder einem Betrieb am besten geeignet wäre. Ein derartiger Nachteil ist insbesondere dann bedeutend, wenn es erforderlich ist, ein unerschlossenes Gebiet auszubeuten, und der Abbau bzw. das Ausschachten in einem derartigen Betrieb unvermeidlich auf nach oben gerichtetem Bohren mit Sprengen beruht.

Ein weiterer Nachteil des Steigbohrverfahrens liegt darin, daß, weil dieses Verfahren nicht die Abstützung der Seitenwand während der Bohrtätigkeit ermöglicht, der Schacht, so wie er ausgehauen ist, durch das Lösen von Gesteinsbrocken bis zu dem Maße seine Form verliert, daß er für die Verwendung als Schacht ungeeignet ist. Im Fall von losem Gestein kann eine völlige Stockung durch das Zusetzen oder Steckenbleiben des Bohrkopfes bei der Schnitttätigkeit stattfinden.

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Neben den oben erwähnten drei Verfahren gibt es ein vorgeschlagenes Verfahren, das eine Schneidmaschine zum Aufwärtsbohren einer Bohrung über den vollen Querschnitt verwendet, ohne die Seitenwand des Schachtes abzustutzen. Bei· diesem Verfahren ist jedoch die Verwendung von Stützrahmen bei der Bohrtätigkeit nicht zulässig, und es scheitert deshalb daran, die Nachteile der Steigbohrung auszuräumen. Ferner ist bei einem Schacht, der durch eine Maschine dieser Art errichtet wurde, nach der Fertigstellung die Gesteinsoberfläche unmittelbar der Luft ausgesetzt, und deshalb ist es aus dem Gesichtspunkt der Sicherheit heraus nicht für Arbeiter erlaubt, einzufahren, was den Schacht zur Verwendung bei der Ausbeutung ungeeignet macht.

Es ist deshalb ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung," ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, die einen nach oben gerichteten Abbau gemeinsam mit einer Verschalung bzw. Abschirmung durchzuführen, um die oben erwähnten Nachteile bisheriger Techniken auszuräumen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das Aufwärtsbohren unter vollem Querschnitt durch Untergestein von einer vorbestimmten Stelle in einem Stollen oder einer Strecke durchgeführt. Das Abstützen oder Verschalen der Seitenwand kann der Schnitt- oder Bohrtätigkeit unmittelbar folgen, so daß es möglich wird, einen nach oben gerichteten Schacht in losem üntergestein abzubauen, das in Übereinstimmung mit herkömmlichen Techniken nicht ausgehauen werden kann.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein

Aufwärtsbohren über den vollen Querschnitt gemeinsam mit der Verschalung durchgeführt werden, ohne daß Handarbeit erforderlich ist, oder daß Arbeiter Hand anlegen müssen, und ohne daß ein Raum oder eine Kammer erforderlich ist,

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die in Schnittrichtung vor der Bohrung liegen muß, und die Arbeiter sind vollkommen ungefährdet wenn sie durch den Schacht einfahren.

Vorsichtshalber _wj__ra vermerkt, daß der Begriff "Aufwärtsbohren über den vollen Querschnitt" ein Verfahren meint, bei dem das Abbauen eines nach oben gerichteten Schachtes in einem einzigen Zyklus durchgeführt werden kann, und umgekehrt bezeichnet der Begriff nicht das Verfahren, bei dem der Schacht, schrittweise in seinem Durchmesser vergrößert wird, indem man zuerst einmal ein Führungsloch bohrt.

Somit umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren den Verfahrensschritt des nach oben gerichteten Bohrens bzw. Schneidens in vollem Querschnitt über die vorbearLmmte Länge des Schachtes mittels eines rotierenden Bohrkopfes,sowie den Verfahrensschritt der Abstützung der sich hierbei ergebenden Seitenwand mittels eines kreisförmigen Eisenrahmens, wobei beide Verfahrensschritte alternierend und wiederholt ausgeführt werden. In anderen Worten, der Abbau wird unter Verwendung eines rotierenden Bohrkopfes durchgeführt, während man die Seitenwand mit einem kreisförmigen Eisenrahmen abstützt.

Um das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchzuführen, sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung vor, um einen Schacht nach oben voranzutreiben, ohne daß Arbeiter Hand anlegen müssen; die Vorrichtung umfaßt eine 0 Reihe von Bohrstangen, einen Bohrkopf, der an der Oberseite der Reihe von Bohrstangen angebracht ist, eine Reihe von Rahmensegmenten zum Abstützen der Seitenwand des Schachtes, eine Einrichtung, um die Reihe von Bohrstangen nach oben zu schieben und in Drehrichtung anzutreiben, eine Einrichtung, um die Reihe von Rahmensegmenten unabhängig von der Hub- und Drehantriebseinrichtung für die Reihe

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von Bohrstangen nach oben zu schieben, eine Einrichtung, um den Bohrkopf in seinem Durchmesser zu verkleinern, sowie eine Einrichtung, um den First abzustützen, damit diese den First stützt , wenn sie gegen diesen geschoben wird. 5

Die Ziele und Vorzüge werden durch die untenstehende Erläuterung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch weiter erklärt, in denen:

Fig. 1 ein allgemeiner Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Grubenanlage ist, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist,

Fig. 2a und 2b allgemeine Seitenansichten der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind,

Fig. 3a und 3b eine Vorrichtung zum Abstützen des Firstes nach der Bohrung darstellen, 20

Fig. 4 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Perspektive ist,

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht ist und die Verbindungseinrichtung, einen Stangenhalter, einen Rahmensegmenthalter und die Vorrichtung umfaßt, um die Rahmensegmente in Drehung zu versetzen,

Fig. 6 mit 10 Perspektivansichten sind, die das 0 Verfahren des Zusammenfügens von Stangen sowie die Stangenhai tevorrichtung im einzelnen zeigen,

Fig. 11 mit 16 die Vorrichtung zum Zusammenfügen von Rahmensegmenten sowie die Rahmensegmenthaltevorrich-5 tung zeigen,

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Fig. 17 eine im Halbschnitt gezeigte Ansicht des Bohrkopfes ist und eine Einrichtung zum Verändern des Durchmessers des Bohrkopfes darstellt, wobei Fig. 17A das normale Aussehen ist, während Fig. 17B das Aussehen des zusammengezogenen Bohrkopfes ist,

Fig. 18 eine vergrößerte Ansicht des Meißelabschnitts ist, der in Fig. 17 gezeigt ist,

Fig. 19 eine vergrößerte Ansicht des Meißelabschnittes entsprechend eines anderen Ausführungsbeispxels ist,

und
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Fig. 20 eine vergrößerte Ansicht zum Darstellen eines anderen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Zusammenziehen des Meißels ist.

In Fig. 1 sind gemäß der Darstellung die Roherzlagerstätten c, d und e nicht im harten Gestein 1, sondern in zerstörbarem bzw. losem Gestein abgelagert, und es ist eforderlich, daß man sich an diese von unten her durch einen nach oben gerichteten Schacht 4 heranarbeitet,, weil es schwierig ist, diese durch einen langen ebenen oder horizontalen Stollen zu erreichen. Zum Zweck der Abstützung einer Seitenwand, die der Zerstörung ausgesetzt ist, verwendet die vorliegende Erfindung mehrere kreisförmige Rahmensegmente vorbestimmter Länge. Wenn sich der rotierende Bohrmeißel voranbewegt, dann werden zusätzliche Rahmensegmente an das untere Ende der Reihe von Rahmensegmenten angefügt, und die gesamten Segmente werden nach oben geschoben, um die Seitenwand des bis dorthin vorangetriebenen Abschnitts abzustützen. Vor dem.Anfügen neuer Rahmensegmente wird die bisherige Reihe von Rahmensegmenten zeitweise durch benachbartes Gestein oder sonstwie

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mittels einer geeigneten Einrichtung wie etwa einem Ankerseil abgestützt.

Nachdem der Schacht bis zu seiner gesamten Länge herausgehauen ist, muß das Hangende bzw. der First oder die oberste Oberfläche des Schachtes abgestützt werden, um die Vorbereitung zum Aushauen einer Strecke bzw. eines horizontalen Abschnittes hiervon vorzubereiten. Während der Rotations-Bohrmeißel am First selbst als Abstützung hierfür verwendet werden kann, ist ein derartiger Stempel aus einem Bohrmeißel natürlich unerwünscht, und das Vorliegen eines Stabilisierers und dergleichen erschwert das Heraushauen der Strecke. "

Um dieses Ziel der Firstabstützung zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Bohrmeißel in seinem Durchmesser zusammenzuziehen und es dem Bohrmeißel zu ermöglichen, durch die Reihe von Rahmensegmenten hindurch abgesenkt zu werden. Dann ersetzt ein oberes Abstützwerkeug den Bohrmeißel und wird nach oben zum First als Abstützung hierfür hinaufgeschoben. Vorzugsweise wird ein oberes Abstützwerkzeug verwendet, das sich regenschirmartig ausbreitet, wenn es geschoben wird.

Das Aushauen des Schachtes wird von einer Bohrmeißelanordnung 11 durchgeführt, die auf einer Reihe von Bohrstangen 10 angebracht ist. Die Bohrmeißelanordnung 11 weist mehrere Schneideinrichtungen bzw. Meißel auf und ist zusammenziehbar ausgebildet. Unter der Bohrmeißelanordnung 11 befindet sich eine Bohrmeißel-Stabilisiereinrichtung 12, die ebenfalls zusammenziehbar ausgebildet ist. Die Stabilisiereinrichtung 12 wird nach oben längs der Seitenwand und in Berührung mit dieser hinaufgeschoben, die zur Verhinderung der Schwingung der Bohrstangen ausgebildet ist.

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Die Reihe von Bohrrohren 10 besteht aus aufeinanderfolgend miteinander verbundenen Bohrstangen gleichförmiger Länge, und die unterste Stange ist an einem Antriebskopf 13 angeschlossen, der die Stangenreihe zur Drehung antreibt und von zwei hydraulisch betriebenen Schubzylindern 14 abgestützt ist. Der Antriebskopf 13 wird um den Abstand angehoben, der der Länge einer Bohrstange entspricht. Dann wird ein Stangenhalter (nicht gezeigt) betätigt, um die Reihe von Stangen 10 zu halten, und der Antriebskopf wird getrennt von der Stangenreihe abgesenkt. Eine neue Rohreinheit wird am Antriebskopf 13 angebracht und nach oben zum unteren Ende der Reihe von Bohrstangen 10 hinauf bewegt sowie hieran durch' die Drehbewegung einer Bohrstangen-Positioniereinrichtung 15 angeschlossen. Auf diese Weise wird der Aushau- bzw. Vortrieb- oder Schneidbetrieb wiederholt durchgeführt.

Die Tätigkeit zum Hinaufschieben einer Reihe kreisförmiger Eisenrahmensegmente 16 wird zum Abstützen der derart geformten Seitenwand auf die dem oben erwähnten Vortrieb folgende Weise ausgeführt. Die Reihe von Rahmensegmenten 16 besteht aus nachfolgend verbundenen Rahmensegmenten, von denen jedes in mehrere Teile unterteilt sein kann. Vier Einrichtungen 17, 17 und 18, 18 sind zum Hinaufschieben der Rahmensegmentreihe unabhängig von den oben erwähnten Schubzylindern 14 vorgesehen. Während in der Fig. 2a die Rahmensegmentschubeinrichtungen 17 so gezeigt sind, daß sie die Schubzylinder 14 überdecken, sind die erstgenannten Einrichtungen gegenüber den letztgenannten in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene mit Abstand angeordnet und können unabhängig angetrieben werden. Ein Sockelteil 21 wird somit von vier Zylindern 17, 17 und 18, 18 abgestützt.

Wenn einer oder mehrere kreisförmige Eisenrahmen hinzugefügt werden sollen, dann wird das untere Ende der bereits vorher errichteten Reihe von Eisenrahmen 16 am

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benachbarten Gestein abgestützt oder sonstwie mittels etwa einem Ankerseil gehalten, und die Rahmensegmentschubeinrichtung 17, 18 bewirkt das Absenken des Sockelteils 21. Bei abgesenktem Sockelteil wird ein neues Rahmensegment dadurch geformt, daß man mehrere Teile zusammenfügt, und wird am unteren Ende der vorher zusammengestellten Reihe von Rahmensegmenten 16 angeschlossen. Nachfolgend werden die Rahmensegmentschubeinrichtungen 17, 18 gemeinsam betätigt, um die soeben zusammengestellten Reihen von RahmenSegmenten um den Abstand anzuheben, der der Höhe des hinzugefügten Rahmensegments entspricht.

Am obersten der Reihe kreisförmiger Eisenrahmensegmente 16 ist ein Schaufelteil 19 angebracht, um die Reihe 16, die vertikal angehoben werden soll, so zu 'führen, daß sie nicht unter Abscheuern durch die unebene Oberfläche der ausgehauenen Seitenwand leidet. Das Schaufelteil 19 ist in seinem Durchmesser größer als das Rahmensegment, und so verhindert es ein Festsitzen durch ausgehauenes pulveriges Material im kreisringförmigem Teil zwischen dem Rahmen 16 und der Seitenwand, um es zu ermöglichen, daß die Reihe 16 glatt nach oben getrieben wird.

Wegen der Anwesenheit einer Steuereinrichtung kann die Tätigkeit zum Verschieben der Reihe von Rahmensegmenten 16 sowie auch die Tätigkeit zum Verschieben der Reihe von Bohrerstangen durchgeführt werden, ohne 0 daß es erforderlich ist, daß Arbeiter in den Bereich unterhalb des Schafts eintreten müssen.

Das ausgehauene pulvrige Material, das hinunterfällt, wird auf dem Sockelteil oberhalb der Bohrmaschine aufgehäuft, wird aber von dort durch ein drehbares Kratzflügelrad 22 durch (nicht gezeigte) öffnungen im Sockelteil 21 nach unten entfernt und wird auf ein Förderband

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in der Strecke umgeladen.

Wenn der Vorantrieb bzw. die Aushau- oder Schneidtätigkeit beendet ist, dann werden die Bohrmeißelanordnung 11 und die Bohrmeißelstabilisiereinrichtung 12 beide in ihrem Durchmesser zusammengezogen, so daß sie kleiner werden als der Innendurchmesser der Reihe von Rahmensegmenten 16. Dann wird jede der Bohrstangen 10 aus ihrem Anschluß in umgekehrter Reihenfolge gelöst, damit man schließlieh die Bohrmeißelanordnung 11 und die Bohrmeißelstabilisiereinrichtung 12 entnehmen kann.

Das Bezugszeichen 23 in Fig. 2b bezeichnet ein in Arbeitsrichtung vorne liegendes Luftpolster, das zum Abstützen"der Seitenwand zwischen der Bohrmeißelanordnung 11 und der Bohrmeißelstabil-isiereinrichtung 12 mittels Druckluft dient.

Wenn es notwendig ist, den freiliegenden First nach der oben erwähnten Demontagetätigkeit abzustützen, wird ein Stützwerkzeug 24 an der Oberseite der Reihe von Bohrstangen 10 angebracht. Dieses Werkzeug 24 ist zusammenziehbar und auseinanderspreizbar wie ein Regenschirm und wird, wenn es den First durch aufeinanderfolgendes Zusammenfügen der Stangen erreicht hat, voll ausgespreizt, weil ein Stößel 25 in einen oberen Zylinder 28 geschoben wird.

Als nächstes wird die erfindungsgemäße Anlage zum Vortrieb in Gestein unter Tage im einzelnen noch näher erläu-0 tert, um die bevorzugten Ausführungsbeispiele hiervon darzustellen.

In Fig. 4 umfaßt ein allgemein mit dem Bezugszeichen

101 bezeichneter Bohrmeißel einen Bohrmeißelträger 110 5 mit mehreren Trägerplatten, die um einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt angeordnet sind und durch einen zentralen Pfosten 113 verbunden sind, der in der

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Mitte einer jeden Trägerplatte angeordnet ist, mit einer Unterstange bzw. Anschlußstange 111, die an der Mitte der unteren Oberfläche des Bohrmeißelträgers 110 angeschlossen ist/ einer mittleren Schneideinrichtung 114, die an der öffnung eines Schlitzes angebracht ist, der an der Oberseite des Bohrmeißelträgers 110 angeordnet ist, und mit mehreren Rollmeißeln 112, die an vorbestimmten Stellen in den Trägerplatten angeordnet sind und jeweils mehrere Schneideinrichtungen aufweisen.

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Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die mittlere Schneideinrichtung 114 der Art nach ein dreifacher Bohrkopf bzw. ein Dreikegel-Rollenmeißel mit drei mit Abstand angeordneten Meißelkörpern, von denen jeweils die Oberseite dem Mittelpunkt zugewandt ist, um eine Drehbewegung im Betrieb zu ermöglichen, wie es in der ölbohrtechnik bekannt ist. Die Rollenmeißel 112 und 112¹ sind dem Typ nach kegelstumpfförmige Meißel bzw. Kegelmeißel, und die Mittelpunkte ihrer gegenüberliegenden Deckkreise sind abgestützt, um den Meißeln eine Drehbewegung zu ermöglichen.

An der Seitenoberfläche dieser Rollenmeißel 112, 112' und der mittleren Schneideinrichtung 114 sind Schneidzähne angebracht, die mit der Gesteinsoberfläche in Berührung treten, um ein Abtragen des Gesteins zu bewirken, wenn der Bohrkopf 101 gedreht und nach oben geschoben wird. Zu dieser Zeit wird jeder der Meißel angetrieben, um die Drehung zu bewirken, damit derart die Lebensdauer dieser 0 Meißel verlängert wird, denn die Abtragetätigkeit wird hinsichtlich eines jeden der Zähne gleichmäßig durchgeführt.

Es wird nun die Schneidtätigkeit, die vom Bohrkopf 101 ausgeführt wird, noch näher erläutert: ein Führungsloch oder eine Vorbohrung mit kleinem Durchmesser wird

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durch die Rotations- und Hubwirkung der mittleren Schneideinrichtung 114 gebildet. Dieses Führungsloch wird schrittweise mittels der oben erwähnten Rollenmeißel 112 und 112¹ an den Trägerplatten vergrößert, wenn diese Meißel gedreht und angehoben werden, um schließlich den Schacht im beabsichtigten Durchmesser zu bilden. Da die Mitte der zentralen Schneideinrichtung mit der Mitte der Rollenmeißelgruppe fluchtet, fällt die Achse des Führungslochs mit der Achse des ausgehauenen Abschnitts des Schachtes zusammen, und deshalb fällt auch die Achse eines jeden vergrößerten Lochs mit der Achse des Führungslochs zusammen. Dies verhindert das Ausbilden einer Krümmung im Vortrieb.

Da, wie es nachfolgend erläutert wird, die eingangs erwähnten Rahmensegmente 105 bis dicht zum Bohrkopf 101 hinaufgeschoben sind, wenn "die" Bohrtätigkeit beendet'wird, und da weiter der Außendurchmesser des Bohrkopfes 101 größer ist als der Innendurchmesser der Rahmensegmente 105, ist es für den Bohrkopf 101 notwendig, einen Zusammenziehmechanismus aufzuweisen, um in der Lage zu sein, durch die Gruppe segmentartiger Tragrahmen abgesenkt zu werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Zusammenziehmechanismus ist in Fig. 4 gezeigt. Die untersten Rollmeißel 112'sind an beweglichen Meißelplatten 116 befestigt, die jeweils mittels eines Stiftes an der untersten Trägerplatte des Meißelträgers 110 befestigt sind. Der Meißelplatte ist es erlaubt, rund um den Stift zu schwenken.

0 Während der Schneidtätigkeit ist die bewegliche Schneidplatte 116 an der unteren Trägerplatte mittels

Bolzen befestigt, die sich in einer nach außen vorspringenden Stellung befinden. Wenn die Bohrtätigkeit beendet ist, dann werden die Bolzen zurückgezogen und die bewegliehe Meißelplatte 116 wird um den Stift geschwenkt, um es den Rollenmeißeln 112' zu erlauben, in eine andere,

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vorbestimmte Winkellage verschoben zu werden, wobei die Rollenmeißel mittels Bolzen befestigt bzw. festgespannt sind, um ein Zusammenziehen der Abmessung des Bohrkopfs 101 zu verursachen.
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Da zum Zeitpunkt des Zusammenziehens die Seitenwand von den segmentartigen Rahmen 105 getragen wird und die obere Schneidfläche vom Bohrkopf 101 geschützt ist, können Arbeiter in Sicherheit durch den Schacht gelangen, um ein derartiges Zusammenziehen zu bewirken. Eine ausfahrbare Leiter, die an jeder der Reihen segmentartiger Rahmen
105 vorgesehen ist, wird von Arbeitern benutzt, wenn sie durch diese nach oben und" unten hindurchklettern.

Der Mittelpfosten 113 des Meißelträgers 110 ist ausgehöhlt und weist mehrere Schlitze auf, die an der Seitenfläche hiervon durchgebrochen sind und dazu dienen,
Druckluft durch die Stangen 102 auszublasen, um den Schacht während von Hand ausgeführter Arbeiten zu belüften.

Es können auch andere Zusammenziehmechanismen verwendet werden. Beispielsweise gibt es eine Verbindungseinrichtung, in der es dem beweglichen Meißel 116 erlaubt ist, nach oben und unten zu schwingen, wobei ein Zusammenziehen bewirkt wird, wenn er nach unten geschwenkt wird. Es

können automatische Zusammenzieheinrichtungen verwendet werden, in denen der Rollenmeißel 112' dadurch bewegt
wird, daß man die komprimierte Luft steuert, oder sonst ist ein Drahtseil an der beweglichen Meißelplatte 116

durch die Stangen 102 hindurch angeschlossen, um es dem Arbeiter zu ermöglichen, den Meißel zurückzuziehen, ohne durch den Schacht durchzuklettern.

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In Fig. 4 sind die Stangen 102 zylindrisch dargestellt und sind fest miteinander verbunden- Die Stangen 102 dienen dazu, den Drehantriebkopf 119 an der Stangenschubeinrichtung 103 anzuschließen, wobei eine Anschlußstange 111 am unteren Teil des Bohrkopfs 101 befestigt ist. Somit stützen die Stangen 102 den Bohrkopf 101 und übertragen auf diesen ein Drehmoment und eine Schubkraft. Der Schlitz oder die Leitung, die in den Stangen 102 ausgebildet ist, ist der Kanal, durch den komprimierte Luft von dem unten hohlen Abschnitt des Drehantriebskopfes 119 zu den Öffnungen im mittleren Pfosten 113 im Bohrkopf 101 zugeführt wird, wodurch der oberste Abschnitt des Schachts belüftet wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird eine Stange 102 in die Stellung gebracht, die zum Anschluß mit einer oberen Stange 102' geeignet ist, wenn ein Paar bzw. zwei Paßstifte 18 an der Stange 102 in zwei Schlitze 120 am unteren Ende der Stange 102' eingeschoben werden. Eine oder mehrere hochzugfeste Schrauben 122 werden angezogen, um die Verbindung der Stange 102' mit der Stange 102 fertigzustellen. Eine Federscheibe 123 wird verwendet, um ein Losewerden der Schrauben zu verhindern. Ein O-Ring aus Gummi ist zwischen den zwei Stangen angeordnet, um eine Druckluftleckage durch die Verbindungsstelle zu verhindern.

Die zwei Stangen 102 und 102' können auch dadurch verwendet werden, daß man ein Faser- und ein Muttergewinde verwendet, die durch Drehen des Drehantriebskopfes 119 festgezogen werden.

Die Stangenhubeinrichtung 103, die in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt einen Drehantriebskopf 119, um die Stangen 2 zu drehen, und wird mittels eines Paares hydraulischer Zylinder 124 und 124' angehoben und abgesenkt. Durch den Begriff "hydraulischer Zylinder" ist eine Einrichtung zum hydraulischen Betätigen einer Kolbenstange in einem zylin-

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drischen Teil gemeint, von dem ein Ende abgeschlossen ist. Das Drehmoment oder die Drehkraft des Drehantriebskopfs 119 wird einem hydraulischen Motor entnommen, der in der Stangenhubeinrichtung 103 aufgenommen ist. Der Begriff "hydraulischer Motor" meint eine Vorrichtung zum Umwandeln einer hydraulischen Strömung in ein Drehmoment. Die Stangenhubeinrichtung 103 wird in Vertikalrichtung hin- und herbewegt, wobei die Säulen 125 und 125¹ als Führungseinrichtungen dienen.

Es wird nun Bezug auf Fig. 5 bis Fig. 10 einschließlich genommen, in denen der Mechanismus zum Vortrieb bzw. Aushauen nach oben und der Mechanismus zum Ansetzen einer neuen Stange dargestellt sind. Es ist auch die Einzelheit eines Stangenhalters 104 dargestellt, um zeitweise die Reihe von Stangen 102 zu halten, sowie eine Stangenp'ositionierungseinrichtung 126, um eine neue Stange 102¹ auf den Drehantriebskopf 119 umzusetzen.

in Fig. 6 treibt der Drehantriebskopf 119 in der Stangenhubeinrichtung 103 den Bohrkopf 101 zur Drehung mittels der Stangen 102 an, und die hydraulischen Zylinder 124, 124' schieben den Bohrkopf 101 ebenfalls über ■ die Stangen 102 nach oben. Dank der derart erzielten Rotations- und Hubkraft arbeitet der Bohrkopf 101 unterirdisches Gestein heraus und fährt nach oben, bis die Kolbenstange in jedem der Zylinder 124 und 124' einen oberen Totpunkt erreicht. Dann wird die Reihe von Stangen 102 von einem Stangenhalter 104 gehalten, der an einer Rahmensegment-Schubeinrichtung 106 angebracht ist, und die Halteplatten 140, 140' sowie eine hydraulische Vorrichtung 134 für diese beiden Halteplatten aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Halteplatten 140, 140' von einem Rahmen 136 abgestützt und geführt, obwohl Iediglich die Platte 140 allein gezeigt ist. Der Stangenhalter ist derart ausgebildet, daß er mittels der Antriebs-

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kraft der hydraulischen Zylinder 134 geöffnet und geschlossen wird. Fig. 6 zeigt den Stangenhalter 104 in offenem Betriebszustand.

Die Stangenpositioniereinrichtung 126 umfaßt einen Greifer 128 zum Ergreifen einer neuen Stange 102" an ihrer unteren Einschnürung 138, einen Arm 130 zum Umsetzen der derart ergriffenen Stange in einer Kreisbewegung sowie einen Pfeiler 132 zum drehbaren Tragen des Arms 130.

Der Greifer 128 wird durch einen hierin eingeschlossenen hydraulischen Zylinder geöffnet und geschlossen, um die Stangen 102" automatisch zu halten und freizugeben.

In Fig. 7 ist die Stange 102¹' gezeigt, wie sie vom Greifer 128 ergriffen ist, sowie eine Anordnung am oberen Totpunkt, wo die Stangenreihe nicht darüber hinaus angehoben werden kann. Wenn unter einem derartigen Betriebszustand der hydraulische Zylinder 134 zu einer heranziehenden Bewegung betätigt wird, wird ein Paar der oben erwähnten Platten die untere Einschnürung 138 der untersten Stange einklemmen. Umgekehrt stützen die Halteplatten die gesamte Reihe von Stangen 102 ab. Anschließend werden hochspannungsfeste Schrauben, die den Drehantriebskopf 119 mit den Stangen 102 verbinden, gelöst, und die Reihe von Stangen 102 wird am Stangenhalter 104 befestigt, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Die Stangenhubeinrichtung 103 wird dann abgesenkt, um den Drehantriebskopf von der untersten Stange zu trennen. Wenn die hydraulischen Zylinder 124 und 124' den unteren Totpunkt erreichen, dann wird die Stangenhubeinrichtung angehalten, wie in Fig. 8 gezeigt ist.

Dann wird ein Arm 130 der Stangenpositioniereinrichtung 126 rund um den Pfeiler 132 geschwenkt, um die Stange 102" zur vorbestimmten Lage im Drehantriebskopf 119 umzusetzen. Wie gezeigt, sind zwei nach oben vorspringende Stifte 118a und 118a¹, von denen einer langer ist als der

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andere, an der oberen Kante des Drehantriebs 119 vorgesehen. Um eine fluchtende Ausrichtung der Stange 102" mit den oberen Stangen 102 zu erreichen, wird der Drehantriebskopf 119 langsam gedreht, und gleichzeitig wird die Stangenschubeinrichtung 103 langsam hinaufgeschoben, um eine fluchtende Ausrichtung des längeren Stiftes 118a mit einem entsprechenden Schlitz an der unteren Kante zu erreichen. Da der Stift 118a abgeschrägt ist, kann die Stange 102" exakt in der vorbestimmten Relativstellung hinsichtlich des Antriebskopfs 119 aufgrund der Feineinstellung, die zwischen diesen Teilen durchgeführt wird, angeordnet werden. Die Stange 102" wird dann rund um den Stift 118a als Mittelpunkt geschwenkt, und der kürzere Stift 118a¹ wird auf den anderen Schlitz in der Stange 102" ausgerichtet.

Nachfolgend wird die Stangenhubeinrichtung 103 weiter angehoben, und dementsprechend gleitet die Stange 102" auf den abgeschrägten Abschnitt des kurzen Stifts 118a, um eine genau fluchtende Verbindung mit der oberen Kante des Drehantriebskopfes 119 fertigzustellen.

Die oben erwähnte Verbindungsweise macht die feine und mühsame Einstellung der fluchtenden Ausrichtung der Stange 102" mit dem Drehantriebskopf 119 überflüssig, die im Falle der Schraubenbfestigung unvermeidlich wäre.

Dann wird die Stange 102" an den oberen Stangen der Reihe von Bohrstangen 102 angeschlossen. Zwei abgeschrägte Stifte 118b und 118b', von denen der eine langer ist als der andere, sind in gleicher Weise am oberen Ende der Stange 102" angebracht, und Schlitze für die Bolzen können genau ohne Feineinstellung fluchtend ausgerichtet werden. Der Greifer 126 der Stangenpositionierungseinrichtung gibt die Stange 102" frei, und hochzugfeste Schrauben werden an den oberen und unteren Enden befestigt. Schließlich wird der Stangenhalter 104 gelöst, um die Vorbereitung

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zur nachfolgenden Schneidtätigkeit fertigzustellen, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Entsprechend dem Beispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die Abgabeeinrichtung 108 für ausgehauenes Material zwei Kratzplatten 144, die sich an der oberen Fläche der Stangenhubeinrichtung 106 um die Stangen 102 drehen, sowie ein zylindrisches Teil 146, das mit den Kratzplatten 144 kombiniert ist, um eine Drehantriebskraft hierauf zu übertragen.
10

Wie in Fig. 5 im einzelnen dargelegt ist, wird das zylindrische Teil 146 von der Rahmensegmenthubeinrichtung 106 abgestützt, wobei zwischen diesen Teilen Lagerkugeln 148 angeordnet sind, so daß sich das zylindrische Teil 146 frei drehen kann. Eine Verzahnung 150 ist am unteren Ende des zylindrischen Teils 146 angeschlossen, um eine Drehantriebskraft eines hydraulischen Motors 152 auf die Kratzplatten 144 über das Zylinderteil 146 zu übertragen.

Die Reihe von RahmenSegmenten 105 dient als Einrichtung, um das Verstreuen ausgehauenen Materials während der Aushautätigkeit als charakteristischen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zu verhindern. Das ausgehauene Material fällt die Reihe von Rahmensegmenten 105 nach unten und wird insgesamt auf der oberen Oberfläche der Rahmensegmenthubeinrichtung aufgehäuft. Um den Stoß des fallenden Materials zu schlucken, ist die obere Oberfläche der Hubeinrichtung 106 von einer Gummiplatte 154 abgedeckt. Das Material, das auf die Hubeinrichtung 106 fällt, wird insgesamt vom Kratzer 144 bei dessen Drehbewegung abgetragen und wird seinerseits von dem Schacht durch einen Rutschschlitz: 142 ausgetragen. Obwohl in Fig. 4 nicht gezeigt, ist eine Rohrrutsche unter dem Rutschschlitz 142 angeordnet und angeschlossen, um das ausgehauene Material auf ein Förderband und dergleichen umzusetzen, wobei gleichzeitig das Verstreuen pulverigen Materials rund um diese Stelle verhindert wird.

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Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die Rahmensegmenthubeinrichtung 106 eine Fördereinrichtung 108 für ausgehauenes Material, den Stangehalter 104, sowie eine Rahmensegmentdrehvorrichtung 109, die nachfolgend beschrieben wird. Hydraulische Zylinder 156, 156" treiben die Hubeinrichtung 106 nach oben und nach unten längs der Führungssäulen 125 und 125', um es für die Rahmensegmente 105 zu ermöglichen, hieran zusammengesetzt zu werden und nach oben in den Schacht geschoben zu werden.

Es wird nun Bezug auf Fig. 11 bis Fig. 16 einschließlich genommen, um im einzelnen die Einrichtung zum. Anfügen eines neuen Rahmensegments und die Einrichtung zum Hinaufschieben hiervon zu beschreiben. Die Funktion eines jeden der Rahmensegmente 105, eines Rahmensegmenthalters 107 und der Rahmensegmentdrehvorrichtung 109 wird ebenfalls erklärt.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, weist das Rahmensegment Vertiefungen 158 an seiner Seitenoberfläche auf, von denen jede eine Halterstange 160 des Rahmensegmenthalters 106 aufnimmt. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird die Halterstange 160, die mit der Säule 125 verschraubt ist, zur Seitenwand des Rahmensegments 105 hin mittels einer Feder 162 angestellt.

Deshalb stützt im Betriebszustand in Fig. 11 der Rahmensegmenthalter 107 die Reihe von Rahmensegmenten, die in vertikaler Reihe aneinander angeschlossen sind, und verbleibt unabhängig von der nach unten gerichteten Bewegung der Rahmenelementschubeinrichtung 106 in derselben Stellung, wobei das Lösen des Rahmensegments 105 von der Hubeinrichtung 106 erzielt wird. Wenn, wie in Fig. 13 gezeigt ist, die hydraulischen Zylinder 156 und 156' das unterste Niveau erreichen, dann wird die Rahmensegment- bzw. Schiebeeinrichtung 106 in ihrer untersten Stellung angehalten, um die Einsetzarbeiten für den neuen Rahmen 105 zu beginnen, der hinzugefügt werden soll.

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Das Rahmensegment 105 ist wie ein Zylinder ausgebildet, der dazu eingerichtet ist, die Seitenwand eines Schachtes abzustützen, und umfaßt mehr als zwei bogenförmige Teile, die in Längsrichtung voneinander trennbar sind. Um die Sicherheit der Arbeiter sicherzustellen, sollte der Zusammenbau dieser bogenförmigen Teile durchgeführt werden, wenn sich die Arbeiter an ihrer Außenseite befinden. Um einem derartigen Erfordernis zu entsprechen, sind die Verbindungsebenen der jeweiligen Teile meistens in radialer Richtung abgeschrägt, um das Zusammensetzen von der Außenseite her zu erleichtern.

Obwohl der Schacht, der in Übereinstimmung mit dem Verfahren ausgehauen wird, das in einer nach oben gerichteten Bohrtätigkeit über die gesamte Stirnfläche hinweg besteht, ohne daß entsprechend" der vorliegenden Erfindung die Hand von Arbeitskräften benötigt wird, im allgemeinen seine Rolle zufriedenstellend in einem Bergbau- oder anderen Maschinenbaubetrieb erfüllt, ist es manchmal erforderlich, daß der ausgehauene Schacht in seinem Durchmesser vergrößert wird, was es erforderlich macht, daß man die zusammengesetzten Segmente 105 von innen her aus ihrer Verbindung löst, wobei man mit dem obersten beginnt.

um diesem Erfordernis nachzukommen, umfassen die bogenförmigen Teile mindestens ein lösbares Teil 105', das mit seinen Verbindungsebenen oder Schnittflächen an beiden Seiten abgeschrägt ist, um an seiner Innenoberfläche eine spitzwinkelige Kante zu bilden, um es zu ermöglichen, daß das Teil 105' zum Auseinandernehmen ohne weiteres nach innen entnommen werden kann.

Nach innen vorspringende ümfangsflanschteile 167, die in Fig. 5 gezeigt sind, sind miteinander mittels Schrauben in Eingriff gebracht und können von der Innenseite durch Lösen der Schrauben aus dem Eingriff gelöst werden. Infolge einer derartigen Verbindungsweise können

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die Schrauben von der Innenseite her zu dem Zeitpunkt entnommen werden, wenn das Rahmensegment auseinandergebaut wird.

Da die Schraube von der Außenseite her zum Zeitpunkt des Zusammenbaus aus Sicherheitsgründen betätigt werden sollte, weist jedes bogenförmige Teil Öffnungen 168 auf, die neben den Schraubenschlitzen angeordnet sind, um das Einsetzen einer Schrauben-Mutter-Einheit hierdurch zu ermöglichen, um deren Festziehen zu bewirken.

Es wird nun Bezug auf Fig. 13 genommen; eines der bogenförmigen Teile wird "auf die Rahmensegmentdreheinrichtung 109 oder einen kreisförmigen Tisch an der Rahmensegmenthubeinrichtung 106 aufgelegt.

' Das bogenförmige Teil wird dann horizontal durch die Drehung der Rahmensegmenthubeinrichtung verschoben, um es zu ermöglichen, daß die nachfolgenden bogenförmigen Teile eingebracht werden. Wenn das letzte bogenförmige Teil eingebracht ist, ist ein neues Rahmensegment 105" fertiggestellt. Dann werden die hydraulischen Zylinder 156 und 156¹ betätigt, um die Rahmenseginenthubglieder zum Boden der oberen Reihe von Rahmensegmenten 105 anzuheben, um das neue Segment 105" hieran anzufügen.

Es wird darauf hingewiesen, daß nach dem Zusammenfügen auf die vorerwähnte Weise die Rahmensegmenthubeinrichtung der gesamten Last der derartig verlängerten Reihe von Rahmensegmenten und dem Abrieb bzw. der Reibung zwischen den Rahmensegmenten und der Seitenwand des Schachtes bei ihrer weiteren Bewegung nach oben standhalten muß.

Der Aufbau der Einrichtung zum Drehen des segmentartigen Rahmens wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Das Rahmendrehteil 109 umfaßt einen

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drehbaren Montageboden 169 und Lagerrollen 170 für eine glatte Drehbewegung sowie Federn 172, die in Aussparungen an der Rahmensegmenthuheinrichtung 106 aufgenommen sind, um die Rollen 170 abzustützen.

Solange die Last, die auf den drehbaren Montageboden 169 aufgebracht ist, innerhalb einer vorbestimmten Höhe liegt, wird der Montageboden 169 nicht mit der oberen Oberfläche der Segmenthubeinrichtung 106 in Berührung treten, und es wird ihm ermöglicht, frei zu drehen, da die Last von den Federn 172 über die Rollen 170 aufgenommen werden kann. Wenn allerdings die Größe der Belastung eine vorbestimmte Höhe überschreitet, werden die Federn 172 in beträchtlichem Maße zusammengedrückt und veranlassen die Berührung des Montagebodens 169 mit der oberen Oberfläche der Hubeinrichtung 106.-Somit muß die Hubeinrichtung Ί06 die überschüssige Last tragen, die eine Reibungskraft zwischen diesen Teilen erzeugt und die Reihe von Rahmensegmenten an der Drehung hindert. Die Lagerrollen sind allerdings sicher davor, zu Bruch zu gehen.

Das neu hinzugefügte Rahmensegment 105", wie es in Fig. 14 gezeigt ist, fährt fort, angehoben zu werden. Da die Oberseite der Halterstange 160 im Rahmensegmenthalter 107 nach unten abgeschrägt ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, schiebt die untere Kante der Aussparung 158 im neu zugefügten Segment 105" die Stange 160 zur Seite oder nach hinten, um sie aus dem Eingriff zu nehmen. Das Lösen der Stange 160 kann auch dadurch erzielt werden, daß man eine Mutter 164 in Drehung versetzt, die am Rahmensegmenthalter 107 angebracht ist, um die Feder 162 zu verkürzen.

Nachdem die Halterstange 160 von der Ausnehmung 158 entfernt wurde, fährt die Hub- bzw. Schiebeeinrichtung weiter fort, nach oben angehoben zu werden, und trägt die Reihe von RahmenSegmenten 105. Diese Schub- bzw. Hubtätigkeit wird unabhängig vom Segmenthalter 107 durchgeführt,

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und die Halterstange 160 steht in Gleitverbindung mit der Seitenoberfläche des Rahmensegments 105". Wenn die Aussparung im neu hinzugefügten Segment 105" das Niveau der Halterstange 160 erreicht, wird die Stange 160 in die Aussparung 158 von der Feder 162 eingeschoben. Deshalb kann die Stange 160 und der Rahmensegmenthalter 107 seinerseits die gesamte Last der verlängerten Reihe von Rahmensegmenten 105 tragen.

Die oben erwähnte Gesteinsschnitt-Tätigkeit und die Seitenwand-Abstütztätigkeit werden abwechselnd und wiederholt dadurch ausgeführt, daß man einen Schneidmechanismus für die volle Oberfläche bzw. den Seitenwandabstützmechanismus verwendet, um den Schacht mit vorbestimmter Höhe fertigzu-

.15 stellen und eine Abstützung für die Seitenwand zu erhalten. Dann wird der Bohrkopf 101 "in seinem Durchmesser verkleinert und wird zur Entnahme abgesenkt. Das unterste Ende der Reihe von Segmenten wird auf einem geeigneten Teil getragen und die Schneid- bzw. Bohrmaschine selbst entfernt.

Es wird nun als nächstes eine Erläuterung hinsichtlich der Vorrichtung zum Verkleinern bzw. Zusammenziehen des Bohrkopfs in seinem Durchmesser vorgenommen.

Bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Bohrkopf 207 eine zentrale Schneideinrichtung oder einen Dreikegelmeißel 214 sowie zwei abgesetzte Meißel 201 zum schrittweisen Vergrößern des Schachtes in seinem Durchmesser auf. Der Aufbau des Bohrkopfes 207 wird dadurch bewirkt, daß man die unteren Schneideinrichtungen bzw. Meißel 201 dreht, die radial weiter vorspringen als die oberen.

Bei der Schnitt-Tätigkeit wird der untere Meißel 201 drehbar zwischen den Schenkeln eines U-förmigen rfeißelhalters angestützt. Dieser Meißelhalter 202 wird von einem Meißelschiebeteil 203 getragen, das an einer Bohrkopfsäule

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204 mittels eines Stifts oder einer Schraube 205 befestigt ist, die fest an der Bohrkopfsäule 204 befestigt ist, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Durch weiteres Festspannen des Schiebeteils 203 mittels mehrerer kleiner Schrauben 206 kann das Schiebeteil 203 fest an der Säule 204 angebracht werden.

Fig. 19 stellt den Mechanismus zum Verschieben oder Drehen des Schiebeteils 203 dar. Die kleinen Schrauben, die in Fig. 18 gezeigt sind, sind alle gelöst, um das Teil 203 lediglich mittels des Stifts 205 mit der Säule 204 verbunden zu lassen. Da der Kopf des Stiftes 205 von einem Anschlag 211 gehalten wird, und da ferner eine Mutter 210 an der oberen Oberfläche des Schiebeteils 203 durch eine Schweißung oder mittels eines Stifts bzw. einer Feder befestigt ist, wird ein Lösen der Mutter 210 ein gesamtes Entfernen des Schiebeteils 203 von der Säule 204 veranlassen und somit wird die Schwenk- oder Schiebebewegung des Teils 203 erleichtert, weil die Führungsoberfläche der Säule 204 verringert ist.

Bei dem in Fig. 19 gezeigten Beispiel weist die Vorrichtung zum Verkleinern des Durchmessers des Bohrkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung 208 auf, um den Meißel bei seiner Drehung bzw. Schwenkbewegung zu unterstützen. Diese Einrichtung 208 umfaßt eine Schraube 212, die eine drehbare Stahlkugel 213 trägt, sowie einen Schraubenschlitz 214, der durch die Säule 204 hindurchgeführt ist. Die Einrichtung 208 dient zum Verhindem der Erzeugung einer Reibung bzw. des Abriebs zwischen dem Schiebeteil 203 und der Säule 204, die sonst stattfinden kann, um das Verschieben des Schiebeteils 203 infolge des Spielraums im Schlitz zur Aufnahme des Stiftes 205 zu behindern. Wenn die Schraube 212 in den Schraubenschlitz 214 eingeschraubt wird, dann wird die Schraube 212 derart angehoben, daß sie das Meißelschiebeteil 203 durch die Stahlkugel 213 in Zusammenhang mit dem

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Bolzen 205 abstützt. Demzufolge wird das Verschieben des Meißels 201 sehr glatt durchgeführt.

Das Verschieben des Meißels 201 kann auch durch die Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie in Fig. 20 gezeigt ist, wobei die Verschiebung nicht in horizontaler Richtung, sondern in vertikaler Richtung bewirkt wird. Wie es ersichtlich ist, wird, wenn die kleinen Schrauben entfernt werden, ri.-i-. Sriiieh- t eil 203 in g<:^igneter Weise unter Zuhilfenahme seines Eigengewichts aus der in ausgezogenen Linien dargestellten Lage in die mit strich-doppelpunktierter Linie dargestellte Lage versetzt.

Da bei dieser Einrichtung der Stift 205 und die Schraube 206 hohen Scherkräften standhalten müssen, die in sie eingeleitet werden, -ist es von Vorzug , eine geeignete Einrichtung zum Halten des Meißds 201 vorzusehen.

Ein besonderer Gesichtspunkt der Erfindung liegt in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum nach oben gerichteten Herausarbeiten eines Schachtes durch.Untergrundgestein, das locker ist bzw. nicht formbeständig ist. Die Schneid- bzw. Bohrtätigkeit wird durch eine Bohrung über den vollen Querschnitt durchgeführt, ohne daß man auf Sprengungen zurückgreift. Die Tätigkeit zum Abstützen der Seitenwand wird mittels RahmenSegmenten durchgeführt, die lose dem Vorschub des Bohrkopfes folgen. Es erfolgen jedoch die Bohr- und die Abstütztätigkeit unabhängig voneinander. Der Durchmesser des Bohrkopfes wird 0 durch Zusammenziehen nach der Bohrtätigkeit verkleinert, um es dem Bohrkopf zu ermöglichen, durch die Rahmensegmente nach unten abgesenkt zu werden.

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Claims

Λ* D ""■-·-. Oip'.-Chem. G.Bühling

VaRüpe - Kellmann

Dipl.-Ing. R. Kinne
Dipl.-Ing. R Grape : Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.:089-539653 Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

7. April 1978

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Patentansprüche

1. Verfahren zum handarbeitsfreien Herstellen einer nach oben gerichteten -Ausschachtung, wobei die volle Querschnittsflache des Schachtes in einem einzigen Arbeitsgang ausgebohrt wird, g e k e η η ζ eic h η e t durch die folgenden Verfahrensschritte: · Aufwärtsbohren über die vorbestimmte Länge des Schaftes hinweg mittels eines drehbaren Bohrkopfes (101), und

Abstützen der entsprechenden Länge der derart geformten Seitenwand mittels mindestens einem zylindrischen Rahmensegment (16; 105), wobei jeder der beiden Schritte wiederholt ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Abstützens der Seitenwand dadurch ausgeführt wird, daß man mindestens ein zylindrisches

3:0 Rahmensegment (105") einer Reihe bereits vorher zusammengesetzter Segmente (105, 105') hinzufügt und die derart verlängerte Reihe von Rahmensegmenten nach oben schiebt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Beenden der Bohrtätigkeit der drehbare Bohrkopf (101) in. seinem Durchmesser -verringert wird, damit man ihn

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nach unten hindurchführen kann.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Entnahme des Bohrkopfes (101) ein oberes Stützwerkzeug (24, 25, 26, 28} an der Oberseite von Bohrstangen (10; 102) angebracht und nach oben gegen den freiliegenden First (27) zu dessen Abstützung geschoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Abstützwerkzeug (24, 25, 26, 28) der Art nach wie ein Regenschirm ausgebreitet werden kann, wenn es gegen den First (27) geschoben wird.

6. Vorrichtung zum nach oben gerichteten handarbeitsfreiein Ausschachten, gekennzeichnet durch:, -. " eine Reihe von Bohrstangen (10;. 102),

- einen Bohrkopf (101), der oben an der Reihe von Bohrstangen angebracht ist,

- eine Reihe von Rahmensegmenten (16; 105) zum Abstützen der Seitenwand des Schachtes,

- eine Einrichtung (103), um die Reihe von Bohrstangen nach oben zu schieben und ihr einen Drehantrieb zu verleihen,

- eine Einrichtung (106), um die Reihe von Rahmensegmenten unabhängig von der Bohrstangenhubeinrichtung nach oben zu schieben, und

eine Einrichtung (203), um den Bohrkopf in seinem Durchmesser zu verkleinern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet, durch einen Stangenhalter (104) zum zeitweisen Abstützen der Reihe von Bohrstangen (10; 102).

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (107) zum zeitweisen Halten der Reihe von RahmenSegmenten (16; 105).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (108) zur Abgabe von Abraummaterial, die an der Rahmenelement-Hubeinrichtung (106) angebracht ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeeinrichtung (108) für Abraummaterial eine"rotierende Kratzeinrichtung (144) aufweist, die von einem unabhängigen Motor (152) angetrieben ist,

■ .

ti. Vorrichtung nach exiiem. der Ansprüche 6. bis. 8,,-fe-rirer gekennzeicfinet durch eine Einri.ch-g.tmg: drehbaren- Abstützen, des Rahmensegmen-Es tT6;

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennnzeichnet, daß die Einrichtung (109) zum Drehen des Rahmensegments (16; 105) nur dann in Drehung versetzt wird, wenn die hierauf aufgebrachte Last eine vorbestimmte Höhe nicht überschreitet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (109) zum Bewirken der Drehbewegung der Rahmensegmente eine Federeinrichtung (172) umfaßt, die nach unten geschoben wird, um die Segmente (16; 105) auf der Rahmenelement-Hubeinrichtung (106) aufsitzen zu lassen, wenn die Last der Segmente eine vorbestimmte Höhe überschreitet.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (203), um den Bohrkopf (101) in seinem Durchmesser zu verkleinern.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch mehrere Halter (202) für Schneideinrichtungen bzw. Meißel (2O"5 , um diese zu tragen, mehrere Teile (203) zum Verschieben der Meißel und zu deren Befestigung, einen Stift (205), der zur Schwenkung der Meißelschiebeteile in einen Abstand zu einer Bohrkopfsäule (204) betätigbar ist, Schrauben (206) zum Befestigen der Meißelschiebeteile, wobei während der Bohrtätigkeit der Bohrer in einer vorbestimmten Relativsteilung .zur Bohrkopfsäule gehalten wird,

.10 und wobei zu dem Zeitpunkt,· wenn der Bohrkopf zum Stillstand kommt, der Meißel verschoben wird, um eine andere vorbestimmte Lage einzunehmen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, ferner gekennzeichnet Ί5 durch eine Einrichtung (208) zum Unterstützen des Meißels

(201) bei seiner Verschiebebewegung, wobei die Einrichtung von der Bohrkopfsäule (204) abnehmbar ist und die Meißelschiebeeinrichtung (203) bei der Verschiebebewegung auf einen Abstand gegenüber der Bohrkopfsäule bringt. 20

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