DE2904778C2

DE2904778C2 - Überwachungseinrichtung zur Feststellung und Anzeige von Firstbewegungen

Info

Publication number: DE2904778C2
Application number: DE2904778A
Authority: DE
Inventors: Ellsworth V. Paonia Col. Conkle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-08
Filing date: 1979-02-06
Publication date: 1982-04-01
Also published as: GB2014314A; GB2014314B; CA1089051A; DE2904778A1; US4156236A

Description

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausklinkvorrichtung (42) durch eine auf das Ende der Tragvorrichtung (18) aufschraubbare Mutter gebildet wird, zwischen der und den die Füllvorrichtung (52) tragenden Teilen (32, 26) Federmittel (38) vorgesehen sind, durch welche letztere elastisch gegen die Firstfläche (12) vorspannbar sind.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung eine Rastklinke (58) aufweist, die schwenkbar (60) an einem zur schwenkfähigen Aufhängung (46) der Fühleinrichtung (52) an der Haltevorrichtung (28, 44) gelagerten Verbindungsglied (50) gelagert ist, daß an der Haltevorrichtung ein Rastzapfen (48) für einen Verriegelungseingriff mit der Rastklinke angebracht ist, daß die Rastklinke zwei Ausnehmungen (62, 64) aufweist, deren eine (64) in der Verriegelungsstellung mit dem Rastzapfen in Eingriff ist, und deren andere in der nach unten geschwenkten, entriegelten Lage der Fühleinrichtung (52) den Lagerzapfen (46) des Verbindungsgliedes (50) übergreift, daß das Verbindungsglied und die Rastklinke mit dem Lagerzapfen und dem Rastzapfen eine dreieckförmige Abstützvorrichtung für die in der angehobenen Lage verriegelte Fühleinrichtung (52) bilden, und daß der Verriegelungszapfen (48) einen Anschlag zur Begrenzung der Schwenkbewegung der in ihre untere Lage fallenden, ausgelösten Fühleinrichtung (52) bildet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung zur Feststellung und Anzeige von Firstbewegungen in untertägigen Grubenräumen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei solchen Überwachungseinrichtungen werden Veränderungen im Bereich der Firste dadurch festgestellt, daß das aus der Firste eines Strebs oder dergleichen vorstehenden Ende eines Bolzens, der tief im Hangenden verankert ist, seine Lage gegenüber dem

ίο Öffnungsbereich des den Bolzen aufnehmenden Bohrlochs verändert, und zwar im wesentlichen in axialer Richtung des Bolzens dadurch, daß der Öffnungsbereich sich gegenüber dem Bolzenende senkt. Eine Überwachungseinrichtung dieser allgemeinen Art ist aus der US-PS 36 46 553 bekannt. Diese bekannte Einrichtung weist einen am Bolztnende justierbar angeordneten Daumen auf, gegen den sich bei Senkungen der Firste der Schaltknopf eines an der Firste angeordneten Schalters bewegt, so daß bei Beaufschlagung des Schaltknopfes durch den Daumen ein Stromkreis geschlossen und eine Alarmeinrichtung ausgelöst wird. Zur Vermeidung von evtl. Überbeanspruchungen des Schalters ist dieser an einem an der Firste festen Gehäuse mittels einer Feder abgestützt und um eine im wesentlichen waagerechte Achse schwenkbar. Bei starken Bewegungen kann der Schalter nach dem Schaltvorgang ausweichen.

Eine im grundsätzlichen ähnliche Einrichtung ist in der US-PS 27 25 843 dargestellt, die eine Mikrometermeßvorrichtung zwischen einer am Bolzen und einer an der Firste festen Platte vorsieht. Aus der DE-AS 24 26 088 ist ein für den gleichen Zweck vorgesehener Meßanker bekannt, dessen Gestängeteil aus durch Muffen verbundenen Stangenelementen zusammenge-

J5 setzt ist, wobei das aus dem Bohrloch in der Firste vorspringende Ende des Meßankers mit Schlüsselflächen versehen ist und durch ein im Rohrlochmund festes Rohrstück hindurchragt, das mit einer Widerlagerscheibe und einer Führungsmutter mit Führungsöffnung ausgerüstet ist.

Aus der Zeitschrift »Neue Bergbautechnik«, 1973, Seiten 645 und 646, ist ein Meßgerät bekannt, bei dem ein Meßwertgeber für lineare Verschiebungen durch eine Ankerstange mit einem Ankerschloß verbunden ist.

Das Gehäuse des Meßwertgebers ist am Mund des Bohrloches der Ankerstange festgelegt und enthält eine Buchse mit einer Stellschraube und einem Greiforgan; die Buchse enthält ein durch Federn gehaltenes Gewicht. Bei Verschiebungen des im Ankerbereich anstehenden Gebirges ergeben sich relative Verschiebungen des Meßwertgebergehäuses und der Buchse, derart, daß bei Erreichung eines Grenzwertes die in der Buchse befindlichen Federn auseinandergedrückt werden und das Gewicht aus dem Gebergehäuse herausfällt.

Dieser Vorgang wird zur Schließung eines Stromkreises und damit zur Auslösung eines Licht- oder Tonsignals benutzt.

Bei der Überwachungseinrichtung gemäß US-PS 36 46 553 hängt die Empfindlichkeit im hohen Maße von der jeweiligen Anordnung den Betriebskenndaten des Fühlschalters ab. Wegen der vorgesehenen, federnden Halterung des Schalters ist eine gleichmäßige Justierung praktisch kaum zu verwirklichen, und es können gelegentlich selbst dann Empfindlichkeitsänderungen auftreten, wenn an der Justierung des Schalters nichts geändert worden ist. Wenn aus Sicherheitsgründen der Fühlschalter überprüft und/oder ausgewechselt wird, muß die Einrichtung erneut justiert werden, wobei eine

gleichmaßige Justierung benachbarter Geräte allenfalls mit sehr großen Schwierigkeiten zu erreichen isL

Die Erfindung bezweckt deshalb, eine Überwachungseinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß die Einstellung der Empfindlichkeit im wesentlichen frei von in der Einrichtung notwendig vorgesehenen Federkräften bleibt

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung gemäß Patentanspruch 1 geschaffen. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung sieht demnach eine Fühleinrichtung vor, die bei entsprechenden Verschiebungen im Hangenden von einem im Bohrloch tiefsten, verankerten Anschlag derart berührt wird, daß die schwenkfähig angeordnete Fühleinrichtung unter dem Einfluß des Anschlags und der Schwerkraft aus einer Halterung ausklinkt und ihre Lage ändert, wobei die L ageänderung für die Anzeige ausgenutzt wird. Die Federmittel, die zur Festlegung des die Fühleinrichtung tragenden Flansches am Bohrlochmund dienen, sind so angeordnet, daß sie die Justierung des Anschlages gegenüber der Fühleinrichtung nicht beeinträchtigen und nicht verändern können. Da die Auslösung der Fühleinrichtung mit einer sichtbaren Lageveränderung verbunden ist, wird selbst bei Ausfall eines von der Fühleinrichtung auszulösenden Schaltvorganges der Gefahrenzustand kenntlich gemacht. Die vorgesehene, besondere Halterung sorgt dafür, daß die Fühleinrichtung eine genau definierte Bereitschaftslage und eine genaue definierte Alarmstellung einnimmt.

Die Erfindung schafft mit einfachen Mitteln eine Einrichtung, deren Funktionsfähigkeit sehr leicht überprüft und deren Empfindlichkeit im wesentlichen unabhängig von irgendwelchen Federkräften genau auf eine bestimmte Größe eingestellt werden kann, derart, daß für die verschiedenen, in einem Grubenbau vorgesehenen Überwachungseinrichtungen gleiche Empfindlichkeit ohne weiteres gewährleistet werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer im Hangenden eines Strebs installierten Überwachungseinrichtung für Firstenbewegungen,

F i g. 2 eine vergrößerte, in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 gesehene Teilansicht der Überwachungseinrichtung,

F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Überwachungseinrichtung in ihrer betriebsfertig eingeklinkten Lage,

F i g. 4 eine in Richtung der Pfeile 4-4 in F i g. 3 gesehene vergrößerte Teilansicht der Überwachungseinrichtung,

Fig.5 eine in der Ebene 5-5 in Fig.4 geschnittene vergrößerte Teilansicht der Überwachungseinrichtung,

F i g. 6 eine in der Ebene 6-6 in F i g. 2 gesehene, vergrößerte Schnittdarstellung der ausgeklinkten Überwachungseinrichtung,

F i g. 7 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer in der Überwachungseinrichtung vorgesehenen Warnschaltung und

F i g. 8 eine Prinzipschaltung einer anderen Ausführungsform einer Warnschaltung der erfindungsgemä- t.5 ßen Überwachungseinrichtung.

Eine zur Feststellung von Firstbewegungen bzw. -Absenkungen in das Hangende eines Strebs eingebaute Überwachungseinrichtung 10, F i g. 1, ist an der Firstenflache 12 eines unterhalb der Erdoberfläche im wesentlichen horizontal verlaufenden Strebs angebracht. Das Hangende besteht aus mehreren über den Streb liegenden Gebirgsschichten, durch die eine von der Firste senkrecht nach oben gerichtete Bohrung !6 geht. In die Bohrung 16 ist eine aus einem Ankerbolzen oder mehreren Bolzenabschnitten bestehende Tragvorrichtung 18 für die Überwachungseinrichtung eingesetzt. Die Bolzenabschnitte der Tragvorrichtung 18 haben an ihren Enden jeweils ein Außengewinde und sind mit Koppelmuttern 20 verbunden. Am obersten Bolzenabschnitt sind wenigstens zwei übereinander angeordnete Ankerteller oder Ankerspangen 22 zwischen Ankerschrauben 24 befestigt. Die ggf. federnden Ankerspangen oder Ankerteller sind so nach unten gebogen, daß sie, wie dargestellt, nahe am oberen Ende an der Bohrungswand 16 angreifen und die Tragvorrichtung 18 in einer höheren Gebirgsschicht verankern, die im wesentlichen nicht mehr an einer Firstenbewegung teilnimmt. Der unterste Abschnitt der Tragvorrichtung 18 durchgreift eine Hülse 26, an der eine Überwachungseinrichtung 10 angebracht ist.

Wie in F i g. 5 dargestellt ist, weist die Hülse 26 an ihrem unteren Ende ein Innengewinde auf, in welches eine Einbauhalterung 28 mit einem ein Außengewinde tragenden Verbindungsteil 30 eingeschraubt ist. Ein Flansch 32 der Halterung 28 stützt sich am Umfang des Bohrloches 16 an der Firste 12 ab. Der hülsenförmige Schraubverbindungsteil 30 bildet ein Gleitlager für einen durch die Halterung 28 gehenden Rohrteil 34, der an seinem oberen Ende einen Außenflansch 36 aufweist. Die Enden einer Schraubenfeder 38 stützen sich an dem Flansch 36 und der oberen Endwand 40 der Hülse 26 ab, während das untere Ende des Rohrteiles 34 auf einer auf das untere Ende der Tragvorrichtung 18 aufgeschraubten Mutter 42 abgestützt ist. Die über den Gewindestützen 30 mit der Hülse 26 verbundenen Halterung 28 steht also unter einer nach oben gerichteten Federvorspannung. Die axiale Vorspannung der Feder 38 kann durch Drehung der Mutter 42 sehr einfach eingestellt werden. Die Mutter 42 bildet außerdem das Auslöseglied für das nachfolgend noch erläuterte Ausklinken der Überwachungseinrichtung.

Ein Paar parallel und mit Abstand zur Tragevorrichtung am Flansch 32 fest angeordneter Arme 44 bilden eine nach unten vom Flansch 32 der Halterung 28 vorstehende Lagergabel. Ein in der Lagergabel angebrachter Schwenkbolzen 46 ist in der Höhe und seitlich gegenüber einem dazu parallelachsig in der Lagergabel angeordneten Klinken-Haltezapfen oder Schnäpper 48 versetzt. Der Lagerzapfen 46 bildet eine im wesentlichen parallel zur Firstenfläche an der Bohrungsöffnung liegende Schwenkachse für ein schwenkbar an der Halterung 28 gelagertes Verbindungsglied 50, welches eine lageabhängig arbeitende, allgemein mit 52 bezeichnete Fühleinrichtung trägt, siehe insbesondere F i g. 2 und 6.

Die in F i g. 2 und 6 gezeigte Fühleinrichtung weist einen äußeren Rahmen 54 auf, mit welchem die Fühleinrichtung 52 über einen rechtwinklig zur Schwenkachse 46 angeordneten Gewindezapfen 56 schwenkfähig mit dem Verbindungsglied 50 verbunden ist. Die Fühleinrichtung 52 kann also durch Schwenkung verstellt werden in einer Ebene, die rechtwinklig zur Schwenkung um die Achse 46 liegt. Die Fühlvorrichtung 52 ist entweder in eine senkrecht nach unten hängende Stellung geschwenkt, siehe F i g. 1, 2 und 6 oder in einer

hochgeschwenkten horizontalen Stellung mittels einer allgemein mit 58 bezeichneten Rastklinke verriegelt, siehe Fig. 3,4 und 5.

Die Rastklinke 58 ist mittels eines zwischen den Lagerzapfen 46 und 56 angeordneten Lagerzapfens 60 um eine zum Schwenkbolzen 46 parallele Achse schwenkbar an dem Verbindungsglied 50 angelenkt. Die Rastklinke 58 besitzt an einer Längskante eine zwischen ihren Enden liegende Ausnehmung 62, die in der entriegelten Stellung, wenn die Fühleinrichtung 52 in ihrer unteren Stellung hängt, den Schwenkbolzen 46 aufnimmt, siehe F i g. 6. In der verriegelten Stellung der hochgeschwenkten Fühleinrichtung 52 ist eine vor der Ausnehmung 62 an der gegenüberliegenden Längskante der Rastkünke 58 vorhandene Verriegelungsausnehmung 64 mit dem Haltezapfen 48 in Eingriff. Die Rastklinke 58 wirkt also mit dem Verbindungsglied 50 und der Halterung 28 zusammen und bildet eine steife Dreipunktabstützung für die in die angehobene Stellung geschwenkte Fühleinrichtung 52. Die Rastklinke 58 kann durch eine nach oben gerichtete Kraft ausgelöst werden, die auf eine Auslösekante ausgeübt wird, die am freien, zwischen den Armen 44 der Lagergabel vorstehenden Ende 66 der Rastklinke vor der Klinkenausnehmung 64 liegt und die Rastklinke 58 vom Haltezapfen 48 abhebt, siehe F i g. 5. Die Fühlvorrichtung 52 schwenkt dann aufgrund ihres Gewichtes um den Schwenkbolzen 46 in die nach unten hängende Stellung gemäß Fig.6, in welcher der Haltezapfen 48 einen Anschlag für das auftreffende Verbindungsglied 50 bildet, wobei dann die ebenfalls auf den Haltezapfen 48 treffende Rastklinke 58 etwa parallel zum Verbindungsglied 50 liegt und den Schwenkbolzen 46 mit der Ausnehmung 62 übergreift. Der Haltezapfen 48 wirkt also als Begrenzungsanschlag der in einer Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn nach unten fallenden Fühlvorrichtung.

In der in F i g. 5 gezeigten, hochgeschwenkten, verriegelten Stellung der Überwachungseinrichtung ist die Mutter 42 am unteren Ende der Tragvorrichtung 18 so eingestellt, daß sie mit geringem Abstand unterhalb der Auslösekante 66 am freien Ende der Rastklinke 58 liegt. Eine diesen durch Justierung vorgegebenen Abstand überschreitende Axialbewegung der Halterung 28 relativ zu der im Bohrloch 16 verankerten Tragvorrichtung 18 klinkt also die Rastklinke aus, so daß die auf Lageänderungen ansprechende Fühleinrichtung 52 aus ihrer angehobenen Stellung in einer Schwenkbewegung in die nach unten hängende Stellung gemäß F i g. 6 fällt. In der unteren Stellung schließen die Kontakte eines Quecksilberschalters 68 der Fühleinrich-', tung 52 und schalten dadurch beispielsweise eine Anzeigelampe 70 ein, die mit dem Quecksilberschalter unter einer transparenten Schutzhaube 72 auf einer Rückwand 74 angebracht sein kann, die mit der Haube 72 am Rahmen 54 befestigt ist, siehe F i g. 6.

ίο Der Quecksilberschalter 68 und die Anzeigelampe 70 können in der Fühleinrichtung 52 in Reihe an den Klemmen einer Gleichstrombatterie 76 liegen, die ebenfalls in dem durch die Abdeckung 72 und die Rückwand 74 gebildeten Gehäuse untergebracht sein kann.

Bei einer anderen Ausführungsform gemäß F i g. 7 liegt der Quecksilberschalter 68 mit der Anzeigelampe 70 und außerdem mit einer entfernt angeordneten Anzeigelampe 78 sowie einer akustischen Warnvorrichtung 80 in Reihe an einer ebenfalls entfernt angeordneten, elektrischen Energiequelle, wobei für die Verdrahtung Durchführungsösen 82 in der Rückwand 74 des Gehäuses der Fühleinrichtung 52 vorgesehen sind. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Quecksilberschalter 68, die Anzeigelampe 70 und die Abdeckhaube 72 durch einen Reflektor und ggf. eine vor diesem liegende Linse ersetzt werden, so daß bei Ausklinken der Fühleinrichtung das Licht der Scheinwerfer der Bergwerksmaschinen und der Grubenlampen der Bergleute reflektiert wird, und eine Firstenbewegung anzeigt.

Beim erstmaligen Einbau der Überwachungseinrichtung 10 wird die Mutter 42 auf das untere Ende des Tragbolzens 18 geschraubt und die Fühleinrichtung 52 in ihre horizontale Lage hochgeschwenkt, um die Klinke 58 zu verriegeln. Zur Justierung wird dann die Mutter 42 so weit aufgeschraubt, bis sie auf das Auslöseende 66 der Klinke 58 trifft, um diese zu lösen. Anschließend kann die Schraube dann um ein gewisses Maß zurückgedreht werden, um die gewünschte Empfindlichkeit der Überwachungseinrichtung einzustellen. Die Fühleinrichtung 52 wird dann wieder in ihrer angehobenen Stellung verriegelt und ist damit in ihrer Bereitschaftslage zur Abtastung und Anzeige einer Firstenbewegung, die eine über der, vorher eingestellten Wert hinausgehende Relativbewegung der Halterung 28 gegenüber dem Tragbolzen bewirkt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung zur Feststellung und Anzeige von Firstbewegungen in untertägigen Grubenräumen, bestehend aus einer im Tiefsten eines Bohrloches verankerten gesteinsbolzenartigen Tragevorrichtung, die mit ihrem dem Bohrlochtiefsten abgewendeten und mit einem Gewinde versehenen Ende eine im Bohrlochmund mit Spiel angeordnete Hülse durchgreift, die mit einem die Firste im Bereich rund um das Bohrloch untergreifenden, eine Fühleinrichtung tragenden Flansch zug- und druckfest verbunden ist, wobei am Ende der aus dem Bohrloch herausragenden Tragevorrichtung ein Anschlagmittel verstellbar angebracht ist, das zur Verspannung der Einrichtung gegen dio Firste diunt und das bei seiner durch die beim Auftreten einer Firstbewegung erfolgenden Abstandsänderung in bezug auf die Firste mit Teilen der Fühleinrichtung in Kontakt gerät und letztere zur Auslösung eines Warnsignals anregt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (52) an fest mit dem Flansch (32) verbundenen Armen (44) um einen horizontalen Schwenkbolzen (46) schwenkbar aufgehängt ist und eine Verriegelungseinrichtung (58 bis 64) aufweist, mit der sie an einem an den Armen (44) angeordneten Haltezapfen oder Schnäpper (48) in einer gegen die Firste (12) hochgeklappten Stellung festlegbar ist, und daß die Verriegelungsvorrichtung (58 bis 64) durch das am Ende der Tragvorrichtung (18) angebrachte, als Ausklinkvorrichtung (42) ausgebildete Anschlagmittel bei auftretenden Firstbewegungen zwangsläufig von dem Haltezapfen (48) lösbar ist.