DE2930136A1

DE2930136A1 - Streckenvortriebsmaschine fuer den untertagebau

Info

Publication number: DE2930136A1
Application number: DE19792930136
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Acme Machinery Co
Current assignee: Acme Machinery Co
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1980-02-07
Also published as: AU520443B2; DE2930136C2; GB2031048A; AU4839079A; FR2439293B1; GB2031048B; ZA793069B; US4199193A; FR2439293A1; CA1102827A

Description

Acme Machinery Company Huntington, West Virginia 25725

Streckenvortriebsmaschine für den Untertagebau

Die Erfindung betrifft den Untertagebau. Gegenstand der Erfindung ist eine Streckenvortriebsmaschine zur Verwendung in einer Mehrstrecken-Grube.

Der Strebbau wird zur Gewinnung von Kohle aus einer tiefgelegenen Grube immer mehr bevorzugt. Im allgemeinen stellt der Strebbau ein System zum Abtragen von Kohle von einer ausgedehnten Abbaufläche dar, die beispielsweise einige hundert Meter lang ist, im Gegensatz zu einem Abbauverfahren, nach welchem die Kohle von einer Fläche abgetragen wird, deren Breite im wesentlichen der Breite einer kontinuierlich arbeitenden Bergwerksmaschine entspricht.

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Bei dem Vortrieb von Strecken in einer Mehrstrecken-Grube, in der nach dem Strebbau-Verfahren gearbeitet wird, besteht eine Schwierigkeit darin, daß die Bergwerksmaschine für den Strebbau Kohle schneller abzutragen vermag als die erforderlichen Strecken vorgetrieben werden können. Bei den bekannten Streckenvortriebsmaschinen kommen einzelne Aggregate zum Einsatz, welche die Kohle aus den Strecken wegleiten und für die erforderliche Abstützung des Hangenden sorgen. Der typische Einsatz einer kontinuierlich arbeitenden Bergwerksmaschine besteht beispielsweise darin, daß sie eine Strecke vortreibt, bis die festgesetzten Grenzen für das nicht abgestützte Hangende erreicht sind. Die Bergwerksmaschine wird von der Stirnfläche der Strecke zurückgenommen und in eine andere Strecke eingebracht, um diese weiter vorzutreiben, während in die von der Bergwerksmaschine geräumte Strecke eine Vorrichtung eingeschoben wird, welche die erforderlichen Firstkappen anbringt. Dieses Verfahren macht zahlreiche Bewegungen von Ausrüstungsteilen erforderlich und stellt eine Gefahr für die in der Mine arbeitenden Bergleute dar, weil die Bewegung der Ausrüstungsgegenstände zur Erzielung einer optimalen Leistung verhältnismäßig rasch erfolgen muß.

Darüberhinaus läßt die Forderung nach einer raschen Bewegung einzelner Ausrüstungsgegenstände den Einsatz jeweils einer Bergwerksmaschine für jede Strecke unpraktisch erscheinen, und zwar nicht nur wegen der damit verbundenen Kosten, sondern auch wegen der Verstopfung der Strekken durch Ausrüstungsteile. Hinzu kommt, daß eine herkömmliche, kontinuierlich arbeitende Bergwerksmaschine, die normalerweise einen Eigenantrieb besitzt (Spindeln

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od.dgl.), innerhalb der Strecke nicht ohne weiteres um 9o° gedreht werden kann, um in einer Mehrstrecken-Grube die erforderlichen Querstollen zu bilden. In der typischen Mehrstrecken-Grube kommt daher nur eine Bergwerksmaschine zum Einsatz, um beispielsweise drei Strecken vorzutreiben. Dies bedeutet, daß beträchtliche Stillstandszeiten vorhanden sind, in denen die Maschine zwischen den Strecken hin- und herbewegt wird, und daß die Zeiten, in denen die Maschine mineralisches Material von den Stirnflächen der Strecken abträgt, verhältnismäßig kurz sind.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer für Mehrstrecken-Gruben geeigneten Streckenvortriebsmaschine. Im Idealfall soll jeder der parallel verlaufenden Strecken eine Maschine gemäß Erfindung zugeordnet sein, die in der betreffenden Strecke so lange in Betrieb bleibt, bis die gesamte Strecke fertiggestellt ist. Die Maschine soll ferner in der Lage sein, zwischen den parallel verlaufenden Strecken, die vorgetrieben werden, Querstollen anzulegen. Die Maschine in der Strecke, zu welcher der Querstollen vorgetrieben wird, soll neben der Streckenwandung, welche die benachbarte Streckenvortriebsmaschine durchbrechen wird, eine Anzahl Firstkappen anbringen. Hierdurch wird der Abstand begrenzt, um den sich die den Querstollen ausbildende Streckenvortriebsmaschine in die Parallelstrecke vorbewegen muß, um die erforderlichen Firstkappen anzubringen.

Der Lösung der Aufgabe dienen die im ersten Anspruch angeführten Merkmale.

Die erfindungsgemäße Streckenvortriebsmaschine besteht aus den folgenden Teilen:

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einem Hauptgestell mit einem nach hinten gerichteten Abschnitt;

Bohrköpfen mit Löffelbohrern, die an der Vorderseite des Hauptgestells entlang bewegbar sind, um mineralisches Material von einer Abbaufläche abzutragen; einem Förderer zum Wegleiten des abgetragenen Materials von der Abbaufläche;

einer Anzahl vorderer Stützstempel zur vorübergehenden Abstützung des Hangenden bei Vorverlegung der Abbaufläche;

an der Maschine befestigten und mit dieser verfahrbaren Vorrichtungen zum Anbringen von Firstkappen während des Streckenvortriebes;

einer Anzahl rückwärtiger Stützstempel zur vorübergehenden Abstützung des Hangenden;

Schübzylindern, die in Verbindung mit den rückwärtigen Stützstempeln die Bewegung der Maschine in der Strecke veranlassen und

eine Steuervorrichtung zum Drehen der Maschine innerhalb der Strecke zur Ausbildung von Querstollen.

Der Antrieb der Streckenvortriebsmaschine erfolgt vorzugsweise durch ein Hydraulik-Aggregat, welches der Maschine mit Abstand nachläuft. Eine zur Abbaufläche gerichtete Luftleitung sorgt für die Austreibung von Methangas und/oder Verunreinigungen, z.B. Kohlenstaub.

Das Hauptgestell der Streckenvortriebsmaschine kann T-förmig sein, wobei der Querschenkel des "T" der Abbaufläche zugewandt ist und der Mittelsteg sich nach hinten abstreckt. Zwei Löffelbohrer, die das Material von der Abbaufläche abtragen, sind längs des Querschenkels des Hauptgestells hin- und herbewegbar. Die fortschreitende Abtragung des mineralischen Materials

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führt zur Bildung der gewünschten Strecke. Ein Austrag-Förderer erstreckt sich über den Querschenkel und den Mittelsteg des T-förmigen Hauptgestells und leitet das abgetragene Material von der Abbaufläche weg.

Am Querschenkel des Hauptgestells ist eine Anzahl Stützstempel zur zeitweiligen Abstützung des Hangenden fest angebracht. Die Stützstempel sind als Einheit mit dem Hauptgestell bewegbar. Jeder Stützstempel ist hydraulisch aus- und einfahrbar, so daß er gleichzeitig am Hangenden und Liegenden zur Anlage kommt und das Hangende vorübergehend abstützt. An den oberen Enden der Stützstempel befinden sich Kappen, durch die der Anlagebereich am Hangenden vergrößert wird.

Hinter den vorderen Stützstempeln befindet sich ein Paar rückwärtiger Stützstempel. Jeder dieser rückwärtigen Stützstempel ist ebenfalls hydraulisch aus- und einfahrbar, um zur vorübergehenden Abstützung des Hangenden gleichzeitig am Hangenden und Liegenden zur Anlage gebracht zu werden. Auch die oberen Enden der rückwärtigen Stützstempel sind mit Kappen versehen, um die Anlagefläche am Hangenden zu vergrößern.

Jeder rückwärtige Stützstempel ist über einen hydraulisch zu betätigenden Schubzylinder mit dem Hauptgestell verbunden. Jeder Schubzylinder ist unabhängig vom anderen aus- und einfahrbar, um die Stellung des ihm zugeordneten rückwärtigen Stützstempels gegenüber dem Hauptgestell zu verändern. Die Schubzylinder sind über Universalgelenke am Hauptgestell befestigt, so daß jeder Schubzylinder gegenüber dem Hauptgestell um seine Anlenksteile auf einem Kreisbogen frei bewegt werden kann.

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Zwischen jedem Schübzylinder und dem Hauptgestell befindet sich je ein Steuerzylinder für die voneinander unabhängige Bewegung der Schubzylinder um ihre Anlenkstellen am Hauptgestell. Um die freie Bewegung der Schubzylinder zu ermöglichen, sind die Steuerzylinder an beiden Enden mit Universalgelenken versehen.

Im Querschenkel des T-förmigen Hauptgestells sind mit Abstand voneinander zwei Drehzylinder angeordnet. Die Drehzylinder bilden Drehpunkte oder Drehachsen, um welche das Hauptgestell verdreht werden kann, indem man die Schubzylinder in eine bestimmte Stellung bringt und ausfahren läßt. Jeder Drehzylinder ist zwischen einer eingefahrenen Stellung, in der er keine Berührung mit dem Liegenden hat, und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar, in der er sich auf dem Liegenden abstützt und einen Teil des Gewichtes der Maschine trägt. Wenn die Maschine in dieser Weise durch einen der Drehzylinder angehoben ist, läßt sich der zugeordnete Schubzylinder gegenüber dem Mittelsteg des Hauptgestells verschwenken, um das Hauptgestell um den Drehzylinder als Drehachse zu verdrehen. Diese Bewegung wird durch den zugeordneten Steuerzylinder eingeleitet, der den betreffenden Schubzylinder ausschwenken läßt, bis er mit dem Mittelsteg des Hauptgestells einen Winkel von etwa 25° einschließt. Wenn der Schubzylinder seitlich ausgeschwenkt ist und betätigt wird, so verdreht er das Hauptgestell um den Drehzylinder, der sich auf dem Liegenden abstützt, und läßt es eine Bewegung über einen Winkel von ca. 25° ausführen. Durch vier derartige Bewegungen läßt sich das Hauptgestell um 9o° verdrehen, nämlich von einer Stellung gegenüber der Stirnfläche der Strecke in eine Stellung gegenüber der Streckenwandung. Die

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Maschine ist jetzt so positioniert, daß sie zu einer benachbarten Strecke einen Querstollen vortreiben kann. Während der Drehbewegung können die rückwärtigen Stützstempel bis in die Nähe der betreffenden Streckenwandungen ausgeschwenkt werden, um längs der Streckenwandung Firstkappen anzubringen.

Die zuvor erwähnten Vorrichtungen zum Anbringen der Firstkappen sind an den rückwärtigen Stützstempeln zum zeitweiligen Abstützen des Hangenden angebracht und um diese bewegbar. Die Vorrichtungen bringen die Firstkappen im erforderlichen Muster im Hangenden an, normalerweise in einem Flächenbereich von 1,2o m, und zwar sowohl in den Strecken als auch in den Querstollen.

Die an der Vorderseite der Streckenvortriebsmaschine angeordenten Löffelbohrer werden etwa über ihre Länge hinweg in die Abbaufläche eingetrieben. Die Schubzylinder wiederum besitzen einen Hub, welcher der doppelten Eindringtiefe bzw. der doppelten Länge der Löffelbohrer entspricht. Wenn daher die rückwärtigen Stützstempel bei eingefahrenen Schubzylindern positioniert worden sind, so kann die Maschine in zwei Schritten vorwärtsbewegt werden, um die Strecke entsprechend zu verlängern. Wenn die Löffelbohrer in die Abbaufläche eindringen, sind die rückwärtigen Stützstempel fixiert und voll ausgefahren. Dies ermöglicht das Anbringen von Firstkappen, während die Löffelbohrer in Betrieb sind.

Das T-förmige Hauptgestell der Streckenvortriebsmaschine besitzt einen Mittelsteg, der kürzer ist als die Breite der Strecke, so daß sich das Hauptgestell

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innerhalb der Strecke leicht drehen läßt. Bei eingefahrenen Schubzylindern stehen die rückwärtigen Stützstempel nicht über das Ende des Mittelsteges des T-förmigen Hauptgestells vor.

An beiden Seiten des Hauptgestells befinden sich Wandglätter. Die Wandglätter werden durch Hydraulikzylinder und einen mit Gas gefüllten Druckspeicher nach außen gedrückt, um für einen konstanten Anlagedruck der Wandglätter an den Streckenwandungen zu sorgen. Bei einer Vorwärtsbewegung der Maschine schieben die Wandglätter abgelöstes Material auf den Austrag-Förderer des Hauptgestells.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Streckenvortriebsmaschine lassen sich Strecken ausbilden, ohne daß die Maschine von der Abbaufläche zurückgenommen werden muß, es sei denn, es sollen Querstollen angelegt werden. Dieses vorteilhafte Abbauverfahren wird durch die der Maschine zugeordneten Stützstempel zum zeitweiligen Abstützen des Hangenden sowie durch die Vorrichtungen zum Anbringen von Firstkappen erleichtert, die sich mit der Maschine vorbewegen. Ein außerordentlicher Vorteil ergibt sich bei Verwendung der Maschine aufgrund der Tatsache, daß die Maschine in der Strecke gedreht werden kann, um einen Querstollen vorzutreiben. Die Anbringung einer dauerhaften Deckenabstützung im erforderlichen Muster, während die Maschine im Einsatz ist oder Drehbewegungen ausführt, bringt weitere Vorteile hinsichtlich der Sicherheit für das Personal und die Abbauleistung mit sich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Streckenvortriebsmaschine, Fig. 2 in der Seitenansicht die Streckenvortriebsmaschine nach Fig. 1 mit einem voll ausgefahrenen Schubzylinder,

Fig. 3 die Streckenvortriebsmaschine nach Fig. 2 in der Vorde rans ich t,

Fig. 4 die Streckenvortriebsmaschine in der Draufsicht, wobei der linke Schubzylinder gegenüber dem rückwärtigen Abschnitt des Hauptgestells eine Schräglage einnimmt,

Fig. 5 eine Draufsicht ähnlich der nach Fig. 4, wobei der linke Schubzylinder ausgefahren ist und die Streckenvortriebsmaschine um den rechten Drehzylinder verschwenkt hat,

Fig. 6 eine Draufsicht ähnlich der nach den Fig. 4 und 5, wonach die Streckenvortriebsmaschine eine Stellung quer zur Strecke einnimmt und zur Herstellung eines Querstollens einer Streckenwandung gegenüberliegt; die gestrichelten Linien verdeutlichen die Folge von Stellungen, die das Hauptgestell der Maschine beim Verschwenken derselben um 9o° einnimmt,

Fig. 7 schematisch und in der Draufsicht eine Grube mit drei Strecken, in denen sich jeweils eine Streckenvortriebsmaschine befindet; die Draufsicht gibt die Herstellung von Strecken und Querstollen sowie die Anordnung von darin installierten Firstkappen wieder,

Fig. 8 in vergrößerter Darstellung und in der Seitenansicht eine für die Streckenvortriebsmaschine geeignete Vorrichtung zum Anbringen von Firstkappen,

Fig. 9 in vergrößerter perspektivischer Darstellung einen Abschnitt der Maschine nach Fig. 1 unter Verdeutlichung eines die Ausfahrstellung einnehmenden Wandglätters, und

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Fig. 1o in einer der Seitenansicht nach Fig. 8 ähnlichen Seitenansicht eine andere Ausführungsform einer für die Streckenvortriebsmaschine geeigneten Firstkappen-Setzvorrichtung.

Die Zeichnungsfiguren zeigen eine erfindungsgemäße Strekkenvortriebsmaschine 1o für den Bergbau. Zu der Streckenvortriebsmaschine 1o gehört ein T-förmiges Hauptgestell 12. Die Länge des rückwärtigen Abschnittes bzw. des Mittelsteges 28 des T-förmigen Hauptgestells 12 ist kleiner als die Länge des QuerschenkeIs. Vorn am Hauptgestell 12 befinden sich zwei hydraulisch angetriebene Löffelbohrer 14_f 16. Die Löffelbohrer 14, 16 werden über die Vorderseite des T-förmigen Hauptgestells 12 vor- und zurückbewegt und tragen mineralisches Material von der insgesamt mit 18 bezeichneten Abbaufläche ab. über die Vorderseite des Hauptgestells 12 sowie den Mittelsteg entlang erstreckt sich ein Austrag-Förderer 2o, der das abgetragene Material von der Abbaufläche 18 wegleitet. Der Austrag-Förderer erhält seinen Antrieb durch eine einzige Antriebseinheit 22 und dient dazu, das von der Abbaufläche abgetragene mineralische Material einem Fördersystem 8o (Fig. 7) zuzuleiten, welches es aus der Grube austrägt.

Zu der Streckenvortriebsmaschine 1o gehören vier vordere Stützstempel 3o, 32, 34, 36, die am Hauptgestell 12 befestigt sind und sich gemeinsam mit diesem bewegen. Bei den vorderen Stützstempeln 3o, 32, 34, 36 handelt es sich um Hydraulikzylinder mit ausfahrbaren Kolben, die sowohl am Hangenden als auch am Liegenden zur Anlage kommen und das Hangende vorübergehend abstützen. Die vorderen Stützstempel 3o, 32, 34, 36 sind am oberen En-

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de mit Kappen 56, versehen, um den FlMchenbereich, in welchem die Stützstempel wirksam sind, zu vergrößern.

Der zeitweiligen Abstützung des Hangenden dienen ferner zwei rückwärtige Stützstempel 4o und 42. Bei den rückwärtigen Stützstempeln 4o und 42 handelt es sich ebenfalls um Hydraulikzylinder mit ausfahrbaren Kolben, die am Liegenden und am Hangenden angreifen und zur Vergrößerung der Stützfläche mit Kappen 134 versehen sind. Die rückwärtigen Stützstempel 4o und 42 sind mit dem Hauptgestell 12 der Streckenvortriebsmaschine 1o über Schubzylinder 44 bzw. 46 verbunden.

Die Schubzylinder 44, 46 sind hydraulisch betätigte Zylinder mit einem Hub von etwa 1,2o m. Sie sind über Universalgelenke 48, 5o am. Hauptgestell 12 befestigt. Hierdurch können sich die Schubzylinder 44 und 46 um ihre Befestigungspunkte am Hauptgestell 12 frei bewegen. Die Schubzylinder 44, 46 sind mit Hilfe von Zapflagerungen an den rückwärtigen Stützstempeln 4o, 42 befestigt. Diese Art der Befestigung der Schubzylinder schafft einen Ausgleich für Unebenheiten im Liegenden, die in einer Grube zwangsläufig vorhanden sind.

Zwischen den Schubzylindern 44, 46 und dem Hauptgestell 12 befinden sich zwei Steuerzylinder 52, 54. Die Steuerzylinder 52, 54 dienen dazu, die ihnen zugeordneten Schubzylinder 44, 46 in der erforderlichen Winkelstellung gegenüber dem Hauptgestell 12 zu positionieren.

Die nachstehend im Einzelnen beschriebenen Firstkappen-Set ζ vorrichtungen 6o, 62 stützen sich an den rückwärtigen Stützstempeln 4o, 42 ab. Die Vorrichtungen 6o, 62 lassen sich um die zugeordneten rückwärtigen Stützstempel

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4ο, 42 in der Weise verschwenken, daß sich jede Vorrichtung frei über den zugeordneten Schubzylinder hinwegbewegen kann, um innerhalb oder außerhalb desselben zum Einsatz zu kommen. Die Vorrichtungen 6o, 62 dienen dazu, im Hangenden Firstkappen für die dauerhafte Deckenabstützung anzubringen; ein solches Vorgehen stellt eine allgemein bekannte und angewandte Technik dar, um die Bergleute und die Ausrüstung vor einbrechendem Material zu schützen.

Zu der Streckenvortriebsmaschine 1o gehören ferner Schwenk- oder Drehzylinder 64, 66, die senkrecht im Hauptgestell 12 angeordnet sind und sich an Stellen außerhalb der Universalgelenke 48, 5o befinden. Beide Drehzylinder 64, 66 lassen sich in eine ausgefahrene Stellung, in der sie am Liegenden in Anlage sind, sowie in eine eingefahrene, d.h. vom Liegenden zurückgenommene Stellung bringen. Wird nur einer der Schwenkzylinder 64 oder 66 ausgefahren, so kommt er am Liegenden zur Anlage und hebt die Maschine Io an dieser Stelle ein wenig an, wobei er einen Teil ihres Gewichtes aufnimmt. Die Drehzylinder 64, 66 stellen demzufolge Schwenkachsen dar, um welche die Streckenvortriebsmaschine 1o gedreht werden kann. Die Schrittfolge zum Drehen der Maschine wird nachstehend beschrieben.

Es folgt zunächst eine Beschreibung der allgemeinen Arbeitsweise der Streckenvortriebsmaschine 1o; mit fortschreitender Beschreibung werden weitere Merkmale der Maschine erläutert. Die Maschine 1o dient dazu, eine Strecke vorzutreiben, indem man sie zunächst mit dem Querschenkel des T-förmigen Hauptgestells 12 etwa parallel zur Abbaufläche 18 so aufstellt, daß sich die

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Schneiden der Löffelbohrer 14, 16 dicht vor der Abbaufläche befinden (siehe Fig. 1). Die Vortriebszylinder 44 und 46 werden parallel zum rückwärtigen Mittelsteg 28 des Hauptgestells ausgerichtet und die rückwärtigen Stützstempel 4o, 42 werden ausgefahren, so daß sie am Liegenden und am Hangenden zur Anlage kommen. Die Stützstempel 4o, 42 bilden somit Verankerungsstellen für die sich anschließende Vorwärtsbewegung der Maschine 1o. Die vorderen Stützstempel 3o, 32, 34, 36 werden in die eingefahrene Stellung gebracht und die Schubzylinder 44, 46 werden betätigt, um das Hauptgestell 12 nach vorn in die Abbaufläche 18 zu drücken. Während dieser Vorwärtsbewegung werden die Löffelbohrer 14, 16 eingeschaltet; sie dringen um ein ihrer Länge entsprechendes Stück in die Abbaufläche 18 ein. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt diese Eindringtiefe ca. 6o cm. Nach dem Ausfahren der Schubzylinder 44 und 46 um 6o cm werden sie von der Bedienungsperson in einer Stellung stillgesetzt, die etwa der Hälfte des Gesamthubes entspricht. Die Bedienungsperson betätigt die vorderen Stützstempel 3o, 32, 34, 36, um für eine zeitweilige Abstützung des Hangenden zu sorgen, und beginnt damit, die Löffelbohrer 14, 16 über die Abbaufläche 18 zu bewegen, um eine Materialschicht mit einer Dicke von 6ο cm abzutragen.

Während an der Abbaufläche 18 das mineralische Material abgetragen wird, bringen die für die Abstützung zuständigen Bergleute in übereinstiinmung mit entsprechenden Vorschriften Pirstkappen im Hangenden an, wobei sie von den im Aufbau identischen Kappensetzern 6o und 62 Gebrauch machen. Bei dem Kappensetzer 62 (Fig. 8) handelt es sich um ein im Handel erhältliches Gerät, welches lediglich ein wenig abgewandelt ist, um es bei der

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erfindungsgemäßen Streckenvortriebsmaschine verwenden zu können. Der Kappensetzer 62 ist um den rückwärtigen Stützstempel 42 in der Weise verschwenkbar, daß er sich von einer Seite zur anderen über den zugeordneten Schubzylinder 46 hinwegbewegen kann. Durch Verwendung von Hydraulikzylindern und mechanischen Verbindungsteilen, zu denen ein Paar Stützarme 14o gehört, ist der Bohrkopf 142 in der Weise abgestützt, daß er eine vertikale Schwingbewegung auszuführen vermag, um an den erforderlichen Stellen am Hangenden positioniert zu werden. Während des Bohrvorganges und des Einsetzens der Firstkappen, was mit Hilfe bekannter Techniken geschieht, ist die hydraulisch betätigte Bodenstütze 144 am Liegenden in Anlage und sorgt für eine feste Abstützung des Kappensetzers.

Zu den vom Kappensetzer 62 durchgeführten Arbeitsgängen gehört das Einsetzen einer Bohrstange in das Bohrfutter 148 und das Bohren eines Loches in das Hangende. Die Bohrstange wird zurückgenommen, aus dem Bohrfutter 148 entfernt und durch eine genormte Firstkappe ersetzt. Das Bohrfutter 148 wird erneut betätigt und die Firstkappe in das in das Hangende gebohrte Loch eingepreßt. Die Firstkappe bildet eine dauerhafte DeckenabStützung.

Der in Flg. 1o dargestellte Kappensetzer 62' ist eine alternative Ausführungsform zum Kappensetzer nach Fig. 8; gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern unter Hinzufügung eines Indexstriches versehen. Der in Fig. 1o wiedergegebene Kappensetzer vermag nicht nur eine Bewegung auf einer Kreisbahn um den rückwärtigen Stützstempel 42' auszuführen, sondern kann diesem gegenüber radial nach hinten und nach vorn bewegt werden, und zwar mittels eines Paares horizontal ausfahrbarer Zylin-

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- 18 der 146 (nur einer von ihnen ist dargestellt).

Wenn die Firstkappen in den Deckenabschnitten innerhalb der Schübzylinder 44 und 46, d.h. in den Abschnitten zwischen den Schubzylindern 44, 46 und dem Mittelsteg 28 des Hauptgestells 12 angebracht worden sind, werden die Kappensetzer über die ihnen zugeordneten Schubzylinder 44 und 46 hinwegbewegt, um in den Deckenabschnitten außerhalb der Schubzylinder Firstkappen anzubringen. Nachdem diese Firstkappen eingesetzt worden sind und die Löffelbohrer 14, 16 an der Abbaufläche 18 eine 6o cm dicke Schicht abgetragen haben, werden die vorderen Stützstempel 3o, 32, 34, 36 eingefahren und die Schubzylinder 44, 46 bis zur Grenze des Gesamthubes (ca. 12o cm) erneut betätigt, so daß das Hauptgestell 12 um weitere 6o cm in die Abbaufläche 18 gedrückt wird. Die vorderen Stützstempel 3o, 32, 34, 36 werden ausgefahren, um für eine vorübergehende Abstützung des Hangenden zu sorgen, und der beschriebene Arbeitsvorgang zum Anbringen der Firstkappen wird wiederholt. Wenn die zweite ca. 6o cm dicke Schicht von der Abbaufläche 18 abgetragen worden ist und zu beiden Seiten jedes SchubZylinders 44, 46 die Firstkappen angebracht worden sind, werden die rückwärtigen Sttitzstempel 4o, 42 eingefahren und die Schubzylinder 44, 46 ebenfalls eingefahren, so daß sich die rückwärtigen Stützstempel um etwa 12o cm nach vorn bewegen. Da sich die für die Kappensetzer zuständigen Bedienungspersonen im allgemeinen in den Räumen zwischen dem Mittelsteg 28 des Hauptgestells 12 und den Schubzylindern 44, 46 aufhalten, ist es aus Gründen der Sicherheit erwünscht, daß sich die Kappensetzer 6o und 62 außerhalb der ihnen zugeordneten Schubzylinder befinden, wenn die Vorwärtsbewegung der rückwärtigen Stützstempel 4o, 42 stattfindet. In der zuvor beschriebenen Weise geht ein vollständiger Arbeits-

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zyklus der Streckenvortriebsmaschine 1o zu Ende; dieser Arbeitszyklus wiederholt sich so lange, bis die Strecke in dem erwünschten Ausmaß vorgetrieben ist.

Während des Betriebes der Streckenvortriebsmaschine 1o sorgen die Kappen 56 an den vorderen Stützstempeln sowie die Kappen 134 an den rückwärtigen Stützstempeln für einen weitgehenden Schutz des die Maschine bedienenden Personals. Im Ausführungsbeispiel sind die Kappen 56 so bemessen, daß bei voll ausgefahrenen Schubzylindern 44 und 46 die Kappensetzer 6o und 62 nicht mehr als 15o cm von den Bereichen zum Einsatz kommen, in denen eine zeitweilige Abstützung durch die Kappen 56 erfolgt. Die Maschine arbeitet hierdurch in Übereinstimmung mit den im Kohlebergbau bestehenden Vorschriften.

Wie weiter oben angedeutet wurde, gestattet es der Aufbau der Streckenvortriebsmaschine 1o, daß sie in der Strecke gedreht werden kann. Die Möglichkeit einer Drehung ist dadurch gegeben, daß der Mittelsteg des T-förmigen Hauptgestells 12 kürzer ist als der Querschenkel; die Maschine 1o vermag daher zwischen nebeneinander liegenden Strecken Ouerstollen vorzutreiben. Die Schrittfolge für die Drehbewegung geht am deutlichsten aus den Fig. 4 bis 6 hervor, in denen eine Drehung um 9o° nach rechts dargestellt ist. Die Drehbewegung beginnt damit, daß der Schubzylinder 46 nach außen in eine Stellung verschwenkt wird, in der sich der rückwärtige Stützstempel 42 bei voll eingefahrenem Schubzylinder 46 dicht neben der linken Wandung der Strecke befindet. In dieser Stellung

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wird der rückwärtige Stützstempel 42 ausgefahren, so daß er am Liegenden und Hangenden zur Anlage kommt, und der Drehzylinder 64 betätigt, um die rechte Seite des Hauptgestells 12 anzuheben. Danach wird der Schubzylinder 46 ausgefahren (siehe Fig. 5), um das Hauptgestell 12 nach vorn und nach rechts zu drücken; die Drehachse bildet hierbei der Drehzylinder 64. Der Schubzylinder 46 wird eingefahren und die zuvor beschriebenen Arbeitsschritte werden wiederholt. Im Ausführungsbeispiel kann die Maschine 1o bei jedem dieser Schritte um eine Bogenlänge von etwa 25° verdreht werden. Wenn der Schubzylinder 46 bewegt und wieder in Stellung gebracht wird, läßt sich sein zugeordneter Kappensetzer 62 in der Weise betätigen, daß längs der linken Wandung der Strecke im erforderlichen Umfang Firstkappen angebracht werden.

Durch eine Folge von vier Bewegungen, die in Fig. 6 angedeutet sind, läßt sich die Maschine 1o aus einer Stellung, in der sie zur Abbaufläche 18 ausgerichtet ist, in eine Stellung bewegen, in der sie mit der rechten Streckenwandung fluchtet. Wenn bei der dargestellten Ausbildungsform eine Drehung um 9o° in vier Schritten erfolgt, so ist zumindest bei einem der Schritte der Drehwinkel kleiner als der maximale Drehwinkel von 25°. Wenn die Maschine 1o nach der Drehung zur Streckenwandung ausgerichtet ist, so wird sie in der beschriebenen Weise gefahren, um einen Querstollen zu einer daneben liegenden, parallel verlaufenden Strecke vorzutreiben.

Hinsichtlich des Abbaues selbst sorgt der an der Maschine 1o angebrachte Austrag-Förderer 2o dafür, daß das bei der Querbewegung der Löffelbohrer 14, 16 von

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der Abbaufläche 18 abgetragene Material gesammelt und zum rückwärtigen Ende der Maschine transportiert wird, um es schließlich aus der Grube auszutragen. Bei dem Austrag-Förderer 2o handelt es sich um eine Förderkette mit einer Anzahl sich bewegender Schaufeln 27 (oder Sprossen), die das abgetragene Material mitnehmen und in einer stationären Förderrinne des Hauptgestells 12 vorwärtsbewegen. Zwei endlose Einzelketten laufen über Kettenräder 24 und 25, die über eine Welle 23 durch einen Hydraulikmotor 22 angetrieben werden. Die Ketten erstrecken sich parallel zueinander über die Länge des Mittelsteges 28, und zwar oberhalb und unterhalb der Förderrinne. Die beiden Ketten laufen an der Verbindungsstelle des Mittelsteges 28 mit dem Querschenkel des Hauptgestells 12 auseinander und erstrecken sich bis zu den äußeren Enden des Querschenkels, wo sie über frei drehbare Kettenräder geführt sind und ihre Laufrichtung umkehren. Die Schaufeln 27 sind in bestimmten Abständen an den Ketten befestigt, so daß sie dann, wenn sich die Ketten im Mittelpunkt der Oberseite der Förderrinne 1oo aufeinander zu bewegen, nach Art eines Reißverschlusses ineinandergreifen und sich längs des Rinnenabschnittes des Mittelsteges 28 nach hinten bewegen. Das von der Abbaufläche 18 abgetragene Material bewegt sich daher in der Förderrinne 1oo von beiden Enden des Querschenkels des T-förmigen Hauptgestells 12 nach innen und dann im Rinnenabschnitt des Mittelsteges 28 nach hinten. Am Ende des Mittelsteges 28 wird das Material von einem Fördersystem 8o mit flexiblen Förderbändern aufgenommen, welches zum Stand der Technik gehört. Von diesem System wird das mineralische Material zu einem Verlade- oder Lagerplatz geführt, ggf. aus der Grube wegtransportiert.

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An den äußeren Enden des Querschenkels des T-förmigen Hauptgestells 12 sind Wandglätter 86 angebracht. Die Wandglätter 86 sind gemäß Fig. 9 mit Hilfe von Hydraulikzylindern 87 nach außen bewegbar und liegen an den Streckenwandungen an. In Verbindung mit den Hydraulikzylindern 87 kann ein nicht dargestellter Druckspeicher zur Verwendung kommen, um die Wandglätter nach außen zu drücken und sie an den Streckenwandungen in Anlage zu halten. Die Wandglätter 86 erfassen abgetragenes mineralisches Material das neben den Streckenwandungen auf der Sohle der Strecke liegt und drücken es in die Förderrinne 1oo. Es kann ferner eine in geeigneter Weise befestigte und zusammen mit jedem Wandglätter 86 bewegbare Platte 88 vorgesehen sein, welche das Hineinzwängen von abgelöstem Material in die Förderrinne 1oo unterstützt. Zusätzlich kann auch vor dem Hydraulikzylinder 87 ein aus Maschendraht od.dgl. gefertigter, nicht dargestellter Deflektor angebracht sein, der das Hauptgestell 12 und den Wandglätter 86 überspannt und weiter dazu beiträgt, abgetragenes Material zur Förderrinne 1oo hin abzulenken.

Die Löffelbohrer 14 und 16, die als solche das Material von der Abbaufläche 18 abtragen und ihre unabhängige Drehbewegung durch integrierte Hydraulikmotoren 114 und 116 erhalten, sind von beliebigem, bekanntem Typ und kommen bei dem erfindungsgemäßen Aufbau in einer Weise zur Verwendung, die in der US-PS 3 827 754 ausführlich beschrieben ist. Der hauptsächliche Vorteil der Löffelbohrer besteht darin, daß sie sich im Untertagebau in solchen Gruben verwenden lassen, in denen die Höhe des Flözes variiert. Die Löffelbohrer 14 und

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16 werden von unabhängig voneinander bewegbaren Armen 128 und 13o getragen, die ihrerseits am Schlitten 11o schwenkbar gelagert sind. Der Schlitten 11o ist längs des Querschenkels des T-förmigen Hauptgestells 12 mit Hilfe eines Kettenantriebes hin- und herbewegbar. Diese Bewegung folgt durch eine Kette 115, deren Enden am Schlitten 11o befestigt sind. Die Kette 115 ist über ein Kettenrad 117, welches seinen Antrieb durch einen Hydraulikmotor 113 erhält, und über ein frei drehbares Kettenrad 119 geführt, welches über ein Gehäuse 121 am Hauptgestell 12 befestigt ist. Zwischen dem Hauptgestell 12 und den Armen 128, 13o befinden sich Hydraulikzylinder 118, 12o, (Fig. 3), die eine unabhängig voneinander erfolgende Auf- und Abbewegung sowie Positionierung der Löffelbohrer 14, 16 bewirken. Im Ausftihrungsbeispiel sind die Löffelbohrer 14, 16 so bemessen, daß Flöze abgebaut werden können, deren Höhe von ca. 75 cm und darüber variiert.

Die beschriebene Streckenvortriebsmaschine 1o läßt sich mit Vorteil im Mehrfach-Streckenvortrieb zum Einsatz bringen, bei dem jeder der vorzutreibenden Strecken je eine Maschine zugeordnet ist. Die Fig. 7 gibt einen derartigen Verwendungszweck wieder. Aus Fig. 7 geht hervor, daß dann, wenn ein Querstollen vorgetrieben werden soll, die Maschine 1o in der Parallel-Strecke, in welche der Querstollen vorgetrieben werden soll, die erforderliche Reihe Firstkappen dicht neben der Streckenwandung an der Stelle des Durchbruches anbringen kann. Diese Möglichkeit, die Firstkappen-Reihe in dieser Weise anzubringen, geht auf den Aufbau der beschriebenen Maschine zurück. Wenn die Streckenvortriebsmaschine 1o, die den Querstollen herstellt, sich der Parallel-Strecke nähert,

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braucht sie nur so weit vorzurücken, daß die erforderlichen Firstkappen im Querstollen angebracht werden können, und braucht nicht vollständig in die danebenliegende Strecke einzudringen. Diese Technik, die durch die Verwendung von Mehrfach-Maschinen ermöglicht wird, verringert die Verstopfung in der danebenliegenden Strecke und reduziert somit die Gefahr von Verletzungen von Bergleuten auf ein Mindestmaß, die sich oftmals in den Strecken aufhalten und mit der Versetzung von Ausrüstungsteilen befaßt sind.

Die Fig. 7 zeigt ferner, daß dann, wenn ein Querstollen gebildet werden soll, die zum Vortreiben des Querstollens bestimmte Maschine Io in der Strecke tatsächlich bis über die Mittellinie des vorgesehenen Ouerstollens hinaus vorrückt. Dies gestattet das Anbringen von Firstkappen in der Strecke, und zwar auf einer Linie, die etwa mit einer Projektion der Innenwandung des Querstollens zusammenfällt. Nachdem diese Firstkappen angebracht worden sind, wird die Maschine zurückbewegt, bis ihre quer verlaufende Mittellinie ungefähr mit der Mittellinie des vorgesehenen Querstollens fluchtet. Die Maschine 1o wird danach in der weiter oben beschriebenen Weise um 9o° gedreht, um sie zum Vortreiben des Querstollens in Stellung zu bringen. Nach Fertigstellung des Querstollens wird die Maschine aus dem Querstollen herausgefahren und in eine Stellung zurückgedreht, in der sie der Abbaufläche 18 der zugeordneten Strecke zugewandt ist. Diese Drehbewegung und die sich anschließenden Vorbereitungen zur Wiederaufnahme des Streckenvortriebes lassen sich mit Hilfe der beschriebenen Arbeitsvorgänge unter ständiger Abstützung des Hangenden vornehmen.

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Die Fig. 7 läßt außerdem erkennen, daß es möglich ist, drei Maschinen 1o von einer einzigen Luftquelle zu speisen. Dieser Vorteil geht auf die Tatsache zurück, daß jeder Strecke eine Streckenvortriebsmaschine zugeordnet ist, und daß die erfindungsgemäße Maschine im wesentlichen an der Abbaufläche verbleibt, obwohl sie vielleicht das Erz nicht so schnell abträgt wie bekannte Vortriebsmaschinen. Dies bedeutet, daß bessere Möglichkeiten für die Staubentfernung vorhanden sind, nämlich durch Verwendung von biegsamen und ausziehbaren Staubabsaugleitungen 81. Diese Staubabsaugleitungen 81 arbeiten in Verbindung mit mindestens einem Sauggebläse 84. Die Möglichkeit, in jeder Strecke ein flexibles, nachlaufendes Fördersystem 8o zu verwenden, vereinfacht auch das Muster, nach dem sich der Luftstrom bewegt.

Die Streckenvortriebsmaschine 1o wird von einem nachlaufenden Hydraulik-Aggregat 9o gespeist. Bedienungspersonen, die sich mit der Maschine 1o bewegen, betätigen die verschiedenen, der Maschine 1o zugeordneten Hydrauliksysteme mit Hilfe für den Zweck geeigneter Steuerorgane.

Im Ausführungsbeispiel ist die Maschine für den Vortrieb einer Strecke mit einer Breite von ca. 6m ausgelegt. Die Breite des Ouerschenkels des T-förmigen Hauptgestells beträgt etwa 5,1 m, während die Länge der Maschine von den Schneiden der Löffelbohrer bis zum Ende des Mittelsteges 28 kleiner als 5,1 m ist. Die Arme 128 und 13o machen es möglich, daß die ihnen zugeordneten Löffelbohrer 14 bzw. 16 im Betrieb der Maschine etwas über die Außenkanten des Ouerschenkels des Hauptgestells vorstehen.

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Die erfindungsgemäße Streckenvortriebsmaschine bietet den Vorteil eines manöverierbaren, einheitlichen Ausrüstungsstückes zur Gewinnung von mineralischem Material, insbesondere zum Abbau von Flözen geringer Höhe im Untertagebau, wobei gleichzeitig während des Vortriebes sowohl für eine vorübergehende als auch dauerhafte Abstützung des Hangenden gesorgt ist. Die Streckenvortriebsmaschine kann somit an der Abbaufläche verbleiben und braucht nicht annähernd mit der gleichen Häufigkeit zurückgenommen zu werden wie herkömmliche Vortriebsmaschinen, denen die Flexibilität des erfindungsgemäßen Aufbaues fehlt. Diese Verringerung in der erforderlichen Bewegung der Streckenvortriebsmaschine trägt wesentlich zur Sicherheit des Personals in der Grube bei.

In Gruben mit mehreren Strecken ist die erfindungsgemäße Maschine zur Verwendung in jeder Strecke ideal geeignet, zum Teil schon wegen der im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen verringerten Kosten. Die Möglichkeit, daß die Maschine innerhalb der Strecke gedreht werden kann, um zwischen den Strecken einen Querstollen vorzutreiben, verbunden mit der Flexibilität der Maschine beim Anbringen der erforderlichen Firstkappen in und direkt neben derartigen Querstollen, führt dazu, daß die Maschine in einzigartiger Weise für Gruben mit mehreren Strecken geeignet ist. Bei derartigen Anwendungsgebieten gestattet der erfindungsgemäße Aufbau auch eine bessere Ausnutzung der Grubenbelüftungs- und Staubabsaugsysteme als dies bisher möglich war.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Streckenvortriebsmaschine für den Untertagebau, gekennzeichnet durch

ein vorzugsweise etwa T-fcrmiges Hauptgestell (12) mit einem vorderen Ouerschenkel und einem rückwärtigen, in der Mitte des Querschenkels angebrachten Mittelsteg (28),

eine Anzahl am Querschenkel des Hauptgestells (12) angebrachte, vordere Stützstempel (3o, 32, 34, 36) zum vorübergehenden Abstützen des Hangenden, die unabhängig voneinander aus- und einfahrbar sind, ein Paar unabhängig voneinander aus- und einfahrbare Schubzylinder (44, 46), die zu beiden Seiten des Mittelsteges (28) angeordnet und mit ihren vorderen Enden über Universalgelenke (48, 5o) mit dem Ouerschenkel des Hauptgestells (12) verbunden sind, an den rückwärtigen Enden der Schubzylinder (44, 46) schwenkbar befestigte, am Liegenden und Hangenden angreifende Stützstempel (4o, 42) zur lösbaren Verankerung der rückwärtigen Enden der Schubzylinder (44, 46) und zur vorübergehenden Abstützung des Hangenden,

zwischen den Schubzylindern (44, 46) und dem Hauptgestell (12) angeordnete Vorrichtungen zum unabhängigen Verschwenken jedes SchubZylinders, (44 oder 46) um das zugeordnete Universalgelenk (48 oder 5o) und somit zur Positionierung der den Schubzylindern (44, 46) zugeordneten, rückwärtigen Stützstempel (4o, 42), und

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um jeden der rückwärtigen Stützstempel (4o, 42) bewegbare Vorrichtungen (6o, 62) zum Anbringen von Firstkappen.

2. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschenkel des Hauptgestells (12) zu beiden Seiten von dessen Mittelsteg (28) vertikal gerichtete, unabhängig voneinander zu betätigende Drehzylinder (64, 66) angeordent sind, die sich in ausgefahrener Stellung auf dem Liegenden abstützen und hierbei unter Anheben des Hauptgestells (12) eine Drehachse zum Verdrehen des Hauptgestells bilden, in eingefahrener Stellung dagegen keine Berührung mit dem Liegenden haben.

3. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Mittelsteges (28) des Hauptgestells (12) kleiner ist als die Länge von dessen Querschenkel.

4. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen, die die Schubzylinder (44, 46) mit dem Hauptgestell (12) verbinden, an beiden Ende mit Hilfe von Universalgelenken befestigte, hydraulische Steuerzylinder (52, 54) sind.

5. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich über die Länge des Querschenkels des Hauptgestells (12) ein Austrag-Förderer (27, 1oo) erstreckt, und daß an beiden Enden des Querschenkels je ein nach außen vorstehender Wandglätter (86) angebracht ist, der an der betreffenden Streckenwandung anliegt und abgetragenes Material auf den Austrag-Förderer (27, 1oo) schiebt.

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6. Streckenvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß längs des vorderen Querschenkels des Hauptgestells (12) angetriebene Löffelbohrer (14, 16) verfahrbar sind, und daß der Äustrag-Förderer (27) in der Weise ausgebildet ist, daß das abgetragene Material vom Querschenkel des Hauptgestells (12) über den Mittelsteg (28) desselben nach hinten weggeleitet wird, wobei die Schubzylinder (44, 46) bei am Hangenden und Liegenden verankerten, rückwärtigen Stützstempeln (4o, 42) den schrittweisen Vorschub des Hauptgestells (12) bewirken.

7. Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 und

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (6o, 62) zum Anbringen der Firstkappen rund um den jeweils zugeordneten, rückwärtigen Stützstempel (4o, 42) bewegbar und in beliebiger Stellung zu positionieren sind.

8. Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 und

5, dadurch gekennzeichnet, daß die an beiden Enden des Querschenkels des Hauptgestells (12) angebrachten Wandglätter (86) einseitig am Hauptgestell (12) angelenkte Schabeplatten sind, die mit ihren freien Enden durch Hydraulikzylinder (87) an die Streckenwandungen angedrückt werden, und daß den Hydraulikzylindern (87) ein Druckspeicher für den Aufbau des Anpreßdruckes zugeordnet ist.

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