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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum maschinellen Abteufen
von sei-
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geren Schächten mit Hilfe einer im Schacht verspannbaren und gegenüber
der Verspannung um einen Vorschubhub in Schachtlängsrichtung verschiebbaren Schachtbohrvorrichtung
sowie mechanischen Abfördereinrichtungen für das Bohrgut.
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Seigere Schächte sind im Bergbau die kürzesten und in der Regel auch
leistungsfähigsten Verbindungswege zwischen Tagesoberfläche und Lagerstätten sowie
zwischen einzelnen Baufeldern. Da die Erstellung von derartigen Tages- bzw. Blindschächten
mit hohem Zeit- und Kostenaufwand einhergeht, hat man in jüngster Vergangenheit
immer wieder Versuche gemacht, die Abteufung der Schächte maschinell vorzunehmen.
Es ist bekannt'dazu gestängelose Großlochbohrmaschinen zu verwenden, die alle Vorteile
des maschinellen Gesteinsstreckenvortriebes aufweisen und in der bekannten Vollschnitt-Technik
arbeiten. Das anfallende Bohrklein wird bei derartigen Maschinen auf unterschiedliche
Weise gefördert; so ist es bekannt, Führungsschaufeln mit Kratzförderern und Becherwerken
zu verwenden, hydraulische Abförderung vorzusehen bzw. den Transport durch Vorbohrlöcher,
mittig in der Schachtsohle vorzunehmen.
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Nachteilig bei den bekannten Maschinen ist die schlechte Lenkbarkeit
und die problematische Verspannung im Schacht, die unnachgiebige Schachtwände also
festes Gestein voraussetzt. Die bekannten Maschinen benötigen mehrere Verspannebenen
um sich zu halten und das sehr hohe, durch den Vollschnittkopf erzeugte Moment aufzunehmen.
So sind derartige Maschinen beispielsweise in Gefrierschächten nicht verwendbar,
weil die Schachtwandung eines Gefrierschachtes sich elastisch verhält und dadurch
die starre Verspannung der Maschine unmöglich macht. Außerdem ist das Abfördern
des Bohrgutes stets problematisch, wobei in Gefrierschächten die hydraulische Förderung
wegen der niedrigen Temperaturen Schwierigkeiten bringt.
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Ausgehend von diesen Problemen liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum maschinellen Abteufen von Schächten zu schaffen,
die mit wesentlich geringerem Bauaufwand auch in gebrächeren Gesteinsschichten bzw.
in Gefrierschächten mit guten Abteufleistungen ein setzbar ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen,
die die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale in sich
vereinigt.
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Eine solche Einrichtung gestattet in vorteilhafter Weise das Arbeiten
in weniger standfesten Gesteinsschichten bzw. In Schächten mit stark unterschiedlicher
Standfestigkeit. Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung
in Gefrierschächten anwenden, weil alle verwendeten Einrichtungen auf die schwierigen
Verhältnisse solcher Schächte abgestellt sind. Der Schrämarm der im Teilschnitt
arbeitenden Einrichtung erzeugt ein wesentlich geringeres Rückdrehmoment an der
Verspannung, so daß mit einem entscheidend geringeren Bauaufwand bei entsprechender
Steuerung sehr gute Leistungen erzielt werden können.
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Die Anordnung der gesamten Einrichtung an Tragseilen im Schacht gestattet
die Reduzierung der Maschinenverspannung auf das Halten des Rückdrehmomentes, so
daß wesentlich kleinere Verspannelemente ausreichen.
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Als besonders wesentlicher Vorteil der Erfindung wird es angesehen,
daß der Schrämarm das Schneiden des Schachtgrundes in konischer Form erlaubt, so
daß das Bohrgut zur tieferliegenden Schachtmitte rutscht, wo es von dem Greifer
aufgenommen werden kann. Auf diese Weise schneidet sich der Schrämam stets frei.
Der mit der Obergabevorrichtung für das aufgenommene Bohrgut zusammenwirkende Greifer
stellt ein äußerst robustes Bauteil dar, daß auch unter den schwierigen Bedingungen
des Gefrierschachtes bei entsprechender Auslegung sehr gute Förderleistungen aufweist.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verspannung
des FUhrungsrohres an einer mit diesem baueinheitlich verbundenen, das Führungsrohr
umgebenden Ringbühne angeordnet ist. Auf der Ringbühne können Steuerstand und Hydraulikaggregate
angeordnet sind, die Ringbühne kann auch dazu verwendet werden, den Ausbau schon
dort, also nahe der Sohle, vorzunehmen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß an der
Vorschubeinheit eine das Bohrgut in den Aufnahmebereich des Greifers transportierende
radial zum Schacht verschwenkbare Räumschaufel befestigt ist.
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Diese Räumschaufel läuft mit dem Schrämam um und fördert das nicht
von selbst entlang der konischen Schachtsohle zur Mitte rutschende Bohrgut in den
Aufnahmebereich des Greifers.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Obergabevorrichtung eine auf dem Führungsrohr befestigte, über die innere Uffnung
des FUhrungsrohres hinwegschwenkbare Oberleitschurre ist. Diese Ubergabeschurre
wirkt mit einem weiteren Merkmal der Erfindung zusammen, das vorsieht, das der Oberleitschurre
entladeseitig als Abfördermittel ein an sich bekannter Kübel für das Bohrgut zugeordnet
ist, der an einem Seil im Schacht auf- und abbewegbar ist.
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Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht außerdem vor, daß
auf der Bühne die Elektrostation und die Haspel für die Seilgreifer angeordnet sind.
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Zum Setzen der Ausbauten ist nach einem anderen günstigen Merkmal
der Erfindung zwischen Bühne und Führungsrohr eine Baubühne auf- und abbewegbar
angeordnet, die an Seilen frei im Schacht hängt. Diese Baubühne ist unabhängig von
der Bühne, auf der die Haspel und die Elektrostation sowie unabhängig vom Führungsrohr
ab- und abbewegbar, was zum Einbringen der Ausbauten notwendig ist.
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Schließlich ist vorgeschlagen, daß zur weiteren Ausgestaltung der
Erfindung zwischen Führungsrohr und Teleskoprohr ein Schleifringkörper zur elektrischen
Energieübertragung vorgesehen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figuren dargestellt und
nachfolgend beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch die im Schacht
hängende erfindungsgemäße Abteufeinrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch den
Schacht im Bereich der Obergabevorrichtung und Fig. 3 einen Querschnitt durch den
Schacht im Bereich der Ringbühne.
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Der an der Vorschubeinheit 2 verlagerte Schrämarm 1 ist über die Kolben-Zylindereinheit
3 radial entsprechend dem Schachtdurchmesser nach außen bewegbar. Etwa 120 Grad
versetzt ist an der Vorschubeinheit 2 die Räumschaufel 6 mit zugehörigem Schwenkwerk
(Kolben-Zylindereinheit) angeordnet.
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Die ebenfalls radial zum Schacht bewegliche Schaufel 6 arbeitet zweckmäßigerweise
in dem jeweiligen Schneidradius und bewegt das Bohrklein zur Schachtmitte. Wiederum
120 Grad versetzt ist auf der Vorschubeinheit 2 das Hydraulikaggregat 7 (Fig. 3)
verlagert, daß die Schwenkeinheiten des Schrämarmes 1 und der Rohrschaufel 6 hydraulisch
versorgt.
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Die Vorschubeinheit 2 ist vertikal verfahrbar auf dem Teleskoprohr
4 angeordnet. Durch drei auf dem Umfang verteilte Kolben-Zylinder bzw. entsprechende
Hubgeräte wird die gewünschte Stellung der Vorschubeinheit 2 im Schacht erreicht.
Das Teleskoprohr 4 ist drehbar auf dem Führungsrohr 5 verlagert. Mit der darüberliegenden
Maschinenbühne 11 ist das Führungsrohr fest verbunden. Der Antrieb des Teleskoprohres
4 (hydraulisch oder elektrisch) ist am Führungsrohr vorgesehen. Ober Antriebsritzel
oder Rollendrehkranz wird das Drehmoment über das Teleskoprohr übertragen (nicht
dargestellt).
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Die elektrische Energieübertragung vom stehenden Führungsrohr 5 auf
das rotierende Teleskoprohr 4 erfolgt mit Hilfe des Schleifringkörpers 8, welcher
unterhalb der Maschinenbühne 11 zwischen dem Führungsrohr 5 und dem Teleskoprohr
4 angeordnet ist. Etwa in Höhe des Teleskoprohrantriebes ist die mit der Maschinenbühne
11 verbundene untere Ringbühne 9 angeordnet. Auf der Ringbühne ist die zum Festsetzen
der Maschine notwendige Maschinenverspannung 10 befestigt.
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Auf der Maschinenbühne 11 steht seitlich versetzt die zur Schachtmitte
einschwenkbare Oberleitrutsche 13. Bei doppeltrümiger Kübelförderung läßt sich die
Rutsche 13 entladeseitig über den jeweiligen Kübel K (Fig. 2) schwenken.
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Der Steuerstand 12 mit dem Hydraulikaggregat kann wahlweise auf der
Maschinen- oder Ringbühne 9 festgelegt werden.
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Die Bühne 14 oberhalb der Oberleitrutsche dient als Baubühne und ist
unabhängig von der Teufeinrichtung vertikal von Obertage stehenden Haspeln heb-und
senkbar. Der in Schachtmitte angeordnete Greifer 16 wird von einem auf der Hauptbühne
15 stehenden Haspel 17 bewegt. Die Bühne 15 wiederum ist von Obertage stehenden
Haspeln absenkbar. Direkt mit der Hauptbühne 15 ist die Maschinenbühne 11 und damit
die Teufeinrichtung verbunden. Auf der Hauptbühne ist die Elektrostation 18 untergebracht.
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Funktionsbeschreibung: Zunächst werden die Hydraulikaggregate 7, 12
für die Schwenk- und Hubeinrichtungen sowie für den Teleskoprohr- und Oberleitrutschen-Antrieb
in Betrieb gesetzt. Nachdem der Schneidkopf des Schrämarmes 1 eingeschaltet ist,
werden die Antriebsmotoren für das Teleskoprohr 4 betätigt. Der Schrämarm 1 mit
der Vorschubeinheit 2, der Räumschaufel 6 und dem Teleskoprohr 4 rotieren um die
Schachtachse. Nun wird der Schneidkopf des Schrämarnes 1 von der Vorschubeinheit
2 entsprechend der vorgegebenen Einbruchtiefe in die Schachtsohle gedrückt. Ist
der Einbruch gefahren, wird der Schrämarm 1 mit entsprechender Schneidvorgabe nach
außen geschwenkt bei gleichzeitigem Zurückziehen der Vorschubeinheit 2. Die Bewegungsabhängigkeit
der entsprechenden Hydraulikzylinder zur Bildung einer trichterförmigen Schachtsohle
sowie die Regelung der Hydraulikpumpe für eine auf den jeweiligen Schneiddurchmesser
bezogene Schwenkgeschwindigkeit (TeleskoprohrantrReb) können elektronisch oder hydraulich
miteinander verriegelt sein. Der Schrämarm 1 wird so lange ausgeschwenkt, bis der
Schachtdurchmesser erreicht ist.
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Sobald der Schrämarm 1 den Aktionsbereich des Greifers 16 in Schachtmitte
verläßt, was beispielsweise elektronisch oder hydraulisch überwacht werden kann,
kann das Förderspiel beginnen. Der Greifer 16 wird zur Schachtsohle gefahren, gefüllt
und nach oben gezogen. Nachdem die Entladestellung des Greifers 16 erreicht ist,
schwenkt die Oberleitschurre 13 ein und dreht auf die Trummitte, wo ein Kübel K
zur Material aufnahme bereitsteht. Der Greifer 16 öffnet und das Bohrklein rutscht
in den jeweiligen KUbel K. Mit dem Schrämarm 1 fährt gleichzeitig an der Vorschubeinheit
2 entsprechend dem Schachtradius schwenkbar verlagert die Räumschaufel 6 in der
jeweiligen
Schneidbahn mit, welche das Bohrklein zur Schachtmitte
in den Aktionsbereich des Greifers 16 schiebt. Ist der Kübel K gefüllt und der nächste
zur Material aufnahme im Nebentrum bereitgestellt, schwenkt die Oberleitrutsche
13 um und das Wechselspiel wird wiederholt: Wegschwenken der Oberleitrutsche 13,
Senken des Greifers 16, Füllen und und Aufwärtsfahren des Greifers 16, Einschwenken
der Oberleitrutsche 13 und Uffnen des Greifers 16 und damit Füllen des Kübels K.
Die gefüllten Kübel werden von Haspeln nach Obertage gezogen und geleert. Dieses
Bewegungsspiel wird vorzugsweise als Folgeschaltung mit zugehörigen Verriegelungen
ausgelegt.
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Nachdem die Schachtsohle entsprechend der Einbruchtiefe fertig geschnitten
und das gelöste Material gefördert ist, werden die Vorbereitungen für den nächsten
Schneidabschnitt getroffen. Dazu werden der Schrämarm 1 und die Räumschaufel 6 zur
Schachtmitte geschwenkt, die Vorschubeinheit 2 wird bis auf die gewünschte Einbruchtiefe
(z. B. 500 mm) vorgefahren, die Maschinenverspannung 10 wird gelöst, Hauptbühne
15 und damit die Teufeinrichtung werden soweit abgesenkt, bis der Schneidkopf des
Schrämarmes die Schachtsohle erreicht. Sobald die Voraussetzungen zum Schneidbeginn
gegeben sind, kann der nächste Schneidvorgang beginnen.