DE3011578C2 - Einrichtung zum maschinellen Abteufen von seigeren Schächten - Google Patents

Description

a) die mit dem Führungsrohr (5) fest verbundene und es umgebende untere Bühne (11) ist als Ladebühne ausgebildet, mit der Schwebebühne (14) über Tragseile verbunden und mittels Verspannungselementen (10) an der Schachtwandung festlegbar.

b) An dem Führungsrohr (5) ist ein Teleskoprohr (4) dreh- und antreibbar gelagert.

c) An dem ausfahrbaren Teil (2) des Teleskoprohres (4) sind der Schrämarm (1) und eine das Bohrgut zur Schachtmitte hin transportierende Räumschaufel (6) radial verschwenkbar gelagert.

d) Die Ladevorrichtung besteht aus einem in der Schachtmitte angeordneten, durch das Führungsrohr (5) auf die Schachtsohle absenkbaren Seilgreifer (16), dessen zugehöriger Haspel (18) auf der Schwebebühne (15) installiert ist, und einer auf der Ladebühne (11) angebrachten Oberleitschurre (13), die zum Beladen des auf der Bühne (11) abstellbaren Förderkübels (K) über den Führungskanal (5) drehbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Ladebühne (11) eine mit ihr fest verbundene Ringbühne (9) angeordnet ist, auf der die Abspannvorrichtungen (10) installiert sind. *

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schwebebühne (15) die Elektrostation (18) und der Haspel (17) für den Seilgreifer (16) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schwebebühne (15) und dem Führungsrohr (5) eine Baubühne (14) auf- und abbewegbar angeordnet ist, die an Seilen frei im Schacht hängt.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungsrohr (5) und dem Teleskoprohr (4) ein Schleifringkörper (8) zur elektrischen Energieübertragung vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum maschinellen Abteufen von seigeren Schächten, bestehend aus einer an Seilen im Schacht hängenden Schwebebühne, unter der eine weitere mit ihr verbundene Bühne angeordnet ist, mit welcher ein koaxial zur Schachtlängsachse ausgerichtetes, als verlänger- und verkürzbares teleskopartig ausgebildetes und im Schacht festlegbares Führungsrohr verbunden ist, von dem zumindest mutelbar ein einen Schrämkopf aufweisender und über den Schachtquerschnitt verschwenkbarer Schrämarm getragen wird, und aus einer mechanischen Abfördereinrichtung für das von dem Schrämkopf gelöste Haufwerk.

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 befördert; so ist es bekannt, Führungsschaufeln mit Kratzförderern und Becherwerken zu verwenden, hydraulische Abförderung vorzusehen bzw. den Transport durch Vorbohrlöcher, mittig in dtr Schachtsohle vorzunehmen.
Eine bekannte Einrichtung zum Abteufen von Schächten (DE-OS 27 48 438) schlägt vor, die Bühne zusammen mit dem an ihr gelagerten Schrämarm mit Schrämkopf um das Führungsrohr drehbar auszubilden. Die Verspannung erfolgt mittels einer auf zwei Etagen übereinander angeordneten Oberbühne, an der gegen die Schachtwand spreizbare Spannelemente angeordnet sind.

Die bekannte Einrichtung sieht zur Aufnahme und zum Abfördern des durch den Schrämkopf gelösten Haufwerks einen Kratzförderer vor, dem ein Steilförderer zugeordnet ist, wobei der Kratzförderer das gelöste Haufwerk aufnimmt und mit Hilfe des Steilförderers in einen Kübel übergibt. Dieser Kübel wird an Seilen durch eine öffnung in der drehbaren Bühne herabgelassen, so daß die Öffnung des Kübels etwa in der Ebene der Bühne liegt. Ein zweiter Kübel kann auf der drehbar gelagerten Bühne in Bereitschaft gehalten werden.

Zunächst wird es als nachteilig angesehen, daß die bekannte Einrichtung, die mittels der an der Oberbühne vorgesehenen Verspannung im Schacht gehalten wird,

unnachgiebige Schachtwände, also festes Gestein, voraussetzt. Diese bekannte Maschine benötigt deshalb auch mehrere Verspannebenen, um sich zu halten und das durch den Schrämkopf erzeugte Moment aufzunehmen. Eine derartige Maschine ist beispielsweise in Gefrierschächten nicht verwendbar, weil die Schachtwand eines Gefrierschachtes sich elastisch verhält und dadurch die starre Verspannung der Maschine unmöglich macht.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist in der Aufnahme- und Abfördereinrichtung zu sehen, die in ihrer Kapazität aus nachfolgenden Gründen beschränkt ist Die bekannte Lösung setzt voraus, daß der Kübel in ein Niveau unterhalb der drehbaren Bühne gebracht und dort nach Lösen vom Seil abgesetzt wird. Dies ist erforderlich, weil das Seil stets in einem bestimmten Bereich des Schachtes vorgesehen ist, während der Kübel mit der drehbaren Bühne zusammen rotiert. Abgesehen davon, daß durch den Kübel in unnötiger

Weise hohe Gewichtsanteile mit der drehbaren Bühne bewegt werden müssen, die zusätzlich durch einen weiteren leeren, auf der Bühne abgesetzten Kübel noch vergrößert werden, ist das Aufnehmen des gefüllten Kübels nur in einer Stellung der dre'abaren Bühne möglich, nämlich in der, in der das Seil sich oberhalb des Kübels befindet Das schränkt die Ladekapazität des Kübels dann ein, wenn dieser beispielsweise in der einzig möglichen Aufnahmestellung noch nicht gefüllt ist, in einer weiteren vollen Umdrehung jedoch nicht mehr das anfallende Haufwerk aufnehmen könnte.

Außerdem ist es nachteilig, daß der Kübel durch die Durchlaßöffnung mühsam gefädelt werden muß, was im Hinblick auf das Anstoßen und die Möglichkeit, daß Haufwerk herausgeschleudert wird, darüber hinaus gefährlich ist

Schließlich ist festzustellen, daß die Aufnahme des Haufwerkes mit einem Kratzförderer eine geringe Ladekapazität bedeutet

Ausgehend von diesem Problem liegt Jer vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Einrichtung zum maschinellen Abteufen von seigeren Schächten zu schaffen, die in Zusammenwirkung mit leistungsfähigen Vorrichtungen zum Laden und Abfördern des Haufwerks hohe Abteufleistungen erreicht

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen, die die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale in sich vereinigt

Eine solche Einrichtung gestattet in vorteilhafter Weise das Arbeiten in weniger standfesten Gesteinsschichten bzw. in Schächten mit stark unterschiedlicher Standfestigkeit. Die Anordnung der gesamten Einrichtung an Tragseilen im Schacht gestattet die Reduzierung der Maschinenverspannung auf das Halten des Rückdrehmomentes in lediglich einer Ebene, so daß wesentlich kleinere Verspannelemente ausreichen.

Als besonders wesentlicher Vorteil der Erfindung wird es angesehen, daß der Schrämarm den Schachtgrund in konischer Form schneiden kann, so daß das Bohrgut durch Räumschaufeln unterstützt zur tieferliegenden Schachtmitte rutscht. Solche ähnlichen Vorrichtungen zum Vorlegen des Haufwerkes zur Schachtsohle sind z. B. aus der DE-OS 16 08 291 bekannt, jedoch in Verbindung mit einem Großloch.

Bei der Erfindung wird das Bohrgut von dem Greifer aufgenommen, der, zusammen mit der Übergabevorrichtung (Überleitschurre) für das Bohrgut nicht nur ein äußerst robustes Bauteil darstellt, sondern auch optimale Ladebedingungen garantiert. Mit der vorgeschlagenen Einrichtung lassen sich sehr gute Förderleistungen erzielen.

Dabei ist es gegenüber der bekannten Lösung vorteilhaft, daß die Bühne der erfindunjsgemäßen Einrichtung nicht um die Schachtachse dreht, so daß die auf der Bühne abgestellten Förderkübel nicht durch den Antrieb und die Antriebselemente für die Dreharm-Dreheinrichtung bewegt werden müssen. Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Förderkübel stets an der gleichen Stelle abgestellt und aufgenommen werden können, so daß diese optimal zu beladen sind. Das mühsame Einfädeln des Förderkübels durch öffnungen in der Bühne entfällt

Insgesamt wird durch die Vereinigung der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale eine Einrichtung geschaffen, die sich gegenüber dem Stand der Technik durch Robustheit, Einfachheit und hohe Förderleistungen auszeichnet und die auch unter schwierigen Einsatzbedingungen voll funktionsfähig ist Zwar war am Anmeldetag bereits eine Vorrichtung zum Abteufen bekannt die aus einer im Schacht verspannbaren Maschinenbühne besteht an der um eine waagerechte Achse verschwenkbar und um eire senkrechte Achse drehbar ein Schrämarm angeordnet ist Diese Vorrichtung war jedoch nur zum Abteufen von Bohrlöchern konzipiert, wobei das gelöste Haufwerk durch das Vorbohrloch abgeführt wurde. Deshalb stellte sich bei diesem Vorschlag die Problematik des Abförderns des Haufwerkes nicht so daß keine Anregung für die hier vorliegende Merkmalskombination gegeben war (AT-PS 3 52 665).

Auch die DE-AS 28 48 349 konnte der vorliegenden Erfindung nicht einen Weg gewiesen haben, denn sie befaßt sich mit einer Vorrichtung zur Herstellung vertikaler Gesteinsbohrungen, insbesondere von Vorbohrlöchern, also solchen, wie sie in der vorgenannten Entgegenhaltung zum Abführen des Haufwerkes Verwendung finden. Für das Abteufen der Schächte selbst ist die vorbekannte Vorrichtung nicht konzipiert weil das verwendete Bohrerprinzip nur für kleine Querschnitte geeignet ist

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß unterhalb der Ladebühne eine mit ihr fest verbundene Ringbühne angeordnet ist, auf der die Abspannvorrichtung installiert sind. Diese Ringbühne kann gleichzeitig Steuerstand und Hydraulikaggregate aufnehmen und kann verwendet werden, den Ausbau schon dort, also nahe der Sohle, vorzunehmen. Die dort vorgesehenen Abspannvorrichtungen gestatten die Aufnahme des Drehmomentes in unmittelbarer Nähe des Entstehungsbereiches.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß auf der Schwebebühne die Elektrostation und der Haspel für den Seilgreifer angeordnet sind. Vorzugsweise ist zwischen der Schwebebühne und dem 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 angeordnet sind sowie unabhängig vom Führungsrohr auf- und abbewegbar, was zum Einbringen der Ausbauten notwendig ist, um

« den Arbeitsablauf der Abteufeinrichtung nicht zu behindern.

Schließlich ist vorgesehen, daß zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwischen dem Führungsrohr und dem Teleskoprohr ein Schleifringkörper zur elektrisehen Energieübertragung vorgesehen ist.

Die Merkmale der Unteransprüche gestalten die Erfindung in vorteilhafter Weise aus, selbständiger Schutz wird nicht beansprucht
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die im Schacht hängende erfindungsgemäße Abteufeinrichtung,

Fig.2 einen Querschnitt durch den Schacht im Bereich der Übergabevorrichtung und

Fig.3 einen Querschnitt durch den Schacht im Bereich der Ringbühne.

Der an dem ausfahrbaren Teil 2 des Teleskoprohres 4 verlagerte Schrämarm 1 ist über die Kolben-Zylindereinheit 3 radial entsprechend dem Schachtdurchmesser nach außen bewegbar. Etwa 120 Grad versetzt ist an dem ausfahrbaren Teil 2 die Räumschaufel 6 mit zugehörigem Schwenkwerk (Kolben-Zylindereinheit) angeordnet.

Die ebenfalls radial zum Schacht bewegliche Räumschaufel 6 arbeitet zweckmäßigerweise in dem jeweiligen Schneidradius und bewegt das Bohrklein zur Schachtmitte. Wiederum 120 Grad versetzt ist auf dem ausfahrbaren Teil 2 des Teleskoprohres 4 das Hydraulikaggregat 7 (F i g. 3) verlagert, daß die Schwenkeinheiten des Schrämarmes 1 und der Räumschaufel 6 hydraulisch versorgt.

Der ausfahrbare Teil 2 ist vertikal verfahrbar auf dem Teleskoprohr 4 angeordnet. Durch drei auf dem Umfang verteilte Kolben-Zylinder bzw. entsprechende Hubgeräte wird die gewünschte Stellung des ausfahrbaren Teils 2 im Schacht erreicht. Das Teleskoprohr 4 ist drehbar auf dem Führungsrohr 5 verlagert. Mit der darüberliegenden Ladebühne 11 ist das Führungsrohr 5 fest verbunden. Der Antrieb des Teleskoprohres 4 (hydraulisch oder elektrisch) ist am Führungsrohr 5 vorgesehen. Über Antriebsritzel oder Rollendrehkranz wird das Drehmoment über das Teleskoprohr übertragen (nicht dargestellt).

Die elektrische Energieübertragung vom stehenden Führungsrohr 5 auf das rotierende Teleskoprohr 4 erfolgt mit Hilfe des Schleifringkörpers 8, welcher unterhalb der Ladebühne 11 zwischen dem Führungsrohr 5 und dem Teleskoprohr 4 angeordnet ist. Etwa in Höhe des Teleskoprohrantriebes ist die mit der Ladebühne 11 verbundene untere Ringbühne 9 angeordnet. Auf der Ringbühne ist die zum Festsetzen der Maschine notwendige Maschinenverspannung 10 befestigt.

Auf der Ladebühne 11 steht seitlich versetzt die zur Schachtmitte einschwenkbare Überleitschurre 13. Bei doppeltrümiger Kübelförderung läßt sich die Überleitschurre 13 entladeseitig über den jeweiligen Kübel K (F i g. 2) schwenken.

Der Steuerstand 12 mit dem Hydraulikaggregat kann wahlweise auf der Lade-11 oder Ringbühne 9 festgelegt werden.

Die Bühne 14 oberhalb der Überleitschurre dient als Baubühne und ist unabhängig von der Teufeinrichtung vertikal von Übertage stehenden Haspeln heb- und senkbar. Der in Schachtmitte angeordnete Seilgreifer 16 wird von einem auf der Schwebebühne 15 stehenden Haspel 17 bewegt. Die Schwebebühne 15 wiederum ist von Übertage stehenden Haspeln absenkbar. Direkt mit der Schwebebühne 15 ist die Ladebühne 11 und damit die Teufeinrichtung verbunden. Auf der Schwebebühne 15 ist die Elektrostation 18 untergebracht

Funktionsbeschreibung

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Zunächst werden die Hydraulikaggregate 7,12 für die Schwenk- und Hubeinrichtungen sowie für den Teleskoprohr- und Überleitrutschen-Antrieb in Betrieb gesetzt Nachdem der Schneidkopf des Schrämarmes 1 eingeschaltet ist, werden die Antriebsmotoren für das Teleskoprohr 4 betätigt Der Schrämarm 1 mit dem ausfahrbaren Teil 2 des Teleskoprohres 4, der Räumschaufel 6 und dem Teleskoprohr 4 rotieren um die Schachtachse. Nun wird der Schneidkopf des Schrämarmes 1 von dem ausfahrbaren Teil 2 entsprechend der vorgegebenen Einbruchtiefe in die Schachtsohle gedrückt. 1st der Einbruch gefahren, wird der Schrämarm 1 mit entsprechender Schneidvorgabe nach außen geschwenkt bei gleichzeitigem Zurückziehen des ausfahrbaren Teils 2. Die Bewegungsabhängigkeit der entsprechenden Hydraulikzylinder zur Bildung einer trichterförmigen Schachtsohle sowie die Regelung der Hydraulikpumpe für eine auf den jeweiligen Schneiddurchmesser bezogene Schwenkgeschwindigkeit (Teleskoprohrantrieb) können elektronisch oder hydraulisch miteinander verriegelt sein. Der Schrämarm 1 wird so iange ausgeschwenkt bis der Sehachidurchmesser erreicht ist.

Sobald der Schrämarm 1 den Aktionsbereich des Seilgreifers 16 in Schachtmitte verläßt, was beispielsweise elektronisch oder hydraulisch überwacht werden kann, kann das Förderspiel beginnen. Der Seilgreifer 16 wird zur Schachtsohle gefahren, gefüllt und nach oben gezogen. Nachdem die Entladestellung des Seilgreifers 16 erreicht ist, schwenkt die Überleitschurre 13 ein und dreht auf die Trummitte, wo ein Kübel K zur Materialaufnahme bereitsteht. Der Seilgreifer 16 öffnet und das Haufwerk rutscht in den jeweiligen Kübel 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 Seilgreifers 16 schiebt. Ist der Kübel K gefüllt und der nächste zur Materialaufnahme im Nebentrum bereitgestellt, schwenkt die Überleitrutsche 13 um und das Wechselspiel wird wiederholt: Wegschwenken der Überleitschurre 13, Senken des Seilgreifers 16, Füllen und Aufwärtsfahren des Seilgreifers 16, Einschwenken der Überleitrutsche 13 und öffnen des Seilgreifers 16 und damit Füllen des Kübels K. Die gefüllten Kübel werden von Haspeln 17 nach Übertage gezogen und geleert Dieses Bewegungsspiel wird vorzugsweise als Folgeschaltung mit zugehörigen Verriegelungen ausgelegt

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 (ζ. B. 500 mm) vorgefahren, die Abspannvorrichtung 10 wird gelöst Schwebebühne 15 und damit die Teufciurichtang werden soweit abgesenkt bis der Schneidkopf des Schrämarmes 1 die Schachtsohle erreicht Sobald die Voraussetzungen zum Schneidbeginn gegeben sind, kann der nächste Schneidvorgang beginnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum maschinellen Abteufen von seigeren Schächten, bestehend aus einer an Seilen im Schacht hängenden Schwebebühne, unter der eine weitere mit ihr verbundene Bühne angeordnet ist, mit welcher ein koaxial zur Schachtlängsachse ausgerichtetes, als verlänger- und verkürzbares teleskopartig ausgebildetes und im Schacht festlegbares Führungsrohr verbunden ist, von dem zumindest mittelbar ein einen Schrämkopf aufweisender und über den Schachtquerschnitt verschwenkbarer Schrämarm getragen wird, und aus einer mechanischen Abfeuereinrichtung für das von dem Schrämkopf gelöste Haufwerk, gekennzeichnet durch die Vereinigung der folgenden Merkmale: