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Fahrbares Tagebaugewinnungsgerät -
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sowie Verfahren zum Abbau von Kohle, Erzen, Phosphat, Bauxit, Kalkstein
usw. im Tagebau Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein fahrbares Tagebaugewinnungsgerät
sowie ein Verfahren für den kontinuierlichen Abbau von Kohle, Erzen, Phosphat, Bauxit,
Kalkstein usw. im Tagebau mit mindestens zwei seitlichen Fahrwerken bzw. Fahrwerksgruppen
und mindestens einem Gewinnungswerkzeug.
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Tagebaugewinnungsgeräte dieser Art sind vornehmlich als Schaufelradbagger
bekannt. Die seitlichen Fahrwerke sind meistens als Fahrraupen ausgebildet und mittels
des am Ende eines Auslegers angeordneten Schaufelrades
ist eine
selektive Gewinnung der oft unregelmäßig abgelagerten Rohstoffe möglich. Angestrebt
wird ein kontinuierlicher Abbau, der bei Schaufelradbaggern nur mit erhöhtem Aufwand
einzuhalten ist. Auch verursacht die Lagerung des Schaufelrades am Ende des Auslegers
erhöhte Kosten und mindert die Standsicherheit solcher Geräte, die nur durch Gegengewichte
auf Kosten des Leistungsgewichtes auszugleichen sind. Auch die Spurtreue und Steuerbarkeit
dieser verfahrbaren Tagebaugewinnungsgeräte ist problematisch, da das Gewinnungswerkzeug
in der Regel auf das Fahrwerk ein nicht unbeachtliches Moment ausübt, das durch
eine aufwendige Steuerung und Regelung kompensiert werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein fahrbares Tagebaugewinnungsgerät
für den kontinuierlichen und selektiven Abbau von Rohstoffen zu schaffen, das ein
verbessertes Fahrverhalten und eine kostengünstigere Lagerung bezüglich des Gewinnungswerkzeuges
besitzt. Zugleich soll durch ein geeignetes Arbeitsverfahren beim Einsatz von Tagebaugewinnungsgeräten
ein geringerer Verschleiß trotz großer Förderleistung erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein fahrbares Tagebaugewinnungsgerät gelöst,
bei dem das Werkzeug zwischen den seitlichen Fahrwerken bzw. Fahrwerksgruppen gelagert
ist und bei dem die seitlichen Fahrwerke bzw. Fahrwerksgruppen auf unterschiedlichen
Höhenebenen anzuordnen sind, wobei die Fahrwerke bzw. Fahrwerksgruppen einer Seite
unabhängig von denen der anderen Seite steuerbar sind.
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Ein Tagebaugewinnungsgerät des erfindungsgemäßen Typs kann die Terrassenhöhe
der abzubauenden Schicht vollständig übergreifen und fährt mit den seitlichen Fahrwerken
bzw. Fahrwerksgruppen gleichzeitig auf dem oberen und auf dem unteren Terrassenniveau.
Die Anordnung des Gewinnungswerkzeuges zwischen den seitlichen Fahrwerken bzw. Fahrwerksgruppen
erlaubt eine problemlose beidseitige Lagerung und eine direkte Krafteinleitung in
das Gewinnungswerkzeug. Da sich dieses in der Regel auch noch in einer genauen Mittelstellung
zwischen den Fahrwerken befindet und somit von dem Gewinnungswerkzeug keine Verstellmomente
auf die Fahrwerke ausgeübt werden können, ist das erfindungsgemäße Tagebaugewinnungsgerät
besonders leicht steuerbar und besitzt eine hervorragende Spurtreue und gutes- Fahrverhalten.
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Das erfindungsgemäße Gerät eignet sich besonders zum kontinuierlichen
Abbauen der vorhandenen Rohstoffe, da es in beide Richtungen gleich gut verfahrbar
ist und der terrassenförmige Abbau der Rohstoffe durch einfaches Umsteuern der Fahrtrichtung
des Gerätes möglich ist.
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Dabei kann durch die unabhängige Steuerung der Fahrwerke bzw. Fahrwerksgruppen
einer jeden Seite und der Spur treue des Gerätes den gegebenen Konturen der abzubauenden
Schicht sehr genau gefolgt werden. Damit bei dem Umsteuern der Fahrtrichtung des
Gerätes am Ende des terrassenförmigen Abbaus keine ungenutzten Abbauflächen stehen
bleiben, sollte das erfindungsgemäße Gerät möglichst mit zwei Gewinnungswerkzeugen
ausgerüstet sein, die jeweils in eine der Fahrtrichtungen etwas über die Fahrwerke
bzw. Fahrwerksgruppen vorstehen.
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Das erfindungsgemäße Tagebaugewinnungsgerät kann mit den unterschiedlichsten
Gewinnungswerkzeugen ausgerüstet sein. Beispielsweise eignen sich dafür bekannte
und in der Praxis erprobte Schneid-, Schäl- oder Brechorgane, wie Hobel, Schrämer
oder Schaufelrad. Auch die Fahrwerke bzw. Fahrwerksgruppen lassen sich auf die verschiedenste
Weise ausführen und es eignen sich hierfür insbesondere Fahrraupen, wie sie in der
Praxis bereits bewährt sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zumindest
das Fahrwerk bzw. die Fahrwerksgruppe einer Seite höhenverstellbar gelagert ist,
damit jede Terrassenhöhe der abzubauenden Schicht bei entsprechender Einstellung
der Höhenebenen der Fahrwerke überbrückbar ist.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, zumindest
das Fahrwerk bzw. die Fahrwerksgruppe der einen Seite, die auf dem oberen Planum
der Terrasse läuft, als Kletterfahrwerk auszubilden. Auch ist es zweckmäßig, die
Fahrwerke bzw. Fahrwerksgruppen um eine horizontale, quer zur Fahrtrichtung angeordnete
Achse pendelnd zu lagern. Hierdurch wird das Konturenfahren des erfindungsgemäßen
Gerätes verbessert, so daß der Abbau unregelmäßig geneigter oder gar einfallender
Lagerstätten, wie sie in den Ausbißzonen von Flözen auftreten können, leicht möglich
ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gewinnungswerkzeug
höhenverstellbar gelagert, so daß es nicht nur den Schichtablagerungen der Rohstoffe
selektiv
folgen kann, sondern auch genau auf die jeweilige Terrassensohle
einstellbar ist, um so das Planum der Fahrbahn für die eigenen Fahrwerke zu erzeugen.
Die Höhenverstellbarkeit der Gewinnungswerkzeuge sollte dabei konstruktiv so ausgelegt
sein, daß die Werkzeuge sowohl einen Unterschnitt als auch einen Überschnitt relativ
zu den jeweiligen Höhenebenen der Fahrwerke bzw. Fahrwerksgruppen erzeugen können.
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Das selektive Fördern der Rohstoffe wird erleichtert, wenn gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung das oder die Gewinnungswerkzeuge quer zur Fahrtrichtung
verfahrbar zwischen den Fahrwerken gelagert sind.
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Weiterhin beinhaltet die Erfindung auch ein verschleißarmes und leistungsstarkes
Verfahren zum Abbau von Kohle, Erzen, Phosphat, Bauxit, Kalkstein usw.
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im Tagebau, das problemlos mit dem neuen fahrbaren Tagebaugewinnungsgerät
ausführbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von einer terrassenförmig
abzubauenden Schicht, die von der Seite her mittels des Gewinnungswerkzeuges eines
Tagebaugewinnungsgerätes abgebaut wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß die in
der Höhe gemessene Arbeitsbreite des Werkzeuges kleiner als die Terrassenhöhe der
abzubauenden Schicht ist und daß mittels des Werkzeuges die abzubauende Schicht
zunächst im Bereich der unteren Sohle der Terrasse untergraben wird und sodann der
verbleibende Überstand der abzubauenden Schicht in vertikaler Richtung abgebrochen
wird.
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Dieses Verfahren hat insgesamt einen verringerten Leistungsbedarf,
da das Gewinnungswerkzeug lediglich einen Teil der abzubauenden Schicht untergräbt
und der restliche Teil, der als Überstand verbleibt, in vertikaler Richtung abgeschlagen
wird. Durch dieses Verfahren wird der Verschleiß der Gewinnungswerkzeuge relativ
zu der erbrachten Förderleistung reduziert bzw. es kann die Förderleistung mit Bezug
auf die Standzeit des Werkzeuges wesentlich erhöht werden.
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Eine besonders bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten
Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein fahrbares Tagebaugewinnungsgerät der beschriebenen
Art mit einem Schrämer als Gewinnungswerkzeug und einem vertikal arbeitenden Vibrationswerkzeug
zum Abbrechen bzw. Abschlagen des beim Einsatz des Schrämers verbleibenden Schichtüberstandes.
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Die erfindungsgemäßen Tagebaugewinnungsgeräte können zusätzlich mit
Zerkleinerungseinrichtungen, wie z.B.
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Durchlaufbrecher ausgerüstet sein und ebenfalls kann das Abfördern
des Gutes mittels integrierter Längs-oder Querförderer optimiert werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 - 4 ein erfindungsgemäßes
Steinkohlegewinnungsgerät im praktischen Einsatz, Fig. 5 - 11 andere Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Tagebaugewinnungsgeräte.
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Das in den Fig. 1 - 4 schematisch dargestellte Steinkohlegewinnungsgerät
arbeitet mit zwei rotierenden Schneidtrommeln 12 und 13, die mit Schneidzähnen besetzt
sind.
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Fig. 1 zeigt, daß diese Werkzeuge 12 und 13 zwischen den beiden seitlichen
Fahrwerken 14 und 15 gelagert sind.
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Im Fahrzustand des Gerätes, der in Fig. 1 dargestellt ist, befinden
sich beide Fahrwerke 14 und 15 auf dem gleichen Grundniveau. Im Betriebs zustand,
der in den Fig. 2 - 4 dargestellt ist, sind die Fahrwerke 14 und 15 auf unterschiedlichen
Höhenebenen angeordnet, d.h. d-s Fahrwerk 14 läuft auf der Sohle 16 des terrassenförmigen
Abbaus und das Fahrwerk 15 läuft auf der oberen Höhenebene 17, d.h. dem oberen Planum
der Terrasse. Die Fig.
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3 und 4 zeigen deutlich, daß das Gewinnungsgerät die Terrassenhöhe
der abzubauenden Schicht überbrückt.
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In den Fig. 1 und 2 ist schematisch dargestellt, daß das Fahrwerk
15 höhenverstellbar gelagert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Höhenverstellung
durch ein Hubgerüst, das in den Fig. 1 und 2 andeutungsweise dargestellt und mit
Bezugsziffer 18 versehen ist.
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Die Rotation der Schneidtrommeln ist gegenläufig und beide Schneidtrommeln
12 und 13 fördern die gewonnenen Massen in ihre gemeinsame Mitte, wo diese von einem
Querförderer 19 kontinuierlich aufgenommen und abgefördert werden Die
beiden
Schneidtrommeln 12 und 13 sind ebenfalls höhenverstellbar gelagert und können bei
der Fahrtrichtungsumkehr des dargestellten Steinkohlegewinnungsgerätes am Ende der
abzubauenden Schicht jeweils von ihrer dargestellten oberen in ihre untere Position
oder umgekehrt verstellt werden.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen schematisch in einer Seitenansicht und einer
Vorderansicht ein erfindungsgemäßes Tagebaugewinnungsgerät, das mit einem Schaufelrad
20 arbeitet. Das Schaufelrad 20 befindet sich zwischen seitlichen Fahrwerksgruppen
21 und 22, die auf den unterschiedlichen Höhenebenen 23 und 24 der abzubauenden
Schicht angeordnet sind. Das Schaufelrad 20 wirft die gewonnenen Massen seitlich
auf den Querförderer 25; der das Gut kontinuierlich über das Förderband 26 abgibt.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen ein Tagebaugewinnungsgerät mit zwei Schrämern
27 und 28 als Gewinnungswerkzeuge und einem vertikal arbeitenden Vibrationswerkzeug
29. Das Gerät besitzt wieder zwei Fahrwerksgruppen 30 bzw. 31, die auf der unteren
Sohle bzw. dem oberen Planum des terrassenförmigen Abbaus laufen.
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Das dargestellte Gewinnungsgerät arbeitet nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, bei dem (vergl. Fig. 8) der jeweils im Einsatz befindliche Schrämer 28
die abzubauende Schicht zunächst im Bereich der unteren Sohle 32 der Terrasse untergräbt,
woraufhin sodann der verbleibende Überstand 33 der abzubauenden Schicht in vertikaler
Richtung mittels des Vibrationswerkzeuges 29 abgebrochen
wird.
Die gewonnenen Massen durchlaufen bei diesem Ausführungsbeispiel einen integrierten
Durchlaufbrecher 34 und werden dann über das Förderband 35 kontinuierlich abgefördert.
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Die Fig. 9 und 10 zeigen ein erfindungsgemäßes Tagebaugewinnungsgerät
mit zwei Hobeln 36 und 37, die entspreahend der jeweiligen Marschrichtung des Gerätes
im Einsatz sind. Da alle anderen Bauteile denen der vorbeschriebenen Geräte vergleichbar
sind, kann eine weitere Beschreibung entfallen.
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Fig. 11 zeigt in der Seitenansicht und schematisch ein Tagebaugewinnungsgerät
gemäß der Erfindung, das weniger kompakt ausgeführt ist als die vorstehend beschriebenen
Geräte. Es besteht aus einem Fahrwerk 38, das auf dem oberen Planum der terrassenförmig
abzubauenden Schicht läuft, und einem unteren Fahrwerk 39, das auf der Sohle der
Terrasse läuft. Zwischen den beiden Fahrwerken erstreckt sich die Brücke 40, die
als Bandbrücke (Förderband) ausgebildet ist. Auf der Brücke ist das Schaufelrad
41 drehbar und verfahrbar gelagert, das die an der Terrassenschräge gewonnenen Massen
auf die Bandbrücke abwirft, das die Massen nach oben über das Förderband 43 kontinuierlich
abfördert.
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In der Fig. 11 ist schematisch durch die Darstellung 44 angedeutet,
daß sich dieses Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tagebaugewinnungsgerätes
besonders einfach in seine Transportstellung, bei der sich die Fahrwerke
38
und 39 auf gleicher Höhe befinden, verstellen läßt und daß dieses Gerät geeignet
ist, ohne nennenswerten Aufwand jeden Terrassenwinkel der abzubauenden Schicht angepaßt
zu werden.
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