DE3235541A1 - Fluessigkeitsversorgungssystem fuer drehbare schneidkoepfe fuer bergwerksmaschinen - Google Patents

Description

Coal Industry (Patents) Limited,

Hobart House, Grosvenor Place, London SW1X 7AE, England

Flüssigkeitsversorgungssystem für drehbare Schneidköpfe für Bergwerksmaschinen.

Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeitsversorgungssysteme für drehbare Schneidköpfe für Bergwerksmaschinen.

Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Wasserzuführsysteme für Düsen, die auf oder nahe dem Schneidkopf angeordnet sind.

Bei einem üblichen Flüssigkeitsversorgungssystem ist es bekannt, daß es einer ersten Anzahl von Düsen, die nahe der äußeren Peripherie des drehbaren Schneidkopfes angeordnet sind, Wasser zuführt, um Sprühstrahlen in die Schneidzone zu richten, und daß es einer weiteren Anzahl von Düsen, die nahe der Nabe des Schneidkopfes angeordnet sind, Wasser zuführt, um Sprühstrahlen» die einen Luftstrom erzeugen, in axialer Richtung zum Schneidkopf zu richten. Die Sprühstrahlen aus den Düsen nahe der äußeren Peripherie des Schneidkopfes reduzieren oder kontrollieren den Staub, der während des Schneidens erzeugt wird, und die den Luftstrom erzeugenden Sprühstrahlen ventilieren den Schneidkopf und verhindern oder reduzieren/äürch den Aufbau einer Methan-Gas-Konzentration und entfernen den atembaren Staub, der von der Schneidzone weggeführt wird.

Obwohl ein solcher bekannter drehbarer Schneidkopf bezüglich der Kontrolle von Staub und Methan-Gas-Konzentration effektiv arbeitet, wurde in der Praxis herausgefunden, daß,

wenn beide Kontrollmethoden angewendet wurden, unannehmbar hohe Mengen an Wasser vom Schneidkopf abströmen. Die Wassermenge war so groß, daß überschüssiges Wasser nach dem Durchgang der Maschine auf dem Grubenboden zurückblieb. Das überflüssige Wasser neigt in der Regel dazu, die an der Abbaufront bestehenden Bergwerksbedingungen ungünstig zu beeinflussen, wodurch eine ernstliche Verschlechterung der Bedingungen verursacht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein besseres Wasserversorgungssystem für einen drehbaren Schneidkopf oder eine Bergwerksmaschine zu schaffen, welches die vorgenannten Schwierigkeiten überwindet oder reduziert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Flüssigkeitsversorgungssystem für einen drehbaren Schneidkopf für eine Bergwerksmaschine eine Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck zum Zuführen von unter relativ niedrigem Druck stehender Flüssigkeit zu Spritzdüsen', welehe beim Gebrauch Flüssigkeitssprühstrahlen zu der Schneidzone des Schneidkopfes hin richten, und eine Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck zum Zuführen von unter relativ hohem Druck stehender Flüssigkeit zu Spritzdüsen, die während des Gebrauchs Sprühstrahlen erzeugen, die einen Luftstrom induzieren.

Vorzugsweise umfaßt das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Zuführleitung für relativ hohen Druck zu dem drehbaren Schneidkopf und eine Abzweigungsleitung, welche eine Druckreduzierungseinrichtung umfaßt, um Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck von der Zuführleitung für relativ hohen Druck abzuleiten.

Zweckmäßigerweise ist der drehbare Schneidkopf auf einer Welle der Bergwerksmaschine aufsetzbar, wobei die Welle eine sich axial erstreckende Bohrung aufweist, und wobei das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Röhrenanordnung umfaßt, die sich entlang der Bohrung erstreckt, um die Zu-

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fUhrleitung für relativ hohen Druck zu speisen.

Vorzugsweise ist ein Verteilerblock mit der Röhrenanordnung hydraulisch verbunden.

Zweckmäßigerweise ist die Druckreduzierungseinrichtung dem Verteilerblock zugeordnet.

In alternativer Weise umfaßt die Röhrenanordnung ein relativ IQ innenliegendes Rohr entlang der Bohrung und ein relativ außenliegendes Rohr, welches sich im wesentlichen koaxial mit dem relativ innenliegenden Rohr erstreckt, wobei die beiden Rohre jeweils einer der beiden Versorgungseinrichtungen zugeordnet sind.

Vorzugsweise sind die Rohre mit entsprechenden Zuführdurchgängen, die im Verteilungsblock vorgesehen sind, hydraulisch verbunden.

Vorzugsweise speist der von dem der Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck zugeordneten Rohr gespeiste Zuführdurchgang einen ringförmigen Kanal, der sich um den Verteilerblock herum erstreckt.

Vorzugsweise sind die Spritzdüsen, die während des Gebrauchs einen Luftstrom erzeugende Sprühstrahlen erzeugen, auf dem Verteilungsblock in hydraulische Verbindung mit dem ringförmigen Kanal angebracht.

Vorzugsweise speist der Zuführdurchgang, der von dem der Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck zugeordnetem Rohr gespeist wird, einen Durchgang, der sich innerhalb des Schneidkopfes hin zu den Spritzdüsen erstreckt, welche bei Gebrauch Flüssigkeitssprühstrahlen zur Schneid-, zone hin richten.

Die vorliegende Erfindung sieht auch einen drehbaren Schneidkopf vor, der eine Nabenanordnung umfaßt, die auf

einer drehbaren Antriebseinheit einer Bergwerksmaschine antreibbar befestigbar ist, mit einem Laufbuchsenteil, der um die Nabenanordnung herum und mit dieser koaxial angeordnet ist, mit einer Luftstrotnerzeugungseinrichtung mit einer Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung zum Emittieren eines einen Luftstrom induzierenden Sprühstrahls, mit einer weiteren FlüssigkeitsspritzdUseneinrichtung zum Richten eines Flüssigkeitssprühstrahls zur Schneidzone des Schneidkopfes hin, mit einem FTüssigkeitsversorgungssystem mit einer Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck zum Zuführen von Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck zu der genannten weiteren Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung, und mit einer Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck zum Zuführen von Flüssigkeit unter relativ hohem Druck zu der erstgenannten Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung.

Vorzugsweise umfaßt das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Zuführleitung für relativ hohen Druck zu dem drehbaren Schneidkopf, und eine Äbzweigungsleitung mit einer Druckreduzierungseinrichtung zum Zufuhren von Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck aus der Zuführleitung für relativ hohen Druck.

Zweckmäßigerweise umfaßt die drehbare Antriebseinheit eine Welle rait einer sich axial erstreckenden Bohrung, wobei das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Rohranordnung umfaßt, welche sich für die Zuführleitung für relativ hohen Druck entlang der Bohrung erstreckt.

Vorzugsweise ist ein Verteilungsblock mit der Rohranordnung hydraulisch Vierbunden.

Zweckmäßigerweise ist die Druckreduzierungseinrichtung dem Verteilungsblock zugeordnet.
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In alternativer Weise umfaßt das Flüssigkeitsversorgungssystem ein relativ innenliegendes Rohr, welches sich entlang der axialen Bohrung erstreckt, und ein relativ außen-

liegendes Rohr, welches sich im wesentlichen koaxial mit dem relativ inneren Rohr erstreckt, wobei die Rohre jeweils einer der beiden Versorgungseinrichtungen zugeordnet sind.

Vorzugsweise sind die Rohre hydraulisch jeweils mit Zuführdurchgängen verbunden, die im Verteilungsblock vorgesehen sind.

Vorzugsweise speist der Zuführdurchgang, welcher von dem der Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck zugeordneten Rohr gespeist wird, einen ringförmigen Kanal, der sich rund um den Verteilungsblock erstreckt.

Vorzugsweise sind die Spritzdüsen, welche während des Gebrauchs Luftstrom erzeugende Sprühstrahlen emittieren, auf dem Verteilungsblock in hydraulischer Verbindung mit dem ringförmigen Kanal angeordnet.

Vorzugsweise speist der ZufUhrdurchgang, der von dem der Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck zugeordneten Rohr gespeist wird, einen Durchgang, der sich innerhalb des Schneidkopfes zu den Spritzdüsen hin erstreckt, der während des Gebrauchs Flüssigkeitssprühstrahlen zur Schneidzone hin richtet.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine unvollständige Teilansicht im Schnitt durch einen drehbaren Schneidkopf einer ßergwerksmaschine;

Fig. 2 eine unvollständige Endansicht eines Details von Fig. 1;

Fig. 3 eine unvollständige Schnittansicht durch einen Bereich der Nabe des drehbaren Schneidkopfes gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung; und

Fig. 4 ein unvollständige Schnittansicht ähnlich Fig. 3, jedoch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigend.

Fig. 1 bis 3 zeigen einen drehbaren Schneidkopf 1 einer an sich bekannten Bergwerksmaschine des Seher-Typs (shearer type) fur Kohlegewinnung 2 (nur ein Teil des Schneidabschnittes der Bergwerksmaschine ist gezeigt), der beim Betrieb entlang einer Abbaulangfront wiederholt hin- und hergeht, wobei der drehbare Schneidkopf von der Abbaufront Kohle

^q gewinnt. Die Kohle wird durch eine Vielzahl (nicht dargestellten) Schneidwerkzeugen, die um den Außenumfang des Schneidkopfes montiert sind, geschnitten, wobei die Schneidwerkzeuge auf (nicht dargestellten) Werkzeughaltern montiert sind, die an den radial außen liegenden Extrimitäten einer Vielzahl von Laderippen 4 für geschnittenes Erz getragen werden, welche sich schraubenförmig um und axial entlang eines im allgemeinen kegelstumpfförmigen Laufbuchsenteils 5 erstrecken, welcher bezüglich einer Nabenanordnung 6 fest montiert ist, welche auf einer Antriebswelle 7 antriebsmäßig montiert ist, die sich von dem Schneidbereich der Bergwerksmaschine erstreckt. Der Schneidbereich kann, wie in Fig. 1 angedeutet, durch einen Teil des Maschinenkörpers gebildet werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der Maschinenkörper auf einem unteren Rahmen 10 getragen, der mit Seinen 11 versehen ist, •welche Schuhe 12 aufweisen, um mit langgestreckten Schienen 13 gleitend zusammenzuwirken, wobei die Schienen 13 auf einem armierten flexiblen Förderer 14 fest montiert sind, der sich entlang der Abbaulangfront erstreckt. Der in Fig. t gezeigte Schuh 12 liegt auf der äußeren Fläche des Förderers, der auch die Rampenplatte 15 trägt, auf und wird durch sie geführt.

Der Laufbuchsenteil 5 ist auch mit einer im allgemeinen kegelstumpfförmigen ringförmigen Rückenplatte 16 versehen, welche dje Arbeitsseite des Schneidkopfes 1 bildet und eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Werkzeughaltern

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für (nicht dargestellte) Schneidwerkzeuge trägt.

Die Nabenanordnung 6, die im Detail in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt eine Kei Ischloßbuchsenandrdnung 17, 18, um den Schneidkopf antriebsmäßig mit der Antriebswelle 7 zu Verbinden.* Das innere Buchsenelement 17 wird auf der Welle durch eine Endrückhalteplatte 19 gehalten, die mit der Welle über Bolzen 20 verbunden ist und eine Lippe aufweist, die die Arbeitsflächenseite des inneren Buchsenelementes überlappt, wobei das Element über Abstandsglieder 21 daran gehindert wird, weiter entlang der Welle zu gleiten.

Das relativ gesehen äußere Buchsenelement 18 hat eine konische keilförmige Oberfläche,, die mit der konischen kei 1 förmigen Oberfläche zusammenarbeitet, die vom inneren Buchsenelement dargeboten wird. Auf diese Weise ist das äußere Buchsenelemten antriebsmäßig über das innere Buchsenelement mit der Antriebswelle verbunden. Eine weitere Rückhalteplatte 22, welche über Bolzen 23 mit dem inneren Buchsenelement verbunden ist, stellt sicher, daß die Keil Schloßanordnung nicht zufällig außer Eingriff geraten kann.

Der Laufbuchsenteil 5 ist auf der Nabenanordnung 6 über Platten 25, 26 fest montiert, welche in die Auss:hnitte in der äußeren Buchsenanordnung 18 und an die nach innen gerichtete Oberfläche des Laufbuchsenteils eingeschweißt sind". Die Platte 25 und das äußere Buchsenelement 18 weisen Durchgänge 27 auf, um eine Flüssigkeit zur Staubunterdrückung (z. 8. Wasser) zu der Schneidzone des Schneidkopfes zuzuführen, wie weiter unten erläutert werden wird.

Der Schneidkopf 1 weist eine Ventilationseinrichtung auf, welche eine Vielzahl von rohrförmigen Elementen 30 umfaßt, die um die Rotationsachse 31 der Antriebswelle und der Nabenanordnung winkelmäßig angeordnet sind, wobei die rohrförmigen Elemente in Ausschnitte eingeschweißt sind, die in den Plätten 25, 26 vorgesehen sind, so daß Durchgänge ausgebildet werden, die sich von der Arbeitsflächenseite

des Schneidkopfes zu der Maschinenseite des Schneidkopfes erstrecken. In den Zeichnungen sind die Achsen 32 der rohrförmigen Elemente im allgemeinen parallel zu der Rotationsachse der Nabenanordnung angeordnet. Jedoch sind bei anderen Ausführungsformen die Achsen zumindest einiger der rohrförmigen Elemente relativ zu der Achse der Nabenanordnung geneigt. Im Betrieb wird ein Luftstrom entlang den Durchgängen der rohrförmigen Elemente durch Flüssigkeitssprühnebel 33 erzeugt, die von einer Düsenanordnung 34 erzeugt werden, die auf einem Verteilerblock 35 angebracht sind, welcher mit der Nabenanordnung durch (nicht dargestellte) Bolzen verbunden ist, wobei die Achse eines jeden Sprühnebels 33 gegenüber der longitudinalen Achse des durch das zugehörige rohrförmige Element 30 definierten Durchgangs geneigt ist.

Der Verteil erdblock 35 umfaßt einen ringförmigen Kanal 36, der sich um den Block herum erstreckt, um die Druckflüssigkeit der Vielzahl von Düsen 34 zuzuführen, wobei der Kanal einen Eingangsdurchgang 37 aufweist, der sich entlang einem radial erstreckenden Arm 38 erstreckt. Der Durchgang 37 ist in hydraulischer Verbindung mit einem Durchgang 39, der von einem rotierbar angeordneten Rohr 40 gebildet wird, welches sich entlang einer Durchgangsbohrung 41 erstreckt, die in der Antriebswelle 7 ausgebildet ist. Die Maschinenseite des rotierbaren Rohres 40, (d. h. das vom Verteilerblock entfernte Ende) ist in einer Adaptereinheit 42 dichtend angeordnet, welche an dem Schneidabschnitt der Maschine fest angebracht ist. Eine unter Druck stehende Flüssigkeit wird dem Durchgang 39 über die öffnungen 43 und über einen flexiblen Schlauch zugeführt, der von einer nicht dargestellten Quelle unter relativ hohem Druck herführt und von der Bergwerksmaschine hinter sich hergezogen wird. Ein äußeres Rohr 44, welches um das innere Rohr 40 angeordnet ist, definiert einen ringförmigen Durchgang 45, welcher die Zuführöffnungen 46 und die Durchgänge 47 mit einem Durchgang 48 verbindet, welcher in dem vorerwähnten, sich radial erstreckenden Arm 38 vorgesehen ist und wobei eine hydrauli-

sehe Verbindung mit dem vorgenannten Durchgang 27, der in der Platte 25 ausgebildet ist, und dem äußeren Hülsenelement 18 über einen kurzen Verbindungsdurchgang 49, der in der Rückhalteplatte 22 ausgebildet ist, vorgesehen ist. Die Zuführöffnungen 46 sind in hydraulischer Verbindung mit einer (Tuelie von Flüssigkeit unter relativ geringem Druck, und zwar über einen (nicht dargestellten) Schlauch, der so angeordnet ist, daß er von der Bergbaumaschine hinterhergezogen wird, wenn sie sich entlang der Abbaufront bewegt, wobei die unter relativ geringem Druck stehende Flüssigkeit über Durchgänge 47, 45, 48, 49 und 27 (nicht dargestellten) Sprühdüsen zugeführt wird, die auf den Laderippen in Nachbarschaft mit der Schneidzone des Schneidkopfes angeordnet sind und gegen die Schneidwerkzeuge gerichtet sind. In alternativer Weise oder zusätzlich zu den der Schneidzone zugeordneten Sprühdüsen können tan den Laderippen oder am Laufbuchsenteil 5 Sprühdüsen vorgesehen sein, um entlang den Durchgängen für geschnittenes Mineral, die durch die Laderippen definiert sind, Sprühstrahlen zu richten. Diese Sprühdüsen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, können von einer Art ähnlich derjenigen sein, wie sie in den früheren britischen Patentanmeldungen Nr. 1 414 917 und 2 062 725 der Anmelderin offenbart sind.

Der Schneidkopf umfaßt auch eine Luftstromablenkeinrichtung, welche eine geneigte ringförmige Führungsplatte 50 umfaßt, (s. Fig. 1 und 2), die auf sich radial erstreckenden Armen 51 (von denen nur einer dargestellt ist) montiert ist, welche sich von einer Trägernabe 52 erstrecken, um eine Mehrzahl von langgestreckten öffnungen 49 zu definieren, die sich effektiv ganz um die Trägernabe herum erstrecken. Die Trägernabe 52 ist auf einer Trägeranordnung 53 für eine Ladekappe (nur ein kleiner Teil des Armes 54 derselben ist dargestellt) fest montiert. Beim Betrieb trachtet die Ladekappe, das geschnittene Gestein oder Mineral innerhalb der durch die Laderippen definierten Taschen zurückzuhalten und mit den schraubenförmigen Laderippen zusammenzuarbeiten, um das geschnittene Gestein und Mineral zu dem Förde-

rer 14 zu bewegen. Im Betrieb ist die Ladekappe nahe der Rückseite des Schneidkopfes angeordnet, während die Bergwerksmaschine sich entlang der Abbaulangfront bewegt. Wenn somit die Maschine das Ende eines Durchgangs erreicht und ihre Bewegungsrichtung umkehrt, ist es notwendig, daß die Ladekap'pe um etwa 180° um die Achse 31 der Antriebswelle geschwenkt wird, um auf der entgegengesetzten Seite des Schneidkopfes wieder angeordnet zu werden. Während/die Ladekappe um die Achse 31 geschwenkt wird, wird die geneigte Ablenkführungsplatte 50, die relativ zur Ladekappe fest montiert ist, ebenfalls um diese Achse geschwenkt. Da jedoch die öffnungen 49 eine effektiv kontinuierliche öffnung bilden, die sich ringförmig ganz um die Trägernabe 52 herum erstrecken, bleibt die Situation bezüglich der Öffnung effektiv unverändert. Eine Verschlußplatte 60, die relativ zum Schneidabschnitt der Bergwerksmaschine fest montiert ist, verschließt die öffnungen 49, die der relativ oberen Region der Ablenkplatte 50 zugeordnet sind (s. Fig. 1 und 2). Die Fig. 1 zeigt die Verschlußplatte 60, die in gleitendem Kontakt mit dem maschinenseitigen Ende der geneigten Platte 50 steht, wie sie die öffnungen 49 in der relativ oberen Region verschließt, um einen Luftstrom in Richtung zur Maschine hin in dieser Region des Schneidkopfes zu unterbinden. Wo die Verschlußplatte jedoch nicht wirksam ist (wie dies in der relativ unteren Region der geneigten Ablenkführung in Fig. 1 dargestellt ist), sind die öffnungen 49 offen und ein Luftstrom zu der Maschine hin ist in dieser Region erlaubt. Der Zweck dieser Anordnung wird weiter unten in der Beschreibung klargemacht werden.

Fig. 2 illustriert das Ausmaß des Gebietes, für das die Verschlußplatte 60 wirksam ist. In diesem speziellen Beispiel ist die relativ obere Region der öffnungenen 49 über einen Winkelbereich von ungefähr 200° geschlossen.

Eine solche Anordnung stellt sicher, daß während des Gebrauches ,.'wenn die Ladekappe um die Achse 3t der Antriebswelle verschwenkt wird, unabhängig von der Winkelposition

der Ladekappe die relativ untere Region der öffnungen 49 immer offen ist, um einen Luftstrom vom Schneidkopf zur Maschine zu ermöglichen, wobei die relativ obere Region der Öffnungen 49 für einen Luftstrom in Richtung Bergwerksmaschine immer geschlossen bleibt.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die geneigte Ablenkführung 50 benachbart bzw. nahe an dem maschinenseitigen Randende des LaufbuchsenteiIs 5 angeordnet ist und so ausgebildet

2Q ist, daß es radial nach außen über den benachbarten Endbereich des Laufbuchsenteils 50 hinausragt, um so eine ringförmige Öffnung 70 zu definieren. Der Winkel der Ablenkführung l.iegtvorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 5° bis 45° relativ zu einer im rechten Winkel zu der Rota-

j5 ' tionsachse 31 der Antriebswelle angeordneten Geraden (d.h. wie in Fig. 1 zwischen 5° und 45° von einec:im wesentlichen vertikalen Ebene).

Vorzugsweise ist die geneigte Ablenkführung 50 so angeordnet, daß die minimale Querschnittsfläche der Öffnung 70, die zwischen dem Laufbuchsenteil und der geneigten Ablenkführung definiert ist, mindestens so groß ist wie die gesamte minimale Querschnittsfläche der durch das rohförmige Element 30 definierten Durchgänge.

Im Betrieb, während die Maschine entlang der Abbaulangfront läuft, wobei der Schneidkopf 1 Gestein oder Mineral von der Abbaufront gewinnt, wird Druckflüssigkeit unter einem relativ niedrigem Druck über die öffnungen 46 den am Schneidkopf vorgesehenen Sprühdüsen, wie weiter oben erklärt, zugeführt, um den durch die Schneidwerkzeuge erzeugten Staub, zu unterdrücken. Gleichzeitig wird eine Flüssigkeit unter relativ hohem' Druck in öffnungen 43 zugeführt und von hier über Durchgänge 39 und 37 und den Kanal 36 zu den Düsen 34, die jedem der rohrförmigen Elemente 30 zugeordnet sind, so daß Sprühstrahlen, die einen Luftstrom erzeugen, entlang¹ den durch die rohrförmigen Elemente definierten Durchgängen erzeugt werden, so daß innerhalb des Laufbuchsenteils

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5 ein Luftstrom erzeugt wird, welcher entlang eines ersten Bahnabschnittes in einer im wesentlichen gegen das maschinenseitige Ende des Schneidkopfs gerichteten Richtung ■. strömt, wie dies in Fig. 1 allgemein durch die Pfeile X angedeutet ist. Die Wirkungsweise der Ventilationseinrichtung 34*, 30 umfaßt auch einen Luftstrom entlang einem zweiten Bahnabschnitt radial außerhalb des Laufbuchsenteils 5 in einer allgemeinen Richtung weg von dem bergwerksmaschinenseitigen Ende des Schneidkopfes. Der Luftfluß entlang dem zweiten Bahnabschnitt ist im allgemeinen mit den Pfeilen Y angedeutet.

In der relativ oberen Region des Schneidkopfes wird der induzierte Luftstrom, der entlang dem ersten Bahnabschnitt und in einer allgemeinen Richtung zu dem bergwerksmaschinenseitigen Ende des Schneidkopfes hin fließt, durch den kombinierten Effekt der Verschlußplatte 60 und der geneigten · Ablenkführung 50 umgelenkt, so daß der Luftstrom, der entlang dem ersten Bahnabschnitt strömt, in diesem Bereich des Schneidkopfes zu dem Luftstrom gelenkt wird, der entlang dem zweiten Bahnabschnitt strömt, und hierbei neigt ein vorgewählter Anteil des Luftstroms zusammen mit einigem Wasser aus den den Luftstrom erzeugenden Sprühstrahlen dazu, innerhalb des Schneidkopfes rezirkuliert zu werden.

In der relativ unteren Region des Schneidkopfes wird es dem induzierten Luftstrom, der entlang dem ersten Bahnabschnitt und in einer allgemeine Richtung zu der Bergwerksmaschinenseite des Schneidkopfes hinströmt, ermöglicht, durch die offenen Offnungen 49 hindurchzugehen, und entlang einem dritten Bahnabschnitt, der allgemein durch die Pfeile Z gekennzeichnet ist, aus dem Schneidkopf in den Hauptventilationsluftstrom entlang der Abbaulangfront ausgelassen zu werden.

Der vorgewählte Anteil an Luftstrom und diesem zugeordnetem Wasser aus den den Luftstrom erzeugenden Sprühstrahlen, der innerhalb des Schneidkopfes rezirkuliert wird, ist durch

die winkelmäßige Ausdehnung der Verschlußplatte 60 und den Neigungswinkel der AblenkfUhrung 50 bestimmt. Man wird bemerken, daß der Anteil an Luftstrom, welcher rezirkuliert wird, um so größer ist, je größer die winkelmäßige Aüsdehnung der Verschlußplatte ist, und umgekehrt.

ι·

Die Wirkung des Rezirkulierens des Luftstroms reduziert das Ärgernis von nasser Luft, die . durch die Bergwerksarbeiter in die Arbeitszone abgeführt wird. Zusätzlich wird das

IQ mit dem Luftstrom rezirkulierte Wasser mit dem gebrochenen Material, welches jeweils gerade innerhalb der durch die Laderippen 4 definierten Taschen gefördert wird, gemischt und es befeuchtet hierbei das geschnittene Material. Während daher das Material entlang dem Fördersystem einschließlieh dem Förderer 14 gefördert wird, ist eine reduzierte Staubentwicklung zu verzeichnen, insbesondere wenn das befeuchtete Material über Transferstationen gebracht wird.

Aller Staub, der innerhalb des Bereiches des Schneidkopfes erzeugt wird, wird entlang dem zweiten Luftstrom-Bahnabschnitt um die Arbeitsflächenseite des Schneidkopfes und in die durcnVrohrf örmi gen Elemente 30 gebildeten Luftstromdurchgänge geführt, wo er durch die den Lufstrom erzeugenden Sprühstrahlen 33 aus den Düsen 34 wirksam befeuchtet wird. Der befeuchtete Staub wird entlang dem ersten Luftstrom-Bahnabschnitt geführt und wird entweder durch die Ablenkeinrichtung 50, 60 abgelenkt, um mit dem momentan innerhalb der Ladetaschen befindlichen Material gemischt zu werden, oder er wird durch die offenen öffnungen 49 zweckmäßigerweise in dem relativ unten liegenden Bereich des Schneidkopfes zu der Bergwerksmaschine und dem Förderer 14 abgeführt. Die Staubkonzentration innerhalb der Schneidezone wird auch durch die Wirkung der vorgenannten, auf den Laderippen oder auf dem Laufbuchsenteil befestigten Sprüher reduziert.

Jegliches Methan, welches innerhalb der Schneidzone erzeugt wird, wird mit dem erzeugten Luftstrom abgezogen und in

einem verdünnten Zustand durch die gleichen offenen öffnungen 49, die sich regelmäßig in der relativ unteren Region des Schneidkopfes befinden abgeführt, oder über die Platte 60 in der oberen Region rezirkuliert.

Die vorliegende Erfindung schafft einen verbesserten Schneidkopf, welcher dazu neigt, die innerhalb der Schneidzone auftretenden Staubkonzentrationen auf ein annehmbar niedriges Niveau zu reduzieren oder zu kontrollieren, wobei die Menge des hierbei verwendeten Wassers annehmbar niedrig gehalten werden kann. Auch wird die Methankonzentration in der Nähe der Schneidezone innerhalb der gewünschten Grenzen gehalten.

Fig. 1 zeigt den Schneidkopf, der mit einem Sensor 100 für

^g Gas- und/oder Luftstrom ausgerüstet ist, um einen vorwählbaren Zustand in der Nähe des Schneidkopfes nachzuweisen, beispielsweise die Konzentration von Methan in der Nähe des Schneidkopfes, und hieraus ein Signal abzuleiten, welches die gemessene Konzentration anzeigt. Der Sensor kann auf der Arbeitsflächenseite der rohrförmigen Elemente 30 angeordnet sein,..(wie dargestellt). Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Sensoren auf der Maschinenseite der rohrförmigen Elemente 30 angeordnet sein. Es ist wahrscheinlich, daß Sensoren, die auf der Arbeitsflächenseite der rohrförmigen Elemente angeordnet sind, die Methankonzentration nachweisen, und daß Sensoren, die auf der Maschinenseite der rohrförmigen Elemente angeordnet sind, die Bedingungen bezüglich des Luftstroms nachweisen, wobei der zuletztgenannte Sensor das Luftstromvolumen und/oder den Luftstromdruck nachweist. Das abgeleitete Signal wird über (nicht dargestellte) Kabel zu einer (nicht dargestellten) Prozessoreinrichtung geführt, die entweder auf der Bergwerksmaschine befestigt ist oder auf einem Kontrollpult, welches am Ende der Abbaufront entfernt von der Maschine angeordnet ist. Die Prozessoreinrichtung empfängt das abgeleitete Signal und kann die Stromzufuhr zu der Bergbaumaschine abschalten, falls die nachgewiesene Gaskonzentration einen vorgewählten kritischen Wert erreichen sollte

1 oder sich einem solchen Wert nähern sollte. In alternativer Weise oder zusätzlich aktiviert die Prozessoreinrichtung einen Alarm, sollte die nachgewiesene Gaskonzentration einen vorgewählten kritischen Wert erreichen oder sich einem solchen Wert nähern.

Ein Luftstromsensor ist in der Regel vorgesehen, um die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung zu messen, und er ist in der Regel dazu ausgebildet, ein Signal zu erzeugen, welches die gemessene Strömungsgeschwindigkeit anzeigt. Der Sensor kann die Strömungsgeschwindigkeit messen, indem er den Druck des Luftstroms nachweist, und in diesem Fall ist der Sensor so ausgelegt, daß er ein Signal erzeugt, welches dem gemessenen Druck proportional ist..

In Fig. 3 ist nahe der rechten Seite der Zeichnung eine Sensoranordnung 101 für den Flüssigkeitsfluß angedeutet, welche in die Wasserversorgung mit unter relativ hohem Druck stehendem Wasser für die Düsen 34 im Verteilerblock 35 eingebaut ist, und die dazu ausgelegt ist, eine vorgewählte Betriebsbedingung der Wasserversorgung für die Düsen 34 zu messen. Die Anordnung umfaßt eine Sensoreinheit 102 für Flüssigkeitsfluß und/oder Flüssigkeitsdruck, welcher durch eine Verbindungsleitung 103 Wasser unter relativ hohem Druck zugeführt wird, wobei die Verbindungsleitung 103 mit der oben genannten, unter relativ., hohem Druck stehenden Quelle über einen flexiblen Schlauch verbunden ist. Der Ausgang der Flußsensoreinheit 102 ist über Verbindungen 104 mit den beiden Eingangsöffnungen 43 des oben beschriebenen Systems innerhalb des Schneidkopfes für unter relativ hohem Druck stehendes Wasser verbunden.

Die Sensoreinheit 102 mißt den Fluß des Wassers zu dem r-elativ hohen Drucksystem und leitet ein Signal ab, welches den Fluß anzeigt. Das abgeleitete Signal wird zu einer (nicht dargestellten) Prozessoreinheit geführt, welche das Signal aufnimmt und durch Abschalten der Stromversorgung für die Bergwerksmaschine die Maschine deaktiviert, falls

der gemessene Fluß unter ein vorwählbares Volumen fällt. Alternativ oder zusätzlich zu dem Flußsensor kann die Sensoreinheit einen Flüssigkeitsdrucksensor umfassen, welcher den Flüssigkeitsdruck mißt und ein Signal erzeugt, welches den Versorgungsdruck anzeigt, wobei das Signal die Maschine deaktivieren kann, falls der Druck einen vorwahl baren kritischen Wert erreicht. Falls daher während des Betriebes irgendeine der Düsen 24 blockieren sollte oder aus bestimmten Grürxfen nicht mehr arbeiten sollte, so mißt die Flußsensoreinheit 102 die hieraus resultierende Verminderung des Wasserflusses, es wird ein entsprechendes Signal erzeugt und die Prozessoreinrichtung betätigt eine Steuereinrichtung, um die Maschine abzuschalten. Eine solche Anordnung stellt sicher, daß, falls irgendeine der Düsen 34 verstopftwird oder ausfällt, so daß entlang dem Durchgang des zugeordneten rohrförmigen Elements 30 kein den Luftfluß erzeugender Sprühstrahl erzeugt wird, die Maschine angehalten wird. Eine solche Anordnung kann als notwendig angesehen werden, wenn unter solchen Bedingungen gearbeitet wird, bei denen keine Rezirkulation des Luftstroms innerhalb des Laufbuchsenteils toleriert werden kann oder wo nur ein vorbestimmter Betrag an Rezirkulation toleriert werden kann. Es versteht sich, daß, falls irgendeiner der Sprühstrahler blockiert wird oder ausfällt, ein Luftstrom gezwungen werden könnte, entlang dem Durchgang des zugeordneten rohrförmigen Elements in umgekehrter Richtung zu strömen, d. h. weg von der Bergwerksmaschinenseite des Schneidkopfes und hin zur Arbeitsflächenseite des Bohrkopfes. Auf diese Weise würde eine Rezirkulation des Luftstroms innerhalb des Laufbuchsenteils stattfinden und es könnte ein hieraus resultierender ekzessiver Aufbau von Methankonzentration innerhalb der Schneidzone auftreten. Jedoch durch Vorsehen der Flußsensoranordnung, die die Einheit 112 umfaßt, wird eine solche möglicherweise gefährliche Betriebsbedingung vermieden.

In anderen Ausführungsformen ist die Einheit 101 dazu ausgelegt, einen Alarm auszulösen, falls der Wasserfluß unter

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lein vorbiestimmbares Volumen fällt.

Im folgenden wird auf die Fig. 4 Bezug genommen, welche ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Röhrenanordnung erstreckt sich in axialer Richtung entlang der Bohrung 41, die in der Welle 7 vorgesehen ist. Die Röhrenanordnung umfaßt ein einzelnes Rohr 300, welches in eine Adaptereinheit 301 dichtend eingreift, welche auf der Seite des Maschinenkörpers angeordnet ist und mit Durchgä'ngen 302 versehen ist, um Flüssigkeit unter relativ hohem Druck von einer Zuführleitung 303 für relativ hohen Druck zuzuführen. Die Adaptereinheit 301 umfaßt eine Flüssigkeitsdichtung 304 und eine Lagerbuchse 305, um mit dem Rohr::300 zusammenzuwirken, welches beim Gebrauch mit dem drehbaren Schneidkopf 1 rotiert.

Ein Verteilerblock 306, welcher innerhalb des Schneidkopfes angeordnet ist, ist mit dem der Adaptereinheit 301 ferne liegenden Ende des Rohres 300 hydraulisch verbunden. Der Vertei1ungsblock umfaßt Durchgänge 307 zum Zuführen von Flüssigkeit unter relativ hohem Druck zu den Düsen 34, die dem ringförmigen Kanal 36, der sich um den Block herumg erstreckt, zugeordnet sind. Der Verteilungsblock 306 umfaßt auch Durchgänge 307 (nur einer ist dargestellt) für Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck für die Sprühstrahlendüsen zum Richten eines Flüssigkeitssprühstrahls zu der Schneidzone des Schneidkopfes hin. Die Durchgänge 308 bilden Abzweigungsleitungen von der Zuführleitung für relativ hohen Druck, wobei in der Abzweigungsleitung eine Druckreduzierungseinrichtung 309 vorgesehen ist. In Fig. 4 ist die Druckreduzierungseinrichtung, wie dargestellt, mit dem Rohr 300 axial angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen ist die Druckreduzierungseinrichtung an anderer Stelle auf dem Verteilungsblock unter radialem Abstand von der Rotationsachse angeordnet.

Sämtliche .aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung ,

1 einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims (20)

^BROSEDKa BROSE D-8023 München-Pullach. Wiener Str ύ; fei i0i9)> 93-30 ""; Teles 52>Z147*bros d; Cables: «Paientibus- München Diplom Ingenieure COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED5 Hobart House, Grosvenor Place, London SW1X 7AE, England Ihr Zeichen: Tag: Yourref: Case 4436 Date: 23. Sept. 1982 Re/pr PATENTANSPRÜCHE

1. Flüssigkeitsversorgungssystem für einen drehbaren Schneidkopf einer Bergwerksmaschine, mit einer Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck zum Zuführen von unter relativ niedrigem Druck stehender Flüssigkeit zu Spritzdüsen, welche beim Gebrauch Flüssigkeitssprühstrahlen zu der Schneidzone des Schneidkopfes hin richten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungseinrichtung (107) für relativ hohen Druck zum Zuführen von unter relativ hohem Druck stehender Flüssigkeit zu Spritzdüsen (34) vorgesehen ist, welche während des Gebrauchs Sprühstrahlen erzeugen, die einen Luftstrom induzieren.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführleitung (300, 302, 307) für relativ hohen Druck zu dem drehbaren Schneidkopf (1) vorgesehen ist, welche mit einer Abzweigleitung (308) versehen ist, welche eine Druckreduzierungseinrichtung (309) umfaßt, um Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck von der Zuführleitung für relativ hohen Druck abzuleiten.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der drehbare Schneidkopf auf eine Welle der Bergwerksmaschine aufsetzbar ist, wobei die Welle eine sich axial erstreckende Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Röhrenanordnung (300) umfaßt, die sich entlang der Bohrung (41) erstreckt, um die Zuführleitung für relativ hohen Druck zu speisen.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilerblock (306) mit der Röhrenanordnung (300) hydraulisch verbunden ist.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckreduzierungseinrichtung (309) dem Verteilerblock (306) zugeordnet ist.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenanordnung ein relativ innenliegendes Rohr umfaßt, welches sich entlang der Bohrung (41) erstreckt, und ein relativ außenliegendes Rohr (44), welches sich im wesentlichen koaxial mit dem relativ innenliegenden Rohr erstreckt, wobei die beiden Rohre jeweils einer der beiden Versorgungseinrichtungen zugeordnet sind.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (40, 44) mit entsprechenden Zufuhrdurchgängen (48, 37), die im Verteilungsblock (35) vorgesehen sind, hydraulisch verbunden sind.

8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck einen ringförmigen Kanal (36) umfaßt, der sich um den Verteilungsblock (306) herum erstreckt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüsen (34), die während des Gebrauchs einen Luftstrom induzierende Sprühstrahlen erzeugen, auf dem Verteilungsblock (306) in hydraulischer Verbindung mit dem ringförmi-

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gen Kanal (36) angebracht sind.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck (308) einen Durchgang speist, der sich innerhalb des Sdineidkopfes hin zu den Spritzdüsen erstreckt, welche bei Gebrauch Flüssigkeitssprühstrahlen zur Schneidzone hin richten.

11. Drehbarer Schneidkopf mit einer Nabenanordnung, die auf einer drehbaren Antriebseinheit einer Bergwerksmaschine antreibbar befestigbar ist, mit einem Laufbuchsenteil, der um die Nabenanordnung herum und mit dieser koaxial angeordnet ist, mit einer Luftstromerzeugungseinrichtung mit einer Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung zum Emittieren eines einen Luftstrom induzierenden Sprühstrahls, mit einer weiteren Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung zum Richten eines Flüssigkeitssprühstrahls zur Schneidzone des Schneidkopfes hin, und mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem mit einer Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck zum Zuführen von Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck zu der genannten weiteren Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck (300, 302, 307, 36) vorgesehen ist, um Flüssigkeit unter relativ hohem Druck der erstgenannten Flüssigkeitsspritzdüseneinrichtung (34) zuzuführen.

12. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Zuführleitung (302, 300) für relativ hohen Druck zu dem Schneidkopf (1) umfaßt, sowie eine Abzweigleitung (308) mit einer Druckreduzierungseinrichtung (309) zum Zuführen von Flüssigkeit unter relativ niedrigem Druck aus der ZufUhrleitung für relativ hohen Druck.

13. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 11 oder 12, mit einer Welle mit einer sich axial erstreckenden Bohrung,

dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsversorgungssystem eine Rohranordnung (300) umfaßt, welche sich für
die Zuführleitung für relativ hohön Druck entlang der
Bohrung (41) erstreckt.

14. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilungsblock (306) mit der Rohranordnung (300) hydraulisch verbunden ist.

15. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckreduzierungseinrichtung (309) dem
Verteilungsblock (306) zugeordnet ist.

16. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenanordnung ein relativ innenliegendes Rohr (40) umfaßt, welches sich entlang der axialen Bohrung erstreckt, und ein relativ außenliegendes Rohr (44"),
welches sich im wesentlichen koaxial mit dem relativ innenliegenden Rohr erstreckt, wobei die Rohre jeweils einer der beiden Versorgungseinrichtungen zugeordnet sind.

17. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (40, 44) hydraulisch jeweils mit
Zuführdurchgängen (48, 37) verbunden sind, die im Verteil

lungsblock (35) vorgesehen sind.

18. Drehbarer Schneidkopf nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung für relativ hohen Druck (302, 300, 307) einen ringförmigen Kanal (36) speist, der sich rund um den
Verteilungsblock (306) erstreckt.

19. Drehbarer Schneidkopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüsen, welche während des Gebrauchs einen Luftstrom induzierende Sprühstrahlen emittieren, auf
dem Verteilungsblock (306) in hydraulischer Verbindung mit
dem ringförmigen Kanal(36) angeordnet sind.

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20. Drehbarer Schneidkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung für relativ niedrigen Druck (308, 309) einen Durchgang speist, der sich innerhalb des Schneidkopfs

5 (1) zu den Spritzdüsen hin erstreckt, die während des Gebrauchs Flüssigkeitssprühstrahlen zur Schneidzone hin richten.