DE3401467C1 - Drilling vehicle for tunneling and extraction - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drilling vehicle according to the preamble of claim 1.
Bekannte Bohrfahrzeuge dieser Art (Prospekt »Salzgitter Hydraulikbohrwagen im Baukastensystem für schlagendes und drehendes Bohren« W 399.283.1000 H der Anmelderin) sind als Sprenglochbohrwagen ausgebildet. Well-known drilling vehicles of this type (brochure »Salzgitter hydraulic drilling vehicles in the modular system for percussive and rotating drilling "W 399.283.1000 H of the applicant) are designed as blasthole drilling vehicles.
Aus dem Prospekt »Salzgitter Bohrwagen« W 287.282.500 H der Anmelderin sind Großlochbohrwagen zur vollmechanischen Herstellung von Einbruchsgroßbohrlöchern an sich bekannt. Dort ist eine Lafette für eine Großlochbohrvorrichtung an einem Rahmen des Bohrwagens um ± 6° in Längsrichtung neigbar gelagert. Large-hole drilling rigs are from the prospectus »Salzgitter Bohrwagen« W 287.282.500 H of the applicant known per se for the fully mechanical production of large intrusion boreholes. There is a carriage there for a large hole drilling device mounted on a frame of the drilling carriage inclinable by ± 6 ° in the longitudinal direction.
In der Zeitschrift »Glückauf«, 119 (1983) Nr. 14, Seite 674 bis 683, befaßt sich ein Beitrag »Neuere Erkenntnisse bei der Gestaltung der Sprengarbeit im Steinkohlenberbau« von Professor Dr.-Ing. Wild u. a. auf den Seiten 676 und 677 mit »Einbruchsverfahren und Abschlaglängen«. Die dort erwähnten Einbruchsgroßbohrlöcher und Sprenglöcher wurden nacheinander mit unterschiedlichen speziellen Bohrwagen gebohrt. Dies erfordert einen verhältnismäßig hohen Zeit- und Geräteaufwand. In the magazine "Glückauf", 119 (1983) No. 14, page 674 to 683, a contribution deals with "Newer Findings in the Design of Blasting Work in Hard Coal Mining" by Professor Dr.-Ing. Wild et al. on pages 676 and 677 with »Burglary procedures and cut lengths«. The large collapse boreholes and blast holes mentioned there were successively with different ones special drill rig drilled. This requires a relatively high expenditure of time and equipment.
Aus der EP-Bl-OO 26 942 ist ein Bohrarm für Bohrmaschinen zum Bohren von Spreng- und Ankerbohrlöchern in Strecken oder Abbauräumen des Bergbaus bekannt, bei welchem am Ende eines Auslegers über ein Kreuzgelenk die Führungsbetten von zwei nebeneinander angeordneten Bohrmaschinen angelenkt sind. Dieser bekannte Bohrarm befindet sich auf einem Fahrzeug und ermöglicht beim Auffahren von Strecken oder Abbauriiumen eine Reduzierung der Bohrzeil.From EP-Bl-OO 26 942 is a drill arm for drilling machines for drilling explosive and anchor holes Known in routes or mining areas, in which at the end of a boom over a Universal joint, the guide beds of two drills arranged side by side are articulated. This known drilling arm is located on a vehicle and allows when driving on routes or Abbauriiumen a reduction in the drilling line.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Bohrfahrzeug zu schaffen, mit dem für das Einbruchsverfahren sowohl die Einbruchsgroßbohrlöcher als auch die Sprenglöcher gebohrt werden können. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1. Es kommen je nach dem Einsatzfall z. B. raupen- oder reifenfahrbare Fahrzeuge in Betracht. Es ist vorzugsweise eine an sich bekannte selbsttätige Parallelführung der Lafette vorgesehen. Die Lafette ist vorne mit einem Verspanndorn zur Sicherung der Arbeitsposition versehen. Bei dem Bohrdrehantrieb der Sprenglochbohrvorrichtung kann es sich um einen Antrieb für drehendes oder schlagendes Bohren handeln. Die zusätzliche Großlochbohrvorrichtung an: der Lafette bringt zunächst den erheblichen betrieblichen Vorteil mit sich, daß einerseits Großlöcher im Durchmesserbereich von z. B. 150 bis 250 mm und andererseits Sprenglöcher mit ein und demselben Bohrfahrzeug in die Ortsbrüst eingebracht werden können. Es entfällt somit die Verlustzeit für das Rangieren der bekannten beiden Bohrfahrzeuge, von denen das eine die Großbohrlöcher und das andere die Sprenglöcher bohrt. In vielen Fällen steht für dieses Rangieren außerdem in der Strecke nur unzureichender Platz zur Verfügung, so daß die beiden Bohrfahrzeuge oft verhältnismäßig lange Wege zu einer Ausweichstelle zurücklegen müssen. Vermieden sind außerdem die doppelten Anschaffungskosten für zwei Bohrfahrzeuge. Ein weiterer Vorteil ist der, daß mit dem neuen Bohrfahrzeug Großbohrlöcher und Sprenglöcher gleicher Länge hergestellt werden können. Dadurch, daß die Längsachsen des Lafettenhalters der Großlochbohrvorrichtung der Lafette und der Sprenglochbohrvorrichtung annähernd in einer Ebene angeordnet sind, ergibt sich der weitere Vorteil, daß wenn die Sprenglochbohrvorrichtung in größerem Abstand von dem Lafettenhalter liegt als die Großlochbohrvorrichtung, auch in den äußersten Umfangsbereich des Ausbruchquerschnitts Sprenglöcher eingebracht werden können. Von Vorteil ist dabei, daß der Ausleger sich um eine waagerechte Schwenkachse um 360° schwenken läßt.It is the object of the invention to create a drilling vehicle with which both the large intrusion boreholes and the blast holes can be drilled for the intrusion method. This object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1. Depending on the application, for. B. caterpillar or tire-driven vehicles into consideration. An automatic parallel guidance of the mount, known per se, is preferably provided. The carriage is provided with a clamping mandrel at the front to secure the working position. The rotary drill drive of the blasthole drilling device can be a drive for rotary or percussive drilling. The additional large hole drilling device: the carriage initially has the significant operational advantage that on the one hand large holes in the diameter range of z. B. 150 to 250 mm and on the other hand, blast holes can be introduced into the working face with one and the same drilling vehicle. There is thus no lost time for maneuvering the two known drilling vehicles, one of which drills the large boreholes and the other drills the blast holes. In many cases, there is also insufficient space available in the route for this maneuvering, so that the two drilling vehicles often have to cover relatively long distances to an alternative point. The double acquisition costs for two drilling vehicles are also avoided. Another advantage is that large boreholes and blast holes of the same length can be made with the new drilling vehicle. The fact that the longitudinal axes of the carriage holder of the large hole drilling device, the carriage and the blast hole drilling device are arranged approximately in one plane, results in the further advantage that if the blast hole drilling device is at a greater distance from the carriage holder than the large hole drilling device, even in the outermost circumferential area of the blast hole cross-section can be introduced. The advantage here is that the boom can be pivoted through 360 ° about a horizontal pivot axis.
Die Merkmale des Anspruchs 2 bringen den Vorteil mit sich, daß die Lafette mit einfachen, ein geringes Gewicht aufweisenden Mitteln an dem Lafettenhalter geführt ist.The features of claim 2 have the advantage that the mount with simple, a low Weight-bearing means is guided on the carriage holder.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
Die Fig. IA und IB als Fig. 1 eine Seitenansicht eines
Bohrfahrzeugs,The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings. It shows
FIGS. 1A and 1B as FIG. 1 shows a side view of a drilling vehicle,
Die F i g. 2A und 2B als F i g. 2 die Draufsicht auf das Bohrfahrzeug gemäß F i g. 1,The F i g. 2A and 2B as FIG. 2 shows the top view of the drilling vehicle according to FIG. 1,
F i g. 3 die Schnittansicht nach Linie 3-3 in F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,F i g. 3 shows the sectional view along line 3-3 in FIG. 1 in an enlarged view,
F i g. 4 ein Bohrbild für mit dem erfindungsgemäßen Bohrfahrzeug einbringbare Bohrung und
F i g. 5 die Schnittansicht nach Linie 5-5 in F i g. 4.
F i g. 1 zeigt ein Bohrfahrzeug 1 mit einem Raupenfahrwerk 2 und einem robusten Stahlrahmen 3 für
schweren Einsatz unter Tage. An dem Stahlrahmen 3 sind ein Elektromotor 4, ein Hydraulikpumpenaggregat
5, Hydrauliktanks und ein Steuerstand 6 montiert. Der Stahlrahmen 3 trägt ferner einen Schwenkantrieb 7,
dessen Abtriebswelle 8 eine waagerechte Längsachse 9 aufweist. An der Abtriebswelle 8 befindet sich eine
Drehdurchführung 10 für Versorgungsleitungen.F i g. 4 shows a drilling pattern for a hole that can be introduced with the drilling vehicle according to the invention, and FIG
F i g. 5 shows the sectional view along line 5-5 in FIG. 4th
F i g. 1 shows a drilling vehicle 1 with a crawler track 2 and a robust steel frame 3 for heavy use underground. An electric motor 4, a hydraulic pump unit 5, hydraulic tanks and a control stand 6 are mounted on the steel frame 3. The steel frame 3 also carries a swivel drive 7, the output shaft 8 of which has a horizontal longitudinal axis 9. A rotary leadthrough 10 for supply lines is located on the output shaft 8.
An der Drehdurchführung 10 sind diametral gegenüberliegend Arme 11 und 12 befestigt. Der Arm 11 trägt eine Achse 13 mit in Fig. 1 waagerechter LängsachseArms 11 and 12 are fastened diametrically opposite one another on the rotary leadthrough 10. The arm 11 carries an axis 13 with a horizontal longitudinal axis in FIG. 1
t>5 14. An den Enden der Achse 13 sind Träger 15 und 16
(F i g. 2) angelenkt, die zu einem Ausleger 17 miteinander verbunden sind.
Zwischen den Trägern 15,16 ist an dem anderen Armt> 5 14. At the ends of the axle 13, supports 15 and 16 (FIG. 2) are articulated, which are connected to one another to form an arm 17.
Between the brackets 15,16 is on the other arm
34 Ol34 Ol
12 an einer Anlenkachse 18 eine Kolben-Zylinder-Einheit 19 für das Heben und Senken des Auslegers 17 angelenkt. Die Kolben-Zylinder-Einhcit 19 greift am anderen Ende an einer Anlenkachse 20 des Auslegers 17 an. r)12, a piston-cylinder unit 19 for raising and lowering the boom 17 is articulated on a pivot axis 18. The piston-cylinder unit 19 engages at the other end on a pivot axis 20 of the boom 17. r )
' Koaxial mit der Anlenkachse 18 sind an dem Arm 12 Anlenkachsen 21 und 22 für Geberzylinder 23 und 24 befestigt. Die Geberzylinder 23,24 sind an dem anderen Ende jeweils mit einer Anlenkachse 25 verbunden, die innen an den Trägern 15, 16 befestigt sind. Statt der beiden Geberzylinder 23,24 könnte auch nur einer von ihnen vorgesehen sein.Coaxial with the articulation axis 18 are articulation axes 21 and 22 for master cylinders 23 and 24 on the arm 12 attached. The master cylinder 23,24 are each connected at the other end to a pivot axis 25 which are attached to the inside of the supports 15, 16. Instead of the two master cylinders 23,24, only one of be provided for them.
Ein oder zwei zugehörige Nehmerzylinder 26 sind mit den Geberzylindern 23, 24 in an sich bekannter Weise hydraulisch verbunden und bilden eine zwangsweise Parallelführung für eine später noch zu beschreibende Lafette. Der oder die Nehmerzylinder 26 sind einerseits an einer Anlenkachse 27 des Auslegers 17 und andererseits an einer Anlenkachse 28 eines Kippstückes 29 angelenkt, das durch den oder die Nehmerzylinder 26 um eine in F i g. 1 waagerechte Achse 30 kippbar ist.One or two associated slave cylinders 26 are connected to the master cylinders 23, 24 in a manner known per se hydraulically connected and form a compulsory parallel guide for a later to be described Mount. The slave cylinder or cylinders 26 are on the one hand on a pivot axis 27 of the boom 17 and on the other hand hinged to a pivot axis 28 of a tilting piece 29, which by the slave cylinder or cylinders 26 to one in FIG. 1 horizontal axis 30 is tiltable.
An dem Kippstück 29 ist um eine in F i g. 1 senkrechte Schwenkachse 31 ein Lafettenhalter 32 schwenkbar gelagert. Die Schwenkung geschieht durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 33, die einerseits an dem Lafettenhalter 32 und andererseits an einem seitlichen Fortsatz 34 des Kippstückes 29 angelenkt ist.On the tilting piece 29 is one in F i g. 1 vertical pivot axis 31, a carriage holder 32 is pivotably mounted. The pivoting is done by a piston-cylinder unit 33, which is on the one hand on the carriage holder 32 and, on the other hand, is hinged to a lateral extension 34 of the tilting piece 29.
In Richtung der Längsachse 35 des Lafettenhalters 32 erstreckt sich eine Kolben-Zylinder-Einheit 36 für die axiale Verschiebung einer Lafette 37 relativ zu dem Lafettenhalter 32. Die Kolbenstange der Kolben-Zylinder-Einheit 36 greift an einer Anlenkachse 38 eines Anschlußstücks 39 an, das an einer Führung 40 für ein Wendelbohrgestänge 41 einer Einbruchsgroßlochbohrvorrichtung 42 befestigt ist. Die Führung 40 ist ihrerseits an dem vorderen Ende der Lafette 37 befestigt. Die Lafette 37 trägt am vorderen Ende in Fluchtung mit ihrer Längsachse 43 einen Verspanndorn 44.In the direction of the longitudinal axis 35 of the carriage holder 32, a piston-cylinder unit 36 extends for the axial displacement of a carriage 37 relative to the carriage holder 32. The piston rod of the piston-cylinder unit 36 engages a pivot axis 38 of a connector 39 which is attached to a guide 40 for a Helical drill rod 41 of a large intrusion hole drilling device 42 is attached. The guide 40 is in turn attached to the front end of the mount 37. The mount 37 carries with it in alignment at the front end a clamping mandrel 44 on its longitudinal axis 43.
In einer durch die Längsachse 43 der Lafette 37 verlaufenden waagerechten Ebene ist auf jeder Seite der Lafette 37 eine Führungsschiene 45 an der Lafette 37 befestigt. Jede Führungsschiene 45 ist in mindestens zwei in Längsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Führungsstücken 46 und 47 verschiebbar. Jedes Führungsstück 46, 47 ist an einem Schenkel 48 und 49 eines U-förmigen Lagerblocks 50 und 51 befestigt, der seinerseits an dem Lafettenhalter 32 befestigt ist. Zwischen den Schenkeln 48,49 hindurch verläuft die Längsachse 52 der Einbruchsgroßlochbohrvorrichtung 42.In a horizontal plane running through the longitudinal axis 43 of the mount 37, the is on each side Mount 37 a guide rail 45 attached to the mount 37. Each guide rail 45 is in at least two guide pieces 46 and 47 located at a distance from one another in the longitudinal direction can be displaced. Each Guide piece 46, 47 is attached to a leg 48 and 49 of a U-shaped bearing block 50 and 51, the is in turn attached to the carriage holder 32. The longitudinal axis runs between the legs 48, 49 52 of the large intrusion hole drilling device 42.
In F i g. 1 ist an gegenüberliegenden unteren Flansehen 53 der Lafette 37 ein Bohrdrehantrieb 54 mit einem Einspeisekopf 55 der Einbruchsgroßlochbohrvorrichtung 42 längsverschiebbar angeordnet. Der Einspeisekopf 55 führt dem mehrere, hier nicht gezeichnete Längskanäle aufweisenden Wendelbohrgestänge 41 das Antriebsfluid für einen vorne an das Wendelbohrgestänge 41 angeschlossenen Imlochbohrhammer 56 und ein Spülfluid zu. Normalerweise leitet der Einspeisekopf auch das verbrauchte Antriebsfluid wieder aus dem Wendelbohrgestänge 41 ab. Der Imlochbohrhammer 56 trägt vorne eine Bohrkrone 57. Alle Versorgungsleitungen für die Einbruchsgroßlochbohrvorrichtung 42 laufen über eine am Ende der Lafette 37 angebrachte RolleIn Fig. 1 is on opposite lower flanges 53 of the mount 37, a rotary drill drive 54 with a feed head 55 of the large intrusion hole drilling device 42 arranged to be longitudinally displaceable. The feed head 55 leads the several, not shown here Helical drill rods 41 having longitudinal channels, the drive fluid for a front to the helical drill rods 41 connected down-the-hole hammer 56 and a flushing fluid. Usually the feed head conducts the used drive fluid is also removed from the spiral drill rod 41 again. The down the hole hammer drill 56 carries a drill bit 57 at the front. All supply lines for the large intrusion hole drilling device 42 are running via a roller attached to the end of the carriage 37
58 und sind so weit wie möglich in nicht dargestellter Weise geschützt im Inneren des Auslegers 17 und durch die Drehdurchführung 10 hindurch verlegt.58 and are protected as far as possible in a manner not shown inside the boom 17 and by the rotary leadthrough 10 is laid through it.
An in F i g. 1 oberen gegenüberliegenden Flanschen der Lafette 37 ist ein hydraulischer Bohrhammer oder ein Bohrdrehantrieb 60 einer Sprenglochbohrvorrichtung 61 längsverschiebbar geführt, dessen Bohrstange 62 eine Bohrkrone 63 aufweist und in Führungen 64 und 65 der Lafette 37 geführt ist. Die Versorgungsleitungen für die Sprenglochbohrvorrichtung 61 laufen ebenfalls über eine Rolle 66 der Lafette 37 und sind in der gleichen Weise verlegt wie die Leitungen der Einbruchsgroßlochbohrvorrichtung 42. Die Längsachse 67 der Sprenglochbohrvorrichtung 61 liegt in einer gemeinsamen Ebene mit den Längsachsen 35,43 und 52.An in Fig. 1 upper opposite flanges of the mount 37 is a hydraulic hammer drill or a rotary drill drive 60 of a blasthole drilling device 61 guided in a longitudinally displaceable manner, its drill rod 62 has a drill bit 63 and is guided in guides 64 and 65 of the mount 37. The supply lines for the blast hole drilling device 61 also run over a roller 66 of the mount 37 and are in laid in the same way as the lines of the large intrusion hole drilling device 42. The longitudinal axis 67 of the blasthole drilling device 61 lies in a common one Plane with the longitudinal axes 35, 43 and 52.
Der Vorschub und Rückzug des Bohrdrehantriebs 54 und des Einspeisekopfes 55 einerseits und des Bohrdrehantriebs 60 andererseits entlang der Lafette 37 erfolgt durch an sich bekannte, im einzelnen nicht dargestellte Mittel, z. B. durch im Inneren der Lafette 37 vorgesehene Hydraulikzylinder.The advance and retraction of the rotary drill drive 54 and the feed head 55 on the one hand and of the rotary drill drive 60, on the other hand, along the carriage 37 is carried out by means which are known per se and are not shown in detail Medium, e.g. B. by provided in the interior of the mount 37 hydraulic cylinder.
F i g. 2 zeigt in der Draufsicht Einzelheiten des Bohrfahrzeugs 1 gemäß Fig. 1.F i g. 2 shows details of the drilling vehicle 1 according to FIG. 1 in a top view.
F i g. 3 zeigt, daß die Lafette 37 einen Hohlraum 68 von annähernd rechteckiger Querschnittsfläche umschließt. In dem Hohlraum 68 sind hier nicht gezeichnete Vorschuborgane für die Einbruchsgroßlochbohrvorrichtung 42 und die Sprenglochbohrvorrichtung 61 angeordnet. Die Führungsschienen 45 sind jeweils oben und unten an einer Gleitplatte 69 und 70 und seitlich an einem Gleitblock 71 geführt, die alle z. B. aus Polyamid mit Molybdändisulfid bestehen.F i g. 3 shows that the mount 37 encloses a cavity 68 of approximately rectangular cross-sectional area. In the cavity 68 are not shown feed organs for the large intrusion hole drilling device 42 and the blasthole drilling device 61 are arranged. The guide rails 45 are each at the top and down on a sliding plate 69 and 70 and laterally on a sliding block 71, all of which, for. B. made of polyamide with molybdenum disulfide.
Fig.4 zeigt ein Bohrbild in einer Ortsbrust 72. Zu beiden Seiten einer Mittelebene 73 ist ein Einbruchsgroßbohrloch 74 und 75 eingebracht, während Sprenglöcher 76 kleineren Durchmessers nach geeignetem Schema über die Ortsbrust 72 verteilt vorgesehen sind.4 shows a drilling pattern in a face 72. To Both sides of a central plane 73 a large collapse borehole 74 and 75 is introduced, while blast holes 76 of smaller diameter are provided distributed over the face 72 according to a suitable scheme.
Wie F i g. 5 zeigt, sind die äußersten Sprenglöcher 76 leicht in Vortriebsrichtung nach außen geneigt, um trotz der geringen, über die Längsachse 67 sich von der Lafette 37 weg erstreckenden Bauhöhe des Bohrdrehantriebs 60 eine zumindest annähernd gleichbleibende Querschnittsfläche der Ortsbrust 72 zu erzielen. Die weiter innen liegenden Sprenglöcher 76 und die Einbruchsgroßbohrlöcher 74, 75 verlaufen parallel zur Vortriebsrichtung 77 und damit zueinander. Die Länge der Bohrlöcher 74 bis 76 ist grundsätzlich gleich und kann z. B. 4 m oder mehr betragen. Die Länge dieser Bohrlöcher und damit die Abschlaglänge richtet sich nach den örtlich vorgefundenen geologischen Verhältnissen.Like F i g. 5 shows, the outermost blast holes 76 are inclined slightly outwards in the direction of advance, in spite of the low overall height of the rotary drill drive extending away from the mount 37 over the longitudinal axis 67 60 to achieve an at least approximately constant cross-sectional area of the face 72. The next inner blast holes 76 and the large intrusion holes 74, 75 run parallel to the direction of advance 77 and thus to each other. The length of the holes 74 to 76 is basically the same and can, for. B. 4 m or more. The length of these drill holes and thus the length of the tee depends on the local found geological conditions.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
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