DE3437996A1

DE3437996A1 - Vortriebsschild mit fluidstuetzung

Info

Publication number: DE3437996A1
Application number: DE19843437996
Authority: DE
Inventors: Hans 4130 Moers Pinkernell
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1986-04-24

Description

Vortriebsschild mit Fluidstützung
Die Erfindung betrifft eine Schildvortriebseinrichtung mit fluidgestützter Ortsbrust, die eine im Schildvorderteil durch eine Querwand nach hinten abgedichtete und nach vorn durch die Ortsbrust begrenzte, mit Abbauwerkzeugen oder Abbaugeräten ausgestattete Abbaukammer hat, wobei das im Abbauraum befindliche Stützfluid unter Druckbeaufschlagung gehalten wird.
Aus DE 2709739 A 1 ist eine Schildvortriebseinrichtung mit flüssigkeitsgestütztér Ortsbrust dieser Art bekannt, bei welcher die Abbaukammer über eine Leitung mit einem oder mehreren Druckspeicherbehältern verbunden ist, die eine unter Gasdruck stehende Stützflüssigkeit enthalten. Solche Einrichtung soll über einen entsprechend eingestellten Gasdruck den Druck der Stützflüssigkeit im Abbauraum unabhängig vom momentanen Fluidverbrauch konstant halten und ist im Prinzip eine Vereinfachung einer aus DT-AS 22 27083 bekannten Schildvortriebseinrichtung mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust, bei welcher die Stützflüssigkeit nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in einer Doppel kammer des Schildes über ein Luftpolster mit Druck beaufschlagt wird.
Die beiden zuvorgenannten Verfahren ermöglichen zwar einen relativ gleichmäßigen Fluiddruck an der Ortsbrust, machen aber auch eine ständige und genaue Überwachung der zugeführten bzw. aus der Abbaukammer entnommenen Fluidmengen notwendig. Diese Überwachung ist insbesondere bei sehr inhomogenen Untergrundverhältnissen technisch schwierig und erfordert aufwendige meß- und regeltechnische Einrichtungen.
Aus DE 2705580 ist eine Einrichtung bekannt, bei der Zu- und Abfluß des Stützfluids in oder aus dem Abbauraum über Druck- und Mengenmessungen vollautomatisch so gesteuert werden, daß bei kurzer Regel zeit ein vorgegebener Solldruck an der Ortsbrust mit ausreichender Genauigkeit eingehalten wird.
Problematisch sind bei diesem, ebenso wie bei anderen bekannten Verfahren zur Konstanthaltung des Fluiddruckes im Abbauraum, der entweder sehr hohe technische Aufwand mit zwangsläufig zunehmender Störanfälligkeit der Vortriebssysteme oder große Schwankungen des Ist-Druckes um einen vorgegebenen Soll-Druck voraus.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Einrichtung zur Regelung des Fluiddruckes im Abbauraum so auszubilden, daß bei geringstmöglichem technischen Aufwand ein vorgegebener Soll-Fluiddruck an der Ortsbrust mit größtmöglicher Genauigkeit eingehalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der stützfluidgefüllte Abbauraum durchgehend über eine Rohr- und/oder Schlauchleitung mit mindestens einem mit Stützfluid gefüllten und gegen die Atmosphäre offenen Ausgleichsbehälter verbunden ist, wobei die geodätische Höhe des Fluidspiegels im Ausgleichsbehälter über einen oder mehrere absperrbare Oberläufe, vorzugsweise Rohr- oder Schlauchleitungen geregelt wird.
Je nach gewünschtem Fluiddruck im Abbauraum wird einer der in unterschiedlicher Höhe am Ausgleichsbehälter angeordneten überläufe geöffnet und der zunächst volle Ausgleichsbehälter so weit entleert, daß sich am geöffneten Oberlauf ein Freispiegelabfluß des Stützfluids in mindestens einen Überlaufbehälter ergibt. Die Menge des im Abbauraum benötigten sowie des am Überlauf abfließenden Stützfluids wird dem Ausgleichsbehälter über eine oder mehrere Vorlaufleitungen, vorzugsweise Rohrleitungen, aus mindestens einem Vorratsbehälter wieder zugeführt.
Das in den Oberlaufbehälter abgeflossene Stützfluid wird vorzugsweise mit Hilfe einer Tauchpumpe über eine Schlauchleitung in den Vorratsbehälter abgepumpt. Für diesen Pumpvorgang könnte auch eine am Vorratsbehälter befestigte Saugpumpe verwendet werden, die vorzugsweise über eine Rohrleitung Stützfluid aus dem Überlaufbehälter in den Vorratsbehälter pumpt.
Während des Vortriebes wird die im Abbauraum benötigte Fluidmenge kontinuierlich dem Ausgleichsbehälter entnommen. Ausgleichsbehälter, Oberlaufbehälter und Vorratsbehälter bilden dabei ein gemeinsames Regelsystem.
Die nicht im Abbauraum benötigte überschußmenge an Stützfluid fließt drucklos mit vorgegebener geodätischer Fluidspiegelhöhe in den überlaufbehälter ah Von d@rt wird sie in den Vorratsbehälter genumnt Aus diesem gelangt sie über mindestens eine Vorlaufleitung unter Schwerkraft einfluß wieder in den Ausgleichsbehälter. Die im Kreislauf enthaltene enge an Stützfluid vermindert sich dabei laufend um den in der Abbaukammer verbrauchten Betrag und muß deshalb im Vorratsbehälter kontinuierlich ergänzt werden. Dies könnte zum Beispiel dadurch geschehen, daß frisch hergestelltes oder auch aus dem Abbauraum abgefördertes und wiederaufbereitetes Stützfluid nach oeffnen eines Schiebers durch eine Zuführleitung in den Vorratsbehälter fließt. Die Schiebersteuerung erfolgt vorzugsweise automatisch, wobei der Fluidspiegel um ein vorgegebenes Niveau schwanken kann. Handsteuerung ist ebenfalls denkbar.
Der wichtigste Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß der Freispiegelabfluß des überschüssigen Stützfluids aus dem Ausgleichsbehälter mit Hilfe einer frei wählbaren, stets gleichbleibenden geodätischen Höhe des Fluidspiegels einen absolut gleichmäßigen Fluiddruck an der Ortsbrust unabhängig von der Menge des dem Abbauraum zugeführten Stützfluids gewährleistet, sofern der Vorratsbehälter ausreichend gefüllt ist. Schwankungen des Fluidspiegels im Vorratsbehälter wirken sich auf den Stützdruck des Fluids an der Ortsbrust in keiner Weise aus, d. h.
der Füllungsgrad des Vorratsbehälters kann technisch einfach und mit groscPn RonPlcnriinaen kontrolliert werden ohne daß die sehr gute Konstanz gleichsleitung 11 kann der Abbauraum 4 unter Beaufschlagung mit Druckluft über die Saugleitung 12 mit Hilfe einer Förderpumpe 13 entleert werden.
Durch eine in der Schottwand 1 befindliche Tür 14 kann der Abbauraum 4 zum Beispiel für Wartungszwecke betreten werden.
Im Betriebszustand ist der Abbauraum 4 mit Stützfluid 15 gefüllt und über die Ausgleichsleitung 11 durchgehend mit dem Ausgleichsbehälter 16 verbunden. Mit Hilfe der absperrbaren Überlaufrohre 17 kann in verschiedenen Stufen die gewünschte geodätische Höhe des Fluidspiegels und damit der gewünschte hydrostatische Fluiddruck im Abbauraum 4 eingestellt werden.
Das durch ein geöffnetes Uberlaufrohr 17 in den Uberlaufbehälter 18 fließende Stützfluid 15 wird von dort mit Hilfe einer Tauchpumpe 19 über die Rücklaufleitung 20 in den Vorratsbehälter 21 gepumpt. Aus dem Vorratsbehälter 21 wird über die Vorlaufleitung 22 der Ausgleichsbehälter 16 mit Stützfluid 15 befüllt.
Das durch die Saugleitung 12 und die Förderleitung 23 geförderte Stützfluid 15 wird in einer Separieranlage 24 wiederaufbereitet und über die Zufuhrleitung 25 dem Vorratsbehälter 21 spätestens bei Absinken des Fluidspiegels unter einen vorgegebenen Mindestwert wieder zugeführt.
- Leerseite -

Claims

Vortriebsschi Od mit -Fluidstützung-Ansprüche 1. Schildvortriebseinrichtung mit fluidgestützter Ortsbrust, die eine im Schildvorderteil durch eine Querwand nach hinten abgedichtete und nach vorn durch die Ortsbrust begrenzte, mit Abbauwerkzeugen oder Abbaugeräten ausgestattete Abbaukammer hat, wobei das im Abbauraum be- findliche Stützfluid unter Druckbeaufschlagung gehalten ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abbauraum durchgehend über eine vorzugsweise absperrbare Leitung mit mindestens einem mit Stützflüssigkeit gefüllten und gegen die Atmosphäre offenen Ausgleichsbehälter verbunden ist, wobei die geodätische Höhe des Fluidspiegels im Ausgleichsbehälter so geregelt wird, daß ein ständiger, ohne Regel störungen einstellbarer Fluiddruck in der Abbaukammer entsteht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Ausgleichsbehälter mit einer oder mehreren vorzugsweise absperrbaren Oberlaufleitungen zum drucklosen Abfluß von überschüssigem Stützfluid versehen ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, d a d u r c h g ek e n n -z e i c h ne t , daß die Oberlaufleitungen in gleicher oder unterschiedlicher geodätischer Höhe angeordnet sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h gekennz e i c h n e t , daß der Ausgleichsbehälter über die überlauflei- tungen mit mindestens einem Oberlaufbehälter verbunden ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t , daß der Ausgleichsbehälter über eine oder mehrere vorzugsweise absperrbare Vorlaufleitungen mit mindestens einem Vorratsbehälter verbunden ist.
6. Einrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t , daß der Oberlaufbehälter über eine oder mehrere vorzugsweise absperrbare Rücklaufleitungen mit mindestens einem Vorratsbehälter verbunden ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß im überlaufbehälter eine Tauchpumpe zur Förderung des Stützfluids durch die Rücklaufleitungen in den Vorratsbehälter angeordnet ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß am Vorratsbehälter eine Saugpumpe zum Absaugen des Stützfluids aus dem überlaufbehälter durch die Rücklaufleitungen in den Vorratsbehälter angeordnet ist.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß der Vorratsbehälter über eine oder mehrere, vorzugsweise absperrbare Zuführleitungen mit Stützfluid gefüllt werden kann.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß der Vorratsbehälter über eine oder mehrere, vorzugsweise absperrbare Zuführleitungen mit aus dem Abbauraum geförderten und wiederaufbereiteten Stützfluid beschickt wird.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, d a d u r c h gekennz e i c h n e t , daß Ausgleichsbehälter, Oberlaufbecken und Vorratsbehälter ein gemeinsames Regelsystem bilden, in welchem die dem Ausgleichsbehälter entnommene Menge an Stützfluid dem Vorratsbehälter automatisch oder manuell wieder zugeführt wird.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, da du r c h gekennz e i c h n e t , daß die Beschickung des Vorratsbehälters mit frischem oder wiederaufbereitetem Stützfluid vollautomatisch bei Unterschreiten einer bestimmten Fluidspiegelhöhe im Vorratsbehälter erfolgt.
13. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, d a d u r c h gekennz e i c h n e t , daß die Beschickung des Vorratsbehälters mit frischem oder wiederaufbereitetem Stützfluid durch Handsteuerung erfolgt.