DE3509671A1 - Apparatus for exploiting deposits according to the surface-winning method - Google Patents
Apparatus for exploiting deposits according to the surface-winning methodInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Ausbeutung von Lagerstätten nach Device for the exploitation of deposits according to
dem Oberflächengewinnungsverfahren. the surface reclamation process.
Die Lagerstätten von Kohle, Mineralien, Erzen, Salzen usw.The deposits of coal, minerals, ores, salts, etc.
sind meist sehr großflächig ausgebildet und in den Fällen, in denen sie nicht allzu tief unter der Erdoberfläche angeordnet sind ist es kostengünstiger, diese Laqerstätten im Tagebaubetrieb abzubauen, selbst wenn vorher relativ mächtige Deckschichten entfernt werden müssen, um zur eigentlichen Lagerstätte zu gelangen.are usually very large and in those cases where if they are not located too deep under the earth's surface, it is more cost-effective to to dismantle these storage facilities in open-cast mining, even if they were relatively powerful beforehand Cover layers have to be removed in order to get to the actual deposit.
In Australien und in Südafrika befinden sich beispielsweise riesige Kohlevorkommen nahe unter der Erdoberfläche, die sich über hunderte von Quadratkilometern erstrecken und die in vorteilhafterweise mit sogenannten "Surface einer" im Tagebaubetrieb abgebaut werden.For example, in Australia and South Africa there are huge Coal deposits close to the surface of the earth, which extend over hundreds of square kilometers extend and which in advantageously with so-called "surface one" in the open pit be dismantled.
Es handelt sich dabei um Vorrichtungen mit einem selbstfahrenden Fahrwerk, einer daran höhenverstellbar montierten Fräswalze zum Abfräsen der Lagerstätte in einer bestimmten Tiefe und einer Ladevorrichtung mit einem Transportband, mit der das abgefräste Material sogleich auf Transportfahrzeuge geladen wird, die mit gleicher Geschwindigkeit hinter oder neben dem Surface-miner fahren und so für den kontinuierlichen Abtransport des gewonnenen Materials sorgen.These are devices with a self-propelled chassis, a height-adjustable milling drum for milling the deposit in a certain depth and a loading device with a conveyor belt with which the milled material is immediately loaded onto transport vehicles with the same Drive speed behind or next to the surface miner and so for the continuous Take care of the removal of the recovered material.
Obgleich die Lagerstätten zwar häufig eine sehr große Mächtigkeit der abzubauenden Schichten aufweisen, so verlaufen indessen diese Schichten nicht immer genau parallel zur Oberfläche. Verwerfungen und Verschiebungen in der Erdkruste im Laufe der Jahrtausende haben vielmehr dazu geführt, daß die auszubeutenden Lagerschichten an gewissen Stellen wieder in der Erdoberfläche verschwinden und dann plötzlich wieder zutage treten. Darüber hinaus wechseln die abzubauenden Mineral- oder Kohleschichten häufig mit tauben Deckschichten, was zur Folge hat, daß bei dem erwähnten Oberflächengewinnungsverfahren mittels der "Surface-miner" nicht nur das gewünschte Lagerstättenmaterial, also beispielsweise Kohle, sondern auch häufig taubes Gestein gefördert wird. Selbst in Fällen, in denen die Gewinnungsvorrichtung noch eindeutig über Kohle bzw. Mineralschichten fährt, kann es doch aeschehen, daß die Mächtiakeit dieser Schichten nicht mehr an allen Stellen der Frästiefe entspricht, so daß nur ein Bruchteil des geförderten Materials wirklich Kohle oder ein anderes erwünschtes Lagerstättenmaterial ist und zusätzlich eine große Menge taubes Gestein mitgefördert wird, eil die Fräswalze der Gewinnungsvorrichtung an gewissen Stellen zu tief gefräst hat.Although the deposits are often very thick of the layers to be broken down, these layers do not run always exactly parallel to the surface. Faults and displacements in the earth's crust Rather, over the millennia have led to the camp layers to be exploited disappear again at certain points in the earth's surface and then suddenly come to light again. In addition, the mineral or coal layers to be mined change often with deaf top layers, which has the consequence that in the aforementioned surface recovery process by means of the "surface miner" not only the desired deposit material, that is for example coal, but also often waste rock is mined. Self in cases in which the extraction device is still clearly above coal or mineral layers drives, it can happen that the mightiness of these layers no longer applies corresponds to all points of the milling depth, so that only a fraction of the conveyed Materials is really coal or some other desired deposit material and in addition a large amount of dead rock is conveyed with the milling drum of the extraction device has milled too deep in certain places.
In der Praxis erweist sich dies als außerordentlich nachteilig, weil das so mit den "Surface-miners" geförderte Material nochmal von dem tauben Gestein aetrennt werden muß.In practice, this proves to be extremely disadvantageous because the material extracted with the "surface miners" again from the dead rock must be separated.
Es besteht zwar grundsätzlich die Möglichkeit, daß der Operator des Surface-miners das Abwurfende des Transportbandes im Auge behält und dann, wenn statt schwarzer Kohle helle Geste in smassen in das Transportfahrzeu« abaeworfen werden, die Frästiefeneinstellung des Surface-miners verändert. Diese Maßnahme erweist sich in der Praxis jedoch als wenia erfolgreich, insbesondere ist die Zeitspanne, bis das gefräste taube Gestein ar Abwurfende des Transportbandes erscheint, viel zu lange, um rechtzeitia eine Korrektur der Frästiefeneinstellung vorzunehmen.In principle, there is the possibility that the operator des Surface-miners keep an eye on the discharge end of the conveyor belt and then when instead of black coal, a bright gesture in smassen is thrown into the transport vehicle changed the milling depth setting of the surface miner. This measure proves in practice, however, proves to be wenia successful, in particular the period of time until the milled, dead rock appears at the discharge end of the conveyor belt, a lot too long to correct the milling depth setting in time.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesem Nachteil abzuhelfen und einen "Surface-miner" zu schaffen, mit dem die Qualität des gewonnenen Lagerstättenmaterials wesentlich verbessert ist, so daß eine zusätzliche Trennung des geförderten Materials in Kohle einerseits und taubes Gestein andererseits weitgehend vermieden wird.It is therefore the object of the present invention to remedy this disadvantage and to create a "surface miner", with which the quality of the mined deposit material is significantly improved, so that an additional separation of the conveyed material in coal on the one hand and dead rock on the other hand is largely avoided.
Das Prinzip der Erfindung beruht dabei auf der Unterscheidung der verschiedenartigen Laerstättenmaterialien aufgrund ihrer unterschiedlichen Reflexionsfähigkeit für elektromagnetische Strahlen, d.h. Licht oder Licht auscewählter Wellenlängen, beispielsweise Licht im Infrarotbereich.The principle of the invention is based on the distinction between different types of deposit materials due to their different reflectivity for electromagnetic rays, i.e. light or light selected Wavelengths, for example light in the infrared range.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird daher gelöst mit einer Vorrichtung zur Ausbeutung von Lagerstätten nach dem Oberflächengewinnungsverfahren mit einem selbstfahrenden Fahrwerk, einer daran höhenverstellbar montierten Fräswalze zum Abfräsen der Lagerstätte in einer bestimten Tiefe und einer ein Transportband aufweisenden Lade vorrichtung für das abgefräste Material, die dadurch gekennzeichnet ist, daß am oder über dem Transportband ein oder mehrere Sensoren für elektromagnetische Strahlen vorcesehen sind, die auf die von dem abgefrästen und von dem Transportband abtransportierten Material reflektierte Strahlung ansprechen und Strahlungsänderungen anzeigen.The object according to the invention is therefore achieved with a device for the exploitation of deposits after the surface reclamation process with a self-propelled chassis, a milling drum mounted on it adjustable in height for Milling of the deposit in a certain depth and one having a conveyor belt Loading device for the milled material, which is characterized in that on or above the conveyor belt one or more sensors for electromagnetic Beams are provided on the milled off and the conveyor belt reflected radiation address transported away material and radiation changes Show.
Mit Hilfe dieser durch Änderung der reflektierten Strahlung erzeugten Signale wird die Frästiefeneinstellung der Fräswalze gesteuert.With the help of this generated by changing the reflected radiation Signals, the milling depth setting of the milling drum is controlled.
Als Lichtsensor kann im einfachsten Falle eine Fotozelle Anwendung finden, die das von dem abaefrästen Material auf dem Transportband reflektierte Licht mißt. So lange die Fräswalze in Kohle arbeitet und das abaefräste Material aus schwarzer Kohle besteht, ist der durch das von der schwarzen Kohle reflektierte geringe Licht verursachte Fotostrom sehr gering, während andererseits dann, wenn statt der schwarzen Kohle helles Tonmaterial auf das Förderband gelangt, wesentlich mehr Licht von dieser hellen Tonschicht reflektiert wird. Dadurch wird in der Fotozelle ein entsprechend großer Fotostrom erzeugt, der wiederum im einfachsten Fall ein Signal auslöst oder aber direkt automatisch die Höheneinstellung der Fräswalze verändert, bis ausschließlich Kohle abgefräst wird, was dann durch einen entsprechend geringen Fotostrom anaezeiat wird.In the simplest case, a photocell can be used as a light sensor find that reflected from the abaemilled material on the conveyor belt Light measures. As long as the milling drum works in coal and the abaemilled material consists of black charcoal, is the one reflected by the black charcoal low light caused photocurrent very low, while on the other hand if Instead of the black coal, light clay material gets onto the conveyor belt, essentially more light is reflected from this light layer of clay. This will put in the photocell a correspondingly large photocurrent is generated, which in turn is a in the simplest case Triggers the signal or automatically changes the height setting of the milling drum, until only coal is milled off, which is then reduced by a correspondingly low Photo stream is anaezeiat.
Da bei einer solchermaßen ausaebildeten relativ einfachen Lichtsensorvorrichtung der gemessene Fotostrom von der Tageshelligkeit beeinflußt wird und bei Dunkelheit eine Erkennung der unterschiedlichen Materialien nicht möglich ist, hat es sich gemäß einer vorteilhaften Ausführunasform der vorliegenden Erfindung als zweckmäßiq erwiesen, wenn der oder die Lichtsensoren jeweils aus einem Lichtsender und einem Lichtempfänger bestehen, die zweckmäßia direkt nebeneinander angeordnet sind.As with a relatively simple light sensor device designed in this way the measured photocurrent is influenced by the daylight and in the dark it is not possible to recognize the different materials according to an advantageous embodiment of the present invention as expedient proven if the light sensor or sensors each consist of a light transmitter and a There are light receivers that are expediently arranged directly next to one another.
Mit einer solchermaßen ausgebildeten Sensoreinheit ist man von der Umgebungshelligkeit weitgehend unabhängig, so daß auch bei Dunkelheit ohne Schwieriakeit eine Erkennuna des abgefrästen und von dem Transportband transportierten Lagerstättenmaterials auforund des reflektierten Lichtes möglich ist.With a sensor unit designed in this way, one is of the Ambient brightness largely independent, so that even in the dark without difficulty an identification of the deposit material that has been milled off and transported by the conveyor belt onorund of the reflected light is possible.
Der Lichtsender und der Lichtempfänger sind dabei zweckmäßig im gleichen Gehäuse angeordnet, wodurch die Montage wesentlich erleichtert wird.The light transmitter and the light receiver are expediently the same Housing arranged, whereby the assembly is made much easier.
Da der Weg des Lichtes vom Lichtsender zum Lagerstättenmaterial und wieder zurück zum Empfänger relativ kurz ist, kann mit relativ großen Lichtintensitäten gearbeitet werden, wodurch Unterschiede in der Taveshelliakeit weitaehend ohne Einfluß auf das reflektierte Licht sind.Since the path of light from the light transmitter to the deposit material and back to the receiver is relatively short, can with relatively high light intensities be worked, whereby differences in the Taveshelliakeit largely without influence are on the reflected light.
Dieser Einfluß der Tageshelligkeit wird indessen noch weiter dadurch eliminiert, daß gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der oder die Lichtsensoren mit ausgewählten Lichtfrequenzen arbeiten, und zwar vorzugsweise im Ultrarotbereich.This influence of the daylight is still further thereby eliminates that according to another advantageous Embodiment of the present invention, the light sensor or sensors with selected light frequencies work, preferably in the ultra-red range.
Bei einer solchen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sendet der Lichtsender Ultrarot-Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aus, welches dann von dem Lagerstättenmaterial reflektiert und von dem Lichtempfänger aufgenommen und in einen entsprechenden elektrischen Strom umgewandelt wird, der seinerseits nach entsprechender Verstärkung zur Steuerung der Höheneinstellung der Fräswalze benutzt werden kann.In such an advantageous embodiment of the present invention the light transmitter sends out ultrared light with a certain wavelength, which then reflected from the reservoir material and picked up by the light receiver and is converted into a corresponding electrical current, which in turn after appropriate amplification to control the height adjustment of the milling drum can be used.
Die Anordnung der Sensoreinheit kann an sich an einer beliebigen Stelle des Transportbandes vorgesehen werden.The arrangement of the sensor unit can itself at any point of the conveyor belt.
Hierbei ist indessen zu berücksichtigen, daß die Ansprechgeschwindigkeit um so schneller ist, je näher die Sensoreinheit am Auftragende des Transportbandes angeordnet ist.It should be noted, however, that the response speed the closer the sensor unit to the application end of the conveyor belt, the faster it is is arranged.
Anhand des in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung im einzelnen näher erläutert.Based on the embodiment shown in the accompanying drawings the invention is explained in more detail below.
In den Zeichnungen zeict: Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtuna zur Ausbeutung von Lagerstätten nach dem Oberflächengewinnungsverfahren in schematischer Darstellung.In the drawings: FIG. 1 shows a device according to the invention for the exploitation of deposits according to the surface reclamation process in a schematic Depiction.
Figur 2 das Schaltschema für die Frästiefensteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit von dem über dem Ladeband vorgesehenen Sensor.Figure 2 shows the circuit diagram for the milling depth control of the invention Device depending on the sensor provided above the loading belt.
Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausbeutung von Lagerstätten nach dem Oberflächengewinnunqsverfahren besteht aus einem selbstfahrenden Fahrwerk 1 mit lenkbarem und höhenverstellbarem Raupenfahrwerk 2 am vorderen Ende und zwei nebeneinander am hinteren Ende anaeordneten Raupenfahrwerken 3. Zwischen den Fahrwerken ist höhenverstellbar über Hydraulikzylinder 4 eine Fräswalze 5 angeordnet, die die Lagerstätte 6 in einer vorbestimmten Tiefe abfräst, wobei das abgefräste Material je nach der Drehrichtuna der Fräswalze 5 sich entweder direkt hinter der Fräswalze sammelt oder dann, wenn die Fräswalze gegen die Fahrtrichtung dreht, sich vor der Fräswalze sammelt und sodann über die Fräswalze nach hinten gefördert wird. Von dort gelangt das abgefräste Material mittels des Transportbandes 7 auf ein weiteres Ladeband 8 und wird von dort auf ein Transportfahrzeug geladen, welches der Gewinnungsvorrichtung folgt.The inventive device shown in Figure 1 for exploitation of deposits after the surface recovery process consists of a self-propelled Undercarriage 1 with steerable and height-adjustable crawler undercarriage 2 at the front end and two crawler tracks arranged side by side at the rear end 3. Between the chassis is height-adjustable via hydraulic cylinders 4, a milling drum 5 is arranged, which mills the deposit 6 at a predetermined depth, the milled Depending on the direction of rotation of the milling drum 5, the material is either directly behind the Milling drum collects or, when the milling drum rotates against the direction of travel, turns collects in front of the milling drum and is then conveyed to the rear via the milling drum. From there, the milled material is transferred to another by means of the conveyor belt 7 Loading belt 8 and is loaded from there onto a transport vehicle, which is the extraction device follows.
Im Führerhaus 9 ist die Steuerzentrale untergebracht. Die Steuerung der Fräswalze 5 erfolgt über die vom Sensor B1 erhaltenen Signale. Der Sensor B1 ist dabei über dem Ladeband 7 angeordnet und spricht auf die vom abgefrästen Material reflektierten Lichtsionale an.The control center is housed in the driver's cab 9. The control the milling drum 5 takes place via the signals received from the sensor B1. The sensor B1 is arranged above the loading belt 7 and speaks to the milled off material reflected light sionals.
Wenn auf dem Ladeband 7 schwarze Kohle gefördert wird, dann empfängt der Sensor B1 relativ schwache reflektierte Lichtsignale, während a;idererseits dann, wenn auf dem Ladeband 7 helles Abraummaterial erscheint, dann spricht der Sensor B2 auf die viel stärkeren reflektierten Lichtstrahlen von dem hellen Abraummaterial an und über eine entsprechende Schaltung, die in Figur 2 dargestellt ist, wird bewirkt, daß die Tiefeneinstellung der Fräswalze 5 so lange geändert wird, bis auf dem Ladeband wieder schwarze Kohle erscheint.If black coal is conveyed on the loading belt 7, then receives the sensor B1 relatively weak reflected light signals, while a; on the other hand then, when light-colored waste material appears on the loading belt 7, then he speaks Sensor B2 on the much stronger reflected light rays from the light excavated material on and via a corresponding circuit, which is shown in Figure 2, causes that the depth setting of the milling drum 5 is changed until it is on the loading belt black coal appears again.
Bei der in Figur 2 dargestellten Schaltung wird über den Schalter 1 die Steuerungsanlage eingeschaltet und in Stellung I auf Hell-Erkennung und in Stellung II auf Dunkel-Erkennung geschaltet.In the circuit shown in Figure 2, the switch 1 the control system is switched on and in position I for light detection and in Position II switched to dark detection.
Der Sensor B1 empfängt die von dem abgefrästen Material auf dem Ladeband reflektierten Lichtstrahlen und setzt dieselben in elektrische Signale um.The sensor B1 receives the milled material on the loading belt reflected light rays and converts them into electrical signals.
Uber den Ferneinsteller R1 wird die Empfindlichkeit des Sensors entsprechend der Reflexionsfähigkeit des Materials vom Führerhaus 9 aus eingestellt.The sensitivity of the sensor is adjusted accordingly via the remote adjuster R1 the reflectivity of the material is set from the driver's cab 9.
Uber die Kontakte der Relais K1, K3 wird die Hydraulikeinstellung der Fräswalze 5 angesteuert. Die Signale "AUF" und "AB" werden über das Zeitrelais K5 verzögert, so daß nur entsprechend große Materialänderungen auf dem Ladeband im Endeffekt eine Veränderung der Höheneinstellung der Fräswalze auslösen.The hydraulic setting is via the contacts of the relays K1, K3 the milling drum 5 is controlled. The "UP" and "DOWN" signals are sent via the timing relay K5 delayed, so that only correspondingly large material changes on the loading belt ultimately trigger a change in the height setting of the milling drum.
Parallel zu den Relais K1, K4 und K5 sind Leuchtdioden H1, H2 bzw. H3 vorgesehen, die ebenfalls angesteuert werden und dem Operator im Führerhaus 9 anzeigen, welche Funktion angesteuert wird.In parallel to the relays K1, K4 and K5 there are light-emitting diodes H1, H2 and H3 provided, which are also controlled and the operator in the driver's cab 9 show which function is being controlled.
Es ist somit möglich, die Frästiefe entsprechend der Anzeige dieser Leuchtdioden mit dem Schalter 2 manuell zu steuern.It is thus possible to adjust the milling depth according to the display of this Manually control LEDs with switch 2.
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