DE3538329C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, wie er in der US-Zeitschrift "Coal Age", 1975, Juni, Seiten 107 bis 109 beschrieben ist. Dort ist ein räumlich schwenkbarer, ferngesteuerter Wasserwerfer beschrieben, bei dem der Bedienungsmann während des Betriebs hinter der Anlage in einem geschützten Steuer­ stand vor Gefährdungen geschützt ist. Von diesem geschützten Standpunkt aus ist der Bedienungsmann während des Betriebs der Anlage jedoch nicht in der Lage, die aktuellen Betriebsbedingungen des Wasserwerfers zu überwachen. Um den Wasserwerfer und dessen Betrieb an den durch den Abbau veränderten, jeweiligen Abbauzu­ stand gefahrlos anpassen zu können, muß also jedesmal der Abbau unterbrochen werden, der Bedienungsmann den geschützten Unterstand verlassen, sich über den Zustand des Stoßes informieren, den Unterstand wiederum aufsuchen und den Betrieb des Wasserwerfers fortsetzen. Eine der wesentlichen Schwierigkeiten beim hydromechanischen Abbau besteht in der erheblichen Gefährdung von Personen und Ausrüstung am Gewinnungsort, z. B. durch das mit hohem Druck austretende Wasser, umhergeschleudertes Haufwerk, Steinfall u. a.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung derart weiterzubilden, daß ein kontrollierter hydromechanischer Abbau vor Ort ohne Gefährdung der Bedienungsperson durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen, vorteilhafte Ausgestaltungen und vorteil­ hafte Verwendungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Einrichtung ermöglicht eine vollständige Überwachung des Wasserwerfers, der Strahleinrichtung sowie des Abtransportes des abgebauten Materials während des Abbaues, ohne daß sich die Bedienungsperson zum Abbaustoß selbst begeben muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Einrichtung wird das zugeführte Wasser während der durch die Entfernungsmeßeinrichtung bewirkten Abtastung des Abbauortes vom Wasserwerfer zu einem anderen Wasseraustritt umgelenkt.

Es wird bei einer anderen Ausführungsform der Wasserstrom während der für die Abtastung durch die Entfernungsmeßeinrichtung notwendigen Zeitspanne zu einem anderen Wasseraustritt umgelenkt. Die Umlenkung des Wassers hat zwei Vorteile: Erstens wird dem Gerinne, in dem das abgebaute Material einem Auffangbecken oder einer anderen Stelle zur Ablage­ rung zugeführt wird, die notwendige Wassermenge durch einen ununterbrochenen Wasserstrom verschafft und zwei­ tens verhindert die Umlenkung des Wasserstromes während des Abtastvorganges Wasserschläge in der Druckwasserleitung, so daß Leitung und Personal vor Leitungsbrüchen, verur­ sacht durch Wasserschlag, geschützt sind.

Durch die vorliegende Einrichtung wird generell die Ausbeute eines Bergwerks erhöht, da durch die bessere Überwachung der Materialabtragung unbe­ absichtigte Einbrüche oder Einstürze verhindert werden kön­ nen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfin­ dung einen Ausschnitt einer Strecke beim hydromechanischen Abbau.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Wasser­ werfers, wie er bei einer Ausführungsform der Er­ findung verwendet werden kann, wobei ein Teil des Wasserwerfers weggebrochen ist, um seinen inneren Aufbau zu zeigen.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Schaltung einer Ausführungsform der Erfindung zur Abtastung und Bildwiedergabe sowie eines zur Steuerung des Wasserwerfers dienenden Steuerungssystems.

Fig. 1 zeigt die beim Abbau eines Ortes übliche Anordnung mit einer Stoß 10, der durch einen Stollen 11 zugänglich ist. Der Stollen 11 ist begrenzt durch Lie­ gendes 12, Seitenwände 13 und Hangendes, das nicht darge­ stellt ist. Der Stollen 11 enthält im allgemeinen ein Ge­ rinne 14 zum Abtransport des beim Abbau verwendeten Wassers und des durch den Druckwasserstrahl abgetragenen Gutes. Eine Wasserwerfervorrichtung 15 umfaßt im allgemeinen einen Wasserwerfer 16, der mit einer Zerkleinerungs- und Fördereinrichtung 17 verbunden ist. Eine Druckwasserleitung 18 ist aus mehreren mit Verbindungsstücken 19 zusammenge­ setzten Teilstücken aufgebaut. Entsprechend der Material­ abtragung aus dem Stoß 10 werden Teilstücke der Druckwasser­ leitung 18 entfernt, um die notwendige Verschiebung der Wasserwerfer-Vorrichtung 15 zu ermöglichen. Am Ende der Zerkleinerungs- und Fördereinrichtung 17 ist über dem Gerinne 14 eine Schütte 20 angebracht. Zwischen den Sei­ tenwänden 13 und der Wasserwerfer-Vorrichtung 15 sind Be­ grenzungswände 21 und 22 angebracht, um das abgebaute Gut in die Zerkleinerungs- und Fördereinrichtung 17 zu lenken. Der Wasserwerfer 16 ist mit einer Düse 23 ausgerüstet, um einen mit hoher Geschwindigkeit austretenden Wasserstrahl 24 z. B. auf eine Stelle 25 des Stoßes 10 zu richten. Der Wasserwerfer 16 umfaßt weiter eine Anordnung 26 zur Entfernungsmessung, die ein Signal, wie durch die Pfeile 27 angedeutet, sendet und empfängt.

Eine derartige Vorrichtung und ihre Anwendung wird später unter Bezug auf Fig. 2 genauer beschrieben. Der Strahl 24 trifft den Stoß 10 an der Stelle 25, wobei Gut aus dem Flöz 28 abgetragen wird. Das Gut fällt über eine Böschung 29 auf das Liegende 30 im Stollen. Da das Gut kontinuierlich von einer Stelle abgebaut wird, wird der Stoß 10 in sich zusammenfallen, wobei eine Trümmermasse 31 aus dem oberhalb vom Stoß 10 befindli­ chen Gut 32 entsteht, das nicht mehr länger abgestützt wird, sobald das darunterliegende Flöz 28 abgebaut worden ist. Die Steuereinrichtungen des Wasserwerfers 15 sind über ein Kabel 33 mit einer Fernsteuerungseinrichtung 34 ver­ bunden, die einen Bildschirm 35 und eine Handsteuerungsein­ richtung 36 sowie einen in Fig. 1 nicht dargestellten Prozeßrechner umfaßt. Ein den Bildschirm 35 beobachtender Maschinenführer 37 kann den Wasserwerfer mittels der Steuerungseinrichtung 36 fernbedienen. Das Kabel 33 kann in regelmäßigen Abständen mit Stiften 38 an der Seitenwand 13 befestigt sein, oder durch eine andere angemessene Maß­ nahme so befestigt werden, daß es bei der Arbeit nicht be­ schädigt wird.

Der zur Ausführung der Erfindung verwendete eigentliche Wasserwerfer 16 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Wasserwerfer 16 umfaßt einen Sockel 40, der auf der Wasserwerfervorrich­ rung 15 in beliebiger Weise, z. B. mit Bolzen, befestigt ist. Die Druckwasserleitung 18 ist über eine Verbindung 19 an ein Ventil 41 angeschlossen, das mit einer elektrischen Steuereinrichtung 42 versehen ist. Die Leitung 18 setzt sich innerhalb des Sockels durch Rohrstücke 43 bis zu einem um die Vertikale drehbaren Verbindungsstück 44 fort, das weiter mit einem vertikalen Rohr 45 verbunden ist. Das Verbindungsstück 44 erlaubt eine axiale Rotation des Rohres 45 gegenüber der stationären Zuleitung 43. Das Rohr 45 wird mit Hilfe von Hydraulikzylindern 46 und einer um ein Kettenrad geführten Kette 47 gedreht, wie besser aus Fig. 3 ersichtlich ist. Das Rohr 45 vergabelt sich in einen Y-förmigen Abschnitt 48, der seinerseits mit um die Horizontale drehbaren Verbindungsstücken 49 verbunden ist. Über die Verbindung 49 ist die Hochdruckdüse 23 ange­ schlossen. Die Richtung der Düse 23 wird mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 50 gesteuert, der über eine Schubstange 51 mit der Hochdruckdüse 23 verbunden ist. Dies ist ebenfalls besser aus Fig. 3 ersichtlich.

Die obengenannten Merkmale sind bei den meisten Wasser­ werfern üblich. Zusätzlich zu den üblichen Merkmalen weist das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Rohrleitung 52 auf, die mit einer Ableit- oder Ab­ lenkdüse 53 verbunden ist. Zusätzliche, hier verschlossen dargestellte Flansche 54 erlauben es, die Düse 53 auch an anderen Stellen anzubringen. Diese alternativen Befesti­ gungsmöglichkeiten sind notwendig für den Fall, daß die Düse 53 beschädigt oder zerstört wird, oder daß die Düse wegen der jeweiligen Abbausituation an einer anderen Stel­ le angebracht werden muß. Auf dem Wasserwerfer 16 sind Vorrichtungen 26 zur Entfernungsmessung angeordnet. Jedes Entfernungsmeßgerät hat ein vorzugsweise wasserdichtes Gehäuse 55 mit einem Deckel, der für die Strahlung von einem Gerät 57 durchlässig ist, welches den Strahl 27 aussendet, um den Abstand zwischen dem Wasserwerfer und dem Gut, das abgebaut werden soll, z. B. Kohle, zu be­ stimmen. Um sowohl vertikale wie horizontale Bewegungen zuzulassen, ist das Gerät 57 auf einem Joch 58 sowie einer Welle 59 angeordnet. Das Gerät 57 hat eine Ausgangs- oder Sende- und Sammel- oderEmpfangszone 60, um den Strahl zur Entfernungsmessung aussenden und empfangen zu können. Da sich die beiden Entfernungsmeßgeräte, die hier vorge­ sehen sind, gleichen, ist nur eines beschrieben.

Der eigentliche Abbauvorgang und die dabei verwendete Aus­ rüstung sollen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 und zusätzlich die Fig. 3 beschrieben werden. Die Steuerung erfolgt mittels eines Prozeßsteuerungsgerätes, z. B. eines Mikrocomputers 65, der, wie Fig. 3 zeigt, mehrere Aus­ gänge hat. Ein Ausgang 66 ist über eine Leitung 67 mit einem Bildschirmgerät 35 verbunden. Ein Ausgang 68 ist über eine Leitung 69 mit einem Ventil 70 verbunden, das die horizontale Einstellung des Wasserwerfers 16 steuert. Ein Ausgang 101 ist über eine Leitung 102 mit einem Ventil 92 verbunden, das die vertikale Einstellung der Hochdruck­ düse 23 steuert. Der Ausgang eines jeden der Entfernungs­ meßgeräte 26 ist über Leitungen 71 a und 71 b mit dem Prozeßsteuerungsgerät 65 verbunden. Um die horizontale Ein­ stellung der Düse 23 bestimmen zu können, ist eine elektrische Rückmeldeeinrichtung 72 über eine Welle 73 mit dem Rohr 45 verbunden. Der Ausgang der Rückmelde­ einrichtung 72 ist über ein Kabel 74 mit dem Eingang des Prozeßsteuerungsgerätes 65 verbunden. Eine zweite elek­ trische Rückmeldeeinrichtung 75 gibt die vertikale Ein­ stellung der Düse 23 an. Die Rückmeldeeinrichtung 72 ist über ein Kabel 76 mit dem Prozeßrechner 65 verbun­ den. Eine manuelle Steuerungseinrichtung 36, die z. B. einen Steuerhebel 77 aufweist, ist über ein Kabel 78 mit dem Prozeßrechner 65 verbunden. Das elektrische Steuerventil 42 wird vom Ausgang 79 des Prozeßrechners 65 angesteuert, der durch ein Kabel 80 mit einem Eingang 81 des Ventils 42 verbunden ist. Die Entfernungsmeßeinrichtung 26 er­ zeugt, wie früher erläutert, einen Meßstrahl 27. Der Strahl 27 tastet denStoß in Form eines durch den Pfeil 82 bezeichneten Musters von einem Grenzwert 83 bis zu einem anderen Grenzwert 84 ab. Die verschiedenen Hydraulik­ elemente werden mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, die über eine Verbindungsleitung 91 mit dem Hydraulikventil 92 verbunden ist. Das Ventil 92 beaufschlagt den Hydraulik­ zylinder 50 entweder über eine Leitung 93 oder über eine Leitung 94 mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit. Wenn eine Leitung, z. B. 93, unter Druck steht, ermöglicht die andere Leitung, in diesem Fall Leitung 94, den Rück­ fluß zum Ventil 92. Der Rückfluß vom Ventil 92 zu einer Ölwanne (nicht eingezeichnet) erfolgt über eine Leitung 95. Das Ventil 70 wird entweder über die gleiche Leitung oder eine andere Leitung 96 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt.

Die Hydraulikleitungen 96 und 97 sind mit einem der bei­ den mit 46 bezeichneten Zylinder verbunden, während das andere Paar Leitungen 98 und 99 mit dem anderen mit 46 bezeichneten Zylinder verbunden ist. Eine Rückflußlei­ tung 100 vom Ventil 70 führt zu einer (nicht eingezeichne­ ten) Ölwanne. Ein Ausgang 101 des Prozeßrechners 65 ist über eine Leitung 102 mit dem Ventil 92 verbunden.

Unter Bezugnahme auf alle Abbildungen, besonders aber auf Fig. 3, wird die Arbeitsweise von Wasserwerfer und Steuerungseinrichtung im folgenden ausführlich beschrieben: Um den Arbeitsablauf des Systems starten zu können, muß der Stoß, vor dem das System installiert ist, zunächst auf dem Bildschirm 35 sichtbar gemacht werden. Dazu wird der Wasserwerfer 15 an den Platz gebracht, von dem aus das Gut hydromechanisch abgebaut werden soll. Dann wird der Wasserwerfer mit der Druckwasserleitung 18 verbunden und die Kabelverbindung 33 zwischen dem Wasserwerfer 16 und der Fernsteuereinrichtung 34 hergestellt. Vor dem Beginn des Abbaues muß dann die Form des bestehenden Stoßes bestimmt werden. Da die gesamte Höhlung des Stoßes abge­ tastet werden muß, um ein vollständiges Bild auf dem Bildschirm 35 zu erhalten, wird mit dem Abtasten vorzugs­ weise am Anfang des Stoßes angefangen. Die Entfernungs­ meßeinrichtungen 26, z. B. Laser, werden dann eingeschaltet und es wird mit dem Abtastvorgang begonnen. Eine Methode, um einen bestimmten Teil des Stoßes abzutasten, besteht darin, das Entfernungsmeßgerät 57 gegenüber dem Joch 58 vertikal und um die Welle 59 horizontal zu bewegen. Da zwei getrennte Entfernungsmeßgeräte vorhanden sind, wird die Information über den Teil des Stoßes, der beiden Ent­ fernungsmeßgeräten zugänglich ist, über die Leitungen 71 a und 71 b dem Prozeßrechner 65 zugeführt. Die Information wird dann im Prozeßrechner gespeichert oder sofort auf dem Bildschirm 35 abgebildet. Um den ganzen Stoß aufzuzeich­ nen, wird der Wasserwerfer um seine vertikale Achse durch Betätigung des Handhebels 77 der Handsteuereinrichtung 36 gedreht, wobei ein entsprechendes Signal über das Kabel 78 zum Prozeßrechner 65 übermittelt wird. Der Rechner 65 übermittelt dann ein Signal an das Ventil 70, das seiner­ seits die Zylinder 46 über die Leitungen 96, 97, 98 und 99 unter Druck setzt. Die Hydraulikflüssigkeit von den Zylindern 46 fließt über das Ventil 70 und die Leitung 100 zur Ölwanne (nicht eingezeichnet). Die Zylinder 46 ver­ anlassen die Kette 47 das Kettenrad 47 a zu drehen, das mit dem Rohr 45 verbunden ist. Da das Gehäuse 61 über den Flansch 62 mit dem Rohr 45 verbunden ist, bewirkt eine Drehung des Kettenrades 47 a eine Drehung des Gehäuses 62. Die Entfernungsmeßeinrichtung 26 ist im Gehäuse 61 be­ festigt, so daß jede Bewegung des Gehäuses 61 eine ent­ sprechende Bewegung der Meßeinrichtung 26 bewirkt. Um den gesamten Hohlraum abtasten und aufzeichnen zu können, wird das Gehäuse gedreht, wobei die jeweilige Winkelposition über die Rückmeldeeinrichtung 72 dem Prozeßrechner 65 übermittelt wird. Der Abtastvorgang wird so lange durch Drehung des Wasserwerfergehäuses 61 fortgesetzt oder wieder­ holt, je nach Situation, bis der gesamte Stoß auf dem Bildschirm dargestellt ist. Sobald die Darstellung des Abbauorts vollständig ist, wird die Hydraulikversorgung 90 in Betrieb genommen, um die Zylinder 46 so zu bewegen, daß durch Bewegung der Kette 47 der Wasserwerfer wieder in die richtige Einstellung bezüglich seiner vertikalen Achse gebracht wird. Für die erste Bestandsaufnahme des Abbauorts braucht selbstverständlich nicht die Meßein­ richtung 26 auf dem Wasserwerfer 16 verwendet werden. Ein getrenntes Meßgerät kann verwendet werden, vorausgesetzt, es ist an der richtigen Stelle im Stollen angebracht und es werden die bei der Abtastung gewonnenen Daten zum Prozeßrechner übermittelt und gespeichert. Wie Fig. 1 zeigt, wird in der Vorbereitung des Abbauvorganges die Wasser­ werfervorrichtung 15 an den für den eigentlichen Abbau vorgesehenen Platz im Abbauort gebracht. Die Entfernungs­ meßeinrichtung 26 wird in Betrieb genommen und die momen­ tane Einstellung des Wasserwerfers bezüglich seiner hori­ zontalen und vertikalen Achse wird über die Rückmeldeein­ richtung 72 und 75 über die entsprechenden Kabel 74 und 76 dem Prozeßrechner 65 zugeführt. Diese Information wird dann verarbeitet und positioniert einen Kursor 25 a in der Darstellung auf Bildschirm 35. Der Kursor zeigt dem Maschinenführer 37 an, an welcher Stelle der Strahl des Wasserwerfers auftrifft, wenn dieser in Betrieb genommen wird. Der Maschinenführer bewegt dann den Zielpunkt des Strahles durch die Bewegung des Handhebels 77 unter Beob­ achtung des Kursors 25 a, bis er sich an der Position be­ findet, wo das Abbauen begonnen werden soll. Sobald sich der Wasserwerfer in der richtigen, durch den Kursor 25 a angezeigten Position befindet, wird ein durch den Maschi­ nenführer 37 ausgelöstes Signal vom Prozeßrechner 65 über das Kabel 80 zum Steuerventil 41 übermittelt, so daß der Wasserstrom durch die Leitung 18 und die Leitung 43 zur drehbaren Verbindung 44 freigegeben wird. Das Wasser fließt dann durch die Leitung 45 und die Y-förmige Fortsetzung derselben zur Düse 23. Der Wasserstrahl 24 tritt dann unter hoher Geschwindigkeit aus dem Wasserwerfer 16 aus, trifft an der Stelle 25 auf die Wandung des Stoßes, so daß Gut abgetragen und die Böschung 29 heruntergespült wird, worauf es durch die Begrenzungswände 21 und 22 zur Zerkleinerungs- und Fördereinrichtung der Wasserwerfervorrichtung 15 gelenkt wird. Darauf gelangt es durch die Schütte 20 in das Gerinne 14 und wird dadurch vom Abbauort entfernt.

Es ist nochmals zu erwähnen, daß das abgetragene Gut mit der aus der Düse 24 austretenden Flüssigkeit transportiert wird. Während des Abbauvorganges wird eine große Menge zerstäubten Wassers, Kohle und anderes Material vom Stoß fortgeschleudert. Der Abbauort wird sich mit Gut und Wasser füllen, so daß das Signal des Entfernungsmeßgerätes dieses Gemenge nur schwer durchdringen kann. In diesem Fall muß der Wasserstrahl 24 während der Meßzeit unterbrochen werden; das bedeutet aber, daß dann kein Wasser zugeführt wird, um das Gut von der Böschung 29 zur Wasserwerfervorrichtung 15, der Schütte 20 und zum Gerinne zu spülen. Deshalb wird der Wasserstrom durch Ansteuerung des elektrischen Steuerteiles 42 des Ventils 41 zu einer zweiten Düse 53 umgeleitet. In dieser Düse wird dieselbe Wassermenge umgesetzt wie im Druckwasserstrahl 24, jedoch nicht mit hoher Geschwindig­ keit, so daß der Ort frei bleibt von Wasserpartikeln und Gutteilen. Die Ablenkdüse 53 erlaubt es also, den mit hoher Geschwindigkeit austretenden Wasserstrahl 24 zu unterbrechen, ohne in der Leitung 18 einen Wasser­ schlag hervorzurufen. Ein derartiger Wasserschlag könnte die Wasserleitung beschädigen oder sprengen, womit eine Gefährdung von Personen in der Umgebung der Leitung ver­ bunden wäre, insbesondere da das Wasser in der Leitung 18 unter extrem hohem Druck steht. Sobald das Wasser zur Düse 53 umgeleitet ist, wird der Stoß erneut abge­ tastet und die dabei erhaltenen Daten werden über die Kabel 71 a und 71 b zum Prozeßrechner 65 übermittelt. Sobald die Information am Prozeßrechner zur Verfügung steht, wird die Darstellung auf dem Bildschirm 35 neu erstellt, um den veränderten Zustand des Stoßes 10 anzuzeigen. Das Wissen über die genaue Stelle der Abtragung und den Zustand des Stoßes während des Abbaues erlaubt es, Situationen, die zum Einsturz des Gewölbes führen könnten und Fehler bei der Wahl der Stelle des Abbaues zu vermei­ den.

Durch das hohe Maß an Kontrolle beim Abbau des Stoßes und die genaue Kenntnis des Zustandes des Hohlraumes vor dem Stoß kann ein höherer Anteil des Guts, z. B. Kohle, abge­ baut werden, so daß der Ertrag des Bergwerks pro investiertem Kapital erhöht wird. Sobald die Gefahr besteht, daß der Hohlraum in einen Trümmerhaufen 31 zusammenbricht, kann der Wasserwerfer zurückbewegt und mit dem Abbau begonnen werden. Solange der Prozeßrechner die neuen Koordinaten aus dem geänderten Standort des Wasserwerfers berechnen kann, ist ein neuerliches Abtasten des Stoßes i. a. nicht notwendig.

Durch die Erfindung wird also eine neuartige Einrichtung zur Überwachung des hydromechanischen Abbaues angegeben. Er basiert auf einer Vorrichtung, mit der, unter bevorzugter Verwendung eines Lasers, eine Bestandsaufnahme des Ortes gemacht werden kann; diese Bestandsaufnahme wird einem Prozeßrechner über­ mittelt, wobei die gewonnenen Daten auf einem Bild­ schirm dargestellt werden. Der Bildschirm vermittelt zu jeder Zeit eine Information über den Zustand des Hohlraumes während des Abbaues, so daß der Maschinen­ führer die Einstellung des Wasserwerfers und die Ab­ tragung des Gutes aus der Entfernung mit einem hohen Maß an Sicherheit überwachen und steuern kann, so daß eine größere Menge Gut abgebaut werden kann, be­ vor der Wasserwerfer an eine neue Stelle versetzt werden muß.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung zur Bestands­ aufnahme, getrennt vom Wasserwerfer, an einer anderen Stelle angeordnet werden; in der vorgeschlagenen Aus­ führung ist dieses Gerät jedoch direkt am Wasserwerfer angebracht. Wenn die Gutteile und das zerstäubte Wasser so dicht sind, daß sie von der Strahlung des Entfernungsmeßgerätes nicht ausreichend durchdrungen werden können, um die wahre Ausdehnung des Hohlraumes zu bestimmen, dann steht eine Ablenkdüse zur Verfügung, die es erlaubt, den mit hoher Geschwindigkeit austre­ tenden Wasserstrahl in einen Strahl niedriger Ge­ schwindigkeit zu verwandeln, so daß herumfliegende Trümmerteile und zerstäubtes Wasser weitgehend vermie­ den werden können. Die Ablenkdüse erlaubt es außerdem, die Geschwindigkeit des austretenden Wassers zu senken, ohne daß in der die Düse versorgenden Lei­ tung ein Wasserschlag hervorgerufen wird. Die vorliegende Einrichtung zum hydromechanischen Abbau schafft ein hohes Maß an Sicherheit für den Maschinenführer und ein hohes Maß an Kenntnis über den Zustand des Stoßes während des Abbauvorganges.

Claims (13)

1. Einrichtung zum hydromechanischen Abbau vor Ort, die einen horizontal und vertikal einstellbaren Wasserwerfer mit einer Steuereinrichtung, einer Druckwasserversorgung und eine Einrichtung zur Verbindung des Wasserwerfers und der Druckwasserversorgung enthält, gekennzeichnet durch

• a) eine Entfernungsmeßeinrichtung (26) mit einer Strahlungsquelle (60) und einem Signalausgang,
• b) eine Einrichtung (58, 59) zum vertikalen und horizontalen Schwenken der Entfernungsmeßeinrichtung zum Erzeugen einer Serie von den abzubauenden Stoß repräsentierenden Punkten,
• c) eine Prozeßsteuereinrichtung (65) mit Signaleingängen, einem Anzeigeausgang (66) und Signalausgängen (68, 79, 101),
• d) eine Verbindung (71 b) des Signalausgangs der Entfernungsmeßein­ richtung mit einem Signaleingang der Prozeßsteuereinrichtung (65),
• e) eine Anzeigeeinrichtung (35) mit einem Signaleingang und einer visuellen Anzeige,
• f) eine Verbindung (67) des Anzeigeausgangs (66) der Prozeßsteuer­ einrichtung (65) mit dem Signaleingang der Anzeigeeinrichtung (35),
• g) eine Steuereinrichtung (36) mit einem Signalausgang (78), der mit einem der Signaleingänge der Prozeßsteuereinrichtung verbunden ist und
• h) einer Wasserwerfersteuereinrichtung (70, 92) mit einem Signal­ eingang und einem Ausgang, der mit der Steuereinrichtung (46, 50) des horizontal und vertikal einstellbaren Wasserwerfers verbunden ist, wobei der Signaleingang der Wasserwerfersteuer­ einrichtung (70, 92) mit den Signalausgängen (68, 101) der Prozeßsteuereinrichtung (65) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernungsmeßgerät (26) einen Laser enthält, der einen Strahl erzeugt, welcher auf den abzubauenden Stoß auftrifft und zum Entfernungsmeßgerät reflektiert wird, wodurch ein entsprechendes elektrisches Signal an dessen Signalausgang erzeugt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zur Verbindung der Druckwasserversorgung mit dem Wasserwerfer eine Steuerventileinrichtung (41, 42) enthält, mit einem Steuersignaleingang (81) und einem ersten und einem zweiten Flüssigkeits­ auslaß, eine Flüssigkeitsumlenkeinrichtung (53), eine Verbindung (52) der Umlenkeinrichtung (53) mit dem ersten Auslaß der Steuerventil­ einrichtung (41, 42), eine Verbindung (43) des Wasserwerfers mit dem zweiten Flüssigkeitsauslaß und eine Verbindung des Steuersignalausgangs (81) der Steuerventileinrichtung (41, 42) mit einem Signalausgang (79) der Prozeßsteuereinrichtung (65), wobei der Strom der Druckwasser­ versorgung zum Wasserwerfer während des Betriebs der Entfernungs­ meßeinrichtung vom Wasserwerfer zur Umlenkeinrichtung (53) umleitbar ist.

4. Einrichtung zum hydromechanischen Abbau vor Ort nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die einen Rahmen mit mehreren Wasserwerfern und eine auf dem Rahmen angebrachte Steuereinrichtung zur Einstellung der vertikalen und horizontalen Richtung enthält sowie eine erste Einrichtung zur Einspeisung in die Wasserwerferanordnung, gekennzeichnet durch

• a) eine auf dem Rahmen angebrachte Entfernungsmeßeinrichtung (26), die so orientiert ist, daß in Richtung der Werferdüse (23) gemessen wird,
• b) eine Einrichtung zum Betätigen der Entfernungsmeßeinrichtung (26),
• c) eine auf dem Rahmen angebrachte Druckwasserverzweigung für die Wasserwerferanordnung vorgesehen ist,
• d) daß eine zweite Einrichtung zur Einspeisung von Wasser zwischen der ersten Einrichtung und der Druckwasserverzweigung vorgesehen ist und
• e) daß eine Einrichtung (18, 41, 42) zur Verbindung der ersten Einspeis­ einrichtung (43) mit der Druckwasserversorgung während die Entfernungs­ meßeinrichtung (26) nicht in Betrieb ist, und zur Verbindung der zweiten Einspeiseinrichtung (52) mit der Druckwasserversorgung, wenn die Entfernungsmeßeinrichtung (26) in Betrieb ist.

5. Verwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum ferngesteuerten hydromechanischen Abbau vor Ort, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß ein Wasserstrahl hoher Geschwindigkeit während einer vorgege­ benen Zeitspanne gegen das hydromechanisch abzubauende Material des Stoßes gerichtet wird,
• b) daß der Wasserstrahl ferngesteuert zu einer anderen Stelle des Stoßes umgelenkt wird,
• c) daß die Entfernungen von einer bekannten Position bis zu einer Vielzahl von Punkten der Begrenzung des Stoßes gemessen werden,
• d) daß die gemessenen Entfernungen zu einem Prozeßrechner übermittelt werden,
• e) daß die gemessenen und vom Prozeßrechner ausgewerteten Entfernungen zur Erzeugung einer Darstellung des Stoßes angezeigt werden und
• f) daß die Abfolge des hydromechanischen Abbaus und der Umlenkung des Wasserstromes wiederholt wird, um die Darstellung des Stoßes auf den aktuellen Stand zu bringen.

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Druckwasserstrahls über den Prozeßrechner gesteuert wird.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß­ rechner durch manuelles Eingeben von Koordinaten in den Prozeßrechner entsprechend einer gewünschten, durch die Darstellung des Stoßes bestimmte Veränderung gesteuert wird.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoß bei der Entfernungsmessung lückenlos abgetastet wird, so daß eine vollständige Darstellung des Stoßes erzeugt wird.

9. Verwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum hydromechanischen Abbau vor Ort, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Dimensionen des Abbaustoßes von einem festen Punkt vor Ort aus bestimmt werden,
• b) daß an einem zweiten von dem Abbaustoß entfernten Ort eine visuelle Darstellung des Abbaustoßes bezüglich dieses festen Punktes erzeugt wird,
• c) daß unter Druck stehendes Wasser gegen ein ausgewähltes Gebiet des Stoßes geworfen wird,
• d) daß Veränderungen im ausgewählten Gebiet des Stoßes bestimmt werden,
• e) daß an dem zweiten Ort neuerlich eine visuelle Darstellung des Abbauortes während des Wasserwerfens erzeugt wird und
• f) daß der Druckwasserstrahl unter Verwendung der aus der Aktualisierung der visuellen Darstellung gewonnenen Daten in eine neue Richtung gesteuert wird.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungen des Stoßes unter Verwendung der Entfernungsmeßeinrichtung durch Abtasten des Stoßes bestimmt werden.

11. Verwendung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die visuelle Darstellung an einem vom abzubauenden Stoß entfernten Ort erzeugt wird.

12. Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang des Wasserwerfens während der zur Bestimmung der Abmessungen des Stoßes notwendigen Zeitspanne unterbrochen wird.

13. Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl des Wassers während der zur Bestimmung der Abmessungen des Stoßes notwendigen Zeitspanne umgelenkt wird.