DE3606996A1

DE3606996A1 - Schraemmwalze mit ejektorbeduesung

Info

Publication number: DE3606996A1
Application number: DE19863606996
Authority: DE
Inventors: Walter Hemmer; Rainer 6680 Neunkirchen John; Paul Ing.(grad.) 6688 Illingen Kolling; Hans Dipl.-Ing. 6683 Spiesen Krummenauer; Ludwig Ing.(grad.) 6652 Bexbach Richter
Original assignee: Saarbergwerke AG; HANS KRUMMENAUER GmbH and Co KG
Current assignee: Saarbergwerke AG; HANS KRUMMENAUER GmbH and Co KG
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1986-09-25
Also published as: FR2585762B1; FR2585762A1; DE3606996C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schrämwalze insbesondere für im üntertägigen Bergbau eingesetzte, auf oder neben dem Kettenkratzförderer fahrende Walzenschrämmaschine» mit zur Staubbekämpfung verteilt auf den Mantel oder Schraubengang angeordneten, von der Maschine her mit Wasser versorgten Wasserdüsen.

Im üntertägigen Bergbau werden vor allem im Strebbau Walzenschrämmaschinen zur Staubbekämpfung sowohl mit einer sog. Innenbedüsung wie einer zusätzlichen Außenbedüsung eingesetzt. Mit Hilfe der Innenbedüsung soll bei schneidend arbeitenden Maschinen das Wasser dicht an den Entstehungsort des Staubes herangebracht werden. Dabei gelangt das Wasser durch die Welle zur Walze und den auf den Schraubengängen oder in den Meißelhaltern im Schutz der Meißel angeordneten Düsen. Ober diese Düsen wird das Wasser tangential auf die in Drehrichtung jeweils nachfolgenden Meißel oder auch radial darauf gesprüht. Um einen möglichst dichten Wassernebel zu erzeugen und um andererseits ein Verstopfen der Düsen zu vermeiden, muß ein gewisser Fließdruck des Wassers vorhanden sein. Bedingt durch diesen Druck und die notwendige zusätzliche Außenbedüsung erfolgt ein hoher Wasserausstoß, der zu Transportproblemen durch zu feuchtes Fördergut und zum Aufweichendes Liegenden führt, ohne das eine genügende Staubbekämpfung damit erreicht werden würde. Vielmehr wird immer noch eine erhebliche Menge an Staub von den Wettern mitgeführt, die dann mit Hilfe gesonderte Einrichtungen an anderen weiter rückwärts angeordneten Stellen niedergeschlagen und unschädlich gemacht werden müssen.

Bekannt ist es nach der GB-PS 14 14 917, den an der Walze entstehenden Staub in die Walze zu saugen und dann

mit Hilfe von einer Art Venturiwäscher niederzuschlagen. Dazu wird Wasser mit hohem Druck benötigt, dessen Zuführung und/oder Erzeugung im Bereich der Walzenschrämmaschine und der Walze einen erheblichen konstruktiven und versorgungsmäßigen Aufwand darstellt. Zusätzlich dazu ist die bereits erläuterte Außenbedüsung notwendig. Eine derart ungenügende und aufwendige Staubbekämpfung erfordert einen hohen Wartungsaufwand und bringt die erläuterten großen Probleme der zu großen Durchfeuchtung der hereingewonnenen Kohle mit sich.

;1 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schrämwalze zu schaffen, mit der bei minimiertem Wasserverbrauch eine optimale Staubbekämpfung erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Wasserdüsen sie im Abstand umgebende und in Richtung Wasseraustritt überragende Mischrohre mit vorgeordneten Luftansaugrohren zugeordnet sind.

Bei einer derart ausgerüsteten Schrämwalze wirken

die Mischrohr-e-mit den vorgeordneten Luftansaugrohren als rohrförmige -n, die sicherstellen, daß ein bestimmtes Luftvolumen jeweils durch die Wasserstrahlen mit-gerissen wird, so daß am Austritt dieser Mischrohre ein dichter und intensiver Wassernebel austritt, der sich schnell und gleichmäßig über den Walzenumfang und den Abbaustoß verteilt und dabei allen Staub niederschlägt. Aufgrund dieses intensivierten Wassernebels kann auf die bisher benötigte Außenbedüsung völlig verzichtet werden, da der dichte Wassernebel rund um den gesamten Walzenkörper das notwendige Niederschlagen des entstehenden Staubes

bewirkt. Gleichsam als Nebeneffekt wird mit Staub angereicherte Luft angesaugt. Der feine Wa.ssernebel bindet vorteilhaft den beim Schrämen entstehenden Staub und schlägt diesen zusammen mit der angesaugten staubhaltigen Luft nieder, so daß auch das gelöste Haufwerk dadurch gleich mit ausreichend benetzt wird. Aufgrund des großen Wassernebelvolumens ist sichergestellt, daß der Staub auch bei hohem Anfall niedergeschlagen wird, wobei vorteilhaft auch der feinkörnige Staub mit erreicht und unschädlich gemacht wird. Damit ist die Staubbekämpfung wesentlich effektiver und mit wesentlich weniger Wasser zu bewerkstelligen, da die Wasserstrahlen jeweils aus der Umgebung des Walzenkörpers ein Luftvolumen mit-reißen^ das etwa um das 2oo bis 5oofache größer ist als das eingebrachte Wasservolumen. Auf diese Weise wird ein Wassernebel mit erheblichem, den ganzen Umfang der Walze abdeckenden Volumen erzeugt. Besonders vorteilhaft ist aber, daß diese verbesserte Staubbekämpfung mit Niederdruckwasser erreicht werden kann, weil der feine Wassernebel auch mit dem entsprechenden Druckwassar in ausreichend großer Menge aufgrund der tόιr des Mischrohres erreicht und um den Umfang der Walze gelegt werden kann.

Eine optimal gleichmäßige Verteilung des Wasser-Luftgemisches über den Walzenumfang und den Abbaustoß wird gemäß einer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Luftansaugrohre radial am Mantel oder Schraubengang angeordnet sind. Das Wasser- Luftgemisch verteilt sich dabei gleichmäßig in den Spalt zwischen Mantel der Schrämwalze und anstehendem Gebirge bzw. Mineral um die sich entsprechend schnell drehende Schrämwalze..

Des weiteren wird durch das gleichmäßig um die Schrämwalze verteilte Wasser- Luftgemisch erreicht, daß

das evtl. aus dem Flöz austretende Methan, das sich zwischen Schrämwalze und Abbaustoß ansammeln kann, verwirbelt und/oder verdünnt wird, so daß sich ein zlindfähiges Luft/Methan-Gemisch nicht bilden kann.

Ein gezielter Austritt des Luft- Wassergemisches am Ende des Mischrohres ist zu erreichen, in-dem das Mischrohr einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist oder zumindest in seinem oberen Endbereich entsprechend ausgebildet ist. Auch eine rechteckige Ausbildung des Mischrohres ist im Prinzip möglich, um so die Gleichförmigkeit des Wassernebels verteilt um den Umfang der Schrämwalze sicherzustellen. Die runde oder ovale Form ist jedoch als optimal anzusehen, weil so über den gesamten Querschnitt gleiche Strömungsgeschwindigkeiten und damit auch gleiche Wassernebelmengen austreten. Jedem einzelnen Mischrohr ist somit durch die Größe und Formgebung ein bestimmter Bereich der Oberfläche der Schrämwalze zuzuordnen, die von ihm mit dem den staubbekämpfenden und niederschlagenden Wassernebel zu bestreichen ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung sind Mischrohr und Luftansaugrohr eine Einheit bildend ausgeführt. Dabei ist vorgesehen, daß das Luftansaugrohr ein an das Mischrohr angesetzte trompetenförmige Erweiterung ist. Damit ist das Einziehen der benötigten Mischluft optimiert und zwar insbesondere dann, wenn diese Luft aus dem Inneren der Walze bei entsprechend günstigen Abmessungen abzusaugen ist. Hierzu lehrt die Erfindung weiter, daß das Mischrohr bzw. das Luftansaugrohr sich am unteren Rand erweiternd geformt ist, was dann die trompetenförmige Erweiterung erbringt.

Nach einer weiteren Ausbildung ist das Luftansaugrohr seitlich im Bereich der Wasserdüse in das Mischrohr einmündend und winklig bis zum Mantel bzw. dem Schraubengang führend ausgebildet. Eine solche Ausbildung ist insbesondere dort günstig einzusetzen, wo aufgrund der Einbauten in der Walze oder des geringen Durchmessers genügend Luft aus dem Inneren der Walze nicht angesaugt werden kann. Hierzu ist dann wie geschildert vorgesehen, daß die Luft über das seitlich angesetzte Luftansaugrohr vom Mantel bzw. Schraubengang her angesaugt wird. Da diese Luft in der Regel staubbeladen ist, erfolgt dann der bereits weiter oben erwähnte Frühmischeffekt und Frühbindeeffekt innerhalb des Mischrohres.

Die -ewirkung und ein ausreichend großes Luftvolumen ist gewährleistet, wenn die Wasserdüsen mittig des Luftansaugrohres positioniert und justiert sind. Diese mittige Anordnung gilt vom Radius bzw. Durchmesser her

gesehen, wobei die Justierung sicherstellen soll, daß aufgrund auftretender Schwingungen der Wasserstrahl der Wasserdüse nicht übermäßig verfälscht wird. Von daher ist es zweckmäßig, die Wasserdüse jeweils an einem relativ kurzen Verbindungsrohr anzuordnen, so daß schon dadurch auftretende Eigenschwingungen weitgehenst verhindert sind.

Ein gezielter und den Staub möglichst gleich am Entstehungsort erfassender Wassernebel wird erzeugt, wenn die Mischrohre mit ihrem oberen Rand am Fußpunkt des Meißelhalters endend angeordnet sind. In der Art des hereinzugewinnenden Minerals ist es zweckmäßig, die Mischrohre jeweils verteilt zwischen zwei oder mehreren Meißelhaltern anzuordnen, da dann durch den Windzug, der sich durch die Drehbewegung der Walze ergibt, allein schon eine gleichmäßige Verteilung des Wassernebels über den Umfang erreicht wird. Der Wassernebel ist aber im

Schrämbereich so intensiv und dicht, daß der dort entstehende Staub niedergeschlagen wird.

Da der Staub schwerpunktmäßig im Tiefsten des Schrämschnittes entsteht und das nach Außendringen dieses Staubes durch den Schrämschnitt möglichst unterbunden werden soll, ist es zweckmäßig, auf dem Schlußring über den Umfang im Abstand positioniert mehrere, vorzugsweise 6 bis 8 Mischrohre, dagegen über den übrigen Mantel nur über die Schnittiefe und den Umfang versetzt zueinander einzelne Mischrohre anzuordnen. Damit wird im Bereich des Schnittiefsten ein besonders intensiver Wassernebel erzeugt, der den dort entstehenden und auf der Vorderseite der Walze entstehenden Staub niederschlägt, so daß schon von daher über die Breite der Walze gesehen nur noch ein geringerer Wassernebel benötigt wird. Dies wird dann ausreichend dadurch erzeugt, daß über den übrigen Mantel und über die Schnittiefe versetzt entsprechende Mischrohre vorgesehen sind. Bei optimalen Wassereinsatz ist so ein optimaler Staubniederschlag bzw. Staubbindeeffekt erreicht.

Ein besonders günstiger Staubbindeeffekt wird erfindungsgemäß durch eine zweckmäßige Beimischung eines Entspanners zum Bedüsungswasser erzielt. Hierzu ist vorgesehen, daß dem Bedüsungssystem der Walze Anschlüsse zugeordnet sind, an die Verbindungsleitungen zu einem EntspannerfTüssigkeit enthaltenden Tank anschließbar sind. Durch Ventile und Pumpen wird die Zugabe so gesteuert, daß je nach Staubart und ■-anfall eingestelltes Wasser zur Vernebelung zur Verfügung steht.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wasserdüsen einen die Ansaugung einer größtmöglichen

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Luftmenge erbringenden Wasserstrahl erzeugend eingestellt sind. Dabei sollte die Strahlform der Wasserdüsen der Form und den Abmessungen des Mischrohres entsprechend eingestellt oder ausgelegt sein. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß innerhalb des Mischrohres durch das Durchmischen der angesaugten Luft und des eingespritzten Wassers ein möglichst dichter, möglichst viel staubbindender Wassernebel erzeugt wird. Das gilt sowohl bezüglich der über die Wasserdüsen eingespritzen Wassermenge wie auch der besonderen Form der Wasserdüsen, da innerhalb des Mischrohres durch die Strahlform der Wasserdüsen gezielt eine intensive Durchmischung von Wasser und Luft erreicht wird.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Schrämwalze geschaffen ist, die ein Bedüsungssystem besitzt, da sicherstellt, daß der beim Hereingewinnen der Steinkohle und auch beim Schneiden von Steinkohle und Nebengestein freigesetzte feinkörnige Staub dicht am Entstehungsort mit Wasser benetzt unschädlich gemacht wird. Diese Staubbekämpfungsmaßnahme wird mit Niederdruckwasser durchgeführt. Rund um die Walze wird ein intensiver und dichter Wassernebel erzeugt, der den beim Schneiden erzeugten Staub wirksam niederschlägt. Besonders vorteilhaft ist, daß die optimierte Staubbekämpfung bei verringertem Wasserbedarf erreicht wird, so daß Probleme durch zu. feuchtes Fördergut nicht,, mehr auftreten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisiert dargestellte

Schrämwalze in Vorkopfansicht, Fig. 2 die Schrämwalze nach Fig.l in

Seitenansicht,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem äußeren Kranz

der Schrämwalze mit Mischrohr und

Luftansaugrohr und Fig. 4 das Mischrohr gemäß Fig. 3 im Schnitt.

Die in Fig. 1 schematisiert wiedergegebene Schrämwalze (1) ist über den Walzentragarm (2) mit der in Fig. 2 wiedergegebenen Walzenschrämmaschine verbunden.

Ober den Mantel (3) der Schrämwalze (1) verteilt sind durch Versorgungsrohre (4, 5) mit Niederdruckwasser versorgte Wasserdüsen (6, 7) angeordnet.

Diese Wasserdüsen (6, 7) sind jeweils so positioniert, daß sie im Bereich von Meißelhaltern (8, lo) mit den Meißeln (9, 11) rund um den Mantel (3) einen optimal dichten Wassernebel erzeugen.

Der die Wasserdüsen (6, 7 ) verlassende Wasserstrahl wird wie anhand der Fig..l und 2 erläutert ist, in einem Mischrohr (12) ausgetragen, das luftansaugend bzw. mitreißend ausgebildet ist, so daß aus dem Wasseraustritt (15) ein aus Wasser und Luft bestehendes Gemisch, d.h. also ein dichter Wassernebel in ausreichend großer Menge austritt. Die Wasserdüsen (6, 7) sind nach Fig. 1 und 2 etwa mittig zwischen unteren Rand (16) und oberen Rand (17) des hierzu gleich als Luftansaugrohr dienenden Mischrohres (12).

Die Mischrohre (12) und damit auch die Wasserdüsen (6, 7) sind radial am Mantel (3) bzw. am Schraubengang der Schrämwalze (1) angeordnet, so daß auch eine ausreichende Menge des Wasser- Luftgemisches gegen den Abbaustoß (14) geschleudert wird. Eine vollständige Benetzung aller in Frage kommenden Bereiche ist dadurch sichergestellt, wobei sich im Spalt (13) zwischen Mantel (3) bzw. Schraubengang der Schrämwalze (1) und dem Abbaustoß (14) ein nebelartiges intensives Gemisch ansammelt, das den gebildeten Staub sofort einfängt und niederschlägt. Dies gilt insbesondere auch für feinstkörnigen Staub, wodurch die Staubbekämpfung insgesamt intensiviert und verbessert werden kann.

Die einzelnen Wasserdüsen (6, 7) mit ihren sie tragenden Versorgungsrohren (4, 5) sind in die Mischrohre (12) eingeführt-und über eine Halterung (18) gesichert.und zentriert. Die Wasserdüsen (6, 7) sind dabei, mittig dieser Rohre angeordnet, so daß der austretende Wasserstrahl eine erhebliche Luftmenge mitreißt, wie durch die einzelnen Pfeile bei Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Das so entstehende Wasser- Luftgemisch erbringt den schon weiter/e?ifa§terten vorteilhaft dichten Wassernebel.

Die Schrämwälze (1) ^wird über den Walzentragarm (2) gehalten. Der Walzentragarm (2) ist dabei schwenkbar an der Walzenschrämmaschine (19) gelagert, die ihrerseits auf dem Kettenkratzförderer (2o) verfahrbar ist.

Auch Fig. 2 zeigt, wie vorteilhaft über das Mischrohr (12) mit dem zugeordneten Luftansaugrohr (25) und die darin angeordneten Wasserdüsen (6, 7) in den Spalt (13) zwischen Abbaustoß (14) und Mantel (3) bzw. Schraubehgang

NAOHOEREiCHT!

ein Wassernebel erzeugt wird. Dabei sind auf dem Schlußring (26) beispielsweise 6 bis 8 Mischdüsen (12) mit zugeordnetem Luftansaugrohr (25) vorgesehen, während über den übrigen Mantel (3) jeweils versetzt 'zueinander wesentlich weniger Mischrohre vorgesehen sind. Das heißt, der Abstand dieser Mischrohre sowohl die Breite wie auch Umfang des Mantels ist hier wesentlich größer gewählt als im Bereich des Schlußringes (26).

Die Mischrohre (12) sind am Mantel (3) bzw. dem Schraubengang der Schrämwalze (1) angeordnet, so daß auch die benötigte Luft aus diesem Bereich entnommen und mitgerissen wird. Dadurch wird evtl. auch staubhaltige Luft mit angesaugt und durch das Luftansaugrohr (25) hindurchgezogen, in das Mischrohr (12) eingeführt und dann mit Wasser gemischt. Auch hierdurch wird der Staubbekämpfungseffekt verbessert, das aber evtl. noch staubhaltige Luft mit Wasser kontaktiert und gereinigt wird.

Zur Zuführung von Entspanner oder einer anderen den Staubbindeeffekt beeinflussenden Zusatzflüssigkeit sind dem Bedüsungssytem Anschlüsse (22) zugeorndet, an die Verbindungsleitungen (23) angeschlossen sind, die zu einem Tank (24) mit einem entsprechenden Zusatz führen, Ober die nicht dargestellte Pumpe und über entsprechende Regeleinrichtungen kann die Zugabemenge gesteuert werden Gemäß Fig. 2 ist es auch möglich, die im Versorungsrohr (4, 5) einen solchen Anschluß (22) direkt zuzuordnen.

Während nach den Figuren 1 und 2 Mischrohr (12) und Luftansaugrohr (25) eine Baueinheit bilden, wobei das Luftansaugrohr (25) das trompetenförmige Ende des

Mischrohres (12) darstellt, ist nach den Figuren 3 und eine seitliche Zuführung der Luft in das Mischrohr (12) vorgesehen. Hierbei wird die benötigte Luft aus dem Bereich des Mantels (3) bzw. der Schraubengänge angesaugt und etwa rechtwinklig im Bereich der Wasserdüsen (6, 7) in das Mischrohr (12) eingeführt. Die einzelne Wasserdüse (6, 7) ist auf dem Versorgungsrohr (4), das einen Versorgungskanal bildend rund—um geführt ist, aufgesetzt und so fixiert, daß die vorne aufsitzende Wasserdüse (6) durch Eigenschwingungen praktisch nicht beeinträchtigt wi rd.

Länge und Weite des Mischrohres (12) richtet sich nach der Menge des eingebrachten Wassers und insbesondere nach der Form der Düse (6) oder aber umgekehrt. Auf jeden Fall ist hier vorzusehen, daß die Strahlform der Wasserdüsen der Form und den Abmessungen des Mischrohres (12) entsprechend eingestellt und ausgelegt sind, um so eine gleichmäßige Wassernebel bildung und eine intensive Wassernebelbildung zu gewährleisten.

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Claims

P atentansprüche

1. Schrämwalze , insbesondere für im untertägigen Beigbau eingesetzte, auf oder neben dem Kettenkratzförderer fahrende Walzenschrämmaschine, mit zu Staubbekämpfung verteilt auf dem Mantel oder Schraubengang angeordneten, von der Maschine her mit Wasser versorgten Wasserdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß den Wasserdüsen (6, 7) sie im Abstand umgebende und in Richtung Wasseraustritt (15) überragende Mischrohre (12) mit vorgeordneten Luftansaugrohren (25) zugeordnet sind.

2. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischrohre (12) radial am Mantel (3) oder Schraubengang angeordnet sind.

3. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (12) einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist.

4. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mischrohr (12) und Luftansaugrohr (25) eine Einheit bildend ausgebildet sind.

5. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftansaugrohr (25) seitlich im Bereich der Wasserdüse (6, 7) in das Mischrohr (12) einmündend und winklig bis zum Mantel (3) bzw. dem Schraubengang führend ausgebildet ist.

6. Schrämwalze nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (12) bzw. das Luftansaugrohr (25) sich

am unteren Rand (16) erweiternd geformt ist.

7. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdüsen (6, 7) mittig des Mischrohres (12) positioniert und justiert sind.

8. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischrohre (12) mit ihrem oberen Rand (17) am Fußpunkt der Meißelhalter (8, lo) endend angeordnet sind,

9. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlußring (26) über den Umfang im Abstand positioniert mehrere, vorzugsweise 6 bis 8 Mischrohre (12), dagegen über den übrigen Mantel (3) nur über die Schnittiefe und den Umfang versetzt zueinander einzelne Mischrohre angeordnet sind.

10. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bedüsungssystem der Walze Anschlüsse (21, 22) zugeordnet sind, an die Verbindungsleitungen (23) zu einem Entspannerflüssigkeit enthaltenden Tank (24) anschließbar sind.

11. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdüsen (6, 7) einen die Ansaugung einer größtmöglichen Luftmenge erbringenden Wasserstrahl erzeugend eingestellt sind.

12. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlform der Wasserdlisen (6, 7) der Form und den Abmessungen des Mischrohres (12) entsprechend eingestellt oder ausgelegt ist.