DE3639407A1 - Gasspuergeraet und bergbaumaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft in erster Linie, wenn auch nicht ausschließlich, insbesondere ein Gasspürgerät zum Aufspüren eines Gases oder von Gasen, welche interessieren, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffgase wie Methan in einer Luftprobe, und zweitens eine Bergbaumaschine, welche mit einem derartigen Gasspürgerät ausgerüstet ist.

Man kennt tragbare Gasspürgeräte, welche auf katalytischer Basis arbeiten und in weitem Umfange in Kohlenbergwerken zum Aufspüren von Methan eingesetzt werden. Derartige Gasspürgeräte haben jedoch eine relativ lange Ansprechzeit von etwa 20 sec und benötigen in gleichmäßigen Zeitabständen eine Nacheichung, welche in britischen Kohlenbergwerken beispielsweise alle zwei Wochen vorgenommen werden muß. Wenn eine kürzere Ansprechzeit benötigt wird, beispielsweise zum Anhalten von Maschinen wie beispielsweise einer Kohlenschrämmaschine, sobald Methan bei oder über dem vorgeschriebenen Grenzwert von 1,25% festgestellt wird, so muß man sich eines Gasspürgerätes bedienen, welches auf Infrarot-Basis arbeitet. Wenn jedoch auch mit derartigen Gasspürgeräten eine kurze Ansprechzeit erzielbar ist, so haben sie die Neigung, relativ schnell von der Eichung abzuweichen. Infolgedessen besitzen bekannte Infrarot-Gasspürgeräte eine Einrichtung, um die Eichung zu überprüfen und erforderlichenfalls erneut einzustellen, welche regelmäßig benutzt wird. In der Praxis besitzt ein bekanntes Infrarot-Gasspürgerät ein Rohr zur Probenahme von Luft mit einer am einen Ende des Rohres angeordneten Infrarot­ geschickt wird, mit einem am anderen Ende des Rohres angeordneten Infrarot-Sensor, wobei die zu prüfende Luft in das Rohr, durch dasselbe hindurch und aus demselben geleitet wird. Im Infrarotstrahl ist innerhalb des Rohres entweder neben der Infrarotquelle oder neben dem Infrarotsensor ein optisches Filter angeordnet. Die Merkmale des Filters werden entsprechend dem interessierenden Gas ausgewählt.Grundlegend ist ein derartiges Gerät derart ausgebildet, daß der Infrarotsensor kein elektrisches Signal oder ein keinen Alarm bedeutendes elektrisches Signal abgibt, wenn das interessierende Gas garnicht oder aber nicht in einer über dem vorgeschriebenen Schwellenwert liegenden Menge festgestellt wird. Dies rührt daher, daß die Infrarotstrahlung ungehindert zum Sensor hindurchgeht. Wenn jedoch im Probenahmerohr das interessierende Gas in einer bestimmten Menge vorhanden ist, wird die vom Sensor aufgenommene Infrarotstrahlung gedämpft und über einem vorgegebenen Wert von beispielsweise 1,25% für Methan, bringt der Verlust oder die verringerte Aufnahme von Infrarotstrahlung am Sensor diesen dazu, ein elektrisches Signal beziehungsweise ein elektrisches Alarmsignal abzugeben. Der erwartete Verlust der Eichgenauigkeit, welcher beispielsweise von Verschmutzungen entweder an der feinpolierten, goldplattierten Innenseite des Probenahmerohres oder von einem Qualitätsverlust der Infrarotquelle, des Filters und/oder des Sensors herrührt, wird beispielsweise dadurch korrigiert, daß ein versiegeltes Bezugsrohr mit Fenstern an jedem Ende eingebaut wird, welches aus einer Ruhelage in eine Wirkungslage zwischen der Infrarotquelle und dem Infrarotsensor zwecks erneuter Eichung beispielsweise 100-mal/min verdreht wird, wobei das Probenahmerohr für die Luft gleichzeitig in Ruhelage verdreht wird. Dabei sind das Probenahmerohr und das Bezugsrohr im gleichen radialen Abstand von der Drehachse eines Rohrträgers angeordnet, wobei letzterer von einem Elektromotor angetrieben wird, sodaß eine Verbindung zu einer elektrischen Stromquelle benötigt wird. Die vorgenannte Ausbildung arbeitet zwar zufriedenstellend, benötigt jedoch ein zweites Rohr, das Bezugsrohr, einen in Lagern sitzenden Träger, einen Antriebsmotor und eine elektrische Stromquelle, was im Ganzen zu beträchtlichen Herstellungs- und Wartungskosten führt und auch zu Ausfällen führen kann.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und sieht nach einem ersten Aspekt der Erfindung ein Gasspürgerät zum Aufspüren eines bestimmten interessierenden Gases in einer Luftprobe, bestehend aus einem Rohr zur Probenahme von Luft, einer am einen Ende des Rohres angeordneten Infrarotstrahlungsquelle, einem am anderen Ende des Rohres angeordneten Infrarotsensor, einem im Infrarotstrahl entweder neben der Infrarotquelle oder neben dem Infrarotsensor angeordneten, für das interessierende Gas geeigneten optischen Filter, einem am oder nahe dem einen Rohrende liegenden Einlaß für die Luftprobe und einem am oder nahe dem anderen Rohrende liegenden Auslaß für die Luftprobe, wobei das Gasspürgerät derart ausgebildet ist, daß ein elektrisches Signal oder ein verändertes elektrisches Signal abgebbar ist, je nach dem ob das interessierende Gas festgestellt wird oder nicht vor, welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gasspürgerät mit einer Quelle für ein reines Bezugsgas sowie mit einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Zufuhr des Bezugsgases zum Probenahmerohr in vorgeschriebenen Zeitabschnitten ausgerüstet ist.

Infolgedessen benutzt das gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehene Gasspürgerät das Probenahmerohr für die Luft dazu, um beide Funktionen eines Probenahmerohres und eines Bezugsrohres auszuüben, sodaß die Notwendigkeit entfällt, wie bei den bisher bekannten Ausbildungen ein zweites, ein Bezugsrohr, einen Rohrträger und einen Antriebsmotor mit Stromversorgung vorzusehen, und außerdem es nicht mehr nötig ist, regelmäßige Eichungen durchzuführen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Bergbaumaschine vorgesehen, welche mit einem Gasspürgerät der vorgenannten Ausbildung verbunden ist.

Dabei kann das Gasspürgerät an Bord der Maschine montiert sein und daher von ihr mitgeführt werden, oder es kann von der Maschine entfernt aufgebaut werden und mit derselben und einem zugeordneten Abbau-Fernmeßsystem verbunden sein.

Dabei kann es sich um eine Strebschrämmaschine oder eine Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine handeln, deren Arbeit automatisch, beispielsweise durch Auskuppeln einer Kraftübertragung zum Schrämkopf der Maschine abgeschaltet wird, wenn ein elektrisches Signal oder ein verändertes elektrisches Signal vom Gasspürgerät beim Aufspüren des interessierenden Gases über einem vorgeschriebenen Schwellenwert abgegeben wird. Bei dem interessierenden Gas kann es sich in Kohlebergwerken um Methan (CH₄) handeln, welches ständig vorhanden ist und in geringer Menge, d.h. mit beispielsweise weniger als 1,25% toleriert werden kann, welches jedoch zumindest in britischen Kohlebergwerken unzulässig ist, wenn der vorgeschriebene Schwellenwert von 1,25% überschritten wird. Die gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehene Bergbaumaschine kann vorteilhafterweise sehr schnell, d.h. innerhalb von 1 sec, bei Vorhandensein von Methan und dgl. über einem vorgeschriebenen Schwellenwert, der vom Sensor aufgespürt wird, abgeschaltet werden. Dies bedeutet einen wesentlichen Sicherheitsfaktor. Es ist klar, daß das sofortige Abschalten einer Drehung des Schrämkopfes jegliche Funken- oder Wärmeerzeugung am Kopf bei Abgabe eines Alarmsignals verhindert. Ein besonderes Abbremsen des Schrämkopfes ist nicht erforderlich, da bei einer Drehung im Schram das Mineral als Bremse wirkt, während der Schrämkopf bei einer Drehung außerhalb des Schrams keinerlei Funken oder Wärme erzeugt. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Gasspürgerät zufriedenstellend arbeitet, indem es 100 cm³ an Luft/min bei einer Ansprechzeit von 0,5 sec prüft.

Als Bezugsgas wird beispielsweise CO₂ verwendet, welches zweckmäßigerweise von einem Zylinder automatisch dem Probenahmerohr zugeführt und durch dasselbe hindurchgeleitet wird, und zwar in vorgeschriebenen Zeitabständen, beispielsweise jeweils alle 10 min und zweckmäßigerweise unter Steuerung einer Zeitgebereinrichtung vorzugsweise in elektronischer Ausbildung und vorzugsweise in einstellbarer Ausführung, um den speziellen Anforderungen zu genügen. Um sicherzustellen, daß der CO₂-Zylinder nicht leerläuft und einwandfrei arbeitet, ist vorzugsweise in einer Speiseleitung vom CO₂-Zylinder ein Gasdruckschalter eingebaut.

Ein Ventil kann verwendet werden, um die Zufuhr von Gasproben oder in den vorgeschriebenen Zeitabständen von reinem Bezugsgas zum Probenahmerohr zu steuern, wobei zweckmäßigerweise ein solenoidbetätigtes Ventil vorgesehen wird, welches durch die Zeitgebereinrichtung betätigt wird.

Da CO₂ unter einem Überdruck zugeleitet wird, strömt es ohne weiteres längs des Probenahmerohres, wenn es über das Solenoidventil dem Probenahmerohr zugeführt wird. Die zu prüfende Luft steht jedoch gewöhnlich unter atmosphärischem oder Normaldruck, beispielsweise als potentiell methanhaltige Luft im Bergwerk, sodaß die Luft durch das Probenahmerohr über Luftpumpen hindurchgepresst oder angesaugt werden muß. Eine derartige Luftpumpe kann beispielsweise aus einer Venturidüse und einer zugeordneten Wassersprühdüse bestehen, wobei Wasser längs der Venturidüse verspritzt wird, um einen Luftstrom längs der Düse zu erzeugen. Der Auslaß für die Luftprobe aus dem Probenahmerohr ist zweckmäßigerweise mit dem Unterdruckbereich der Venturidüse verbunden, sodaß ein entsprechender Luftstrom durch das Probenahmerohr erzeugt wird. Alternativ kann es auch zweckmäßiger sein, eine kleine, beispielsweise elektrisch angetriebene, Luftpumpe zu verwenden. Der Einlaß des Probenahmerohres für die Luftprobe liegt in der Praxis in einem Bereich, in welchem angenommen wird, daß dort das interessierende Gas, beispielsweise Methan, vorhanden ist. Da die Luft im Bergwerk staubig ist, ist es naturgemäß erwünscht, ein Luftfilter, beispielsweise ein poröses Sinter- Metallfilter im Lufteinlaß anzuordnen. Als weiteres Sicherheitsmerkmal, daß das Gasspürgerät selbst einwandfrei arbeitet, beispielsweise, daß der Einlaß oder das Einlaßfilter nicht blockiert sind, ist vorzugsweise der Luftauslaß des Probenahmerohres mit einem Luftströmungsanzeiger versehen. Dieser kann als Mengenstrommesser ausgebildet sein. Ein derartiges Meßgerät besitzt zwei Heizwiderstands-Thermometer, welche zur Messung der Luft-/Gasströmung verwendet werden. Eine Brückenschaltung erfaßt das Temperaturdifferential und entwickelt ein lineares Ausgangssignal.

Da festgestellt wurde, daß Veränderungen im Luftdruck die Genauigkeit des Gasspürgerätes beeinflussen, wird vorzugsweise das Gasspürgerät mit einer Luftdruck-Ausgleichseinrichtung versehen, wie beispielsweise mit einer Druckkapsel, welche ein elektrisches Korrektursignal abgeben kann, sodaß die Tiefe, in welcher das Gasspürgerät in einem Bergwerk aufgebaut ist, oder die atmosphärischen Bedingungen ohne Folgen sind.

In Bezug auf den zweiten Aspekt der Erfindung und insbesondere bei einer Kohleabbaumaschine, wird das Methan im allgemeinen unmittelbar an dem Schrämkopf oder den Schrämköpfen frei und seine Konzentration erreicht dort ihren Maximalwert. Vorzugsweise wird daher gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Bergbaumaschine mit wenigstens einem Gasspürgerät gemäß dem ersten Aspekt in unmittelbarer Nachbarschaft des Schrämkopfes oder der Schrämköpfe der Bergbaumaschine ausgerüstet. Da ein umlaufender Schrämkopf mit schraubenlinienförmig angesetzten Schrämmeißeln herkömmlicherweise mit einer Förderhaube für das abgebaute Mineral versehen ist, kann ein Gasspürgerät auf der Haube montiert werden, um Luft aus dem Bereich zwischen der Haube und dem Schrämkopf zu prüfen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Gasspürgerät auf einem Auslegerarm montiert sein, welcher herkömmlicherweise den Schrämkopf trägt, um die Luft aus dem Bereich des maschinenseitigen Endes des Schrämkopfes zu prüfen. In diesem Bereich ist es besonders vorteilhaft, Luft zu prüfen, welche in die herkömmlicherweise vorgesehene Hohlwelle des Schrämkopfes eintritt, wobei diese Hohlwelle benutzt wird, um eine bevorzugte Richtung für die Luftzirkulation und Ventilation zu erzielen. Außerdem kann in unmittelbarer Nähe des maschinenseitigen Endes der Hohlwelle ein kreisrunder Schild vorgesehen werden, um die Luft zu zwingen, den Schrämkopf bzw. den Schraum in einer bevorzugten Richtung zu verlassen, wobei ein Gasspürgerät diese ausströmende Luft prüft.

Abgesehen von am Schrämkopf freiwerdendem Methan wird herkömmlicherweise Ventilationsluft längs-eines Kohlestoßes vom einen Ende zum anderen geblasen, wobei es garnicht so selten ist, daß ein Methan-"Pfropfen" in einer vor der Maschine liegenden Schicht frei wird und zur arbeitenden Maschine bis zum Schrämkopf strömt, an welchem die Methankonzentration, falls überhaupt Methan vorhanden ist, innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegt. Vorzugsweise wird daher ein weiteres Gasspürgerät an einem vorderseitigen Ende der Maschine montiert, um jegliche Methan-Propfen und dgl. aufzuspüren, welche sich mit der normalen Ventilationsluft zur Bergbaumaschine hin bewegen. Ein derartiges Gasspürgerät würde an die normale elektrisch/elektronische Steuerung der Maschine angeschlossen, um die Maschine abzuschalten und somit als weitere Sicherung zu wirken.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gasspürgerätes;

Fig. 1A ein Anzeigefeld des Gasspürgerätes gemäß Fig. 1;

Fig. 2-6 schematische Ansichten einer Strebschrämmaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung; und

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.

Das Gasspürgerät 1 besitzt, wie Fig. 1 zeigt, ein Außengehäuse 2, durch welches eine Hauptleitung 3 für die Luftprobe in Form eines Rohres hindurchläuft, um Luft über ein Luftfilter 4 im Einlaß der Leitung 3 von beispielsweise der Atmosphäre einer Kohlenmine zu entnehmen, wobei die Luft längs der Leitung 3 zu einem offenen Auslaßende 5 strömt, wie dies durch die Pfeile 6 angedeutet ist. Der Luftstrom durch die Leitung wird durch später noch in Bezug auf die Fig. 2 bis 7 zu beschreibende Anordnungen bewirken.

Eine Nebenleitung 7 für die Luftprobe kann von der Hauptleitung 3 Luft absaugen, wobei diese Nebenleitung 7 einen durch ein poröses Sintermetallfilter 9 geschützten Einlaß 8 besitzt, der zu einer nachgiebigen Rohrschlange zwecks vibrationsfreier Montage führt und über diese Schlange 10 zu einem Einlaßende eines Infrarot-Detektors 11, welcher ein Probenahmerohr 12 für die Luft besitzt. Am Einlaßende ist dieses Probenahmerohr 12 außerdem mit einer Infrarot- Strahlungsquelle 13 und einem transparenten Fenster 14 zum Schutz der Strahlungsquelle 13 versehen, während das Auslaßende des Probenahmerohres 12 mit einem transparenten Fenster 15 zum Schutz eines optischen Filters 16 und mit einem Infrarotsensor 17 versehen ist. Die Luftprobe strömt durch das Probenahmerohr 12 und tritt über einen Auslaß 18 in Form eines Rohres aus, welches einen Mengenstrommesser 19 mit einer Strömungsdrossel 20 und eine Abtastschleife 21 durchläuft, wobei das Spürgerät 11 und der Mengenstrommesser 19 auf einer gemeinsamen vibrationsfreien Tafel 22 montiert sind. Hinter dem Mengenstrommesser 19 ist das Rohr zu einer zweiten nachgiebigen Schleife 10 A gewunden, hinter welcher eine Luftpumpe 23 vorgesehen ist, um eine Luftströmung durch die Nebenleitung 7 zu erzeugen, während die Luft vom Gehäuse 2 über ein poröses Sintermetallfilter 24 austritt.

Das Gehäuse 2 trägt einen Schutz 25 für einen ein reines Bezugsgas (CO₂) enthaltenden Zylinder 26, welcher eine Kupplung 27 besitzt, von welcher aus eine Speiseleitung 28 in das Gehäuse 2 zu einem CO₂-Druckregler 29 läuft, hinter welchem sich ein CO₂-Druckschalter 30 befindet, ferner ein Ventil 31 und ein Solenoid 32, wobei das Ventil 31 der Nebenleitung 7 vor der Schleife 10 unter der Steuerung eines elektronischen Zeitgebers 32 A CO₂ zuführen kann.

Innerhalb des Gehäuses 2 ist außerdem eine elektronische Schaltung 33 angeordnet, welche eine Stromzuführung 34 besitzt, die über einen Kabelanschluß 35 in das Gehäuse 2 eintritt, während die Leitungen 36 vom Gehäuse 2 zur Steuerung einer herkömmlichen elektrischen Steuerschaltung einer zugeordneten in Fig. 1 nicht dargestellten Kohleabbaumaschine 38 führt. Die Leitungen 36 treten in das Gehäuse 2 über einen ähnlichen Kabelanschluß 35 A ein und führen zu einem Auslöserelais 37. Einen Teil der Schaltung 33 innerhalb des Gehäuses 2 bilden außerdem Leitungen 39 von einer Luftdruckausgleichseinrichtung 40, deren Probenahmeöffnung in 41 mit der Probenahmeleitung an einer Stelle zwischen dem Eingangssinterfilter 9 und dem Ventil 31 verbunden ist. Schließlich verlaufen von der Schaltung 33 Leitungen 42 durch das Gehäuse 2 über einen Kabelanschluß 35 B zur herkömmlicherweise vorgesehenen Datenübertragung oder den Datensammelsystemen.

Die Anzeigeplatte 43 in Fig. 1A besitzt eine Methanalarmlampe 44, L.E.D.-Warnlampen 45 bzw. 45 A für schwache Luftströmung und niedrigen CO₂-Druck, einen Schalter 46 zur Prüfung bzw. Rückstellung, einen gegen Eingriffe gesicherten Zugang 47 für die Luftdruckeinstellung und eine L.C.D. 44 A zur Anzeige der in den Luftproben aufgespürten prozentualen Menge von CH₄.

In den Fig. 2 bis 6 steht die Strebschrämmaschine 38 am Kohlestoß 48 eines Kohleflözes 49, wobei die Maschine 38 sich von rechts nach links selbst verholt und auf einem nicht dargestellten Panzerkettenförderer auf dem Liegenden 50 abgestützt und geführt wird. Die Maschine 38 besitzt ein Motormodul 51, in welchem ein nicht dargestellter Elektromotor untergebracht ist, welcher eine erste Ausgangswelle besitzt, die zu einer Verholeinrichtung 52 mit einem Antriebskettenrad 53 führt, welches an einer feststehenden Zahnstange oder einer nicht dargestellten Kette angreift, die mit dem Förderer verbunden ist. Der Elektromotor besitzt eine zweite Ausgangswelle 54 für den Antrieb über eine im einzelnen noch zu beschreibende Kupplung 55 eines meißeltragenden umlaufenden Schrämkopfes 56, der auf einem Auslegerarm 57 sitzt, sodaß er um eine Achse 58 verdrehbar ist, wobei dieser Auslegerarm 57 schwenkbar mit einem Getriebekopf 59 der Maschine 38 verbunden ist und im Bogen um seinen Schwenkpunkt durch einen doppelt wirkenden, nicht dargestellten Steuerbock in an sich bekannter Weise verschwenkbar ist.

Der Schrämkopf 56 besitzt eine koaxial mit der Drehachse 58 verlaufende Hohlwelle 60, welche zumindest eine Wassersprühdüse 61 enthält, welche an eine Druckwasserquelle anschließbar ist, um Wasserstrahlen 62 zu erzeugen, durch welche ein Luftstrom längs der Hohlwelle 60 zur Verdünnung des freiwerdenden Methans erzeugbar ist, wobei der Luftstrom von einem vom Kohlestoß 48 fortweisenden Einlaßende 63 der Hohlwelle entsprechend den Pfeilen 64 zu einem Auslaßende 65 am Kohlestoß entsprechend den Pfeilen 66 strömt. Zusatzluft wird vom Auslaßende 5 der Hauptleitung 3 der Luftprobe angesaugt, wobei dieses Auslaßende 5 innerhalb der Hohlwelle 6 liegt und dadurch durch das Gasspürgerät 1 gesaugt wird, wobei diese zusätzliche Luft durch die Pfeile 67 angedeutet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 besitzt das Gasspürgerät 1 einen elektrischen Ausgang, der mit einem elektrischen Relais 68 beispielsweise einem eigensicheren, flammensicheren Kombinationsrelais verbunden ist, welches über Leitungen 69 von einer vorzugsweise eigensicheren, nicht dargestellten Quelle gespeist wird, wobei das Relais 68 seinerseits mit einem solenoidbetätigbaren Steuerventil 70 verbunden ist, welches wiederum über eine Leitung 71 mit einem hydraulischen Betätigungsorgan 72 zur Verschwenkung eines Kupplungsbetätigungshebels 73 verbunden ist, um Antriebselemente 74 und 75 der Kupplung 55 miteinander in Eingriff zu bringen oder voneinander zu lösen, wobei das Element 75 mit einer Antriebswelle 77 verbunden ist, um eine Drehzahlminderungsübertragung 78, welche im Getriebekopf 59 untergebracht ist, und eine Übertragung 79 im Auslegerarm 57 für den Antrieb des Schrämkopfes 56 anzutreiben. In Reihe geschaltet mit dem solenoidbetätigbaren Kupplungssteuerventil 70 liegt ein manuell betätigbares Kupplungssteuerventil 80 mit einem manuell betätigbaren Hebel 81. Das Ventil 80 ist seinerseits mit einer Hydraulikpumpe 82 und einem Überdruck- Ventil 83 verbunden, wobei die Ventile 70, 80, die Pumpe 82 und das Überdruckventil 83 insgesamt mit einem Tank 84 verbunden sind.

Bei dieser Ausbildung legt der Maschinenführer bei laufendem Elektromotor des Motormoduls 51 den Betätigungshebel 81 um, wenn der Schrämkopf 56 in Drehung versetzt werden soll, woraufhin sofort Druckwasser der oder den Sprühdüsen 61 zugeführt wird, um Wasserstrahlen 62 zu erzeugen, welche ihrerseits einen Luftstrom längs der Hohlwelle 60 erzeugen, welcher seinerseits Luft durch die Hauptleitung 3 und damit durch das Gasspürgerät 1 hindurchsaugt. Da jedoch durch die Zwischenschaltung des Ventils 70 zwischen das Ventil 80 und dem hydraulischen Betätigungsorgan 72 die Kupplung 55 nicht sofort eingerastet wird, sondern bis zu dem Zeitpunkt in der in Fig. 2 und 5 dargestellten Position bleibt, zu dem das Gasspürgerät 1 kein Methan oder Methan innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen in seiner Zelle 11 aufspürt, woraufhin ein elektrisches Signal an das Relais 68 und von dort dem Solenoidventil 70 übermittelt wird, sodaß Hydrauliköl dem hydraulischen Betätigungsorgan 72 zufließen kann, wodurch die Kupplung 55 eingerastet wird und der Schrämkopf 56 in Drehung versetzt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird daher ein aktives Anlaufsystem für die Maschine verwendet, wodurch ein Eingriff oder ein andauernder Eingriff der Kupplung 55 und damit eine Drehung des Schrämkopfes 56 verhindert wird, bis vom Gasspürgerät 1 ein Signal ausgestrahlt wird, welches zufriedenstellende Gasbedingungen in der Zelle 11 anzeigt. Wenn nach dem Anlauf der Maschine bei sich drehendem Schrämkopf 56 das Gasspürgerät 1 das interessierende Gas über einem vorgeschriebenen Schwellenwert aufspüren sollte, so wird dem Relais 68 ein anderes Signal übermittelt, um das Solenoidventil 70 umzuschalten, wodurch das hydraulische Betätigungsorgan die Kupplung 55 auskuppelt und damit die Drehung des Schrämkopfes 56 der Maschine 38 automatisch stoppt. Fig. 2 zeigt außerdem die Möglichkeit der Montage eines weiteren Gasspürgerätes 1 A an Bord der Maschine 38 am in Bewegungsrichtung vorderen Ende der Maschine 38, um irgendwelche Methanpfropfen aufzuspüren, welche in von der Maschine 38 entfernt liegenden Kohlenschichten freiwerden und durch den herkömmlichen Strom der Ventilationsluft längs des Kohlestoßes 48 von rechts nach links in Fig. 2 zur Maschine 38 getrieben werden, wobei das Gasspürgerät 1 A ebenfalls über ein Relais mit dem Solenoidventil 70 verbunden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 wird ein passives Warnsystem verwendet, bei welchem Ausgangssignale vom Gasspürgerät 1 einfach einer visuellen Warneinrichtung, wie beispielsweise einem in Mengenprozent-Einheiten geeichten analogen oder digitalen Anzeigegerät 85, und/oder ebenfalls über die Relais 68 A und 68 B einer Schaltwarneinrichtung zugeleitet werden, wie sie beispielsweise in Fig. 4 als Glocke 86 oder Hupe 87 dargestellt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist ein weiteres passives Warnsystem angedeutet, bei welchem ein Einlaßendfilter 7 der Hauptleitung 3 innerhalb der Hohlwelle 60 liegt und infolgedessen keine Umgebungsluft, sondern Luft von innerhalb der Hohlwelle 60 ansaugt. Ein Relais 68 ist mit einer Alarmwarnlampe 88 und einer keinen Alarm anzeigenden Lampe 89 verbunden.

Fig. 6 zeigt ein weiteres aktives System, bei welchem der Ausgang des Relais 68 einen herkömmlicherweise vorgesehenen Steuerkreis 90 der Bergbaumaschine 80 öffnet oder schließt, um die Drehung des Schrämkopfes 56 zu ermöglichen oder zu verhindern.

Fig. 7 zeigt eine Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine 38 A für den Vortrieb eines Tunnels oder einer Strecke 91, welche an einem Ortsstoß 92 vorgerückt wird. Am einen Ende eines verschwenkbaren Baumes 93, der mit seinem anderen Ende mit der Maschine 38 A verbunden ist, ist ein Schrämkopf 56 A montiert. Die Maschine ist auf Raupen 94 montiert. Herkömmlicherweise ist die Maschine 38 A mit einem Sammelförderer 95 versehen, um vom Schrämkopf 56 A losgelöstes Mineral auf einen längs der Strecke 91 verlaufenden Bandförderer 96 abzugeben.

Ein Ausgabeende 5 A eines wasserbetriebenen.Venturi- Ventilatorrohres 60 A, welches als gleichwertig mit der Hohlwelle 60 der Fig. 2 bis 6 angesehen werden kann, liegt dicht beim Schrämkopf 56 A, wobei der Venturi-Ventilator 60 A bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Ventilationsleitung gebildet wird, die über eine beträchtliche Länge längs der Strecke 91 verläuft und beispielsweise von einem Rädersystem getragen wird, welches seinerseits durch die herkömmlicherweise vorgesehenen Abstützringe 97 im I-Profil der Strecke getragen wird. Die Rohrleitung 60 A wird teilweise vom Baum 93 und teilweise von den Ringen 97 getragen.

Neben dem Abgabeende 5 A der Venturi-Ventilatorleitung 60 A befindet sich wenigstens eine Wassersprühdüse 61, welche mit einer Druckwasserquelle verbindbar ist, um Wasserstrahlen 62 zu erzeugen, welche ihrerseits einen Luftstrom längs der Leitung 60 A erzeugen. Als Alternative zum durch die Wasserstrahlen 62 erzeugten Luftstrom kann in der Ventilatorleitung 60 A auch ein Gebläse 99 vorgesehen werden. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt auch die Möglichkeit, das Gasspürgerät 1 von der Maschine 38 A entfernt aufzubauen und wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 5 die in das Einlaßende 63 der Leitung 60 A eintretende Luft zu prüfen, wobei elektrische Leitungen 98 vom Gasspürgerät 1 zu einer Alarmschaltung und/oder zur Steuerschaltung 90 der Maschine 38 A oder zum Telemetriesystem usw. führen, wodurch der Schrämkopf 56 A bei einem vom Gasspürgerät 1 aufgespürten Alarmzustand automatisch angehalten wird.

Claims (28)

1. Gasspürgerät zum Aufspüren eines bestimmten interessierenden Gases in einer Luftprobe, bestehend aus einem Rohr zur Probenahme von Luft, einer am einen Ende des Rohres angeordneten Infrarotstrahlungsquelle, einem am anderen Ende des Rohres angeordneten Infrarotsensor, einem im Infrarotstrahl entweder neben der Infrarotquelle oder neben dem Infrarotsensor angeordneten, für das interessierende Gas geeigneten optischen Filter, einem am oder nahe dem einen Rohrende liegenden Einlaß für die Luftprobe und einem am oder nahe dem anderen Rohrende liegenden Auslaß für die Luftprobe, wobei das Gasspürgerät derart ausgebildet ist, daß ein elektrisches Signal oder ein verändertes elektrisches Signal abgebbar ist, je nach dem, ob das interessierende Gas festgestellt wird oder nicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasspürgerät (1) mit einer Quelle für ein reines Bezugsgas sowie mit einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Zufuhr des Bezugsgases zum Probenahmerohr (12) in vorgeschriebenen Zeitabschnitten ausgerüstet ist.

2. Gasspürgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsgas CO₂ ist.

3. Gasspürgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinder (26) als Quelle für die Zufuhr von Bezugsgas mit Überdruck vorgesehen ist.

4. Gasspürgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber (32 A) vorgesehen ist, über welchen das Bezugsgas in vorgewählten Zeitabschnitten automatisch durch das Probenahmerohr (12) bringbar ist.

5. Gasspürgerät nach Anspruch 3 oder 4 in Abhängigkeit von Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zufuhrleitung (28) vom Zylinder (26) ein Druckschalter (30) für das Bezugsgas eingebaut ist.

6. Gasspürgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (1) zur Steuerung der Zufuhr von Luftproben oder in vorgeschriebenen Zeitabschnitten von Bezugsgas zum Probenahmerohr (12) ein Ventil (31) aufweist.

7. Gasspürgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Ventils (31) ein Solenoid (32) vorgesehen ist.

8. Gasspürgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (1) mit einer Luftpumpe (23) für die Luftprobe ausgerüstet ist.

9. Gasspürgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe (23) aus einer Venturidüse mit einer zugeordneten Wassersprühdüse besteht, sodaß beim Sprühen von Wasser längs der Düse ein Luftstrom längs der Venturidüse erzeugbar ist.

10. Gasspürgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß des Probenahmerohres (12) mit dem Unterdruckbereich der Venturidüse verbunden ist und dadurch Probeluft durch das Rohr hindurchsaugbar ist.

11. Gasspürgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe eine elektrisch betriebene Luftpumpe (23) ist.

12. Gasspürgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Lufteinlaß (8) des Probenahmerohres (12) ein Luftfilter (9) angeordnet ist.

13. Gasspürgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (18) des Probenahmerohres (12) mit einem Strömungsanzeiger (19) versehen ist.

14. Gasspürgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsanzeiger (19) ein Mengenstrommesser ist.

15. Gasspürgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (1) mit einer Luftdruck- Ausgleichsvorrichtung (40) versehen ist.

16. Bergbaumaschine mit wenigstens einem umlaufenden Schrämkopf, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Gasspürgerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15 verbunden ist.

17. Bergbaumaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasspürgerät (1) an Bord der Bergbaumaschine (38, 38 A) montiert ist.

18. Bergbaumaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (1) von der Maschine (38) entfernt aufgebaut, jedoch mit ihr und einem zugeordneten Abbau-Fernmeßsystem verbunden ist.

19. Bergbaumaschine nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine Strebschrämmaschine (38) ist.

20. Bergbaumaschine nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine (38 A) ist.

21. Bergbaumaschine nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Schrämkopfes (56) bei Abgabe eines elektrischen Signals oder eines veränderten elektrischen Signals durch das Gasspürgerät (1) bei Feststellung des interessierenden Gases oberhalb eines vorgeschriebenen Schwellenwertes automatisch abschaltbar ist.

22. Bergbaumaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Schrämkopfes durch Auskuppeln einer Kraftübertragung (54, 55, 74, 75, 77, 78, 79) an den Schrämkopf (56) abschaltbar ist.

23. Bergbaumaschine nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (38) in unmittelbarer Nähe ihres Schrämkopfes (56) mit wenigstens einem Gasspürgerät (1) ausgerüstet ist.

24. Bergbaumaschine nach Anspruch 23 unter Rückbeziehung auf Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasspürgerät (1) auf der herkömmlicherweise dem Schneidkopf (38 A) zugeordneten Förderhaube für das abgebaute Mineral montiert ist.

25. Bergbaumaschine nach Anspruch 18 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasspürgerät (1) auf einem Auslegerarm (57) montiert ist.

26. Bergbaumaschine nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasspürgerät (1) derart montiert ist, daß mit ihm in eine herkömmlicherweise vorgesehene Hohlwelle (60) des Schrämkopfes (56) eintretende Luft prüfbar ist.

27. Bergbaumaschine nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des maschinenseitigen Ende einer herkömmlicherweise vorgesehenen Hohlwelle (60) eines Schrämkopfes (56) ein kreisrunder Schild, durch welchen aus dem Schrämkopf (56) austretende Luft in eine bevorzugte Richtung lenkbar ist, mit einem die austretende Luft überprüfenden Gasspürgerät (1) vorgesehen ist.

28. Bergbaumaschine nach Anspruch 19 und irgendeinem der darauf rückbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Maschine (38) ein Gasspürgerät (1 A) auf dem in Bezug auf die Strömungsrichtung der Ventilationsluft längs einem Kohlenstoß oberströmigen Ende der Maschine montiert ist.