DE4223772C2 - Verfahren und Anlage zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei saugender Bewetterung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur saugenden Bewetterung von Strecken, insbesondere Abbaustrecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau, bei dem die aus der aufzu­ fahrenden Abbaustrecke über eine mit dem Vortrieb verlänger­ ten Sauglutte mit Ventilator herausgesaugten staubhaltigen Wetter in der Verbindungsstrecke durch einen Staubabscheider entstaubt werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einem in eine Sauglutte integrierten Ventilator und einem daran angeschlossenen Entstauber mit Entstauberventilatoren.

Es ist im untertägigen Berg- und Tunnelbau allgemein bekannt, beim Auffahren von Strecken, insbesondere den für den Abbau benötigten Strebbegleitstrecken mit saugender Bewetterung zu fahren. Dies bedeutet, daß die im Vortrieb mit Staub beladenen Wetter über eine Sauglutte aus dem Vor­ triebsbereich herausgesaugt werden, so daß automatisch aus der Verbindungsstrecke frische Wetter bis Vorort strömen, wo sie sich mit Staub beladen und dann eben durch die Saug­ lutte aus diesem Bereich herausgenommen werden können. Im Vorortbereich ist heute meist eine Teil- oder Vollschnitt­ maschine im Einsatz, bei der zum Niederschlagen des Staubes Wasser auf den Schneidkopf gedüst wird, so daß die abge­ saugten Wetter verhältnismäßig feucht sind. Diese feuchten, mit Staub beladenen Wetter werden durch einen in die Saug­ lutte integrierten Ventilator bzw. Lüfter, der dicht vor dem Ende der Sauglutte angeordnet ist, durch die Sauglutte hindurchgezogen und dann einem am Ende der Sauglutte ange­ ordneten Entstauber zugeführt. Um hier einen einwandfreien Wetterfluß zu gewährleisten, ist am jenseitigen Ende des Entstaubers ebenfalls ein Entstauberventilator angeordnet. Diese Anordnung des Entstaubers in der Verbindungsstrecke hat den Vorteil, daß hier relativ große Querschnitte zur Verfügung stehen, in denen die relativ platzaufwendigen Teile wie der Entstauber ohne Probleme untergebracht werden können. Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren und der dazu vorgesehenen Anlage ist, daß unabhängig von den Vorort durchgeführten Arbeiten die abgesaugten Wetter immer durch den Entstauber hindurchgeführt werden. Da dabei der Wider­ stand des Entstaubers ständig überbrückt werden muß, ist der Energiebedarf hoch. Nachteilig ist außerdem, daß aufgrund der feuchten und zum Teil auch klebefreudigen Stäube der Entstauber sich leicht zusetzen kann. In solchen Fällen fällt dann die gesamte saugende Bewetterung aus, so daß der Betrieb Vorort eingestellt werden muß, bis der Entstauber wieder gereinigt ist und für die Entstaubungsarbeiten zur Verfügung steht. Sowohl der damit verbundene Ausfall wie vor allem aber die Gefährdung der im Vortrieb arbeitenden Menschen stellt sich als wesentliche Beeinträchtigung der Betriebssicherheit dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, mit denen Vortriebs­ maschinen vor allem in Abbaustrecken bei saugender Bewette­ rung mit Entstauber unter Wahrung eines möglichst geringen Energieeinsatzes und hoher Betriebssicherheit betrieben werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sauglutte und der zugeordnete Ventilator dem Wetterbedarf des Streckenvortriebes entsprechend ausgelegt werden, während der Entstauberventilator auf eine um mindestens 10% höhere Saugleistung eingestellt wird und daß die Wetter bei Still­ stand oder Zusetzen des Entstaubers an dem Entstauber vorbei in die Verbindungsstrecke unter gleichzeitiger Beruhigung und zumindest teilweiser Entstaubung gedrückt werden.

Mit einem derartigen Verfahren ist es zunächst einmal möglich, bei einem Zusetzen des Entstaubers dennoch die Vorort arbeiten so lange weiterzuführen, bis der Entstauber gereinigt wieder zur Verfügung steht. Zumindest aber können die Vorort befindlichen Bergleute ihre Arbeitsstelle beibe­ halten und dort solche Arbeiten verrichten, die nicht zu einer Staubbelastung führen. Dies sind beispielsweise Ausbau­ arbeiten u.ä., während man den Vortrieb so lange einstellt, bis der Entstauber wieder hergestellt ist. Darüber hinaus ist es möglich, auch während des normalen Betriebes des Entstaubers diesen aus dem Wetterverbund herauszunehmen und stillzusetzen, wenn keine stauberbringenden Arbeiten Vorort durchgeführt werden. Auch während dieses Zeitraumes kann die Sauglutte ohne Probleme weiter betrieben werden, weil während dieser Zeit die von Vorort kommenden Wetter ohne Probleme am Entstauber vorbeigeleitet werden, da sie gleichzeitig beruhigt die Sauglutte verlassen, stellen sie keine Behinderung dar, wobei durch entsprechende Führung der Wetter und ggf. Berieselung die Möglichkeit besteht, auch diese am Entstauber vorbei geführten Wetter staubfrei zu halten, wenn sie wider Erwarten Staub mitbringen sollten.

Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Entstauber im vorgebbaren Zeittakt zum Drehantrieb der Streckenvortriebsmaschine geschaltet wird. Entstauber und Streckenvortriebsmaschine werden somit gleich­ zeitig geschaltet, so daß beim Einschalten des Drehantriebes und dem Anfall von staubhaltigen Wettern in einem vorge­ gebenen Zeitraum auch der Entstauber sich einschaltet, so daß die ankommenden staubhaltigen Wetter sofort gereinigt werden. Wird der Drehantrieb stillgesetzt, so schaltet sich auch der Entstauber in einem vorgebbaren Zeittakt selbst aus, so daß dann die Wetterführung ohne die Problematik des Widerstandes des Entstaubers laufen kann. Eine wesent­ liche Reduzierung des Energiebedarfes ist so sichergestellt.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Anlage, bei der zwischen Ventilator und Entstauber ein Diffusor angeordnet ist, der den Ansaugstutzen des Entstaubers über­ lappend ausgebildet ist und daß der Entstauberventilator eine um mindestens 10% höhere Saugleistung als der Ventila­ tor aufweisend ausgebildet ist. Der Diffusor gibt die Mög­ lichkeit, bei Stillstand oder Ausfall des Entstaubers die über den Ventilator herangeführten Wetter beruhigt in die Strecke einzuleiten. Diese Beruhigung erreicht man durch den Diffusor, weil sich dessen Querschnitt allmählich erwei­ tert, so daß die vom engen zum weiten Querschnitt erfolgende Strömung eine Geschwindigkeitsverminderung bei gleichzeitigem Druckanstieg erfährt. Durch in diesem Bereich angeordnete Düsen kann auch bei Stillstand des Entstaubers ein gewisser Entstaubungseffekt erzielt werden. Vorteilhaft ist dabei vor allem, daß bei solchem gezielten Ausschalten des Ent­ staubers keine Probleme entstehen, weil die beruhigten Wetter am Entstauber vorbei in die Strecke eingeleitet werden kön­ nen. Ein Zusetzen des Entstaubers und damit eine Belastung der nachgeführten Strecke mit staubhaltigen Wettern wird dabei vor allem dadurch vermieden, daß der Entstauberventi­ lator eine entsprechend höhere Saugleistung als der in der Sauglutte angeordnete Ventilator aufweist. Damit ist das Zusetzen des Entstaubers wesentlich minimiert und gleich­ zeitig auch erreicht, daß während eines solchen Betriebes, d. h. bei eingeschaltetem Entstauber der Diffusor erst gar nicht wirksam werden kann. Erst wenn der Entstauber still­ gesetzt ist, werden die ankommenden Wetter durch den sich aufbauenden Druck durch den Diffusor hindurch in die Begleit­ strecke bzw. Verbindungsstrecke hineingebracht.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Diffusor mit Rückschlagklappen ausge­ rüstet ist, die bei Übergang des Wetterflusses von Saug­ auf Druckbetrieb öffnend geschaltet sind. Durch die besondere Ausbildung des Entstauberventilators und des in die Saug­ lutte integrierten Ventilators ist während des Normalbe­ triebes, d. h. während des laufenden Entstaubers sicherge­ stellt, daß die gesamten Wetter durch den Entstauber hin­ durchgezogen werden. Fällt der Entstauberventilator aus, so ergibt sich automatisch zwischen dem in die Lutte inte­ grierten Ventilator und dem Diffusor ein Druckanstieg, der dazu führt, daß der Diffusor die vorbei streichenden Wetter am Entstauber vorbei führt, so daß der Weiterbetrieb der saugenden Bewetterung ohne weiteres möglich ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, daß der Entstauberventilator mit dem Schalter des Drehan­ triebes der Vortriebsmaschine verbunden ist. Damit wird erreicht, daß der Entstauberventilator jeweils nur dann in Betrieb genommen wird und damit auch der gesamte Entstau­ ber, wenn sich die Vortriebsmaschine im Vortrieb befindet und Stein bzw. Kohle schneidet. Nur während dieses Arbeitsabschnittes fällt eine entsprechend große Menge an Staub an, die ja nur zum Teil vom Wasser niedergeschlagen wird, so daß der Rest über die Sauglutte in den Entstauber geführt werden muß. Während der übrigen Arbeitsabschnitte steht bei stehendem Drehantrieb der Vortriebsmaschine gleich­ zeitig auch der Entstauberventilator, so daß dann der in die Sauglutte integrierte Ventilator die aus dem Vortrieb abgesaugte Luft am Entstauber durch den Diffusor hindurch­ drücken kann und muß.

Um den unnötigen Lauf des Entstaubers bzw. des Entstau­ berventilators auf ein geringstmögliches Maß zu reduzieren, sieht die Erfindung vor, daß der Entstauberventilator und der Drehantrieb unter Zwischenschaltung einer Zeitschaltuhr verbunden sind. Der Entstauberventilator springt somit erst deutlich nach dem Drehantrieb an, läuft dafür aber nach Stillsetzen des Drehantriebes eine gewisse Zeit nach, so daß eine entsprechende Reinigung der durch die Sauglutte herangeführten Wetter sichergestellt ist.

Weiter oben ist erwähnt, daß der Diffusor quasi von selbst anspricht, wenn nämlich der Entstauber ausgestellt wird oder aber sich so mit Staub zusetzt, daß ein Weiterbe­ trieb nicht mehr möglich ist. Um hier ein möglichst früh­ zeitiges Ansprechen des Diffusors sicherzustellen, kann es zweckmäßig sein, im Bereich des Diffusors einen Druck­ messer in der Sauglutte anzuordnen, der den Verstellantrieb der Rückschlagklappen betätigend geschaltet ist. Stellt der Druckmesser einen entsprechenden Druckanstieg in der Sauglutte fest, so schaltet er automatisch die Rückschlag­ klappen am Diffusor, so daß dann die anströmenden Wetter zwangsweise an dem Ansaugstutzen des Entstaubers vorbeige­ führt werden. Er hat dann registriert, daß der Entstauber sich zugesetzt hat, so daß ein weiteres hindurchdrücken von staubhaltigen Wettern entweder überhaupt nicht mehr möglich oder nur mit erheblichem Energieaufwand möglich ist. In Weiterführung der Erfindung ist es dabei möglich, daß bei Ansprechen des Druckmessers gleichzeitig ein Signal zur Vortriebsmaschine gegeben wird, das den Fahrer und Führer der Vortriebsmaschine veranlaßt, den Drehantrieb sofort stillzusetzen oder aber daß der Drehantrieb automa­ tisch stillgesetzt wird.

Eine Leistungsvolumenvergrößerung des dem Entstauber nachgeordneten Entstauberventilators ist vorgesehen, um ein Zusetzen des Ventilators weitgehend zu verhindern. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Entstauberventilator eine um 10% bis 40%, vorzugsweise 20 bis 30% größere Saugleistung als der Ventilator in der Sauglutte aufweist. Durch die entsprechend große Saugleistung wird dabei nicht nur ein Zusetzen des Entstaubers verzögert oder gar verhin­ dert, sondern gleichzeitig auch sichergestellt, daß der Diffusor quasi automatisch schaltend betrieben werden kann. Das heißt, bei entsprechend großer Saugleistung des Entstau­ bers bzw. des ihm zugeordneten Entstauberventilators wird der Diffusor nicht ansprechen, sondern vielmehr werden die Wetter durch den Ansaugstutzen des Entstaubers hindurchge­ zogen, ohne daß die Rückschlagklappen betätigt werden können bzw. ohne daß der Diffusor wirksam werden kann, weil er ja aufgrund der Geschwindigkeitsverminderung einen Druckan­ stieg erzeugt, der ein unfreiwilliges Austreten der durch den Entstauber gesaugten Wetter unterbindet.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Verfahren und eine Anlage geschaffen sind, mit denen saugende Bewetterungen mit wesentlich verbesserter Betriebs­ sicherheit betrieben werden können. Darüber hinaus ist durch die besondere Betriebsweise und die Auslegung der Anlage sichergestellt, daß ein deutlich verringerter Energieaufwand auftritt, indem nämlich der Entstauber nur dann in Betrieb gesetzt wird bzw. in Betrieb gehalten wird, wenn dies auf­ grund der Vortriebssituation notwendig und sinnvoll ist. Während der übrigen Zeitabschnitte bzw. Arbeitsabschnitte bleibt der Entstauber stehen und die über den Ventilator in der Sauglutte angesaugten Wetter werden am Entstauber vorbei durch den Diffusor geschwindigkeitsminimiert in die Verbindungsstrecke eingeleitet. Mit Hilfe einer derartigen Anlage bzw. bei Einsatz eines entsprechenden Verfahrens können so mehrere Vorteile erreicht werden, wobei insbeson­ dere die Betriebssicherheit Vorteile bringt, weil die im Vorortbetrieb tätigen Bergleute immer gleichmäßig mit der benötigten Frischluft versorgt werden, da ein Stillstand der Sauglutte praktisch gar nicht eintreten kann.

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

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine von einer Verbin­ dungsstrecke ausgehende Abbaustrecke mit saugender Bewetterung,

Fig. 2 den Ausgang der Sauglutte in der Verbin­ dungsstrecke in schematischer Darstellung.

Die Abbaustrecke (1) geht nach Fig. 1 rechtwinklig von der Verbindungsstrecke (2) ab. Im Bereich des Vortriebes ist eine mit Gewinnungskopf (4) ausgerüstete Vortriebsma­ schine (3) im Einsatz. Während des Hereingewinnens von Hauf­ werk ist der Drehantrieb (5) in Aktion, so daß der Gewin­ nungskopf (4) das anstehende Berge- bzw. Kohlematerial aus dem Verband löst und einer Lademaschine zuführt, die hier nicht dargestellt ist.

Die notwendige Bewetterung, die hier mit Pfeilen wieder­ gegeben ist, wird durch die Sauglutte (8) und den darin integrierten Ventilator (9) erzeugt. Der Ventilator (9) saugt die vor allem im Bereich der Ortsbrust (7) mit Staub beladenen Wetter in die Sauglutte (8) hinein, von wo sie in den in der Verbindungsstrecke (2) positionierten Entstau­ ber (10) gelangen. Dabei ist hinter dem Entstauber (10) ein Entstauberventilator (11) angeordnet, der dafür sorgt, daß die vom Ventilator (9) angesaugten Wetter auch durch den Entstauber (10) hindurchgesaugt und nicht hindurchge­ drückt werden.

Zwischen Ventilator (9) und Entstauber (10) ist ein Diffusor (12) in die Sauglutte (8) integriert, der mit seinem trompetenförmigen Ausgang den Ansaugstutzen (16) des Entstau­ bers (10) überdeckend angeordnet ist. Einzelheiten zum Diffu­ sor (12) werden weiter hinten erläutert.

Durch den Betrieb der Sauglutte (8) mit dem Ventilator (9) sowie dem Entstauber (10) und dem zugeordneten Entstau­ berventilator (11) ist sichergestellt, daß kontinuierlich einziehende Wetter (14) aus der Verbindungsstrecke (2) in die Abbaustrecke (1) gelangen, wo sie dann als staubhaltige Wetter in die Sauglutte (8) hineingesaugt werden. Nach Ver­ lassen des Entstaubers (10) gelangen sie als entstaubte Wetter (15) wieder in die Verbindungsstrecke (2) zurück.

Fig. 2 zeigt den Entstauber (10) mit zugeordneten Diffusor (12). Dieser Diffusor (12) überragt den Ansaug­ stutzen (16), wobei sein Ausgang trompetenförmig sich erwei­ tert, so daß zwischen dem Ansaugstutzen (16) und dem Inneren des Diffusors (12) ein gleichförmiger und sich gleichförmig erweiternder Kanal ergibt. Durch das allmähliche Erweitern des Querschnittes erfolgt eine Reduzierung der Wetterge­ schwindigkeit, wobei gleichzeitig der Druck in diesem Bereich ansteigt. Diese Wirkung kann durch die Rückschlagklappen (17, 18) noch erhöht werden, die nämlich so ausgebildet sind, daß sie bei entsprechendem Druckanstieg im Eingangs­ bereich des Diffusors (12) automatisch den Ansaugstützen (16) so verschließen, daß die gesamten Wetter durch den Diffusor (12) hindurchgedrückt werden können. Die Rückschlag­ klappen (17, 18) sind hier um ein Gelenk (19) schwenkbar.

Um die Betätigung der Rückschlagklappen (17, 18) zu automatisieren, ist es nach Fig. 2 vorgesehen, im Kanal der Sauglutte (8) einen Druckmesser (20) vorzusehen, der über eine Verbindungsleitung (21) mit dem Verstellantrieb (22) der Rückschlagklappen (17, 18) verbunden ist. Stellt der Druckmesser (20) einen Druckanstieg fest, so wird der Verstellantrieb (22) eingeschaltet und die Rückschlagklappen (17) schließen den Zugang zum Entstauber (10). Dann kann in der Regel bei stillstehendem Drehantrieb (5) der Vor­ triebsmaschine (3) der Entstauber (10) in Ruhe gewartet werden, um den Betrieb dann wieder aufzunehmen, indem über den Verstellantrieb (22) die Rückschlagklappen (17, 18) betätigt werden.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Rück­ schlagklappen (17, 18) nicht unbedingt erforderlich sind, da sich im Diffusor (12) automatisch durch die Vergrößerung des Querschnittes ein Druckanstieg ergibt, der somit bei Betrieb des Entstauberventilators (11) sicherstellt, daß die gesamten durch den Ventilator (9) angesaugten Wetter in den Ansaugstutzen (16) des Entstaubers (10) gelangen.

Mit Hilfe der Pfeile ist verdeutlicht, daß beim Anspre­ chen des Diffusors (12) die am Entstauber (10) vorbeistrei­ chenden Wetter gleichförmig in den Streckenquerschnitt der Verbindungsstrecke (2) eingeleitet werden.

Um sicherzustellen, daß der Entstauber (10) zur Ver­ ringerung des Energiebedarfes nur dann anspringt, wenn dies aufgrund des Betriebes des Drehantriebes (5) bzw. der Vor­ triebsmaschine (3) wirklich notwendig ist. Wird über den Drehantrieb (5) der Gewinnungskopf (4) an bzw. in das Gebirge hineingefahren und -gedrückt, so wird automatisch über die Zeitschaltuhr (24) in der Verbindungsleitung (25) zwischen Vortriebsmaschine (3) und Entstauberventilator (11) erreicht, daß in einem vorgegebenen Zeittakt die beiden Aggregate nacheinander eingeschaltet oder auch ausgeschaltet werden. Der Schalter an der Vortriebsmaschine (3) ist mit (26) be­ zeichnet.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin­ dungswesentlich angesehen.

Claims (8)

1. Verfahren zur saugenden Bewetterung von Strecken, insbesondere Abbaustrecken im untertägigen Berg- und Tunnel­ bau, bei dem die aus der aufzufahrenden Abbaustrecke über eine mit dem Vortrieb verlängerten Sauglutte mit Ventilator herausgesaugten staubhaltigen Wetter in der Verbindungs­ strecken durch einen Staubabscheider entstaubt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauglutte und der zugeordnete Ventilator dem Wetter­ bedarf des Streckenvortriebes entsprechend ausgelegt werden, während der Entstauberventilator auf eine um mindestens 10% höhere Saugleistung eingestellt wird und daß die Wetter bei Stillstand oder Zusetzen des Entstaubers an dem Entstau­ ber vorbei in die Verbindungsstrecke unter gleichzeitiger Beruhigung und zumindest teilweiser Entstaubung gedrückt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entstauber im vorgebbaren Zeittakt zum Drehantrieb der Streckenvortriebsmaschine geschaltet wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder Anspruch 2, mit einem in eine Sauglutte inte­ grierten Ventilator und einem daran angeschlossenen Entstau­ ber mit Entstauberventilatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilator (9) und Entstauber (10) ein Diffusor (12) angeordnet ist, der den Ansaugstutzen (16) des Ent­ staubers überlappend ausgebildet ist und daß der Entstauber­ ventilator (11) eine um mindestens 10% höhere Saugleistung als der Ventilator (9) aufweisend ausgebildet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (12) mit Rückschlagklappen (17, 18) ausge­ rüstet ist, die bei Übergang des Wetterflusses von Saug­ auf Druckbetrieb öffnend geschaltet sind.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entstauberventilator (11) mit dem Schalter (26) des Drehantriebes (5) der Vortriebsmaschine (3) verbunden ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entstauberventilator (11) und der Drehantrieb (5) unter Zwischenschaltung einer Zeitschaltuhr (24) verbunden sind.

7. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Diffusors (12) ein Druckmesser (20) in der Sauglutte (8) vorgesehen ist, der den Verstellantrieb (22) der Rückschlagklappen (17, 18) betätigend geschaltet ist.

8. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entstauberventilator (11) eine um 10 bis 40%, vor­ zugsweise 20 bis 30% größere Saugleistung als der Ventilator (9) in der Sauglutte (8) aufweist.