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Verfahren und Einrichtung zum Vorpfänden Die Erfindung bezieht sich
auf den Vortrieb und den Ausbau von Abbau- und anderen Untertagestrecken bzw. -räumen
mittels Vorpfänden und bezweckt, diese Ausbauweise der Grubenbauten so zu vervollkommnen,
daß sie nicht nur in sicherheitstechnischer, sondern auch in betriebswirtschaftlicher
Hinsicht den ständig steigenden Anforderungen gerecht wird. -In der erstgenannten
Beziehung kommt es darauf an, durch das Vorpfänden das Hangende so zuverlässig `wie
nur- irgend möglich zu sichern; für eine Betriebsweise von höchstmöglicher Wirtschaftlichkeit
je Mann und Schicht ist es hingegen wichtig, daß das Einbringen eines jenen Sicherheitsanforderungen
genügenden Ausbaues die Gewinnungsarbeiten tunlichst nicht beeinträchtigt. Diese
beiden teilweise einander widersprechenden Forderungen gleichzeitig zu erfüllen,
bietet oft erhebliche Schwierigkeiten.
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Aus zwei Teilen bestehende Vorpfändemittel, die als Balken auf zwei-
Stützen, unter Umständen mit einseitiger Einspannung, verwendet werden, sind an
sich bekannt. Sie werden von unten gegen das Hangende gepreßt und sind zum Teil
an der Oberseite mit einem Ansatze von solcher Höhe versehen, die der Stärke des
einzubringenden Ausbaues entspricht. Für die besonderen Verhältnisse in amerikanischen
Kohlengruben ist eine fahrbare schwere Vortriebs- und Abbaumaschine vorgeschlagen
worden, die zwischen dem Liegenden und dem Hangenden verspannt wird und in ihrem
Oberteile ausziehbare Eisenträger besitzt, die beim Vorpfänden in zuvor hergestellte
Schrämschlitze geschoben werden. Es ist auch schon eine Einrichtung zum Abbau und
zum Auffahren einer Strecke in einer mächtigen Lagerstätte bekannt, bei der eine
als geschlossener viereckiger Kasten von großer Höhe ausgebildete Abbaukammer zwecks
Hereingewinnung des Materials unter horizontal wirkendem Preßdruck gehalten und
dem Abbau entsprechend vorgetrieben und das Hangende gegen Hereinbrechen gesichert
wird. Auch bei einem Schildvortriebe sind in waagerechter Richtung wirkende Pressen
bekannt, die jedoch in erster Linie zum Vortreiben
des Schildes
dienen und zusätzlich auch zum Abfangen des Hangenden herangezogen werden können.
Bei einem bekann-' ten Schildvortriebe anderer Art sind Vortriebsmesser aus profilierten
Flacheisen mit angeschärfter Spitze vorgesehen, die sichbeim Vortreiben in das abzufangende
Material einschneiden.
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Es leüshtet ein, daß es mit diesen bekannten Mitteln und Geräten unmöglich
ist, die eingangs erwähnten betriebswirtschaftlichen und zugleich sicherheitstechnischen
Anforderungen zu erfüllen, die heute an den Bergbau gestellt werden. Abweichend
von dem Bekannten sucht die Erfindung diese Forderungen durch ein Ausbau- und Vorpfändeverfahren
mittels zweiteiliger ausziehbarer Vorpfändeeisen, die unterhalb des Hangenden verankert
sind, zu bewältigen, das grundsätzlich darin besteht, daß die Vorpfändeeisen mit
ihrem ausziehbaren Teile derart unter der Wirkung eines gespannten Druckmittels
gehalten werden, daß sie unter ständiger Verspannung gegenüber ihrer Verankerung
und der Abbauwand in dieser ein mit dem Abbau fortschreitendes Auflager besitzen.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, während der Gewinnungsarbeiten jeweils eine
Feldesbreite zu -überbrücken und dabei das Hangende zuverlässig abzufangen, ohne
daß jene Arbeiten dadurch gestört werden und ohne daß für den Ausbau besondere Arbeiten
erforderlich sind, da die Vorpfändemittel unter der ständigen Druckmittelwirkung
mit ihrer Stützweite stets dem Fortschritt der abzubauenden Front selbsttätig folgen.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine zweiteilige, ausziehbare,
selbsttätig wirkende Vorpfändeeinrichtung, mit der das neue Vorpfändeverfahren ausgeführt
werden kann. Sie besteht in erster Linie aus einem zylinderartigen und einem in
diesem ausziehbar gelagerten Teile, der innerhalb jenes zylindrischen Teiles unter
der Wirkung eines gespannten Druckmittels, insbesondere von Preßluft, steht und
an seinem freien Ende zum Eindringen in die Abbaufront z. B. als Meißel oder Spitze
ausgebildet ist.
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Das neue Verfahren nebst der Einrichtung zum Vorpfänden sowie weitere
Einzelheiten der Erfindung sind im nachstehenden an Hand der Zeichnung durch ein
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Die Abb. i' bis q. veranschaulichen jeweils im Querschnitt und in
Oberansicht das Verfahren nach der Erfindung bei der Steinkohlengewirmung in seinen
verschiedenen Stufen in zeitlicher Aufeinanderfolge.
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Abb. i zeigt den Beginn einer Kohlenschicht: Das ausgekohlte Feld
ist bis an die Reihe der Stempel i versetzt. In den Raum bis zur nächsten Stempelreihe
2 ist bereits der Ausbau eingebracht; ein Fördermittel, z. B. eine Schüttelrutsche
3, liegt zwischen der Stempelreihe 2 und der im Verhieb stehenden Kohlenwand q..
Zum Abfangen des Hangenden in diesem Raum wird auf das über den Stempeln 2 liegende
Schal- oder Rundholz 5 eine Vorpfändeeinrichtung gelegt, die im wesentlichen aus
einem Druckluftzylinder 6 und einem aus ihm ausschiebbaren Vor. pfändeeisen ; besteht
(s. auch Abb. 5 und 6). Die Vorpfändeeinrichtung 6 und 7 liegt mit einem
Schwanzstück 8 auf dem Schalholz 5 auf und wird zwischen diesem und dem Hangenden
durch Eintreiben eines Keilstückes 9 fest verspannt. Die zweckmäßig meißelartige
Spitze des Eisens 7 liegt in einer Kerbe der Kohlenwand auf. Dem Zylinder 6 wird
an seinem Schwanzende mittels eines an eine Drucklufthauptleitung i i angeschlossenen
Schlauches io Druckluft von einer solchen Spannung zugeführt, daß sie das meißelartige
Ende des Vorpfändeeisens fest gegen die Kohlenwand drückt und auf diese Weise die
Vorpfändeeinrichtung fest zwischen der Kohle und der Stempelreihe 2 verspannt. Dem
fortschreitenden Abbau der Kohlenwand folgt das Eisen 7 in gleichem Maße, wobei
es allmählich immer weiter aus dem Zylinder 6 heraustritt. Während dieses gesamten
Vorganges wird die Vorpfändeeinrichtung somit infolge des Preßluftdruckes stets
in- Verspannung zwischen der Kohlenwand und der Stempelreihe 2 gehalten, so daß
die Vorpfändeeinrichtung zum Abfangen des Hangenden auch in gänzlich ausgezogenem
Zustande voll imstande ist. Dieser Abschnitt des Verfahrens ist in Abb. 2 veranschaulicht.
Bereits während des Ausschiebens des Eisens 7 wird zwischen die Vorpfändeeinrichtung
und das Hangende der Ausbau in Gestalt von Spitzenverzughölzern 12 eingebracht,
wobei die Vorpfändeeinrichtung 6,7 so dicht unterhalb des Hangenden liegt,
daß die dieses abfangenden Hölzer 12 auf ihr aufliegen. Erforderlichenfalls kann
man das Vorderende des Zylinders 6 noch durch einen Hilfsstempel 13 unterstützen.
Ist die Kohle um Feldesbreite hereingewonnen und das Vorpfändeeisen 7 ganz aus dem
Zylinder 6 ausgefahren, so wird zunächst, gegebenenfalls nach Fortnahme des Hilfsstempels
13, das Fördermittel 3 in das vordere Feld vorgerückt (s. Abb.3) und sodann der
endgültige Ausbau in Gestalt von Stempeln 14 und Schal- oder Rundhölzern 15 eing6bracht.
Dabei bleibt zwischen den Hölzern 15 und dem Hangenden ein Raum frei, der das Vorholen
der Vorpfändeeinrichtung 6, 7 nach Lösen des Keiles 9 über das Schalholz 15 hinweg
in das vordere Feld ermöglicht, wo sie nunmehr unter Auflage ihres Schwanzstückes
8
auf dem Schalholz 15 in der oben beschriebenen Weise verlagert
und durch den Preßluftdruck verspannt wird. Abb. q. zeigt diese Phase des Verfahrens
nach der Erfindung, die mit dem Beginn der neuen Kohlenschicht des Abbaues zusammenfällt.
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Bei besonders gebrächem Hangenden kann man das Verfahren nach der
Erfindung in der Weise ausführen, daß man bei grundsätzlicher Beibehaltung der beschriebenen
Mittel und Maßnahmen mit zwei hintereinanderliegenden Gruppen von Vorpfändeeinrichtungen
arbeitet, die in etwas größerem als dem gezeichneten Abstande auf Lucke gesetzt
werden; beim Wechseln der einen Gruppe in das nächstvordere Feld verbleibt die andere
Gruppe an Ort und Stelle und übernimmt währenddessen das Abfangen des Hangenden,
und beim Vorgehen in ein weiteres Feld tauschen beide Gruppen die Rollen, so daß
niemals eine auch nur kurze Unterbrechung in der Abstützung des Ausbaues eintritt.
Gebräches Hangende kann man ferner auch in der Weise sicher abfangen, daß man unmittelbar
vor die Kohle eine weitere Stempelreihe mit Schalhölzern im Streichen setzt und
das Verfahren sinngemäß ausführt.
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Die Erfindung läßt sich in grundsätzlich gleicher Weise auch beim
Vortreiben von Strecken mit Vielecks-, Rund- und Spitzbogenausbau anwenden.
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Abb. 5 und 6 zeigen in vergrößertem Maßstabe die Vorpfändeeinrichtung
nach der Erfindung in Seiten- und in Oberansicht.
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In einem Zylinder 6, dem ein Druckmittel, vorzugsweise Preßluft, durch
eine abnehmbare biegsame Leitung i o zugeführt wird, ist ein Kolben 26 längs verschieblich
gelagert, dessen Kolbenstange 7 an ihrem Ende als Meißel oder 'Spitze 25 ausgebildet
ist, mit der die als Varpfändeeisen wirkende Stange 7 in die Abbauwand ¢ eindringt.
Am entgegengesetzten Ende hat der Zylinder 6 ein Bodenstück 16 mit einem schwanzförmigen
Ansatz 8, der dazu dient, mittels eines Keiles 9 den Zylinder 6 der Vorpfändeeinrichtung
zwischen dem von den Stempeln 2 getragenen Schalholze 5 und dem Hangenden fest zu
verankern. Von dem Anschluß der Leitung i o gelangt die Preßluft durch eine Bohrung
17, in die ein Rückschlagventi118 eingesetzt ist, in den Hubraum des Zylinders 6,
beaufschlagt den Kolben 26 und drückt die Kolbenstange bzw. das Vorpfändeeisen 7
mit der als Meißel ausgebildeten Spitze 25 fest in die Abbauwand q.. Zur weiteren
Sicherung des Eisens 7 in seiner ausgeschobenen Stellung dient eine Ratschenverzahnung
i9 (siehe bes. Abb.6), in die ein unter Federdruck stehender Bolzen 2o eingreift.
Zum Entweichenlassen der Preßluft ist am Bodenstück des Zylinders ein Hahn 2 i seitlich
angebracht. Das Kopfstück 22 des Zylinders 6 trägt an seiner Oberseite einen Ansatz
23 (Abt. 5) von einer der Stärke des Spitzenverzuges entsprechenden Höhe, so daß
er in Anlage mit dem Hangenden oberhalb der Vorpfändeeinrichtung einen Raum für
die Einbringung des Spitzenverzuges frei lä.ßt. Der Ansatz 23 wird durch die Verspannung
des Zylinders 6 an seinem Schwanzende mittels des Keiles q fest gegen das Hangende
gedrückt, so daß hierdurch auch -die Lage der gesamten Vorpfändeeinrichtung festgelegt
ist. An der Unterseite des Kopfstückes 22 ist ein Augenpaar 2q. vorgesehen, an dem
ein Hilfsstempel 13 angreifen kann. An dem Zylinder 6 sind sämtliche Vorsprünge
entweder seitlich angeordnet oder aber in ihrer Höhe derart begrenzt gehalten, daß
man die ganze Einrichtung beim Vorverlegen ohne Schwierigkeiten handhaben kann.