DEP0051474DA

DEP0051474DA - Method and device for the extraction of coal in longwall mining by cutting

Info

Publication number: DEP0051474DA
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr.-Ing. Lünen von Hippel
Original assignee: Carbo-Strebbau-Gesellschaft Dr.-Ing. von Hippel & Co., Lünen
Publication date: 1951-02-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hereingewinnung von Kohle im Strebbau durch Schrämarbeit und schafft durch Anwendung eines völlig neuartigen Arbeitsprinzips die Möglichkeit einer erheblichen Vereinfachung der Gewinnung unter Verringerung des erforderlichen maschinellen Aufwandes.The invention relates to a method for extracting coal in longwall mining by cutting and, by using a completely new working principle, creates the possibility of a considerable simplification of the extraction while reducing the required mechanical effort.

Bei den bekannten Schrämverfahren wird der Stoss zwecks Lösung der Kohle jeweils in der Breite eines Feldes unterschrämt und ausserdem hinterschrämt. Das Hinterschrämen der Kohle ist notwendig, weil der durch ein blosses Unterschrämen in Bezug auf das Lösen der Kohle erzielte Erfolg nicht ausreicht.In the known Schrämverfahren the joint is cut under the width of a field for the purpose of loosening the coal and also undercut. The undercutting of the coal is necessary because the success achieved by simply undercutting in relation to loosening the coal is not sufficient.

Die bekannten, für die Durchführung derartiger Verfahren notwendigen Maschinen sind verhältnismässig kompliziert und entsprechend teuer.The known machines necessary for carrying out such methods are relatively complicated and correspondingly expensive.

Die Erfindung geht einen grundsätzlich neuen Weg, indem sie vorschlägt, den Schrämvorgang der Gewinnung gewissermassen voreilen zu lassen, indem jeweils nicht nur das nächstzugewinnende Feld, sondern gleichzeitig ein Teil des folgenden Feldes durch einen am Liegenden oder in der Nähe des Liegenden angebrachten Schram unterschrämt wird.The invention takes a fundamentally new approach in that it proposes to let the cutting process advance the extraction to a certain extent, in that not only the next field to be extracted, but at the same time a part of the following field is undercut by a cut attached to the lying or near the lying .

Hierdurch wird erzielt, dass die Kohle des folgenden Feldes nach der erfolgten Hereingewinnung des vorhergehenden Feldes im allgemeinen für wenigstens eine Schicht bereits teilweise unterschrämt stehen bleibt, sodass während dieses Zeitintervalls der Gebirgsdruck und die durch das Unterschrämen ausgelösten Spannungen auf die Kohle im Sinne einer Mürbemachung derselben einwirken. Da nach der Erfindung das Unterschrämen des neuen Feldes nur auf eine Tiefe von 1/3 bis 1/2 der Feldesbreite erfolgt, besteht keine Gefahr, dass der Schram vorzeitig wieder zusammengedrückt und damit die Schrämwirkung aufgehoben wird.This ensures that the coal of the following field generally remains undercut for at least one layer after the previous field has been extracted, so that during this time interval the rock pressure and the stresses on the coal caused by the undercutting in the sense of making it more crumbly act. Since, according to the invention, the undercutting of the new field is only carried out to a depth of 1/3 to 1/2 of the field width, there is no risk of the scraping prematurely compressed again and thus the cutting effect is canceled.

Bei der Hereingewinnung des neuen Feldes wird im Zuge des Verfahrens nach der Erfindung jeweils durch den bereits vorhandenen Teilschram hindurch der noch nicht unterschrämte Teil des Gewinnungsfeldes und gleichzeitig ein entsprechender Teil des folgenden Feldes unterschrämt usw.When the new field is extracted, in the course of the method according to the invention, the part of the extraction field that has not yet been underscored and at the same time a corresponding part of the following field is underscored through the already existing part.

Diese Arbeitsweise ermöglicht es, mit einer Schräm- bzw. Abbaumaschine von sehr einfacher Bauart, gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung einer solchen, deren Schrämwerkzeug als rotierende Scheibe ausgebildet ist, zu arbeiten, die unmittelbar am Stoss angeordnet wird und zwar so, dass das Zentrum dieser Scheibe etwa an der Grenze des Gewinnungsfeldes gegenüber dem folgenden, teilweise zu unterschrämenden Felde liegt und sich mit der Fortbewegung der Schrämmaschine etwa längs der dem neuen Stoss entsprechenden Linie bewegt.This mode of operation makes it possible to work with a cutting or mining machine of a very simple design, according to a further feature of the invention, one whose cutting tool is designed as a rotating disk, which is arranged directly on the joint in such a way that the center this disk lies approximately at the boundary of the extraction field opposite the following field, which is partially to be cut below, and moves with the advancement of the cutting machine approximately along the line corresponding to the new shock.

Dies ermöglicht in sehr einfacher und vorteilhafter Weise die Ausnutzung dieses Schrämwerkzeuges gleichzeitig für die Hinterschrämung des Gewinnungsfeldes bzw. Trennung der Kohle dieses Feldes vom neuen Stoss nach dem Hangenden zu ohne eine besondere kompliziert auszubildende und anzutreibende Hinterschneidevorrichtung durch eine auf das Zentrum der rotierenden Schrämscheibe aufgesetzte, sich mit dieser drehenden Schrämwalze, die den Vertikalschnitt herstellt.This enables this cutting tool to be used in a very simple and advantageous manner at the same time for undercutting the extraction field or separating the coal in this field from the new joint to the hanging wall without a special, complicated to design and drive undercutting device by means of an undercut device placed on the center of the rotating cutting disk, with this rotating cutting roller that produces the vertical cut.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es schliesslich möglich, auf dem Kopf der vertikalen Schrämwalze eine weitere Schrämscheibe anzuordnen und damit einen weiteren Schnitt in der Nähe des Hangenden herzustellen. Schliesslich kann die ganze Vorrichtung in sehr einfacher Weise so ausgebildet werden, dass eine das horizontal oder annähernd horizontal liegende Schrämrad antreibende Laschen- oder Gliederkette gleichzeitig als Förderelement zum Transport der abgebauten Kohle nach einem Strebförderer verwendet wird.In a further embodiment of the invention, it is finally possible to arrange a further cutting disc on the head of the vertical cutting roller and thus to produce a further cut in the vicinity of the hanging wall. Finally, the entire device can be designed in a very simple way so that a plate or link chain driving the horizontally or approximately horizontally lying cutting wheel is used at the same time as a conveying element for transporting the mined coal to a face conveyor.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung, das ihre Arbeitsweise erkennen lässt, dargestellt,In the drawing, an embodiment of the device according to the invention, which reveals its mode of operation, is shown.

Abb. 1 zeigt einen Schnitt durch den Streb mit der zur Durchführung des neuen Verfahrens dienenden Schrämvorrichtung in streichender Richtung,Fig. 1 shows a section through the longwall face with the cutting device used to carry out the new method in the strike direction,

Abb. 2 veranschaulicht - ebenfalls im streichenden Schnitt - den Verlauf des Gewinnungsvorganges,Fig. 2 illustrates - also in a stroking section - the course of the extraction process,

Abb. 3 ist eine Aufsicht auf die Vorrichtung in schematischer Darstellung,Fig. 3 is a plan view of the device in a schematic representation,

Abb. 4 und 5 zeigen die Anordnung der Maschine mit Antrieb dicht am neuen Stoss mit einer Raupenkette versehen im streichenden Schnitt und in Aufsicht.Fig. 4 and 5 show the arrangement of the machine with drive close to the new joint with a caterpillar chain in a sweeping cut and in plan view.

In den Abbildungen ist mit b der zu gewinnende Stoss, mit a der neue Stoss, der gemäss der Erfindung, wie bei c (Abb. 2) dargestellt teilweise unterschrämt wird, bezeichnet.In the figures, b denotes the thrust to be won, and a denotes the new thrust which, according to the invention, is partially undercut, as shown at c (Fig. 2).

Aus Abb. 3 geht, durch die Abstandspfeile bezeichnet, die relative Breite der sich so ergebenden drei Abschnitte d (alter Schram), r (Restschram im Gewinnungsfeld) und c (Schram im neuen Feld, in seiner Breite dem Abschnitt d entsprechen) hervor. Die Summe der Abschnitt r und d ergibt die Feldesbreite.From Fig. 3, indicated by the spacing arrows, the relative width of the resulting three sections d (old Schram), r (remaining Schram in the extraction field) and c (Schram in the new field, corresponding in width to section d) can be seen. The sum of the sections r and d gives the field width.

Die maschinelle Anlage besteht aus der um die Achse z rotierenden Schrämscheibe n, deren Durchmesser einer Feldesbreite entspricht. Auf diese Scheibe ist mittig die Schrämwalze p, die den die Felder voneinander auf eine gewisse Höhe trennenden Vertikalschnitt herstellt, bezeichnet. Die Anordnung der Scheibe mit der darauf befestigten Schrämwalze ist zweckmässig etwas schräg. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Schrämmaschinengestell vom ausgekohlten Feld her in Form einer flachen Platte vorragend, (Abb. 1) einen festen Dorn aufnehmen kann, auf dem die Schrämscheibe läuft. Der Antrieb der Scheibe erfolgt nach dem Ausführungsbeispiel durch eine Kette h, i, die entweder zwischen zwei Schrämplatten über das Kettenrad c läuft (Abb. 1) oder gemäss Abb. 5 bei etwas stärkerer Neigung der Schrämscheibe unterhalb derselben angreift und durch Ablenkungen q, wie aus Abb. 1 und 2 ersichtlich, aus dem Profil der Schrämpicken herausgeführt wird.The machine system consists of the cutting disc n rotating around the axis z, the diameter of which corresponds to a field width. In the center of this disk is the cutting roller p, which produces the vertical section separating the fields from one another to a certain height. The arrangement of the disc with the cutter roller attached to it is expediently somewhat inclined. This enables the cutting machine frame, protruding from the charred field in the form of a flat plate (Fig. 1), to receive a solid mandrel on which the cutting disc runs. According to the exemplary embodiment, the disk is driven by a chain h, i, which either runs between two cutting plates over the chain wheel c (Fig. 1) or, as shown in Fig from Fig. 1 and 2 can be seen, is led out of the profile of the Schrämpicken.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann auf die etwas senkrecht stehende Schrämwalze p eine weitere Schrämscheibe aufgesetzt werden (in Abb. 5 gestrichelt angedeutet).In a further embodiment of the invention, a further cutting disc can be placed on the somewhat vertical cutting roller p (indicated by dashed lines in Fig. 5).

Das Vorhandensein des sich über den neuen Stoss hinaus bereits erstreckenden Schrames ermöglicht es, mit der Schrämmaschine ein Ladeblech f, k nachzuführen, welches die vom Hauer von seinem Stand y (Abb. 3) aus mit dem Abbauhammer heruntergebänkte Kohle in den Strebförderer e auswirft.The presence of the scraper, which already extends beyond the new joint, makes it possible to use the cutting machine to track a loading plate f, k, which ejects the coal, which has been lowered by the Hauer from its position y (Fig. 3) with the hammer, into the face conveyor e.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Antriebskette h, i der Schrämscheibe als Förderelement benutzt werden. Zu diesem Zwecke wird sie mit Förderschaufeln g versehen, welche gegebenenfalls noch zusätzlich mit Reisszähnen ausgerüstet werden können.According to a further feature of the invention, the drive chain h, i of the cutting disc can be used as a conveying element. For this purpose, it is provided with conveyor blades g, which, if necessary, can also be equipped with ripping teeth.

Diese Kette wird von der Antriebsmaschine l aus in im einzelnen nicht dargestellter Weise über das Rad m angetrieben.This chain is driven by the drive machine l in a manner not shown in detail via the wheel m.

Ein in dem Gestell der Maschine l in der üblichen Weise vorgesehenes Windwerk, dessen Seile an einem Festpunkt bei u angreifen, bewirkt den Vorschub der Maschine.A winch provided in the usual way in the frame of the machine 1, the ropes of which attack a fixed point at u, causes the machine to advance.

Das oder die Zugseile können auch nach der neuen Stosseite zu umgelegt werden und an einem Punkt t (Abb. 3) der Maschine eingehakt über das Trum s in die Maschine bzw. den Schrämarm um die Achse m schwenkenden Sinne wirken und zwar zwecks Herstellung eines Einbruchs für den nächsten Arbeitsvorgang.The pull rope or ropes can also be turned over to the new abutment side and act at a point t (Fig. 3) of the machine hooked over the strand s into the machine or the cutting arm pivoting around the axis m for the purpose of creating a break-in for the next operation.

Die Schrämscheibe und der rückwärts liegende Teil des Maschinengehäuses l liegen höher als das Mittelteil w. Dies wirkt sich, da das Maschinengehäuse l schwerer ist als die Schrämscheibe so aus, dass diese bestrebt ist, in der Kohle zum Hangenden hin zu arbeiten. Eine höhenverstellbare, auf dem Liegenden gleitende Kufe v, die durch die Flügelschraube oder dergleichen x eingestellt werden kann, dient der Regulierung der Höhenlage. Das Maschinengestell kann derart wie eine Wippe um eine horizontale Achse verschwenkt werden mit dem Ergebnis der Verstellung des Schrämwerkzeuges in eine höhere oder tiefere Lage.The cutting disk and the rearward part of the machine housing l are higher than the central part w. This has the effect, since the machine housing l is heavier than the cutting disk, that it tends to work in the coal towards the hanging wall. A height-adjustable runner v, sliding on the lying surface, which can be adjusted by the wing screw or the like x, is used to regulate the height. The machine frame can be pivoted around a horizontal axis like a rocker, resulting in the adjustment of the cutting tool in a higher or lower position.

Die Schrämpicken auf der Scheibe sind zweckmässig mit sowohl nach aussen wie nach innen schneidend wirkenden Flächen versehen.The sharp peaks on the disc are expediently provided with surfaces that cut both outwards and inwards.

Aus Abb. 4 und 5 ist im einzelnen die Anordnung der Maschine mit Antrieb dicht am neuen Stoss und mit einer Raupenkette versehen, dargestellt. Die pflugscharähnlich ausgebildete Ladeschaufel ist andem verlängerten Maschinenrahmen abnehmbar angesetzt, um den Transport der Maschine in den beengten Grubenräumen zu erleichtern. Mit dem gleichen Ziele, ferner, um eine rasche Auswechselung der Schneidgeräte zu ermöglichen, ist das Schrämwerkzeug n mit der Schrämwalze p so auf dem an dem Maschinengestell angebrachten (in der Abbildung nicht dargestellten Dorn) angeordnet, dass es nach Abstreifen der Antriebskette zwecks Entfernung lediglich nach oben abgehoben zu werden braucht.From Fig. 4 and 5, the arrangement of the machine with a drive close to the new joint and provided with a caterpillar chain is shown in detail. The ploughshare-like loading shovel is detachably attached to the extended machine frame in order to facilitate the transport of the machine in the cramped pit spaces. With the same aim, and also to enable the cutting devices to be changed quickly, the cutting tool n with the cutting roller p is arranged on the mandrel (not shown in the figure) attached to the machine frame that, after the drive chain has been stripped off for the purpose of removal, only needs to be lifted upwards.

Wenn vorstehend das neue Verfahren im einzelnen unter Benutzung einer mit einer rotierenden Schrämscheibe ausgerüsteten Schrämmaschine beschrieben wurde, so ist seine Anwendung aber natürlich keineswegs hierauf beschränkt, sondern das Prinzip des Verfahrens kann auch unter Verwendung einer anderen Schrämvorrichtung, wie einer Rahmenschrämmaschine oder eines einfachen über dem Liegenden arbeitenden Schrämarmes verwirklicht werden, dessen vordere Umlenkrollen gemäss einem besonderen Merkmal der Erfindung mit einer fest aufgesetzten, nach oben ragenden Schrämwalze verbunden sind. Vermöge dieser Anordnung kann die Maschine im ausgekohlten Feld am neuen Stoss arbeiten und im Gegensatz zu den bekannten Gross-Abbaugeräten mit jedem beliebigen Strebförderer zusammen eingesetzt werden, beispielsweise einer Schüttelrutsche, einem Kratzband oder einem Gurtband. Die schmale Bauweise der Maschine ist besonders geeignet für ihre Verwendung zusammen mit allen rückfähigen Förderern.If the new method has been described in detail above using a cutting machine equipped with a rotating cutting disk, its application is of course in no way restricted to this, but the principle of the method can also be used using another cutting device, such as a frame cutting machine or a simple one above the Lying working cutting arm can be realized, the front pulleys of which are connected according to a special feature of the invention with a firmly attached, upwardly projecting cutting roller. By virtue of this arrangement, the machine can work on the new joint in the charred field and, in contrast to the known large mining equipment, can be used with any face conveyor, for example a vibrating slide, a scraper belt or a belt. The narrow design of the machine is particularly suitable for its use with all reversible conveyors.

Bei der Durchführung des neuen Verfahrens wird bewusst auf die vollmechanische Gewinnung verzichtet. Die sich so ergebende wesentlich leichtere Bauart der Maschine führt zu einem Gerät von wesentlich einfacherer Handhabung in den engen Grubenräumen, ins- besondere bei auftretenden Störungen usw. Trotzdem wird aber, wie die Erfahrungen gezeigt haben, eine ausserordentlich hohe Leistung erzielt und zwar insbesondere deshalb, weil in Auswertung des Grundgedankens der Erfindung, die Kohle in teilweise unterschrämtem Zustand unter der Einwirkung des Gebirgsdruckes und der ausgelösten Spannungen eine Zeitlang stehen zu lassen, diese mürbe wird und sich deshalb rasch und leicht hereingewinnen lässt.When carrying out the new process, fully mechanical extraction is deliberately avoided. The resulting much lighter construction of the machine leads to a device that is much easier to handle in the narrow pit spaces, especially special in the event of malfunctions etc. Nevertheless, as experience has shown, an extraordinarily high performance is achieved, in particular because, in evaluating the basic idea of the invention, the coal in a partially undercut condition under the action of the rock pressure and the tensions triggered a To let it stand for a while, it becomes crumbly and can therefore be won over quickly and easily.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird die Maschine mit zwei Mann besetzt, von denen einer fortlaufend den Ausbau nachführt, während der andere die Arbeit am Stoss verrichtet, wobei sich zweckmässig diese beiden Hauer von Zeit zu Zeit ablösen.When carrying out the process, the machine is manned by two men, one of whom is continuously updating the dismantling, while the other is doing the work on the joint.

Claims

1. A method for extracting coal in longwall mining by cutting work, characterized in that the cutting work in the extraction field simultaneously produces a horizontal scraper that extends over part of the width of the following field, so that the cutting tool simultaneously cuts the remaining scrap in the extraction field and a scraper from produces about 1/3 to 1/2 of the field width in the following field.

2. The method according to claim 1, characterized in that with the production of the horizontal or approximately horizontal Schrams at the border between the extraction field and the following field, a vertical Schram is produced in a manner known per se.

3. Apparatus for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized by a rotating, approximately horizontal cutting disc, on which a central cutting roller producing the vertical cutting and another cutting disc is arranged horizontally or approximately horizontally on the head of the cutting roller.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cutting disc is mounted in a slightly inclined arrangement on a frame lying in the charred field, which at the same time carries the disc drive.

5. Device according to claims 3 to 4, characterized in that a spatially movable chain or link chain is provided as the drive means of the disc.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the ascendingly mounted drive chain is provided with drivers and optionally also with ripping teeth and at the same time serves as a clearing device and for conveying the coal extracted into the face conveyor.

7. Device according to claims 3 to 6, characterized in that the cutting disc is arranged on a mandrel fixed to the cutting frame so that it can be lifted off.

8. Device according to claims 3 to 7, characterized in that the cutting picks on the disc are provided with both outwardly and inwardly cutting surfaces.

9. Device according to claims 3 to 8, characterized in that the machine frame is designed rocker-like in such a way that the height of the cutting tool can be adjusted by a height-adjustable plate supported on the horizontal axis while pivoting the entire machine about a horizontal axis.