EP0083334B1 - Bohrarm - Google Patents

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EP0083334B1
EP0083334B1 EP19820890181 EP82890181A EP0083334B1 EP 0083334 B1 EP0083334 B1 EP 0083334B1 EP 19820890181 EP19820890181 EP 19820890181 EP 82890181 A EP82890181 A EP 82890181A EP 0083334 B1 EP0083334 B1 EP 0083334B1
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EP
European Patent Office
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drilling
drill
arm
carriage
pivoted
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EP19820890181
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English (en)
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EP0083334A1 (de
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Ulrich Holtschulte
Konrad Schön
Kurt Bergmann
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Vereinigte Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Vereinigte Edelstahlwerke AG
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/025—Rock drills, i.e. jumbo drills

Definitions

  • the invention relates to a drilling arm, in particular for underground construction, for. B. for a cutting machine.
  • US-A-4 108 253 describes a drilling rig with a drilling arm which has a man's basket which is slidably attached to the drilling rig and which can be moved vertically and laterally and which carries a roof with a guide for the drilling steel attached to it.
  • US-A-3 967 686 describes a similar drill car having multiple arms. One of the arms carries a drill and another carries a man's basket, which is used by an operator who loads the boreholes with explosives.
  • the man basket also has a mandrel, which is pressed against the rock during drilling, wherein a guide for the drill steel can also be provided. After the drill steel has penetrated the rock, the guide is moved for it.
  • GB-A-1 492 735 describes a drilling rig which has a height-adjustable platform which carries a drilling arm with a drilling machine and an arm for a man's basket, both arms being able to be controlled independently of one another in order to introduce the explosive into a borehole easier to do.
  • the drilling arms can be raised, lowered and pivoted, and they then carry the drilling machine via a suitable head.
  • an operator may now also be desirable for an operator to be able to be brought into the vicinity of the borehole immediately before or after the drilling operation, since the operator has to insert the explosive charges or the adhesive mortar for the anchors into the boreholes, for example.
  • the carriage can be rotated about an axis that lies approximately in the plane of the platform of the man basket.
  • a drilling arm makes it possible for the miner to get directly to the mouth of the boreholes without his own lifting platform, but this must either remain on the platform during the drilling process, thereby endangering whether it is caused by the drilling machine or by falling rocks
  • the platform can or must be lowered after a borehole, whereupon the man can climb the platform, which is then brought up to the borehole, does his work there, whereupon the platform must be lowered again in order for the further drilling to return to the working position to be spent.
  • the present invention has set itself the goal of providing a drill arm that the o. Avoids disadvantages and allows the drilling arm to be left in one position both when drilling and when loading the borehole, be it with explosives or the like, without endangering the operating team and, at the same time, easy positioning of the drilling mount with precise adjustment the same is possible.
  • the drilling arm according to the invention in particular for underground mining, eg. B. for a cutting machine with a console, with which the drilling arm is attached to a drilling vehicle or the cutting machine, on which console a hydraulic cylinder which can be raised, lowered and swiveled and optionally telescoped drill boom is articulated, which has a man basket and a rotatably mounted drill carriage with a drill essentially consists in that the man basket is connected to the lifting, lowering and swiveling drilling boom by means of a support arm and has a parallel guide, the lifting, lowering and swiveling drilling boom having a head which rotates and has a pivoting device for the drill carriage, is connected to the latter, the console preferably being displaceable along a longitudinal displacement path. Due to the spatial separation of man carbide and drill carriage achieved in this way, the operating man can be kept outside the danger zone on the one hand, with full flexibility of the drill carriage.
  • the parallel guidance of the man basket has a hydraulic master cylinder connected to the console and the lifting, lowering and pivoting drilling boom, which is connected to a corresponding actuating cylinder of the man basket.
  • the man basket is pivotally mounted on the support arm from a working position to a parking position.
  • a sliding entry aid for the man basket can be provided according to the invention.
  • a particularly space-saving construction results when the head connected to the lifting, lowering and pivoting drilling boom has a pivoting head which is rotatably mounted about the longitudinal axis of the drilling boom.
  • the swivel head is connected to the drill mount holder via an axis which is approximately normal to the longitudinal axis of the drill arm, then a particularly simple construction is provided for vertical alignment, with no disruption caused by the additional man basket provided.
  • the distance between the borehole and the man basket can be increased in a particularly simple manner.
  • FIGS. And 4 show a cutting machine with the drilling arm according to the invention in a side view or plan view
  • FIGS. And 4 a drilling arm with man basket and drill carriage
  • FIG. 5 a drilling arm with entry aid.
  • a partial cutting head 2 is provided, which is not shown in plan view, but rather only shows its swivel range.
  • a drilling arm 3 is arranged above the cutting head and is connected to the cutting machine 1 via a bracket 4.
  • a lifting boom 5 which can be raised, lowered and pivoted is arranged on the console. The lifting and lowering movement is accomplished via a schematically represented hydraulic cylinder 6 and a further hydraulic cylinder 7.
  • the drill arm 5 is telescopic, the cylinder 8 being retractable and extendable.
  • the cylinder At its end facing away from the console, the cylinder has a flange 9, which in turn has a support arm 10 for the man basket 11.
  • the flange in turn carries a head 12 which carries the drilling mount 13 via a rotating and swiveling device.
  • a master cylinder 14 is connected which, depending on whether the drill boom is raised or lowered, controls the pressure medium supply or discharge in the actuating cylinder 15 and the parallel guidance of the man basket.
  • the actuating cylinder is articulated both on the man basket 11 and on the support arm 10.
  • the head 12 has a swivel head 16 which is rotatably mounted about the longitudinal axis a of the drill arm.
  • the swivel head in turn also carries a swivel axis 17 about which the mount 18 can be rotated.
  • the carriage holder 18 can either be connected to the carriage 13 only in a longitudinally displaceable manner or also rotatable about the axis b.
  • the carriage can be longitudinally displaceable on the carriage holder via a hydraulic cylinder 19.
  • the man basket on the support arm 10 can be pivoted about a shaft 20 mounted in it from its working position A into a parking position P (shown in broken lines) via a hydraulic cylinder 21 which is articulated on the support arm and on the man basket.
  • a hydraulic cylinder 21 which is articulated on the support arm and on the man basket.
  • an entry aid 22 can be provided which, for. B. is in the form of a parallel to the man basket movable platform.
  • the drilling arm together with the man's basket, as can clearly be seen in FIG. 1, is brought into a rest position shown in dash-dotted lines along a longitudinal displacement path 23. In this rest position there is no working disability of the cutting head.
  • the drilling arm is brought into the working position along the longitudinal displacement path 23, whereupon the platform 22 is extended and the man can climb into the man basket in the park position.
  • the lifting, lowering and swiveling drill boom is then brought into the working position, with the drill boom still being extended if necessary. In this position the drill carriage is then aligned using the rotating and swiveling device of the head.
  • the drill carriage is aligned radially by swiveling around the axis b.
  • the man basket can either remain in the working position or in the park position, depending on whether drilling is carried out, for example, with water flushing or without water flushing.
  • the drill carriage is pivoted out of the immediate area, whereupon the operator either an explosive charge or z.
  • B. can introduce a plastic adhesive for an anchor in the borehole.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrarm, insbesondere für den Untertagbau, z. B. für eine Schrämmaschine.
  • Es sind verschiedene Anordnungen von Mannkörben bei Bohrwagen bekannt. So wird in der US-A-4 108 253 ein Bohrwagen mit einem Bohrarm beschrieben, der einen am Bohrwagen gleitend höhen- und seitenverschieblich befestigten Mannkorb aufweist, der ein Dach mit daran befestigter Führung für den Bohrstahl trägt. In der US-A-3 967 686 wird ein ähnlicher Bohrwagen beschrieben, wobei dieser mehrere Arme aufweist. Einer der Arme trägt eine Bohrmaschine und ein weiterer einen Mannkorb, welcher für einen Bedienungsmann dient, der die Bohrlöcher mit Sprengstoff lädt. Der Mannkorb weist weiters einen Dorn auf, welcher während des Bohrens gegen den Fels gepreßt wird, wobei auch eine Führung für den Bohrstahl vorgesehen sein kann. Nachdem der Bohrstahl in den Felsen eingedrungen ist, wird die Führung für denselben verfahren.
  • In der GB-A-1 492 735 ist ein Bohrwagen beschrieben, der eine höhenveränderliche Plattform aufweist, welche einen Bohrarm mit Bohrmaschine und einen Arm für einen Mannkorb trägt, wobei beide Arme unabhängig voneinander gesteuert werden können, um die Einbringung des Sprengstoffes in ein Bohrloch leichter bewerkstelligen zu können.
  • Bei Bohrmaschinen, sei es zum Bohren von Ankerlöchern oder Sprenglöchern, ist es von hoher Bedeutung, daß einerseits die Löcher an den bestimmten erwünschten Stellen angesetzt werden und daß die Ausrichtung derselben mit der gewünschten Richtung übereinstimmt. Für diesen Zweck sind die Bohrarme heb-, senk- und schwenkbar ausgebildet, wobei diese sodann über einen geeigneten Kopf die Bohrmaschine tragen. Es kann nun auch erwünscht sein, daß unmittelbar vor oder nach dem Bohrvorgang ein Bedienungsmann in Nähe des Bohrloches bringbar ist, da dieser beispielsweise die Sprengladungen oder auch den Klebemörtel für die Anker in die Bohrlöcher einbringen muß. Für diesen Zweck ist es bereits bekanntgeworden, auf dem Bohrausleger einen Mannkorb zu befestigen. Mit diesem Mannkorb ist nun direkt ein Lafettenhalter mit zugehöriger Lafette einer Bohrmaschine verbunden, vgl. Industriemineral, Oktober 1978, S. 209. Die Lafette ist um eine Achse, die etwa in Ebene der Plattform des Mannkorbes liegt, drehbar. Durch einen derartigen Bohrarm wird es zwar ermöglicht, daß ohne eine eigene Hebebühne der Bergmann direkt zur Mündung der Bohrlöcher gelangen kann, jedoch muß dieser entweder während des Bohrvorganges auf der Plattform verbleiben, wodurch eine Gefährdung, sei es durch die Bohrmaschine oder durch herabfallendes Gestein eintreten kann oder es muß jeweils nach einem Bohrloch die Plattform abgesenkt werden, worauf der Mann die Plattform besteigen kann, dieser wird sodann bis zum Bohrloch verbracht, verrichtet dort seine Arbeit, worauf die Plattform erneut wieder abgesenkt werden muß um für die weitere Bohrung wieder in Arbeitsstellung verbracht zu werden.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Bohrarm zu schaffen, der die o. a. Nachteile vermeidet und es gestattet, den Bohrarm in einer Stellung sowohl beim Bohren als auch beim Laden des Bohrloches, sei es mit Sprengstoff od. dgl. zu belassen, ohne daß eine Gefährdung der Bedienungsmannschaft entsteht und wobei gleichzeitig eine leichte Positionierung der Bohrlafette bei genauer Einstellung derselben möglich ist.
  • Der erfindungsgemäße Bohrarm, insbesondere für den Untertagebau, z. B. für eine Schrämmaschine mit einer Konsole, mit welcher der Bohrarm an einem Bohrwagen bzw. der Schrämmaschine befestigt ist, an welcher Konsole ein über Hydraulikzylinder heb-, senk- und schwenkbar gegebenenfalls teleskopierbarer Bohrausleger angelenkt ist, der einen Mannkorb sowie eine drehbar gelagerte Bohrlafette mit Bohrmaschine trägt, besteht im wesentlichen darin, daß der Mannkorb über einen Tragarm mit dem heb-, senk- und schwenkbaren Bohrausleger verbunden ist und eine Parallelführung aufweist, wobei der heb-, senk- und schwenkbare Bohrausleger über einen Kopf, der eine Dreh- und Schwenkeinrichtung für die Bohrlafette aufweist, mit dieser verbunden ist, wobei vorzugsweise die Konsole entlang einer Längsverschiebebahn verschiebbar ist. Durch die derartig erreichte räumliche Trennung von Mannkarb und Bohrlafette kann einerseits der bedienende Mann außerhalb des Gefahrenbereiches gehalten werden, wobei eine volle Beweglichkeit der Bohrlafette gegeben ist.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Parallelführung des Mannkorbes einen mit der Konsole und dem heb-, senk- und schwenkbaren Bohrausleger verbundenen hydraulischen Geberzylinder, der mit einem entsprechenden Stellzylinder des Mannkorbes verbunden ist, auf. Damit ist eine besonders einfache Parallelführung des Mannkorbes gegeben, die, was insbesondere für den Untertagewerkbau von besonderem Interesse ist, raumsparend und besonders störungssicher ist.
  • Beim Bohren in besonders brüchigem Gestein, oder wenn der Bohrarm auf einer anderen Arbeitsmaschine z. B. Voll- oder Teilschnittmaschine angeordnet ist, kann es von besonderem Interesse sein, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Mannkorb am Tragarm von einer Arbeits- in eine Parkstellung schwenkbar gelagert ist.
  • Um ein leichtes Einsteigen in den Mannkorb zu ermöglichen, wobei gleichzeitig keine Behinderung der normalen Arbeit dadurch bedingt sein darf, kann erfindungsgemäß eine verschiebbare Einsteighilfe für den Mannkorb vorgesehen sein.
  • Eine besonders platzsparende Konstruktion ergibt sich dann, wenn der mit dem heb-, senk-und schwenkbaren Bohrausleger verbundene Kopf einen um die Längsachse des Bohrauslegers drehbar gelagerten Schwenkkopf aufweist.
  • Ist der Schwenkkopf über eine zur Längsachse des Bohrauslegers ungefähr normal angeordneten Achse mit dem Bohrlafettenhalter verbunden, so ist eine besonders einfache Konstruktion für eine Vertikalausrichtung gegeben, wobei keine Störung durch den zusätzlichen vorgesehenen Mannkorb bedingt ist.
  • Ist die Bohrlafette am Lafettenhalter schwenkbar gelagert, so ist noch eine weitere Möglichkeit zur Vertikal- bzw. Horizontalausrichtung gegeben, die insbesondere unter Berücksichtigung des Platzbedarfes, wie er z. B. bei der Anfertigung von horizontalen Sprenglöchern gegeben ist, besonders günstig Rechnung getragen wird.
  • Wenn die Bohrlafette am Lafettenhalter verschiebbar befestigt ist, so kann dadurch die Distanz zwischen Bohrloch und Mannkorb auf besonders einfache Art und Weise vergrößert werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 und 2 eine Schrämmaschine mit dem erfindungsgemäßen Bohrarm in Seitenansicht bzw. Draufsicht, die Fig. und 4 einen Bohrarm mit Mannkorb und Bohrlafette und Fig. 5 einen Bohrarm mit Einsteighilfe.
  • Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Schrämmaschine 1 ist ein Teilschrämkopf 2 vorgesehen, welcher in Draufsicht nicht dargestellt ist, sondern lediglich sein Schwenkbereich angeführt ist. Oberhalb des Schrämkopfes ist ein Bohrarm 3 angeordnet, der über eine Konsole 4 mit der Schrämmaschine 1 verbunden ist. An der Konsole ist ein heb-, senk- und schwenkbarer Bohrausleger 5 angeordnet. Die Heb- und Senkbewegung wird über einen schematisch dargestellten Hydraulikzylinder 6 und einem weiteren Hydraulikzylinder 7 bewerkstelligt. Wie insbesondere den Fig. 3 und 4 entnehmbar, ist der Bohrausleger 5 teleskopierbar, wobei der Zylinder 8 ein-und ausfahrbar ist. Der Zylinder trägt an seinem der Konsole abgewandten Ende einen Flansch 9, welcher seinerseits einen Tragarm 10 für den Mannkorb 11 aufweist. Der Flansch trägt seinerseits einen Kopf 12, welcher über eine Dreh- und Schwenkeinrichtung die Bohrlafette 13 trägt. Mit der Konsole und dem Bohrausleger ist ein Geberzylinder 14 verbunden, der je nachdem, ob der Bohrausleger gehoben oder gesenkt wird, die Druckmediumzu- oder -abfuhr im Stellzylinder 15 und die Parallelführung des Mannkorbes steuert. Wie insbesondere der Fig. 3 entnehmbar, ist der Stellzylinder sowohl am Mannkorb 11 als auch am Tragarm 10 angelenkt. Der Kopf 12, weist einen Schwenkkopf 16 auf, der um die Längsachse a des Bohrauslegers drehbar gelagert ist. Der Schwenkkopf seinerseits trägt weiters eine Schwenkachse 17 um welche der Lafettenhalter 18 drehbar ist. Der Lafettenhalter 18 kann entweder nur längsverschieblich oder auch um die Achse b verdrehbar mit der Lafette 13 verbunden sein. Die Lafette kann über einen Hydraulikzylinder 19 auf dem Lafettenhalter längsverschieblich sein.
  • Wie aus Fig. 5 ersichtlich kann der Mannkorb am Tragarm 10 um eine in diesem gelagerte Welle 20 von seiner Arbeitsstellung A in eine Parkstellung P (strichpunktiert dargestellt) über einen Hydraulikzylinder 21, welcher am Tragarm und am Mannkorb angelenkt ist, verschwenkt werden. Weiters kann, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt, eine Einsteighilfe 22 vorgesehen sein, die z. B. in Form einer parallel zum Mannkorb verschiebbaren Plattform ausgebildet ist.
  • Wird nun mit einer Schrämmaschine unter Tag gearbeitet, so wird der Bohrarm samt Mannkorb, wie in Fig. 1 deutlich ersichtlich entlang einer Längsverschiebebahn 23 in eine strichpunktiert dargestellte Ruhestellung verbracht. In dieser Ruhestellung ist keine arbeitsmäßige Behinderung des Schrämkopfes gegeben. Soll nun der Ausbau der Strecke durch Ankersetzen erfolgen, so wird der Bohrarm entlang der Längsverschiebebahn 23 in die Arbeitsstellung verbracht, worauf die Plattform 22 ausgefahren wird und der Mann in den in Parkstellung befindlichen Mannkorb einsteigen kann. Sodann wird der heb-, senk- und schwenkbare Bohrausleger in die Arbeitsstellung gebracht, wobei gegebenenfalls der Bohrausleger noch ausgefahren wird. In dieser Stellung erfolgt sodann das Ausrichten der Bohrlafette über die Dreh- und Schwenkeinrichtung des Kopfes. Die radiale Ausrichtung der Bohrlafette erfolgt durch Schwenken um die Achse b. Der Mannkorb kann entweder in die Arbeits- oder in der Parkstellung verbleiben, je nachdem ob beispielsweise mit Wasserspülung oder ohne Wasserspülung gebohrt wird. Nachdem das Bohrloch fertig ausgeführt ist, wird die Bohrlafette aus dem unmittelbaren Bereich herausgeschwenkt, worauf der Bedienungsmann entweder eine Sprengladung oder z. B. einen Kunststoffkleber für einen Anker in das Bohrloch einbringen kann.

Claims (8)

1. Bohrarm, insbesondere für den Untertagebau, z. B. für eine Schrämmaschine (1), mit einer Konsole (4), mit welcher der Bohrarm (3) an einem Bohrwagen bzw. der Schrämmaschine befestigt ist, an welcher Konsole (4) ein über Hydraulikzylinder (6, 7) heb-, senk- und schwenkbar gegebenenfalls teleskopierbarer Bohrausleger (5) angelenkt ist, der einen Mannkorb (11) sowie eine drehbar gelagerte Bohrlafette (13) mit Bohrmaschine trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mannkorb (11) über einen Tragarm (10) mit dem heb-, senk- und schwenkbaren Bohrausleger (5) verbunden ist und eine Parallelführung (14, 15) aufweist, wobei der heb-, senk- und schwenkbare Bohrausleger (5) über einen Kopf (12), der eine Dreh- und Schwenkeinrichtung für die Bohrlafette (13) aufweist, mit dieser verbunden ist, wobei vorzugsweise die Konsole (4) entlang einer Längsverschiebebahn (23) verschiebbar ist.
2. Bohrarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelführung des Mannkorbes (11) einen mit der Konsole (4) und dem heb-, senk- und schwenkbaren Bohrausleger (5) verbundenen Hydraulikgeberzylinder (14) aufweist, der mit einem entsprechenden Stellzylinder (15) des Mannkorbes (11) verbunden ist.
3. Bohrarm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mannkorb (11) am Tragarm (11) in eine Arbeits- (A) und Parkstellung (P) schwenkbar gelagert ist.
4. Bohrarm nach Anspruch 1, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine verschiebbare Einsteighilfe (22) für den Mannkorb (11) vorgesehen ist.
5. Bohrarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem heb-, senk- und schwenkbaren Bohrausleger (5) verbundene Kopf (12) einen um die Längsachse (a) des Bohrauslegers (5) drehbar gelagerten Schwenkkopf (16) aufweist.
6. Bohrarm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkopf (16) über eine zur Längsachse (a) des Bohrauslegers (5) ungefähr normal angeordnete Schwenkachse (17) mit dem Bohrlafettenhalter (18) verbunden ist.
7. Bohrarm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlafette (13) am Lafettenhalter (18) schwenkbar gelagert ist.
8. Bohrarm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlafette (13) am Lafettenhalter (18) verschiebbar befestigt ist.
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