EP0309494B1 - Vorrichtung zum abtragen von mineralien - Google Patents

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EP0309494B1
EP0309494B1 EP88902098A EP88902098A EP0309494B1 EP 0309494 B1 EP0309494 B1 EP 0309494B1 EP 88902098 A EP88902098 A EP 88902098A EP 88902098 A EP88902098 A EP 88902098A EP 0309494 B1 EP0309494 B1 EP 0309494B1
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European Patent Office
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layer
drilling
rolling
undercut
rock
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EP88902098A
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EP0309494A1 (de
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Ulrich Bechem
Klaus Bechem
Philipp Bechem
Dieter Lenzen
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/1013—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools on a tool-carrier supported by a movable boom
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C27/00—Machines which completely free the mineral from the seam
    • E21C27/10—Machines which completely free the mineral from the seam by both slitting and breaking-down

Definitions

  • Rocks and especially minerals are usually mined by drilling and shooting - with the known disadvantages.
  • Activation from the inside or outside means that disks, discs or the like - with or without teeth - can be activated on the inside, e.g. by eccentric, or the entire drilling tool from the outside e.g. impacted by eccentric or unbalance impact devices - and thus activated.
  • the pressure forces required here are only 10% of those required for conventional drilling
  • the self-controlling unit not only has the advantage that it does not require any control electronics or a man to maintain the undercut depth, but that the drilling material can be freely picked up behind the drilling tools, ie it can be removed.
  • FIG. 1 shows, under 1, the undercutting, removing, rotating, disc or disc tool, 2 is the motor-driven rotating or swiveling arm of the drilling tool, 3 the rock contour before the undercut and 4 after the undercut - the arrow is a direction of advance.
  • FIG. 2 7 is again the disc or disk tool and 8 is a rotating or oscillating arm, 9 is the stone front before and 10 after removal - according to FIG. 1 - only in a different view.
  • Drilling tools of this type are known per se from DE-B-1.233.806
  • 11 is a conventional feed device and 12 is the rotating drill head which is motor-driven in this embodiment and has a plurality of disc or disk tools - here arranged in a line and undercutting / removing only one layer.
  • the drilling head can be centered overall - or the drilling tools can be activated individually. According to the invention, the specific contact forces in this system are incomparable and therefore more advantageous than with a disc of the diameter of the removal height.
  • 13 are the rotating, undercutting, cutting and / or milling / striking disc drilling tools that undercut each in several layers
  • 14 are holders for this and 15 is the motor-driven shaft.
  • the tools 13, which operate in stages and split in stages, have unequally long brackets which are evenly distributed on the shaft 15.
  • the dismantling front 16 or direction is shown in a view from above.
  • - 17 is the traction device, a hydraulic ram with traction cylinder braced in the hanging and lying position.
  • 18 is a runner, which can also be replaced by wheels / castors - or locked in place from stroke to stroke - but then by sending a separate lifting / pushing / swiveling device.
  • 19 is the pressure device - pivotably mounted on the hydraulic ram - see arrow 20.
  • 21 is a motor-activated disk-type milling drilling tool - 21a is the one working in a second stage. Separate protection is required for slight angling to reduce wear.
  • the system explained above can of course also be used to remove horizontal layers - for example, to remove road surfaces in layers.
  • FIGS. 6 and 7 show how, in particular, pre-drilled holes are expanded radially from the inside to the outside with the claimed technique of undercutting removal - but especially also for drilling arch profiles.
  • 29 is the holding and turning device in the pilot hole
  • 30 is a version of a scaring rolling or striking but also conventional undercutting disc / disc tool.
  • 31 is the rock contour before the undercutting
  • 32 is the extendable, slowly rotating hydraulic cylinder driven by 29 and held from cut to cut without feed when expanding a pilot hole.
  • FIG. 7 shows a system for subsequently boring / expanding circular tunnel bores to form an arc profile.
  • 33 is a driven - possibly activated drilling head with 3 disc roller drilling tools.
  • 34 represents a single activated roller drilling tool that i.a. also drill on the spot - so you can also drill out the corners of the arch profile without any problems.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Description

  • Gesteine und besonders Mineralien werden üblicherweise durch Bohren und Schießen abgebaut - mit den bekannten Nachteilen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können o.a. Materialien sprengungsfrei, mit optimalem Absprengeffekt - und schichtweise abgetragen werden - vorzugsweise in einer linearen Vortriebsrichtung. Es hat sich gezeigt, daß beim hinterschneidenden in den freien Raum brechenden Gesteinsabtragen der Gesteinsdruck zu wesentlich gröberem Bohrgut verhilft - was u.a. schnelleres und rationelleres Bohren bewirkt; auch die sogenannten Abbohrbreiten bzw. -tiefen können in Abhängigkeit des zu bohrenden Materials erheblich größer gewählt werden - bei vergleichsweise geringen Andruckkräften.
  • Es wird auch beansprucht, von einem vorhanderenen Einbruch oder Vorbohrloch aus beliebige Profile von innen nach außen zu erweitern - runde Tunnel- zu Bogenprofilen - oder Vorbohrungen zu Schächten (Fig. 6 und 7).
  • Aktivierung von innen oder außen bedeutet daß Disken, Scheiben oder dgl. - mit oder ohne Verzahnung - einerseits im Inneren aktiviert werden können z.B. durch Exzenter, oder das gesamte Bohrwerkzeug von Außen z.B. durch Exzenter- oder Unwuchtschlaggeräte beaufschlagt - und damit aktiviert wird. Die hierbei erforderlichen Andruckkräfte liegen bei nur noch 10% der zum konventionellen Bohren erforderlichen
  • Das selbststeuernde Aggregat hat nicht nur den Vorteil, daß es keine Steuerungselektronik bzw, keinen Mann zum Einhalten der Hinterschneidtiefe benötigt, sondern daß hinter den Bohrwerkzeugen das Bohrgut frei aufgenommen d.h. abgefördert werden kann.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • In einer Ausführungsform zeigt die Figur 1 unter 1 das hinterschneidende abtragende absprengende drehend gelagerte Disken- oder Scheibenwerkzeug, 2 ist der motorisch angetriebene drehende oder schwenkbare Arm des Bohrwerkzeuges, 3 die Gesteinskontur vor dem Hinterschneiden und 4 nach dem Hinterschneiden - der Pfeil ist eine Vortriebsrichtung.
  • In Figur 2 ist 7 wieder das Disken- oder Scheibenwerkzeug und 8 ein rotierender oder pendelnder Arm, 9 ist die Gesteinsfront vor dem und 10 nach dem Abtragen - gemäß Figur 1 - nur in anderer Ansicht.
  • Bohrwerkzeuge dieser Art sind an sich aus der DE-B-1.233.806 bekannt
  • In Figur 3 ist 11 eine konventionelle Vorschubeinrichtung und 12 der in dieser Ausführung motorisch angetriebene rotierende Bohrkopf mit mehreren Disken- oder Scheibenwerkzeugen - hier in einer Linie angeordnet und nur eine Schicht hinterschneidend / abtragend. Der Bohrkopf kann insgesamt zentrisch - oder die Bohrwerkzeuge einzeln aktiviert sein. Erfindungsgemäß sind bei diesem System die spezifischen Anpreßkräfte unvergleichlich und damit vorteilhqfter als bei einer Diske des Durchmessers der Abtraghöhe.
  • In Figur 4 sind 13 die in mehreren Schichten jeweils hinterschneidenden abtragenden rotierenden - ggf. schlagenden und/oder fräsenden/schlagenden Diskenbohr werkzeuge, 14 sind Halterungen hierfür und 15 ist die motorisch angetiebene Welle. Die in Vortriebsrischtung gestuft spaltend arbeitenden Werkzeuge 13 haben ungleich lange Halterungen, die auf der Welle 15 gleichmäßig verteilt sind.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe, derartige Bohrwerkzeuge an der abzutragenden Gesteinsfront zu führen
    In Figur 5 ist - in einer Sicht von oben - die Abbaufront 16 bzw. -richtung dargestellt. In dieser - einer von mehreren möglichen Ausführungsformen - ist 17 die Zugvorrichtung, ein im Hangenden und Liegenden verspannter Hydraulikstempel mit Zugzylinder. 18 ist eine Kufe, die aber auch durch Räder / Rollen ersetzt - oder von Hub zu Hub angepreßt arretiert werden kann - dann aber unter Versendung einer gesonderten Hub-/Schub-/Schwenkeinrichtung. 19 ist die Andruckvorrichtung - am hydraulischen Stempel schwenkbar gelagert - siehe Pfeil 20. 21 ist ein motorisch aktiviertes diskenartiges Fräsbohrwerkzeug - 21a das in einer 2. Stufe arbeitende. Für das leichte Anwinkeln zur Verschleißminderung wird gesonderter Schutz beansprucht. Das oben erklärte System kann natürlich auch zum Abtragen horizontaler Schichten eingesetzt werden - z.B. zum schichtweisen Abtragen von Straßendecken.
  • In den Figuren 6 und 7 ist dargestellt, wie mit der beanspruchten Technik des hinterschneidenden Abtragens insbesondere vorgebohrte Löcher radial von innen nach außen erweitert werden - speziell aber auch um Bogenprofile zu bohren.
    In Figur 6 ist 29 die Halte- und Drehvorrichtung im Vorbohrloch, 30 ist eine Version eines schrämenden rollenden oder schlagenden aber auch konventionellen hinterschneidenden Disken- / Scheibenwerkzeuges. 31 ist die Gesteinskontur vor dem hinterschneidenden Abtragen, 32 ist der ausfahrbare langsam drehende über 29 angetriebene und von Schnitt zu Schnitt ohne Vorschub gehaltene Hydraulikzylinder beim Erweitern eines Vorbohrloches.
  • Figur 7 zeigt ein System des nachträglichen Aufbohrens/Erweiterns kreisrunder Tunnelbohrungen zum Bogenprofil. 33 ist ein angetriebener - ggf. aktivierter Bohrkopf mit 3 Diskenrollenbohrwerkzeugen. 34 stellt ein einzelnes aktiviertes Rollenbohrwerkzeug dar, das u.a. auch auf der Stelle bohren - also auch die Ecken beim Bogenprofil ohne Probleme ausbohren kann.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum Abtragen von Gestein, Mineralien und dergleichen, die eine angetriebene Welle (15) aufweist, an der mindestens eine Halterung (14) angeordnet ist, die mindestens ein einseitig konisches Rollenbohrwerkzeug (1, 7, 13, 21, 30, 33, 34) trägt, das schichtweise hinterschneidend das Gestein in den freien Raum abträgt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rollenbohrwerkzeug (1, 7, 13, 21, 30, 33, 34) verbunden ist mit einem dieses von der Abbaufront (16) beabstandenden Führungselement (18), welches das Rollenbohrwerkzeug (1, 7, 13, 21, 30, 33, 34) im Betrieb an der Abbaufront (16) abstützt und die Hinterschneidtiefe bestimmt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollenbohrwerkzeuge (1, 7, 13, 21, 30, 33, 34) in mehreren Stufen angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Rollenbohrwerkzeugen (1, 7, 13, 21, 30, 33, 34) Schlagimpulse überlagert werden.
EP88902098A 1987-03-11 1988-03-09 Vorrichtung zum abtragen von mineralien Expired - Lifetime EP0309494B1 (de)

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CH1061/87 1987-03-11
CH1061/87A CH677953A5 (de) 1987-03-11 1987-03-11
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EP0309494A1 EP0309494A1 (de) 1989-04-05
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AT (1) ATE114778T1 (de)
AU (1) AU1394388A (de)
CH (1) CH677953A5 (de)
DE (1) DE3852262D1 (de)
FI (1) FI885170A (de)
NO (1) NO179716C (de)
WO (1) WO1988007124A1 (de)
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ZA881768B (en) 1989-10-25
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FI885170A0 (fi) 1988-11-10
NO179716C (no) 1996-12-04
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NO885056D0 (no) 1988-11-11
EP0309494A1 (de) 1989-04-05
AU1394388A (en) 1988-10-10
WO1988007124A1 (en) 1988-09-22
CH677953A5 (de) 1991-07-15
ATE114778T1 (de) 1994-12-15
NO179716B (no) 1996-08-26
FI885170A (fi) 1988-11-10

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