EP0851969B1 - Vorrichtung zur verringerung der zündgefahr beim einsatz von teilschnitt-streckenvortriebsmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zur verringerung der zündgefahr beim einsatz von teilschnitt-streckenvortriebsmaschinen Download PDF

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EP0851969B1
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nozzles
air
water
cutting
danger
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Reinhard Neuper
Helmut Oberrisser
Roman Gerer
Franz Wels
Alfred Zitz
Ingolf Gastberg
Walfried Marx
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Sandvik Mining and Construction GmbH
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Voest Alpine Bergtechnik GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/22—Equipment for preventing the formation of, or for removal of, dust

Definitions

  • the invention relates to a device for reduction the risk of ignition when using part-cut tunnel boring machines with nozzles for ejecting air and / or air-water mixtures, the nozzles on one connected to the cutter arm Nozzle assembly are arranged.
  • Chisels are subject to wear and tear in continuous operation can lead to extremely hot chisel parts chipping and hit the sole. That of a partial cut line jacking or extraction machine comes cut material also at least partially on the sole before it from a discharge device or a loading device is detected. Hot chisel or steel body parts as well as pyrite parts can still hit such a pile have so much ignition potential that possibly from the surface methane gas escaping from the pile still ignites can reach. A significant increase in the amount of cooling water, which consequently also cools the sole accordingly could have the disadvantage, however, that the sole can soften, resulting in safe and precise movability a cutting or tunneling machine is no longer guaranteed is.
  • the invention now aims to ignite a gas mixture, which emerges from the pile, also with Prevent security without affecting the amount of cooling water is significantly increased and ensured at the same time is that the sole is not softened inadmissibly.
  • the invention essentially solves this problem in that at least part of the axes of the nozzles in each Swivel position of the cantilever arm at an angle to the bank rights of 30 ° towards the tunnel boring machine up to 45 ° in Brushed towards the face.
  • jets such as single-chisel spraying or spraying of the entire cutting unit, if necessary, using of sector controls to minimize water discharge, direct spraying of the pile is thus achieved and the formation of an ignitable mixture in the range of Avoided piles.
  • the training according to the invention is made according to claim 1, that at least part of the axes of the nozzles in each Swivel position of the cantilever arm at an angle to the bank rights of 30 ° towards the tunnel boring machine up to 45 ° in Brushed towards the face, such training a safe one even without pivoting the nozzle assembly Spraying and prevention of the danger of ignition of the pile in all Height positions of the cutting arm guaranteed.
  • These angles can, of course, be significantly reduced if, like this a preferred embodiment of the device according to the invention corresponds, the training is made so that the nozzle assembly and / or the nozzles depending on the pivoting position of the cantilever arm are pivotable.
  • the nozzles directed towards the sole can cover a lateral area on both sides of the cutting heads over a central angle of less than 90 ° in the projection spread on the sole, which means for the area over which chisel or Steel body parts or pyrite parts can be split off and hit the pile security against the risk of ignition.
  • the training can be easier Be taken so that the exit angle in the plan view in the lateral areas an angle of 30 ° inwards and up to 60 ° outwards, measured from one to the other Line machine longitudinal axis parallel straight lines through the apex of this angle, brush.
  • the training is advantageously made so that in addition to towards the sole and the laterally oriented nozzles towards the face Directional nozzles are provided, the discharge amount is less than 33 vol% of the others Nozzle is selected, whereby here, of course, a much smaller discharge amount for Prevention of the risk of ignition is sufficient.
  • the impact speed of the Air jet is set to more than 1.0 m / s.
  • FIGS. 4, 5 and 6 analog representations swiveled cantilever boom.
  • FIG. 1 schematically indicates a cutting or tunneling machine with 1, which carries a cutting boom 3 pivotable about a vertical pivot axis 2.
  • the Swiveling the cutting arm 3 with the cutting heads 4 by the substantially vertical axis 2 leads to a horizontal pivoting of the cutting arm 3, in addition to such a horizontal pivoting, a pivoting in Height direction about a substantially horizontal pivot axis 5 is provided.
  • the crawler chassis of the cutting machine is indicated schematically at 6, with at the front end of the crawler chassis, a charging device 7 is connected. At the far end it is Throwing end 8 of a conveyor 9 can be seen.
  • nozzle sticks 10 On the jib boom 3 nozzle sticks 10 are arranged, which a plurality of downwards wear directed nozzles.
  • the axes of the nozzles are designated 11, in which Side view of Fig. 1 three such downward nozzles can be seen.
  • the integral air or air-water quantity is plotted, which is applied to the impact surface by such nozzles, the surfaces 12 at the same time clarify the distribution of the quantities over the area.
  • Overall will through three such nozzles with the axes 11 an angle of 30 ° in the direction of Loading device 7, swept from about 45 ° in the direction of the face 13, with which the pile and the exposed impact underneath the cutting tools or cutting heads 4 with certainty with air or air-water mixtures.
  • FIG. 2 is the Longitudinal machine longitudinal axis schematically designated 14. There are two lateral areas 15 you can see which of the nozzles are being painted, the axes of which in turn are 11 are designated. The nozzles are oriented so that those brushed by the nozzles Beams meet in the longitudinal center or the longitudinal central axis 14 and lateral areas brush, the angles starting from a parallel to the longitudinal central axis 14 Straight in the direction of the center of the machine about 30 ° and laterally a maximum of 60 ° outwards.
  • FIG. 3 is a schematic front view in the direction of arrow III in FIG. 2 can be seen, with the lateral propagation of two beams, the axes of which in turn 11, is illustrated in this view. Overall, this results in one such a nozzle arrangement with a relatively small discharge quantity, a safe application of the pile in front of the cutting machine.
  • the selected angles are also sufficient to when pivoting the cutting arm in the vertical direction, as shown in FIGS. 4, 5 and 6 is shown to coat the pile safely without pivoting the nozzle carrier.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verringerung der Zündgefahr beim Einsatz von Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschinen mit Düsen zum Ausstoßen von Luft und/oder Luft-Wassergemischen, wobei die Düsen an einem mit dem Schrämarm verbundenen Düsenstock angeordnet sind.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind beispielsweise der EP 010 536 A1 entnehmen. Es sind weiters eine Reihe von Einrichtungen bekannt, bei welchen Kühlwasser oder Wasser-Luftgemische in die Schneidspur eingebracht werden, sodaß Funken gelöscht und die Schneidspur hinter dem Schneidmeißel gekühlt werden. Eine derartige mit Luft und/oder Wasser erfolgende Bedüsung ist in Form einer Einzelmeißelbedüsung bekannt, bei welcher die Freigabe der Düse in Abhängigkeit von einer Verschiebebewegung eines Meißels in Folge der Reaktionskraft gesteuert wird. Alternativ sind Einrichtungen zur Ausbildung eines mehr oder minder gleichmäßigen Sprühnebels vorgeschlagen worden, mit welchen die Sprühstrahlen auf das Schrämaggregat gerichtet sind, um einen Sprühnebel um das Schrämaggregat herum zu erzeugen. Beispielsweise ist eine solche Einrichtung aus der DE 36 09 754 A bekannt.
Im Dauerbetrieb sind Meißel einer Abnützung unterworfen, welche dazu führen kann, daß extrem heiße Meißelteile absplittern und auf die Sohle auftreffen. Das von einer Teilschnitt-Streckenvortriebs- bzw. Gewinnungsmaschine geschrämte Material kommt gleichfalls zumindest teilweise auf der Sohle zu liegen, bevor es von einer Abfördereinrichtung bzw. einer Ladeeinrichtung erfaßt wird. Heiße Meißel- bzw. Stahlkörperteile sowie Pyritteile können beim Auftreffen auf ein derartiges Haufwerk noch soviel Zündpotential besitzen, daß gegebenenfalls aus der Oberfläche des Haufwerkes austretendes Methangas noch zur Entzündung gelangen kann. Eine wesentliche Erhöhung der Kühlwassermenge, welche in der Folge auch eine entsprechende Abkühlung der Sohle zur Folge haben könnte, hat aber den Nachteil, daß die Sohle aufweichen kann, wodurch die sichere und präzise Verfahrbarkeit einer Schräm- bzw. Streckenvortriebsmaschine nicht mehr gewährleistet ist.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Entzündung eines Gasgemisches, welches aus dem Haufwerk austritt, gleichfalls mit Sicherheit zu verhindern, ohne daß hiebei die Menge an Kühlwasser wesentlich erhöht wird und gleichzeitig sichergestellt wird, daß die Sohle nicht unzulässig aufgeweicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß wenigstens ein Teil der Achsen der Düsen in jeder Schwenklage des Auslegerarmes einen Winkel zur Bankrechten von 30° in Richtung zur Streckenvortriebsmaschine bis zu 45° in Richtung zur Ortsbrust bestreicht. Zusätzlich zu bekannten Bedüsungen, wie beispielsweise Einzelmeißelbedüsungen oder Bedüsungen des gesamten Schneidaggregates gegebenenfalls unter Verwendung von Sektorsteuerungen zur Minimierung des Wasseraustrages, wird somit eine unmittelbare Bedüsung des Haufwerkes erreicht und die Entstehung eines zündfähigen Gemisches im Bereich des Haufwerkes vermieden. Hiefür ist prinzipiell Luft bei entsprechender Auftreffgeschwindigkeit ausreichend, wobei Luft-Wassergemische zum Einsatz gelangen können, bei welchen mit einem geringen Wasseranteil die Gefahr einer Aufweichung der Sohle vermieden werden kann. Diese auf das Haufwerk gerichteten Düsen können, wie es einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht, schwenkbar im Düsenstock gelagert sein. Durch die Schwenkbarkeit von Düsen in einem derartigen Düsenstock gegebenenfalls gemeinsam mit dem Düsenstock kann der jeweils gewünschte Auftreffwinkel unter gleichzeitiger Minimierung der auftreffenden Wassermenge exakt eingestellt werden, sodaß die Zündgefahr sicher vermieden werden kann. Mit der Schwenkbarkeit des gesamten Düsenstockes bzw. der separaten Zuschaltung von Düsenstöcken bzw. Düsen kann darüberhinaus eine Ausbildung realisiert werden, bei welcher unabhängig von der Schwenklage des Schneidarmes und insbesondere unabhängig von der Höhenverschwenkung eines derartigen Schneidarmes mit Sicherheit im wesentlichen nur das Haufwerk zusätzlich bedüst wird, wodurch der Austrittswinkel unter welchem Luft bzw. Luft-Wassergemische auf das Haufwerk ausgestoßen werden soll und damit auch die Austrittsmenge wesentlich verringert werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist gemäß Anspruch 1 so getroffen, daß wenigstens ein Teil der Achsen der Düsen in jeder Schwenklage des Auslegerarmes einen Winkel zur Bankrechten von 30° in Richtung zur Streckenvortriebsmaschine bis zu 45° in Richtung zur Ortsbrust bestreicht, wobei eine derartige Ausbildung auch ohne Schwenkbarkeit des Düsenstockes eine sichere Bedüsung und Verhinderung der Zündgefahr des Haufwerkes in allen Höhenstellungen des Schrämarmes gewährleistet. Diese Winkel können naturgemäß wesentlich verringert werden, wenn, wie dies einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht, die Ausbildung so getroffen ist, daß der Düsenstock und/oder die Düsen in Abhängigkeit von der Schwenklage des Auslegerarmes verschwenkbar sind.
In besonders einfacher Weise können die zur Sohle gerichteten Düsen einen lateralen Bereich zu beiden Seiten der Schrämköpfe über einen Zentriwinkel von kleiner 90° in der Projektion auf die Sohle gemessen bestreichen, wodurch für den Bereich, über welchen Meißel- bzw. Stahlkörperteile bzw. Pyritteile abgespalten werden können und auf das Haufwerk auftreffen können, eine Sicherheit gegen die Zündgefahr besteht. Die Ausbildung kann hiebei in einfacher Weise so getroffen sein, daß die Austrittswinkel in der Draufsicht in den lateralen Bereichen einen Winkel von 30° einwärts und bis zu 60° auswärts, gemessen von einer zur Streckenmaschinenlängsachse parallelen Geraden durch den Scheitel dieser Winkel, bestreichen.
Wenn mit der gleichen Bedüsung auch eine Gesamtbedüsung in Form der Ausbildung eines Sprühnebels auch oberhalb des von den Schrämwerkzeugen bestrichenen Bereiches gewährleistet werden soll, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß zusätzlich zu den zur Sohle gerichteten und den Lateral orientierten Düsen aufwärts in Richtung zur Ortsbrust gerichtete Düsen vorgesehen sind, deren Austragsmenge geringer als 33 Vol% der anderen Düsen gewählt ist, wobei hier naturgemäß eine wesentlich geringere Austragsmenge zur Verhinderung der Zündgefahr genügt.
Um bei Verwendung von Luft sicherzustellen, daß eine hinreichende Verdünnung von gegebenenfalls noch vorhandenen bzw. austretendem Methan gewährleistet ist, wird mit Vorteil so vorgegangen, daß Luft mit Geschwindigkeiten von mehr als 75% der Schallgeschwindigkeit ausgestoßen wird, wobei vorzugsweise die Auftreffgeschwindigkeit des Luftstrahles auf mehr als 1,0 m/s eingestellt ist.
Bei Verwendung von Wasser-Luftgemischen kann zur Minimierung der Wassermenge und zur Verringerung der Gefahr einer Aufweichung der Sohle so vorgegangen werden, daß die Wasser-Luftmenge zwischen 1:250 und 1:2000 l/min gewählt ist, wobei Wasser mit höherem Druck als die Luft eingespeist wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen die Fig. 1, 2 und 3 einen Schrämarm in abgesenkter Position bei gleichzeitiger Darstellung der Sprühwinkel der einzelnen am Schneidarm angeordneten Düsen und die Fig. 4, 5 und 6 analoge Darstellungen bei hochgeschwenktem Schrämausleger.
In Fig. 1 ist mit 1 schematisch eine Schräm- bzw. Streckenvortriebsmaschine angedeutet, welche einen um eine vertikale Schwenkachse 2 schwenkbaren Schneidausleger 3 trägt. Die Verschwenkung des Schneidauslegers 3 mit den Schneidköpfen 4 um die im wesentlichen vertikale Achse 2 führt zu einer horizontalen Verschwenkung des Schneidauslegerarmes 3, wobei zusätzlich zu einer derartigen horizontalen Verschwenkung eine Verschwenkung in Höhenrichtung um eine im wesentlichen horizontale Schwenkachse 5 vorgesehen ist. Das Raupenfahrwerk der Schrämmaschine ist schematisch mit 6 angedeutet, wobei am Vorderende des Raupenfahrwerkes eine Ladevorrichtung 7 angeschlossen ist. Am hinteren Ende ist das Abwurfende 8 einer Fördereinrichtung 9 ersichtlich.
Am Schrämausleger 3 sind Düsenstöcke 10 angeordnet, welche eine Mehrzahl von abwärts gerichteten Düsen tragen. Die Achsen der Düsen sind mit 11 bezeichnet, wobei in der Seitenansicht nach Fig. 1 drei derartige abwärts gerichtete Düsen ersichtlich sind. Mit den schraffierten Flächen 12 ist jeweils die integrale Luft bzw. Luft-Wassermenge aufgetragen, welche von derartigen Düsen auf der Auftrefffläche aufgebracht wird, wobei die Flächen 12 gleichzeitig die Verteilung der Mengen über die Fläche näher verdeutlichen. Insgesamt wird durch drei derartige Düsen mit den Achsen 11 ein Winkel von 30° in Richtung zur Ladeeinrichtung 7, von etwa 45° in Richtung zur Ortsbrust 13 bestrichen, womit das Haufwerk und der freigelegte Stoß unterhalb der Schneidwerkzeuge bzw. Schneidköpfe 4 mit Sicherheit mit Luft bzw. Luft-Wassergemischen beaufschlagt wird. Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist die Streckenmaschinenlängsachse schematisch mit 14 bezeichnet. Es sind zwei laterale Bereiche 15 ersichtlich, welche von den Düsen bestrichen werden, deren Achsen wiederum mit 11 bezeichnet sind. Die Düsen sind hiebei so orientiert, daß sich die von den Düsen bestrichenen Strahlen in der Längsmitte bzw. der Längsmittelachse 14 treffen und laterale Bereiche bestreichen, wobei die Winkel ausgehend von einer zur Längsmittelachse 14 parallelen Geraden in Richtung zur Maschinenmitte etwa 30° und seitlich maximal 60° auswärts betragen.
In Fig. 3 ist wiederum schematisch die Vorderansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2 ersichtlich, wobei hier die laterale Ausbreitung von zwei Strahlen, deren Achsen wiederum mit 11 bezeichnet sind, in dieser Ansicht veranschaulicht wird. Insgesamt ergibt sich somit bei einer derartigen Düsenanordnung bei relativ geringer Austragsmenge eine sichere Beaufschlagung des Haufwerkes vor der Schrämmaschine. Die gewählten Winkel reichen hiebei auch aus, um bei Verschwenkung des Schrämarmes in Höhenrichtung, wie dies in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt ist, ohne Verschwenkung des Düsenträgers das Haufwerk sicher zu bestreichen.
Wie sich aus der Fig. 4 ergibt, genügt allerdings bei einem Verschwenken des Schrämarmes 3 in Höhenrichtung bis an die Firste 16, wenn eine der drei Düsen abgeschaltet wird. Es genügt somit, wenn die hinteren beiden Düsen, deren Achsen wiederum mit 11 bezeichnet sind, weiterhin mit Luft bzw. Luft-Wassergemischen beaufschlagt werden und die nach vorne gerichtete Düse abgeschaltet ist, um immer noch sicherzustellen, daß der entsprechende Winkel beaufschlagt wird, in welchem Haufwerk zu liegen kommt. Ebenso genügt es, wie aus Fig. 6 ersichtlich, in hochgeschwenkter Lage die Anzahl der Düsen, welche mit Luft bzw. Luft-Wassergemischen beaufschlagt werden, zu verringern, dennoch die erforderliche Fläche sicher zu bestreichen. Im übrigen sind in den Fig. 4, 5 und 6 die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 2 und 3 gewählt.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Verringerung der Zündgefahr beim Einsatz von Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschinen (1) mit Düsen zum Ausstoßen von Luft und/oder Luft-Wassergemischen, wobei die Düsen an einem mit dem Schrämarm (3) verbundenen Düsenstock (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Achsen (11) der Düsen in jeder Schwenklage des Auslegerarmes (3) einen Winkel zur Bankrechten von 30° in Richtung zur Streckenvortriebsmaschine (1) bis 45° in Richtung zur Ortsbrust (13) bestreicht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen schwenkbar im Düsenstock (10) gelagert sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenstock (10) und/oder die Düsen in Abhängigkeit von der Schwenklage des Auslegerarmes (3) verschwenkbar sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenstöcke (10) bzw. Düsen separat zuschaltbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Sohle gerichteten Düsen einen lateralen Bereich zu beiden Seiten der Schrämköpfe (4) über einen Zentriwinkel von kleiner 90° in der Projektion auf die Sohle gemessen bestreichen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittswinkel in der Draufsicht in den lateralen Bereichen (15) einen Winkel von 30° einwärts und bis zu 60° auswärts, gemessen von einer zur Streckenmaschinenlängsachse (14) parallelen Geraden durch den Scheitel dieser Winkel, bestreichen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den zur Sohle gerichteten und den lateral orientierten Düsen aufwärts in Richtung zur Ortsbrust (13) gerichtete Düsen vorgesehen sind, deren Austragsmenge geringer als 33 Vol.% der anderen Düsen gewählt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Luft mit Geschwindigkeiten von mehr als 75 % der Schallgeschwindigkeit ausgestoßen wird.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-Luftmenge zwischen 1:250 und 1:2000 l/min gewählt ist, wobei Wasser mit höherem Druck als die Luft eingespeist wird.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffgeschwindigkeit des Luftstrahles auf mehr als 1,0 m/s eingestellt ist.
EP96929125A 1995-09-22 1996-09-17 Vorrichtung zur verringerung der zündgefahr beim einsatz von teilschnitt-streckenvortriebsmaschinen Expired - Lifetime EP0851969B1 (de)

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