EP1317602B1 - Method for boring and placing bolts for imbedding adhesively and device for carrying out this method - Google Patents
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- EP1317602B1 EP1317602B1 EP01962442A EP01962442A EP1317602B1 EP 1317602 B1 EP1317602 B1 EP 1317602B1 EP 01962442 A EP01962442 A EP 01962442A EP 01962442 A EP01962442 A EP 01962442A EP 1317602 B1 EP1317602 B1 EP 1317602B1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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- E21C27/00—Machines which completely free the mineral from the seam
- E21C27/20—Mineral freed by means not involving slitting
- E21C27/24—Mineral freed by means not involving slitting by milling means acting on the full working face, i.e. the rotary axis of the tool carrier being substantially parallel to the working face
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts
- E21D20/006—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts having magazines for storing and feeding anchoring-bolts
Definitions
- the invention relates to a method for drilling and setting of adhesive core near the working face during the Schräm stipulatees a movable on a chassis Steckenvortriebs- or extraction machine with rotatably mounted on a pivotable arm and in the vertical direction and optionally in the horizontal direction pivotable cutting roller or cutting head and on an apparatus for carrying out this method.
- Jacking machines with integrated anchor drilling and setting devices are described, for example, in WO 99/14463.
- this known machine at least one support is provided near the working face, which is braced between the roof and sole.
- an articulated strut is additionally provided, with which the support is articulated at the rear of the machine.
- anchoring near the working face is possible in principle.
- the quality of the anchor hole is, however, naturally limited by vibrations of the machine frame, as an effective support only relative to the machine frame is possible and the machine frame itself depending on the selected Schrämparametern when propulsion or degradation of material is subject to shocks. With such supports horizontal forces can be absorbed only insufficient.
- each feed and speed of the drilling device are monitored and while maintaining constant one of these two parameters, such as the feed, the other parameters, such as the speed changed incrementally, in order to achieve a maximizing the drilling performance.
- Such a device can not be arranged directly on a tunneling machine, since the selected parameters for the optimization the drilling performance for setting the anchor the respective working parameters of the cutting machine account in any way.
- GB 2 210 081 A finally describes an anchor drilling and setting device which is directly connected to the frame of a tunneling or mining machine.
- a decoupling of movements of the machine frame is proposed here by a telescoping of the support of Ankerbohr- and -set device relative to the machine frame, such a device can be used naturally only at the rear end of a machine, so that the distance between the working face and that point at which an effective anchorage can take place, becomes relatively large.
- the invention now aims to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which or which drilling and setting of anchors near the working face can be made automated, without causing any impairment by a largely simultaneous driving the route or gaining material comes.
- the method according to the invention should offer the possibility to increase the safety near the working face with considerably simpler and faster controls for the anchor drilling and setting devices.
- the inventive method is essentially characterized in that the substantially horizontal movement of the boom is detected during burglary and during the Einbruchsschrämens a signal is generated, which blocks the initiation of a working cycle for drilling and anchoring.
- a signal is generated, which blocks the initiation of a working cycle for drilling and anchoring.
- the critical parameters for a safe anchoring or support of Ankerbohr- and -setter during the Schräm Kunststoffmaschines or the Streckenvortriebsvons are detected and the operation of Ankerbohr- and -set facilities is only blocked if a secure support is not guaranteed, arrives much longer period for the exact introduction of anchors near the working face available.
- the method according to the invention is carried out hiebei so that after completion of the horizontal movement of the machine or the cantilever arm in the working face the triggering of Ankerbohr- and -setzvorganges is released.
- Overall, therefore, only a short period of time during the route propulsion or the extraction of material for the operation of Ankerbohr- and -setz appeared at high speed and in the immediate vicinity of the working face effective backup of the ridges.
- the device according to the invention for carrying out this method requires, as mentioned above, a Streckenvortriebs- or extraction machine in which a pivotable arm is provided on which a cutting roller is rotatably mounted and thus requires a certain operating method of such Streckenvortriebs- or extraction machine.
- a burglary Schrämen near the ridges is made and consequently the extraction or the route propulsion by vertical pivoting or when using a Schrämkopfes by horizontal and vertical of the cantilever arm made.
- the device according to the invention is hiebei essentially characterized in that the control device for the removal of material at the working face with the control devices for the operation of Ankerbohr- and -setin therapies via radio, electrical or optical lines are networked.
- the nature of the selected control devices for the removal of material and for the operation of Ankerbohr- and -setzz Rheinen hiebei is largely arbitrary and it can be used on known controls for the removal of material and known controls for the operation of Ankerbohr- and -setz Surpriseen it is only necessary to adequately network these devices in order to achieve the mutual blockade at critical times of the cutting or propelling operation.
- the device hiebei further developed such that the Ankerbohr- and -setters have at least one optionally remotely controllable switch for initiating the drilling cycle, a filling process for the introduction of adhesive cartridges and a setting process for screwing an anchor.
- the design is advantageously such that the anchor drilling and setting devices have at least two separate carriages movable relative to each other for, having the vertical displacement of the manipulator and the drill pipe and the armature and that at least one rotary drive for the drill pipe and the armature is provided, wherein advantageously the carriages are equipped with at least two separate limit switches for limiting the lifting movement of the rotary drives.
- control devices for Ankerbohr- and -setz have timers for automatic operation of the respective cycle, wherein between the end of the drilling cycle and before the pivoting of the manipulator is switched to an anchor position of the second carriage to a defined downward movement, whereupon after triggering the armature cycle of the last partial stroke of the movement of the armature after a defined timed waiting step with the connection of a rotary drive of the second carriage is switched to an upward movement and then moved back into the lowered position is.
- FIG. 1 shows a cutting machine with anchor drilling and setting devices supported on the machine frame in side view
- FIG. 2 shows a plan view of the illustration according to FIG. 1.
- a cutting machine 1 which is movable on a crawler undercarriage 2 in the longitudinal direction.
- a cutting roller 3 is provided, which is rotatably mounted on a boom 4, wherein the Rotary drive in the boom 4 is housed.
- the boom 4 is pivotable in the direction of the double arrow 5 in the vertical direction, so that the mining tools can be moved over the working face.
- the cutting tools must be introduced into the working face, for which a burglary cutting step is carried out, usually the cutting roller 3 is advanced in such a way that more than half of the roller dips into the working face, before the cutting process by downward pivoting in the direction of the double arrow 5 begins.
- the burglary is usually done near the ridges, so that the burglary arm 4 is raised to the appropriate position for burglary.
- a ridge cap 7 can be pressed against the ridges in order to stabilize the machine in the track. It is further an additional support strut 8 can be seen, via which the ridge cap is hinged at the rear end of the machine.
- a discharge device via which the slashed material is dropped on arranged in the route funding, such as conveyor belts or trolleys.
- Anchor drilling and setting devices 10 are now arranged near the working face on the machine frame, an anchor 11 stored in a magazine 11 and a corresponding manipulator 12 being visible in the side view according to FIG.
- the manipulator 12 is movable in the height direction via a first carriage 13.
- a second carriage 14 is movable relative to the first carriage 13 in the height direction.
- the manipulator is designed to be pivotable about a substantially vertical axis in order to be able to assume a respective aligned position with respect to the anchor bore for the different steps during drilling and anchoring or when introducing adhesive cartridges and to be able to remove armature 11 from the corresponding magazine.
- a control for the anchor drilling and setting devices is schematically indicated at 15, which monitors and controls an automated and programmed sequence of the individual cycles during drilling and anchoring.
- the corresponding control device for the operation of the cutting roller 3 is indicated, via which the individual method steps are optionally automatically controlled during cutting.
- the corresponding network line is indicated, which connects the control means 15 and 16 with each other, so that both devices each receive complete information regarding the respective operation of the mutually different devices.
- a loading ramp 18 can still be seen, via which the scrape material is taken up by the sole, loading arms 19 conveying the material received via the loading ramp 18 to the conveying device.
- Another working cycle occurs after reaching a new position of the cutting machine, i. after a further burglary shredding operation, wherein the distances over which seen in the longitudinal direction anchorage takes place, depends on the nature of the material of the roofs and anchoring is not necessarily required after each new Einbruchsschrämvorgang, but also only after a multiple of such Einbruchsschräm Kunststoffe can be made ,
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren und Setzen von Klebeankern nahe der Ortsbrust während des Schrämbetriebes einer auf einem Fahrwerk verfahrbaren Steckenvortriebs- oder Gewinnungsmaschine mit an einem schwenkbaren Auslegerarm rotierbar gelagerter und in Höhenrichtung und gegebenenfalls in horizontaler Richtung schwenkbarer Schrämwalze bzw. Schrämkopf sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for drilling and setting of adhesive core near the working face during the Schrämbetriebes a movable on a chassis Steckenvortriebs- or extraction machine with rotatably mounted on a pivotable arm and in the vertical direction and optionally in the horizontal direction pivotable cutting roller or cutting head and on an apparatus for carrying out this method.
Vortriebsmaschinen mit integrierten Ankerbohr- und -setzeinrichtungen sind beispielsweise in der WO 99/14463 beschrieben. Bei dieser bekannten Maschine ist wenigstens eine Abstützung nahe der Ortsbrust vorgesehen, welche zwischen Firste und Sohle verspannbar ist. Zur Verbesserung der Abstützung relativ zum Maschinenrahmen ist zusätzlich eine gelenkige Strebe vorgesehen, mit welcher die Abstützung am hinteren Bereich der Maschine angelenkt ist. Mit einer derartigen Einrichtung ist ein Ankern nahe der Ortsbrust prinzipiell möglich. Die Qualität der Ankerbohrung ist aber naturgemäß durch Erschütterungen des Maschinenrahmens beschränkt, da eine wirkungsvolle Abstützung nur relativ zum Maschinenrahmen möglich ist und der Maschinenrahmen selbst in Abhängigkeit von den jeweils gewählten Schrämparametern beim Vortrieb oder Abbau von Material Erschütterungen unterliegt. Mit derartigen Abstützungen können horizontale Kräfte nur unzureichend aufgenommen werden. Beim Einbruchsschrämen wird der Auslegerarm mit dem Schrämwerkzeugen in Richtung zur Ortsbrust bewegt und in dieser Phase des Schrämvorganges müssen die Reaktionskräfte als Reibungskräfte an den jeweiligen Abspannungen und insbesondere am Raupenfahrwerk bzw. der Firstkappe aufgenommen werden. Wenn, wie beim Gewinnungsbetrieb üblich nahe der Firste der Einbruchsschrämvorgang begonnen wird und in der Folge der Gewinnungs- bzw. Abbauzyklus durch vertikale Abwärtsbewegung des Auslegerarmes vorgenommen wird, werden die entsprechenden Reaktionskräfte in der Folge durch Anpreßkräfte des Fahrwerkes an die Sohle wesentlich besser aufgenommen, sodaß auch die nahe der Ortsbrust vorgesehene Abspannung von Erschütterungen leichter freigehalten werden kann. Insbesondere beim Gewinnen von harter Kohle oder beim Schrämen von hartem Gestein ist aber ein störungsfreier Betrieb der Ankerbohr- und -setzeinrichtungen zu beliebigen Zeitpunkten des Schrämvorganges nicht ohne weiteres gewährleistet. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Ankerbohr- und -setzeinrichtung entweder völlig unabhängig von der Vortriebs- bzw. Gewinnungsmaschine auszubilden und gesondert zu verfahren, wobei eine derartige Einrichtung beispielsweise in der US-A-4 229 124 beschrieben ist. Eine derartige Einrichtung eignet sich für das Einbringen von Klebeankern, wobei eine derartig völlig getrennte Ausbildung der Ankerbohr- und -setzeinrichtung von der Vortriebsmaschine ein hohes Maß an Automatisierung ermöglicht.Jacking machines with integrated anchor drilling and setting devices are described, for example, in WO 99/14463. In this known machine at least one support is provided near the working face, which is braced between the roof and sole. To improve the support relative to the machine frame, an articulated strut is additionally provided, with which the support is articulated at the rear of the machine. With such a device anchoring near the working face is possible in principle. The quality of the anchor hole is, however, naturally limited by vibrations of the machine frame, as an effective support only relative to the machine frame is possible and the machine frame itself depending on the selected Schrämparametern when propulsion or degradation of material is subject to shocks. With such supports horizontal forces can be absorbed only insufficient. During burglary, the boom arm is moved with the Schrämwerkzeugen towards the working face and in this phase of the cutting process, the reaction forces must be recorded as frictional forces on the respective bracing and in particular on the crawler track or ridge cap. If, as is usual in the extraction operation near the ridges of the burglary cutting process is started and subsequently the mining cycle is made by vertical downward movement of the boom, the corresponding reaction forces in the sequence are much better absorbed by pressing forces of the chassis to the sole, so that Also provided near the working face bracing of shocks can be easily kept free. In particular, when winning hard coal or when Schrämmen hard rock but trouble-free operation of the Ankerbohr- and -setters at arbitrary times of Schrämvorganges is not readily guaranteed. It has therefore already been proposed to design the anchor drilling and setting device either completely independently of the tunneling or mining machine and to proceed separately, such a device being described, for example, in US Pat. No. 4,229,124. Such a device is suitable for the introduction of adhesive core, whereby such a completely separate design of the anchor drilling and setting device of the tunneling machine allows a high degree of automation.
Prinzipiell sind weitestgehend automatisierbare Ankerbohr- und -setzeinrichtungen bekannt. In der EP-A1-0 124 658 ist beispielsweise eine derartige Ankerbohr- und -setzeinrichtung beschrieben, mit welcher eine Fernsteuerung der einzelnen erforderlichen Schritte, nämlich des Bohrens, des Einsetzens der Klebekartuschen und der Montage des Ankers möglich ist, um auf diese Weise das Bedienungspersonal aus dem ungeschützten Bereich der Firste fernhalten zu können. Auch bei dieser Einrichtung ist allerdings ein Ausleger vorgesehen, der auf einem gesondert verfahrbaren Bohrwagen angeordnet ist. In der US-A-4 165 789 wird eine mikrocomputergesteuerte Ankerbohr- und -setzeinrichtung beschrieben, bei der durch entsprechende inkrementelle Veränderung der Parameter für das Bohrverfahren die Gefahr von Beschädigungen des Bohrkopfes oder eines Verbiegens des Bohrgestänges vermieden werden soll. Bei dieser relativ aufwendigen Steuerung werden jeweils Vorschub und Drehzahl der Bohreinrichtung überwacht und unter Konstanthalten eines dieser beiden Parameter, beispielsweise des Vorschubes, der andere Parameter, beispielsweise die Drehzahl inkrementell verändert, um auf diese weise ein Maximieren der Bohrleistung zu erzielen. Auch eine derartige Einrichtung läßt sich nicht unmittelbar auf einer Vortriebsmaschine anordnen, da die gewählten Parameter für die Optimierung der Bohrleistung zum Setzen der Anker den jeweiligen Arbeitsparametern der Schrämmaschine in keiner Weise Rechnung tragen.In principle, largely automatable anchor drilling and setting devices are known. In EP-A1-0 124 658, for example, such Ankerbohr- and -set device is described, with which a remote control of the individual steps required, namely drilling, the insertion of the adhesive cartridges and the mounting of the armature is possible to in this way the To be able to keep operating personnel out of the unprotected area of the ridge. Even with this device, however, a boom is provided, which is arranged on a separately movable Bohrwagen. US-A-4,165,789 discloses a microcomputer controlled anchor drilling and setting apparatus which is intended to avoid the danger of damage to the bit or bending of the drill string by corresponding incremental change in the parameters of the drilling method. In this relatively complex control each feed and speed of the drilling device are monitored and while maintaining constant one of these two parameters, such as the feed, the other parameters, such as the speed changed incrementally, in order to achieve a maximizing the drilling performance. Such a device can not be arranged directly on a tunneling machine, since the selected parameters for the optimization the drilling performance for setting the anchor the respective working parameters of the cutting machine account in any way.
In der GB 2 210 081 A wird schließlich eine Ankerbohr- und -setzeinrichtung beschrieben, welche unmittelbar mit dem Rahmen einer Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine verbunden ist. Eine Entkopplung von Bewegungen des Maschinenrahmens wird hier durch eine Teleskopierbarkeit der Abstützung der Ankerbohr- und -setzeinrichtung relativ zum Maschinenrahmen vorgeschlagen, wobei eine derartige Einrichtung naturgemäß nur am hinteren Ende einer Maschine eingesetzt werden kann, sodaß der Abstand zwischen Ortsbrust und derjenigen Stelle, an welcher eine wirkungsvolle Ankerung erfolgen kann, relativ groß wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem bzw. welcher ein Bohren und Setzen von Ankern nahe der Ortsbrust automatisiert vorgenommen werden kann, ohne daß es zu Beeinträchtigungen durch ein weitestgehend gleichzeitiges Vortreiben der Strecke bzw. Gewinnen von Material kommt. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit bieten mit wesentlich einfacheren und rascheren Steuerungen für die Ankerbohr- und -setzeinrichtungen die Sicherheit nahe der Ortsbrust zu erhöhen.The invention now aims to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which or which drilling and setting of anchors near the working face can be made automated, without causing any impairment by a largely simultaneous driving the route or gaining material comes. In particular, the method according to the invention should offer the possibility to increase the safety near the working face with considerably simpler and faster controls for the anchor drilling and setting devices.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen horizontale Bewegung des Auslegerarmes beim Einbruchsschrämen erfaßt wird und während des Einbruchsschrämens ein Signal generiert wird, welches die Einleitung eines Arbeitszyklus für das Bohren und Ankern blockiert. Dadurch, daß die für eine sichere Verankerung bzw. Abstützung der Ankerbohr- und -setzeinrichtung kritischen Parameter während des Schrämverfahrens bzw. des Streckenvortriebsverfahrens erfaßt werden und der Betrieb von Ankerbohr- und -setzeinrichtungen nur dann blockiert wird, wenn eine sichere Abstützung nicht gewährleistet ist, steht ein wesentlich längerer Zeitraum für das exakte Einbringen von Ankern nahe der Ortsbrust zur Verfügung. Erfindungsgemäß wird somit lediglich der Zeitraum ausgeklammert, über welchen die Schrämwalze bzw. die Schrämwerkzeuge in die Ortsbrust vorgeschoben werden, da lediglich während der Horizontalbewegung des Auslegerarmes bzw. der Maschine in die Ortsbrust aufgrund der hohen Reaktionskräfte bei hartem Gestein oder harter Kohle eine exakte Ankerbohrung fraglich erscheint und beeinträchtigt werden kann. Während des Abbauvorganges, bei welchem der Auslegerarm in vertikaler Richtung von der Firste zur Sohle bewegt, werden die Reaktionskräfte über das Fahrwerk der Streckenvortriebs- und Gewinnungsmaschine sicher aufgenommen und eine nahe der Ortsbrust angeordnete Abstützung der Maschine kann auf diese Weise wirkungsvoll von Erschütterungen und Bewegungen freigehalten werden, sodaß exakte Bohrungen ohne aufwendige Überwachung der Bohrparameter der Ankerbohr- und -setzeinrichtungen gelingen. Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren hiebei so durchgeführt, daß nach Beendigung der horizontalen Bewegung der Maschine bzw. des Auslegerarmes in die Ortsbrust die Auslösung eines Ankerbohr- und -setzvorganges freigegeben wird. Insgesamt steht somit lediglich ein kurzer Zeitraum während des Streckenvortriebes bzw. der Gewinnung von Material für die Betätigung von Ankerbohr- und -setzeinrichtungen nicht zur Verfügung und es kann insgesamt mit hoher Geschwindigkeit und in unmittelbarer Nähe der Ortsbrust eine wirkungsvolle Sicherung der Firste vorgenommen werden.To solve this problem, the inventive method is essentially characterized in that the substantially horizontal movement of the boom is detected during burglary and during the Einbruchsschrämens a signal is generated, which blocks the initiation of a working cycle for drilling and anchoring. Characterized in that the critical parameters for a safe anchoring or support of Ankerbohr- and -setter during the Schrämverfahrens or the Streckenvortriebsverfahrens are detected and the operation of Ankerbohr- and -set facilities is only blocked if a secure support is not guaranteed, arrives much longer period for the exact introduction of anchors near the working face available. According to the invention therefore only the period is excluded, over which the cutting roller or the cutting tools are advanced into the working face, as only during the horizontal movement of the boom or the machine in the working face due to the high reaction forces in hard rock or hard coal an exact anchor hole questionable appears and can be affected. During the mining operation, in which the boom moves in the vertical direction from the roof to the sole, the reaction forces are safely absorbed by the chassis of the Streckenvortriebs- and mining machine and a close to the working face arranged support of the machine can be effectively kept free from shocks and movements in this way be made so that accurate drilling without elaborate monitoring of the Bohrparameter the Ankerbohr- and -setzeinrichtungen succeed. Advantageously, the method according to the invention is carried out hiebei so that after completion of the horizontal movement of the machine or the cantilever arm in the working face the triggering of Ankerbohr- and -setzvorganges is released. Overall, therefore, only a short period of time during the route propulsion or the extraction of material for the operation of Ankerbohr- and -setzeinrichtungen not available and it can be done at high speed and in the immediate vicinity of the working face effective backup of the ridges.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens setzt, wie eingangs erwähnt, eine Streckenvortriebs- oder Gewinnungsmaschine voraus, bei welcher ein schwenkbarer Auslegerarm vorgesehen ist, an welchem eine Schrämwalze rotierbar gelagert ist und setzt damit ein bestimmtes Betriebsverfahren einer derartigen Streckenvortriebs- oder Gewinnungsmaschine voraus. Mit derartigen Einrichtungen wird nämlich zunächst ein Einbruchsschrämen nahe der Firste vorgenommen und in der Folge die Gewinnung bzw. der Streckenvortrieb durch vertikale Verschwenkung bzw. bei Verwendung eines Schrämkopfes durch horizontale und vertikale des Auslegerarmes vorgenommen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hiebei im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für den Abbau von Material an der Ortsbrust mit den Steuereinrichtungen für die Betätigung der Ankerbohr- und -setzeinrichtung über Funk, elektrische oder optische Leitungen vernetzt sind. Die Art der gewählten Steuereinrichtungen für den Abbau von Material und für die Betätigung der Ankerbohr- und -setzeinrichtungen ist hiebei weitestgehend frei wählbar und es kann auf bekannte Steuereinrichtungen für den Abbau von Material und bekannte Steuereinrichtungen für die Betätigung von Ankerbohr- und -setzeinrichtungen zurückgegriffen werden, wobei es lediglich erforderlich ist, diese Einrichtungen entsprechend zu vernetzen, um die gegenseitige Blockade zu kritischen Zeitpunkten des Schräm- oder Vortriebsvorganges zu erreichen. Mit Vorteil ist die Einrichtung hiebei dahingehend weitergebildet, daß die Ankerbohr- und -setzeinrichtungen wenigstens einen gegebenenfalls fernsteuerbaren Schalter zum Einleiten des Bohrzyklus, eines Füllvorganges für die Einbringung der Klebekartuschen und eines Setzvorganges für das Einschrauben eines Ankers aufweisen.The device according to the invention for carrying out this method requires, as mentioned above, a Streckenvortriebs- or extraction machine in which a pivotable arm is provided on which a cutting roller is rotatably mounted and thus requires a certain operating method of such Streckenvortriebs- or extraction machine. With such devices, namely, a burglary Schrämen near the ridges is made and consequently the extraction or the route propulsion by vertical pivoting or when using a Schrämkopfes by horizontal and vertical of the cantilever arm made. The device according to the invention is hiebei essentially characterized in that the control device for the removal of material at the working face with the control devices for the operation of Ankerbohr- and -setinrichtung via radio, electrical or optical lines are networked. The nature of the selected control devices for the removal of material and for the operation of Ankerbohr- and -setzzeinrichtungen hiebei is largely arbitrary and it can be used on known controls for the removal of material and known controls for the operation of Ankerbohr- and -setzeinrichtungen it is only necessary to adequately network these devices in order to achieve the mutual blockade at critical times of the cutting or propelling operation. Advantageously, the device hiebei further developed such that the Ankerbohr- and -setters have at least one optionally remotely controllable switch for initiating the drilling cycle, a filling process for the introduction of adhesive cartridges and a setting process for screwing an anchor.
Um eine besonders rasche Sicherung der Firste zu gewährleisten und die für den Ankerbohr- und -setzvorgang benötigte Zeit so gering wie nur möglich zu halten, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß die Ankerbohr- und -setzeinrichtungen wenigstens zwei relativ zueinander bewegliche gesonderte Schlitten für,die vertikale Verschiebung des Manipulators und des Bohrgestänges und des Ankers aufweisen und daß wenigstens ein Drehantrieb für das Bohrgestänge und den Anker vorgesehen ist, wobei in vorteilhafter Weise die Schlitten mit wenigstens zwei gesonderten Endschaltern für die Begrenzung der Hubbewegung der Drehantriebe ausgestattet sind. Mit einer derartigen konstruktiven Ausbildung der Vorrichtung lassen sich besonders einfache und schnelle automatisierte Steuerungen verwirklichen, wobei zur Erhöhung der Betriebssicherheit die Ausbildung so getroffen sein kann, daß für den Bohrzyklus und den Ankerzyklus gesonderte Schalter vorgesehen sind. Gesonderte Schalter bedeuten in diesem Zusammenhang nicht nur gesonderte Endschalter für die beiden Zyklen, sondern auch gesonderte Schalter für die Auslösung des jeweiligen Verfahrensschrittes, nämlich des Bohrzyklus oder des Ankerzyklus.In order to ensure a particularly rapid securing of the ridges and to keep the time required for the anchor drilling and setting process as low as possible, the design is advantageously such that the anchor drilling and setting devices have at least two separate carriages movable relative to each other for, having the vertical displacement of the manipulator and the drill pipe and the armature and that at least one rotary drive for the drill pipe and the armature is provided, wherein advantageously the carriages are equipped with at least two separate limit switches for limiting the lifting movement of the rotary drives. With such a constructive design of the device can be realized particularly simple and fast automated controls, to increase the reliability training can be made so that separate switches are provided for the drilling cycle and the anchor cycle. Separate switches mean in this Not only separate limit switches for the two cycles, but also separate switches for the triggering of the respective process step, namely the drilling cycle or the anchor cycle.
Auf der Basis einer derartigen Einrichtung ist es insbesondere mit Vorteil möglich die Ausbildung so zu treffen, daß die Steuereinrichtungen für die Ankerbohr- und -setzeinrichtungen über Zeitglieder zum automatischen Ablauf des jeweiligen Zyklus verfügen, wobei zwischen dem Ende des Bohrzyklus und vor dem Verschwenken des Manipulators in eine Ankerposition der zweite Schlitten zu einer definierten Abwärtsbewegung geschaltet ist, worauf nach Auslösen des Ankerzyklus der letzte Teilhub der Bewegung des Ankers nach einem definierten zeitgesteuerten Warteschritt unter Zuschalten eines Drehantriebes der zweite Schlitten zu einer Aufwärtsbewegung geschaltet ist und anschließend wieder in die abgesenkte Position verfahrbar ist. Auf diese Weise kann bei Verschwenken des Manipulators zwischen den einzelnen Zyklen für das Bohren, das Einbringen der Klebekartuschen und das Ankern eine Kollision mit der Firste verhindert werden, wobei eine besonders rasche und einfache automatische Steuerung des Ankerbohr- und -setzvorganges bei gleichzeitigem Schrämvorgang dadurch gelingt, daß die Hubbewegungen der Schlitten von Endschaltern und Zeitschaltgliedern gesteuert sind.On the basis of such a device, it is particularly advantageously possible to make the training so that the control devices for Ankerbohr- and -setzeinrichtungen have timers for automatic operation of the respective cycle, wherein between the end of the drilling cycle and before the pivoting of the manipulator is switched to an anchor position of the second carriage to a defined downward movement, whereupon after triggering the armature cycle of the last partial stroke of the movement of the armature after a defined timed waiting step with the connection of a rotary drive of the second carriage is switched to an upward movement and then moved back into the lowered position is. In this way, a collision with the ridge can be prevented during pivoting of the manipulator between the individual cycles for drilling, the introduction of adhesive cartridges and anchoring, with a particularly rapid and easy automatic control of the Ankerbohr- and -setzvorganges at the same time cutting process succeeds in that the lifting movements of the carriages are controlled by limit switches and timers.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles sowie eines Ausführungsbeispieles für die Durchführung des Steuerverfahrens näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Schrämmaschine mit am Maschinenrahmen abgestützten Ankerbohr- und -setzeinrichtungen in der Seitenansicht und Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment schematically illustrated in the drawing and an embodiment for carrying out the control method. 1 shows a cutting machine with anchor drilling and setting devices supported on the machine frame in side view, and FIG. 2 shows a plan view of the illustration according to FIG. 1.
In Fig. 1 ist eine Schrämmaschine 1 dargestellt, welche auf einem Raupenfahrwerk 2 in Streckenlängsrichtung verfahrbar ist. Zum Abbau der Ortsbrust ist eine Schrämwalze 3 vorgesehen, welche an einem Auslegerarm 4 rotierbar gelagert ist, wobei der Rotationsantrieb im Auslegerarm 4 untergebracht ist. Der Auslegerarm 4 ist in Richtung des Doppelpfeiles 5 in Höhenrichtung schwenkbar, sodaß die Abbauwerkzeuge über die Ortsbrust bewegt werden können. Vor Beginn eines Abbauschrittes müssen die Schrämwerkzeuge in die Ortsbrust eingebracht werden, wofür ein Einbruchsschrämschritt erfolgt, wobei in der Regel die Schrämwalze 3 in einer Weise vorgeschoben wird, daß mehr als die Hälfte der Walze in die Ortsbrust eintaucht, bevor der Schrämvorgang durch Abwärtsschwenken in Richtung des Doppelpfeiles 5 beginnt. Das Einbruchsschrämen erfolgt üblicherweise nahe der Firste, sodaß zum Einbruchsschrämen der Schrämarm 4 in die entsprechende Position angehoben wird.In Fig. 1, a
Am Maschinenrahmen sind Stützstempel 6 abgestützt, über welche eine Firstkappe 7 an die Firste angepreßt werden kann, um die Maschine in der Strecke zu stabilisieren. Es ist weiters eine zusätzliche Stützstrebe 8 ersichtlich, über welche die Firstkappe am Hinterende der Maschine gelenkig abgestützt ist.On the machine frame supporting punches 6 are supported, via which a
Am Hinterende der Maschine ist mit 9 schematisch eine Abfördereinrichtung dargestellt, über welche das geschrämte Material auf in der Strecke angeordneten Fördermittel, wie beispielsweise Förderbänder oder Förderwagen abgeworfen wird.At the rear end of the machine is shown schematically at 9 a discharge device, via which the slashed material is dropped on arranged in the route funding, such as conveyor belts or trolleys.
Nahe der Ortsbrust sind nun am Maschinenrahmen Ankerbohr- und -setzeinrichtungen 10 angeordnet, wobei in der Seitenansicht nach Fig. 1 ein in einem Magazin gespeicherter Anker 11 und ein entsprechender Manipulator 12 ersichtlich ist. Der Manipulator 12 ist über einen ersten Schlitten 13 in Höhenrichtung verfahrbar. An diesem ersten Schlitten 13 ist ein zweiter Schlitten 14 relativ zum ersten Schlitten 13 in Höhenrichtung verfahrbar. Der Manipulator ist um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbar ausgebildet, um für die unterschiedlichen Schritte beim Bohren und Ankern bzw. beim Einbringen von Klebekartuschen eine jeweils fluchtende Position zum Ankerbohrloch einnehmen zu können und um Anker 11 aus dem entsprechenden Magazin entnehmen zu können.Anchor drilling and setting
In der Darstellung nach Fig. 1 ist weiters mit 15 schematisch eine Steuerung für die Ankerbohr- und -setzeinrichtungen angedeutet, welche einen automatisierten und programmierten Ablauf der einzelnen Zyklen beim Bohren und Ankern überwacht und steuert. Mit 16 ist schließlich die entsprechende Steuereinrichtung für den Betrieb der Schrämwalze 3 angedeutet, über welche die einzelnen Verfahrensschritte beim Schrämen gegebenenfalls automatisch gesteuert werden. Mit 17 ist die entsprechende Netzwerkleitung angedeutet, welche die Steuereinrichtungen 15 und 16 miteinander verbindet, sodaß beide Einrichtungen jeweils über vollständige Information bezüglich des jeweiligen Arbeitsschrittes der voneinander verschiedenen Einrichtungen erhalten.In the illustration according to FIG. 1, a control for the anchor drilling and setting devices is schematically indicated at 15, which monitors and controls an automated and programmed sequence of the individual cycles during drilling and anchoring. Finally, with 16, the corresponding control device for the operation of the
In der Draufsicht nach Fig. 2 ist schließlich noch eine Laderampe 18 ersichtlich, über welche das geschrämte Material von der Sohle aufgenommen wird, wobei Ladearme 19 das über die Laderampe 18 aufgenommene Material zur Abfördereinrichtung befördern.Finally, in the plan view according to FIG. 2, a
Für die Steuereinrichtungen 15 und 16 können prinzipiell beliebige bekannte Steuereinrichtungen eingesetzt werden, wobei der Verfahrensablauf für die Steuerung im wesentlichen die nachfolgenden Schritte umfaßt:
- 1. Die Abstützung und insbesondere die
Firstkappe 7 wird positioniert und an die Firste gepreßt, worauf die Bohrkrone einer Bohrstange der Ankerbohr- und -setzeinrichtung 10 in eine geeignete Position geschwenkt wird. In diesem ersten Schritt kann auch bereits das Ansetzen der Bohrkrone durch Verfahren desSchlittens 13 und 14 erfolgen. Eine Freigabe des Bohrzyklus erfolgt nach einer entsprechenden Meldung derSteuereinrichtung 16 über dieLeitung 17, wonach das Einbruchsschrämen beendet wurde und der Schrämbetrieb durch Verschwenken des Auslegerarmes 4 in Richtung desDoppelpfeiles 5 abwärts begonnen hat. Nach der Freigabe kann nun entweder ein entsprechendes Signal für die Freigabe abgegeben werden oder unmittelbar der Bohrzyklus gestartet werden. - 2. Bei Beginn des Bohrzyklus wird zunächst zeitgesteuert über einen vorbestimmten Zeitraum von beispielsweise 2 Sekunden mit geringer Drehzahl und geringem Vorschub die Bohrkrone in die Firste getrieben.
- 3. Unmittelbar anschließend erfolgt der normale Bohrvorgang, wobei Vorschub und Vorschubgeschwindigkeit über den Hydraulikdruck bzw. die Durchflußmenge kontrolliert werden können.
- 4. Nach Aufwärtsbewegen der
Bohrmaschine am Schlitten 14 in seine obere Endlage, bei welcher beispielsweise ein Endschalter betätigt werden kann, wird die Drehzahl verringert und die Bohrstange wieder zurückgezogen. Der zweite Schlitten 14 befindet sich zu diesem Zeitpunkt in seiner oberen Endlage, welche wiederum von einem gesonderten Endschalter kontrolliert werden kann. Das Mundstück eines Schlauches wird positioniert und durch Fluid, beispielsweise Druckluft, Klebekartuschen eingebracht werden. Dieses Schlauchmundstück wird in der Folge wiederum zurückgeschwenkt.
In der dritten Phase der Arbeitsbewegungen der Ankerbohr- und -setzeinrichtung können nun entweder unmittelbar anschließend automatisch oder durch Betätigen eines weiteren Schalters die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgelöst werden. - 5. Nach einem Absenken des zweiten Schlittens 14 um einen definierten Weg bzw. über eine definierte Zeit von beispielsweise 4 Sekunden um ein Verschwenken des Manipulators nicht zu behindern, wird aus einem Karusell bzw. Magazin ein Anker entnommen.
- 6. Der
Schraubantrieb am Schlitten 14 wird in Höhenrichtung verfahren und die Ankerstange vom Manipulator freigegeben, sodaß sie zuerst im Interval von Sekunden ohne Rotation und dann mit Rotation eingebracht werden kann. Die Aufwärtsbewegung des Ankers erfolgt wiederum bis zur Betätigung eines gesonderten Endschalters. Durch die Drehbewegung und die weitere Aufwärtsbewegung des Ankers werden die Klebekartuschen zerstört und das austretende Material entsprechend vermischt. - 7. Nach Erreichen der Endlage des ersten Schlittens 13 wird der zweite Schlitten 14 über eine vorbestimmte Zeit von beispielsweise 5 Sekunden aufwärts bewegt, wobei der Drehantrieb für das Eindrehen des Ankers aktiviert bleibt bis zum Erreichen der vorgegebenen Mischzeit des Klebers.
- 8. Es wird ein Wartezyklus von beispielsweise 20 Sekunden eingeschaltet, über welchen das Kleberharz aushärtet.
- 9. Der Drehantrieb für den Anker wird neuerlich über eine definierte Zeit von beispielsweise 2 Sekunden aktiviert, um den Anker anzuziehen.
- 10. Der zweite Schlitten 14 wird wiederum bis zum mechanischen Endanschlag abgesenkt. In der Folge wird der Schraubantrieb in seine untere Endlage zurückgezogen, wobei hier wiederum ein Endschalter betätigt werden kann. Bei Verwendung gesonderter Antriebe für den Bohrmotor und das Anziehen der Ankerschrauben wird in der Folge der Bohrmotor wieder eingeschwenkt.
- 1. The support and in particular the
ridge cap 7 is positioned and pressed against the ridges, whereupon the drill bit of a boring bar of the anchor drilling and settingdevice 10 is pivoted into a suitable position. In this first step, the preparation of the drill bit can already be done by moving the 13 and 14. A release of the drilling cycle is carried out after a corresponding message of thecarriage control device 16 via theline 17, after which the burglary has ended and the Schrämbetrieb has started by pivoting the boom 4 in the direction of thedouble arrow 5 down. After release, either a corresponding signal for the Release are issued or immediately start the drilling cycle. - 2. At the beginning of the drilling cycle, the drill bit is first driven in a timely manner over a predetermined period of, for example, 2 seconds at low speed and low feed rate into the ridge.
- 3. Immediately thereafter, the normal drilling operation is carried out, wherein feed and feed rate can be controlled via the hydraulic pressure or the flow rate.
- 4. After moving up the drill on the
carriage 14 in its upper end position, in which, for example, a limit switch can be operated, the speed is reduced and the boring bar retracted again. Thesecond carriage 14 is at this time in its upper end position, which in turn can be controlled by a separate limit switch. The mouthpiece of a hose will be positioned and introduced by fluid, such as compressed air, adhesive cartridges. This hose mouthpiece is in turn pivoted back.
In the third phase of the working movements of the anchor drilling and setting device, the subsequent method steps can now either be triggered automatically or automatically by actuating a further switch. - 5. After a lowering of the
second carriage 14 by a defined path or over a defined time of, for example, 4 seconds not to hinder a pivoting of the manipulator, an anchor is removed from a carousel or magazine. - 6. The screw drive on the
carriage 14 is moved in the vertical direction and the anchor rod released by the manipulator so that it can be introduced first in the interval of seconds without rotation and then with rotation. The upward movement of the Anchor again takes place until the operation of a separate limit switch. Due to the rotational movement and the further upward movement of the anchor, the adhesive cartridges are destroyed and the emerging material is mixed accordingly. - 7. After reaching the end position of the
first carriage 13, thesecond carriage 14 is moved upward for a predetermined time of, for example, 5 seconds, wherein the rotary drive remains activated for screwing the armature until reaching the predetermined mixing time of the adhesive. - 8. A waiting cycle of, for example, 20 seconds is switched on, through which the adhesive resin hardens.
- 9. The rotary actuator for the armature is again activated for a defined time, for example 2 seconds, to tighten the armature.
- 10. The
second carriage 14 is again lowered to the mechanical end stop. As a result, the screw drive is retracted to its lower end position, in which case a limit switch can be actuated. When using separate drives for the drill motor and the tightening of the anchor bolts, the drill motor is pivoted in the sequence.
Ein weiterer Arbeitszyklus erfolgt nach Erreichen einer neuer Position der Schrämmaschine, d.h. nach einem weiteren Einbruchsschrämvorgang, wobei die Abstände, über welche in Streckenlängsrichtung gesehen eine Ankerung erfolgt, von der Beschaffenheit des Materials der Firste abhängt und ein Ankern nicht notwendigerweise nach jedem neuerlichen Einbruchsschrämvorgang erforderlich ist, sondern auch jeweils nur nach einem Vielfachen derartiger Einbruchsschrämschritte vorgenommen werden kann.Another working cycle occurs after reaching a new position of the cutting machine, i. after a further burglary shredding operation, wherein the distances over which seen in the longitudinal direction anchorage takes place, depends on the nature of the material of the roofs and anchoring is not necessarily required after each new Einbruchsschrämvorgang, but also only after a multiple of such Einbruchsschrämschritte can be made ,
Der Abschluß der Arbeitszyklen der Ankerbohr- und -setzeinrichtung wird wiederum entsprechend signalisiert, um erkennbar zu machen, daß nunmehr die Firste gesichert ist und ein neuerlicher Einbruchsschrämvorgang vorgenommen werden kann. In diesen Phasen des Prozesses befinden sich alle Einrichtungen im durch Anker gesicherten Bereich, sodaß die entsprechenden Magazine wiederum mit Ankerstangen aufgefüllt werden können und die entsprechend korrekte Ausgangsposition für den automatischen Ablauf der Arbeitszyklen beim Ankern und Bohren neuerlich eingenommen werden kann.The completion of the working cycles of Ankerbohr- and -set device is in turn signaled accordingly to make recognizable that now the ridge is secured and a renewed Einbruchschrämvorgang can be made. In these phases of the process, all devices are in the secured by anchor area, so that the corresponding magazines can be filled in turn with anchor rods and the corresponding correct starting position for the automatic sequence of working cycles in anchoring and drilling can be taken again.
Während des Abankerns befinden sich die Operatoren in einer staub- und lärmgeschützten Kabine. Durch die Verwendung der Funkfernsteuerung für die Steuerung der Ankerbohr- und -setzeinrichtung und der Streckenvortriebs- oder Gewinnungsmaschine kann eine Steuerung auch von Obertage erfolgen.During the decay, the operators are in a dust and noise protected cabin. By using the radio remote control for the control of the anchor drilling and setting device and the Streckenvortriebs- or extraction machine control can also be done by Obertage.
Claims (9)
- A method for drilling and setting adhesive anchor bolts near the mine face during the cutting operation of a tunnelling or mining machine (1) which is capable of being displaced on a travelling mechanism (2) and includes a cutting cylinder (3) or cutting head rotationally mounted on a pivotable cantilever arm (4) and pivotable in the vertical direction (5), and optionally in the horizontal direction, characterized in that the substantially horizontal movement of the cantilever arm (4) at break-in cutting is detected and a signal is generated during break-in cutting to block the start of a working cycle for drilling and anchoring.
- A method according to claim 1, characterized in that the initiation of an anchor drilling and setting procedure is released upon termination of the horizontal movement of the machine (1) or cantilever arm (4) into the mine face.
- A device for carrying out the method according to claim 1 or 2, including a tunneling or mining machine which is capable of being displaced on a travelling mechanism (2) and includes a cutting cylinder (3) or cutting head rotationally mounted on a pivotable cantilever arm (4) and pivotable in the vertical direction, and optionally in the horizontal direction (5), as well as an anchor drilling and setting apparatus for drilling and setting adhesive anchor bolts near the mine face during the cutting operation, characterized in that a control means (16) for the excavation of material on the mine face is networked with control means (15) for the actuation of the anchor drilling and setting apparatus (10) via radio, electrical or optical lines (17).
- A device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that the anchor drilling and setting apparatus (10) comprises at least one, optionally remotely controllable, switch for starting the drilling cycle, a filling procedure for the introduction of adhesive cartridges and a setting procedure for the screwing in of an anchor bolt.
- A device according to claim 3 or 4, characterized in that the anchor drilling and setting apparatus (10) comprises at least two relatively movable, separate carriages (13, 14) for the vertical displacement of the manipulator (12) and the drill rod assembly and the anchor bolt (11), and that at least one rotary drive is provided for the drill rod assembly and the anchor bolt (11).
- A device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the carriages (13, 14) are equipped with at least two separate limit switches to delimit the lifting movement.
- A device according to any one of claims 3 to 6, characterized in that separate switches are provided for the drilling cycle and for the anchoring cycle.
- A device according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the control means (15) for the anchor drilling and setting apparatus (10) are provided with time function elements for the automatic execution of the respective cycle, wherein, between the end of the drilling cycle and prior to the pivoting of the manipulator into an anchoring position, the second carriage (14) is switched to a defined downward movement, whereupon, after having released the anchoring cycle during the final partial lift of the movement of the anchor bolt (11) after a defined, time-controlled waiting step under connection of a rotary drive, the second carriage (14) is switched to an upward movement and subsequently is again movable into the lowered position.
- A device according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the lifting movements of the carriages (13, 14) are controlled by limit switches and time function elements.
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