WO2008011647A1 - Abstützvorrichtung für eine vortriebs- oder gewinnungsmaschine - Google Patents

Abstützvorrichtung für eine vortriebs- oder gewinnungsmaschine Download PDF

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WO2008011647A1
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ridge cap
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Erich Brandl
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Sandvik Mining And Construction G.M.B.H.
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts

Definitions

  • the invention relates to a supporting device for a jacking or mining machine with supporting punches and at least one ridge cap.
  • An articulated support device with integrated anchor drilling and setting device can be found in AT 392116 B.
  • a support frame is connected to the frame of the tunneling machine via arms extending in the machine longitudinal direction.
  • the invention now aims to provide a supporting device for a propulsion and mining machine, which is characterized by a particularly efficient temporary support of the roof, without this being the work of anchor drilling and setting facilities is excessively limited. At the same time with such an enlarged temporary support, the stability of the tunneling machine should also be ensured for large burglary forces and an improved protection for the respective operators ensured.
  • the supporting device consists essentially in that the ridge cap (s) on its side facing away from the support stamps have a plurality of support cylinders with support stops, which are separately braced against the ridges. Due to the fact that the ridge caps have a plurality of support cylinders with support stops on their side facing the roofs or facing the support posts, which can be braced separately against the roofs, it can be ensured that a permanent contact of all contact elements of the support device to the roof is provided. In this way, the safety regulations for underground work can be met while the respective support force distributed over a plurality of contact points over a larger area in a correspondingly gentle manner be introduced into the mountains. An excessive contact pressure in partial areas can be safely avoided in this way.
  • the training is in this case made such that a ridge cap cooperates transversely to the machine longitudinal direction of the propulsion or mining machine with at least two off-center supporting dies, preferably the ridge cap is U-shaped in plan and in the region of the free ends of the U- Leg and at the top in the plan view of the defined by the points of attack of the support stamp on the ridge cap pivot axis of the ridge cap opposite side of the ridge cap each support cylinder are arranged.
  • the particularly advantageous embodiment of the ridge cap as in the plan U-shaped plate, in which in the region of the free ends of the U-legs support punches are arranged, allows about this arranged at the free ends of the U-legs support punch correspondingly reduced support forces in the ridges bring in, whereas the lying on the other side of the previously defined pivot axis, arranged on a shorter lever arm support stamp in the machine itself can transmit much larger forces.
  • the U-shaped floor plan makes it possible to ensure a free space between the free legs, over which anchor drilling and setting devices can be used in the desired manner without hindrance.
  • the training is in this case made such that the distance of the machine front end facing support cylinder from the pivot axis defined by the support shaft 2 to 7 times, preferably 3 to 5 times the distance between the support cylinder to the other side of the pivot axis of the pivot axis , In principle, the support cylinders only serve to maintain constant contact with the ridge.
  • the design is therefore advantageously made such that the maximum hydraulic pressure of the support cylinders is selected below 35%, preferably approximately 20%, of the hydraulic pressure of the support punches. In this way, it can be ensured that in a partial outbreak of the hanging wall under one of the four support cylinder, only this is hydraulically adjusted so far until a mountain contact is restored. The pressure that builds up in this trailing support cylinder can then be adjusted so that there is no change in position of the support plate. The support force is thus distributed in the mountains over the remaining, distributed in the specific case three support cylinders.
  • the support plate can be connected in a conventional manner articulated with push rod elements with the rear frame of the tunneling machine.
  • the control required for the readjustment of the pressure can be designed such that the support cylinders are connected to a hydraulic control maintaining a defined contact pressure, but, as already mentioned, after a partial outbreak under one of the support cylinders, this is merely adjusted hydraulically is and is not traced to a previously defined contact pressure.
  • the supporting device In a particularly simple manner can be ensured by the supporting device according to the invention, a separation of the introduction of forces on the support device and the Ankerbohr- and setting devices, which is advantageously made the training so that the support stamp on the machine frame and that Ankerbohr- and -Setz annoyingen a frame of the charging device are supported.
  • the geometrical design of the ridge cap is advantageously made such that the anchor drilling and setting devices in the Top view are arranged within the plane defined by the support cylinder surface.
  • An improved protection of the operator can be achieved by per se known laterally adjustable shields and / or from the ridge cap laterally extendable roof elements.
  • FIG. 2 shows a detailed view of the ridge cap
  • FIG. 3 shows a schematic side view in which the mounting of the ridge cap and the positioning of the support punches can be seen
  • FIG. 4 shows a plan view the propulsion or extraction machine according to the invention.
  • FIG. 1 shows a tunneling and mining machine 1 equipped with the supporting device 2 according to the invention, "consisting of a U-shaped ridge cap 4 mounted pivotably on the supporting punches 3 at supporting points 10, which is equipped with hydraulic supporting cylinders 5.
  • the ridge cap 4 is Anchor drilling and setting device is indicated by 7.
  • the cutting roller 14 with the cutting heads 15 mounted thereon, as well as the discharge device 16 are also shown.
  • Supporting punch (not pictured) moveable attack, with 10 are designated. With 11 the bearing eye is designated for the attack of push rods.
  • FIGS. 1 and 2 show the U-shaped ridge cap 4 according to the invention in a side view.
  • the reference numerals chosen in FIGS. 1 and 2 again designate the same components here.
  • the pivot axis of the ridge cap 4 formed by the support rams 3 is located at a distance from the support cylinders 5, which defines the two lever arms a and b.
  • the support cylinders 5 located on the shorter arm a can thus exert more pressure than the support cylinders 5 arranged on the long lever arm b.
  • the push rod 6 is in turn connected via the bearing eye 11 to the support device and via a joint 12 to the frame of the tunneling machine 1 , To further derive ridge forces on the push rods 6 in the ground, a hydraulic punch 13 is provided.
  • FIG. 4 shows the tunneling machine 1 in plan view, wherein the anchor drilling and setting device 7 can be inserted within the area spanned by the supporting cylinders 5 without collision with the supporting device 2.
  • Other safety features here are ' the side shields 8 and the extendable from the ridge cap roof elements 9.
  • the braced on the joints 11 and 12 between the ridge cap and the back of the machine push rods are denoted by 6.
  • Also referred to are the bases 10 of the ridge cap 4 as well as the rear hydraulic ram 13, which give the tunneling machine 1 additional stability even when Schrämen.

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Abstract

Bei einer Abstützvorrichtung (2) für eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine (1) mit Stützstempeln (3) und wenigstens einer Firstkappe (4) weist die Firstkappe (n) (4) an ihrer den Stützstempeln (3) abgewandten Seite eine Mehrzahl von Stützzylindern (5) mit Stützanschlägen auf, welche gesondert gegen die Firste verspannbar sind.

Description

Abstützvorrichtung für eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstützvorrichtung für eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine mit Stützstempeln und wenigstens einer Firstkappe.
Um mit einer derartigen Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine im wesentlichen zeitgleich Gestein abbauen zu können und den Ausbau zur Sicherung voranzutreiben ist ein paralleles Ankern erforderlich, bei welchem gleichzeitig mit dem Schrämbetrieb Anker gebohrt und gesetzt werden, an welchen in der Folge Firstverzugselemente und andere Ausbauelemente festgelegt werden können.
Aus der DE 3529644 Al ist eine Vortriebsmaschine bekannt geworden, welche sich für ein derartiges paralleles Ankern eignet, wobei die Stützkonstruktion direkt über den Rahmen der Vortriebsmaschine reicht. Relativ zum Rahmen verschieblich sind Ankerbohr- und Setzeinrichtungen angeordnet, welche gesondert zwischen Sohle und Firste während des Ankerns verspannt werden müssen.
Eine gelenkige Abstützeinrichtung mit integrierter Ankerbohr- und Setzeinrichtung ist der AT 392116 B zu entnehmen. Bei dieser Konstruktion ist ein Tragrahmen über in Maschinenlängsrichtung verlaufende Lenker mit dem Rahmen der Vortriebsmaschine verbunden.
Ein gelenkig zur Vortriebsmaschine angeordneter Tragrahmen mit integrierter Ankerbohr- und Setzeinrichtung, bei welchem mehrere Stempel eine Abstützeinheit zwischen Firste und Sohle bilden, ist beispielsweise der US 4,865,390 zu entnehmen. Die mit derartigen Gebirgsstempeln erzielbare temporäre Abstützung der Firste erstreckt sich auf relativ geringe Flächen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Abstützvorrichtung für eine Vortriebs- und Gewinnungsmaschine zu schaffen, welche sich durch eine besonders effiziente temporäre Abstützung der Firste auszeichnet, ohne dass hierbei der Arbeitsbereich von Ankerbohr- und Setzeinrichtungen übermäßig beschränkt wird. Gleichzeitig mit einer derartigen vergrößerten temporären Abstützung soll auch die Standsicherheit der Vortriebsmaschine bei großen Einbruchskräften gewährleistet sein und ein verbesserter Schutz für die jeweiligen Operatoren sichergestellt sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung im wesentlichen darin, dass die Firstkappe (n) an ihrer den Stützstempeln abgewandten Seite eine Mehrzahl von StützZylindern mit Stützanschlägen aufweisen, welche gesondert gegen die Firste verspannbar sind. Dadurch, dass die Firstkappen an ihrer der Firste zugewandten bzw. den Stützstempeln abgewandten Seite eine Mehrzahl von Stützzylindern mit Stützanschlägen aufweisen, welche gesondert gegen die Firste verspannbar sind, kann gewährleistet werden, dass ein ständiger Kontakt aller Kontaktelemente der Abstützeinrichtung zur Firste gegeben ist. Auf diese Weise kann den Sicherheitsvorschriften für untertägiges Arbeiten entsprochen werden und gleichzeitig die jeweilige Stützkraft über eine Mehrzahl von Kontaktpunkten über eine größere Fläche verteilt in entsprechend schonender Weise ins Gebirge eingebracht werden. Eine übermäßige Anpressung in Teilbereichen kann auf diese Weise sicher vermieden werden.
In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung hierbei so getroffen, dass eine Firstkappe quer zur Maschinenlängsrichtung der Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine mit wenigstens zwei außermittig angreifenden Stützstempeln zusammenwirkt, wobei vorzugsweise die Firstkappe im Grundriss U-förmig ausgebildet ist und im Bereich der freien Enden der U-Schenkel und an der in der Draufsicht der durch die Angriffsstellen der Stützstempel an der Firstkappe definierten Schwenkachse der Firstkappe gegenüberliegenden Seite der Firstkappe jeweils Stützzylinder angeordnet sind. Durch die sich über die Breite der Gewinnungsmaschine erstreckende Firstkappe, welche von außermittig angreifenden Stützstempeln getragen wird, wird an den Angriffsstellen der Stützstempel eine Schwenkbarkeit der Firstkappe um eine Achse gewährleistet, welche der Verbin- dungslinie der Angriffsstellen der beiden außermittig angreifenden Stützstempel entspricht. Durch diese Schwenkachse wird nun ein zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei über den kürzeren Hebelarm größere Stützkräfte eingebracht werden können als über den längeren Hebelarm. Die besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Firstkappe als im Grundriss U-förmige Platte, bei welcher im Bereich der freien Enden der ü-Schenkel Stützstempel angeordnet sind, erlaubt es, über diese an den freien Enden der U-Schenkel angeordneten Stützstempel entsprechend reduzierte Stützkräfte in die Firste einzubringen, wohingegen die zur anderen Seite der zuvor definierten Schwenkachse liegenden, auf kürzerem Hebelarm angeordneten Stützstempel im Bereich der Maschine selbst wesentlich größere Kräfte übertragen können. Der U-förmige Grundriss erlaubt es, zwischen den freien Schenkeln einen entsprechenden Freiraum zu gewährleisten, über welchen Ankerbohr- und Setzeinrichtungen in der jeweils gewünschten Weise ohne Behinderung eingesetzt werden können. Bei dieser Ausbildung kann durch Ausfahren der jeweiligen Stützzylinder ein Gebirgskontakt an das Hangenden sichergestellt werden, wobei entsprechend dem durch die Schwenk- achse definierten Hebelverhältnis im vorderen Bereich der Stützplatte nahe dem Schrämkopf geringere Abstützkräfte eingeleitet werden. Die Gefahr eines Ausbruchs nahe der Ortsbrust, welche durch die Erschütterungen beim Schrämen besonders ge- fährdert ist, wird auf dieser Weise wesentlich verringert. Mit Vorteil ist die Ausbildung hierbei so getroffen, dass der Abstand der dem Maschinenvorderende zugewandten Stützzylinder von der durch die Stützstempel definierten Schwenkachse dem 2 bis 7-fachen, vorzugsweise 3 bis 5-fachen des Abstands der Stützzylinder zur anderen Seite der Schwenkachse von der Schwenkachse betragen. Prinzipiell dienen die Stützzylinder lediglich der Aufrechterhaltung des ständigen Kontakts mit der Firste. Die Ausbildung ist daher in vorteilhafter Weise so getroffen, dass der maximale Hydraulikdruck der Stützzylinder unter 35 %, vor- zugsweise etwa 20 % des Hydraulikdrucks der Stützstempel gewählt ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass bei einem teilweisen Ausbruch des Hangenden unter einem der vier Stützzylinder lediglich dieser hydraulisch so weit nachgestellt wird, bis ein Gebirgskontakt wiederhergestellt wird. Der Druck, der in diesem nachfahrenden Stützzylinder aufgebaut wird, kann dann so eingestellt werden, dass es zu keiner Lageveränderung der Abstützplatte kommt. Die Stützkraft wird somit in das Gebirge über die restlichen, im konkreten Fall drei Abstützzylinder verteilt eingeleitet.
Um Schubkräfte sicher in die Maschine einzuleiten, kann die Abstützplatte in an sich bekannter Weise gelenkig mit Schubstangenelementen mit dem hinteren Rahmen der Vortriebsmaschine verbunden sein.
Die für die Nachregelung des Drucks erforderliche Steuerung kann so ausgelegt werden, dass die Stützzylinder mit einer einen definierten Anpressdruck aufrechterhaltenden hydraulischen Steuerung verbunden sind, wobei aber, wie bereits er- wähnt, nach einem teilweisen Ausbruch unter einem der Stützzy- linder dieser hydraulisch lediglich nachgestellt wird und nicht auf einen zuvor definierten Anpressdruck nachgefahren wird.
In besonders einfacher Weise kann durch die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung eine Trennung der Einleitung der Kräfte über die Abstützvorrichtung und über die Ankerbohr- und Setzeinrichtungen gewährleistet werden, wobei mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, dass die Stützstempel am Maschinenrahmen und dass Ankerbohr- und —Setzeinrichtungen an einem Rahmen der Ladeeinrichtung abgestützt sind. In jedem Fall ist die geometrische Ausbildung der Firstkappe mit Vorteil so getroffen, dass die Ankerbohr- und —Setzeinrichtungen in der Draufsicht innerhalb der durch die Stützzylinder aufgespannten Fläche angeordnet sind.
Ein verbesserter Schutz des Operators lässt sich durch an sich bekannte seitlich anstellbare Schutzschilde und/oder aus der Firstkappe seitlich ausfahrbare Dachelemente erzielen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfin- dungsgemäßen Vortriebs- und Gewinnungsmaschine mit der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l eine perspektivische Ansicht einer Vortriebsmaschine von vorne seitlich, Fig.2 eine Detailansicht der Firstkappe, Fig.3 eine schematische Seitenansicht, in welcher die Lagerung der Firstkappe und die Positionierung der Stützstempel ersichtlich ist und Fig.4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vortrieb- bzw. Gewinnungsmaschine.
Fig. 1 zeigt eine Vortriebs- und Gewinnungsmaschine 1 aus- gerüstet mit der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung 2, " bestehend aus einer auf den Stützstempeln 3 an Stützpunkten 10 schwenkbar gelagerten U-förmigen Firstkappe 4, welche mit hydraulischen Stützzylindern 5 ausgestattet ist. Die Firstkappe 4 ist über Schubstangen 6 gelenkig mit dem hinteren Rahmen der Vortriebsmaschine 1 verbunden. Eine Ankerbohr- und Setzeinrichtung ist mit 7 angedeutet. Zusätzlich zu dem Schutz durch die Firstkappe 4 bzw. durch die Abstützvorrichtung 2 existieren noch an sich bekannte seitlich anstellbare Schutzschilde 8 und aus der Firstkappe ausfahrbare Dachelemente 9. Die Schrämwalze 14 mit den darauf angebrachten Schrämköpfen 15, sowie die Abfördereinrichtung 16 sind ebenfalls dargestellt.
Fig.2 zeigt die erfindungsgemäße U-förmige Firstkappe 4 im
Detail, wobei die Stützzylinder wiederum mit 5, die aus- fahrbaren Dachelemente mit 9 und die Stützpunkte, an denen die
Stützstempel (nicht abgebildet) beweglich angreifen, mit 10 bezeichnet sind. Mit 11 ist das Lagerauge für den Angriff von Schubstangen bezeichnet.
Fig.3 zeigt die erfindungsgemäße U-förmige Firstkappe 4 in der Seitenansicht. Die in Fig. 1 und 2 gewählten Bezugszeichen bezeichnen hier wiederum gleiche Bauteile. Die durch die Stützstempel 3 gebildete Schwenkachse der Firstkappe 4 liegt in einem Abstand von den Stützzylindern 5, welcher die beiden Hebelarme a und b definiert. Die an dem kürzeren Arm a liegen- den Stützzylinder 5 können somit mehr Druck ausüben als die am langen Hebelarm b angeordneten Stützzylinder 5. Die Schubstange 6 ist wiederum über das Lagerauge 11 mit der Abstützvorrichtung und über ein Gelenk 12 mit dem Rahmen der Vortriebsmaschine 1 verbunden. Um weiters Firstkräfte über die Schubstangen 6 in den Boden abzuleiten ist ein hydraulischer Stempel 13 vorgesehen.
Fig.4 zeigt die Vortriebsmaschine 1 in der Draufsicht, wobei die Ankerbohr- und Setzeinrichtung 7 innerhalb der von den Stützzylindern 5 aufgespannten Fläche ohne Kollision mit der Abstützvorrichtung 2 einsetzbar ist. Weitere Sicherheitsmerkmale sind hier' die seitlich anstellbaren Schutzschilde 8 und die aus der Firstkappe ausfahrbaren Dachelemente 9. Die über die Gelenke 11 und 12 zwischen Firstkappe und Rückseite der Maschine verspannten Schubstangen sind mit 6 bezeichnet. Ebenfalls bezeichnet sind die Stützpunkte 10 der Firstkappe 4 als auch die hinteren hydraulischen Stempel 13, die der Vortriebsmaschine 1 zusätzliche Stabilität auch beim Schrämen zukommen lassen.

Claims

Patentansprüche :
1. Abstützvorrάchtung für eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine mit Stutzstempeln und wenigstens einer Firstkappe, dadurch gekennzeichnet, dass die Firstkappe (n) (4) an ihrer den Stützstempeln (3) abgewandten Seite eine Mehrzahl von Stützzylindern (5) mit Stützanschlägen aufweisen, welche gesondert gegen die Firste verspannbar sind.
2. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Firstkappe (4) quer zur Maschinenlängsrichtung der Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine (1) mit wenigstens zwei außermittig angreifenden Stützstempeln (3) zusammenwirkt.
3. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Firstkappe (4) im Grundriss U-förmig ausgebildet ist und dass im Bereich der freien Enden der U- Schenkel und an der in der Draufsicht der durch die Angriffsstellen (10) der Stützstempel (3) an der Firstkappe (4) definierten Schwenkachse der Firstkappe (4) gegenüberliegenden Seite der Firstkappe (4) jeweils Stützzylinder (5) angeordnet sind.
4. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b) der dem Maschinen- vorderende zugewandten Stützzylinder (5) von der durch die Stützstempel (3) definierten Schwenkachse dem 2 bis 7-fachen, vorzugsweise 3 bis 5-fachen des Abstands (a) der Stützzylinder zur anderen Seite des Schwenkachse von der Schwenkachse be- tragen.
5. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Hydraulikdruck der Stützzylinder (5) unter 35 %, vorzugsweise etwa 20 % des Hydraulik- drucks der Stützstempel (3) gewählt ist.
6. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Firstkappe (4) gelenkig über Schubstangen ( 6 ) mit den hinteren Rahmen der Vortriebsmaschine ( 1 ) verbunden ist.
7. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützzylinder (5) mit einer einen definierten Anpressdruck aufrechterhaltenden hydraulischen Steuerung verbunden sind.
8. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstempel (3) am Maschinenrahmen und dass Ankerbohr- und —Setzeinrichtungen (7) an einem Rahmen der Ladeeinrichtung abgestützt sind.
9. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerbohr- und —Setzeinrichtungen (7) in der Draufsicht innerhalb der durch die Stützzylinder (5) aufgespannten Fläche angeordnet sind.
PCT/AT2007/000355 2006-07-28 2007-07-20 Abstützvorrichtung für eine vortriebs- oder gewinnungsmaschine WO2008011647A1 (de)

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