WO2009052938A2 - Gewinnungseinrichtung für die mineraliengewinnung und aufnahmeeinrichtung für ein sensorsystem hierfür - Google Patents

Gewinnungseinrichtung für die mineraliengewinnung und aufnahmeeinrichtung für ein sensorsystem hierfür Download PDF

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WO2009052938A2
WO2009052938A2 PCT/EP2008/008438 EP2008008438W WO2009052938A2 WO 2009052938 A2 WO2009052938 A2 WO 2009052938A2 EP 2008008438 W EP2008008438 W EP 2008008438W WO 2009052938 A2 WO2009052938 A2 WO 2009052938A2
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receiving
extraction
extraction device
box
machine frame
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Sebastian M. Mundry
Marco Ahler
Simon Chwila
Stefan Hengstler
Henner RÜSCHKAMP
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Bucyrus Dbt Europe Gmbh
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    • 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
    • E21C35/08—Guiding the machine
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21C35/08—Guiding the machine
    • E21C35/12—Guiding the machine along a conveyor for the cut material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/885—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for ground probing

Definitions

  • the invention relates to an extraction device for mineral extraction, with a movable along a conveyor frame, which has for each direction on its front side facing operational use of a mining front release tools for the minerals to be recovered, and with a machine frame arranged on the sensor system for detection of minerals side rock ,
  • the invention further relates to a receiving device for a sensor system for minerals / secondary rock detection in mineral extraction with a transportable along a conveyor extraction device.
  • an optical sensor system is arranged as a complex exchange part vertically movable in a receiving box which is fixed by means of thrust bolts in a recess on the front side of the machine frame of a coal planer and exposed to the base.
  • a ridge chisel is arranged above the sensor device, with the aid of which the mining height of the mining device is changed can be. Due to the design, the known optical sensor system can only scan the boundary layer in the region of the horizontal plane.
  • the object of the invention is to provide an extraction device which can be provided or used with an improved sensor system.
  • a receiving box for the sensor system is mounted projecting on the front side of the machine frame, wherein preferably a Georadar is arranged as a sensor system in the receiving box.
  • a Georadar is arranged as a sensor system in the receiving box.
  • the georadar and / or the receiving box are arranged centrally between the release tools.
  • the number and emission angle of the sensors it can be determined over which region of the excavation front a scanning of the boundary layer between minerals and secondary rocks should take place, while all sensors can be arranged protected in the receiving space of the receiving box.
  • a georadar is suitable for use both on shearing extraction equipment and for use on cutting equipment.
  • a main field of application of the present invention relates to extraction devices in which the release tools consist of cutting rollers, ie in particular shearer for the coal extraction.
  • height-adjustable release tools especially in height-adjustable release tools on the respective leading front side of the extraction device, however, may be advantageous if the receiving box is adjustable in height or at different altitudes on the machine frame can be fastened.
  • the receiving box is designed in several parts and has a georadar receiving main box with window openings down and / or up, with deflector elements are arranged on both sides of the main box.
  • the receiving box can then be designed as a closed receiving box, from which only the signal and supply lines for the sensor system preferably have to be led out on the back, while the two deflector elements serve to protect the main box and lead past broken rock or debris on the main box.
  • a receiving device for a sensor system in that the receiving device consists of a multi-part running receiving box for a georadar and projecting on a front side of a machine frame of the extraction device is detachably fastened.
  • the receiving box in this case preferably has a georadar receiving main box with window openings down and / or up and on both sides of the receiving box can be arranged deflector elements.
  • the window openings are formed in a roof wall and / or a bottom wall of the main box, each extending obliquely to a rear wall of the main box to the sensors of the georadar, which are arranged in the main box, the mining front in the region of the horizontal and possibly also in the area to be able to scan the hanging wall.
  • the windows are preferably closed by means of exchangeable viewing panels, in particular plastic panels, for the georadar, so that on the one hand the electromagnetic waves of the sensors of the georadar can scan the front of the dismantling. NEN and at the same time the radiated waves can be received as freely as possible by means of the sensors. In the event of excessive wear on the sight plates, these can then be replaced with new viewing plates.
  • the main box is elongated and / or closed by means of trapezoidal side walls and a rectangular end plate.
  • the trapezoidal shape of the receiving box is a relatively low resistance to debris or the like. achieved, while at the same time in the area of the main box a derivative function is maintained.
  • the deflector elements consist of a back plate, a plurality of stiffening ribs and a trapezoidal connecting wall, which are welded together to form a stable welded construction.
  • the upper and lower stiffening ribs of the deflector elements preferably run obliquely to the back plate and in particular aligned with the bottom wall and the roof wall on the main box.
  • each Abweiserelement can also be occupied with a suitable cutting bar to cut away possibly in the direction of travel behind the release tools material left with the leading in the direction of cutting bar.
  • Each deflector element can be occupied as an additional wear protection with a wear plate or have a surface hardening.
  • the rear wall over the top wall and bottom wall or the back plate over the upper and lower stiffening plate protrude up and down with a fferlochance to attach the machine box projecting on the machine frame in a relatively simple manner.
  • the holes of the screw hole strip are preferably penetrated in the assembled state of the receiving box on the extraction device by clamping screws, which optionally together with dowel pins for receiving the longitudinal and transverse forces and at the same time form predetermined breaking points between the machine frame on the one hand and receiving box.
  • Figure 1 shows schematically a shearer loader as inventive extraction device in the operational use.
  • FIG. 2 is a schematic view of the front side of the roller loader from FIG. 1; FIG.
  • FIG. 3 is a detail view of a receiving box according to the invention for a georadar
  • Fig. 5 the receiving box of Fig. 3 in exploded view.
  • Fig. 1 is shown in a system diagram, an underground Streb 1 for coal production.
  • the strut 1 is kept open by means of a hydraulic expansion plate 2 between the so-called horizontal 3 and the hanging wall 4.
  • a conveyor such as a chain scraper conveyor 6 is arranged, with which the in by means of the shearer loader 10 as extraction means won in here mineral, in particular coal is removed from the strut.
  • the shearer loader 10 has a machine frame 11, the rear side 12 of which faces the shield construction 2, ie the offset side, and whose front side 13 faces the dismounting front 7.
  • the roller loader 10 as well as Fig.
  • FIG. 2 shows, two cutting roller wheels 14, 15, which are respectively supported by means of a supporting or pivoting arm 16 and 17 on the machine frame 11.
  • the machine frame 11 is supported by means of several guide means such as the front guide shoes 18 on the conveyor 6 and at the same time engages at least one drive gear 19 near the back of the machine frame 11 in a mounted on the conveyor 6 feed device such as racks 8 a, as is known to those skilled in the underground mining.
  • By the pivotability of the two cutting roller wheels 14, 15 via the pivot arms 16, 17 can be ensured that in each case in the direction of travel F leading cutting roller wheel 15 the excavation front on the wall ends and the trailing roller wheel 15 freezes the hanging wall at the transition to the horizontal 3.
  • the pivotal positions of the two cutting roller wheels 14, 15 are set so that the entire height of the machine frame 11 is covered.
  • a receiving box 20 is on the front side 13 of the machine frame 11 of the shearer 10 Recording of a Georadars not shown in detail as a sensor system mounted projecting such that at least the uncut boundary layer 9 can be scanned at the transition of the mining front 7 to 3 lying by means of radiated electromagnetic waves A georadar in the receiving box 20.
  • the refraction and diffraction behavior at the boundary layer 9 is evaluated via the different absorption or reflection R of minerals and secondary rock.
  • a receiving module of the sensor system can receive the reflected signals R in order to detect information about the boundary layer as well as the geology of the horizontal 3.
  • a scanning of the boundary layer on the hanging wall could be done by means of further sensors.
  • the cantilevered mounting of the receiving box 20 with unobstructed "view" on the mining front 7 ensures that the emitted from the sensor system in the receiving box 20 electromagnetic waves impinge exclusively on ablated mineral rock or adjacent rock without being hindered due to any components of the shearer.
  • FIG. 3 to 5 show a preferred embodiment of a corresponding inventive receiving box 20 for receiving a georadar.
  • the receiving box designated in FIG. 3 to 5 in total by reference numeral 20 for The georadar, not shown, as a sensor system is designed in three parts and has an elongated, central main box 21, to whose two sides mutually identically designed deflector elements 30 are arranged.
  • the main box 21 in which the sensor (s) for the georadar, including antennas, power supply lines and signal guides, etc., is arranged, consists of a strong rear wall 22, a bottom wall 23 and a roof wall 24, each extending obliquely to the rear wall 22, two lateral trapezoidal side walls 25 and an end wall 26, which are welded together to form a substantially closed housing.
  • the receiving box 21 is more than twice as long as wide and in particular the end wall 26 consists of a rectangular, strip-shaped plate. Both the bottom wall 23 and the roof wall 24 of the main box 21 run obliquely toward each other and thereby taper the clear width of the receiving box 21 with increasing distance from the rear wall 22.
  • the bottom wall 23 has centrally a rectangular, relatively small window opening 27.
  • the roof wall 24 is almost completely recessed on the basis of a relatively large, rectangular recess 28 except for a narrow frame web to make repairs or replacement work on the arranged in the receiving space 2 IA of the receiving box 21 sensors of the Georadar optionally with mounted housing box 21 through the large recess 28 to be able to.
  • the relatively large recess 28 is closed by means of a closing plate 50 made of metal, which in turn is itself provided with a relatively small window opening 29, whose dimensions correspond exactly to the dimensions of the window opening 27 in the bottom wall 23.
  • the window opening 27 in the sloping bottom wall 23 allows by means of the sensors of the georadar a clear "view" of the excavation front in the region of the horizontal and the window opening 29 in the sloping roof wall 24 of the main box 21 allows a clear view of the boundary layer on the wall.
  • Both window openings 27, 29 are closed for hermetic sealing of the receiving space of the receiving box by means of suitable protective plates 40, in particular plastic plates, which can be replaced with excessive wear against other plastic plates and screwed, for example, at stages 27A, 29A within the window opening 27, 29 or on other way can be fixed.
  • the back plate 22 of the main box 21 projects with a fferlochance 22A both above the bottom wall 23 and the roof wall 24 upwards or downwards and both perforated strips 22A are provided with a suitable number of screw holes 41 to here with a total of 10 fastening or clamping screws 42 to screw the main box 21 on the machine frame 11, as shown by way of example in Fig. 4.
  • dowel pins may be arranged on the back of the rear wall 22 and / or the rear wall has or forms stop bars, which cooperate with projections or depressions in the front side of the shearer form-fitting manner to safely absorb all introduced in the work insert into the main box 21 forces can.
  • the cable feed for the sensors in the receiving space 21A of the main box 21 as well as for other hydraulic lines or signal lines or the like. is via a recess 22B in the rear wall 22 of the main box 21, preferably extending the recess 22B over almost the entire base of the georadar receiving main box.
  • deflector elements 30 are mounted laterally of the main box 21 for both directions.
  • Both deflector elements 30 consist of a solid back plate 31, here a total of four stiffening ribs, namely an upper stiffening rib 32, a lower stiffening rib 33 and two middle, perpendicular to the rear plate stiffening rib 34, which are substantially triangular in shape and with a transverse side to a perpendicular to Back plate 31 welded, trapezoidal connection wall 35 are welded.
  • the upper and the lower stiffening ribs 32, 33 extend obliquely to the rear plate 31 with the same bend as the bottom wall 23 or roof wall 24 at the main box 21, so that they are in mounting position, as shown in Fig. 3, in alignment therewith.
  • the deflector elements 30 enlarge wedge-shaped from the free end to the connecting wall 35, which rests in the assembled state on the side wall 25 of the main box 21 and is screwed thereto via clamping screws 43.
  • the back plate 31 projects with a fferlochance 31A respectively above the upper stiffening rib 32 upwards and the lower stiffening rib 33 downwards to secure the two deflector elements 30 by means of a suitable number of clamping screws 42, here a total of six clamping screws 42 on the machine frame.
  • both the clamping screws 42 and the optionally existing dowel pins form predetermined breaking points, ensure a drop of the entire receiving box 20 including the Abweiserieri 30, if a blockage between receiving box and rocks occurs to greater damage to the shearer or the guide device for the shearer to avoid. In case of damage then only a new receiving box 20 needed to be mounted.
  • the deflector elements and the main box are fixed in a fixed position on the machine frame.
  • a height adjustability of the receiving box could also be achieved by anchoring the receiving box to a base plate and different positioning of the base plate on the front side of a shearer.
  • the embodiment in Fig. 1 shows a scanning of the mining front at the foot by means of georadar.
  • the georadar is preferably housed within a flameproof, intrinsically safe housing and used with this in the main box.
  • the main box could also be welded or otherwise fastened to the front of the mining machine.
  • a main box for one or more georadars and several main boxes could be attached to the front, in which case preferably the deflector elements are arranged laterally all major boxes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gewinnungseinrichtung für die Mineraliengewinnung, mit einem entlang einer Fördereinrichtung verfahrbaren Maschinenrahmen (11), der für jede Fahrtrichtung an seiner im Betriebseinsatz einer Abbaufront zugewandt liegenden Frontseite (13) Lösewerkzeuge (14, 15) für die hereinzugewinnenden Mineralien aufweist, und mit einem am Maschinenrahmen (11) angeordneten Sensorsystem zur Mineralien-Nebengestein-Erkennung. Um eine Gewinnungseinrichtung zu schaffen, die mit einem verbesserten Sensorsystem versehen bzw. verwendet werden kann, ist an der Frontseite (13) des Maschinenrahmens (11) ein Aufnahmekasten (20) für die Sensoreinrichtung vorkragend befestigten, wobei vorzugsweise im Aufnahmekasten (20) ein Georadar als Sensorsystem angeordnet ist.

Description

Anmelder: Bucyrus DBT Europe GmbH, Industriestraße 1, D-44534 Lünen Titel: Gewinnungseinrichtung für die Mineraliengewinnung und Aufnahmeeinrichtung für ein Sensorsystem hierfür
Die Erfindung betrifft eine Gewinnungseinrichtung für die Mineraliengewinnung, mit einem entlang einer Fördereinrichtung verfahrbaren Maschinenrahmen, der für jede Fahrtrichtung an seiner im Betriebseinsatz einer Abbaufront zugewandt liegenden Frontseite Lösewerkzeuge für die hereinzugewinnenden Mineralien aufweist, und mit einem am Maschinenrahmen angeordneten Sensorsystem zur Mineralien- Nebengestein-Erkennung. Die Erfindung betrifft ferner auch eine Aufnahmeinrichtung für ein Sensorsystem zur Mineralien/Nebengestein-Erkennung bei der Mineraliengewinnung mit einer entlang einer Fördereinrichtung verfahrbaren Gewinnungseinrichtung.
Im untertägigen Bergbau ist es seit langem bekannt, die Abbauleistung einer Gewinnungseinrichtung für die Mineraliengewinnung dadurch zu verbessern, dass mittels geeigneter Sensorsysteme die Grenzschicht zwischen Liegendgestein und dem hereinzugewinnenden Mineral z.B. Kohle abgetastet wird, um mit den Lösewerkzeugen der Gewinnungseinrichtung insbesondere am Liegenden möglichst ausschließlich Mineralien abzubauen. Die bekannten Sensorsysteme bestehen fast ausschließlich aus optischen Sensorsystemen, die mittels geeigneter Druckelemente (Federn) gegen das Liegende angedrückt werden, um das optisch unterschiedliche Reflektionsvermögen von Kohle einerseits und Liegendgestein andererseits abzutasten. Nur beispielhaft wird auf die DE 199 25 949 Al verwiesen, in der ein optisches Sensorsystem als komplexes Austauschteil vertikal bewegbar in einem Aufnahmekasten angeordnet ist, der mittels Schubbolzen in einer Ausnehmung an der Frontseite des Maschinenrahmens eines Kohlenhobels befestigt ist und nach unten zum Liegenden freiliegt. Beim gattungsgemäßen Kohlenhobel ist über der Sensoreinrichtung ein Firstmeißel angeordnet, mit welchem die Abbauhöhe der Gewinnungseinrichtung verändert werden kann. Das bekannte optische Sensorsystem kann konstruktions- bedingt ausschließlich im Bereich des Liegenden die Grenzschicht abtasten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gewinnungseinrichtung zu schaffen, die mit einem verbesserten Sensorsystem versehen bzw. verwendet werden kann .
Diese sowie weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Frontseite des Maschinenrahmens ein Aufnahmekasten für das Sensorsystem vorkragend befestigt ist, wobei vorzugsweise im Aufnahmekasten ein Georadar als Sensorsystem angeordnet ist. Durch die vorkragende Befestigung des Aufnahmekastens ist es nicht nur möglich, andere Sensorsysteme wie insbesondere ein Georadar verwenden zu können, sondern es wird zugleich die Voraussetzung geschaffen, dass die gesamte Abbaufront und nicht nur die Grenzschicht zwischen dem Liegenden und den abzubauenden Mineralien abgetastet werden kann. Die vorkragende Befestigung ermöglicht eine direkte, im Wesentlichen optimale "Sicht" auf die Abbaufront, wobei mit dem Sensorsystem die Abbaufront im gesamten Bereich front- bzw. abbauseitig vor einer Maschinenfahrbahn am Förderer bis vor das Kappenende der Kappe eines Ausbauschildes abgetastet werden kann.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung sind das Georadar und/oder der Aufnahmekasten mittig zwischen den Lösewerkzeugen angeordnet . Über die Anzahl und Abstrahlwinkel der Sensoren kann hierbei bestimmt werden, über welchen Bereich der Abbaufront eine Abtastung der Grenzschicht zwischen Mineralien und Nebengestein erfolgen soll, während sämtliche Sensoren geschützt im Aufnahmeraum des Aufnahme - kastens anordbar sind. Ein Georadar eignet sich grundsätzlich sowohl für die Verwendung an schälend arbeitenden Gewinnungseinrichtungen als auch für die Verwendung an schneidend arbeitenden Gewinnungseinrichtungen. Ein Hauptanwendungsbereich der vorliegenden Erfindung betrifft allerdings Gewinnungseinrichtungen, bei denen die Lösewerkzeuge aus Schneidwalzen bestehen, also insbesondere Walzenlader für die Kohlegewinnung. Für zahlreiche Anwendungszwecke kann ausreichend sein, den Aufnahmekasten in einer festen Position an der Frontseite des Maschinenrahmens zu montieren. Bei höhenverstellbaren Lösewerkzeugen, insbesondere bei höhenverstellbaren Lösewerkzeugen an der jeweils vorlaufenden Frontseite der Gewinnungseinrichtung kann jedoch vorteilhaft sein, wenn der Aufnahmekasten höhenverstellbar ist oder in unterschiedlichen Höhenlagen am Maschinenrahmen befestigbar ist.
Bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung ist der Aufnahmekasten mehrteilig ausgeführt und weist einen das Georadar aufnehmenden Hauptkasten mit Fensteröffnungen nach unten und/oder nach oben auf, wobei zu beiden Seiten des Hauptkastens Abweiserelemente angeordnet sind. Der Aufnahmekasten kann dann als geschlossener Aufnahmekasten ausgeführt werden, aus dem nur noch die Signal- und Versorgungsleitungen für das Sensorsystem vorzugsweise rückseitig herausgeführt werden müssen, während die beiden Abweiserelemente dem Schutz des Hauptkastens dienen und Bruchgestein oder Haufwerk am Hauptkasten vorbeileiten.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Aufnahmeeinrichtung für ein Sensorsystem dadurch gelöst, dass die Aufnahmeeinrichtung aus einem mehrteilig ausgeführten Aufnahmekasten für ein Georadar besteht und vorkragend an einer Frontseite eines Maschinenrahmens der Gewinnungseinrichtung lösbar befestigbar ist. Der Aufnahmekasten weist hierbei vorzugsweise einen das Georadar aufnehmenden Hauptkasten mit Fensteröffnungen nach unten und/oder nach oben sowie zu beiden Seiten des Aufnahmekastens anordbare Abweiserelemente auf.
Zweckmäßigerweise sind die Fensteröffnungen in einer Dachwand und/oder einer Bodenwand des Hauptkastens ausgebildet, die jeweils schräg zu einer Rückwand des Hauptkastens verlaufen, um mit den Sensoren des Georadars, die im Hauptkasten angeordnet werden, die Abbaufront im Bereich des Liegenden und gegebenenfalls auch im Bereich des Hangenden abtasten zu können. Die Fenster sind vorzugsweise mittels austauschbarer Sichtplatten, insbesondere Kunststoffplatten, für das Georadar verschlossen, damit einerseits die elektromagnetischen Wellen der Sensoren des Georadars die Abbaufront abtasten kön- nen und gleichzeitig die ausgestrahlten Wellen mittels der Sensoren möglichst ungehindert empfangen werden können. Bei übermäßigem Verschleiß der Sichtplatten können diese dann gegen neue Sichtplatten ausgetauscht werden.
Bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung ist der Hauptkasten langgestreckt ausgebildet und/oder mittels trapezförmiger Seitenwände und einer rechteckförmigen Stirnplatte verschlossen. Durch die Trapezform des Aufnahmekastens wird ein vergleichsweise geringer Widerstand gegenüber Haufwerk oder dgl . erreicht, wobei zugleich auch im Bereich des Hauptkastens eine Ableitfunktion aufrechterhalten wird. Vorteilhafterweise bestehen die Abweiserelemente aus einer Rückplatte, mehreren Versteifungsrippen und einer trapezförmigen Anschlusswand, die miteinander zu einer stabilen Schweißkonstruktion verschweißt sind. Die obere und die untere Versteifungsrippe der Abweiserelemente verlaufen vorzugsweise schräg zur Rückplatte und insbesondere fluchtend mit der Bodenwand und der Dachwand am Hauptkasten. Sollte bei hereinzugewinnenden Mineralien die Ableitfunktion nicht vollständig mit entsprechend einfach aufgebauten Abweiserelementen erreicht werden können, kann jedes Abweiserelement zusätzlich mit einer geeigneten Schneidleiste besetzt sein, um gegebenenfalls in Fahrtrichtung hinter den Lösewerkzeugen stehengebliebenes Material mit der in Fahrtrichtung vorlaufenden Schneidleiste wegzuschneiden. Jedes Abweiserelement kann als zusätzlichen Verschleißschutz auch mit einer Schleißplatte besetzt sein oder eine Randschichtverhärtung aufweisen.
Weiter vorzugsweise kann die Rückwand über die Dachwand und Bodenwand bzw. die Rückplatte über die obere und die untere Versteifungsplatte nach oben und unten mit einer Schraublochleiste hinausragen, um auf relativ einfache Weise den Maschinenkasten vorkragend am Maschinenrahmen befestigen zu können. Die Löcher der Schraublochleiste werden im Montagezustand des Aufnahmekastens an der Gewinnungseinrichtung vorzugsweise von Spannschrauben durchgriffen, die gegebenenfalls zusammen mit Passstiften zur Aufnahme der Längs- und Querkräfte dienen und zugleich Sollbruchstellen zwischen Maschinenrahmen einerseits und Aufnahmekasten andererseits bilden. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Gewinnungseinrichtung mit erfindungsgemäßer Aufnahmeeinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Walzenlader als erfindungsgemäße Gewinnungseinrichtung im Betriebseinsatz;
Fig. 2 schematisch eine Ansicht auf die Frontseite des Walzenladers aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Aufnahmekastens für ein Georadar,-
Fig. 4 in einem Vertikalschnitt den Aufnahmekasten aus Fig. 3 in Montagelage am Maschinenrahmen; und
Fig. 5 den Aufnahmekastens aus Fig. 3 in Explosionsdarstellung.
In Fig. 1 ist in einem Systemschaubild ein untertägiger Streb 1 für die Kohlegewinnung dargestellt. Der Streb 1 wird mittels eines hydraulischen Ausbauschildes 2 zwischen dem sogenannten Liegenden 3 und dem Hangenden 4 offengehalten. Unterhalb einer Schildkappe 5 des Ausbauschildes 2 ist ein Förderer wie beispielsweise ein Kettenkratzerförderer 6 angeordnet, mit welchem das mittels des Walzenladers 10 als Gewinnungseinrichtung hereingewonnene Mineral wie insbesondere Kohle aus dem Streb abtransportiert wird. Der Walzenlader 10 weist einen Maschinenrahmen 11 auf, dessen Rückseite 12 dem Schildausbau 2, d.h. der Versatzseite zugewandt liegt und dessen Frontseite 13 der Abbaufront 7 zugewandt liegt. Als Lösewerkzeuge weist der Walzenlader 10, wie auch Fig. 2 zeigt, zwei Schneidwalzenräder 14, 15 auf, die jeweils mittels eines Trag- oder Schwenkarmes 16 bzw. 17 am Maschinenrahmen 11 abgestützt sind. Der Maschinenrahmen 11 stützt sich mittels mehrerer Führungseinrichtungen wie z.B. den vorderen Führungsschuhen 18 am Förderer 6 ab und zugleich greift wenigstens ein Antriebszahnrad 19 nahe der Rückseite des Maschinenrahmens 11 in eine am Förderer 6 angebaute Vorschubeinrichtung wie z.B. Zahnstangen 8 ein, wie dies an sich dem Fachmann im untertägigen Bergbau bekannt ist. Durch die Verschwenkbarkeit der beiden Schneidwalzenräder 14, 15 über die Schwenkarme 16, 17 kann sichergestellt werden, dass jeweils das in Fahrtrichtung F vorlaufende Schneidwalzenrad 15 die Abbaufront am Hangenden und das nachlaufende Walzenrad 15 das Hangende am Übergang zum Liegenden 3 freischneidet. Die Schwenkpositionen der beiden Schneidwalzenräder 14, 15 sind derart eingestellt, dass die gesamte Höhe des Maschinenrahmens 11 überdeckt wird.
Um eine optimale Erkennung der mit Bezugzeichen 9 in Fig. 1 angedeuteten Grenzschicht im Bereich des Liegenden, gegebenenfalls aber auch der Grenzschicht im Bereich des Hangenden mit einem geeigneten Sensorsystem zu ermöglichen, ist an der Frontseite 13 des Maschinenrahmens 11 des Walzenladers 10 ein Aufnahmekasten 20 zur Aufnahme eines im Einzelnen nicht dargestellten Georadars als Sensorsystem derart vorkragend befestigt, dass zumindest die ungeschnittene Grenzschicht 9 am Übergang der Abbaufront 7 zum Liegenden 3 mittels abgestrahlter elektromagnetischer Wellen A des Georadars im Aufnahmekasten 20 abgetastet werden kann. Zur Nebengesteinerkennung wird das Brechungs- und Beugungsverhalten an der Grenzschicht 9 über die unterschiedliche Absorption bzw. Reflektion R von Mineralien und Nebengestein ausgewertet. Ein Empfangsmodul des Sensorsystems kann die reflektierten Signale R empfangen, um hieraus Informationen über die Grenzschicht sowie die Geologie des Liegenden 3 zu erfassen. Eine Abtastung der Grenzschicht am Hangenden könnte mittels weiterer Sensoren erfolgen. Die vorkragende Befestigung des Aufnahmekastens 20 mit ungehinderter "Sicht" auf die Abbaufront 7 sorgt dafür, dass die vom Sensorsystem im Aufnahmekasten 20 ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen ausschließlich auf abzutragendes Mineraliengestein bzw. Nebengestein auftreffen, ohne aufgrund irgendwelcher Bauteile des Walzenladers behindert zu werden.
Die Fig. 3 bis 5, auf die nun Bezug genommen wird, zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen entsprechenden erfindungsgemäßen Aufnahmekasten 20 zur Aufnahme eines Georadar. Der in den Fig. 3 bis 5 insgesamt mit Bezugszeichen 20 bezeichnete Aufnahmekasten für das nicht dargestellte Georadar als Sensorsystem ist dreiteilig ausgeführt und weist einen langgestreckten, mittleren Hauptkasten 21 auf, zu dessen beiden Seiten zueinander identisch ausgebildete Abweiserelemente 30 angeordnet sind. Der Hauptkasten 21, in welchem das bzw. die Sensoren für das Georadar einschließlich Antennen, Stromzuführungen und Signalführungen etc. angeordnet werden, besteht aus einer kräftigen Rückwand 22, einer Bodenwand 23 sowie einer Dachwand 24, die jeweils schräg zur Rückwand 22 verlaufen, zwei seitlichen trapezförmigen Seitenwänden 25 sowie einer Stirnwand 26, die miteinander zu einem im Wesentlichen geschlossenen Gehäuse verschweißt sind. Der Aufnahmekasten 21 ist mehr als doppelt so lang wie breit und insbesondere die Stirnwand 26 besteht aus einer rechteckigen, leistenförmigen Platte. Sowohl die Bodenwand 23 als auch die Dachwand 24 des Hauptkastens 21 laufen schräg aufeinander zu und verjüngen hierdurch die lichte Breite des Aufnahmekastens 21 mit zunehmenden Abstand von der Rückwand 22. Die Bodenwand 23 weist zentral eine rechteckförmige, relativ kleine Fensteröffnung 27 auf. Die Dachwand 24 ist aufgrund einer relativ großen, rechteckförmigen Aussparung 28 bis auf einen schmalen Rahmensteg fast vollständig ausgespart, um gegebenenfalls bei montiertem Gehäusekasten 21 durch die große Aussparung 28 hindurch Reparaturarbeiten oder Austauscharbeiten an den im Aufnahmeraum 2 IA des Aufnahmekastens 21 angeordneten Sensoren des Georadars vornehmen zu können. Die relativ große Aussparung 28 wird mittels einer Schließplatte 50 aus Metall verschlossen, die selbst wiederum mit einer relativ kleinen Fensteröffnung 29 versehen ist, deren Abmessungen exakt den Abmessungen der Fensteröffnung 27 in der Bodenwand 23 entsprechen. Die Fensteröffnung 27 in der schräg ausgerichteten Bodenwand 23 ermöglicht mittels der Sensoren des Georadars eine freie "Sicht" auf die Abbaufront im Bereich des Liegenden und die Fensteröffnung 29 in der schräg verlaufenden Dachwand 24 des Hauptkastens 21 ermöglicht eine freie Sicht auf die Grenzschicht am Hangenden. Beide Fensteröffnungen 27, 29 sind zur hermetischen Abriegelung des Aufnahmeraums des Aufnahmekastens mittels geeigneter Schutzplatten 40, insbesondere Kunststoffplatten verschlossen, die bei übermäßigem Verschleiß gegen andere Kunststoffplatten ausgetauscht werden können und beispielsweise an Stufen 27A, 29A innerhalb der Fensteröffnung 27, 29 angeschraubt oder auf andere Weise fixiert werden können. Die Rückplatte 22 des Hauptkastens 21 ragt jeweils mit einer Schraublochleiste 22A sowohl über die Bodenwand 23 als auch die Dachwand 24 nach oben bzw. nach unten hinaus und beide Lochleisten 22A sind mit einer geeigneten Anzahl von Schraublöchern 41 versehen, um hier mit insgesamt 10 Befestigungsoder Spannschrauben 42 den Hauptkasten 21 am Maschinenrahmen 11 festschrauben zu können, wie dies beispielhaft in Fig. 4 gezeigt ist. Zur zusätzlichen Verankerung können Spannstifte an der Rückseite der Rückwand 22 angeordnet sein und/oder die Rückwand weist auf oder bildet Anschlagleisten, die mit Vorsprüngen oder Vertiefungen in der Frontseite des Walzenladers formschlüssig zusammenwirken, um sämtliche im Arbeitseinsatz in den Hauptkasten 21 eingeleiteten Kräfte sicher aufnehmen zu können. Die Kabel Zuführung für die Sensoren im Aufnahmeraum 21A des Hauptkastens 21 sowie für weitere hydraulische Leitungen oder Signalleitungen od.dgl. erfolgt über eine Ausnehmung 22B in der Rückwand 22 des Hauptkastens 21, wobei sich vorzugsweise die Ausnehmung 22B über annährend die gesamte Grundfläche des das Georadar aufnehmenden Hauptkastens erstreckt.
Um den Hauptkasten 21 mit dem Georadar als Sensorsystem vor Beschädigung und Abreißen trotz seiner exponierten, vorkragenden Befestigung an der Frontseite des Maschinenrahmens zu schützen, sind für beide Fahrtrichtungen Abweiserelemente 30 seitlich des Hauptkastens 21 montiert. Beide Abweiserelemente 30 bestehen aus einer kräftigen Rückplatte 31, hier insgesamt vier Versteifungsrippen, nämlich einer oberen Versteifungsrippe 32, einer unteren Versteifungsrippe 33 sowie zwei mittleren, senkrecht zur Rückplatte stehenden Versteifungsrippe 34, die im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet sind und mit einer Querseite an einer senkrecht zur Rückplatte 31 angeschweißten, trapezförmigen Anschlusswand 35 angeschweißt sind. Die obere und die untere Versteifungsrippe 32, 33 verlaufen schräg zur Rückplatte 31 mit derselben Abwinklung wie die Bodenwand 23 bzw. Dachwand 24 beim Hauptkasten 21, so dass sie in Montagelage, wie in Fig. 3 gezeigt, fluchtend zu diesen liegen. Die Abweiserelemente 30 vergrößern sich keilförmig vom freien Ende zur Anschlusswand 35, die im Montagezustand an der Seitenwand 25 des Hauptkastens 21 anliegt und mit dieser über Klemmschrauben 43 verschraubt ist. Auch die Rückplatte 31 ragt mit einer Schraublochleiste 31A jeweils über die obere Versteifungsrippe 32 nach oben bzw. die untere Versteifungsrippe 33 nach unten hinaus, um auch die beiden Abweiserelemente 30 mittels einer geeigneten Anzahl von Spannschrauben 42, hier insgesamt sechs Spannschrauben 42, am Maschinenrahmen befestigen zu können. Auch bei den beiden Abweiserelementen 30 können Spannstifte oder dgl . vorgesehen sein, um sämtliche Kräfte längs und quer zur Fahrtrichtung sicher aufnehmen zu können. Vorteilhaft ist allerdings, wenn sowohl die Spannschrauben 42 als auch die gegebenenfalls vorhandenen Spannstifte Sollbruchstellen bilden, ein Abfallen des gesamten Aufnahmekastens 20 einschließlich der Abweiserelemente 30 gewährleisten, falls eine Blockade zwischen Aufnahmekasten und Gesteinsbrocken auftritt, um stärkere Beschädigungen am Walzenlader oder der Führungseinrichtung für den Walzenlader zu vermeiden. Im Schadensfalle brauchte dann nur ein neuer Aufnahmekasten 20 montiert zu werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Abweiserelemente und der Hauptkasten in einer festgelegten Position am Maschinenrahmen befestigt. Durch Vorsehen mehrerer übereinanderliegender Lochleisten am Maschinenrahmen könnte bei ansonsten identischem Aufbau auch ein Abbau bei niedrigeren Mächtigkeiten erreicht werden. Eine Höhenver- stellbarkeit des Aufnahmekastens könnte jedoch auch durch Verankerung des Aufnahmekastens an einer Grundplatte und unterschiedlicher Positionierung der Grundplatte an der Frontseite eines Walzenladers erreicht werden. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt eine Abtastung der Abbaufront am Liegenden mittels Georadar. Alternativ könnte nur das Hangende oder sowohl das Hangende als auch das Liegende mittels Georadar abgetastet werden. Das Georadar ist vorzugsweise innerhalb eines druckfesten, eigensicheren Gehäuses aufgenommen und mit diesem in den Hauptkasten eingesetzt. Der Hauptkasten könnte an der Frontseite der Gewinnungsmaschine auch angeschweißt oder auf andere Weise befestigt sein. Anstelle eines Hauptkastens für ein- oder mehrere Georadare könnten auch mehrere Hauptkästen an der Frontseite befestigt sein, wobei dann vorzugsweise die Abweiserelemente seitlich sämtlicher Hauptkästen angeordnet sind. Solche und weitere Modifikationen sollen in den Schutzbereich der anhängenden Schutzansprüche fallen.

Claims

Patentansprüche
1. Gewinnungseinrichtung für die Mineraliengewinnung, mit einem entlang einer Fördereinrichtung verfahrbaren Maschinenrahmen (11) , der für jede Fahrtrichtung an seiner im Betriebseinsatz einer Abbaufront zugewandt liegenden Frontseite (13) Lösewerkzeuge (14, 15) für die hereinzugewinnenden Mineralien aufweist, und mit einem am Maschinenrahmen (11) angeordneten Sensorsystem zur Mineralien-Nebengestein-Erkennung, gekennzeichnet durch einen an der Frontseite (13) des Maschinenrahmens (11) vorkragend befestigten Aufnahmekasten (20) für die Sensoreinrichtung, wobei vorzugsweise im Aufnahmekasten (20) ein Georadar als Sensorsystem angeordnet ist.
2. Gewinnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Georadar und/oder der Aufnahmekasten (20) mittig zwischen den Lösewerkzeugen (14, 15) angeordnet sind.
3. Gewinnungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösewerkzeuge aus Schneidwalzen (14, 15) bestehen.
4. Gewinnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekasten höhenverstellbar oder in unterschiedlichen Höhenlagen am Maschinenrahmen befestigbar ist.
5. Gewinnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekasten (20) mehrteilig ausgeführt ist und einen das Georadar aufnehmenden Hauptkasten (21) mit Fensteröffnungen (27, 29) nach unten und/oder nach oben aufweist, zu dessen beiden Seiten Abweiserelemente (30) angeordnet sind.
6. Aufnahmeeinrichtung für ein Sensorsystem zur Mineralien- Nebengesteinerkennung bei der Mineraliengewinnung mit einer entlang einer Fördereinrichtung verfahrbaren Gewinnungseinrich- tung, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung aus einem mehrteilig ausgeführten Aufnahmekasten (20) für ein Geo- radar besteht und vorkragend an einer Frontseite eines Maschinenrahmens der Gewinnungseinrichtung lösbar befestigbar ist.
7. Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekasten (20) einen das Georadar aufnehmenden Hauptkasten (21) mit Fensteröffnungen (27, 29) nach unten und/oder nach oben sowie zu beiden Seiten des Hauptkastens (21) anordbare Abweiserelemente (30) aufweist.
8. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fensteröffnungen (27, 29) in einer Bodenwand (23) und/oder einer Dachwand (24) des Hauptkastens ausgebildet sind, die schräg zu einer Rückwand (22) des Hauptkastens (21) verlaufen.
9. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachwand (24) mittels einer Aussparung (28) bis auf einen Rahmensteg verjüngt ist, an dem eine die Fensteröffnung (29) aufweisende Schließplatte (50) befestigt ist.
10. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster (27, 29) mittels austauschbarer Sichtplatten (40) für das Georadar verschlossen sind.
11. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkasten (21) mittels trapezförmiger Seitenwände (25) und einer rechteckförmigen Stirnplatte (26) verschlossen ist.
12. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweiserelemente (30) austauschbar am Maschinenrahmen (11) und am Haupt - kästen (21) befestigt sind.
13. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweiserelemente (30) aus einer Rückplatte (31) , mehreren Versteifungsrippen (32, 33, 34) und einer trapezförmigen Abschlusswand (25) bestehen, die miteinander verschweißt sind.
14. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch
13, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und die untere Versteifungsrippe (32, 33) schräg zur Rückplatte (31) verlaufen.
15. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand
(22) über die Dach- und Bodenwand (24, 23) und die Rückplatte (31) über die obere und untere Versteifungsplatte (32, 33) nach oben bzw. nach unten mit einer Schraublochleiste (22A; 31A) hinausragt .
16. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (41) der Schraublochleiste (22A; 31A) im Montagezustand von Spannschrauben (42) durchgriffen sind, die gegebenenfalls zusammen mit Passstiften zur Aufnahme der Längs- und Querkräfte dienen und zugleich Sollbruchstellen zwischen Maschinenrahmen (11) und Aufnahmekasten (20) bilden.
17. Gewinnungseinrichtung oder Aufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Abweiserelement mit einer Schneidleiste und/oder einer Schleißplatte besetzt ist oder eine Randschichtverhärtung aufweist.
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