DE3031646C2

DE3031646C2 - Vortriebsmaschine

Info

Publication number: DE3031646C2
Application number: DE19803031646
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.-Ing. 4320 Hattingen Schuermann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1983-10-06
Also published as: DE3031646A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine, insbesondere zum Auffahren von untertägigen Abbaustrecken, die zum konturgenauen Hereingewinnen zumindest ein zwangspeführtes Schneidwerkzeug aufweist.

In der DE-AS 26 21674 ist die gattungsgemäße Vorrichtung zum Vortrieb und Ausbau einer untertägigen Strecke näher beschrieben. Die verwendete, in der Strecke festlegbare, Teilschnitt-Vortriebsmaschine ist mit einem Schreitwerk sowie mit einer im Sohlbereich angeordneten Lade- und Fördervorrichtung ausgerüstet. Die Vortricbsvorrichtung weist eine portalartige Gestellhalterung auf, die in dem der Ortsbrust benachbarten Endbereich mit entsprechend der Strekkenkontu.r zwangsgeführtem Schlitzwerkzeug mit einem in Streckenlängsrichtung verfahrbaren und auf den Kern der Ortsbrust einstellbaren Bobraggregat und mit Transport- sowie Positioniereinheiten für die Ausbaurahmen versehen ist.

Nach Herstellen eines entsprechend tiefen Kcnturschlitzes werden in den verbleibenden Ortskern Sprenglöt her gebohrt, der Ausbau eingebracht und der Kern abgesprengt und geräumt.

Der Nachteil einer solchen Vorrichtung zum Vortrieb und Ausbau ist insbesondere darin zu sehen, daß die Kontur im Bereich der firste und irr, Bereich der Bögen zwar sauber herausgeschrieen werden kann, daß aber der Zwickelbereich zwischen den S'reckenstößen und der Streckcnsohle jeweils nur mit einem Überprofil hereingewonnen werden kann. Abgesehen davon ist die Einwirkung des Sprengens nach dem Erstellen des Schlitzes und dem eingebrachten Ausbau sowie der Verbolzung als sehr fragwürdig zu beurteilen.

Weiterhin ist in der Zeitschrift Glückauf 101 (1965), Nr. 20 auf den Seiten 1184 und 1185, insbesondere in Fig. 57, eine Teilschnitt-Vortriebsmuschine beschrieben, die in der Lage ist, mit einer ai. einem Schwenkarm geführten Sehneidtrommel halbkreisförmige Schnitte, beginnend von der Mitte des Ausbruchs in der Ortsbrust, durchzufühlen.

Auch diese Vorrichtung ist abgssehen von einer fehlenden Zwangsfühning für das konturgerechte Hereingewinnen eines nicht kreisförmigen Streckenquerschnitts nicht geeignet, da auch hier der Zwickelbereich zwischen Streckenstößen und Streckensohle nur mit einem entsprechenden Überprofil hereingewonnen werden kann.

Die Erfahrungen in der unfertigen Vortriebstechnik haben jedoch gezeigt, daß eine teilv Hse Überprofile aufweisende Kontur die Aufloekerungsbewugung des Gebirges gegenüber dem Streckenausbau begünstigt. Der Streckenausbau hat nicht den erforderlichen Anfangswiderstand. Dieser wird erst durch die nachfolgenden Auflockerungsbewegungen des Gebirges aufgclastet. Diese Auflockerungen aber sind der wesentliche

Grund für die im Streb-Streckenubergang auftretende extreme Steinfallgefahr und in erheblichem Maße der Grund für schlechtes Gebirgsverhalten sowie hohe Konvergenzen hinter der Strebfront

Ein korrektes Konturenschneiden über di:n gesamten Streckenumfang kann bisher nur mitte's Vollschnittmaschinen erzielt werden, weil auf diese Weise der Kreisquerschnitt zwangsweise vorgegeben ist Zwar können auch Schrämwalzenlader des Strebs und Strebrandmaschinen die Kontur für den Bogen im ι ο Bereich der Firste recht sauber schneiden. Dies gilt aber nicht für das Liegende und vor allem nicht für die Kontur des Zwickels zwischen Streckenstößen und Streckensohle.

Ein frühtragender Gleitbogenausbau kann nur dann mit Erfolg eingesetzt werden, wenn der verwendete Bogen so genau in den Ausbruch hineinpaßt, daß er beim Setzen wirksam verspannbar ist. Aus statischen Gründen müssen die Baue verbolzt und zur Erhaltung des Zusammenhaltes der Streckenwandung· mit Baustahlmatten verzogen sein.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vortriebsmaschine, insbesondere zum Auffahren von untertägigen Abbaustrecken zu schaffen, die es ermöglicht, über den gesamten Streckenquerschnitt einer nicht kreisförmigen Strecke eine exakte Kontur zu schneiden, und damit die Möglichkeit schafft, den Ausbau beim Setzen zu verspannen, und auf diese V. eise durch Vermeiden einer unnötigen Auflockerung des Gebirges höhere Standzeiten der Strecken und eine '■''■ Verminderung der Konvergenz zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb und unterhalb einer in etwa in halber Streckenhöhe in Streckenlängsrichtung verlaufenden und als Arbeitsbühne dienenden Maschinenplattfonn s^r< jeweils ein zwangsgeführtes Schneidwerkzeug vorgesehen ist, wobei d?s obere Schneidwerkzeug als Schneidwalze mit einem dem Firstbogen angepaßten Durchmesser und das untere Schneidwerkzeug als hängend angetriebene, quer zur Längsrichtung der ■"' Strecke verfahrbare und in ihrer Form der Kontur der Streckenstöße angepaßte Schneidwalze ausgebildet sind, und daß die Masohinenplauforrn ir. mindestens zwei quer zur Streckenlängsachse angeordneten ur.d dem Streckenquerschnitt im wesentlichen angepaßter "■ '■ Schildausbaugestell in Streckeniängsrie'itung verschiebbar gelagert ist.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung is' darin zu sehen, daß im Bc.ci'h der Ortsbrust in Abstand zum unteren Schneidwerkzeug ein Fördermittel. beispieK- > weise ein Querfördcrcr vorgesehen ist

Des weiteren erweist es sich als vorteilhaft, daß eine obere und untere Staubschleuse vorgesehen sind, w o'oei die obere Staubschleuse hinter dem Schneidwerkzeug und die untere Staubschleuse hinter dem Forderrmltei '"' angeordnet sind.

Weitere Au5ges;aiiungen der Erfindung sind in der. UnteranspriJchen naher Dsschrieben.

Der technische Fortschritt der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine ist insbesondere darin zu sehen, daß ■■><' sie eine Verwenthiiigsrnögiiehkeu für die gesamte Strebrandteehnik darstellt Die Maschine kann zum Auffahren von Slrcrkeri unabhängig mm Streb sowie zum Auffahren von Strecken beim Voroausireb benutzt werden. Die Zwangsti'hrung erlaubt ein genaues '" Konturenschneiden, wixiuich der Ausbau sofort tragend wird und allgemein höhere Vortriebsleislungen erzielbar sind. Von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung ist jedoch, wie bereits erwähne die Erhöhung der Standfestigkeit der Strecke und die Verminderung der Konvergenz. Schließlich kann der Arbeitsbereich des unteren hängend angetriebenen Schneidwerkzeugs seitlich verlängert werden, um einen Unter- oder Oberdamm mitzuschneiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematisierte Darstellung einer Streckenkontur bei Einsatz zweier unterschiedlicher Schneidwerkzeuge;

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Schreitwerk der Vortriebsmaschine mit Maschinenplattform und

F i g. 3 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine mit Schneidwerkzeugen und Schreitwerk.

In Fig. 1 ist in schematisierter Form die Kontur einer Abbausitrecke dargestellt wobei die Sohlbreite von 5,8 m und die Höhe von 4,5 m den üblichen Abmessungen entsprechen.

In etwa halber Höhe der Streckenhöhe ist eine horizontale Teilung des Streckenquerschnitts angedeutet Oberhalb dieser Teilung ist ein Schneidwerkzeug 2 in Form einer Walze vorgesehen, deren Trommeldurchmesser 5 dem Firstbogen 4 angepaßt ist. Das Schneidwerkzeug 2 schneidet ohne Mühe den oberen Bereich der horizontalen Teilung, deutet aber in der straffierten Darstellung des Schneidwerkzeuges 2 an, daß auf diese Weise die Kontur der Streckenstöße 7 nicht schneidbar ist. Bei besonders festem Gestein ist das obere Schneidwerkzeug 2 mit Rollenbohrwerkzeugen versehbar.

Auf der linken Bildhälfte im unteren Teil unterhalb der horizontalen Teilung ist ein weiteres Schneidwerkzeug 3 dargestellt welches in seiner äußeren Form der Kontur der Streckenstöße 7 angepaßt ist. Das Verfahren eines derartigen Schneidwerkzeuges 3 quer zur Sireckenlangsachse gewährleistet das konturgetreue Schneiden des Strcckenquerschnitis im Sohlbereich.

In der Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Vortriebsmaschine nach F i g. 3 geht die Anordnung der SdineidwerkTeugf 2, 3 oberhalb und unterhalb der die Teilung darstellenden Maschinenpiaitform deutlich hervor. Die Maschinenplattform 1, die in Richtung des Doppelpfeiles A ein- und ausfahrbar ausgebildei ist, '.ird innerhalb des aus mindestens zwei hintereinander a.'igeordnete.i und quer zui Streekenlänssachse ausgerichteten Schilden 9, 10 bestehende!! Schreitwerkes 8 durch MynVaulikzylimicr 23 abgestützt. Oas Schreiten oes ■·"!■' '< '!wertes 8 wird in nicht näher dargestellter v>\-.:e mittels hydraulisch beaufschlagbarer Zylinder bewerkstelligt Daher kann davon ausgegangen werden. daö die Schiide 9, 10 abwechselnd gegen den Sin* Kenausbau verspannt und wechselseitig vor- und nachgezogen werden. Dementsprechend ist die Arbeits-LV!t;:iL· 1 so ausgebildet, daß sie durch Ineinanclerschiebij:.:r'<eit der Schreitbewegung Rechnung tragen kann.

An vorderen, der Ortsbrust 11 zugewandten Ende trägt sie mit einer schematisiert angedeuteten Getriebcanordn.ing 26 und 27 oberhalb das Schneidwerkzeug 2 und unterhalb in hängender Anordnung das Schneidwerkzeug 3.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die als Walzen ausgebildeten Schneidwerkzeuge 2, 3 mit Schrämpicken 25 besetzt. In Abhängigkeit von der Art des Gesteins ist es vorstellbar, anstelle von Walzen auch

Bohrköpfe mit Rollenbohrwerkzeugen zu verwenden. Um die resultierenden Schneidkräfte der Schneidwerkzeuge 2 und 3 möglichst klein zu halten, sollte das Arbeitsspiel der Schneidwerkzeuge 2, 3 synchron aber gegenläufig gesteuert werden.

Die Maschinenplattform 1 ist gleichzeitig als Arbeitsbühne für die Ausbauarbeit ausgebildet. Die Maschinenplattform 1 stellt das Zentrum der Vortriebsmaschine dar. Da die Schneidwerkzeuge 2, 3 wegen des zwangsweise Konlurschnittes mit der Maschinenplattform 1 starr verbunden sind, stellt sie auch das entsprechende Widerlager dar. Die Maschinenplattform

I muß in allen drei Freiheitsgraden exakt steuerbar sein. Aus diesem Grund ist die Maschinenplattform 1 in einem Schreitwerk 8 angeordnet. In dem Schreitwerk 8 wird die Maschinenplattform 1 zur Höhensteuerung vorne angehoben oder gesenkt, während sie zur Seitensteuerung durch ein Verschwenken der Schilde 9 bzw. 10 bewegt wird. Im Bereich zwischen der Ortsbrust

II und dem ersten Schild 9 ist die Maschinenplattform 1 um eine horizontale Achse (in der Zeichnung nicht dargestellt) verschwenkbar ausgebildet.

Das Widerlager für die Maschinenplattform 1 ist, wie erwähnt, das Schreitwerk 8, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei quer zur Strecke 6 angeordneten Ausbauschilden 9,10 besteht. Jeder Schild weist eine Breite von mehr als 2 m auf, um mindestens zwei Baue gleichzeitig zu erfassen. Die Schilde 9, 10 arbeiten unter dem bereits gesetzten endgültigen Ausbau. Sie dienen gleichzeitig zum Vorspannen der Streckenbogen. Die Firstbogenteile des Ausbaus werden im Schütze der Schilde 9,10 zusammengesetzt und mit einer Hubeinrichtung 16 vorgepfändet. Nach Verziehen und Verbolzen kann der Ausbau im Firstbogen 4 durch Klebanker und Laschen befestigt werden. Nach dem Unterfahren des neu gesetzten Baues durch das Schreitwerk 8 werden die Stempelverbindungsschrauben nochmals gelöst, die Stempelfüße auf der Sohle genau gesetzt und dann die Schrauben endgültig verspannt. Hierzu kann es zweckmäßig sein, die Kappensegmente 18 bzw. Stoßsegmente 19 der Schilde 9, 10 mit Fenstern zu versehen. Es erweist sich auch als vorteilhaft, eine Bohreinrichtung 24 für die Anker im freien Raum hinter dem oberen Schneidwerkzeug 2 auf der Arbeitsbühne zu installieren.

Im Bereich der Ortsbrust ist ein Fördermittel 12, beispielsweise ein Querfördermittel oder ein Hummerscherenlader mit Mittelförderer einzusetzen. Zweckmäßiger'weise ist die Abförderung des Haufwerks im Einzelfall nach der Gestaltung des Strebrandes vorzunehmen.
Zur Verminderung des Staubanfalls wird durch

ι« Bedüsung der Schrämpicken 25 durch das Vorschneiden der Firste und das Nachschneiden der Sohle sowie das Vermeiden von freifallendem Haufwerk viel erreicht.

Eine zusätzliche Staubschleuse sowohl im oberen als auch im unteren Bereich ist erforderlich. Hinter dem

i) Schneidwerkzeug 2 ist zweckmäßigerweise eine Staubschieuse 13 bzw. im unteren Teil hinter dem Fördermittel 12 eine Staubschleuse 14 anzubringen. Darüber hinaus ist es möglich, den Feinstaub durch eine saugende Luttentour aus dem Bereich der Ortsbrust 11

2» abzuführen.

In F i g. 2 ist ein Querschnitt durch das Schreitwerk 8 dargestellt, das im wesentlichen, wie das dargestellte Beispiel nach Fig. 3 zeigt, aus zwei hintereinander angeordneten Schilden 9, 10 besteht. Jeder Schild

2ϊ wiederum besteht aus einer Liegendkufe 20, einem Stoßsegment 19 und einem oder mehreren Hangendkappenabschnitten 17, die wie bei 30 angedeutet, gelenkig und/oder gegeneinander teleskopisch mit dem Stoßsegment 19 verbunden sind. Darüber hinaus ist in

M den offenen Strebraum gerichtet, am vorderen Ende der Hangendkappe 17 und in Richtung des Doppelpfeiles B als Gleitkappe verschwenkbar, ein weiteres Kappensegment vorgesehen, welches einen freien Strebeingang gewährleistet. Die Hangendkappe 17 wird durch einen Hydraulikzylinder 22 abgestützt. Die Hangendkappe 17 ist in ihrer Form dem Firstbogen 4 angepaßt ausgebildet.

Die Maschinenplattform 1 ist seitlich an den Schilden 9, 10 befestigt und wird, wie das Ausführungsbeispiel

"to zeigt, durch Hydraulikzylinder 23 in der Höhe verstellbar abgestützt. Am rechten unteren Bildrand ist das Streckenfördermittel 21 dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vortriebsmaschine, insbesondere zum Auffahren von untertägigen Abbaustrecken, die zum konturgenauen Hereingewinnen zumindest eines Teiles des aufzufahrenden Streckenquerschnittes mindestens ein zwangsgeführtes Schneidwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb einer in etwa halber Sireckenhöhe in Streckenlängsrichtung verlaufenden, als Arbeitsbühne dienenden Maschinenplattform (1) jeweils ein zwangsgeführtes Schneidwerkzeug (2, 3) vorgesehen ist, wobei das obere Schneidwerkzeug (2) als Schneidwalze mit einem dem Firstbogen (4) angepaßten Durchmesser (5) und das untere Schneidwerkzeug (3) als hängend angetriebene, quer zur Längsrichtung der Strecke (6) verfahrbare und in ihrer Form der Kontur (7) der Streckenslöße angepaßte Schneidwalze ausgebildet sind und daß die Maschinenplattform (1) in mindestens zwei quer zur Streckenlängsachse angeordneten und dem Streckenquerschnitt im wesentlichen angepaßten Schildausbaugestellen (9, 10) in Streckenlängsrichtung verschiebbar gelagert ist.

2. Vortriebsmaschine nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Schneidwerkzeug (2) in Abhängigkeit von der Festigkeit des Gesteins mit Rollenbohrwerkzeugcn versehbar ist.

3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch Jo gekennzeichnet, daß im Bereich der Ortsbrust (11) in Abstand zum unteren Schneidwerkzeug (3) ein Fördermittel (12), beispielsweise ein Querförderer vorgesehen ist.

4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch S5 gekennzeichnet, daß das Arbeitsspiel der Schneidwerkzeuge (2, 3) synchron, aber gegenläufig, steuerbar ist.

5. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dndurch gekennzeichnet, daß das untere Schneidwerkzeug Ό (3) einen den Querschnitt der Strecke (6) seitlich übergreifenden Arbeitsbereich beispielsweise zum Mitführen eines Streckenbegleitdammes aufweist.

6. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere und untere Staub- <ϊ schleuse (13, 14) vorgesehen sind, wobei die obere Staubschleuse (13) hinter dem Schneidwerkzeug (2) und die untere Staubschleuse (14) hinter dem Fördermittel (12) angeordnet sind.

7. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ^r>n gekennzeichnet, daß zum Auflegen von Firstbogenteilen(4)eine Hubeinrichtung (16) vorgesehen ist.

8. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Firstbogen (4) angepaßten Hangendkappen (17) der Schilde (9, 10) ein- und/oder mehrteilig und/oder teleskopisch ausgebildet sind und in den Strebraum hineinragende schwenkbare Kappensegmente (18) aufweisen.

9. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenplattform (1) *> <> innerhalb der Schilde (9, 10) auf Hydraulikzylindern (23) abgestützt höhenverstellbar gelagert ist.

10. Vortriebsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenplattforni (1) im Bereich zwischen dem ersten Schild (9) und der Ortsbrust (11) um eine horizontale Achse verschvvikbar ausgebildet ist.

11. vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die als Schreitwerk (8) ausgebildeten Schiide (9, 10) in Streckenlängs- und -querrichtung mittels Hydraulikzylindern gegeneinander versetzbar ausgebilde t sind.

12. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem oberen Schneidwerkzeug (2) im Bereich zwischen Staubschleuse (13) und dem Schreitwerk (8) eine Bohreinrichtung (24) vorgesehen ist