DE3739395A1 - Grubendachstuetzen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Grubendachstützen und insbe­ sondere mit Grubendachstützen zur Verwendung bei dem Strebbau-Bergbauverfahren. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zur Bearbeitung von Kohleflözen, bei dem die Kohleschicht in einer Reihe von Arbeitsgängen unter Ver­ wendung einer langen Arbeitsfläche oder -wand abgetragen wird.

Der Strebbauvorbau oder der Strebbaurückbau kann über einen Weg hinweg durchgeführt werden, der einige hundert Meter lang sein kann. Die Stelle, von der die Kohle abgetragen worden ist, die als Bergeversatz, Versatzstrecke oder Ab­ raum bezeichnet wird, kann entweder zusammenbrechen, was als Bruchbau bezeichnet wird oder sie kann mit Steinen und Schutt ausgefüllt werden. Das Bergbaulexikon von Nelson gibt hierüber nähere Beschreibungen und Definitionen.

Die Stelle, von der die Kohle abgetragen wurde, wird vor der Abnahme des Dachs während des Abbaus der Kohle mit Hilfe einer Reihe von selbst-vorbauenden Grubendachstützen abgestützt. Zwischen den Stützen und der langen Arbeits­ fläche ist ein Kratzkettenförderer vorgesehen, der sowohl als Einrichtung zum Abtransport der abgetragenen Kohle von den Arbeitsstellen als auch als eine Bahn dient, längs der die Schrämmaschinen während des Abbauvorganges bewegt wer­ den. Die Grubendachstützen sind üblicherweise jeweils mit einem vorderen, vorspringenden Ausleger und einem Dachein­ griffsteil versehen, um das Grubendach über den Förderer zu stützen. Auf diese Weise kann das Dach vollständig von der Kohleschicht zu der Seite des Abraums an den Arbeits­ stellen abgestützt werden. Unter idealen Abbaubedingungen, die in Fig. 1 der beigefügten Zeichnung gezeigt sind, reicht eine einfache Form einer Stütze während der Ausführung der Arbeiten beim Abbau aus, die das Abtragen einer Kohleschicht von der Oberfläche, den Abtransport mit Hilfe eines För­ derers 10 a und das Absenken und Vortreiben sowie Wiederfest­ setzen der Stütze 11 a umfassen, um eine nächste Kohleschicht abzutragen. Wenn die Dach- und Flächenzustände nicht dauer­ haft sind, muß eine zusätzliche Abstützung, wie eine Tunnel­ deckenabstützung, vorgesehen sein, die von dem Ausleger aus­ gefahren werden kann, um eine Zwischenabstützung für das neue freigelegte Dach zu haben, bis die Dachstütze selbst vorgebaut werden kann. Wenn die Dachstütze vorgetrieben wird, wird die Tunneldeckenabstützung eingefahren, wenn der Ausle­ gerteil des Dacheingriffsteiles sich vorwärts bewegt, um die Aufgabe der Abstützung des Dachs gegen die Abbaufläche zu übernehmen. Eine solche Tunneldeckenabstützung ist in unserer schwebenden britischen Patentanmeldung No. 86 24 745 beschrieben.

Weitere Schwierigkeiten kann man erwarten, wenn das Dach stabil ist, aber die Kohle selbst instabil und bröckelig ist. Die Kohle kann zusammenbrechen oder längs Treibkeilen in der Kohleschicht zerbrechen und es kann notwendig sein, Flächenstrebstempel zu verwenden, die beispielsweise mit 12 a in Fig. 2 gezeigt sind.

Besonders komplizierte Kombinationen von Bedingungen können sich ergeben, wenn das Dach und die Kohleschicht beide in­ stabil sind. Wenn die Instabilität nicht überprüft wird, kann sich ein in Fig. 3 gezeigter Zustand ergeben, bei dem die Fläche 13 a vor der normalen Flächenlinie (siehe Fig. 1 zu Vergleichszwecken) abgebrochen ist. Ferner bricht das instabile Dach und es wird schwierig, die Stütze zu einer Dacheingriffsposition vorzutreiben, ohne Holzstreben oder dergleichen oberhalb der normalen Dacheingriffskonstruktion zu verwenden. Es ist nicht unbekannt, die Fläche und das Dach zu bohren und hölzerne Flöcke bzw. Streben einzusetzen, um die Fläche und das Dach zu halten, so daß der Abbau fort­ gesetzt werden kann. Dies ist jedoch sowohl teuer als auch zeitraubend und es ist bei der heutigen Bergbaupraxis un­ erwünscht.

Die Erfindung gibt eine Grubendachstütze an, die ein Dach­ eingriffselement hat, wobei wenigstens zwei untereinander verbundene lastaufnehmende Teile vorgesehen sind, von denen eines schwenkbar mit dem Dacheingriffselement verbunden ist.

Die Verwendung derartiger untereinander verbundener Lastauf­ nahmeelementen ermöglicht die Anwendung dieser Einrichtung auf äußerst effektive und vielseitige Weise in Verbindung mit Abstütztechniken, wie den Tunnelvortrieb und den Streb­ stempelbau in einer solchen Weise, daß es möglich ist, auch ungünstige Bedingungen zu beherrschen, bei denen die sonst erforderliche Flözüberwachung ohne ein nochmaliges Anwenden von Bohren und Streben nicht möglich wäre.

Mit der Erfindung wird ermöglicht, eine horizontale Streb­ stempelstütze oder eine vertikale Tunneldeckenabstützung und/oder eine Kombination von beiden bereitzustellen, wobei unterschiedliche Ausbildungsformen möglich sind, und je­ weils eine Anpassung an die Abbaubedingungen möglich ist, die an der Grubendachabstützungsstelle vorhanden sind.

Da die Teile an dem Dacheingriffsteil schwenkbar angebracht sind, ist es möglich, für das Flöz die notwendige Abstützung zu erreichen, ohne daß die Abbauarbeiten behindert werden, so daß beispielsweise der freie Durchgang der Abbauma­ schinen längs eines Förderers nicht behindert wird, der vor der Stütze angeordnet ist.

Zweckmäßigerweise sind die beiden untereinander verbundenen, lastaufnehmenden Teile mit einem ausfahrbaren Teil der Dacheingriffskonstruktion der Grubendachstütze verbunden.

Vorzugsweise ist wenigstens ein hydraulischer Hubzylinder vorgesehen, der die lastaufnehmenden Teile von einer un­ wirksamen Position zu einer lastaufnehmenden Position be­ wegt.

Jedes lastaufnehmende Teil kann einen jeweils zugeordneten hydraulischen Hubzylinder aufweisen.

Die lastaufnehmenden Teile sind zusammen mit den zugeordne­ ten Hubzylindern vorzugsweise in eine kompakte eingefahrene Stellung auf der Unterseite der Dacheingriffskonstruktion verfahrbar.

Jedes Teil kann in jeglicher Position eine Last aufnehmen, wobei hierbei eine horizontale Position, eine vertikale Position oder irgendeine dazwischenliegende schräge Posi­ tion mitumfaßt wird.

Die lastaufnehmenden Teile können mit einer Reihe von Verbin­ dungen versehen sein, die derart ausgelegt sind, daß die Belastungen auf die hydraulischen Hubzylinder reduziert werden.

Vorzugsweise hat das Dacheingriffsteil der Grubendachstütze eine ausfahrbare Tunneldeckenabstützung, eine erste lastauf­ nehmende Platte, die schwenkbar mit der Tunneldeckenabstützung verbunden ist, und eine zweite lastaufnehmende Platte, die schwenkbar mit der ersten lastaufnehmenden Platte verbunden ist, wobei hydraulische Hubzylinder vorgesehen sind, die die Platten derart bei der Beaufschlagung bewegen, daß jede als ein Flächenstrebstempel und/oder als eine Verlängerung der Tunneldeckenabstützung wirken kann.

Vorzugsweise sind Einrichtungen vorgesehen, um die Tunnel­ deckenabstützung zusammen mit den lastaufnehmenden Platten bezüglich des Dacheingriffselementes zu verschwenken, um beispielsweise die Tunneldeckenabstützung und die lastauf­ nehmenden Teile in Eingriff mit einem konkaven Teil des Gru­ bendachs zu bringen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beige­ fügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 bis 3 schematische Ansichten von drei üblichen Grubenzuständen,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht mit Teilschnitt­ darstellung eines Teils der Dacheingriffskon­ struktion in einer üblichen Ausbildungsform einer Grubendachstütze,

Fig. 5 eine Fig. 4 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung einer Dacheingriffskonstruktion gemäß einer be­ vorzugten Ausbildungsform der Grubendachstütze nach der Erfindung in der eingefahrenen Posi­ tion,

Fig. 6 eine Ansicht eines Teils von Fig. 5 in vergrößer­ tem Maßstab,

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung der ausgefahrenen Grubendeckenabstützung,

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung eines Teils der Abstützung, die als ein Flächen­ strebstempel dient, und

Fig. 9 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung einer Dacheingriffskonstruktion in ihrer voll­ ständig ausgefahrenen Position.

Auf die Fig. 1 bis 3 wurde bereits in der Beschreibungsein­ leitung Bezug genommen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Vordachteil einer Dacheingriffskonstruktion gezeigt, das im Gebrauchszustand an hydraulischen Dachstütz-Hubzylindern (nicht gezeigt) an den Stellen 11 und 12 angebracht ist.

Am vorderen Ende des Vordachteils 10 ist eine gelenkige Ver­ längerung 13 vorgesehen, die schwenkbar an dem Vordachteil 10 bei 14 angebracht ist. Eine Relativbewegung zwischen dem Vor­ dachteil 10 und der Verlängerung 13 wird mit Hilfe eines Gleitkeiles 15 reguliert, der an einer hydraulischen Betä­ tigungseinrichtung (nicht gezeigt) bei 16 angebracht ist. Innerhalb der Verlängerung 13 ist ein Grubendeckenabstütz­ teil 16 vorgesehen, das mit Hilfe eines hydraulischen Hub­ zylinders 17 verschiebbar ist. Wenn das Grubendeckenabstütz­ teil 16 wenigstens teilweise von der Verlängerung 13 ausge­ fahren ist, kann es geringfügig nach oben geschwenkt werden, um es gegen das Grubendach mit Hilfe einer hydraulisch be­ triebenen Druckkapsel 18 anzulegen, die an dem Grubendecken­ abstützteil 16 angebracht ist.

Die Unterseite der Verlängerung 13 ist bei 18 offen, so daß ein freier Zugang zu der Unterseite des Grubendecken­ abstützteils 16 vorhanden ist.

Nach der Erfindung ist eine lastaufnehmende Anordnung, die insgesamt mit der Bezugsziffer 9 versehen ist, schwenkbar mit einem ansonsten üblichen Grubendeckenabstützteil 16 bei 20 verbunden.

Diese Auslegungsform ist detailliert in Fig. 6 gezeigt. Ein erstes lastaufnehmendes Teil weist ein plattenähnliches Teil 19 auf, das schwenkbeweglich an der Grubendachstütze 16 bei 20 angebracht ist. Ein weiteres lastaufnehmendes Teil in Form eines zweiten plattenähnlichen Teiles 21 ist gelenkig an der Platte 19 bei 22 angebracht. Beide plattenähnlichen Teile haben im wesentlichen dieselbe Breite wie das Vordachteil 10.

Eine erste Verbindung 24 ist schwenkbar mit der Unterseite der Grubendachabstützung 16 bei 23 verbunden. Eine zweite Verbindung 25 ist schwenkbar bei 26 mit der ersten Verbin­ dung verbunden und sie ist schwenkbar mit der Platte 19 bei 27 verbunden, sowie ferner schwenkbar bei 28 mit dem Kol­ ben eines hydraulischen Hubzylinders 29 verbunden. Der Zylinder 30 des hydraulischen Hubzylinders ist mit dem Gruben­ dachabstützteil 16 mit Hilfe eines Schwenklagers 31 verbun­ den.

Ein weiterer hydraulischer Hubzylinder 32 hat einen Zylinder, der mit der ersten Platte bei 33 verbunden ist und mit ei­ ner Kolbenstange, die mit der zweiten Platte 21 bei 34 mit Hilfe einer Stütze 35 verbunden ist.

Die Platten 19 und 21 können in die verschiedenen Positionen mit Hilfe der Hubzylinder 30 und 32 bewegt werden, so daß man eine Vielseitigkeit hinsichtlich der Anpassung bei der Gru­ bendachstütze erhält.

Fig. 7 zeigt, daß die Verlängerung 13 und das Grubendach­ abstützteil 17 gegebenenfalls auf eine übliche Weise ver­ wendet werden können, wobei die Platten 19 und 21 in einer eingefahrenen Position unter dem Grubendeckenabstützteil 16 bleiben.

Alternativ, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, können die Hy­ draulikzylinder 29 und 32 betätigt werden, so daß die Platte 19 als eine Verlängerung des Grubendeckenabstützteils 16 dient, während die Platte 21 als ein Seitenstrebstempel dient.

In der vollständig ausgefahrenen Position, die in Fig. 9 gezeigt ist, dienen beide Platten 19 und 21 als in Vorwärts­ richtung weisende Verlängerungen des Grubendachabstützteils 16.

Die Grubendachstütze gemäß dieser Ausbildungsform ermöglicht die Beherrschung aller Abbaubedingungen, die in den Fig. 1 bis 3 gezeigt sind. Beispielsweise kann die Platte 19 in eine vertikale Position bewegt werden, um als Seitenstrebstempel auf ähnliche Art und Weise wie das Teil 12 a nach Fig. 2 zu wirken. Wenn eine Abstützung in einer Situation notwen­ dig ist, die beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, kann die Platte 19 in eine im wesentlichen horizontale Position be­ wegt werden, und die Platte 21 wird in eine Position be­ wegt, in der sie beispielsweise einen Winkel von 70° zur Platte 19 einschließt. Nach dem Abbau einer Kohleschicht wird das Grubendachabstützteil 16 ausgefahren, wobei gege­ benenfalls die Platten 19 und 21 in entsprechender Weise eingestellt werden, um eine ähnliche Abstützung für die neue zu berarbeitende Fläche und das Dach zu haben.

Die Position der in Fig. 9 gezeigten Stütze führt natürlich zu einem maximalen Bearbeitungsbereich, der unter gewissen Umständen erforderlich sein kann.

Nachstehend wird ein Arbeitsablauf zur Grubendachabstützung unter Verwendung der Grubendachstütze nach der Erfindung insbesondere in Verbindung mit ungünstigen Abbaubedingungen beschrieben.

In der ersten Stufe geht die Abbaumaschine an einer vorhan­ denen Grubendachstütze nach der Erfindung vorbei und das Grubendeckenabstützteil 16 ist mit Hilfe des zugeordneten hydraulischen Hubzylinders ausgefahren. (Hierbei kann es sich um einfache oder doppelte Teleskopzylinder handeln, um gegebenenfalls die Abstände erreichen zu können). Dann wird eine Druckkapsel, wie die Kapsel 18 beaufschlagt, um das Grubendeckenabstützteil 16 in Kontakt mit dem Grubendach zu bringen.

Im Verlauf einer zweiten Stufe wird der hydraulische Hub­ zylinder 29 betätigt und beaufschlagt die Verbindungen 25 und 24, um eine Bewegung um den Schwenkpunkt 20 auszuführen. Bei diesem Arbeiten wird die Kraft auf den Bolzen 27 über­ tragen, der die Platte 29 und den Bolzen 23 schwenkt. Auf diese Weise kann die Platte 19 in eine vertikale Position überführt werden. Anschließend wird der hydraulische Hub­ zylinder 32 ausgefahren und wenn die Kohleschicht vertikal ist, dann bringen beide Platten 19 und 21 eine Stützkraft ge­ gen die Fläche bzw. die Schicht auf. In anderen Worten bedeutet dies, daß sie in der vertikalen Ebene fluchten.

In einer dritten Stufe, wenn die Abbaufläche nicht vertikal ist, dann geht die Platte 19 durch die vertikale Ebene und wenn kein Widerstand vorhanden ist, setzt sie ihre Bewegung zu einer horizontalen Ebene fort, sie stützt dann das Gruben­ dach. Wenn die Platte 19 auf ein Hindernis trifft, das bei­ spielsweise von einer Gesteinsfläche gebildet werden kann, beispielsweise unter einem Winkel von 45°, wird die Platte 21 wiederum gegen die Fläche angelegt, indem der hydraulische Druckzylinder 42, ausgehend von seiner vorangehenden Posi­ tion, eingefahren wird. Wenn andererseits die Platte 19 in Eingriff mit dem Dach kommt, dann wird der hydraulische Hub­ zylinder 32 weiter eingefahren, und zwar so ausreichend, daß die Platte 21 als eine Flächenstützstrebe dienen kann.

In einer vierten Stufe unter extremen Bedingungen, bei denen weder die Platte 19 noch die Platte 21 in Eingriff mit einer nach oben verlaufenden Kohleschicht kommt, dann werden beide hydraulischen Hubzylinder 30 und 31 fortgesetzt ausgefahren, bis beide Platten 19 und 21 in Eingriff mit dem Dach kommen.

Die Kräfte von den hydraulischen Hubzylindern 29 und 32 wer­ den über Gelenke bzw. Verbindungen übertragen, die eine Hebel­ wirkung haben, wobei einige der Verbindung selbstsperrend sind, wodurch die Belastung auf die hydraulischen Hubzylinder 29 und 30 herabgesetzt wird. Es kann aber die Belastung auf die Druckkapsel 18 übertragen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorangehend erläuterten Beispiels beschränkt. Beispielsweise kann ein ein­ ziger, zentral angeordneter Hubzylinder 29 oder es können zwei Hubzylinder 32 vorgesehen sein, wobei auf jeder Seite des Hubzylinders 29 ein solcher angeordnet ist.

Obgleich dargestellt ist, daß die lastaufnehmenden Teile an dem Grubendeckenabstützteil 16 angebracht sind, ist es bei schma­ leren Schichten möglich, eine Grubendachstütze zu verwenden, die eine Verlängerung 13 hat, die nichtpassend zu dem Gruben­ deckenabstützteil ausgelegt ist. In einem solchen Fall können die lastaufnehmenden Teile direkt an der Verlängerung 13 angebracht werden.

Claims (9)

1. Grubendachstütze mit einem Dacheingriffsteil (10), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei untereinander verbundene lastberührende und lastaufnehmende Elemente (19, 21) vorgesehen sind, von denen eines (19) schwenk­ bar mit dem Dacheingriffsteil (10) verbunden ist.

2. Grubendachstütze nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden untereinander verbundenen Lastauf­ nahmeteile (19, 21) mit einem ausfahrbaren Teil (13) der Dach­ eingriffskonstruktion (19) der Grubendachstütze verbunden sind.

3. Grubendachstütze nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein hydraulischer Hubzylinder (29, 32) vorgesehen ist, der die lastaufnehmenden Teile (19, 21) von einer unwirksamen Position zu einer lastaufnehmenden Position bewegt.

4. Grubendachstütze nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes lastaufnehmende Teil (19, 21) mit einem jeweils zugeordneten eigenen Hubzylinder (32) versehen ist.

5. Grubendachstütze nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die lastaufnehmenden Teile (9, 21) zusammen mit den jeweils zugeordneten hydraulischen Hubzylin­ dern (32) in eine kompakte eingefahrene Position auf der Unterseite der Dacheingriffskonstruktion (16) einfahrbar sind.

6. Grubendachstütze nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lastaufnehmenden Teile (19, 21) mit einer Reihe von Verbindungen (25, 26) versehen ist, die derart angeordnet und ausgelegt sind, um die Belastungen auf die hydraulischen Hubzylinder (29, 32) zu reduzieren.

7. Grubendachstütze nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teil (19, 21) in jeder Position eine Last aufnehmen kann, wobei eine hori­ zontale Position, eine vertikale Position oder irgendeine dazwischenliegende geneigte Position mitumschlossen ist.

8. Grubendachstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dacheingriffsteil (10, 16) der Grubendachstütze ein verlängerbares Grubendeckenabstützteil (16) hat, daß eine erste lastaufnehmende Platte (19) schwenkbar mit dem Gruben­ dachabstützteil (16) verbunden ist, und daß eine zweite last­ aufnehmende Platte (21) schwenkbar mit der ersten lastauf­ nehmenden Platte (19) verbunden ist, wobei hydraulische Hub­ zylinder (29, 32) vorgesehen sind, die derart arbeiten, daß sie die Platten (19, 21) derart bewegen, daß jede Platte (19, 21) als ein Flächenstrebstempel und/oder eine Verlängerung des Grubendachabstützteils (16) dienen kann.

9. Grubendachstütze nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um das Grubendeckenabstützteil (16) zusammen mit den lastaufnehmen­ den Platten (19, 21) bezüglich des Dacheingriffsteils (10) zu verschwenken, um beispielsweise das Grubendeckenabstütz­ teil (16) und die lastaufnehmenden Teile (19, 21) in Eingriff mit einem konkaven Teil in einer Grubendecke zu bringen.