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DE69821104T2 - Softwall-Abbauverfahren und -Vorrichtung - Google Patents

Softwall-Abbauverfahren und -Vorrichtung Download PDF

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DE69821104T2
DE69821104T2 DE69821104T DE69821104T DE69821104T2 DE 69821104 T2 DE69821104 T2 DE 69821104T2 DE 69821104 T DE69821104 T DE 69821104T DE 69821104 T DE69821104 T DE 69821104T DE 69821104 T2 DE69821104 T2 DE 69821104T2
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DE
Germany
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softwall
chamber
ore
seam
mining
Prior art date
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DE69821104T
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D. Randall PETERSON
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IMC-AGRICO Co BANNOCKBURN
IMC Agrico Co
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IMC-AGRICO Co BANNOCKBURN
IMC Agrico Co
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C41/00Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16Methods of underground mining; Layouts therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C25/00Cutting machines, i.e. for making slits approximately parallel or perpendicular to the seam
    • E21C25/60Slitting by jets of water or other liquid

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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

  • EINSCHLÄGIGE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung ist eine Teilfortführungsanmeldung zu der derzeit anhängigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 08/851,680, die von demselben Erfinder am 6. Mai 1997 hinterlegt wurde.
  • GRUNDLAGEN DER ERFINDUNG
  • ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft das Gebiet des Bergbaus im allgemeinen und eine neuartige Vorrichtung und ein Verfahren zum Abbau im Strebbau von schlämmbaren oberflächlichen Erzlagerstätten mit einer Deckschicht aus Erde im besonderen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Tagebau wird und wurde schon früher dazu verwendet, unter einer Deckschicht liegendes, mineralisches Schichtgestein bis in wirtschaftliche Tiefen abzubauen. Untertagebau wird herkömmlicherweise dann eingesetzt, wenn die Deckschichtstärken über denen liegen, die in wirtschaftlicher Weise durch Tagebau abbaubar sind, oder wenn eine größere Oberflächenzerstörung nicht akzeptabel ist.
  • Auf bekannte Erfindungen wurden Patente über den Abbau im Strebbauverfahren von Vorräten unter Verwendung von Zutrittsgräben erteilt, bei denen die Deckschicht trag fähig genug ist, um die Strebbau-Schräm- und Fördervorrichtung zu überbrücken, und bei denen die Bodenflöze tragfähig genug sind, um den Abbaubelastungen standzuhalten. (Siehe Simpson, US-Patent Nr. 4,017,122.) Weicher, plastischer, flüssiger, lockerer, instabiler, tonhaltiger, sandiger Boden, Grund oder ähnliche (erdige) Bodenbedingungen, die oft beim Abbau von oberflächlichen Erzlagerstätten angetroffen werden, sind bei Simpson nicht berücksichtigt. Aufgrund der Erdbeschaffenheit kann die Grubendecke vor den Schildabstützungen einstürzen, oder der Boden kann sich hinter dem Strebförderer vor den Schildpontons heben. Dies führt zu Sicherheitsrisiken, Erzverdünnung und teuren Überwachungsanlagen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Abbau von schlämmbaren Erzvorräten, bei denen die Deckschicht aus Erde besteht. Die Sohlenbeschaffenheit ist ebenfalls reduziert, was von geringerer Bedeutung ist.
  • Die Anpassung einer Strebbauvorrichtung und eines Verfahrens zur Gewinnung von Erz aus schlämmbaren Lagerstätten mit einer Deckschicht aus Erde ist in der DE 23 07 413 (Rheinstahl AG) beschrieben. Dieses bekannte deutsche Patent beschreibt eine einzelschildförmige Struktur mit einem kanalförmigen Profil, das zum Abbaustoß der Grube hin offen ist. Die Struktur trägt hydraulische Hochdruckdüsen, die zum Abbaustoß hin herausstehen. Die Struktur kann zum Abbaustoß vorrücken und ist nach hinten abgesenkt, damit der Hangendbruch darauf abgleiten kann. Bei dem Ausdruck "Softwall" handelt es sich um einen neuen Begriff, der auf diese Art des Abbaus anwendbar ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abbau von Mineralien vorgesehen, die ein lasttragendes Gehäuse umfaßt, das im wesentlichen parallele horizontale Deck- und Bodenplatten aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß ein horizontales Gehäuse gebildet ist; die eine bewegliche Kammer umfaßt, die im wesentlichen parallele, horizontale obere und untere Abschnitte aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß eine horizontale Rinnenwaschkammer mit Vorderkanten gebildet ist, die geeignet sind, in ein Flöz aus Erz einzudringen, wobei die Kammer teleskopisch mit dem Gehäuse verbunden ist und Vorrichtungen zum Abbau von Erz enthält; und die Vorrichtungen zum Ausfahren und Einfahren der Kammer relativ zu dem Gehäuse umfaßt.
  • Die bewegliche Kammer kann eine Schnecke enthalten, um den Abtransport von Erz aus der Vorrichtung zu beschleunigen.
  • Gemäß einem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abbau von Mineralien aus einem unter einer Deckschicht aus Erde liegenden Flöz aus schlämmbarem Erz vorgesehen mit den folgenden Verfahrensschritten:
    • a) Ausbilden eines langgestreckten ersten Grabens einer ersten vorgegebenen Breite bis zu einer Tiefe, die im wesentlichen gleich der Sohle des Flözes ist;
    • b) Ausbilden eines zweiten langgestreckten Grabens einer zweiten vorgegebenen Breite, der mit einem Ende an ein Ende des ersten Grabens angrenzt, so daß ein Softwall-Abbaustoß gebildet ist;
    • c) Anordnen einer Vielzahl von Softwall-Abbauvorrichtungen, die an einem Abbaustoß des Flözes in dem zweiten Graben anliegen, wobei jede Vorrichtung ein lasttragendes Gehäuse umfaßt, das im wesentlichen parallele, horizontale Deck- und Bodenplatten aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß ein horizontales Gehäuse gebildet ist; gekennzeichnet durch eine bewegliche Kammer, die im wesentlichen parallele, horizontale obere und untere Abschnitte aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß eine horizontale Rinnenwaschkammer mit Vorderkanten gebildet ist, die geeignet sind, in ein Flöz aus Erz einzudringen, wobei die Kammer teleskopisch mit dem Gehäuse verbunden ist und Vorrichtungen zum Abbau von Erz enthält; und Vorrichtungen zum Ausfahren und Einfahren der Kammer relativ zu dem Gehäuse; und
    • d) Vorwärtsbewegen der Softwall-Abbauvorrichtungen in eine im wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Graben verlaufende Richtung, um das Flöz dadurch abzubauen, daß die Kammern benachbarter Vorrichtungen nacheinander vorwärtsbewegt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Abbau dadurch, daß mehrere Gruppen der Softwall-Abbauvorrichtungen in unterschiedlichen Höhen in dem Flöz wie folgt positioniert sind:
    • i. Anordnen einer ersten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von einer Oberseite des Flözes bis zu einer Basis der ersten Gruppe der Softwall-Abbauvorrichtungen;
    • ii. Anordnen einer zweiten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von der Basis der ersten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen bis zu einer Basis der zweiten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen; und
    • iii. Anordnen einer zusätzlichen Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von einer Basis einer unmittelbar höheren Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zu einer Basis eines vorhergehenden Arbeitsganges, bis die Erzader in einem vorgegebenen Maße abgebaut ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere den Abbau einer Phosphat-Matrix. Eine Vielzahl von langgestreckten, im wesentlichen parallelen Hauptgräben erstreckt sich über die gesamte Länge des abzubauenden Gebietes. Die Gräben sind in einem Nennabstand von 304,8 Metern (1.000 Fuß) voneinander angeordnet. Die im wesentlichen senkrecht zu den Hauptfeldgräben verlaufenden Kopfgräben werden zum Positionieren und Entfernen der Abbauvorrichtung ausgehoben. Die Gräben werden dadurch gebildet, daß das Deckschichtmaterial bis zur Oberfläche der Erzlagerstätte ausgehoben wird. Die Erzlagerstätte in dem Graben wird separat abgebaut und vorteilhaft wieder hereingebracht. Die Böschungen der Grabenseitenwand sind so steil, wie es geologisch zweckmäßig und sicher ist, um den Aushub zu minimieren.
  • Nach dem Ausheben eines Kopfgrabens bleibt ein freigelegter Streb zurück. Die Softwall-Abbauvorrichtung wird im Kopfgraben installiert. Sodann wird das Phosphat abgebaut, beispielsweise durch Aufschlämmen des Erzes, während sich die Abbauvorrichtung in eine Richtung bewegt, die im wesentlichen parallel zu den Hauptfeldgräben verläuft. Das aufgeschlämmte Erz fließt in die Hauptfeldgräben, von wo aus es zur Verarbeitung an die Oberfläche befördert wird.
  • Die Softwall-Abbauvorrichtung umfaßt ein äußeres Gehäuse, um die Belastungen durch die Deckschicht aufzufangen. Die Vorwärtsbewegung wird dadurch erzeugt, daß ein Schrämkopf in die Erzlagerstätte hinein ausgefahren wird und der Kopf in der Weise wieder eingefahren wird, daß das äußere Gehäuse nach vorn gezogen wird.
  • Die nicht abgestützte Deckschicht hinter dem äußeren Gehäuse füllt den Hohlraum auf. Soll eine Hinterfüllung erfolgen, so wird Material durch das äußere Gehäuse hindurch eingespritzt. Der Betrieb der Softwall-Vorrichtung und das Hinterfüllen erfolgen automatisch von Steuerungen im Graben oder auf der Oberfläche aus.
  • Wenn die Softwall-Abbauvorrichtung um eine vorgegebene Distanz zum nächsten Kopfgraben vorgerückt ist, wird die Vorrichtung entfernt und zum Abbau von weiterem Erz in einem anderen Kopfgraben positioniert. Gräben, die nicht zur weiteren Verwendung vorgesehen sind, werden wieder kulturfähig gemacht.
  • Alternativ kann die Vorrichtung wieder am Ausgangskopfgraben eingesetzt werden und wieder in der entgegengesetzten Richtung vorrücken, um die nächsttiefere Sohle des Erzflözes abzubauen.
  • Eine weitere Alternative würde darin bestehen, in einem Flöz, das mächtiger ist, als von einer Gruppe von Vorrichtungen abgebaut werden kann, mehrere Gruppen von Softwall-Abbauvorrichtungen einzusetzen. Die oberste Sohle wird zuerst abgebaut. Angrenzende tiefere Sohlen werden mit vorgegebenen horizontalen Trennabständen zwischen den Gruppen von Vorrichtungen abgebaut.
  • Wenn das Erz abrutschen kann, besteht eine weitere Alternative darin, die Softwall-Abbauvorrichtung an oder nahe der Sohle des Erzflözes zu positionieren. Mit oder ohne Einspritzen von Flüssigkeiten nach vorn in die Erzader rutscht das aufgeschlämmte Erz in die Softwall-Abbauvorrichtung ab und fließt zu den Hauptfeldgräben.
  • Anstelle von parallelen Hauptfeldgräben und einem gemeinsamen Kopfgraben kann ein einziger Hauptgraben mit einem T-förmig ausgebildeten Kopfgraben verwendet werden. In jeden Kopfgraben-Abschnitt des "T" wird eine Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen positioniert, wobei das aufgeschlämmte Erz dem Hauptfeldgraben zugeführt wird.
  • Die Vorrichtung kann auch in spiralförmiger Weise arbeiten und dabei den Hauptfeldgräben folgen, die so angelegt sind, daß sie in einem kontinuierlichen Muster spiralförmig durch den Erzvorrat verlaufen.
  • Es wird davon ausgegangen, daß die Softwall-Abbauvorrichtung der vorliegenden Erfindung neben den oben beschriebenen Aufgaben und Vorteilen auch
    • a. eine wirtschaftlichere Vorrichtung zum Abbau von schlämmbaren Erzen schafft;
    • b. eine Vorrichtung zum Entfernen von Erzen im Strebbauverfahren unter einer Deckschicht aus Erde schafft;
    • c. eine Vorrichtung für den Strebbau schafft, ohne daß es erforderlich wäre, das Baufeld zu erschließen und schachtaufwärts das Hangende abzustützen;
    • d. eine alternative Vorrichtung zum Abbau von klebrigem Tonerz schafft; und
    • e. eine Vorrichtung zum Abbau von Material schafft, dessen Zustand zwischen der festen und der flüssigen Phase schwankt, ohne daß die Phase besonders beachtet werden müßte.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Softwall-Abbauvorrichtung.
  • 2 zeigt einen Grundriß oder eine Draufsicht auf die Softwall-Abbauvorrichtung gemäß der Erfindung.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht der Softwall-Abbauvorrichtung gemäß den 1 und 2.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht des Schrämkopfes der Abbaurinnenwaschkammer.
  • 4A zeigt eine vergrößerte Darstellung des oberen Teiles des in 4 gezeigten Schrämkopfes.
  • 4B zeigt eine vergrößerte Darstellung des unteren Teiles des in 4 gezeigten Schrämkopfes.
  • 5 zeigt eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Softwall-Abbauvorrichtungen, die durch ein Spannseil verbunden sind.
  • 6, 7 und 8 zeigen den kombinierten Einsatz einer Vielzahl von zusammenwirkenden Softwall-Abbauvorrichtungen.
  • 9 zeigt den Einsatz der erfindungsgemäßen Softwall-Abbauvorrichtung in einem Erzkörper, dessen Mächtigkeit die Höhe der Vorrichtung übersteigt.
  • 10 zeigt den Einsatz einer Vielzahl der erfindungsgemäßen Softwall-Abbauvorrichtungen bei zwei parallelen Hauptgräben und einem senkrechten Kopfgraben.
  • 11 zeigt eine Vielzahl von Softwall-Abbauvorrichtungen, die in einer alternativen T-förmigen Grabenkonfiguration eingesetzt werden.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der Softwall-Abbauvorrichtung gemäß der Erfindung ist in den 1 bis 4 gezeigt. 1 ist eine isometrische schematische Ansicht einer Softwall-Abbauvorrichtung 10 gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung 10 besteht aus einer Abbaurinnenwaschkammer 20, die teilweise von einer hinteren und einer hinteren tragenden Abstützung oder einem Gehäuse 22 umschlossen ist. Die Aufgabe der Vorrichtung 10 besteht darin, die Erzmatrix aus dem Erzabbaustoß herauszulösen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Abbaurinnenwaschkammer 20 durch Betätigen eines Ausfahrarbeitszylinders 24 aus der hinteren tragenden Abstützung 22 heraus nach vorn ausgefahren wird. Die Vorwärtsbewegung wird durch die Wirkung einer Vielzahl von Schneidkanten-Spritzdüsen 35 unterstützt, die an der Abbaurinnenwaschkammer 20 angeordnet sind, wie auch in 4A vergrößert dargestellt. Es sind langgestreckte Schlitze 41 vorhanden, um Zunge und genutete Ränder der Abbaurinnenwaschkammer 20 mit anderen Softwall-Abbauvorrichtungen beweglich zu verbinden.
  • An der hinteren tragenden Abstützung 22 starr angebrachte Ausfahrführungen 26 sorgen für eine gerichtete Schubsteuerung beim Vorwärtsbewegen der Vorrichtung. Mehrere starr angeordnete Stützstreben 30 verleihen der Abbaurinnenwaschkammer 20 vertikale Stabilität. Ein ein- und ausfahrbarer, rotierender Arbeitszylinder oder eine Führung 38, die sowohl an der Abbaurinnenwaschkammer 20 als auch an der Ausfahr- und Stützvorrichtung 28 schwenkbar angebracht ist, sorgt für die vertikale Bewegungssteuerung. Mehrere hintere Injektoren 31 erstrecken sich durch die hintere tragende Abstützung 22 hindurch, um Flüssigkeiten in die eingestürzte Deckschicht einzubringen.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf die Softwall-Abbauvorrichtung 10. Das Ausfahren und Einfahren der Abbaurinnenwaschkammer 20 aus der hinteren tragenden Abstützung 22 heraus erfolgt durch den Ausfahrarbeitszylinder 24, der an der hinteren tragenden Abstützung 22 starr und an der Ausfahr- und Stützvorrichtung 28 schwenkbar angebracht ist. Die Ausfahr- und Stützvorrichtung 28 ist durch eine Vielzahl von Ausfahr- und Stützführungsvorrichtungen 25 gleitverschieblich mit beiden Ausfahrführungen 26 und mit dem geneigten, vertikal schwenkbaren Arbeitszylinder 38 unmittelbar verbunden.
  • An der Abbaurinnenwaschkammer 20 sind mehrere Druckwasser-Zuführleitungen und elektrische Steuerungen 21 (3) sowie Wassereinspritz-Steuereinheiten 34 angebracht, um den Druck und die Menge der Spritzflüssigkeit zu steuern. Es sind mehrere druckbeaufschlagte, winkelförmig angeordnete Spritzdüsen 32, die von jeder Wassereinspritz-Steuereinheit 34 versorgt werden, an der Abbaurinnenwaschkammer 20 angeordnet, um die Flüssigkeitseinspritzung in das Gehäuse der Abbaurinnenwaschkammer 20 zu gewährleisten.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der Schnittansicht der Abbauvorrichtung 10. Die Vorderkante einer hinteren tragenden Abstützung 22 ist üblicherweise abgeschrägt, um den Widerstand in Vorwärtsrichtung zu verringern. Die geneigte rotierende Führung 38 ist fest mit dem hinteren Teil der Abbaurinnenwaschkammer 20 verbunden. Zur Verstärkung der Vorrichtung ist ein starrer Stützpfeiler 37 am Boden und an der Decke der hinteren tragenden Abstützung 22 starr befestigt. In den Ausfahrführungen 28 ist eine Softwallsystem-Steuerleitungs-Ausrichtbohrung 33 ausgebildet. Überlappende Seitenabdeckungen 27 sind mit der hinteren tragenden Abstützung 22 starr verbunden, um das Risiko zu verringern, daß fremdes Material in die Vorrichtung eindringt, wenn sie in Kombination mit anderen Softwall-Abbauvorrichtungen verwendet wird.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der Abbaurinnenwaschkammer 20, wobei in den 4A und 4B vergrößerte Details gezeigt sind. Der Vielzahl von Wassereinspritz-Steuereinheiten 34 wird über die Reihe von druckbeaufschlagten Wasserzuführleitungen und elektrischen Steuerungen 21 druckbeaufschlagte Einspritzflüssigkeit zugeführt. Die Wassereinspritz-Steuereinheiten 34 sind an der Außenseite der Abbaurinnenwaschkammer 20 angeordnet und verteilen druckbeaufschlagte Spritzflüssigkeiten auf die entsprechenden druckbeaufschlagten Spritzdüsen 32 innerhalb der Abbaurinnenwaschkammer 20. Mehrere Düsen 32 sind innerhalb der Abbaurinnenwaschkammer 20 angeordnet, um Flüssigkeiten in das Erz einzuspritzen, um das Erz aus seiner ursprünglichen Lage zu lösen und einen Schlamm zu erzeugen. Die Abbaurinnenwaschkammer 20 ist ausgestattet mit einer kanalförmigen Wasserleitung 42 im Platteninnern (4A), die eine Leitung für Spritzflüssigkeiten von den Wassereinspritz-Steuereinheiten 34 zu einer durchgehenden Kantenöffnung 40 bildet, wo die Flüssigkeiten über mehrere Schneidkanten-Spritzdüsen 35 eingespritzt werden. Die Schneidkanten-Spritzdüsen 35 sind an der Vorderkante der Abbaurinnenwaschkammer 20 starr angeordnet, um zur Erleichterung des Eindringens Flüssigkeiten in die Erzmatrix einzuspritzen. Eine Abbaurinnenwaschkammer-Dichtung 39 (4B) bildet eine Abdichtung, die verhindert, daß Material von außen in das Gehäuse der hinteren tragenden Abstützung 22 eindringt.
  • 5 zeigt in perspektivischer Ansicht mehrere Softwall-Abbauvorrichtungen 10, die über die Softwallsystem-Steuerleitungs-Ausrichtbohrungen 33 mit einer Softwallsystem-Steuerleitung 29 verbunden sind. Die Softwallsystem-Steuerleitung 29 ist an einer konstanten Spannvorrichtung 64 befestigt, die an der in Richtung des Schlammflusses am weitesten stromaufwärts liegenden Vorrichtung flexibel angebracht ist. Benachbarte Vorrichtungen 10 sind mit überlappenden Abdichtungen 23 und 36 versehen, um das Eindringen von fremdem Material in die Vorrichtungen zu minimieren.
  • Die 6 bis 8 beziehen sich auf den Betrieb der Softwall-Abbauvorrichtungen 10 gemäß der Erfindung. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zu betreiben. Die nachfolgenden Abbildungen sind nicht erschöpfend, sondern veranschaulichen nur einige der Möglichkeiten und Reihenfolgen, in denen sie zur Gewinnung von Erzschlamm eingesetzt werden können.
  • 6 zeigt in Draufsicht eine schematische Darstellung des ersten Arbeitsschrittes beim Betrieb der Softwall-Abbauvorrichtungen 10. Die Vorrichtungen sind entlang eines Erzmatrix-Abbaustoßes 56 angeordnet, wobei die Abbaurinnenwaschkammern 20 in Vorbereitung eines Ausfahrstoßes in den Erzmatrix-Abbaustoß 56 hinein, der gegenüber einer abgesenkten Deckschicht aus Erde 54 liegt, vollständig eingefahren sind. Zur zusätzlichen Verdichtung der Deckschicht kann an der Oberfläche eine Oberflächenverdichtungsvorrichtung 44 eingesetzt werden.
  • 7 zeigt in Draufsicht eine schematische Darstellung eines möglichen zweiten Arbeitsschrittes beim Betrieb der Vorrichtungen 10, wobei eine mit den Bezugszeichen 61 bezeichnete Abbaureihenfolge der Abbaurinnenwaschkammer 20 gezeigt ist, die der gleichmäßigen Ausrichtung von benachbarten hinteren tragenden Abstützungen 22 gegenüberliegt, die an der abgesenkten Deckschicht aus Erde 54 anliegen.
  • 8 ist eine schematische Darstellung in Draufsicht eines dritten Arbeitsschrittes beim Betrieb der Softwall-Abbauvorrichtungen 10. Bei diesem Arbeitsschritt sind die Stützeinheiten der hinteren tragenden Abstützungen 22 vorgeschoben (d. h. in Richtung auf die Rinnenwaschkammern eingefahren), und zwar in einer durch die Bezugszeichen 63 bezeichneten Reihenfolge, um die Richtung des Abbaufortschritts zu veranschaulichen, wodurch eine Absenkung der Deckschicht aus Erde 54 hinter den Vorrichtungen 10 bewirkt wird.
  • Die drei oben erläuterten Arbeitsschritte des Abbauzyklus werden wiederholt, um einen kontinuierlichen Abbau und Erzfluß vom Abbaustoß zu gewährleisten. Die periodische Durchführung der Arbeitsschritte erfolgt stoßweise innerhalb der Gruppen von Vorrichtungen, die mehrere Hauptförderstrecken an verschiedenen Punkten entlang des Abbaustoßes beliefern, so daß alle drei Arbeitsschritte gleichzeitig an unterschiedlichen Positionen entlang des Abbaustoßes stattfinden, um dessen gleichmäßigen Fortschritt zu gewährleisten. Die 3 Arbeitsschritte des Abbauzyklus werden wiederholt, um ei nen kontinuierlichen Abbau und Erzfluß vom Abbaustoß zu gewährleisten.
  • 9 zeigt eine Abbaureihenfolge in mehreren Abbauhöhen 68 mit einer Softwall-Abbauvorrichtung 10 oder einer Gruppe von Vorrichtungen in einem Erzkörper, dessen Mächtigkeit die Höhe der Vorrichtung übersteigt. Die Absenkung der ursprünglichen Deckschicht-Oberfläche 50 erfolgt stufenweise, was möglicherweise zu einer abgesenkten Oberfläche 52 führt, wenn die Erzmatrix 57 entfernt ist.
  • In 10 ist der Einsatz mehrerer Softwall-Abbauvorrichtungen 10 gezeigt, wobei zwei parallele Hauptgräben 60 und ein senkrechter Kopfgraben 66 vorhanden sind, der sich über die gesamte Erstreckung der Abbaufeldbreite 59 erstreckt. Eine Vielzahl von benachbarten Softwall-Abbauvorrichtungen 10 rückt mehr oder weniger parallel auf den Erzmatrix-Abbaustoß 56 vor. Ein geschlossenes Ende 58 in einer Abbaurinnenwaschkammer 20 in der Mitte des Abbaustoßes teilt den Kopfgraben 66, so daß das aufgeschlämmte Erz gezwungen ist, den Fließrichtungen 65 zu den Hauptgräben 60 zu folgen, wo aufgeschlämmtes Erz von einer grabenausgangsseitigen Schlammbearbeitungsvorrichtung 62 aufgenommen wird, die zum Zwecke des Transports und der Bearbeitung am Ende jedes Hauptgrabens angeordnet ist.
  • 11 zeigt den Einsatz mehrerer Softwall-Abbauvorrichtungen 10, wobei eine alternative T-förmige Grabenkonfiguration verwendet wird, bei der zwei Kopfgräben 66 in einen einzigen Hauptgraben 60 münden, der während der Grubenaufschlußphase ausgehoben wurde.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien mit: einem lasttragenden Gehäuse (22), das im wesentlichen parallele horizontale Deck- und Bodenplatten aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß ein horizontales Gehäuse (22) gebildet ist; einer beweglichen Kammer (20), die im wesentlichen parallele, horizontale obere und untere Abschnitte aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß eine horizontale Rinnenwaschkammer (20) mit Vorderkanten gebildet ist, die geeignet sind, in ein Flöz aus Erz einzudringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20) teleskopisch mit dem Gehäuse (22) verbunden ist und Vorrichtungen zum Abbau von Erz enthält; und Vorrichtungen (24, 25, 26, 28) zum Ausfahren und Einfahren der Kammer (20) relativ zu dem Gehäuse (22).
  2. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, bei der die Deck- und Bodenplatten des Gehäuses (22) und die oberen und unteren Abschnitte der Kammer (20) teleskopartig ineinandergreifen und die Kammer (20) einen im wesentlichen halbzylindrischen hinteren Abschnitt aufweist.
  3. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung zum Ausfahren und Einfahren der Kammer (20) relativ zu dem Gehäuse (22) einen hydraulischen Arbeitszylinder (24) enthält.
  4. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, ferner mit einer Vorrichtung (34; 35) zum Spritzen von Flüssigkeiten aus den Vorderkanten (40) der Kammer (20), um das Vorrücken der Vorrichtung zu erleichtern.
  5. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung zum Abbau von Erz eine Vorrichtung (32, 34) zum Spritzen von Flüssigkeiten in der Kammer (20) enthält, um das Erz aufzuschlämmen.
  6. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, bei der die Kammer (20) eine Schnecke enthält, um den Abtransport von Erz aus der Vorrichtung zu beschleunigen.
  7. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, ferner mit heckseitig angeordneten Injektoren (31) zum Auswerfen von Material in die einstürzende Deckschicht.
  8. Vorrichtung zum Abbau von Mineralien nach Anspruch 1, bei der die Vorderkanten (40) der Kammer (20) im wesentlichen fluchtend zu einer vorderen Öffnung des Gehäuses (22) ausgerichtet sind, wenn die Kammer (20) eingefahren ist, und die Vorderkanten der Kammer (20) relativ zu der vorderen Öffnung des Gehäuses (22) nach außen vorstehen, wenn die Kammer (20) ausgefahren ist.
  9. Verfahren zum Abbau von Mineralien aus einem unter einer Deckschicht aus Erde liegenden Flöz aus schlämmbarem Erz mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Ausbilden eines langgestreckten ersten Grabens (60) einer ersten vorgegebenen Breite bis zu einer Tiefe, die im wesentlichen gleich der Sohle des Flözes ist; b) Ausbilden eines zweiten langgestreckten Grabens (66) einer zweiten vorgegebenen Breite, der im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Graben angeordnet ist und mit einem Ende an ein Ende des ersten Grabens (60) angrenzt, so daß ein Softwall-Abbaustoß gebildet ist; c) Anordnen einer Vielzahl von Softwall-Abbauvorrichtungen, die an einem Abbaustoß des Flözes in dem zweiten Graben anliegen, wobei jede Vorrichtung ein lasttragendes Gehäuse (22) umfaßt, das im wesentlichen parallele, horizontale Deck- und Bodenplatten aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß ein horizontales Gehäuse gebildet ist; gekennzeichnet durch eine bewegliche Kammer (20), die im wesentlichen parallele, horizontale obere und untere Abschnitte aufweist, die fest miteinander verbunden sind, so daß eine horizontale Rinnenwaschkammer (20) mit Vorderkanten (40) gebildet ist, die geeignet sind, in ein Flöz aus Erz einzudringen, wobei die Kammer (20) teleskopisch mit dem Gehäuse (22) verbunden ist und Vorrichtungen zum Abbau von Erz enthält; und Vorrichtungen (24, 25, 26, 28) zum Ausfahren und Einfahren der Kammer (20) relativ zu dem Gehäuse (22); und d) Vorwärtsbewegen der Softwall-Abbauvorrichtungen in eine im wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Graben verlaufende Richtung, um das Flöz dadurch abzubauen, daß die Kammern (20) benachbarter Vorrichtungen nacheinander vorwärtsbewegt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Abbau dadurch erfolgt, daß mehrere Gruppen der Softwall-Abbauvorrichtungen in unterschiedlichen Höhen in dem Flöz wie folgt positioniert sind: i. Anordnen einer ersten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von einer Oberseite des Flözes bis zu einer Basis der ersten Gruppe der Softwall-Abbauvorrichtungen; ii. Anordnen einer zweiten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von der Basis der ersten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen bis zu einer Basis der zweiten Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen; und iii. Anordnen einer zusätzlichen Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von einer Basis einer unmittelbar höheren Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zu einer Basis eines vorhergehenden Arbeitsganges, bis die Erzader in einem vorgegebenen Maße abgebaut ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Abbau wie folgt durchgeführt wird: i. Anordnen einer Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen zum Ausschlämmen von Erz von einer Oberseite des Flözes; ii. Vorrücken mit der Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen über eine vorgegebene Distanz durch das Flöz; iii. Wiederanordnen der Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen auf einer neuen, durch Verfahrensschritt ii gebildeten Oberseite des Flözes; iv. Vorrücken mit der Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen über eine vorgegebene Distanz durch das Flöz; und v. Wiederanordnen der Gruppe von Softwall-Abbauvorrichtungen auf einer neuen, durch Verfahrensschritt iv gebildeten Oberseite des Flözes; vi. Wiederholen der Verfahrensschritte iv und v, bis eine vorgegebene Menge des Flözes entfernt worden ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem ein dritter langgestreckter Graben im wesentlichen parallel zu dem ersten Graben und am anderen Ende des zweiten Grabens, das nicht mit dem ersten Graben verbunden ist, ausgebildet wird, um einen Austritt für ausgeschlämmtes abgebautes Mineral in den ersten oder den dritten Graben oder in beide Gräben zu schaffen.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Verfahrensschritt des Vorsehens von heckseitig angeordneten Injektoren (31) an dem lasttragenden Gehäuse (22) und Auswerfen von flüssigem Material aus diesen in die einstürzende Deckschicht (54).
  14. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Verfahrensschritt des Spritzens von Flüssigkeiten aus den Vorderkanten (40) der Kammer (20), um das Vorrücken der Vorrichtung zu erleichtern.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Verfahrensschritt des Spritzens von Flüssigkeiten in der Kammer (20) zum Aufschlämmen von Erz.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Verfahrensschritt des Anordnens einer Schnecke in der Rinnenwaschkammer (20), um den Abtransport von geschlämmtem Erz aus der Vorrichtung zu beschleunigen.
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