EP3014070B1

EP3014070B1 - Vorrichtung zum abteufen eines schachts und verfahren zum abteufen eines schachts

Info

Publication number: EP3014070B1
Application number: EP14727531.7A
Authority: EP
Inventors: Werner Burger
Original assignee: Herrenknecht AG
Current assignee: Herrenknecht AG
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: CA2916440C; WO2014206688A3; DE102013212098B4; EP3014070A2; JP6424215B2; WO2014206688A2; RU2016102058A; DE102013212098A1; JP2016525175A; RU2667988C2; ES2729194T3; CA2916440A1; AU2014301480A1; US9995138B2; CN105408584A; CN105408584B; PL3014070T3; US20160130942A1; AU2014301480B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abteufen eines Schachts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abteufen eines Schachts.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein Verfahren zum Abteufen eines Schachts sind aus DE 19 04 684 A1 bekannt. Die gattungsgemäße Vorrichtung zum Abteufen eines Schachts verfügt über eine in Abteufrichtung rückseitig angeordnete Trägereinheit, die mit einer lediglich eine axiale, in Richtung der Bohreinheit weisende Wirkrichtung aufweisenden Hängeeinheit verbunden ist. Weiterhin ist eine in Abteufrichtung vorderseitig angeordnete Bohreinheit vorhanden, wobei die Trägereinheit sowie die Bohreinheit über eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Tragezylindern verbunden sind und wobei die Bohreinheit eine Anzahl von Verspannmodulen zum radialen sowie axialen Verspannen, eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Verschiebezylindern und einen Bohrkopf aufweist, der mit den Verschiebezylindern verbunden und bei zum Verspannen aktivierten Verspannmodulen zum Vertiefen des Schachts eingerichtet ist. Die Bohreinheit gemäß dem gattungsgemäßen Stand der Technik weist als Plattformen eine Hilfsbühne und eine Arbeitsbühne auf, die beide unabhängig voneinander über eigene Verspannmodule radial und axial verspannbar sind. Die Tragezylinder sind zwischen der Trägereinheit und der Hilfsbühne angeordnet, während die Verschiebezylinder zwischen der Hilfsbühne und der Arbeitsbühne angeordnet sind. Bei dem gattungsgemäßen Verfahren werden die Hilfsbühne und die Arbeitsbühne nach Art eines Schreitwerks wechselweise gelöst sowie verspannt und müssen demnach nach jedem Löse- und Verspannvorgang relativ zueinander korrekt ausgerichtet werden.
Eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren sind auch aus DE 26 57 573 A1 bekannt.
Eine weitere Vorrichtung und ein Verfahren zum Abteufen eines Schachts sind aus US-A-4,646,853 bekannt. Diese Vorrichtung verfügt über eine in Abteufrichtung rückseitig angeordnete Trägereinheit und über eine in Abteufrichtung vorderseitig angeordnete Bohreinheit. Die Trägereinheit und die Bohreinheit sind über eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Tragezylindern miteinander verbunden. Die Bohreinheit weist eine Anzahl von Verspannmodulen zum radialen sowie axialen Verspannen, eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Verschiebezylindern und einen Bohrkopf auf, der mit den Verschiebezylindern verbunden und bei zum Verspannen aktivierten Verspannmodulen zum Vertiefen des Schachts eingerichtet ist. Weiterhin ist die gattungsgemäße Vorrichtung mit Sicherungsmodulen ausgestattet, die an der Trägereinheit angebracht und zum radialen sowie axialen Verspannen der Trägereinheit zeitweise im Wechsel mit dem Verspannen der Bohreinheit eingerichtet sind. Beim Abteufen eines Schachts beginnt ein Abteufzyklus damit, dass die Verspannmodule und die Sicherungsmodule zum Verspannen der Bohreinheit sowie der Trägereinheit aktiviert sind. Die Tragezylinder sind vollständig ausgefahren, während die Verschiebezylinder eingefahren sind. Nach Inbetriebnahme des Bohrkopfes fahren die Verschiebezylinder maximal aus, bis die maximale Abteuftiefe während eines Abteufzyklus erreicht ist. Anschließend fahren die Verschiebezylinder vollständig ein und heben den Bohrkopf an. Dann werden die Sicherungsmodule deaktiviert und die Tragezylinder eingefahren, so dass sich die Trägereinheit absenkt, während die Bohreinheit weiterhin verspannt ist. Anschließend werden die Sicherungsmodule wieder aktiviert, so dass die Trägereinheit verspannt ist. Nunmehr werden die Verspannmodule deaktiviert und die somit freigegebene Bohreinheit wird durch Ausfahren der Tragezylinder abgesenkt. Anschließend werden die Verspannmodule wieder zum axialen und radialen Verspannen der Bohreinheit aktiviert, so dass ein neuer Abteufzyklus beginnen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Abteufen eines Schachts anzugeben, mit denen ein Schacht effizient abteufbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Diese Aufgabe wird weiterhin mit einem Verfahren zum Abteufen eines Schachts mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.
Erfindungsgemäß lassen sich nunmehr zwischen zwei Absenkhüben der Trägereinheit, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich hängend befestigt und insbesondere nicht in axialer Richtung verspannt ist, wenigstens zwei Vorschubhübe der nur eine einzige zu verspannende Bohrplattform aufweisenden Bohreinheit ausführen, was die Rüstzeiten zwischen aufeinanderfolgenden Abteufzyklen relativ kurz hält.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung.
Es zeigen:

Fig. 1: in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Beginn eines Abteufzyklus mit einer Trägereinheit und mit einer Bohreinheit, die minimal voneinander beabstandet sind,
Fig. 2: in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit einem gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1 über Verschiebezylinder in Abteufrichtung vorgeschobenen Bohrkopf der Bohreinheit,
Fig. 3: in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit einer gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1 über Tragezylinder abgesenkten Bohreinheit und einem gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 2 zurückgezogenen Bohrkopf,
Fig. 4: in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit einem ausgehend von der Anordnung gemäß Fig. 3 entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 2 in Abteufrichtung mittels den Verschiebezylindern vorgeschobenen Bohrkopf,
Fig. 5: in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zu Beginn eines nächsten Abteufzyklus mit einer gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1 insgesamt in Abteufrichtung versetzten Trägereinheit und Bohreinheit,
Fig. 6: in einer schematischen Seitenansicht eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis Fig. 5, das zum Auskleiden der Schachtwand des Schachts mit Tübbingen eingerichtet ist,
Fig. 7: in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 bei der Endmontage eines Tübbingrings,
Fig. 8: in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ein Fördergefäß aufweisenden Fördereinheit,
Fig. 9: in einer Schnittansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8,
Fig. 10: in einer weiteren Schnittansicht durch die Trägereinheit das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8,
Fig. 11: in einer schematischen Seitenansicht eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 8 bis Fig. 10 mit einer zwei Fördergefäße aufweisenden Fördereinheit,
Fig. 12: in einer Schnittansicht durch eine Trägereinheit die Weiterbildung gemäß Fig. 11 mit einer zu einem Fördergefäß ausgerichteten Schwenkschurre,
Fig. 13: in einer Schnittansicht durch die Trägereinheit die Weiterbildung gemäß Fig. 11 mit der zu dem anderen Fördergefäß ausgerichteten Schwenkschurre,

Fig. 14: in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das mit einer hydraulischen Fördereinheit ausgebildet ist,
Fig. 15: in einer Schnittansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 und
Fig. 16: in einer weiteren Schnittansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abteufen eines Hauptschachts 1 als Schacht in einer im wesentlichen vertikal verlaufenden und der Richtung der Schwerkraft folgenden Abteufrichtung. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verfügt über eine in Abteufrichtung rückseitig angeordnete Trägereinheit 2 und über eine in Abteufrichtung vorderseitig angeordnete Bohreinheit 3.
Die Trägereinheit 2 weist eine Anzahl von Schachtbühnen 4, 5, 6, 7 auf, die sich radial über den größten Bereich des Querschnittes des Hauptschachtes 1 erstrecken und bei bestimmungsgemäßer Anordnung in dem Hauptschacht 1 in Abteufrichtung übereinander angeordnet sind. Zum Stabilisieren der Trägereinheit 2 in radialer Richtung sind Radialstabilisatoren 8 vorhanden. Eine Gruppe von Radialstabilisatoren 8 ist an der der Bohreinheit 3 nächstbenachbarten schachtsohlenseitigen Schachtbühne 4 angebracht. Eine weitere Gruppe von Radialstabilisatoren 8 ist an Verstrebungen 9 befestigt, die sich zwischen der der schachtsohlenseitigen Schachtbühne 4 am weitesten entfernt liegenden schachtmundseitigen Schachtbühne 7 und einer der schachtsohlenseitigen Schachtbühne 7 benachbarten zwischenliegenden Schachtbühne 6 erstrecken sowie mit diesen verbunden sind.
Die Radialstabilisatoren 8 sind lediglich dazu eingerichtet, die Trägereinheit 2 gegen Bewegen in radialer Richtung spielfrei zu stabilisieren. Die Radialstabilisatoren 8 sind jedoch nicht dazu eingerichtet, die Trägereinheit 2 in dem Sinne in radialer und axialer Richtung des Hauptschachtes 1 zu verspannen, dass die Trägereinheit 2 während eines Betriebes der Bohreinheit 3 zum Abteufen des Hauptschachtes 1 die Bohreinheit 3 stabilisierende Kräfte in radialer und axialer Richtung aufnehmen kann.
An der schachtbodenseitigen Schachtbühne 4 ist weiterhin eine Anzahl von Seilen 10 einer Hängeeinheit angebracht, die sich durch den Hauptschacht 1 von der Trägereinheit 2 weg erstrecken.
An der der Bohreinheit 3 gegenüberliegenden schachtsohlenseitigen Schachtbühne 4 ist eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Tragezylindern 11 angebracht, die sich von der schachtsohlenseitigen Schachtbühne 4 weg in Richtung der Bohreinheit 3 erstrecken und mit der Bohreinheit 3 verbunden sind.
Die Bohreinheit 3 verfügt über einen Abstützrahmen 12, an dem zum einen die Tragezylinder 11 und zum anderen in Abteufrichtung arbeitende Verschiebezylinder 13 angebracht sind, die sich von der schachtsohlenseitigen Schachtbühne 7 weg in Richtung eines Bohrkopfes 14 der Bohreinheit 3 erstrecken und mit diesem verbunden sind.
Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 1 entnehmen, dass die Bohreinheit 3 mit einer Anzahl von Verspannmodulen 15 ausgestattet ist, die an einer Bohrplattform 16 der Bohreinheit 3 angreifen und mit Verspannzylindern 17 ausgestattet sind, die sich in radialer Richtung erstrecken, radial innenseitig mit der Bohrplattform 16 verbunden und radial außenseitig mit Verspannplatten 18 versehen sind. Die Verspannmodule 15 sind dazu eingerichtet, die Bohreinheit 3 radial sowie axial derart zu verspannen, dass im wesentlichen sämtliche während des Betriebs der Bohreinheit 3 zum Abteufen des Hauptschachtes 1 insbesondere durch den Bohrkopf 14 erzeugten Kräfte von der Bohreinheit 3 aufgenommen werden.
Vorteilhafterweise verfügt die Bohreinheit 3 über einen Außendichtkragen 19, der an den Querschnitt des Hauptschachtes 1 in radialer Richtung, gegebenenfalls unter Beibehalten eines aus Sicherheitsgründen unbedenklichen minimalen Restspaltes, anpassbar ist und die Bohreinheit 3 im Bereich der Bohrplattform 16 gegen die Trägereinheit 2 radial abschließt.
Der Bohrkopf 14 ist mit einer Anzahl von Antriebsmotoren 20 ausgestattet, mit denen ein Drehantrieb 21, der durch einen Stützzylinder 22 stabilisiert ist, zum Drehen um eine in parallel zur Abteufrichtung verlaufende Drehachse antreibbar ist. Der Drehantrieb 21 ist gegenüber der Bohrplattform 16 mit einem Bohrkopfantriebslager 23 gelagert und weist eine Anzahl von Antriebsarmen 24 auf, die sich zwischen dem Drehantrieb 21 und einem Abbaukegelrad 25 erstrecken. Das Abbaukegelrad 25 verfügt in seinem von dem Drehantrieb 23 am weitesten beabstandeten Bereich über eine Abführöffnung 25'.
Das Abbaukegelrad 25 ist mit einer Anzahl von Abbauwerkzeugen 26 bestückt und erstreckt sich in Abteufrichtung entlang einer komplementär kegelförmig ausgebildeten Hauptschachtsohle 27 von radial außen von der Bohrplattform 16 wegweisend in der Anordnung gemäß Fig. 1 zu einem gegenüber dem Hauptschacht 1 im Querschnitt wesentlich kleineren, sich in Verlängerung des Hauptschachtes 1 von einem Hauptschachtmund 28 in Abteufrichtung erstreckenden Vorschacht 29. Die Abführöffnung 25' mündet in den Vorschacht 29, so dass von dem Bohrkopf 14 abgebautes Material über den Vorschacht 29 abförderbar ist.
Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Beginn eines Abteufzyklus in einer axialen Zyklusstartposition, in der bei diesem Ausführungsbeispiel die Tragezylinder 11 und die Verschiebezylinder 13 in einer maximal eingefahrenen Einfahrstellung sind, so dass die Trägereinheit 2 und die Bohreinheit 3 mit der schachtsohlenseitigen Schachtbühne 4 und der Bohrplattform 16 in einem absoluten Minimalabstand sind.
Die Position der Trägereinheit 2 in Abteufrichtung zu Beginn eines Abteufzyklus ist in Fig. 1 und den nachfolgenden Figuren durch eine strichpunktierte Referenzlinie 31 dargestellt, deren Absolutlage unverändert gelassen wird.
Zu Beginn eines Abteufzyklus wird die Bohreinheit 3 in axialer und radialer Richtung mittels der Verspannmodule 15 durch Ausfahren der Verspannzylinder 17 und Andrücken der Verspannplatten 18 an die Hauptschachtinnenwand 30 des Hauptschachtes 1 derart verspannt, dass die bei Betrieb des Bohrkopfes 14 in radialer und axialer Richtung wirkenden Kräfte von der Bohreinheit 3 im wesentlichen vollständig aufgenommen werden.
Anschließend wird der Bohrkopf 14 der Bohreinheit 3 zum Vertiefen des Hauptschachtes 1 in Betrieb gesetzt. In Abhängigkeit der Abbaugeschwindigkeit in Abteufrichtung fahren die Verschiebezylinder 13 der Bohreinheit 3 in Abteufrichtung aus.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einem Stadium des Abteufzyklus, bei dem die Verschiebezylinder 13 mit dem Bohrkopf 14 in einer vorgeschobenen Stellung nunmehr in einer Ausfahrstellung sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht diese Ausfahrstellung dem Maximalhub der Verschiebezylinder 13. Die Höhenlage der Trägereinheit 2 ist in der Anordnung gemäß Fig. 2 gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1 unverändert.
Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einem gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 2 weiteren Stadium eines Abteufzyklus, der dadurch eingenommen worden ist, dass die Verspannmodule 15 ausgehend von der Anordnung gemäß Fig. 2 von der Hauptschachtinnenwand 30 durch Einfahren der Verspannzylinder 17 gelöst worden sind, anschließend die Tragezylinder 11 unter Vorschieben der Bohreinheit 3 mit dem Bohrkopf 14 bis zu einer Ausfahrstellung ausgefahren und die Verschiebezylinder 13 unter Zurückziehen des Bohrkopfes 14 bis zu einer Einfahrstellung eingefahren worden sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die in Fig. 3 dargestellte Ausfahrstellung der Tragezylinder 11 dem Maximalhub der Tragezylinder 11. Anschließend wurde die Bohreinheit 3 mittels der Verspannmodule 15 durch Ausfahren der Verspannzylinder 17 mit Anlage der Verspannplatten 18 an der Hauptschachtinnenwand 13 erneut verspannt.
Ausgehend von der Anordnung gemäß Fig. 3 wird der Bohrkopf 14 wieder in Betrieb gesetzt, und die Verschiebezylinder 13 werden entsprechend der Abteufgeschwindigkeit in Abteufrichtung erneut bis zu einer Ausfahrstellung ausgefahren.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 am Ende eines Abteufzyklus, bei dem bei noch unveränderter Lage der Trägereinheit 2 entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 1 die Verschiebezylinder 13 gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 3 nunmehr erneut in einer hier maximal ausgefahrenen Ausfahrstellung sind.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zu Beginn des nächsten Abteufzyklus, wofür gegen der Anordnung gemäß Fig. 1 die Trägereinheit 2 nunmehr um die Summe der Ausfahrhübe der Tragezylinder 11 und der Verschiebezylinder 13 durch Nachführen der Seile 10 der Aufhängeeinheit in Abteufrichtung abgesenkt worden ist.
Das Absenken der Trägereinheit 2 sowie der Bohreinheit 3 gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 1 ist in Fig. 5 durch den Abstand der schachtmundseitigen Schachtbühne 7 von der Referenzlinie 31 deutlich erkennbar.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu eingerichtet, die Tragezylinder 11 über mehrere Zwischenstellungen von einer maximal eingefahrenen Einfahrstellung bis zu einer maximal ausgefahrenen Ausfahrstellung zu bewegen, bevor die Trägereinheit 2 in Abteufrichtung abgesenkt wird.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Weiterbildung des anhand Fig. 1 bis Fig. 5 erläuterten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 und bei der Weiterbildung gemäß Fig. 6 einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Funktionsweise beim Durchführen des anhand Fig. 1 bis Fig. 5 erläuterten Verfahrens zum Vermeiden von Wiederholungen im weiteren nicht näher erläutert sind. Die Weiterbildung gemäß Fig. 6 ist dazu eingerichtet, die Hauptschachtinnenwand 30 mit Tübbingelementen 32 zu verkleiden, die von einer Hinterfüllung 33, die bevorzugt durch Beton gebildet ist, hinterlegt sind. Hierfür verfügt die Weiterbildung gemäß Fig. 6 über einen radial außenseitig mit einem aufblasbaren Tübbingmontagedichtungsring ausgestatteten Tübbingmontagekranz 34, der an der Bohrplattform 16 angebracht ist und mit dem, wie in Fig. 6 darstellt, die Tübbingelemente 32 über Radialpositionierzylinder 35 in radialer Richtung positionierbar sind.
Fig. 7 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Weiterbildung gemäß Fig. 6 mit schachtsohlenseitig liegenden Tübbingelementen 32, die als umfänglich geschlossener Tübbingring mittels Axialpositionszylindern 36 entgegen der Abteufrichtung in axialer Richtung gegen die in Abteufrichtung bereits fertig montierten Tübbingelemente 32 angedrückt werden. Weiterhin ist in der Darstellung gemäß Fig. 7 zu erkennen, dass mittels einer Zuführleitung 37 das Material für die Hinterfüllung 33, wie vorzugsweise flüssiger Beton, nach Aufblasen des Tübbingmontagedichtungsringes zum Abdichten nach axial unten zwischen die durch die Axialpositionszylinder 36 gehaltenen Tübbingelemente 32 und der Hauptschachtinnenwand 30 zuführbar ist.
Fig. 8 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und wie die Vorgehensweise beim Abteufen eines Schachts im weiteren zum Teil nicht nochmals näher erläutert sind. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 sowie von der Weiterbildung gemäß Fig. 6 und Fig. 7 dadurch, dass der Bohrkopf 14 im Bereich der Hauptschachtsohle 27 geschlossen ist.
Zum Abfördern von von dem Bohrkopf 14 abgebautem Material ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 mit einer Fördereinheit ausgestattet, die eine Saugleitung 38 aufweist, welche in den hauptschachtsohlenseitig tiefsten Bereich des Abbaukegelrades 25 mündet und sich von der Bohreinheit 3 weg in die Trägereinheit 2 erstreckt. Auf der der Bohreinheit 3 abgewandten Seite mündet die Saugleitung 38 in einen Saugbehälter 39 der Fördereinheit, der in der Trägereinheit 2 angeordnet ist. An seinem der Bohreinheit 3 zugewandten Ende ist der Saugbehälter 38 mit einer schwenkbaren Auswurfklappe 40 versehen sowie mit einer feststehenden Stationärschurre 41 ausgestattet, die in ein in axialer Richtung bewegbares Fördergefäß 42 mündet. Bei Öffnen der Auswurfklappe 40 ist somit in dem Saugbehälter 39 angefallenes Material in das Fördergefäß 42 überführbar und über das Fördergefäß 42 aus dem Hauptschacht 1 abförderbar.
An dem der Bohreinheit 3 abgewandten Ende des Saugbehälters 39 ist ein Ende einer Y-artigen Verbindungsleitung 43 der Fördereinheit vorhanden, die mit ihren beiden anderen Enden in ein erstes Sauggebläse 44 und ein zweites Sauggebläse 45 mündet. Über die Sauggebläse 44, 45 ist ein relativer Unterdruck erzeugbar, mittels dem über die Saugleitung 38 und den Saugbehälter 39 das im Abbaubetrieb anfallende Material aus dem Sohlenbereich des Hauptschachtes 1 als hier einzigem Schacht abförderbar ist.
Fig. 9 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 in einer Schnittansicht in der Ebene IX-IX gemäß Fig. 8. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass für das in Fig. 9 nicht dargestellte Fördergefäß 42 ein Fördergefäßführungskäfig 46 vorhanden ist, um das Fördergefäß 42 in axialer Richtung zu führen. Des weiteren lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 9 entnehmen, dass die schachtsohlenseitige Förderbühne 4 eine Anzahl von Betriebsmitteln wie einen Spritzbetonbehälter 47, eine Steuerkabine 48, einen Elektroschrank 49 sowie ein Hydraulikaggregat 50 trägt. Des weiteren ist in Fig. 9 eine Ventilationsleitung 51 zu erkennen, über die dem Hauptschacht 1 Frischluft zuführbar ist.
Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 9 besonders deutlich entnehmen, dass die Trägereinheit 2 über eine Vielzahl von Seilen 10 aufgehängt ist, die mit ihren schachtseitigen Enden in der schachtzonenseitigen Schachtbühne 4 verankert sind.
Fig. 10 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 in einer Schnittansicht in der Ebene X-X von Fig. 8. Aus Fig. 10 ist deutlich erkennbar, wie die feststehende Stationärschurre 41 in das Fördergefäß 42 mündet, so dass das in den Saugbehälter 39 eingeförderte Material zuverlässig aus dem Hauptschacht 1 abförderbar ist.
Fig. 11 zeigt eine Weiterbildung des anhand Fig. 8 bis Fig. 10 erläuterten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 bis Fig. 10 und bei der Weiterbildung gemäß Fig. 11 einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren zum Teil nicht nochmals näher erläutert sind. Die Weiterbildung gemäß Fig. 11 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 bis Fig. 10 dadurch, dass bei der Fördereinheit ein erstes Fördergefäß 52 und ein zweites Fördergefäß 53, das in der Darstellung gemäß Fig. 11 gestrichelt dargestellt ist, vorhanden sind, die im Betrieb zum effizienten Aufnehmen von Material aus dem Saugbehälter 38 wechselweise in der Trägereinheit 2 positionierbar sind. Zum Beschicken der Fördergefäße 52, 53 ist eine schwenkbare Schwenkschurre 54 vorhanden, die entweder auf das erste Fördergefäß 52 oder das zweite Fördergefäß 53 ausrichtbar ist.
Fig. 12 zeigt in einem Schnitt entlang der Ebene XII-XII gemäß Fig. 11 in einer Schnittansicht die Weiterbildung gemäß Fig. 11 mit der Schwenkschurre 54 in einer auf das erste Fördergefäß 52 ausgerichteten Stellung. In dieser Ausrichtung ist nunmehr das erste Fördergefäß 52 mit Material aus dem Saugbehälter 39 beschickbar.
Fig. 13 zeigt die Weiterbildung gemäß Fig. 11 in einem Schnitt in der Ebene XII-XII gemäß Fig. 11 mit einem nunmehr im Bereich der Trägereinheit 2 angeordneten zweiten Fördergefäß 53 und einer auf das zweite Fördergefäß 53 ausgerichteten Schwenkschurre 54. In dieser Ausrichtung der Schwenkschurre 54 ist nunmehr das zweite Fördergefäß 53 mit Material aus dem Saugbehälter 39 befüllbar und durch Ausfahren des zweiten Fördergefäßes 53 entfernbar, während das in Fig. 13 nicht dargestellte erste Fördergefäß 52 wieder in die Anordnung gemäß Fig. 12 zurückkehrt.
Fig. 14 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das alternativ zu den voranstehend erläuterten Ausführungsbeispielen mit einer pneumatisch arbeitenden Fördereinheit mit einer hydraulisch arbeitenden Fördereinheit ausgestattet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 ist eine Hauptförderleitung 55 vorhanden, die mit einem Ende im Bereich des Bohrkopfs 14 endet und mit der mittels einer ebenfalls im Bereich des Bohrkopfs 14 angeordneten Hauptförderpumpe 56 im Bereich des Bohrkopfs 14 vorhandene Förderflüssigkeit 57 abpumpbar ist.
Das dem Bohrkopf 14 abgewandte Ende der Hauptförderleitung 55 mündet in einen Entsander 58, mit dem in der aus dem Bereich des Bohrkopfs 14 abgeführten Förderflüssigkeit 57 enthaltene größere Bestandteile als grobkörniger Austrag 59 in einen Zwischenbunker 60 abführbar sind. Aus dem Zwischenbunker 60 ist der grobkörnige Austrag 59 zum Abtransport aus dem Hauptschacht 1 in ein Fördergefäß 42 überführbar.
Die aus dem Bereich des Bohrkopfs 14 abgeführte, von den größeren Bestandteilen befreite Förderflüssigkeit 57 wird in einen dem Entsander 58 nachgeschalteten Auffangbehälter 61 überführt und mittels einer Schachtförderpumpe 62 über eine Schachtförderleitung 63 aus dem Hauptschacht 1 entfernt.
Eine Schachtrückführleitung 64 und eine in dem Bereich des Bohrkopfs 14 mündende Hauptrückführleitung 65 dienen dem Zuführen von Förderflüssigkeit 57 in den Bereich des Bohrkopfs 14.
Fig. 15 zeigt in einer Schnittansicht entlang der Linie XV-XV das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14. Der Darstellung gemäß Fig. 15 lässt sich entnehmen, dass der grobkörnige Austrag 59 über eine Stationärschurre 41 aus dem Zwischenbunker 60 in das Fördergefäß 42 überführbar ist.
Fig. 16 zeigt in einer Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14. Aus Fig. 16 lässt sich erkennen, dass der grobkörnige Austrag 59 frei in den in Richtung des Entsanders 58 offenen Zwischenbunker 60 fällt.

Claims

Vorrichtung zum Abteufen eines Schachts, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10, mit einer in Abteufrichtung rückseitig angeordneten Trägereinheit (2), die mit einer lediglich eine axiale, in Richtung der Bohreinheit (3) weisende Wirkrichtung aufweisenden Hängeeinheit (10) verbunden ist, mit der die Trägereinheit (2) in axialer Richtung gegen die Schwerkraft in verschiedenen axialen Zyklusstartpositionen positionierbar ist, und mit einer in Abteufrichtung vorderseitig angeordneten Bohreinheit (3), wobei die Trägereinheit (2) sowie die Bohreinheit (3) über eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Tragezylindern (11) miteinander verbunden sind und wobei die Bohreinheit (3) eine Anzahl von Verspannmodulen (15) zum radialen sowie axialen Verspannen, eine Anzahl von in Abteufrichtung arbeitenden Verschiebezylindern (13) und einen Bohrkopf (14) aufweist, der mit den Verschiebezylindern (13) verbunden und bei zum Verspannen aktivierten Verspannmodulen (15) zum Vertiefen des Schachts (1) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohreinheit (3) eine einzige Bohrplattform (16) aufweist, an der alle Tragezylinder (11), alle Verschiebezylinder (13) und alle Verspannmodule (15) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hängeeinheit eine Anzahl von Seilen (10) aufweist, die mit der Trägereinheit (2) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (2) eine der Bohreinheit (3) gegenüberliegende schachtsohlenseitige Schachtbühne (4) aufweist, an der die Seile (10) und die Tragezylinder (11) angebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragezylinder (11) und die Verschiebezylinder (13) an einem Abstützrahmen (12) der Bohreinheit (3) angebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Fördereinheit mit einer Saugleitung (38) vorhanden ist, über die von der Bohreinheit (3) abgebautes Material in Richtung der Trägereinheit (2) förderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit zwei Fördergefäße (52, 53) sowie eine Schwenkschurre (54) aufweist, über die in einem von der Saugleitung (38) in einen Saugbehälter (39) eingefördertes Material abführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Fördereinheit mit einer Hauptförderleitung (55) vorhanden ist, über die von der Bohreinheit (3) abgebautes Material in Richtung der Trägereinheit (2) förderbar ist.
Verfahren zum Abteufen eines Schachts insbesondere mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit den Schritten
a) Anordnen einer Trägereinheit (2) in einer axialen Zyklusstartposition mit Tragezylindern (11) in einer Einfahrstellung und Anordnen einer Bohreinheit (3) in einem Minimalabstand zu der Trägereinheit (2) mit Verschiebezylindern (13) in einer Einfahrstellung,

b) Verspannen einer einzigen Bohrplattform (16), an der alle Tragezylinder (11) und alle Verschiebezylinder (13) angebracht sind, der Bohreinheit (3) in axialer und radialer Richtung mittels Verspannmodulen (15), wobei alle Verspannmodule (15) ebenfalls an der einzigen Bohrplattform (16) angebracht sind.

c) Betätigen eines Bohrkopfs (14) der Bohreinheit (3) zum Vertiefen des Schachts (1) mit Ausfahren der Verschiebezylinder (13) bis zu einer Ausfahrstellung,

d) Lösen der Verspannmodule (15),

e) Ausfahren der Tragezylinder (11) bis zu einer Ausfahrstellung und Einfahren der Verschiebezylinder (13) bis zu einer Einfahrstellung,

f) erneutes Verspannen der Bohrplattform (16) in axialer und radialer Richtung mittels der Versparirimodule (15),

g) Betätigen des Bohrkopfs (14) zum weiteren Vertiefen des Schachts (1) mit erneutem Ausfahren der Verschiebezylinder (13) bis zu einer Ausfahrstellung,

h) erneutes Lösen der Verspannmodule (15),

i) Absenken der Trägereinheit (2) in die nächste axiale Zyklusstartposition mit Einfahren der Tragezylinder (11) und der Verschiebezylinder (13) jeweils bis zu einer Einfahrstellung und

k) weiteres Durchführen der Schritte a) bis i) bis zum Erreichen einer vorbestimmten Abteuftiefe.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebezylinder (13) bei den Schritten a), c), e), g) und i) jeweils in ihrer maximal eingefahrenen Einfahrstellung beziehungsweise maximal ausgefahrenen Ausfahrstellung sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragezylinder (11) bei den Schritten a), e) und i) jeweils in ihrer maximal eingefahrenen Einfahrstellung beziehungsweise maximal ausgefahrenen Ausfahrstellung sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragezylinder (11) bei dem Schritt e) in wenigstens einer Zwischenstellung sind, die zwischen einer maximal eingefahrenen Einfahrstellung und einer maximal ausgefahrenen Ausfahrstellung liegt, und dass in der oder jeder Zwischenstellung die Schritte f), g) und h) sowie der Schritt e) Ausfahren der Tragezylinder (11) bis zu einer Ausfahrstellung oder weiteren Zwischenstellung und Einfahren der Verschiebezylinder (13) bis zu einer Einfahrstellung durchgeführt wird.