DE102008047582B3

DE102008047582B3 - Strebausrüstung mit einem höhenverstellbar auf dem Strebförderer geführten Walzenschrämlader

Info

Publication number: DE102008047582B3
Application number: DE102008047582A
Authority: DE
Inventors: Armin Mozar; Martin Dr. Junker
Original assignee: RAG AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: PL394289A1; RU2011108006A; AU2009294929A1; US20110163590A1; WO2010031501A1; CN102165139A

Abstract

Eine Strebausrüstung für die maschinelle Gewinnung, insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau, mit einem längs der Strebfront angeordneten Strebförderer, mit einem auf dem Strebförderer verfahrbaren Walzenschrämlader und mit im Winkel zum Strebförderer angeordneten, zum Walzenschrämlader vorkragende Hangendkappen aufweisenden Schildausbaueinheiten, wobei der Walzenschrämlader einen sich auf dem Strebförderer abstützenden und darauf geführten Maschinenkörper mit zwei davon getragenen, an dem Maschinenkörper schwenkbeweglich angeordneten Schrämwalzen aufweist und der den Strebförderer übergreifende Maschinenkörper ein den maximalen Beladungsquerschnitt des Strebförderers vorgebendes Portal aufbildet ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (25) des Walzenschrämladers (21) zur variablen Einstellung seines Portalquerschnitts (26) mittels einer an ihm angebrachten Hubvorrichtung auf dem Strebförderer (20) höhenverstellbar geführt und das an dem Maschinenkörper (25) angeordnete und in ein am Strebförderer (20) ortsfest ausgebildetes Gegenlager (36) eingreifendes Antriebselement (40) an dem Maschinenkörper (25) höhenverstellbar eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strebausrüstung für die maschinelle Gewinnung, insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau, mit einem längs der Strebfront angeordneten Strebförderer, mit einem auf dem Strebförderer verfahrbaren Walzenschrämlader und mit im Winkel zum Strebförderer angeordneten, zum Walzenschrämlader vorkragende Hangendkappen aufweisenden Schildausbaueinheiten, wobei der Walzenschrämlader einen sich auf dem Strebförderer abstützenden und darauf geführten Maschinenkörper mit zwei davon getragenen, an dem Maschinenkörper schwenkbeweglich angeordneten Schrämwalzen aufweist und der den Strebförderer übergreifende Maschinenkörper ein den maximalen Beladungsquerschnitt des Strebförderers vorgebendes Portal ausbildet.
Soweit eine solche Strebausrüstung durch Benutzung bekannt ist, besteht ein besonderes Problem darin, dass bei der sogenannten Bergfahrt des Walzenschrämladers, also bei der Gewinnungsfahrt entgegen der Förderrichtung des Strebförderers, das von der dem Maschinenkörper vorauseilenden und im Bereich des Hangenden schneidenden Schrämwalze gelöste Fördergut durch das von dem Maschinenkörper über dem Strebförderer gebildete Portal abgefördert werden muss. Dazu ist anzumerken, dass die vorauseilende Schrämwalze den überwiegenden Teil der von dem Walzenschrämlader insgesamt freigeschnittenen Strebhöhe schneidet und auf den Strebförderer lädt. Dabei steigt der von der vorauseilenden Schrämwalze geschnittene Anteil mit einem in Relation zur Flözmächtigkeit zunehmenden Walzendurchmesser beziehungsweise mit einem zunehmenden Abstand der Schnittführung der vorauseilenden Schrämwalze vom Hangenden wegen des damit verbundenen beziehungsweise beabsichtigten Nachbruches sowie generell bei abnehmender Flözmächtigkeit an. So hat bei Schrämwalzenbetrieben in Steinkohlenflözen mit einer Mächtigkeit von circa 2 m bis 2,5 m die vorauseilende Schrämwalze einen Gewinnungsanteil von circa 75% bis 90% der Flözmächtigkeit. Aufgrund dieses Umstandes kann bei der Bergfahrt des Walzenschrämladers die Abförderung des gelösten Gewinnungsgutes durch das Portal des Schrämwalzenladers zum leistungsbegrenzenden Faktor werden.
Soweit es aus der DE 199 27 364 A1 bekannt ist, zur Anpassung des Walzenschrämladers an unterschiedliche Flözmächtigkeiten die Schrämwalzen an einer gemeinsamen Tragkonstruktion zu haltern und diese Tragkonstruktion gegenüber dem Maschinenkörper höhenverstellbar einzurichten, wird die angesprochene Kapazitätsgrenze dadurch nicht beseitigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strebausrüstung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass der Walzenschrämlader selbst keine unmittelbare Begrenzung für die Einstellung von dessen Gewinnungsleistung bildet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass der Maschinenkörper des Walzenschrämladers zur variablen Einstellung seines Portalquerschnitts mittels einer an ihm angebrachten Hubvorrichtung auf dem Strebförderer höhenverstellbar geführt und das an dem Maschinenkörper angeordnete und in ein am Strebförderer ortsfest ausgebildetes Gegenlager eingreifendes Antriebselement an dem Maschinenkörper höhenverstellbar eingerichtet ist.
Mit der Erfindung ist zunächst der Vorteil verbunden, dass aufgrund einer Einstellung des maximal möglichen Portalquerschnitts durch Anheben des Maschinenkörpers des Walzenschrämladers gegenüber dem Strebförderer die Gewinnungsleistung bei der Bergfahrt des Walzenschrämladers gesteigert werden kann. Demzufolge kann die Gewinnungsleistung des Walzenschrämladers besser an wechselnde Flözmächtigkeiten angepasst werden.
Darüber hinaus gibt die mögliche Veränderung der Höhenlage des auf dem Strebförderer laufenden Maschinenkörpers des Walzenschrämladers in Verbindung mit den am Maschinenkörper schwenkbar gelagerten Walzentragarmen einen noch größeren Spielraum beim Durchfahren von Strebabschnitten mit entsprechend geringerer oder auch größerer Mächtigkeit, weil über die Veränderung der Höhenlage des Maschinenkörpers die freizuschneidende Strebhöhe über die Reichweite der mit einem konstruktiv festgelegten Schwenkwinkel an dem Maschinenkörper angeordneten Walzentragarme hinaus zu verringern beziehungsweise zu vergrößern ist.
Ein entsprechender Vorteil ergibt sich auch bei einem kurvigen Strebverlauf, wenn beispielsweise in Fahrtrichtung des Walzenschrämladers beziehungsweise quer zur Verhiebsrichtung Mulden oder Sättel in der Lagerstätte ausgeprägt sind. Da heutige Walzenschrämlader aufgrund der installierten Leistung vergleichsweise lang bauen und eine Baulänge von beispielsweise bis knapp 10 m erreichen können, kann beim Durchführung von Sätteln oder Mulden bei herkömmlichen Walzenschrämladern der Fall eintreten, dass eine größere Strebhöhe frei geschnitten werden muss, als der Flözmächtigkeit entspricht, um eine ausreichende Durchgangshöhe für den Walzenschrämlader unter den Hangendkappen der Schildausbaueinheiten zu schaffen. Auch in solchen Fallen erweist sich die Höhenverstellbarkeit des Maschinenkörpers des Walzenschrämladers bei der Erfindung als hilfreich, derartige Engstellen sicherer und auf einem niedrigeren Niveau des Freischneidens von Strebhöhe zu durchfahren, weil an den entsprechenden Niedrigstellen des Strebes durch das Absenken des Maschinenkörpers des Walzenschrämladers entsprechende Höhenreserven mobilisiert werden können.
Dabei versteht es sich, dass im normalen Gewinnungsbetrieb Veränderungen in der Höhenlage des Maschinenkörpers gegenüber dem Strebförderer zur Anpassung des Portalquerschnitts durch eine synchrone Anpassung der Stellung der Walzentragarme zu kompensieren ist, um in eben einem normalen Gewinnungsbetrieb die Schneidhöhe der Schrämwalzen beziehungsweise die insgesamt frei geschnittene Strebhöhe nicht zu verändern.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Maschinenkörper stufenlos höhenverstellbar ist. Auch kann vorgesehen sein, dass der Maschinenkörper während der Fahrt des Walzenschrämladers höhenverstellbar ist, damit keine Zeitverluste im Gewinnungsbetrieb entstehen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Maschinenkörper sowohl auf der Kohlenstoßseite als auch auf der Ausbauseite jeweils getrennt voneinander höhenverstellbar eingerichtet ist. Somit ist die Höhenverstellung des Maschinenkörpers auf seinen beiden Seiten einzeln möglich, so dass auch während der Fortbewegung des Walzenschrämladers dessen beide Seiten einzeln verstellt werden können. Dies ist bei Manövern zum Durchfahren von Engstellen und insbesondere von Sätteln oder Mulden besonders hilfreich.
Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Hubvorrichtung für den Maschinenkörper mit hydraulischen Antriebselementen oder auch mit elektromechanisch arbeitenden Antriebselementen, beispielsweise unter Einbeziehung von Stellmotoren und Getrieben, vorgesehen sein.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Hubvorrichtung für den Maschinenkörper aus sich auf dem Strebförderer abstützenden, vertikal angeordneten Hubzylindern besteht.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Hubvorrichtung aus zwei an dem Maschinenkörper beabstandet angeordneten, jeweils von horizontal angeordneten Hubzylindern beaufschlagten, und sich auf dem Strebförderer abstützenden Exzentertrieben besteht.
Im Hinblick auf eine betriebsichere Steuerung der Gewinnungsarbeit ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Hubzylinder zur Steuerung der Höhenlage des Maschinenkörpers auf dem Strebförderer mit einem Wegmesssystem ausgerüstet sind.
Die Steuerung der Gewinnungsarbeit lässt sich nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weiterhin dadurch verbessern, wenn eine Vorrichtung zur Messung des Abstandes zwischen der Unterkante der Hangendkappen der Schildausbaueinheiten und der Oberfläche des Maschinenkörpers vorgesehen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine Strebausrüstung mit Strebförderer, Schrämwalzenlader und Schildausbaueinheit in einer schematischen Seitenansicht,
2 den Gegenstand der 1 beim Durchfahren einer geringeren (linke Darstellung) und einer größeren (rechte Darstellung) Flözmächtigkeit,
3 eine Ausführungsform der Hubvorrichtung für den Maschinenkörper eines Walzenschrämladers in einer schematischen Darstellung.
Die in 1 dargestellte Strebausrüstung umfasst zunächst ein Schildausbaugestell 10 mit einer Bodenkufe 11, auf der in paralleler Anordnung zwei Stempel 12 angesetzt sind, von denen in 1 nur ein Stempel erkennbar ist und die an ihrem oberen Ende eine Hangendkappe 13 tragen. Während die Hangendkappe 13 an ihrem vorderen (linken) Ende in Richtung der noch zu beschreibenden Gewinnungsmaschine vorsteht, ist an dem hinteren, rechten Ende der Hangendkappe 13 ein Bruchschild 14 mittels eines Gelenks 15 angelenkt, wobei das Bruchschild 14 von in der Seitenansicht zwei auf der Bodenkufe 11 ruhenden Traglenkern 16 gestützt ist. An dem Schildausbaugestell 10 sind drei Neigungssensoren 17 angebracht, und zwar ein Neigungssensor 17 an der Bodenkufe 11, ein Neigungssensor 17 im hinteren Bereich der Hangendkappe 13 in Nähe des Gelenks 15 und ein Neigungssensor 17 an dem Bruchschild 14. Die Neigungssensoren können zu einer Steuerung der Ausbauarbeit bei der in 1 dargestellten Strebausrüstung herangezogen werden, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Das in 1 dargestellte Schildausbaugestell 10 ist an einem Strebförderer 20 angeschlagen, wobei auf dem Strebförderer 20 eine Gewinnungsmaschine in Form eine Walzenschrämladers 21 mit einer oberen Schrämwalze 22 und einer unteren Schrämwalze 23 geführt ist. Die beiden Schrämwalzen 22, 23 sind jeweils über schwenkbar an dem Maschinenkörper 25 angeordnete Walzentragarme 24 gehalten. Der Maschinenkörper 25 ruht in einer nicht näher dargestellten Weise sowohl auf der den Schrämwalzen 22, 23 zugewandten Seite des Strebförderers 20 als auch auf der den Schrämwalzen abgewandten Seite des Strebförderers, so dass der Maschinenkörper 25 den Strebförderer 20 mit einem Abstand übergreift, der ein sogenanntes Portal 26 ausbildet, welches den Beladungsquerschnitt des Strebförderers 20 insbesondere bei der Bergfahrt des Walzenschrämladers begrenzt.
Um den Querschnitt des Portals 26 variabel einstellbar zu gestalten, sind bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in einer lediglich schematischen Darstellung vertikal angeordnete Hubzylinder 27 angedeutet, mittels derer die Höhenlage des Maschinenkörpers 25 des Walzenschrämladers 21 gegenüber dem Strebförderer 20 veränderbar ist. Weiterhin ist nahe der der Hangendkappe 13 des Schildausbaugestells zugewandten Oberfläche des Maschinenkörpers 25 noch ein Sensor 28 angeordnet, der der Messung des Abstandes zwischen dem Maschinenkörper 25 und der Hangendkappe 13 dient. Mit Hilfe eines solchen Sensors kann die Lage des Maschinenkörpers 25 im Verhältnis zur Hangendkappe 13 des Schildausbaugestells 10 überwacht werden. Zum einen können wechselnde Flözmächtigkeiten dazu führen, dass in unterschiedlichen Strebabschnitten sich unterschiedliche Höhenlagen der Hangendkappen 13 von Schildausbaugestellen 10 ergeben, und zum anderen kann es im Falle von länger andauernden Stillständen des Strebbetriebes zu einem konvergenzbedingten Absenken der jeweiligen Hangendkappe 13 von Schildausbaugestellen 10 kommen, so dass mittels des Sensors 28 jeweils festzustellen ist, ob aufgrund einer festgestellten freien Durchfahrthöhe zwischen dem Strebförderer 20 und der Hangendkappe 13 eine Anpassung der Höhenlage des Maschinenkörpers 25 des Walzenschrämladers 21 erfolgen muss.
Wie näher in 2 dargestellt ist, kann die Höhenlage des Maschinenkörpers 25 im Verhältnis zum Strebförderer 20 bei unterschiedlichen Flözmächtigkeiten angepasst werden, um einen freien Durchgang des Walzenschrämladers 21 mit seinem Maschinenkörper 25 zwischen dem auf dem Liegenden 31 befindlichen Strebförderer 20 und der gegen das Hangende 30 anliegenden Hangendkappe 13 des Schildausbaugestells 10 bei jeweils maximaler Einstellung des freien Querschnitts des Portals 26 zu gewährleisten. Hierbei befinden sich die beiden Schrämwalzen 22 und 23 jeweils in Eingriff mit der Kohlenfront 32.
Im Rahmen einer konstruktiven Verwirklichung der Erfindung ist das höhenverstellbare Fahrwerk des Walzenschrämladers 21 auf dem Strebförderer 20 so auszubilden, dass neben einer hohen mechanischen Stabilität insbesondere auch der Hubvorrichtung erreicht wird, dass durch die konstruktive Ausführung des Maschinenkörpers 25 mit Hubvorrichtung der Querschnitt des Portals 26 nicht eingeschränkt wird. Ebenso ist auf eine robuste Auslegung der höhenvariabel an dem Maschinenkörper 25 anzuordnenden Antriebselemente Bedacht zu nehmen.
In 3 ist in einer lediglich beispielhaften schematischen Darstellung ein entsprechender Ansatz für die Ausbildung einer derartigen Hubvorrichtung dargestellt. Der Maschinenkörper 25 weist dabei an seinen beiden äußeren Enden jeweils einen Exzentertrieb 38 auf, dessen über einen horizontal angeordneten Hubzylinder 37 gesteuerte Verschwenkung zu einer Veränderung der Auflage einer Haltestange 38a auf einem an dem Strebförderer 21 fest angebrachten Auflager 35 führt. Insofern kann durch Betätigung der vorzugsweise mit einem Wegmesssystem ausgerüsteten Hubzylinder 37 eine unterschiedliche Höhenlage des Maschinenkörpers 25 bezüglich des fest am Strebförderer 20 angebrachten Auflagers 35 eingestellt werden. Hierbei muss gleichzeitig dafür Sorge getragen werden, dass das an dem Maschinenkörper 25 angeordnete Antriebselement jeweils auch in Eingriff mit einem fest am Strebförderer 20 verlegten Triebstock 36 als Gegenlager für die Antriebsbewegung des Walzenschrämladers 21 bleibt. Dieses Antriebselement ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als fest an dem Maschinenkörper 25 gelagertes Antriebszahnrad 39 ausgebildet, welches in einem Kämmeingriff mit einem über einen schwenkbar angeordneten Verbindungsarm 41 an dem Maschinenkörper höhenverstellbar gelagerten Antriebsrad 40 steht, welches seinerseits einen ständigen Eingriff mit dem Triebstock 36 des Strebförderers 20 herstellt. Die mögliche Schwenkbewegung des höhenverstellbaren Antriebsrades 40 ist durch die Linie 42 angedeutet. Mit einer solchen Anordnung ist sichergestellt, dass sich unabhängig von der jeweiligen Höhenlage des Maschinenkörpers 25 bezüglich des Strebförderers 20 die Anordnung der beiden Antriebsräder 39, 40 jeweils in Eingriff mit dem Triebstock 36 befindet.

Claims

Strebausrüstung für die maschinelle Gewinnung, insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau, mit einem längs der Strebfront angeordneten Strebförderer, mit einem auf dem Strebförderer verfahrbaren Walzenschrämlader und mit im Winkel zum Strebförderer angeordneten, zum Walzenschrämlader vorkragende Hangendkappen aufweisenden Schildausbaueinheiten, wobei der Walzenschrämlader einen sich auf dem Strebförderer abstützenden und darauf geführten Maschinenkörper mit zwei davon getragenen, an dem Maschinenkörper schwenkbeweglich angeordneten Schrämwalzen aufweist und der den Strebförderer übergreifende Maschinenkörper ein den maximalen Beladungsquerschnitt des Strebförderers vorgebendes Portal aufbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (25) des Walzenschrämladers (21) zur variablen Einstellung seines Portalquerschnitts (26) mittels einer an ihm angebrachten Hubvorrichtung auf dem Strebförderer (20) höhenverstellbar geführt und das an dem Maschinenkörper (25) angeordnete und in ein am Strebförderer (20) ortsfest ausgebildetes Gegenlager (36) eingreifendes Antriebselement (40) an dem Maschinenkörper (25) höhenverstellbar eingerichtet ist.
Strebausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (25) stufenlos höhenverstellbar ist.
Strebausrüstung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (25) während der Fahrt des Walzenschrämladers (21) höhenverstellbar ist.
Strebausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (25) sowohl auf der Kohlenstoßseite als auch auf der Ausbauseite jeweils getrennt voneinander höhenverstellbar eingerichtet ist.
Strebausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubvorrichtung für den Maschinenkörper (25) mit hydraulischen Antriebselementen versehen ist.
Strebausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubvorrichtung für den Maschinenkörper (25) mit elektromechanisch arbeitenden Antriebselementen versehen ist.
Strebausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubvorrichtung für den Maschinenkörper (25) aus sich auf dem Strebförderer (20) abstützenden, vertikal angeordneten Hubzylindern (27) besteht.
Strebausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubvorrichtung aus zwei an dem Maschinenkörper (25) beabstandet angeordneten, jeweils von horizontal angeordneten Hubzylindern (37) beaufschlagten und sich auf dem Strebförderer (20) abstützenden Exzentertrieben (38, 38a) besteht.
Strebausrüstung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubzylinder (27, 37) zur Steuerung der Höhenlage des Maschinenkörpers (25) auf dem Strebförderer (20) mit einem Wegmesssystem ausgerüstet sind.
Strebausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (28) zur Messung des Abstandes zwischen der Unterkante der Hangendkappen (13) der Schildausbaueinheiten (10) und der Oberfläche des Maschinenkörpers (25) vorgesehen ist.