DE3526558C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilschnittvortriebsmaschine für mit bogenförmigem Ausbau zu sichernde Strecken im un­ tertägigen Berg- und Tunnelbau mit einem auf der Strecken­ sohle verfahrbaren Antrieb, einem Maschinenrahmen mit Lade­ bühne und Förderer sowie einem die Schneidwerkzeuge tragen­ den, um eine in Streckenlängsrichtung verlaufende Achse schwenkbaren und in Vortriebsrichtung verschiebbaren Schneid­ arm, der auf einem verschwenkbaren Rahmen angeordnet ist.

Die im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzten Vor­ triebsmaschinen werden in Vollschnitt- und Teilschnittvortriebs­ maschinen unterschieden, wobei die Vollschnittmaschinen in der Regel in Gesteinsstrecken, die Teilschnittvortriebsma­ schinen dagegen in Strebbegleit- oder sonstigen Abbaustrec­ ken eingesetzt werden. Bei den Vollschnittmaschinen mit Kreis­ querschnitt ergibt sich die Notwendigkeit den Kreisquerschnitt teilweise wieder mit Bergen auszufüllen, um für die späte­ ren Fördervorgänge eine feste und ebene Sohle zu schaffen. Zwischen 10 und 20% des ursprünglichen Ausbruchs müssen so mit Haufwerk bzw. Bergen wieder verfüllt werden. Um diesen Aufwand zu reduzieren ist versucht worden, sogenannte Teil­ schnittvortriebsmaschinen zu entwickeln, die eine Auffahrung der Strecke in Form des einzusetzenden Bogenausbaus ermög­ lichen. Diese Teilschnittvortriebsmaschinen arbeiten im we­ sentlichen nach dem Prinzip von Auslegermaschinen mit meißel­ bestücktem Walzenschneidkopf. Meißelverschleiß und Zündge­ fahr sind jedoch hoch, so daß diesen Maschinen auch in den genannten Bereichen enge Grenzen gesetzt sind.

So sind in der Zeitschrift "Colliery Guardian" März 31, 1967, auf den Seiten 364 bis 368 mehrere Teilschnittvortriebs­ maschinen beschrieben worden, die mit einem walzenartigen, rotierenden Schneidkopf ausgerüstet sind, der seinerseits an einem Tragarm verschiebbar gelagert ist, um auf diese Weise mit Hilfe der Verschwenkbarkeit des Tragarmes den ge­ samten Streckenquerschnitt hereingewinnen zu können. Der mit feststehenden Meißeln bestückte, rotierende Schneidkopf benötigt wegen der auf ihn wirkenden Kräfte eine aufwendi­ ge Abspannung der gesamten Maschine. Andererseits wird in der Zeitschrift "Glückauf", 116 (1980), Nr. 21, Seite 1113 bis 1115 im Rahmen eines Probeeinsatzes eine Tunnelbohrma­ schine beschrieben, die die gleichzeitige Verwendung von Rollenbohrwerkzeugen und Hochdruckwasserstrahlen wiedergibt, wobei die Hochdruckwasserstrahlen ausschließlich zur Unter­ stützung der Schneidarbeit verwendet werden. Die Verwendung von Kühlwasser für Schneidmeißel mit reiner Kühlfunktion bei feststehenden Meißeln ist, wie in dem "Glückauf-Forschungs­ heft" 41 (1980) auf den Seiten 17 bis 21 dargestellt, ebenso bekannt wie nach einem Aufsatz in den "Annales de Mines de Belgique" 2/1966, Seite 249 und 260 bis 262 eine Teilschnitt­ vortriebsmaschine mit einem an einem hin- und herschiebbaren Schneidarm angelenkten Schneidkopf. Zur Auffahrung eines Tunnels bzw. einer untertägigen Strecke mit Bogenausbau ist, wie aus der Zeitschrift "Tunnels & Tunneling", Juli 1981, Seite 31 hervorgeht, eine Einrichtung bekannt, bei der eine Schrämmaschine an einer Führungsschiene hin- und hergeführt wird, wobei die Führungsschiene die Form eines Streckenbo­ gens aufweist. Mit einer derartigen Einrichtung ist jedoch nur die Herstellung eines Schrämschnittes möglich, um an­ schließend die Hereingewinnung des umschrämten Blockes ein­ facher gestalten zu können. Dabei erweist sich jedoch als sehr nachteilig, daß die Berge teilweise in so großen Broc­ ken anfallen, daß sie nur mit erheblichem Aufwand abtrans­ portiert werden können bzw. vorher weiter zerkleinert wer­ den müssen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Teilschnittvortriebsmaschine der erfindungsgemäßen Gattung anzugeben, die bei geringem Verschleiß der Schneidwerkzeuge und ohne Zündgefahr beim Vortrieb von Strecken in der Kohle, das Bearbeiten des gesamten Vortriebsquerschnitts, einschließlich des Sohlschnittes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneidwerkzeuge als Rollenbohrwerkzeuge ausgebildet und mit beidseitig flankiert angeordneten Hochdruckwasserdüsen ausgerüstet sind, daß die Werkzeuge und Düsen über die ge­ samte Länge des Schneidarmes verteilt und über dessen Kontur hinausragend angeordnet sind, und daß der Schneidarm an sei­ ner Rückseite an einer Führungsschiene abgestützt ist, die über ein Hubwerk mit dem Schneidarm heb- und senkbar ist.

Eine derartige Vortriebsmaschine kann nicht nur in Strecken mit begrenzten Gesteinsfestigkeiten und Verschleißkoeffizien­ ten, sondern generell in Gesteinsbetrieben eingesetzt werden ohne daß eine Zündgefahr besteht. Die Rollenbohrwerkzeuge bzw. Diskenrollen sind durch die den Zerkleinerungsprozeß beeinflussenden Hochdruckwasserstrahlen sehr schnell und so weit abgekühlt, daß Zündfunken nicht entstehen können. Durch die besondere Anordnung und Ausbildung des Schneid­ arms können die von den Rollenbohrwerkzeugen bzw. Disken­ rollen oder den Hochdruckwasserdüsen ausgehenden Kräfte ohne weiteres in die Maschine eingeleitet werden, wobei der Schneidarm den gesamten Streckenquerschnitt durch seine Schwenk­ bewegung bestreichen kann.

Die Rollenbohrwerkzeuge bzw. Diskenrollen sind mit den Hoch­ druckwasserdüsen über die gesamte Länge des Schneidarms ver­ teilt angeordnet. Damit ist ein gleichmäßiger Zerkleinerungs­ prozeß gewährleistet und gleichzeitig eine gleichmäßige Be­ lastung des Schneidarms, so daß negative Momente nicht auf­ treten können.

Um mit einer Schwenkbewegung die gesamte Strecke bestreichen zu können ist vorgesehen, daß der Schneidarm etwa der halben Streckenbreite entsprechend lang ausgebildet ist. Gleichzei­ tig ist damit sichergestellt, daß die gewünschte Kontur auch genau eingehalten wird, was wegen des anschließend zu setzen­ den Ausbau von großer Wichtigkeit ist.

Die Teilschnittvortriebsmaschine weist eine den Schneidarm tragende vertikal heb- und senkbar ausgebildete Schwenkvor­ richtung auf. Dadurch ist eine vertikale bzw. eingezogene Anordnung der unteren Abschnitte der Stoßsegmente, der Aus­ baubögen ermöglicht und zwar je nach Notwendigkeit entstell­ bar. Letztlich kann auf diese Art und Weise auch ein Recht­ eckausbau in Abschnitten eingesetzt werden, wo dies aus ir­ gendwelchen Gründen heraus sich als notwendig und zweckmäßig erweisen sollte.

Um die Schwenkvorrichtung mit dem Schneidarm gleichmäßig anheben und absenken zu können, ist die Schwenkvorrichtung in einem hydraulischen Hubgerüst gelagert, so daß sie je nach Notwendigkeit auch in genau vorgegebenen Abschnitten angehoben und abgesenkt werden kann.

Um die auftretenden Kräfte sicher abführen und in die Strecke einleiten zu können, weist der Maschinenrahmen und/oder die Schwenkvorrichtung erfindungsgemäß seitlich gegen den Strecken­ stoß ausfahrbare Abspannpratzen auf. Diese Abspannpratzen können außen ein solches Profil aufweisen, daß sie sich ent­ weder zwischen zwei Ausbaubögen gegen das Gebirge andrücken oder aber unter Einbeziehung eines oder mehrerer Ausbaubögen.

Zum Abfangen der starken Biegemomente am äußeren Ende des Schneidarms ist diesem zweckmäßigerweise eine endseitig stüt­ zende, konturanpassungsfähig ausgebildete Führungsschiene angeordnet oder aber die Schwenkvorrichtung verfügt über einen den Schneidarm zugleich endseitig führenden Zahntrieb. Beide Ausbildungen ermöglichen und sichern einen gleichmäßigen Betrieb der Teilschnittvortriebsmaschine auch über lange Einsatzzeiten, ohne daß es zu einer Überlastung des Schneid­ arms oder anderer Teile der Maschine kommen kann.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Teilschnittvortriebsmaschine geschaffen ist, die ins­ besondere im Steinkohlenbergbau vorteilhaft eingesetzt wer­ den kann, weil eine Zündgefahr beim Schneiden ausgeschlossen ist. Darüber hinaus verfügt die Teilschnittvortriebsmaschine über eine hohe Leistungsfähigkeit, weil die Zerkleinerungs­ arbeit der Rollenbohrwerkzeuge bzw. Diskenrollen durch die Hochdruckstrahlen zusätzlich unterstützt wird. Die Lebens­ dauer der Rollenbohrwerkzeuge bzw. Diskenrollen kann so we­ sentlich erhöht werden. Wesentlicher Vorteil ist aber, daß mit einer derartigen Teilschnittvortriebsmaschine konturgenau geschnitten werden kann und daß dabei gleichzeitig die für die späteren Fördervorgänge notwendige feste und ebene Sohle mitgeschnitten und geschaffen wird.

Die erfindungsgemäße Vortriebsmaschine wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Vortriebsmaschine in Vorkopfansicht und

Fig. 2 die Vortriebsmaschine nach Fig. 1 mit einem Zahntrieb.

Die in Fig. 1 gezeigte Vortriebsmaschine 1 schneidet eine hier nur angedeutete Strecke konturgenau, wozu der Maschinenrahmen 2 gezielt gegen den Streckenstoß über die Abspannpratzen 3 ver­ spannt werden kann. Zusätzlich ist es auch möglich, die über den Vorschub 4 mit dem Maschinenrahmen 2 verbundene Schwenkvor­ richtung 5 über zusätzliche Abspannpratzen gegen den Strecken­ stoß zu verspannen.

Die Schwenkvorrichtung 5 ist in einem Hubgerät 6 verlagert, das ein Anheben und Absenken der gesamten Schwenkvorrichtung 5 ermöglicht.

Unter der portalartig ausgebildeten Schwenkvorrichtung 5 ver­ läuft der Förderer 8, der in der Ladebühne 7 T-förmig ausge­ bildet angeordnet ist. Die Ladebühne 7 ist zur Ortsbrust hin abgeschrägt, um das Laden des hier nicht dargestellten Hauf­ werks zu erleichtern.

Die Schwenkvorrichtung 5 trägt einen Schneidarm 10, der über die ganze Länge mit Rollenbohrwerkzeugen 11, 12 und beidsei­ tig flankiert angeordneten Hochdruckwasserdüsen 13, 14 aus­ gerüstet ist. Dieser Schneidarm 10 ist über die Führungsschie­ ne 15 so geführt, daß er genau in der vorgegebenen Kontur die Strecke schneidet, wobei die Arbeit der Rollenbohrwerk­ zeuge durch die Hochdruckwasserstrahlen unterstützt wird. Gleichzeitig werden die Rollenbohrwerkzeuge 11, 12 dadurch gekühlt und es wird das Entstehen von Funken verhindert oder diese werden sofort gelöscht.

Fig. 2 zeigt eine Ausbildung, bei der statt der Führungsschiene 15 ein Zahntrieb 16 ausgebildet ist, in dem beispielsweise ein dem Schneidarm 10 zugeordnetes Zahnrad kämmt. Eine weitere Aus­ bildung ist die, daß dem Schneidarm eine Zahnstange und der Schwenkvorrichtung 5 ein Zahnrad zugeordnet ist. Die Darstel­ lung nach Fig. 2 verdeutlicht außerdem die Anordnung der Rollen­ bohrwerkzeuge 11, 12 und der sie flankierenden Hochdruckwasser­ düsen 13, 14 über die Länge des Schneidarmes 10.

Die Rollenbohrwerkzeuge der Diskenrollen sind mit ihrem Umfang jeweils so im Werkzeugträger angeordnet, daß sie über dessen Profil hinausragen, so daß auch die Streckensohle einwandfrei mitgeschnitten werden kann. Außerdem ist der Werkzeugträger mit den Diskenrollen jeweils nach vorne kippbar angeordnet oder nach unten gekröpft ausgebildet, so daß auch die Sohle im Bereich des Förderers einwandfrei freigeschnitten werden kann.

Claims (3)

1. Teilschnittvortriebsmaschine für mit bogenförmigem Aus­ bau zu sichernden Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau mit einem auf der Streckensohle verfahrbaren Antrieb, einem Maschinenrahmen mit Ladebühne und Förderer sowie einem die Schneidwerkzeuge tragenden, um eine in Streckenlängsrichtung verlaufende Achse schwenkbaren und in Vortriebsrichtung verschiebbaren Schneidarm, der auf einem verschwenkbaren Rahmen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge als Rollenbohr­ werkzeuge (11, 12) ausgebildet und mit beidseitig flan­ kiert angeordneten Hochdruckwasserdüsen (13, 14) ausge­ rüstet sind, daß die Werkzeuge (11, 12) und Düsen (13, 14) über die gesamte Länge des Schneidarms (10) verteilt und über dessen Kontur hinausragend angeordnet sind und daß der Schneidarm (10) an seiner Rückseite an einer Führungsschiene (15) abgestützt ist, die über ein Hub­ werk (6) mit dem Schneidarm (10) heb- und senkbar ist.

2. Teilschnittvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (5) über einen den Schneidarm (10) zugleich endseitig führenden Zahn­ trieb (16) verfügt.

3. Teilschnittvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenrahmen (2) und/oder die Schwenkvorrichtung (5) seitlich gegen den Streckenstoß ausfahrbare Abspannpratzen (3) aufweisen.