DE3606996C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schrämwalze, bestehend aus Grundkörper, Schlußring und Schraubengängen, mit zur Staub­ bekämpfung verteilt auf dem Schneidkörper angeordneten, mit Druckwasser versorgten Sprühdüsen.

Im untertägigen Bergbau werden vor allem im Strebbau Walzenschrämmaschinen zur Staubbekämpfung sowohl mit einer sog. Innenbedüsung wie einer zusätzlichen Außenbedüsung einge­ setzt. Mit Hilfe der Innenbedüsung soll bei schneidend arbeitenden Maschinen das Wasser dicht an den Entstehungs­ ort des Staubes herangebracht werden. Dabei gelangt das Wasser durch die Welle zur Walze und den auf den Schrauben­ gängen oder in den Meißelhaltern im Schutz der Meißel ange­ ordneten Düsen. Über diese Düsen wird das Wasser tangential auf die in Drehrichtung jeweils nachfolgenden Meißel oder auch radial darauf gesprüht. Um einen möglichst dichten Wassernebel zu erzeugen und um andererseits ein Verstopfen der Düsen zu vermeiden, muß ein gewisser Fließdruck des Wassers vorhanden sein. Bedingt durch diesen Druck und die notwendige zusätzliche Außenbedüsung erfolgt ein hoher Wasserausstoß, der zu Transportproblemen durch das zu feuchte Fördergut und zum Aufweichen des Liegenden führt, ohne daß eine genügende Staubbekämpfung damit erreicht werden könnte. Vielmehr wird immer noch eine erhebliche Menge an Staub von den Wettern mitgeführt, die dann mit Hilfe gesonderter Einrichtungen an anderen weiter rückwärts ange­ ordneten Stellen niedergeschlagen und unschädlich gemacht werden müssen.

Über die bekannten Sprühdüsen soll und wird ein Wasser­ nebel erzeugt, der sowohl zur Niederschlagung des im Bereich der Schrämwalze entstehenden Staubes wie auch vor allem zur Kühlung der Schrämmeißel dient. Gleichzeitig wird beim Stand der Technik innerhalb der Walze ein großer Luftkanal oder mehrere derartiger Luftkanäle geschaffen, in die Druckwasser geringer Menge eingeschleust wird, um so einen Luftzug in den Luftkanälen zu schaffen, über die insbesondere die im toten Wetterwinkel entstehenden Staubmengen schnellst­ möglich abgesaugt und dann auch niedergeschlagen werden. Die entsprechenden Wasserdüsen werden deshalb als Injektor­ düsen bezeichnet. Ähnlich ist es auch aus der DE-Zeitschrift "Glückauf", 108 (1972), Seiten 568 und 569 bekannt, durch Eindüsen von Wasser eine große Menge Luft mitzureißen, also staubbeladende Luft aus dem Bereich der Schrämwalze abzu­ saugen. Das Luft-Wasser-Gemisch erbringt die gewünschte hohe Austrittsgeschwindigkeit am Wellenende, um so möglichst viel Staub aus diesem Bereich abzusaugen. Ebenso wie bei der aus der DE-OS 24 05 583 bekannten und weiter oben beschriebenen Einrichtung ist es hier nachteilig, daß diese zusätzliche innenbedüsung und die ergänzend benötigte Außenbedüsung einen erheblichen konstruktiven und auch von der Versorgung mit Druckwasser her großen Aufwand erfordern. Trotz dieses großen Aufwandes ist die Staubbekämpfung ungenügend, vor allem aber bringt sie eine zusätzliche zu große Durch­ feuchtung der hereingewonnenen Kohle mit sich. Diese große Durchfeuchtung der Kohle bringt sowohl beim Transport wie bei der späteren Aufbereitung erhebliche Nachteile und Probleme mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schräm­ walze zu schaffen, mit der trotz verringerten Wasserver­ brauches eine optimale Staubbekämpfung erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sprühdüsen wasserstrahlpumpenähnlich als Ejektordüse, bestehend aus einem offenen Mischrohr mit mittig ange­ ordneter Sprühdüse und dem Luftansaugrohr, ausgebildet sind, wobei das Mischrohr einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist und wobei das Luftansaugrohr seitlich im Bereich der Sprühdüse in das Mischrohr einmündend und winklig bis zum Mantel bzw. Schraubengang nach außen führend ausge­ bildet ist.

Mit Hilfe dieser Merkmale wird eine Ejektorbedüsung erreicht, die zu einem sehr fein verteilten Wassernebel führt, der aufgrund der Feinheit und der Dichte dazu führt, daß rund um die Walze und damit in dem von den Meißeln geschaffenen Zwischenraum ein intensiver und aggressiver Wassernebel vor­ handen ist, der auch den feinkörnigen Staub erreicht und unschädlich macht. Aufgrund des immer großen Wassernebel­ volumens und der intensiven Beeinflussung des Staubes braucht wesentlich weniger Wasser als bisher zugeführt zu werden, wobei die Reduzierung bei rund einem Drittel liegt. Das ist bei den großen benötigten Wassermengen eine sehr erhebliche Reduzierung die sowohl bei der Förderung wie bei der späteren Aufbereitung zu einer deutlichen Entlastung und zu einem verbesserten Ergebnis führt. Außerdem ist trotz des feinvernebelten Wassers ein ausreichendes Kühlen der Meißel gesichert, so daß insgesamt eine Verbesserung der Betriebs­ sicherheit erreicht ist. Die besondere Ausbildung der wasserstrahlpumpenähnlichen Ejektordüsen ermöglichen das Mitreißen eines Luftvolumens, das etwa um das 200- bis 500fache größer ist als das eingebrachte Wasservolumen. Dies erbringt einen Wassernebel mit erheblichem, den ganzen Umfang der Walze abdeckenden Volumen. Besonders vorteilhaft ist, daß diese verbesserte Staubbekämpfung mit Niederdruck­ wasser erreicht werden kann, weil der feine Wassernebel auch mit dem entsprechenden Druckwasser in ausreichend großer Menge aufgrund der Ejektorwirkung des Mischrohres erreicht und um den Umfang der WaIze gelegt werden kann.

Eine optimal gleichmäßige Verteilung des Wasser- Luft­ gemisches über den Walzenumfang und den Abbaustoß wird gemäß einer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Luftansaugrohre radial am Mantel oder Schraubengang angeordnet sind. Das Wasser-Luftgemisch verteilt sich dabei gleichmäßig in den Spalt zwischen Mantel der Schrämwalze und anstehendem Gebirge bzw. Mineral um die sich ent­ sprechend schnell drehende Schrämwalze. Gleichzeitig wird auch eine Ansammlung von Methan in diesem Bereich ver­ hindert, weil die große Menge des Wassernebels dieses Gas mit abtransportiert bzw. verwirbelt.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung sind das Mischrohr und Luftansaugrohr einstückig ausgebildet. Eine solche Baueinheit kann als solche günstig montiert oder auch ggf. demontiert werden, vor allem aber ist ein immer gleichmäßiger Betrieb gesichert, weil beide Teile immer im gleichen Verhältnis zueinander angeordnet sind, so daß ein gleichmäßiger Betrieb gewährleistet werden kann.

Das Einziehen möglichst großer Luftmengen als Mischluft erfolgt gesichert dadurch, daß das Luftansaugrohr auf der Ansaugseite sich erweiternd geformt ist. Damit wird aus einem möglichst großem Bereich die Luft angesaugt und sicherge­ stellt, daß die für die Erzeugung des Wassernebels optimalen Mischverhältnisse gewährleistet sind. Ergänzend ist hierzu vorgesehen, daß das Mischrohr eine sich erweiternde Austritts­ öffnung aufweist, so daß wiederum ein möglichst großer Bereich für den austretenden Wassernebel zur Verfügung ge­ halten ist, wobei ein Großteil der Luft ja aus dem Mantel­ bereich des Walzenkörpers angesaugt wird und auch wieder in diesen Bereich zurückgelangt.

Ein gezielter und den Staub möglichst gleich am Entstehungsort erfassender Wassernebel wird erzeugt, wenn die Austrittsöffnung der Mischrohre unterhalb der Meißel­ halter angeordnet ist. Außerdem werden die Meißel als solche über den austretenden Wassernebel mitgekühlt und eine frühzeitige Erfassung des gerade freigesetzten Staubes durch den Wassernebel sichergestellt. Der Staub kann somit sofort am Entstehungsort unschädlich gemacht werden.

Da der Staub schwerpunktmäßig im Tiefsten des Schräm­ schnittes entsteht und das nach Außendringen dieses Staubes durch den Schrämschnitt möglichst unterbunden werden soll, ist es zweckmäßig, daß die Ejektordüsen auf dem Schlußring über den Umfang eng verteilt angeordnet sind. Damit wird im Bereich des Schnittiefsten ein besonders intensiver Wassernebel erzeugt, der den dort entstehenden und auf der Vorderseite der Walze entstehenden Staub niederschlägt, so daß schon von daher über die Breite der Walze gesehen nur noch eingeringerer Wassernebel benötigt wird. Dieser wird dann ausreichend dadurch erzeugt, daß über den übrigen Mantel und über die Schnittiefe versetzt entsprechende Mischrohre bzw. Ejektordüsen vorgesehen sind. Bei optimalem Wasser­ einsatz ist so ein optimaler Staubniederschlag bzw. Staub­ bindeeffekt zu erreichen. Dieser Staubbindeeffekt kann durch Zugabe eines Entspanners zum Bedüsungswasser verbessert werden.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Schrämwalze geschaffen ist, die ein Bedüsungssystem besitzt, das sicherstellt, daß der beim Hereingewinnen der Steinkohle und auch beim Schneiden von Steinkohle und Nebengestein freigesetzte Staub dicht am Entstehungsort mit Wassernebel benetzt und dadurch unschädlich gemacht wird. Diese Staubbekämpfungsmaßnahme wird mit Niederdruckwasser durchgeführt. Rund um die Walze wird ein intensiver, dichter und aggressiver Wassernebel erzeugt, der den beim Schneiden erzeugten Staub wirksam niederschlägt. Besonders vorteil­ haft ist, daß die optimierte Staubbekämpfung bei verringertem Wasserbedarf erreicht wird, wodurch das Problem eines zu feuchten Fördergutes nicht auftritt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen in der bevorzugte Ausführungs­ beispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzel­ teilen dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 eine schematisiert dargestellte Schräm­ walze in Vorkopfansicht,

Fig. 2 die Schrämwalze nach Fig. 1 in Seiten­ ansicht,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem äußeren Kranz der Schrämwalze mit Mischrohr und Luft­ ansaugrohr und

Fig. 4 das Mischrohr gemäß Fig. 3 im Schnitt.

Die in Fig. 1 schematisiert wiedergegebene Schrämwalze (1) ist über den Walzentragarm (2) mit der in Fig. 2 wieder­ gegebenen Walzenschrämmaschine verbunden.

Über den Mantel (3) der Schrämwalze (1) verteilt sind durch Versorgungsrohre (4, 5) mit Niederdruckwasser ver­ sorgte Sprühdüsen (6, 7) angeordnet.

Diese Sprühdüsen (6, 7) sind jeweils so positioniert, daß sie im Bereich von Meißelhaltern (8, 10) mit den Meißeln (9, 11) rund um den Mantel (3) einen optimal dichten Wassernebel erzeugen.

Der die Sprühdüsen (6, 7) verlassende Wasserstrahl wird wie anhand der Fig. 1 und 2 erläutert ist, in einem Mischrohr (12) ausgetragen, das luftansaugend bzw. mit­ reißend ausgebildet ist, so daß aus dem Wasseraustritt (15) ein aus Wasser und Luft bestehendes Gemisch, d.h. also ein dichter Wassernebel in ausreichend große Menge austritt. Die Sprühdüsen (6, 7) sind nach Fig. 1 und 2 etwa mittig zwischen unteren Rand (16) und oberen Rand (17) des hierzu gleich als Luftansaugrohr dienenden Mischrohres (12) angeordnet.

Die Mischrohre (12) und damit auch die Sprühdüsen (6, 7) sind radial am Mantel (3) bzw. am Schraubengang der Schrämwalze (1) angeordnet, so daß auch eine ausreichende Menge des Wasser- Luftgemisches gegen den Abbaustoß (14) ge­ schleudert wird. Eine vollständige Benetzung aller in Frage kommenden Bereiche ist dadurch sichergestellt, wobei sich im Spalt (13) zwischen Mantel (3) bzw. Schraubengang der Schrämwalze (1) und dem Abbaustoß (14) ein nebelartiges intensives Gemisch ansammelt, das den gebildeten Staub sofort einfängt und niederschlägt. Dies gilt insbesondere auch für feinstkörnigen Staub, wodurch die Staubbekämpfung ins­ gesamt intensiviert und verbessert werden kann.

Die einzelnen Sprühdüsen (6, 7) mit ihren sie tragenden Versorgungsrohren (4, 5) sind in die Mischrohre (12) einge­ führt und über eine Halterung (18) gesichert und zentriert. Die Sprühdüsen (6, 7) sind dabei mittig dieser Rohre ange­ ordnet, so daß der austretende Wasserstrahl eine erhebliche Luftmenge mitreißt, wie durch die einzelnen Pfeile bei Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Das so entstehende Wasser-Luft­ gemisch erbringt den schon weiter vorne erläuterten vor­ teilhaft dichten Wassernebel.

Die Schrämwalze (1) wird über den Walzentragarm (2) ge­ halten. Der Walzentragarm (2) ist dabei schwenkbar an der Walzenschrämmaschine (19) gelagert, die ihrerseits auf dem Kettenkratzförderer (20) verfahrbar ist.

Auch Fig. 2 zeigt, wie vorteilhaft über das Mischrohr (12) mit dem zugeordneten Luftansaugrohr (25) und die darin angeordneten Sprühdüsen (6, 7) in den Spalt (13) zwischen Abbaustoß (14) und Mantel (3) bzw. Schraubengang ein Wassernebel erzeugt wird. Dabei sind auf dem Schlußring (26) beispielsweise 6 bis 8 Mischdüsen (12) mit zugeordnetem Luftansaugrohr (25) vorgesehen, während über den übrigen Mantel (3) jeweils versetzt zueinander wesentlich weniger Mischrohre vorgesehen sind. Das heißt, der Abstand dieser Mischrohre sowohl die Breite wie auch Umfang des Mantels ist hier wesentlich größer gewählt als im Bereich des Schlußringes (26).

Die Mischrohre (12) sind am Mantel (3) bzw. dem Schraubengang der Schrämwalze (1) angeordnet, so daß auch die benötigte Luft aus diesem Bereich entnommen und mitgerissen wird. Dadurch wird evtl. auch staubhaltige Luft mit angesaugt und durch das Luftansaugrohr (25) hindurchgezogen, in das Mischrohr (12) eingeführt und dann mit Wasser gemischt. Auch hierdurch wird der Staubbekämpfungseffekt verbessert, das aber evtl. noch staubhaltige Luft mit Wasser kontaktiert und gereinigt wird.

Zur Zuführung von Entspanner oder einer anderen den Staubbindeeffekt beeinflussenden Zusatzflüssigkeit sind dem Bedüsungssytem Anschlüsse (21, 22) zugeordnet, an die Verbindungsleitungen (23) angeschlossen sind, die zu einem Tank (24) mit einem entsprechenden Zusatz führen. Über die nicht dargestellte Pumpe und über entsprechende Regeleinrichtungen kann die Zugabemenge gesteuert werden. Gemäß Fig. 2 ist es auch möglich, die im Versorungsrohr (4, 5) einen solchen Anschluß (22) direkt zuzuordnen.

Während nach den Fig. 1 und 2 Mischrohr (12) und Luftansaugrohr (25) eine Baueinheit bilden, wobei das Luftansaugrohr (25) das trompetenförmige Ende des Mischrohres (12) darstellt, ist nach den Fig. 3 und 4 eine seitliche Zuführung der Luft in das Mischrohr (12) vorgesehen. Hierbei wird die benötigte Luft aus dem Bereich des Mantels (3) bzw. der Schraubengänge angesaugt und etwa rechtwinklig im Bereich der Sprühdüsen (6, 7) in das Mischrohr (12) eingeführt. Die einzelne Sprühdüsen (6, 7) ist auf dem Versorgungsrohr (4), das einen Versorgungskanal bildend rundum geführt ist, aufgesetzt und so fixiert, daß die vorne aufsitzende Sprühdüse (6) durch Eigenschwingungen praktisch nicht beeinträchtigt wird.

Länge und Weite des Mischrohres (12) richtet sich nach der Menge des eingebrachten Wassers und insbesondere nach der Form der Düse (6) oder aber umgekehrt. Auf jeden Fall ist hier vorzusehen, daß die Strahlform der Wasserdüsen der Form und den Abmessungen des Mischrohres (12) entsprechend eingestellt und ausgelegt sind, um so eine gleichmäßige Wassernebelbildung und eine intensive Wassernebelbildung zu gewährleisten.

Claims (7)

1. Schrämwalze, bestehend aus Grundkörper, Schlußring und Schraubengängen, mit zur Staubbekämpfung verteilt auf dem Schneidkörper angeordneten, mit Druckwasser versorgten Sprüh­ düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (6, 7) wasserstrahlpumpenähnlich als Ejektor­ düse, bestehend aus einem offenen Mischrohr (12) mit mittig angeordneter Sprühdüse (6, 7) und dem Luftansaugrohr (25), aus­ gebildet sind, wobei das Mischrohr (12) einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist und wobei das Luftansaugrohr (25) seitlich im Bereich der Sprühdüse in das Mischrohr einmündend und winklig bis zum Mantel (3) bzw. Schraubengang nach außen führend ausgebildet ist.

2. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischrohre (12) radial am Mantel (3) oder Schrauben­ gang angeordnet sind.

3. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (12) und Luftansaugrohr (25) einstückig ausgebildet sind.

4. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftansaugrohr (25) auf der Ansaugseite (16) sich erweiternd geformt ist.

5. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (12) eine sich erweiternde Austrittsöffnung (17) aufweist.

6. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (17) der Mischrohre (12) unterhalb der Meißelhalter (8, 10) angeordnet ist.

7. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektordüsen auf dem Schlußring (26) über den Umfang eng verteilt angeordnet sind.