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Dokumentenidentifikation DE3923376C1 05.07.1990
Titel Selbstfahrende Maschine für das Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle
Anmelder Paurat GmbH, 4223 Voerde, DE
Erfinder Füßl, Heinrich, 4223 Voerde, DE
Vertreter Andrejewski, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Honke, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Masch, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Albrecht, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 14.07.1989
DE-Aktenzeichen 3923376
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 05.07.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.07.1990
IPC-Hauptklasse E21D 19/04
Zusammenfassung Selbstfahrende Maschine für das Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle, aus unterirdischen Lagerstätten im Rahmen eines Pfeilerbau-Abbauverfahrens, bei dem nach Maßgabe des fortschreitenden Abbaus der Bruch des Hangenden eingeleitet wird. Die Maschine weist ein Fahrwerk, ein Gewinnungswerkzeug, eine Aufnahmeeinrichtung für das hereingewonnene Haufwerk und eine Fördereinrichtung auf. Das Fahrwerk besitzt zwei seitliche Fahrwerkslängsträger. Der Maschinenkörper weist im mittigen Bereich einen Maschinenfahrerstand auf, der mit einer Abdeckung versehen sein kann. Oberhalb des Maschinenkörpers ist eine Bruchschutzplattform angeordnet, die zur Aufnahme von beim Bruch des Hangenden freiwerdenden Bruchgesteinsmassen eingerichtet ist. Die Bruchschutzplattform ist mit Hydraulikzylindern an die Fahrwerkslängsträger angeschlossen sowie außerdem gegen horizontales Verschieben gegenüber dem Maschinenkörper stabilisiert. Die Hydraulikzylinder sind beim Überschreiten einer Maximalbelastung der Bruchschutzplattform durch Bruchgesteinsmassen mit einer vorgegebenen Einschubcharakteristik bis zu einer vorgegebenen Blockierung nachgiebig einschiebbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Maschine für das Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle, aus unterirdischen Lagerstätten im Rahmen eines Pfeilerbau-Abbauverfahrens, bei dem nach Maßgabe des fortschreitenden Abbaus der Bruch des Hangenden eingeleitet wird, - mit Fahrwerk, Gewinnungswerkzeug, Aufnahmeeinrichtung für das hereingewonnene Haufwerk und Fördereinrichtung, wobei das Fahrwerk zwei seitliche Fahrwerkslängsträger und der Maschinenkörper im mittigen Bereich einen Maschinenfahrerstand aufweist, der mit einer Abdeckung versehen sein kann. Es kann sich dabei um eine Teilschnittmaschine handeln, bei der das Gewinnungswerkzeug als Längsschneidkopf oder Querschneidkopf ausgebildet und an einem Schrämarm befestigt ist. Es kann sich aber auch um eine Maschine nach Art eines Continuous Miners handeln. Bevorzugt handelt es sich um eine Teilschnittmaschine, die aus dem Stand heraus mit hin- und herbewegtem Gewinnungswerkzeug im Ergebnis den vollen Querschnitt schneiden und laden kann und die eine große Flexibilität in bezug auf Kurvenfahrt, Gesteinsgängigkeit, Liegendbeschaffenheit u. dgl. aufweist. Zum Pfeilerbau-Abbauverfahren wird beispielsweise verwiesen auf die Zeitschrift "Glückauf" 123 (1987), S. 1258 bis 1261. Wird bei einem Pfeilerbau-Abbauverfahren der Bruch des Hangenden eingeleitet, so wird die Maschine rechtzeitig zurückgenommen. Die Maschine "flieht" vor dem Bruch.

Bei den bekannten Maßnahmen, bei denen selbstfahrende Maschinen des eingangs beschriebenen Aufbaus eingesetzt werden, kann es vorkommen, daß die fliehende Maschine beim Einleiten des Bruchs von Bruchgesteinsmassen beaufschlagt wird. Das kann bis zum Verschütten der Maschine führen. Dabei werden Fahrer und Maschine gefährdet. Die Maschine wird durch Hereinstürzen des Bruchgesteins unter Umständen zu Schrott. Das Bergen einer verschütteten Maschine ist außerordentlich aufwendig.

Eine ähnliche bekannte Maschine (EP 0 021 987 A1) trägt oberhalb des Maschinenkörpers eine Schutzplattform, die mit Hydraulikzylinder indirekt an die Fahrwerkslängsträger angeschlossen ist und gegen horizontales Verschieben stabilisiert ist. Diese Plattform dient allerdings während des Normalbetriebes zum Abstützen des Hangenden und muß deshalb fahrbar oder gleitbar ausgelegt sein. Damit entstehen ähnliche Verhältnisse wie bei einem verfahrbaren Ausbaugespann (DE 30 25 235 C2) mit einer am Fahrgestell abgestützten Kappe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, daß der Fahrer sowie die Maschine selbst durch bei Einleiten des Bruchs niedergehendes Bruchgestein nicht mehr gefährdet sind, daß die Maschine keinen erheblichen Schaden nimmt, wenn sie verschüttet werden sollte und daß sie darüber hinaus auch vergleichsweise einfach wieder geborgen werden kann, wenn sie verschüttet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß oberhalb des Maschinenkörpers eine im Normalbetrieb nicht zur Abstützung vorgesehene Bruchschutzplattform angeordnet ist, die zur Aufnahme von beim Bruch des Hangenden freiwerdenden Bruchgesteinsmassen eingerichtet ist, daß die Bruchschutzplattform mit Hydraulikzylindern an die Fahrwerkslängsträger angeschlossen sowie außerdem gegen horizontales Verschieben gegenüber dem Maschinenkörper stabilisiert ist und daß die Hydraulikzylinder beim Überschreiten einer Maximalbelastung der Bruchschutzplattform durch Bruchgesteinsmassen mit einer vorgegebenen Einschubcharakteristik bis zu einer vorgegebenen Blokkierung nachgiebig einschiebbar sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Bruchschutzplattform zum Hangenden hin ein Prallschutzpolster auf. Auf diese Weise kann die Bruchschutzplattform hohe Beanspruchungen aus Bruchgesteinsmassen mit einem Gewicht von 150 Tonnen und mehr aufnehmen. Die Maschine kann aber infolge des Prallschutzpolsters auch die dynamischen Beanspruchungen aufnehmen, die aus hereinstürzendem Bruchgestein resultieren. Das gilt insbesondere dann, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung das Prallschutzpolster aus Gaskissen aufgebaut sind, und zwar vorzugsweise aus im Gefahrenfall aufblasbaren Gaskissen, die an Gasflaschen oder Gaspatronen mit gesteuerten Ventilen angeschlossen sind. Die Ventile können dabei von Hand durch den Fahrer oder mittels Sensor gesteuert sein. Derartige Gaskissen, die auch hohe Beanspruchungen aufnehmen, sind an sich bekannt.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine kann die Bruchschutzplattform durch Aussteifungshydraulikzylinder und/oder Getriebeanordnungen gegen horizontales Verschieben gegenüber dem Maschinenkörper stabilisiert sein. Zum Beispiel kann mit einem Lemniskadengetriebe gearbeitet werden, wie es bei Schreitausbaugestellen üblich ist. In diesem Zusammenhang kann auch des weiteren auf die Erfahrungen und die Technologien zurückgegriffen werden, die sich bei Schreitausbaugestellen bewährt haben, die im Strebbau eingesetzt werden. So kann man Bauteile, die den Kufen eines Schreitausbaugestells entsprechen, mit den Fahrwerklängsträgern verbinden oder auf diese aufsetzen und als Bruchschutzplattform eine über beide Kufen durchgehende Kappe einsetzen, die bei Schreitausbaugestellen häufig verwirklicht ist, und zwar mit einem Bruchschild zum Bruchfeld hin (vgl. DE-PS 21 64 365).

Bei der erfindungsgemäßen Maschine sind die Anordnung und Auslegung so getroffen, daß die aufzunehmenden Kräfte, wie bei Ausbaueinrichtungen für Untertageräume mit Nachgiebigkeitsmechanismen, durch die Nachgiebigkeit bestimmt sind. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Hydraulikzylinder der Bruchschutzplattform bei Überschreiten einer Maximalbelastung durch Bruchgesteinsmassen mit einer vorgegebenen Einschubcharakteristik einschiebbar sind. Die Einschubcharakteristik kann durch Überströmventile, die den Hydraulikzylindern zugeordnet sind, gesteuert sein. Um das Bergen der Maschine zu erleichtern, lehrt die Erfindung, daß die Bruchschutzplattform seitlich über das Fahrwerk vorkragt und die vorkragenden Bereiche durch hydraulische Stempel gegen das Liegende abstützbar sind. Die vorkragenden Bereiche können auch lösbar mit der Bruchschutzplattform verbunden sein. Die Stempel können von der Maschine mitgeführt und dazu am Maschinenkörper befestigt sein. Sie können auch umgeklappt unter der Bruchschutzplattform angeordnet und im Bedarfsfall herabgeklappt werden.

Beim üblichen Gewinnungsbetrieb kann die Bruchschutzplattform über die Hydraulikzylinder auf beliebige Höhe eingestellt werden, wie es der Fahrer der Maschine für zweckmäßig hält oder wie es die geologischen Bedingungen verlangen. In diesem Zusammenhang ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder der Bruchschutzplattform eine der Flözmächtigkeit angepaßte Länge aufweisen und die Bruchschutzplattform bis in den Bereich des Hangenden, ohne es zu berühren oder abzustützen, ausfahrbar sind. Auf diese Weise wird verhindert, daß Gesteinsbrocken, die sich aus dem Hangenden lösen, mit großer kinetischer Energie auf die Bruchschutzplattform auftreffen, wenn die erfindungsgemäße Maschine ihre übliche Gewinnungsarbeit durchführt. Andererseits wird die Bewegung der Maschine nicht beeinträchtigt, weil eine Abstützung des Hangenden durch die Bruchschutzplattform regelmäßig nicht stattfindet. Bei besonderen Betriebsverhältnissen kann auch eine Abstützung des Hangenden eingerichtet werden.

Die beschriebene Maschine ist bei der Einleitung des Bruches durch erwartungsgemäß hereinbrechendes Bruchgestein nicht mehr gefährdet und kann bei Einleiten des Bruches ohne Schwierigkeiten auch die eingangs beschriebene Fluchtbewegung ausführen. In diesem Zusammenhang lehrt die Erfindung, daß die Antriebseinrichtung ein Getriebe sowie eine Steuereinrichtung für eine der Abbaueinrichtung entgegengerichtete Fluchtbewegung mit gegenüber der Geschwindigkeit in Abbaurichtung erhöhter Fluchtgeschwindigkeit aufweist. Die Steuereinrichtung ist zweckmäßigerweise mit einem Fluchthebel versehen, mit dem alle Antriebsfunktionen auf Fluchtbewegung durch eine einzige Hebelbetätigung umschaltbar sind. Auch bei der Fluchtbewegung bleibt die Maschine lenkbar.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die im untertägigen Bergbau, insbesondere im Steinkohlenbergbau und beim Pfeilerbau-Abbau, üblichen Maschinen in Form von Teilschnittmaschinen oder Continuous-Minern ohne weiteres in der Lage sind, das Gewicht des Bruchgesteins aufzunehmen, welches eine solche Maschine treffen könnte. Erfindungsgemäß sind Einrichtungen verwirklicht, die verhindern, daß die Maschine durch hereinbrechendes Bruchgestein ihre Funktionsfähigkeit verliert. Es sind fernerhin Einrichtungen vorgesehen, die auch zur Aufnahme der dynamischen Beanspruchungen des hereinbrechenden Bruchgesteins in der Lage sind und die darüber hinaus auch die Flucht erleichtern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen selbstfahrenden Maschine,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte selbstfahrende Maschine ist für das Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle, aus unterirdischen Lagerstätten bestimmt, und zwar im Rahmen eines Pfeilerbau-Abbauverfahrens, bei dem nach Maßgabe des fortschreitenden Abbaus der Bruch des Hangenden eingeleitet wird. Zum grundsätzlichen Aufbau der Maschine gehören ein Fahrwerk 1, das Gewinnungswerkzeug 2, eine Aufnahmeeinrichtung 3 für das hereingewonnene Haufwerk und eine Fördereinrichtung 4, die das hereingewonnene und von der Aufnahmeeinrichtung 3 aufgenommene Haufwerk abfördert und einem zuschließenden Förderer zuführt. Das Fahrwerk 1 besitzt zwei seitliche Fahrwerkslängsträger 5. Der Maschinenkörper 6 ist im mittigen Bereich mit einem Maschinenfahrerstand 7 versehen, der eine leichte Abdeckung aufweisen könnte, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet wurde und darüber hinaus bei der erfindungsgemäßen Maschine auch nicht erforderlich ist.

Oberhalb des Maschinenkörpers 6 ist eine Bruchschutzplattform 8 angeordnet. Diese ist zur Aufnahme von beim Bruch des Hangenden freiwerdenden Bruchgesteinsmassen eingerichtet. Die Bruchschutzplattform 8 ist mit Hydraulikzylindern 9 an die Fahrwerkslängsträger 5 angeschlossen. Sie ist außerdem gegen horizontales Verschieben gegenüber dem Maschinenkörper gesichert und stabilisiert. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Hydraulikzylinder 9 bei Überschreiten einer Maximalbelastung der Bruchschutzplattform 8 durch Bruchgesteinsmassen mit einer vorgegebenen Einschubcharakteristik bis zu einer vorgegebenen Blockierung nachgiebig einschiebbar sind. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform besitzt die Bruchschutzplattform 8 zum Hangenden hin ein Prallschutzpolster 10, und zwar aus Gaskissen. Es mag sich um im Gefahrenfall aufblasbare Gaskissen handeln, die an Gasflaschen oder Gaspatronen mit gesteuerten Ventilen angeschlossen sind. Die Ventile können handgesteuert oder sensorgesteuert sein.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Bruchschutzplattform 8 durch Aussteifungshydraulikzylinder 11 gegen horizontales Verschieben gegenüber dem Maschinenkörper stabilisiert. Insoweit könnte aber auch mit besonderen Getriebeanordnungen gearbeitet werden. Die Einschubcharakteristik der Hydraulikzylinder 9, 11, die die Bruchschutzplattform 8 tragen bzw. stabilisieren, erfolgt im einfachsten Falle mit Hilfe von Überströmventilen, die den Hydraulikzylindern 9, 11 zugeordnet und nach Maßgabe der betrieblichen Verhältnisse steuerbar sind.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kragt die Bruchschutzplattform 8 seitlich über das Fahrwerk vor. Dazu wird insbesondere auf die Fig. 2 verwiesen. Man erkennt, daß die vorkragenden Bereiche 12 durch hydraulische Stempel 13 gegen das Liegende abgestützt sind. Die Hydraulikzylinder 9, 11 der Bruchschutzplattform 8 haben im übrigen eine der Flözmächtigkeit angepaßte Länge, so daß die Bruchschutzplattform 8, wie gezeichnet, bis in den Bereich des Hangenden ausfahrbar ist, jedoch ohne das Hangende abzustützen.

Die Antriebseinrichtung der Maschine besitzt ein Getriebe und eine Steuereinrichtung für eine der Abbaueinrichtung entgegengerichtete Fluchtbewegung mit gegenüber der Geschwindigkeit in Abbaurichtung erhöhter Fluchtgeschwindigkeit. Getriebe und Steuereinrichtung wurden in den Zeichnungen nicht dargestellt. Die Steuereinrichtung besitzt einen Fluchthebel 14, der in der Fig. 1 angedeutet wurde und mit dem alle Antriebsfunktionen durch eine einzige Hebelbewegung auf Fluchtbewegung umschaltbar sind. Es versteht sich, daß die Maschine bei der Fluchtbewegung lenkbar bleibt. Es versteht sich fernerhin, daß die Gaskissen auch an einen auf der Maschine zugeordneten Kompressor oder an eine externe Luftversorgung angeschlossen werden können. Das gilt insbesondere dann, wenn es sich um das betriebsmäßige Aufblasen und weniger um das Aufblasen in einem unmittelbaren Gefahrenfall handelt.


Anspruch[de]
  1. 1. Selbstfahrende Maschine für das Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle, aus unterirdischen Lagerstätten im Rahmen eines Pfeilerbau-Abbauverfahrens, bei dem nach Maßgabe des fortschreitenden Abbaus der Bruch des Hangenden eingeleitet wird, - mit

    Fahrwerk,

    Gewinnungswerkzeug,

    Aufnahmeeinrichtung für das hereingewonnene Haufwerk und

    Fördereinrichtung,

    wobei das Fahrwerk zwei seitliche Fahrwerkslängsträger und der Mascninenkörper im mittigen Bereich einen Maschinenfahrerstand aufweist, der mit einer Abdeckung versehen sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Maschinenkörpers (6) eine im Normalbetrieb nicht zur Abstützung des Hangenden vorgesehene Bruchschutzplattform angeordnet ist, die zur Aufnahme von beim Bruch des Hangenden freiwerdenden Bruchgesteinsmassen eingerichtet ist, daß die Bruchschutzplattform (8) mit Hydraulikzylindern (9) an die Fahrwerkslängsträger (5) angeschlossen sowie außerdem gegen horizontales Verschieben gegenüber dem Maschinenkörper stabilisiert ist und daß die Hydraulikzylinder (9) beim Überschreiten einer Maximalbelastung der Bruchschutzplattform (8) durch Bruchgesteinsmassen mit einer vorgegebenen Einschubcharakteristik bis zu einer vorgegebenen Blockierung nachgiebig einschiebbar sind.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchschutzplattform (8) zum Hangenden hin ein Prallschutzpolster (10) aufweist.
  3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallschutzpolster (10) aus Gaskissen aufgebaut ist.
  4. 4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gefahrenfall aufblasbare Gaskissen (10), die an Gasflaschen oder Gaspatronen mit gesteuerten Ventilen angeschlossen sind, angeordnet sind.
  5. 5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchschutzplattform (8) durch Aussteifungshydraulikzylinder (11) und/oder Getriebeanordnungen gegen horizontales Verschieben stabilisiert ist.
  6. 6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschubcharakteristik durch Überströmventile, die den Hydraulikzylindern (9, 11) zugeordnet sind, gesteuert ist.
  7. 7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchschutzplattform (8) seitlich über das Fahrwerk vorkragt und die vorkragenden Bereiche (12) durch hydraulische Stempel gegen das Liegende abstützbar sind.
  8. 8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (9, 11) der Bruchschutzplattform (8) eine der Flözmächtigkeit angepaßte Länge aufweisen und die Bruchschutzplattform (8) bis im Bereich des Hangenden ausfahrbar ist.
  9. 9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Getriebe sowie eine Steuereinrichtung für eine der Abbaurichtung entgegengerichtete Fluchtbewegung mit gegenüber der Geschwindigkeit in Abbaurichtung erhöhter Fluchtgeschwindigkeit aufweist.
  10. 10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Fluchthebel (14) aufweist, mit dem alle Antriebsfunktionen auf Fluchtbewegung umschaltbar sind.






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