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Dokumentenidentifikation DE102005040272A1 01.03.2007
Titel Verfahren zum Pfeilerrückbau beim Kammer-Pfeilerbau und Ausbaueinheit für den Pfeilerrückbau
Anmelder DBT GmbH, 44534 Lünen, DE
Erfinder Schuster, Reiner, 66123 Saarbrücken, DE;
Gross, Peter, 66802 Überherrn, DE
Vertreter Buschhoff-Hennicke-Althaus, 50672 Köln
DE-Anmeldedatum 24.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005040272
Offenlegungstag 01.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.03.2007
IPC-Hauptklasse E21C 41/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rückbau der Pfeiler beim Kammer-Pfeilerabbau von Mineralien und Rohstoffen in untertägigen, flözartigen Lagerstätten sowie Ausbaueinheiten 10, die beim Verfahren vorteilhaft einsetzbar sind. Erfindungsgemäß wird die Gewinnungseinrichtung schräg zu den Pfeilerstrecken ausgerichtet und das Hangende wird vor der Rückbaufront der Gewinnungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Ausbaueinheiten 10 abgestützt, die in der Höhe und Breite verstellbar sind und mittels eines Fahrzeugs 50 durch gesetzte Ausbaueinheiten 10 hindurch zu einer anderen Position verfahren und dort erneut gesetzt werden können.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rückbau der Pfeiler beim Abbau von Mineralien und Rohstoffen in untertägigen, flözartigen Lagerstätten im Kammer-Pfeiler-Abbau, mit einem Rückbauabschnitt, der sich über mehrere, durch quer verlaufende Pfeilerquerstrecken und längs verlaufende Pfeilerlängsstrecken voneinander getrennte Pfeiler erstreckt und dessen Abbaufront zwischen zwei äußeren Pfeilerquerstrecken mit einer schälend oder schneidend arbeitenden Gewinnungseinrichtung in Langfrontbau oder Kurzfrontbau abgebaut wird. Die Erfindung betrifft ferner auch eine Ausbaueinheit für den Pfeilerrückbau beim Kammer-Pfeilerabbau von Mineralien und Rohrstoffen in untertägigen, flözartigen Lagerstätten, die in einer Pfeilerstrecke zwischen zwei Pfeilern anordbar ist, in eine andere Position versetzbar ist und zum Abstützen des Hangenden ein mittels Stützstempeln höhenverstellbares, gegen das Hangende andrückbares Stützmittel aufweist.

Bei der untertägigen Gewinnung von flözartig gelagerten Mineralien und Rohstoffen, wie insbesondere Kohle und Salz, kommen als traditionelle Abbauverfahren einerseits der Strebbau und andererseits der Kammer-Pfeilerbau zum Einsatz. Im Gegensatz zum Strebbau wird beim Kammer-Pfeilerbau die Abstützung des Hangenden zum Offenhalten der bergmännisch geschaffenen und benötigten Hohlräume von den stehengelassenen natürlichen Pfeilern übernommen und durch Ankerausbau in den abgebauten Kammern und aufgefahrenen Pfeilerstrecken unterstützt. Aufgrund des systembedingten Belassens der natürlichen Pfeiler ergeben sich zwangsweise erhebliche Abbauverluste in Abhängigkeit der erforderlichen Pfeilerdimensionierungen und diese Abbauverluste können bis zu 60% der abbaubaren Gesamtvorräte der Mineralien oder Rohstoffe betragen. Andererseits zeichnet sich der Kammer-Pfeilerbau durch hohe Produktionseffizienz bei relativ geringen Investitionsleistungen, durch sehr hohe operative Flexibilität und einen geringen, notwendigen Organisationsgrad aus, wobei ein besonderer Vorteil des Kammer-Pfeilerabbaus die relativ einfache Beherrschung der Gebirgsmechanik bildet. Beim Kammer-Pfeilerabbau sind lagerstättenspezifische Faktoren wie Gesamtvorräte, Vorratserstreckung und -verteilung, Störungshäufigkeit der Lagerstätten von deutlich geringerer Bedeutung als beim Langfront- oder Kurzfront-Strebbau. Auch im Kammer-Pfeilerabbau ist es bekannt, den Gesamtausnutzungsgrad dadurch nachhaltig zu verbessern, dass in einem zweiten Gewinnungsschritt, dem so genannten Pfeilerrückbau bzw. De-Pillaring, die in den Pfeilern enthaltenen Rohrstoffe und Mineralien durch Abbau der Pfeiler zurückgewonnen werden und die Erfindung betrifft diesen Bereich des Kammer-Pfeilerbaus.

Ein gattungsgemäßes Verfahren für den Pfeilerrückbau ist aus der DE 30 09 923 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird der Rückbauabschnitt im Langfrontbau mit einem bogenförmig verlaufenden Abbaustoß unter Einsatz schälend oder schneidend arbeitender Gewinnungseinrichtungen abgebaut, wobei die gekrümmt verlaufende Gewinnungseinrichtung, wie im Langfrontbau üblich, mit hydraulischen Ausbauschilden abgestützt und gerückt wird. Da jedoch eine relativ hohe Krümmung des Förderers der Langfront-Gewinnungseinrichtung, an dem sich die Gewinnungsmaschine führt, erforderlich ist, bereitet die industrielle Nutzung dieses Verfahrens Probleme. Auch das Durchbauen bzw. Durchfahren der offenen Pfeilerstrecken mit der Beherrschung des Hangenden könnte zu intensiven Problemen führen, so dass mit dem bekannten Verfahren keine ausreichend hohe Produktionsleistung erreicht werden konnte.

Beispielsweise aus der DE 32 38 256 A1 sind Ausbaueinheiten für den Pfeilerrückbau bekannt, die aus mehreren, miteinander verbundenen hydraulischen Ausbaugestellen bestehen, die mittels Ketten- oder Raupenbändern angetrieben und bewegt werden. Die bekannten Ausbaueinheiten weisen eine am Hangenden andrückbare Kappe auf, wobei sich jede Kappe über die Breite eines der Ausbaugestelle erstreckt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für den Pfeilerrückbau sowie Ausbaueinheiten hierfür zu schaffen, mit denen bei möglichst geringem technischen Aufwand für die zur Verfügung zu stellenden Geräte und unter Rückgriff auf aus dem Strebbau bekannte Kurzfront- oder Langfront-Gewinnungseinrichtungen eine hohe Produktionsleistung beim Pfeilerrückbau erreicht werden kann.

Diese sowie weitere Aufgaben werden in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt dadurch gelöst, dass die Gewinnungseinrichtung schräg zu den Pfeilerlängsstrecken ausgerichtet wird, wodurch die Rückbaufront an der einen äußeren Pfeilerquerstrecke der gesamten restlichen Rückbaufront voreilt, und dass das Hangende in Abbaurichtung vor der Rückbaufront bzw. vor der Gewinnungseinrichtung mit einer Mehrzahl von zwischen den Pfeilern in den Pfeilerstrecken angeordneten, versetzbaren Ausbaueinheiten abgestützt wird. Die erfindungsgemäße Lösung baut auf einer schrägen Ausrichtung der im Langfrontbau oder im Kurzfrontbau abbauenden Gewinnungseinrichtung auf, die durch eine vorzugsweise systematische Abstützung des offenen Pfeilerstreckensystems der Pfeilerquerstrecken und Pfeilerlängsstrecken vor der Abbaufront unterstützt wird. Hierbei erstreckt sich die Rückbaufront, in Abhängigkeit von der Dimensionierung (Länge und Breite) der Pfeiler, über etwa zwei bis vier Pfeiler. Die Abbaufront erstreckt sich mithin erfindungsgemäß immer nur über einen Teilbereich der Ausdehnung der gesamten untertägigen Pfeilerstrecken in dem Flöz. Das Rücken einer schräg zu den Pfeilerlängsstrecken verlaufenden Gewinnungseinrichtung ist wesentlich einfacher zu beherrschen als das Rücken einer gekrümmt angeordneten Gewinnungseinrichtung.

Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren je Pfeiler wenigstens zwei Ausbaueinheiten in den Pfeilerlängsstrecken und wenigstens eine Ausbaueinheit in jeder inneren Pfeilerquerstrecke angeordnet, die systembedingt nach Bedarf umgesetzt werden. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn je Pfeiler drei bis fünf Ausbaueinheiten in den Pfeilerlängsstrecken und eine Ausbaueinheit in jeder inneren Pfeilerquerstrecke angeordnet werden. Es kommen vorzugsweise semimobile Ausbaueinheiten zum Einsatz, die über keine eigenen Antriebe verfügen, sondern die mittels eines Fahrzeugs versetzt werden, das z.B. eine Ladeplattform, eine Hubeinrichtung, einen Greifer od. dgl. zum vorübergehenden Aufnehmen, Transportieren und Absetzen der Ausbaueinheiten aufweist. Zur Abstützung des Hangenden in Abbaurichtung vor der Rückbaufront werden mithin vorzugsweise mit relativ geringer Technisierung ausgeführte Ausbaueinheiten verwendet. Um das Versetzen beim erfindungsgemäßen Verfahren zu ermöglichen, ist besonders vorteilhaft, wenn die Ausbaueinheiten sowohl in der Höhe als auch in der Breite eingefahren werden können. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Ausbaueinheiten derart ausgebildet sind, dass beim Versetzen die eingefahrenen Ausbaueinheiten mit den Fahrzeugen durch ausgefahrene und gesetzte, d.h. das Hangende abstützende Ausbaueinheiten hindurchbewegt werden können. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass eine ungewollte Auflockerung der Hangendschichten durch häufiges Be- und Entlasten von Ausbaueinheiten vermieden wird, da es nicht erforderlich ist, eine in der Pfeilerstrecke bereits gesetzte Ausbaueinheit zu rauben und zu versetzen, um später im Wesentlichen an der gleichen Stelle erneut eine Ausbaueinheit zu setzen. Vielmehr kann eine einmal gesetzte Ausbaueinheit in ihrer Setzposition verbleiben, bis sie aufgrund des Abbaufortschritts ohnehin zum Abbau des nächsten Pfeilers versetzt werden muss.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe schlägt die Erfindung Ausbaueinheiten vor, bei denen das Stützmittel zwei voneinander beabstandet angeordnete, relativ zueinander und zumindest begrenzt unabhängig voneinander bewegbare Stützbalken aufweist, von denen jeder mittels zwei Stützstempeln und einem zwischen den Stützstempeln angeordneten Lenkergetriebe an einer Liegendkufe abgestützt ist, wobei zwischen den Stützbalken ein Versetzbock angeordnet ist, an dem wenigstens einer der Stützbalken zur Abstandsverstellung der Stützbalken über Zwischenlenker bewegbar befestigt ist, und wobei die Ausbaueinheit mit einem Fahrzeug transportierbar ist, um nicht gesetzte Ausbaueinheiten mit dem Fahrzeug versetzen zu können. während des Transports kann sich die Ausbaueinheit vorzugsweise über den Versetzbock am Fahrzeug abstützen bzw. von diesem gegriffen werden. Durch die Abstandsverstellung der Stützbalken ist es möglich, dass während des Versetzens einer Ausbaueinheit andere, das Hangende unterstützende Ausbaueinheiten gesetzt bleiben können. Die Abstandsverstellung der Stützbalken sollte ausreichen, dass eine Ausbaueinheit in zusammengefalteten oder -gezogenen Zustand, d.h. wenn die Ausbaueinheit in Höhe und Breite vermindert ist, zwischen den Liegendkufen einer gesetzten und auf die volle Breite auseinandergefalteten Ausbaueinheit mit dem Fahrzeug hindurchtransportiert werden kann.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der Stützbalken mittels teleskopierbarer und als Stellzylinder ausgeführter Zwischenlenker in einer Linearbewegung bewegt werden. Bei einer alternativen Ausgestaltung können die Zwischenlenker schwenkbar am Versetzbock und am Stützbalken befestigt sein. Bei dieser Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn zwischen einem der Zwischenlenker und dem Versetzbock ein hydraulisch verstellbarer Stellzylinder angeordnet ist, um das Einklappen bzw. Einfalten und Auseinanderfalten der Stützbalken und Liegendkufen der Ausbaueinheiten auf einfache Weise hydraulisch bewirken zu können. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zwischenlenker mittels des Stellzylinders zwischen einer ersten Schwenkstellung, in der der Stellzylinder und der Stützbalken parallel zur Längsseite des Versetzbocks liegt, und einer zweiten Schwenkstellung, in welcher der Stützbalken seitlich ausgefahren ist und der Zwischenlenker abgewinkelt zur Längsseite des Versetzbocks steht, verschwenkbar ist. Bei bestimmten Anwendungen kann es ausreichend sein, dass nur einer der beiden Stützbalken bewegbar oder verschwenkbar ist. Bei der bevorzugten Ausgestaltung hingegen sind beide Stützbalken bewegbar oder schwenkbar über Zwischenlenker an dem Versetzbock befestigt.

Eine besonders einfache Bauweise der Ausbaueinheiten lässt sich erreichen, wenn die Stempel und/oder die Stellzylinder an eine Strebhydraulik einer beim Pfeilerrückbau eingesetzten Langfront- oder Kurzfront-Gewinnungseinrichtung und/oder an die Hydraulik eines am Fahrzeug befindlichen Hydraulikaggregats anschließbar sind. Bei dieser Ausgestaltung sind die Ausbaueinheiten mithin passiv verstellbar und verfügen über keinen eigenen Antrieb bzw. kein eigenes Hydraulikaggregat, sondern müssen entweder an die Strebhydraulik oder an ein am Fahrzeug befindliches Hydraulikaggregat angeschlossen werden, um das Setzen der Ausbaueinheiten bzw. das Ausfahren und/oder Einfahren der Verstellzylinder zu erreichen. Weiter vorzugsweise sind die stützbalkenseitigen Anschlussgelenke der Zwischenlenker an Lagerböcken angeordnet, die für eine unterschiedliche Höhenverstellung der beiden Stützbalken kippbar am zugeordneten Stützbalken befestigt sind. Bei dieser Ausgestaltung können die beiden Stützbalken in unterschiedliche Höhen ausgefahren werden. Zweckmäßigerweise sind die die Bewegung der Stützbalken führenden Lenkergetriebe als Lemniskatengetriebe ausgeführt und/oder die schwenkbar befestigten Zwischenlenker sind als Parallellenkergetriebe ausgeführt. Das Lemniskatengetriebe sorgt dafür, dass die Stützbalken ausschließlich parallel zur zugehörigen Liegendkufe, an denen die Stützstempel widergelagert sind, ausgefahren werden können und das Parallellenkergetriebe sorgt dafür, dass die Stützbalken parallel und gleichmäßig an den Versetzbock zwischen den beiden Stützbalken, der im Betriebseinsatz normalerweise nicht mit der Hangendlast belastet ist, herangeschwenkt werden können. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn die Oberseite der Stützbalken höher liegt als die Oberseite des Versetzbocks.

Die Unterseite des Versetzbocks kann eine Führung oder Auflage für die Ladeplattform des Fahrzeugs aufweisen, um durch Unterfahren des Versetzbocks die Ausbaueinheit auf der Ladeplattform eines Fahrzeugs ablegen zu können und eine optimale Ablage der Ausbaueinheiten an der Ladeplattform des Fahrzeugs, mit dem die Ausbaueinheiten dann versetzt werden, zu erreichen. Alternativ kann der Versetzbock der Ausbaueinheit auch mit Eingriffmitteln oder Eingrifftaschen od. dgl. für eine mit dem Fahrzeug mitgeführte Hubeinrichtung oder Greifeinrichtung versehen sein.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden schematischen Beschreibung von in der Zeichnung gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

1, 2, 3 jeweils in einer Draufsicht auf eine im Kammer-Pfeilerbau abgebaute Lagerstätte den Verfahrensablauf beim erfindungsgemäßen Pfeilerrückbau;

4 schematisch in einer Seitenansicht das Versetzen einer zusammengeklappten Ausbaueinheiten mit einem Fahrzeug durch eine gesetzte andere Ausbaueinheit hindurch;

5 schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Ausbaueinheit im Setzzustand;

6 schematisch in Vorderansicht eine erfindungsgemäße Ausbaueinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit eingeklappten sowie ausgeklappten Stützbalken;

7 eine Draufsicht auf die Ausbaueinheit aus 6;

8 schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Ausbaueinheit mit unterschiedlich weit ausgefahrenen Stützstempeln; und

9 eine Draufsicht auf eine Ausbaueinheit gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit teleskopierbaren Zwischenlenkern.

In den 1 bis 3 ist insgesamt mit Bezugszeichen 1 ein untertägiger Kohlenflöz bzw. eine sonstige untertägige Mineralien-Lagerstätte bezeichnet, die in an sich bekannter Weise im Kammer-Pfeilerbau abgebaut wurde und eine Vielzahl von zwischen dem Hangenden und dem Liegenden stehengebliebenen Pfeilern 2 aufweist, zwischen denen rechtwinklig zueinander längs verlaufende Pfeilerlängsstrecken 3 und quer verlaufende Pfeilerquerstrecken 4 aufgefahren wurden, deren Breite z. B. 6 m bei Pfeilerabmaßen von z. B. 18 m in Längsrichtung und Querrichtung betragen.

Der Rückbau der Pfeiler 2 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel im Vor- oder Rückbau im Kurzfrontbetrieb in Abbaurichtung A mit einer insgesamt mit Bezugszeichen 5 bezeichneten Gewinnungseinrichtung, die, wie an sich für den Strebbau bekannt, eine Vielzahl nebeneinander angeordneter elektrohydraulischer Ausbaugestelle 6 umfasst, mittels denen der Abbaustreb an der Abbaufront offengehalten wird und eine Förderrinne 7, an der z. B. ein zwischen den beiden Enden der Kurzfront-Gewinnungseinrichtung 5 hin- und herfahrender Walzenlader 8 geführt ist, in Abbaurichtung A gerückt wird. Die Gewinnungseinrichtung 5 erstreckt sich über eine Rückbaufront von im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Pfeilern 2 und die Umkehren für den Förderer 7 mit den nicht dargestellten Antriebseinrichtungen sind jeweils in einer äußeren Pfeilerquerstrecken 4 angeordnet. Bei einer sich über drei Pfeiler 2 erstreckenden Rückbaufront liegen zwischen den beiden äußeren Pfeilerquerstrecken 4 zwei weitere, innere Pfeilerquerstrecken 4. Mit dem Strebförderer 7 wird, wie an sich bekannt, dass an der Rückbaufront an den Pfeilern 2 hereingewonnene Material in einen Streckenförderer 9 überführt, der in einer der beiden äußeren Pfeilerquerstrecken 4 verlegt ist. Die Förderrichtung ist mit Bezugszeichen F bezeichnet. Seitlich beider äußeren Pfeilerquerstrecken 4 befinden sich weitere Pfeiler 2 mit Pfeilerstrecken 3, 4, die zu einem späteren Zeitpunkt abgebaut werden und hinter der Gewinnungseinrichtung bricht das Hangende als Bruch 63 ein.

Erfindungsgemäß ist die Gewinnungseinrichtung 5 in einem Winkel &agr; von vorzugsweise etwa 10° schräg zur Ausrichtung der Pfeilerlängsstrecken 3 angeordnet, wodurch die Rückbaufront an den Pfeilern 2 in der in den 1 bis 3 rechten äußeren Pfeilerquerstrecke 4, in der auch der Streckenförderer 9 verlegt ist, der restlichen Rückbaufront voreilt. Zusätzlich zu der hier geradlinigen, schrägen Ausrichtung der Gewinnungseinrichtung 5 sind erfindungsgemäß sowohl in den Pfeilerlängsstrecken 3 als auch in den inneren Pfeilerquerstrecken 4 mehrere, nach bedarf und Rückbaufortschritt versetzbare Ausbaueinheiten 10 angeordnet, mit denen das Hangende relativ zum Liegenden in den Pfeilerlängsstrecken 3 und Pfeilerquerstrecken 4 zwischen den Pfeilern 2 abgestützt wird. Das Umsetzen und Versetzen der Ausbaueinheiten 10 erfolgt erfindungsgemäß mittels eines in den Pfeilerstrecken 3, 4 verfahrbaren Fahrzeugs 50, welches zum Transport und Versetzen der Ausbaueinheiten 10 mit einer Ladeplattform 51 in einem rückwärtigen Teil des Fahrzeugs 50 versehen ist. Wie weiter unten noch erläutert werden wird, erfolgt das Versetzen der einzelnen Ausbaueinheiten 10 in einer weise, dass die Ausbaueinheiten 10 zum Versetzen derart zusammengefaltet bzw. eingefahren werden, dass sie zusammen mit dem Fahrzeug 50 durch andere in den Pfeilerstrecken 3, 4 gesetzte Ausbaueinheiten 10 hindurch zu ihrem neuen Standort, an dem sie wiederum gesetzt werden, bewegt werden können. Anschließend werden dann, falls systembedingt erforderlich, die anderen Ausbaueinheiten 10 in zusammengefalteten Zustand durch die nunmehr gesetzte Ausbaueinheit hindurchbewegt.

In den 1 bis 3 werden beim Pfeilerrückbau insgesamt elf Ausbaueinheiten 10 eingesetzt. Mit Fortschritt des Pfeilerrückbaus durch Vorrücken der Gewinnungseinrichtung 5 in Abbaurichtung A nimmt die Tiefe der im Abbau befindlichen Pfeiler 2 kontinuierlich ab, so dass zu einem bestimmten Zeitpunkt als erstes die in der rechten inneren Pfeilerstrecke 4 angeordnete Ausbaueinheit 10 versetzt werden muss. In Abhängigkeit von der Dimensionierung der Pfeiler 2 kann eine einzige Ausbaueinheit 10 in jeder inneren Pfeilerstrecke 4 ausreichen. Die Ausbaueinheit 10 wird mit dem Fahrzeug 50 aus ihrer Ausgangslage in 1 innerhalb derselben inneren Pfeilerquerstrecke 4 in die nächste Reihe von Pfeilern 2 versetzt und dort wieder gesetzt (10', 2). Die zwischen den Darstellungen in 1 und 2 bereits versetzte Ausbaueinheit ist mit dem Bezugszeichen 10' in 2 bezeichnet. 2 zeigt ferner den Vorgang des Versetzens der mit 10A in den 1 und 2 bezeichneten Ausbaueinheit mittels des Fahrzeugs 50 von der Ausgangsstellung in die Endstellung, wobei das Versetzen, wie insbesondere die 2 mit den unterschiedlichen Stellungen des Fahrzeugs 50 verdeutlichen soll, durch die bereits gesetzte Ausbaueinheit 10' sowie die beiden noch gesetzten Ausbaueinheiten 10B und 10C hindurch erfolgt. Mit fortlaufendem Rückbaufortschritt werden dann auch alle anderen Aufbaueinheiten 10 mit dem Fahrzeug 50 in den nächsten Abschnitt derselben Pfeilerquerstrecke 4 bzw. in die nächste Pfeilerlängsstrecke 3 bewegt und dort gesetzt (d.h. hydraulisch gegen das Hangende angedrückt). In 3 wird die Ausbaueinheit 10B mit dem Fahrzeug 50 durch die Ausbaueinheit 10C und die in der Pfeilerquerstrecke 4 gesetzte Ausbaueinheit 10' hindurchdurchgefahren, bevor sie in der nächsten Pfeilerlängsstrecke 3 von der Plattform des Fahrzeugs 50 abgeladen wird, seitlich ausgeklappt wird und dann erneut gesetzt wird. Das Einklappen, Einfahren, Umsetzen, Ausklappen und erneute Setzen der Ausbaueinheiten 10 wird fortgesetzt, bis sämtliche Ausbaueinheiten im Wesentlichen wieder die in 1 gezeigte Ausgangsstellung eingenommen haben und läuft dann kontinuierlich weiter, bis alle Pfeiler 2 in Abbaurichtung A abgebaut wurden und mit der Kurzfront-Gewinnungseinrichtung 5 die Pfeiler 2 in einer anderen Flucht abgebaut werden.

Der Aufbau der Ausbaueinheiten 10 sowie das Versetzen der Ausbaueinheiten 10 mittels des Fahrzeugs 50 werden nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 8 erläutert. In 4 ist dargestellt, wie eine erfindungsgemäße Ausbaueinheit 10 im eingefahrenen und zusammengefalteten Zustand mittels eines Fahrzeugs 50 durch eine ausgefahrene und gesetzte Ausbaueinheit 10' hindurchgefahren werden kann, um an anderer Stelle gesetzt werden zu können. Jede Ausbaueinheit 10, 10' umfasst, wie weiter unten noch erläutert werden wird, je zwei Liegendkufen 11 und je zwei Stützbalken 12, die mittels eines Paares von Stützstempeln 13 zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der jede Liegendkufe 11, wie bei der Ausbaueinheit 10' dargestellt, auf dem Liegenden 60 aufliegt und jeder Stützbalken 12 gegen das Hangende 61 gedrückt wird, und einer eingefahrenen Stellung, wie bei der Ausbaueinheit 10 dargestellt, verstellt werden können. Die Ausbaueinheit 10 lässt sich hierbei nur in eingefahrenem bzw. zusammengefaltetem Zustand mit dem Fahrzeug 50 transportieren, wozu das Fahrzeug 50 im hinteren Bereich mit einer anhebbaren bzw. absenkbaren Plattform 53 in Form einer Hubgabel versehen ist, mit der ein Versetzbock 14 an der Ausbaueinheit 10, der zwischen beiden Stützbalken 12 angeordnet ist und an dem diese, wie noch erläutert werden wird, verschwenkbar befestigt sind, unterfahren werden kann. Die Plattform 53 kann vorzugsweise bis in eine Hubhöhe bewegt werden, in der sie den Versetzbock 14 unterstützt, während die Stützbalken 12 noch ans Hangende 61 angedrückt sind. Es versteht sich, dass der mit dem Motor 52 versehene Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs 50 eine kleinere Breite aufweist als die Breite der Pfeilerstrecken sowie die Breite der Ausbaueinheiten 10' im ausgefahrenen Zustand.

5 zeigt eine Ausbaueinheit 10 im Setzzustand, in welchem die hydraulisch betätigbaren Stützstempel 13, welche einenends an den Liegendkufen und anderenends an Stützbalken 12 angelenkt sind, vollständig ausgefahren sind und mit dem Setzdruck eines Hydraulikfluids beaufschlagt sind. An der Unterseite des Stützbalkens 12 ist ein Anschlussgelenk 14 ausgebildet, an welchem ein Stützarm 15 angelenkt ist, der über ein zwei Lenker 16, 17 umfassendes Lemniskatengetriebe mit der Liegendkufe 11 verbunden ist, so dass sich der Stützbalken 12 bei der Verfahrbewegung der Stützstempel 13 permanent parallel zur Liegendkufe 11 bewegt. Dass mit den Lenkern 16, 17 gebildete Lemniskatengetriebe ist zwischen den beiden Stützstempeln 13 des jeweiligen Stützbalkens 12 angeordnet.

Wie insbesondere die 6 und 7 erkennen lassen, umfasst jede Ausbaueinheit 10 zwei parallel zueinander angeordnete Gruppen aus Liegendkufen 11, Stützstempeln 13, Stützbalken 12 und Lemniskatengetriebe, die beiderseits eines mittigen Versetzbocks 18 angeordnet sind, dessen Oberseite 19 niedriger liegt als die Oberseite 12' der beiden Stützbalken 12. Die Verbindung zwischen dem Versetzbock 18 und den beiden Stützbalken 12 besteht jeweils aus einem Lenkerpaar 20 von Zwischenlenkern 22 bzw. 21, die Versetzbockseitig in Lagern 23 bzw. 24 an dem Versetzbock 18 befestigt sind. Die Lager 23, 24 ermöglichen eine Schwenkbewegung der Zwischenlenker 21, 22 um eine senkrecht zur Plattenebene des Versetzbocks 18 liegende Schwenkachse 25. Die anderen Enden der Zwischenlenker 21, 22 sind über Schwenkgelenke 26 bzw. 27 mit einem Lagerbock 28 verbunden, der kippbar an den Stützbalken 12 befestigt ist, damit, wie in 8 dargestellt, die Stützbalken 12 bei Unebenheiten des Liegenden oder Hangenden 61' in unterschiedliche Höhen ausgefahren werden können, wenn ein schiefstehendes Hangende 61' abzustützen ist. Bei gekipptem Versetzbock 18 liegen die Schwenkachsen 25 bzw. 29 der jeweiligen Schwenklager 21, 22 bzw. 26, 27 um die entsprechende Schiefstellung der Ausbaueinheit 10 zur Vertikalen geneigt.

Durch Verschwenken der Zwischenlenker 21, 22 und der daran angeschlossenen Stützbalken 12 kann die Breite der Ausbaueinheiten 10, wie besonders aus den 6 und 7 deutlich wird, verringert werden. In der minimalen Breite der Ausbaueinheiten 10 sind die Stützbalken 12 seitlich an die Längsseiten des Versetzbocks 18 herangeklappt. Die Verstellbewegung beider Stützbalken 12 wird über Verstellzylinder 30, welche zwischen dem Versetzbock 18 und einem der Zwischenlenker 22 aktiv sind, bewirkt, und im zusammengefalteten Zustand der Ausbaueinheiten 10, wenn zusätzlich noch die Ausbauzylinder 13 in die Einschubstellung verfahren sind, passt dann eine Ausbaueinheit 10 durch eine ausgeklappte und gesetzte Ausbaueinheit 10 sowohl in der Breite als auch in der Höhe hindurch.

Zum Versetzen der Ausbaueinheiten 10 ist das in 4 dargestellte Fahrzeug 50 erforderlich, wobei die Unterseite 18' des Versetzbock 18 mit speziellen Auflagern 18A bzw. einer Führung versehen sein kann, um mit der Plattform 53 des Fahrzeugs 50 den Versetzbock 18 unterfahren und eine sichere Abstützung der gesamten Ausbaueinheit 10 auf der Plattform 53 gewährleisten zu können.

Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die Ausbaueinheiten 10 passive Gestelle, die zur Betätigung der Stützstempel 13 oder Stellzylinder 30 entweder an die Strebhydraulik der Gewinnungseinrichtung (5, 1 bis 3) oder an geeignete Hydraulikaggregate, die mit dem Fahrzeug mitbewegt werden, angeschlossen werden müssen. Es könnten jedoch Zwischenspeicher an den Ausbaueinheiten vorgesehen sein, um den Druck bzw. die Hydraulikflüssigkeit der Stützstempel zwischenzuspeichern und gegebenenfalls für eine Verstellbewegung der Stellzylinder 30 nutzen zu können, so dass zumindest das Einklappen und Einfahren der Ausbaueinheiten erfolgen kann, ohne dass diese an die Strebhydraulik angeschlossen sind.

In 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ausbaueinheit 110 dargestellt. Auch bei der Ausbaueinheit 110 ist mittig zwischen zwei Stützbalken 112 ein Versetzbock 118 angeordnet, der mit der Ladeplattform eines Fahrzeugs unterfahrbar ist oder auf andere Weise an einem Fahrzeug abstützbar ist, um einen Transport der Ausbaueinheit 110 zu einem anderen Einsatzort in den Pfeilerstrecken zu ermöglichen. Beide Stützbalken 112 können wiederum wie beim ersten Ausführungsbeispiel für die Ausbaueinheit 10 zusammen mit Liegendkufen, Stützstempeln und Lemniskatengetriebe eine Baueinheit bilden, die relativ zum Versetzbock 118 zum Verbreitern bzw. Einfahren der Ausbaueinheit bewegbar sind. Die Bewegung der Stützbalken 112 bzw. der jeweiligen Baueinheit erfolgt hier jedoch mittels eines Paares von teleskopierbaren Zwischenlenkern 221, die jeweils aus hydraulisch betätigbaren Stellzylindern 170 mit einem an der Oberseite oder Seitenwand des Versetzbocks 118 befestigten Zylinder 171 und einer beidseitig beaufschlagbaren Kolbenstange 172 bestehen, deren Stangenkopf 173 mittelbar oder unmittelbar über ein Kipplager 128 mit einer horizontal bzw. parallel zur Ebene des Versetzbocks liegenden Kippachse 129 an den Stützbalken 112 befestigt ist. Da beide Stützbalken 112 bewegbar sind, kommen hier insgesamt vier Stellzylinder 170 zum Einsatz. Durch die Kipplager 128 können beide Stützbalken 112 in unterschiedliche Höhen ausgefahren werden, wobei zwischen den Kolbenstangenköpfen 173 und den Stützbalken 112 Stabilisierungsmittel wie federbelastete Spannzylinder angeordnet sein können, um die Ausbaueinheit insgesamt zu versteifen. Die Oberseite der Stellzylinder 170 sollte jeweils niedriger liegen als die Oberseite der Stützbalken 112.

Für den Fachmann ergeben sich aus der vorherigen Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren könnten auch vier oder mehr Pfeiler im Langfont-Strebbau oder nur zwei Pfeiler gleichzeitig abgebaut werden. Bei den Ausbaueinheiten könnte nur einer der Stützbalken schwenkbar am Versetzbock angeschlossen sein. Die Anzahl der verwendeten Ausbaueinheiten kann, je nach Anwendungsfall und Verhältnis Pfeilergröße zu Pfeilerstreckenbreite variiert werden. Der Versetzbock kann aus einer massiven Platte oder aus einer verkleideten Strebenkonstruktion bestehen. Die Gewinnungseinrichtung kann auch einen Kohlenhobel umfassen. Die äußeren Pfeilerquerstrecken werden, sofern sie noch an abzubauende Pfeiler angrenzen, mit geeigneten Maßnahmen offengehalten. Die Verstellbewegung der Ausbaueinheiten kann auch auf andere Weise erfolgen. Das Fahrzeug kann auch einen Greifer, einen Kran oder eine andere Hubeinrichtung aufweisen, um die Ausbaueinheit für den Transport zu einem anderen Ort mit dem Fahrzeug aufnehmen zu können.


Anspruch[de]
Verfahren zum Rückbau der Pfeiler beim Abbau von Mineralien oder Rohstoffen in untertägigen, flözartigen Lagerstätten im Kammer-Pfeilerbau, mit einem Rückbauabschnitt, der sich über mehrere, durch quer verlaufende Pfeilerquerstrecken (4) und längs verlaufende Pfeilerlängsstrecken (3) voneinander getrennte Pfeiler (2) erstreckt und dessen Abbaufront zwischen zwei äußeren Pfeilerquerstrecken (4) mit einer schälend oder schneidend arbeitenden Gewinnungseinrichtung (5) im Langfrontbau oder Kurzfrontbau abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinnungseinrichtung (5) schräg zu den Pfeilerlängsstrecken (3) ausgerichtet wird, wodurch die Rückbaufront an der einen äußeren Pfeilerquerstrecke (4) der weiteren Rückbaufront voreilt, und dass das Hangende in Abbaurichtung (A) vor der Gewinnungseinrichtung (5) mit einer Mehrzahl von zwischen den Pfeilern (2) in den Pfeilerstrecken (3, 4) angeordneten, versetzbaren Ausbaueinheiten (10) abgestützt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Pfeiler (2) wenigstens zwei Ausbaueinheiten (10) in den Pfeilerlängsstrecken (3) und wenigstens eine Ausbaueinheit (10) in jeder inneren Pfeilerquerstrecke (4) angeordnet werden. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je Pfeiler (2) drei bis fünf Ausbaueinheiten (10) in den Pfeilerlängsstrecken (3) und eine Ausbaueinheit (10) in jeder inneren Pfeilerquerstrecke (4) angeordnet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbaueinheiten (10) mittels eines Fahrzeugs (50) versetzt werden, dass eine Ladeplattform (51, 53) oder eine Hubeinrichtung zum vorübergehenden Aufnehmen, Transportieren und Absetzen der Ausbaueinheiten (10) aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbaueinheiten (10) für das Versetzen und Transportieren in der Höhe und in der Breite eingefahren werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Versetzen die eingefahrenen Ausbaueinheiten (10) durch ausgefahrene und gesetzte Ausbaueinheiten (10') hindurchbewegt fahrbar sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbaufront bzw. die Gewinnungseinrichtung (5) mit einem Winkel (&agr;) zwischen etwa 7° und 15°, vorzugsweise etwa 10° zu den Pfeilerlängsstrecken (3) verläuft. Ausbaueinheit für den Pfeilerrückbau beim Abbau von Mineralien oder Rohstoffen in untertägigen, flözartigen Lagerstätten im Kammer-Pfeilerbau, insbesondere nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die in einer Pfeilerstrecke (3, 4) zwischen zwei Pfeilern (2) anordbar ist, in eine andere Position versetzbar ist und zum Abstützen des Hangenden ein mittels Stützstempeln (13) höhenverstellbares, gegen das Hangende andrückbares Stützmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützmittel zwei voneinander beabstandet angeordnete Stützbalken (12; 112) aufweist, von denen jeder mittels zwei Stützstempeln (13) und einem zwischen den Stützstempeln angeordneten Lenkergetriebe (15, 16, 17) an einer Liegendkufe (11) abgestützt ist, und dass zwischen den Stützbalken (12; 112) ein Versetzbock (18; 118) angeordnet ist, an dem wenigstens einer der Stützbalken (12; 112) zur Abstandsverstellung der Stützbalken (12; 112) über Zwischenlenker (21, 22; 121) bewegbar befestigt ist und über den die Ausbaueinheit (10; 110) mittels eines Fahrzeugs abtransportierbar ist. Ausbaueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlenker (121) für eine Abstandsverstellung des Stützbalkens (112) als teleskopierbare Stellzylinder (170) ausgeführt sind. Ausbaueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlenker (21, 22) schwenkbar am Stützbalken (12) und am Versetzbock (18) befestigt sind. Ausbaueinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem der Zwischenlenker (22) und dem Versetzbock (18) ein hydraulisch verstellbarer Stellzylinder (30) angeordnet ist. Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stützbalken (12; 112) bewegbar über Zwischenlenker (21, 22; 221) an dem Versetzbock (18; 218) befestigt sind. Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstempel (13) und/oder die Verstellzylinder (30, 170) an eine Strebhydraulik einer beim Pfeilerrückbau eingesetzten Gewinnungseinrichtung (5) und/oder an die Hydraulik eines am Fahrzeug befindlichen Hydraulikaggregats anschließbar sind. Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stützbalkenseitigen Anschlussgelenke (26, 27) der Zwischenlenker (21, 22) an Lagerböcken (28) angeordnet sind, die kippbar für eine unterschiedliche Höhenverstellung der beiden Stützbalken (12) am zugehörigen Stützbalken (12) befestigt sind. Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkergetriebe als Lemniskatengetriebe (16, 17) ausgeführt ist und/oder die Zwischenlenker (21, 22) als Parallellenkergetriebe ausgeführt sind. Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (12') der Stützbalken (12) höher liegt als die Oberseite (19) des Versetzbocks (18). Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Versetzbock (18; 118) mit einer Ladeplattform des Fahrzeugs unterfahrbar ist. Ausbaueinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (18') des Versetzbocks eine Führung oder Auflager (18A) für die Ladeplattform des Fahrzeugs aufweist. Ausbaueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Versetzbock mit Eingriffmitteln oder Eingrifftaschen für eine mit dem Fahrzeug mitgeführte Hubeinrichtung versehen ist.






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