DE1483936C2 - Grubenausbaurahmen bzw. Ausbaubock, insbesondere für mechanische Abbaubetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Grubenausbaurahmen bzw. Ausbaubock für mechanische Abbaubetriebe und hat sich die Aufgabe gestellt, einen Ausbau zu schaffen, welcher in seiner konstruktiven Ausbildung, der Art seines Einbringens und seiner Wirkungsweise geeignet ist, den abzustützenden Hangendschichten bei der Absenkung des stoßnaher- Teiles des Hangenden in ihrer Bewegungsrichtung eine Horizontalkomponente aufzuzwingen, welche die Bildung eines Abrisses des Hangenden am Abbaustoß verhindert oder bei eingetretener Rißbildung ein Absetzen der Hangendschichten im Bereich der Rißbildung erschwert.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von bekannten Grübenausbaurahmen bzw. Ausbaubökken mit einem durch eine Hauptkappe und eine vorpfändende Schwehkkappe gebildeten Kappenzug, welcher durch hydraulische Stempel gegen einen Grundrahmen abgestützt ist, wobei die Stempel an Grundrahmen und Kappen zumindest in der Kappenlängsrichtung schwenkbar, vorzugsweise in balligen Lagern, gelagert sind, und wobei wenigstens ein Stempel, bzw. bei mehreren in der Kappenlängsrichtung angeordneten Reihen von Stempeln wenigstens ein Stempel jeder Reihe, unterhalb der Schwenkkappe von unten nach oben schräg gegen die Abbaufront geneigt ίο angeordnet ist und besteht im wesentlichen darin, daß die Stempel in der Betriebsstellung in Richtung zur Abbaufront frei schwenkbar sind, daß an der das Hangende abstützenden Fläche des Kappenzuges die Reibung in Richtung senkrecht zur Abbaufront erhöhende Mittel vorgesehen sind und daß eine hydraulisch betätigbare Geradstelleinrich'.ung für die Stempel vorgesehen ist, welche zu beiden Seiten wenigstens eines der bankrechten Stempel (12) in Abstand von der Lagerung desselben den Stempel fassende Backen (25) aufweist, die im Grundrahmen (9) bankparallel in der Kappenlängsrichtung gegen den Stempel (12) verschiebbar gelagert sind, und die Stempel in der Betriebsstellung für eine Verschwenkung in Richtung zur Abbaufront freigibt, wobei die Resultierende der Stempelstützkräfte gegen die Abbaufront gerichtet ist, so daß das Hangende durch den Kappenzug in der Betriebsstellung des Ausbaurahmens bzw. Ausbaubocks in Richtung zur Abbaufront gedrückt wird.

Bei einem Grubenausbau nach der Erfindung wird der Stützkraft des Ausbaurahmens bzw. Ausbaubocks über den Kappenzug, die schräggestellten vorderen Stempel und infolge der Verschwenkbarkeit sämtlicher Stempel gegen den Abbaustoß, eine zum Stoß gerichtete Horizontalkomponente erteilt, welche unter Zuhilfenähme der besonderen Reibungsmittel zwischen Kappenzug und Hangenden auf die Hangendschichten übertragen wird. Wenn sich nun ein Abriß der Hangendschichten gebildet hat, wird auf jeden Fall der Entstehung eines Absetzens des Hangenden an der Abrißstelle entgegengewirkt. Es wird dadurch, daß die über der Kappe befindlichen Hangendschichten gegen die Abbaufront gedrückt werden, die Reibung an der Abrißstellt; zwischen den Gebirgsschichten so weit erhöhl, daß sich ein Absetzen am Stoß nicht oder nur erschwert ausbilden kann. Durch diese Horizontalkomponente der Stützkraft werden fernerhin die Hangendschichten derart in Richtung zum Abbaustoß gedrückt, daß sicli im allgemeinen stärkere Zerklüftungen von Anfang an überhaupt nicht bilden, weil der Widerstand

^r>0 des Gesteins gegen Abriß erhöht wird und seine selbsttragenden Kräfte verbessert werden. Die bei dem Ausbau nach der Erfindung vorgesehene hydraulische Geradstelleinrichtung für die Stempel sichert dabei, daß die rückwärtigen Stempel mit der für mechanisierte Abbaubetriebe notwendigen einfachen Handhabung in die erforderliche bankrechte Ausgangsstellung gesetzt werden, von welcher aus die Stempel, nach Freigabe durch die hydraulische Geradstelleinrichtung, frei zum Abbaustoß schwenken können. Dadurch erst wird die Einleitung der zum Stoß gerichteten I lorizontalkomponente ins Hangende sichergestellt.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 18 48613, die französische Patentschriften 13 98 433 und 13 64 511 sind von Federn gebildete Geradstelleinrichtungen bekannt, welche beim Setzen von Grubenstempeln in Abbaubetrieben eine bankrechte Stellung der Stempel oder eine Stellung auf Strebe bewirken sollen. Solche von Federn gebildete Geradstelleinrichtungen haben

aber den Nachteil, daß ihre Stellkraft gerade in der Sollstellung der Stempel am geringsten ist und daß keine Möglichkeit geboten ist, mit einfachen Mitteln die Stempel nach dem Setzen in der Betriebsstellung freizugeben, so daß sie frei und unbehindei t verschwenken können.

Es sind fernerhin Grubenausbaurahmen bzw. Ausbauböcke für Abbaubetriebe bekannt, bei denen der vordere Stempel eines Kappenzuges auf Strebe gestellt ist und eine Schwenkkappe abstützt (Bergbautechnik, Heft 9, September 1953, S. 453/454). Bei dieser bekannten Ausbildung ist jedoch der Kappenzug gegenüber dem Grundrahmen durch Streben verbunden, weiche ein Verschwenken der Stempel in der Betriebslage verhindern. Der gelenkige Anschluß der Stempel am Grundrahmen und Kappe erfolgt hierbei nur zu dem Zweck, um eine statische Überbestimmung zu vermeiden. Es ist auch bekannt, sämtliche Stempel eines Kappenzuges in Richtung zum Abbaustoß schwenkbar an die Kappe anzuschließtn (deutsche Auslegeschrift 11 80 337). Hierbei handelt es sich aber um eine Schreitvorrichtung, wobei jeweils der vorschreitende Rahmen mit zwei benachbarten, gesetzten Rahmen derart verbunden ist, daß er vorgezogen oder vorgeschoben werden kann. Bei dem jeweils vorschreitenden Rahmen wird ein Teil der Stempel geraubt, während die schräggestellten Stempel eine Schwenkbewegung im Sinne des Vorschreitens durchfüh-en und wobei die Kappe der vorschreitenden Rahmen unter Anpressung am Hangenden gleiten muß. Es können daher hier keine die Reibung erhöhenden Mittel an der Kappenoberseite vorgesehen sein, und es können auch die Stempel in der Betriebsstellung nicht frei zum Abbaustoß schwenken, so daß der Effekt, daß das Hangende zur Abbaufront gedrückt wird, nicht erreicht werden kann. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe war somit bei diesen bekannten Ausbaurahmen weder gestellt noch gelöst.

Im einzelnen kann es bei dem Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock nach der Erfindung zweckmäßig sein, die Backen der Geradstelleinrichtung vorteilhaft derart auszugestalten, daß sie in ihrer Schließstellung den Stempel seitlich umfassende ScH-ϊ Rächen aufweisen.

In allen Fällen ist es schließlich zweckmäßig, die erwähnten Backen im Grundrahmen mit Spiel zu führen und mit den sie betätigenden hydraulischen Kolben nur kraftschlüssig in Berührung zu bringen und die der bankrechten Stellung des Stempels oder der Stempel entsprechende Endstellung der Backen durch Anschlag und Zentrierung am Grundrahmen zu bestimmen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematised) erläutert:

F i g. 1 und 2 zeigen schematisch die Verhältnisse im Streb;

F i g. 3, 4 und 5 zeigen einen Ausbaurahmen, wobei Fig. Seinen Vertikalschnitt nach Linie IH-III der Fig. 4, Fig.4 einen Horizontalschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 eine Ansicht nach Richtung des Pfeiles V-Vder Fig. 3darstellt.

In Fig. 1 sind die Verhältnisse im Streb schematisch in einem bankrechten Querschnitt dargestellt. 1 stellt die Sohle, 2 die Firste und 3 den abzubauenden Stoß dar. 4 ist die Abbaufront und 5 das Strebfördermittel, beispielsweise ein Kratzförderer. 6 sind die Dachschichten, welche durch Schichten 7 überlagert sind. Auf diese Schichten 7 wirkt von oben der Gebirgsdruck, wie durch Pfeile a angedeutet ist. 8 ist der schematisch dargestellte Ausbaurahmen mit seinem Grundrahmen 9, dem Kappenzug 10,11, wobei 11 die Hinterkappe und 10 die Vorderkappe darstellt, und den bankrecht eingestellten hydraulischen Stempeln 12, welche an ihren Enden allseits schwenkbar in balligen Lagern gelagert sind. Üblicherweise war bisher die Vorderkappe 10 durch einen Kappenschuh mit der Hinterkappe 11 steif verbunden, so daß die Firste durch diese als ausladender Träger ausgebildete Vorderkappe 10 abgestützt war.

Die Dachschichten 6 werden somit Jurch die Reihe ίο von Ausbaurahmen 8 bzw. Ausbauböcken gehalten. Hinter den Ausbaurahmen stürzen die Dachschichten ein und bilden, wie Fig. 1 zeigt, den Alten Mann 13. Bei den bekannten Ausbaurahmen bzw. Ausbauböcken ist es nicht zu vermeiden, daß die Dachschichten sich leicht absenken. Auf diese Weise kommt es bei den bekannten Anordnungen vorerst zu einem Riß 14 an der Stelle über der Abbaufront 4, da auch auf dem Stoß 3 Dachschichten voll aufliegen und die die Abbaufront 4 überragenden Teile 6' der Dachschichten doch nicht vollständig starr durch die Ausbaurahmen abgestützt sind. Sobald sich dieser Riß 14 gebildet hat und der Zusammenhang mit den noch unzerstörten Dachschichten 6 gelöst ist, liegt die ganze Last auf den Kappen der Ausbaurahmen auf, und es senkt sich daher meist der abgerissene Teil der Dachschichten um einen Betrag 15 ?b, wie dies in Fig.2 angedeutet ist. Dies nennt man einen Abriß mit Absatz am Stoß. Wie Fig.2 zeigt, entsteht nun zwischen dem abgesenkten Teil 6' der Dachschichten und den Gebirgsschichten 7 ein Hohlraum 16. Dies hat naturgemäß zur Folge, daß über diesen Hohlraum die Gebirgsschicht 7 nicht abgestützt ist, und es tritt daher an der Abrißstelle 14 ein übermäßiger Gebirgsdruck auf die Dachschichten 6 auf, welcher mit einem größeren Pfeil A bezeichnet ist. Diese Kraft wird weitergeleitet auf den Stoß, und es kommt zu einer Zerstörung der Oberkante des Stoßes, wobei diese mit der strichliert dargestellten Bruchkante 17 angedeutet ist. Dies nennt man das Ausfahren des Stoßes. Bei den bekannten Ausbaurahmen wurde auf diese Art die Strebbeherrschung sehr erschwert, und die Ausbaurahmen mußten bisher eine sehr große bankrechte Belastung aufnehmen.

Der erfindungsgemäße Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock weist nun eine oder mehrere schräg angeordnete Stempel 18 auf, welche die Vorderkappe 10 und damit den ganzen Kappenzug 10, U gegen die Abbaufront drücken. Je größer die Belastung wird, desto größer wird die gegen die Abbaufront 4 gerichtete bankparallele Komponente. Durch die Reibung, welche noch durch reibungserhöhende Mittel vergrößert werden kann, wird diese bankparallele Komponente auf die Dachschichten 6' übertragen, und es werden diese an der Abrißstelle 14 an die noch festen und unzerstörten Dachschichten 6 angedrückt. Es tritt an dieser Stelle eine große Reibung auf, so daß nun die Dachschichten oberhalb der Abbaufront durch die Reibung abgestützt werden und die Vorderkappen 10 verhältnismäßig wenig Belastung aufnehmen müssen. Möglicherweise wird es sogar gar nicht zu einem Abriß 15 kommen, sondern es werden durch diese bankparallele Kraftkomponente die oberhalb der Ausbaurahmen bzw. Ausbauböcke befindlichen Dachschichten 6' so befestigt und mit den über dem Stoß 3 befindlichen Dachschichten 6 in Zusammenhang gehalten, daß eine Zerstörung vermieden wird.

Der erfindungsgemäße Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock ist nun in den F i g. 3,4 und 5 dargestellt.
Im Grundrahmen 9 sind die unteren Enden 20 von

vier bankrechten Stempeln 12 schwenkbar gelagert. Die unteren Enden 20 der Stempel 12 sind ballig bzw. halbkugelig ausgebildet und ruhen in schalenförmigen Lagern 21. Die oberen Enden 22 der Stempel 12 sind gleichfalls ballig ausgebildet, und die Lager in der Hinterkappe 11 sind eben gleichfalls wieder schalenförmig. Zwei schräge Stempel 18 sind in analoger Weise wie die Stempel 12 mit ihren balligen unteren Enden 23 in Schalen 24 gelagert. Die oberen Enden sind an den beiden Vorderkappen 10 angelenkt, und zwar ist die Lagerung wieder in analoger Weise wie die Lagerung der Stempel 12 in der Hinterkappe 11 ausgebildet. Die beiden Vorderkappen 10 sind mit der Hinterkappe über Gelenke 26 verbunden.

Da die Stempel 18 schräg von unten nach oben gegen die Abbaufront gestellt sind, ergibt sich eine horizontale Kraftkomponente, welche den Kappenzug 10,11 gegen die Abbaufront zu drückt, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die Vorderkappen 10 ziehen hierbei über die Gelenke 26 die Hinterkappen in gleicher Richtung zur Abbaufront, und die Gelenke 26 sollen daher im wesentlichen in der bankparallelen Richtung spielfrei sein. In der Höhenrichtung sollen sich aber die Vorderkappen 10 unabhängig von der Hinterkappe 11 an die Firste anlegen können, und es sollen daher die Gelenke 26 in bankrechter Richtung Spiel aufweisen. Die Gelenke 26 sind daher von kreiszylindrischen Bolzen 27 gebildet, weiche in Langlöcher 28 eingreifen. Durch die Reibung erhöhende Mittel, wie z. B. durch Vorsprünge 29, werden die Horizontalkräfte vom Kappenzug 10, 11 mit Sicherheit auf die Firste übertragen.

Wenn die Bankparallele nicht mit der Horizontalen zusammenfällt, so hat der Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock eine Tendenz in der Seitenrichtung umzuklappen, wenn er sich nicht in Betriebsstellung befindet. Da die Stempel freie Schwenkbeweglichkeit in Richtung zur Abbaufront haben sollen (die Verschwenkmöglichkeit soll 6 bis 12° in Richtung zur Abbaufront betragen), sollen sie nur in der bankparallelen Richtung parallel zur Abbaufront geradegestellt werden. Dies erfolgt durch ein Blattfederpaket 30, welches in einem Block 31 angespannt ist, der um eine Achse 32 schwenkbar gelagert ist. Das obere Ende dieses Federpaketes 30 greift in Klemmbacken 33 ein, zwischen welchen eine die Stempel 18 fassende Brille 34 geklemmt ist. Diese Klen.mbacken 33 können nun zum einen oder zum anderen Stempel 18 verschoben werden, und es kann dadurch der Feder eine Vorspannung erteilt werden. Des weiteren ist auch der Block 31, in welchen das Federpaket 30 eingespannt ist, lösbar, und es können die Federblätter des Federpaketes 30 beliebig umgeschichtet werden. Auf diese Weise kann den Stempeln 18 eine

ίο Vorspannung nach der einen oder nach der anderen Seite erteilt werden, je nachdem, in welcher Richtung die Rankparallele gegenüber der Horizontalen geneigt ist und in welcher Richtung daher der Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock zum Umklappen neigt.

Eine ähnliche Schwierigkeit tritt nun auch mit dem Geradstellen des Stempels in geraubtem Zustand auf. Das Federpake! 30 verhindert nur ein seitliches Urnklappen des Ausbaurahmens bzw. Ausbaubockes, nicht aber ein Umklappen in Richtung zur Abbaufront.

Zu diesem Zwecke sind nun im Abstand von den unteren Schwenklagerungen 20,21 der bankrechten Stempel 12 Backen 25 in bankparalleler Richtung verschiebbar gelagert. Durch in hydraulischen Zylindern 35 geführte Kolben 36 werden nun diese Backen gegen zwei der bankrechten Stempel 12 gedrückt und fassen diese Stempel mit einem von Schrägflächen 37 begrenzten Maul 38. In der Aufrechtstellung der Stempel 12 sind die Backen 25 durch an einem ortsfesten Anschlag 39 anliegende Ansätze 40 begrenzt und durch in eine Bohrung 41 dieses Anschlags 39 eingreifende Zentrierkugeln oder -kegel 42 zentriert. Dadurch, daß die Backen 25 die Stempel 12 mit Schrägflächen 37 umgreifen, sind die Stempel 12 in allen Richtungen gehalten.

In der Betriebsstellung sind die Kolben 36 zurückgezogen und die Backen 25 gelockert, so daß der Kappenzug 10, 11 zur Abbaufront gedrückt werden kann. Beim Anwachsen des Gebirgsdruckes sinken die Stempel 12 und 18 ein. Je mehr die Stempel 18 einsinken, desto stärker wird ihre Schrägstellung und desto größer wird die zur Abbaufront wirkende bankparallele Kraftkomponente. Damit werden die Dachschichten in um so größerem Maß aneinandergedrückt und zur Aufnahme des Gebirgsdruckes mit herangezogen.

Hierzu 2tBlatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Grubenausbaurahmen bzw. Ausbaubock, insbesondere für mechanisierte Abbaubetriebe, mit einem durch eine Hauptkappe und eine vorpfändende Schwenkkappe gebildeten Kappenzug, welcher durch hydraulische Stempel gegen einen Grundrahmen abgestützt ist, wobei die Stempel an Grundrahmen und Kappen zumindest in der Kappenlängsrichtung schwenkbar, vorzugsweise in balligen Lagern gelagert sind und wobei wenigstens ein Stempel bzw. bei mehreren in der Kappenlängsrichtung angeordneten Reihen von Stempeln wenigstens ein Stempel jeder Reihe unterhalb der Schwenkkappe von unten nach oben schräg gegen die Abbaufront geneigt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (12, 18) in der Betriebsstellung in Richtung zur Abbaufront (4) frei schwenkbar sind, daß an der das Hangende (2) abstützenden Fläche des Kappenzuges (10, 11) die Reibung in Richtung senkrecht zur Abbaufront (4) erhöhende Mittel (29) vorgesehen sind und daß eine hydraulisch betätigbare Geradstelleinrichtung (25, 35,36) für die Stempel (12) vorgesehen ist, weiche zu beiden Seiten wenigstens eines der bankrechten Stempel (12) in Abstand von der Lagerung desselben den Stempel fassende Backen (25) aufweist, die im Grundrahmen (9) bankparallel in der Kappenlängsrichtung gegen den Stempel (12) verschiebbar gelagert sind, und die Stempel (12) in der Betriebsstellung für eine Verschwenkung in Richtung zur Abbaufront (4) freigibt, wobei die Resultierende der Stützkräfte gegen die Abbaufront gerichtet ist.

2. Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (25) in ihrer Schließstellung den Stempel (12) seitlich umfassende Schrägflächen (37) aufweisen.

3. Ausbaurahmen bzw. Ausbaubock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (25) im Grundrahmen (9) mit Spiel geführt sind und mit den sie betätigenden hydraulischen Kolben (36) nur kraftschlüssig in Berührung stehen und daß die der bankrechten Stellung des Stempels oder der Stempel (12) entsprechende Endstellung der Backen (25) durch Anschlag (39) und Zentrierung am Grundrahmen (9) bestimmt ist.