DE1483936C2 - Grubenausbaurahmen bzw. Ausbaubock, insbesondere für mechanische Abbaubetriebe - Google Patents
Grubenausbaurahmen bzw. Ausbaubock, insbesondere für mechanische AbbaubetriebeInfo
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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
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)
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.
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Date | Code | Title | Description |
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