DE1920856C3

DE1920856C3 - Einrichtung zum Erweitern von seigeren Schächten

Info

Publication number: DE1920856C3
Application number: DE19691920856
Authority: DE
Inventors: Hans 4600 Dortmund Jütte
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1969-04-24
Filing date: 1969-04-24
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE1920856A1; DE1920856B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erweilern von seigeren Schächten, bestehend aus ei'fief im Schacht aufgehängten, im Zuge der Erwejterungsarbait im Schacht absenkbaren Vorrichtung, an der mindestens ein um die Längsachse des Schachtes drehbares, mit Eigenantrieb versehenes Schneidgerät angebracht ist

Aus der deutschen Patentanmeldung B 13 628 5c/6 ist es bekannt, für das Erweitern eines Vorbohrloches einen Erweiterungsbohrer einzusetzen, der an einem durch das Vorbohrloch herabgelassenen Seil oder Gestänge befestigt ist und beim Erweiterungsbohren

ίο von unten nach oben arbeket Der Erweiterungsbohrer weist am Kopf seines den Bohrantrieb aufnehmenden Bohrgehäuses mehrere Bohrkränze auf, deren Wellen um die Achse des Bohrgerätes drehbar sind, derart, daß das Erweiterungsbohrloch auf seinem gesamten Er-Weiterungsquerschnitt gescnnitten wird.

Die bekannten Erweiterungsbohrer dieser Art sind für das Erweitern von engen Vorbohrlöchern, nicht aber für das nachträgliche Erweitern von Schächten bestimmt, die zuvor mittels der herkömmlichen Verfahren,

z. B. durch Schießarbeit, hergestellt worden sind. Beim nachträglichen Erweitern von Schächten auf die zumeist geforderten großen Schachtdurchmesser würde der Erweiterungsbohrer bei entsprechenden Abmessungen ein solch großes Gewicht erhalten, daß eine Beherrschung dieses am Seil aufgehängten Gerätes zumindest auf erhebliche technische Schwierigkeiten stoßen würde.

Aus DE-AS 11 57 ' 79 ist eine Einrichtung zum Bohren eines Grubenschachtes bekannt, die aus einem

j« an einem Hohlbohrgestänge angeordneten, mit Bohrmeißeln oder Rollenbohrern bestückten Erweiterungsbohrer besteht. Der Erweiterungsbohrer wird über das Hohlbohrgestänge in Drehung versetzt, wobei der Bohrantrieb über Tage aufgestellt ist. Auch dieses Gerät

j^r> ist wegen des über Tage angeordneten, über das Bohrgestänge auf den Erweiterungsbohrer wirkenden Bohrantriebes in erster Linie für das Bohren von Bohrlöchern oder Schächten kleinerer Durchmesser geeignet.

Für das Auffahren von unterirdischen Strecken. Tunneln oder auch Schächten sind Vortriebsmaschinen in verschiedenen Ausführungen bekannt, die als Vollschnittmaschinen ausgebildet sind, deren angetriebener Schneid- oder Bohrkopf den Arbeitsstoß in einem Arbeitsgang auf ganzer Fläche schneidet (US-PS 23 85 251. US-PS 24 bb 709). Dabei ist es auch bekannt, die Schneidwerkzeuge radial verstellbar auf einem gemeinsamen oder auf voneinander unabhängigen Werkzeugträgern zu lagern, um den Durchmesser des

in Tunnels od. dgl. innerhalb gewisser Grenzen einstellen 2:u können oder um Strecken mit von der Kreisform abweichenden Streckenquerschnitten aufzufahren (DEAS 12 75 018. DE-AS 12 03 213). Auch ist es bei als Vollschnittmaschinen ausgebildeten Tunnel- und Strek-

Y% kenvortriebsmaschinen bekannt, als Schneidwerkzeuge Schrämwalzen zu verwenden, welche um rechtwinklig zur Vortrinbsrichtung verlaufende Achsen rotieren und dabei auf konzentrischen Bahnen umlaufen (DEPS 12 87 535). Die Schrämwalzen sind hierbei an Tragar-

6n men gelagert, die um rechtwinklig zur Streckenachse verlaufende Achsen schwenkbar sind. Die Tragarme können dabei mit unterschiedlichem Radialabsland von der Streckenachse in Verschiedenen Ebenen act Strecke angeordnet sein und auch unterschiedliche Längen haben-

Schließlich gehören auch Streckenvörlriebsmäschi' nen zum Stand der Technik, die als Teilschnittmaschinen ausgebildet sind und einen Schwenkauslegef mit daran

gelagertem rotierendem Schneidkopf aufweisen (DE-PS 12 77 779). Es versteht sich, daß die vorbekannten Tunnel- und Streckenvortriebsmaschinen für das Erweitern von Schächten in der Weise, daß das anfallende Haufwerk über den Vorschacht abgefördert wird, nicht geeignet und auch nicht bestimmt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art bei Vermeidung des großen Maschinenaufwandes der bekannten Vollschnittmaschinen oder Großlochbohrmaschinen so auszubilden, daß bei einer Einstellbarkeit des Schneidgerätes auf einen vorbestimmten Erweiterungsdurchmesser auch Schächte mit größeren Durchmessern in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können. Dabei soll die erfindungsgemäße Einrichtung insbesondere zum Erweitern von Schächten einsetzbar sein, deren Schachtröhre zuvor in herkömmlicher Weise z. B. durch Schießarbeit mit einem Durchmesser hergestellt worden ist, der kleiner ist als der Sülldurchmesser des Schachtes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schneidgerät an der Unterseite einer absenkbaren Schachtbühne angeordnet iat und aus einer um seine vertikale Walzenachse rotierenden, arr. freier. Ende eines Kragarmes gelagerten und zur Einstellung auf einen bestimmten Erweiterungsdurchmesser in radialer Richtung verstellbaren Fräswalze besteht, daß der Kragarm an einem in der Schachtachse liegenden Drehzapfen in der Horizontalebene schwenkbar an der Schachtbühne gelagert ist und an seinem die Fräswalze tragenden freien Ende an der Schachtbühne abgestützt bzw. aufgehängt ist und daß an der Unterseite der Schachtbühne ein Zahnkranz bzw. eine ringförmige Triebstockverzahnung angeordnet ist, mit dem bzw. der das Ritzel eines Schwenkantriebes des Kragarmes im Eingriff steht.

Mit Hilfe dieser Schachterweiterungseinrichtung ist es möglich, seigere Schächte in der Weise abzuteufen, daß zunächst eine Schachtröhre z. B. durch Schießarbeit hergestellt wird, deren Durchmesser kleiner ist als der gewünschte Erweiterungsdurchmesser des Schachtes. Anschließend wird dann die durch Schießarbeit hergestellte Schachtröhre mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung auf den endgültigen Schr.chtdurchmesser erweitert. Die radiale Einstellbarkeit der Fräswalze ermöglicht es, die Erweiterung auf den Enddurchmesser auch in mehreren Stufen durchzuführen, so daß sich mit Hilfe eines vergleichsweise einfachen, leichten und klein bauenden Erweiterungsgerätes der Schacht auf einen Durchmesser erweitern läßt, der erheblich größer sein kann als der Durchmesser des Vorschachtes. Zugleich i.-· aufgrund der radialen Einstellbarkeit der Fräswalze eine Anpassung des Erweiterungs^erätes an verschiedene Schachtdurchmesser möglich. Mit Hilfe der um eine senkrechte Drehachse rotierenden Fräswalze läßt sich eine glattwandige Schachtröhre schneiden, wodurch der Wetterwiderstand vermindert wird oder beim Einbringen eines Schachtausbaus umfangreiche Hinierfüllungs arbeiten vermieden werden Wird der Vorschacht durch Schießarbeit hergestellt, se ergibt sich der Vorteil, daß der Gebirgskörper im unmittelbaren Bereich des erweiterten Schachlquersdhniües durch die Schießäf' beil nicht in dem Maße in seinem Verband zerstört Und aufgelockert wird, wie dies der Fall wäre, Wenn der Schacht mit seinem vollen Sollquerschnitt durch Schießarbeit abgeteuft würde. Zur Bedienung der erfindurigsgefriäßen Scnächlerweiterungseinrichtung ist nur ein einziger Bedienun^mann erforderlich, für den eine Steuerbühne seitlich an dem schwenkbaren Kragarm angeordnet werden kann. Die Abstützung bzw. Aufhängung des schwenkbaren Kragarmes an seinem freien, in Nähe der Fräswalze befindlichen Ende hat u. a. den Vorteil, daß die Reaktionskräfte der rotierenden Fräswalze auf kürzestem Wege über die Kragarmabstützung auf die Schachtbühne abgesetzt werden, wodurch auch ein ruhiger Lauf der Fräswalze bei Vermeidung von stärkeren Schwingungen der gesamten Einrichtung erreicht wird.

Es empfiehlt sich, die Fräswalze an einem am Kragarm verschiebbar geführten Schlitten anzuordnen, der von einer Vorschubvorrichtung, vorzugsweise einer Vorschubzylindervorrichtung, verschiebbar ist Durch Verschieben des Schlittens gegenüber dem Kragarm läßt sich daher die Fräswalze auf unterschiedliche Erweiterungsdurchmesser einstellen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt die Fräswalze unterhalb des Kragarmes, während ihr Antrieb auf dem Kragarm bzw. dem hieran geführten Schlitten gelagert ist. Im Hinblick auf eine hohe Stabilität erhält der Kragarm zwecki>.ci3ig einen etwa U-förmigen Querschnitt. Er weist vorteilhaiterweise an seinem freien Ende eine Aufhängung mit Laufrollen auf, die auf einer an der Schachtbühne unterseitig angeordneten ringförmigen Laufschiene abgestützt und geführt sind. Der ochwenkantrieb ist vorzugsweise an einer auf der Ringschiene laufenden Laufkatze angeordnet, die mit dem Kragarm gekoppelt ist.

in Im allgemeinen genügt es. wenn die ^rfindungsgemäße Schachterweiterungseinrichtung nur mit einem einzigen Kragarm mit einer daran angeordneten Fräswalze ausgerüstet wird. Es steht jedoch nichts im Wege, auch mehrere schwenkbare Kragarme vorzusehen. die jeweils mit einem Schneidgerät ausgerüstet sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 die erfindungsgemäße Schachterweiterungseinrichtung in Seitenansicht, teilweise im Schn'tt.

F i g. 2 die Einrichtung gemäß F i g. I in einer Ansicht von der Schachtwand her,

Fig. 3 die Einrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 in Draufsicht.

In Fig. I ist mit 1 eine Schachtbühne 'ediglich schematisch angedeutet, die in bekannter Weise mittels eines Teufhaspels in dem Schacht heb- und senkbar ist. Die Bühne ist mittels (nicht dargestellter) hydraulischer Spannzylinder gegen die .Schachtwand verspannbar, so daß sie während der Erweiterungsarbeit im Schacht festgelegt ist.

Das Schachterweit;rungsgerät ist hängend an der Bühne 1 angeordnet. Die Bühne 1 trägt zu diesem Zweck in der Schachlmiiie einen Drehzapfen 2, der miKels eirres Flansches 3 an der Unterseite der Bühne 1 befestigt ist. Auf dem Drehzapfen ist ein Drehstück 4 drehbar gelagert; das Drehlager wird von einem auf dem Drehzapfen 2 sitzenden Federring 5 gebildet, der eine ballige Umfangsfläche aufweist. Ein in einer Ringnut des Drehy'ückes 4 sitzendes Lagerstück 6, welches aus mehreren Ringsegmenten bestehen kann und durch eine Lagerplatte 7 in der Ringnut gesichert ist, weist eine pfannenartige Lagerfläche ?uf, an der die ballige Lagerfläche des Federrings 5 anliegt.

Das Drehstück 4 ist mit einem seitlichen Flansch 8 versehen, an dem ein Kragarm 9 angeflanscht ist, der im Abstand unterhalb der Bühne 1 liegt und sich in bezug auf den Schadhlquerschnitl radial erstreckt. Der

Kragarm 9 ist, wie vor allem F i g. 2 zeigt, im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Er besteht aus dem Boden 9' und den beiden Seitenwänden 9", die jeweils mit Durchbrechungen versehen sind (Fig. I). Das vordere Ende: des Kragarms 9 ist an einem I-Träger 10 aufgehängt, der als Ringschiene ausgebildet und an der Unterseite der Bühne 1 befestigt ist. Der Kragarm 9 weist an seinem freien Ende eine Traverse 11 mil Konsolen 13 auf, an denen Laufrollen 12 gelagert sind, die auf dem unteren Flansch des !-Trägers 10 laufen.

Zur Verschwenkung des am freien Ende rollend aufgehängten Kragarmes 9 ist eine Laufkatze 14 vorgesehen, die seitlich neben dem Kragarm 9 angeordnet und mit diesem über ein Gelenk 15 verbunden ist. Die Laufkatze 14 ist ebenfalls an dem ringförmigen I-Träger IO aufgehängt; sie weist Laufrollen 16, die auf dem unteren Flansch des Trägers 10 laufen, sowie seitliche Führungsrollen 18 auf. An der Unterseite des ringförmigen I-Trägers ist ein Zahnkranz bzw. eine ringförmige Triebstockverzahnung 17 angeordnet, mit der ein Antriebsritzel 19 im Zahneingriff steht, das an der Laufkatze 14 gelagert und von einem Hydromotor 20 über ein Gelriebe 21 angetrieben wird. Dem Ritzel 19 gegenüberliegend ist an der Laufkatze 14 eine Gegendruckrolle 22 gelagert. Mittels des Antriebs 19 bis 21 kann somit die Laufkatze 14 auf der Ringschiene 10 gefahren und dabei der Kragarm 9 um die zentrale Drehachse 2 geschwenkt werden.

Auf dem Kragarm 9 ist in seitlichen Führungen 23 ein Schlitten 24 in Längsrichtung, d. h. in bezug auf den Schachtquerschnitt in radialer Richtung verschiebbar gelagert. Die Verschiebung erfolgt mittels zweier hydraulischer Zylinder 25, die sich rückwärtig in Nähe des Schwcnklagers an dem Kragarm 9 abstützen und deren Kolbenstangen 26 an dem Schlitten angelenkt sind. Auf dem Schlitten 24 sitzt ein Antriebsmotor 27, der über eine Kupplung 28 und ein Getriebe 29 eine aiii

*> Umfang mit Schneidwerkzeugen 30 bestückte Fräswalze 31 antreibt, die am Ende des Kragarmes 9 unter diesem angeordnet und um eine vertikale Achse drehbar ist.

In Fig. I ist mit 32 die Schachtwand von der

ίο Erweiterung des Schachtes bezeichnet, während die von der Fräswalze 31 im Zuge der Erweiterungsarbeit geschnittene Schachtwand die Bezugsziffer 33 trägt. Während der Erweiterungsarbeit wird der Kragarm 9 mit Hilfe des Schwehkanlfiebs 19 bis 21 der Laufkatze

is j4 um den in der Schachtmitte befindlichen Drehzapfen 2 geschwenkt. Der von den hydraulischen Zylindern 25 an der Fräswalze 31 bewirkte Anpreßdruck ist während der Erweiterungsarbeit konstant. Der Hydromotor 20 des Schwenkantriebs wird von einem Hydro-Pürripenaggregat 34 mit Drucköl versorgt, welches an dem Kragarm 9 angeordnet ist. Die Vorschubgeschwindigkeit bzw. die Schwenkgeschwindigkeit läßt sich über den Hydroantrieb der Laufkatze stufenlos regeln. Zur Durchführung der Erweitcrungsarbeit wird der Krag-

7^r> arm 9 bzw. der hieran angeordnete Schlitten 24 mittels der hydraulischen Zylinder 25, die ebenfalls von dem Pumpenaggregat 34 gespeist werden, auf das Sollmaß des Srhachlhalbmessers ausgefahren und verriegelt. Die Erwercerung des Schachtes auf den Sollhalbmesser

JO erfolgt von oben nach unten, wobei die Schachtbühne zusammen mit der von ihr getragenen Schachterweiterungseinrichtung stufenweise um die Schnitthöhe der Fräswalze 31 abgesenkt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Erweitern von seigeren Schächten, bestehend aus einer im Schacht aufgehängten, im Zuge der Erweiterungsarbeit im Schacht absenkbaren Vorrichtung, an der mindestens ein um die Längsachse des Schachtes drehbares, mit Eigenantrieb versehenes Schneidgerät angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schneidgerät an der Unterseite einer absenkbaren Schachtbühne (1) angeordnet ist und aus einer um seine vertikale Walzenachse rotierenden, am freien Ende eines Kragarmes (9) gelagerten und zur Einstellung auf einen bestimmten Erweiterungsdurchmesser in radialer Richtung verstellbaren Fräswalze (31) besteht,

daß der Kragarm (9) an einem in der Schachtachse liegenden Drehzapfen (2) in der Horizontalebene schwenkbar an der Schachtbühne gelagert ist und an seinem die Frä^walze (31) tragenden freien Ende an eier Schachtbühne abgestützt bzw. aufgehängt ist und

daß an der Unterseite der Bühne (1) ein Zahnkranz bzw. eine ringförmige Triebstockverzahnung (17) angeordnet ist, mit dem bzw. άύτ das Ritzel (19) eines Schwenkantriebs (20, 21) des Kragarms im Eingriff steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswalze (31) an einem am Kragarm (9) verschiebbar geführten Schlitten (24) angeordnet ist, <¹ei· von einer Vorschubvorrichtung, vorzugsweise einer Vorschubzvlindervorrichtung (25), verschiebbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswalzj (31) unterhalb des Kragarmes (9) liegt, während deren Antrieb (27 bis 29) auf dem Kragarm bzw. dem hieran geführten Schlitten (24) gelagert ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragarm (9) im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragarm (9) an seinem freien Ende eine Aufhängung mit Laufrollen (12) aufweist, die auf einer an der Bühne (1) unterseitig angeordneten ringförmigen Laufschiene (10) abgestützt und geführt sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (19 bis 21) an einer auf der Ringschiene (10) laufenden Laufkatze (14) angeordnet ist. die mit dem Kragarm (9) gekuppelt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz bzw. die Triebstockverzahnung (17) an der Unterseite der Ringschiene (10) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, um die Schwenkp.chse (2) schwenkbare, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Kragarme (9) mit Fräswalzen vorgesehen sind.