DE2713781C3

DE2713781C3 - Verfahren und Vorrichtung zur kombinierten hydraulisch-mechanischen untertägigen Gewinnung vorwiegend harter mineralischer Rohstoffe

Info

Publication number: DE2713781C3
Application number: DE2713781A
Authority: DE
Inventors: Roland 4230 Wesel Günther; Karl-Heinz Dr.-Ing. 4223 Voerde Schwarting
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1977-03-29
Publication date: 1983-02-24
Also published as: FR2385888A1; JPS6018794B2; US4181363A; ZA781408B; JPS53120601A; AU514281B2; DE2713781A1; GB1595403A; CA1081719A; DE2713781B2; IN150798B; AU3426578A; SU1148569A3; FR2385888B1

Description

3. Hydromechanischer Hobel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsensatz (7) aus einem Schwenkrohr (7/>;besteht, das um seine Achse vom Schwenkantrieb (7h) eingeleitete Schwenkbewegungen ausführt und an dessen unterem Ende die Düse (7a) winklig angeschlossen ist.

4. Hydromechanischer Hobel nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Düse (7a^und der Achse des Schwenkrohres (7b) eingeschlossene Winkel α zwischen 90° und < 180° liegt.

5. Hydromechanischer Hobel nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkrohr (7b) an seinem oberen Ende in der Halterung (7c) drehbar gelagert ist.

6. Hydromechatiischer Hobel nach den Ansprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwenkrohr (7b) und Schwenkantrieb (7h) ein auf der Halterung (7c) angeordnetes Verbindungselement (7d) vorhanden ist, das einen Anschluß zur Aufnahme der Flüssigkeitszuleitung (7it;undein Ankopplungselement(7e;zum Anschluß der Koppelstange (7f) des Schwenkantriebs (7h) besitzt.

7. Hydromechanischer Hobel nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß am Schwenkantrieb (Th) ein Koppelelement (7g) zur Übertragung der .Schwenkbewegungen an die Koppelstange (7f) angeordnet ist. ·"

8. llydromechanischer Hobel nach Anspruch β. !.uliirch gekennzeichnet, daß das Schwenkrohr (7b)

durch die Halterung (7c) und der Schwenkantrirb (7h) durch die Verlagerung (7i) auf einer mit dem Boden des Gehäuses (9) des Schneid- und Brechkopfes (3,4) verbundenen Grundplatte gehalten sind.

9. Hydromechanischer Hobel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu beiden Seiten des Düsensatzes (7) angeordnete Schwenkkeil (Sb) des Brechwerkzeuges (8) mit einer am Gehäuse (9) der Schneid- und Brechköpfe (3, 4) befestigten Betätigungseinrichtung (11) zur Ausführung von Schwenkbewegungen um die Brechachse (12) versehen ist.

10. Hydromechanischer Hobel nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten des Düsensatzes (7) mit Hilfe eines eigensicheren Zeitrelais in Voreilung zum Einschalten des Brechwerkzeugs (8) einstellbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kombinierten hydraulisch-mechanischen untertägigen Gewinnung vorwiegend harter mineralischer Rohstoffe.

Ein hydromechanischer Kohlenhobel für den Strebbau mit mindestens einer Hochdruckwasserdüse ist aus der DE-AS 12 74 544 bekannt.

Damit wird die im Flöz anstehende Kohle durch einen ununterbrochen aufrechterhaltenen und in Abbaurichtung gleichmäßig fortbewegten Flüssigkeitsstrahl hohen Druckes hinterschnitten. Der Flüssigkeitsstrahl wird dabei in einer in einem spitzen Winkel zur Abbaufront liegenden vertikalen Ebene auf- und abgeschwenkt, wobei die hinterschnittene Kohle entsprechend der Flözmächtigkeit durch ein oder mehrere dem Flüssigkeitsstrahl zugeordnete Brechwerkzeuge gewonnen wird. Diese Brechwerkzeuge sind starr mit dem Hobelkörper verbunden.

In der DE-OS 25 08 584 und in der Zeitschrift Mining Magazine vom Juni 1976, Seitt 521, ^t ein Schürfgerät offenbart, das hobelartig ausgebildet ist und bei dem drei Hochdruckdüsen vorgesehen sind. Diese Hochdruckdüsen sind nicht schwenkbar angeordnet, sondern starr an den Meißeln des Geräts befestigt.

In der Zeitschrift Glückauf vom 18.07.1974, Seite 581, rechte Spalte, dritter Absatz, ist berichtet, daß be der hydromechanischen Gewinnung von Kohle durch Flüssigkeitsstrahlen mit Drücken bis zu 3450 bar auch in harter Kohle eine iusreichende Löseleistung erzielt wurde. Bei den in der genannten Literatur erwähnten Vorrichtungen handelt es sich nicht um hydromechanische Hobel mit schwenkbaren Düsen.

Auch der aus der GB-PS 6 72 336 bekannte hydromechanische Hobel ist mit frontal auf den Kohlenstoß gerichteten schwenkbaren Düsen ausgerüstet.

Die aus der DE-AS 12 90 503 bekannte hobelartige Gewinnungsmaschine besitzt keine Hochdruckdüsm, sondern arbeitet mit einem hydraulisch betätig! η Brechwerkzeug.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die hydraulisch-mechanische Gewinnung vorwiegend harten Minerals geeignetes Verfahren und eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung durch entsprechende Umgestaltung und Weiterbildung bekannter Griindelcmente zu schaffen.

Dabei soll das Zusammenwirken eines hydraulischen Schneidwerkzeuges mit einem mechanisch betätigten

Brechwerkzeug so abgestimmt sein, daß der in die Teilvorgänge, Schneiden und Brechen, unterteilte Gewinnungsvorgang in solcher Weise an die Härte des Minerals anpaßbar ist, daß der Gesamtvorgang ein Maximum an gewonnener Gutsmenge und ein Minimum an Energieaufwand erbringt

Dabei muß dieses Ergebnis ohne zusätzliche Erschwernisse in der Gewinnung, ohne zusätzliche Prozesse in der Weiterverarbeitung des gewonnenen Gutes und ohne zusätzlichen Personalaufwand erreicht werden.

Demgemäß besteht die Erfindung bei einem Verfahren zur kombinierten hydraulisch-mechanischen untertägigen Gewinnung vorwiegend harter mineralischer Rohstoffe, bei dem das im Flöz anstehende Mineral durch einen ununterbrochen aufrechterhaltenen und in Abbaurichtung gleichmäßig fortbewegten Flüssigkeitsstrahl hohen Druckes hinterschnitten wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl in einer in einem spitzen Winkel zur Abbaufront liegenden vertikalen Ebene auf- und abschwenkt und wobei das hinterschnittene Mineral entsprechend der Flözmächtigkeit durch ein oder mehrere dem Flüssigkeitsstrahl zugeordnet'· Brechwerkzeuge gewonnen wird, darin, daß die in den schmalen und tiefen Einschnitt eingreifenden, in horizontaler Ebene verlaufende Schwenkbewegungen ausführenden Brechwerkzeuge den Flüssigkeitsstrahlen in einem einstellbaren Abstand nachfolgen und das Mineral ausbrechen.

In einen tiefen Einschnitt eingreifende, horizontal schwenkbare Brecherwerkzeuge sind aus der DE-PS 5 78 832 u. a. zwar an sich bekannt, diese arbeiten aber nicht mit einem Flüssigkeitsstrahl, sondern mit einer Schrämkette zusammen und folgen dieser im festen Abstand.

Zur Durchführung des obengenannten Verfahrens dient nach der Erfindung ein hydromechanischer Hobel mit Schneid- und Brechwerkzeugen, wobei im Hobel Schneid- und Brechköpfe angeordnet sind, in deren Gehäuse sich als Schneidwerkzeug der Düsensatz mit an einem Schwenkrohr angesetzter Düse und als Brechwerkzeug der hydraulisch betätigte Schwenkkeil befinden und wobei im Hobel eine Betätigungseinrichuing vorhanden ist, mit deren Hilfe die Schneid- und Brechköpfe in horizontaler Richtung durch Vorschubelemente vorrückbar und in vertikaler Richtung durch Einstellelemente ein- und ausfahrbar :>ind.

Der für das Hinterschneiden des Gewinnungsgutes erforderliche Düsensatz besteht nach der Erfindung aus einem Schwenkrohr, das um seine Achse vom Schwenkantrieb eingeleitete Schwenkbewegungen ausführt und an dessen unterem Ende die Düse winklig angeschlossen ist.

Durch das Hin- und Herbewegen des Schwenkrohrs um dessen eigene Achse schneidet die Düse mit Hilfe des Flüssigkeitsstrahles einen vertikalen Spalt in das Gewinnungsgut. Dieser hinterschneidende, sich auf und ab bewegende Strahl kommt nach der Erfindung dadurch zustande, daß der von der Düsenachse und der Achse des Schwenkrohres eingeschlossene Winkel zwischen 90° und 180° liegt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Schwenkrohr an seinem oberen Ende in der Halterung drehbar gelagert.

Zwischen Schwenkrohr und Schwenkantrieb ist crfindungsgemäß ein auf der Halterung angeordnetes Verbindungselement vorhanden, das einen Anschluß zur Aufnahme der Flüssigke.'.äzuleitung und ein Αη'κορρ-lungselement zum Anschluß der Koppelitange des Schwenkantriebs besitzt.

Nach der Erfindung ist ferner am Schwenkantrieb ein Koppelelement zur Übertragung der Schwenkbewe· gungen an die Koppelstange angeordnet

Der Düsensatz muß gegen das hinterschnittene Gewinnungsgut geschützt untergebracht und standfest verlagert sein.

Dies ist nach der Erfindung dadurch ermöglicht, daß

to das Schwenkrohr und der Schwenkantrieb auf je einer Halterung auf einer mit dem Boden des Gehäuses des Schneid- und Brechkopfes verbundenen Grundplatte gehalten sind.

Der Teilvorgang des Brechens erfolgt im Anschluß an das Hinterschneiden des Gewinnungsgutes mit Hilfe eines Schwenkbewegungen ausführenden Schwenkkeils.

Dabei ist erfindungsgemäß der zu beiden Seiten des Düsensatzes angeordnete Schwenkkeil des Brechwerk zeuges mit einer am Gehäuse der Schneid- und Brechköpfe befestigten Betätigung-Einrichtung zur Ausführung von Schwenkbewegunge*» um die Brechachse versehen. Für die Wirksamkeit des hydromechanischen Hobels ist es wesentlich, daß der Schneidvorgang dem Brechvorgang zeitlich vorausgeht Dies ist nach einem Merkmal der Erfindung dadurch ermöglicht, daß das Einschalten des Düsensatzes mit Hilfe eines eigensicheren Zeitrelais in Voreilung zum Einschalten des Brechwerkzeuges einstellbar ist.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 Draufsicht auf den hydromechanischen Hobel im Abbaufeld,

Fig.2 bis 4 wie Fig. 1, Hobel mit Schwenkkeil als Brechwerkzeug,

F i g. 5 Einzelheit in Draufsicht nach Pfeil V in F i g. 2, Schneid- und Brechkopf mit Schwenkkeil (eingeschwenkt),

Fig.6 Einzelheit in Draufsicht wie in Fig.5. Schwenkkeil ausgeschwenkt,

Fig.7 Einzelheit wie in Fig.6 in Seitenansicht, Schwenkkeil ausgeschwenkt,

Fig.8 Einzelheit nach Pfeil VIII in Fig. 5 Schnitt durch den Düsensatz in Draufsicht,
F i g. 9 Einzelheit nach Pfeil IX in F i g. 8,

Fig. 10 wie Fig.8 Düsensaiz in Seitenansicht, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 11 wie Fig. 1, Hobel mit eingefahrenem Vorschubelement,

F i g. 12 wie F i g. 11 mit ausgefahrenem Vorschubelement,

Fig. 13 wie Fig. 10, Hobel in Seitenansicht bei zweietagiger Anordnung der Schneid- und Brechköpfc mit eingefahrenen Höhenverstell-Elementen,
Fig. 14 wie Fig. 13 mit ausgefahrenen Höhenversteli-Elementen.

Im Abbaufeld 1 wird das Gewinnungsgut la in einem ersten Schnitt von dem hydromechanischen Hobel 2 mit Hilfe seines im Schneid- und Brechkopf 3, 4, angeordneten Düse 'isatzes 7 in der Art eines Einschnitts 6 hinterschn'tten und seines ebenfalls im Schneid- und Brechkopf untergebrachten Brechwerkzeuges 8 aus dem Abbaustoß herausgebrochen und einem Abfördermittel 5 zum Abtransport in Richtung 5a aufgegeben.
Nach Beendigung des ersten Schnitts wird der Hobel 2 in Richtung lödes Abbaufortschritf; vorgerückt unt! führt mittels des Schneidkopfes 4 einen weiteren Gewinnungsschnitt, und zwar in Gegenrichtung aus.

Dabei erfolgt der Abtranspoit des Gewmnungsguies la wiederum durch das Abfordermi; el 5 in Richtung 5a.

Dieser Abbauvorgang wird mit der 'Nbbati-Vornchtung bis zur vollständigen Hereingewinnung des anstehenden Abbaufcldes 1 fortgesetzt. >

Dabei wird der Hobel 2 von dem Seil 2a einer nicht gezeigten Seilwinde bewegt und an dem Abfördcrmittel 5 geführt.

Die Fig. 2 bis 7 verdeutlichen den kontinuierlichen Gewinnungsvorgang im Zusammenwirken dcrTcilvor- in gange »Hinteisihneiden« des Gcwinniingsgutes 1,·/ mittels eines Düsensatzes 7 für Höchsklruckflüssigkeit und »Brechen« mit Hilfe des Brechwerkzeuges 8.

Die I-" i g. 2 bis 4 verdeutlichen den Gcwinnungsvorgang »Hinterschneiden« und »Brechen«, wobei das Ausbrechen des Minerals mittels eines Schwenkkcils 8£> ausgeführt wird.

Wie in F i g. 2 dargestellt, wird mit Hilfe des Düsensatzes 7 ein Einschnitt 6 durch llintcrschneiden des Gewinnungsgutes hergestellt. ι»

Danach rückt der Schwenkkeil 86. wie in F i g. 3 gC7.eigt. in den Einschnitt 6 ein und drückt das Gewinnungsgut 1,7 durch die in F i g. Ja verdeutlichte Schwenkbewegung des Schwenkkeils 8b aus dem mineralischen Verband heraus. 2i

Fig. 4 zeigt den Abschluß des Teilvorgangs »Brechen« und die inzwischen erfolgte Herstellung eines neuen Einschnitts 6,7 durch den Düsensatz 7.

Die Unterbringung des Düsensatzes 7 und des Brechwerkzeugs 8 in der Form eines Stoßkeils 8,1 oder in eines Schwenkkeils Sb im Schneid- und Brechkopf 8 ist in den F i g. 5 bis 7 dargestellt.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein Schneid- und Breclikopf 4 dargestellt, in dessen Gehäuse 9 der Düsensatz 7 und der mit dem Betätigungselement 11 versehene, um die J5 Drehachse 12 schwenkbare Schwenkkeil Sb untergebracht ist.

In Fig. 5 ist der Schwenkkeil 86 eingeschwenkt, in den F i g. 6 und 7 ausgeschwenkt.

Die einzelnen Bestandteile des Düsensatzes 7 sind aus den F i g. 8 bis 10 ersichtlich. Er besteht, wie die F i g. 8 und 10 zeigen, aus einer an einem Schwenkrohr Tb befestigten Düse 7,7. aus einer Halterung Tc für das Schwenkrohr Tb. aus einem zwischen Schwenkrohr und dessen Antrieb angeordneten Verbindungselement Td. -15 aus einem daran schwenkrohrseitig angeordneten Ankopplungselement Te. aus einer Koppelstange Tf.

einem antricbsseitigcn Koppelelement 7j.. einem Schwenkantrieb Th mit Verlagerung Ti und einer Fliissigkeitszuleiuing Tk.

Auf Grund der Schwenkbewegung des .Schwenkrohrs 7b hinterschneidet der HödiMilnick-Flüssigkcitsstrahl der Düse Tu das Gewinnungsgut la vertikal im Bereich des in I- i g. 7 dargestellten Winkels ,1 zwischen 90~ und <I8O° und stellt auf diese Weise die beschriebenen Einschnitte 6,6a her.

Dieser Vorgang kommt dadurch zustande, daß die Achse tier am Schwenkrohr 7b befestigten Düse Ta in einem in F i g. 9 ι gezeichneten Neigungswinkel λ /wischen 90° und < 180' zur Längsachse des Schwenkrohrs 7b angeordnet ist.

Der für die Wirksamkeil des Flüssigkeitsstrahles erforderliche Druck der Flüssigkeit an der Düse 7a wird durch die Regeleinrichtung der Pumpe aufrechterhalten.

Der Teilvorgang des Herausbrechens des Gewinnungsguies Ία «us icm iTiincriiür.ehc» Verband erfolg" im Anschluß an das Hintersehneiden mit Hilfe eines Schwenkbewegungen ausführenden Schwenkkcils8b.

Mit Hilfe des Hobels 2 ist es auch möglich, die gewünschte Dicke des Gewinnungsschniites. d. h. den Abbaufortschritt in Richtung Ib und auch die Höhenlage der Schneid- und Brechköpfe 3, 4 zwischen Hangendem und Liegendem passend einzustellen und einzuhalten.

Die Erteilung der Schnittdicke :n das abzubauende Mineral la erfolgt nach der in der Fig. 11 und 12 dargestellten Weise mit Hilfe der im Hobel 2 untergebrachten Bcätigungseinrichtung 16, welche die horizontal verschiebbaren Vorsd.ubelemente 15a. 15b in Richtung Ib in die gewünschte Stellung bewegt und darin hält.

F'i g. 11 zeigt die Vorschubclemcnte 15a. 15b in eingefahrener und Fig. 12 in ausgefahrener Stellung.

Die Betätigungseinrichtung 16 erfüllt auch die weitere Aufgabe, die Schneid- und Brechköpfe 3, 4 in die passende Höhe zwischen dem Hangenden und Liegenden einzusteuern und in der gewünschten Lage zu halten.

Diese Aufgabe wird von den in den Fig. 13 und 14 gezeigten Einstellelementen 17a und 17b übernommen, die von der Betätigungseinrichtung 16 ein- und ausgefahren werden.

Fig. 13 zeigt die Einstellelemente 17a. 17b in eingefahrener und Fig. 14 in ausgefahrener Position.

Hierzu 7 Bhitt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kombinierten hydraulischmechanischen untertägigen Gewinnung vorwiegend harter mineralischer Rohstoffe, bei dem das im Flöz anstehende Mineral durch einen ununterbrochen aufrechterhaltenen und in Abbaurichtung gleichmäßig fortbewegten Flüssigkeitsstrahl hohen Druckes hinterschnitten wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl in einer in einem spitzen Winkel zur Abbaufront liegenden vertikalen Ebene auf- und abschwenkt und wobei das hinterschnittene Mineral entsprechend der Flözmächtigkeit durch ein oder mehrere dem Flüssigkeitsstrahl zugeordnete Brechwerkzeuge ge- is wonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem schmalen und tiefen Einschnitt eingreifenden, in horizontaler Ebene verlaufende Schwenkbewegungen ausführenden Brechwerkzeuge den Flüssigkeitsstrahler in einem einstellbaren Abstand nachfolgen und das Mineral ausbrechen.

2. Hydromechanischer Hobel mit Hochdruckdüsen sowie Schneid- und Brechwerkzeugen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Hobel (2) Schneid- und Brechköpfe (3, 4) angeordnet sind, in deren Gehäuse (9) sich als Schneidwerkieug der Düsensatz (7) mit an einem Schwenkrohr (7 b) angesetzter Düse (7a) und als Brechwerkzeug der hydraulisch betätigbare Schwenkkeil (8f>; befinden, und daß im Hobel (2) eine Betätigungseinrichtung (16) vorhanden ist. mit deren Hilfe die Schneid- und Brechköpfe (3, 4) in horizontaler Richtung .lurch Vorschubelemente (15a, \5b) vorrückbar und in vertikaler Richtung durch Einstellelemente '17a, 176; ein- und ausfahrbar sind.