DE2726445A1

DE2726445A1 - Verfahren und vorrichtung zum konturgenauen maschinellen vortrieb von im querschnitt unterschiedlichen strecken des untertaegigen bergbaus

Info

Publication number: DE2726445A1
Application number: DE19772726445
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl Ing Bohnes; Kuno Guse
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1977-06-11
Filing date: 1977-06-11
Publication date: 1978-12-14
Also published as: US4185873A; DE2726445B2; DE2726445C3; ZA783214B

Description

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DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

AKTEN-NR. 5I8/27OM9

Ihr Zeichen

463OBOCHUM, lü.D.1'^77 Postschließfach 24 SO Fernruf O234/5 19 57 Bergstraße 159 Telegr.: Stuhlmannpatent

Aktenzeichen;

Titel:

Verfahren und Vorrichtung zum konturgenauen maschinellen Vortrieb von im Querscnnitt unterschiedlichen Strecken des untertänigen Bergbaus

Anmelder:

Bochumer Eisenhütte lieintzmann Gmbh & Co. Bessemerstr. 80
Bochum

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Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum konturgenauen maschinellen Vortrieb von im Querschnitt unterschiedlichen Strecken des untertägigen Bergbaus.

Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es zählt zum Stand der Technik, untertägige Strecken durch Vollschnittmaschinen aufzufahren. Mit solchen Maschinen ist es zwar möglich, einen konturgenauen Streckenquerschnitt zu erzeugen, allerdings ist der Querschnitt weitgehend auf die kreisrunde Form beschränkt. Auch wird die Größe des Querschnittes durch den Durchmesser der Vollschnitt-Werkzeuge bestimmt. Strecken mit unterschiedlichen Querschnitten müssen daher mit darauf abgestimmten Vollschnittmaschinen aufgefahren werden. Bogenförmige, elliptische oder rechteckige Streckenquerschnitte können hingegen durch Vollschnittmaschinen nicht aufgefahren werden. Ferner besteht bei dieser Auffahrungstechnik ein Problem darin, den Streckenausbau zeitlich parallel zum kontinuierlichen Streckenvortrieb einzubringen und zu setzen. Der Grund hierfür ist, daß eine Vollschnittmaschine einen sehr großen Raum in der Strecke einnimmt, d.h. diese im wesentlichen ausfüllt.

Des weiteren ist es bekannt, Teilschnittmaschinen zum Strekkenvortrieb einzusetzen, mit denen dann auch Querschnitte erzeugt werden können, die vom kreisrunden Querschnitt abweichen. Auch die Giiße der Querschnitte ist dabei ziemlich beliebig. Diese Teilschnittmaschinen erlauben es jedoch nicht - und zwar unabhängig vom Streckenquerschnitt -, die gewünschte Streckenkontur so exakt herauszuarbeiten, daß der Streckenausbau aktiv gesetzt werden kann. Die Ursache für die Schneidungenauigkeiten besteht unter anderem in den hydraulischen Steuerungen derartiger Maschinen in Verbindung mit den in der Regel relativ langen Auslegern,

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an deren Enden die Werkzeuge angeordnet sind. Die maschinellen Ungenauigkeiten werden noch dadurch verstärkt, daß die Teilschnittmaschinen nicht in dem erforderlichen Umfang spielfrei in der Strecke verspannt werden können. Darüber hinaus sind die meisten Teilschnittmaschinen wegen ihrer zentral in der Strecke angeordneten Maschinenkörper und den daran angelenkten Schneidauslegern nicht in der Lage, einen tangentialen Mantelschnitt zu erzeugen. Durch die Kinematik dieser Maschinen bedingt, sind sägezahnartige Profilierungen der Streckenwände und damit Mehrausbrüche nicht zu vermeiden. Mehrausbrüche erfordern aber ein Hinterfüllen und Verziehen des zu setzenden Streckenausbaus. Darüber hinaus ist es von Nachteil, daß eine relativ große Ausbauverspätung nicht zu umgehen ist, weil erst nach dem hereingewinnen des gesamten Abschlages der Streckenausbau eingebracht und gesetzt werden kann. Die Standfestigkeit des Gebirges wird somit zwangsläufig beeinträchtigt.

Schließlich bestehen bei den bekannten Vortriebsverfahren und den dabei verwendeten Vorrichtungen noch erhebliche Schwierigkeiten darin, die Vortriebsarbeiten einerseits und die Ausbauarbeiten andererseits so aufeinander abzustimmen, daß möglichst viele Arbeiten zeitlich parallel nebeneinander durchgeführt werden können. So muß in der Regel während der Ausbauarbeit die Vortriebsarbeit der Maschinen unterbleiben. Die theoretisch erzielbare Vortriebsleistung der eingesetzten Maschinen wird dadurch maßgeblich beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zum konturgenauen maschinellen Vortrieb von im Querschnitt unterschiedlichen Strecken des untertägigen Bergbaus zu schaffen, die eine überlappende bzw. zeitlich parallel nebeneinander ablaufende Verknüpfung der Vortriebs- und Ausbautätigkeiten unter Aufrechterhaltung der Gebirgs-

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tragfähigkeit bei minimaler Ausbauverspätung gewährleisten, und zwar unabhängig von der Form sowie der Größe des Streckenquerschnittes.

Was die verfiirensmäßige Lösung dieser Aufgabe anlangt, so kennzeichnet sich diese dadurch, daß im Rahmen einer voreilenden Primärphase ein Pilot-Ausbruch mit einem kreisrunden Querschnitt aufgefahren wird, der kleiner als der geforderte Streckenquerschnitt bemessen ist.und daß im Zuge einer der Primärphase räumlich nacheilenden, diese jedoch zeitlich überlappenden Sekundärphase der kreisrunde Pilot-Ausbruch auf den endgültigen Streckenquerschnitt erweitert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren vereinigt folglich in sich die Vorteile von Vollschnittmaschinen hinsichtlich einer exakten Erzeugung der Kontur des gewünschten Streckenquerschnitts mit den Vorteilen von Teilschnittmaschinen in bezug auf die Möglichkeit ihrer weitgehenden Anpassung an Form und Größe des Querschnittes der aufzufahrenden Strecke. Der Verfahrensablauf gliedert sich dabei in zwei Phasen, die zwar voneinander räumlich getrennt ablaufen, sich jedoch zeitlich überlappen. Das Verfahren erlaubt ohne weiteres, den nach dem Auffahren des Pilot-Ausbruchs verbleibenden Restquerschnitt bis zum gewünschten Streckenquerschnitt konturgenau abzutragen, so daß der Streckenausbau anschließend nicht nur frühzeitig, sondern auch aktiv gegen das Gebirge gesetzt werden kann. Das Ausbauen ist folglich mit nur geringer Verspätung möglich, ohne dabei den kontinuierlichen Streckenvortrieb zu unterbrechen. Im Vergleich zu den bekannten Verfahren, entweder mit Vollschnitt- oder mit Teilschnittmaschinen bzw. mit Sprengmitteln, wird die Ausbauverspätung beträchtlich gesenkt und damit die Standfestigkeit des Gebirges erhöht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren entfallen darüber hinaus auch die bislang zusätzlich notwendigen Arbeiten für den Verzug und die Hinterfüllung, da ein

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Mehrausbruch über den angestrebten Querschnitt hinaus praktisch nicht anfällt.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in diesem Zusammenhang darin, daß der kreisrunde Pilot-Ausbruch während der Primärphase durch Vollschnitt-Werkzeuge hergestellt und die Erweiterung des Pilot-Ausbruchs auf den endgültigen Streckenquerschnitt im Zuge der Sekundärpnase durch mit dem rückwärtigen Ende eines im Pilot-Ausbruch festlegbaren Widerlagers für die Vollschnitt-Werkzeuge gekoppelte Konturschnitt-Werkzeuge bewirkt werden.

Die gegenständliche Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch ein schreit fähiges, gestellartiges Widerlager, das stirnseitig mit Vollschnitt-Werkzeugen zur Herstellung eines Pilot-Ausbruchs mit kreisrundem Querschnitt, umfangsseitig mit Stützelementen zum Schreiten sowie zur Verspannung im Pilot-Ausbruch und rückwärtig mit Konturschnitt-Werkzeugen zum Erweitern des Pilot-Ausbruchs auf den geforderten Streckenquerschnitt versehen ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kombiniert mithin das Arbeitsprinzip einer Vollschnittmaschine mit dem einer Teilschnittmaschine derart, daß das gestellartige Widerlager für die Vollschnittmaschine zugleich auch ein Widerlager für die Teilschnittmaschine bildet. Durch die Erzeugung eines voreilenden Pilot-Ausbruchs im Zuge der primären Arbeitsphase kann das Widerlagergestell über die ihm zugeordneten Stützelemente ehdeutig und exakt im Pilot-Ausbruch, der einen gegenüber dem geforderten Streckenquerschnitt kleinsten kreisrunden Querschnitt hat, verspannt werden. Die exakte Verspannung des Widerlagergestells führt dann dazu, daß die am rückwärtigen Ende des Widerlagergestells vorgesehenen Konturschnitt-Werkzeuge ebenfalls ein definiertes Widerlager

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naoen, so daß der Restquerschnitt umfangsseitig des Pilot-Ausbruchs im Zuge der der Primärphase räumlich nacheilenden , zeitlich jedoch parallelen sekundären Arbeitsphase auf den gewünscht ten Streckenquersdinitt konturgenau abgetragen werden kann.

Die Anordnung der Konturschnitt-Werkzeuge rückwärtig des Widerlagergestells gestattet es ferner, alle erforderlichen Antriebsaggregate weitgehend in das Widerlagergestell und damit in den Pilot-Ausbruch hineinzuverlagern. Rückseitig des Pilot-Ausbruchs verbleiben dann eigentlich nur noch die Konturschnitt-Werkzeuge und deren Lagerungen. Dieser Sachverhalt hat dann den bedeutenden Vorteil, daß schon unmittelbar hinter den Konturschnitt-Werkzeugen der endgültige Streckenausbau eingebracht und aufgrund des einwandfreien Mantelschnittes aktiv gegen das Gebirge gesetzt werden kann. Für das Einbringen und Setzen des Streckenausbaus steht hierbei nahezu der gesamte Streckenquerschnitt zur Verfügung. Eine Einengung des Streckenquerschnittes wird nämlich nur durch die Vorrichtungen bewirkt, die der Energiezuführung zu der Vortriebsvorrichtung bzw. der Abforderung des gelösten Gesteins dienen. Es kann daher in vorteilhafter Weise mit hochautomatisierten Ausbausetzeinrichtungen gearbeitet werden, wodurch der Ausbau kontinuierlich und zeitlich parallel zum Streckenvortrieb eingebracht und gesetzt werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Konturschnitt-Werkzeuge einem vertikal umlaufenden Trägerkörper radial verstellbar zugeordnet sind, dessen Rotationsachse parallel zur Längsachse des Widerlagergestells verläuft. Bevorzugt ist die Rotationsachse des Trägerkörpers koaxial zur Drehachse der Vollschnitt-Werkzeuge angeordnet. Die Lagerung der Konturschnitt-Werkzeuge an dem in vertikaler Ebene umlaufenden Trägerkörper und ihre radiale Verstellbarkeit gegenüber diesem Trägerkörper erlaubt es ohne besondere Schwierigkeiten, die gewünschte Streckengeometrie zu erzeugen. Die Konturschnitt-Werkzeuge können hierbei z.B. von Hand entsprechend einer

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das Streckenprofil wiedergebenden Schablone gesteuert werden. Es ist aber auch eine vollautomatische Steuerung der Konturschnitt-Werkzeuge in Abhängigkeit von dem jeweiligen Drehwinkel des Trägerkörpers, und zwar anhand eines vorgegebenen und von einer Regelvorrichtung überwachten Schnittverlaufs möglicn. Darüber hinaus besteht ein besonderer Vorteil darin, daß durch mindestens zeitweises Stillsetzen des Trägerkörpers und entsprechender Verstellung der Konturschnitt-Werkzeuge sogar das teilweise Auffahren von Maschinenställen über die Geometrie des geforderten Streckenquerschnittes hinaus möglich ist.

Es ist nach der Erfindung weiterhin von Vorteil, daß die Drehrichtung des Trägerkörpers bzw. der Konturschnitt-Werkzeuge einerseits und die Drehrichtung der Vollschnitt-Werkzeuge andererseits entgegengesetzt gerichtet sind. Mit dieser Maßnahme wird in zweckmäßiger Weise dem Reaktionsmoment der Vollschnitt-Werkzeuge - bezogen auf das Widerlagergestell - entgegengewirkt. Dies hat zur Folge, daß die dem Widerlagergestell zugeordneten Stützelemente zum Verspannen im Pilot-Ausbruch entlastet werden. Dies wiederum erhöht die Standfestigkeit des Gebirges und vermindert die Trampe Ieffektwirkung, weil mit verringerten Spannkräften gearbeitet werden kann.

Die Erfindung sieht darüber hinaus vor, daß der Trägerkörper gegenüber dem Widerlagergestell in Längsrichtung des Pilot-Ausbruchs verschiebbar ist. Der Trägerkörper ist dabei durch mindestens eine Schubkolbeneinheit verschiebbar, welche zweckmäßig hydraulisch beaufschlagbar ist. Durch die Relativverschiebbarkeit des Trägerkörpers gegenüber dem Widerlagergestell soll erreicht werden, daß in vorbestimmten Grenzen eine Unabhängigkeit des Vortriebsfortschritts der Vollschnitt-Werkzeuge von den nacharbeitenden Konturschnitt-Werkzeugen gewährleistet ist, und zwar insbesondere dann, wenn das Gebirge unterschiedlich fest ist oder vorübergehende technische Ausfälle des einen oder anderen Maechi-

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nenteils eintreten. Anstelle einer Schubkolbeneinheit zwischen dem Trägerkörper und dem Widerlagergestell können selbstverständlich auch mehrere Schubkolbeneinheiten vorgesehen werden. Sofern das Widerlagergestell einen weitgehend zylindrischen Maschinenkörper aufweist, kann es dann zweckmäßig sein, daß drei oder vier Schubkolbeneinheiten umfangsseitig und parallel zum Maschinenkörper verteilt angeordnet werden.

Erfindungsgemäß ist es ferner empfehlenswert, daß der Trägerkörper scheibenartig ausgebildet und auf das rückwärtige Ende des Widerlagergestells drehfähig aufgesetzt ist. Seine Drehfähigkeit wird dabei durch entsprechend ausgebildete Gleit- oder Wälzlagerungen sichergestellt.

In diesem Zusammenhang ist dann von Vorteil, daß der Trägerkörper auf der dem Pilot-Ausbruch abgewendeten Seite einen Innenzahnkranz größeren Durchmessers aufweist, in den mindestens ein motorisch angetriebenes Ritzel eingreift. Vorzugsweise wirken zwei umfangsseitig um l80° zueinander versetzte Ritzel mit dem Innenzahnkranz zusammen, welche von insbesondere hydraulisch beaufschlagbaren Motoren angetrieben sind.

Die Antriebsaggregate für den Trägerkörper sind deshalb radial von seiner Rotationsachse versetzt angeordnet, um aufgrund der dann gebildeten großen Hebelarme geringere Drehmomente aufbringen zu müssen. Außerdem können die Getriebe kleiner ausgelegt werden. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle von zwei umfangsseitig um 180° zueinander versetzten Ritzeln auch drei oder mehrere Ritzel mit entsprechenden Antriebsmotoren, insbesondere hydraulisch beaufschlagbaren Motoren, vorzusehen. Die Motoren bzw. die Ritzel sind dabei dem Widerlagergestell zugeordnet.

Entsprechend einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Konturschnitt-Werkzeuge am freien Ende eines gegenüber

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dem Trägerkörper radial verstellbaren Schlittens angeordnet. Der Schlitten ist dabei durch mindestens eine Schubkolbeneinheit in
Radialführungen des Trägerkörpers verlagerbar. Bevorzugt ist der Schlitten gabelartig ausgebildet und umgreift mit seinen zwangsgeführten Gabelschenkeln ein das Widerlagergestell in Längsrichtung durchsetzendes Fördermittel. Dabei kann es ferner zweckmäßig sein, daß je eine Schubkolbeneinheit parallel zu den ßabelschenkeln angeordnet ist.

Entsprechend der Winkelstellung des Trägerkörpers wird die
radiale Ausfahrbewegung des Schlittens durch insbesondere hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten gesteuert, um die jeweilig gewünschte Streckengeometrie zu erzeugen. Die Steuerung
der Schubkolbeneinheiten kann dabei nach Schablone oder vollautomatisch aufgrund eines vorab in eine Regelautomatik eingegebenen Programms durchgeführt werden bzw. ablaufen.

Ist es darüber hinaus bei bestimmten Werkzeugbestückungen, z. ß. mit hartmetallmeißeln, erforderlich, einen vorgegebenen Spanwinkel über den gesamten Schnittweg einzuhalten, so sieht die Erfindung vor, daß die am freien Ende des Schlittens angeordneten
Konturschnitt-Werkzeuge um eine in Streckenlängsrichtung verlaufende Achse schwenkbar sind. Bevorzugt sind die Konturschnitt-Werkzeuge dann durch mindestens eine Schubkolbeneinheit schwenkbar, welche beispielsweise hydraulisch beaufschlagbar ist.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Konturschnitt-Werkzeuge am freien Ende mindestens eines in der Umlaufebene des Trägerkörpers radial verschwenkbaren Auslegers angeordnet, wobei die Anöikachse des Auslegers
zweckmäßig im umfangsaitigen Bereich des Trägerkörpers vorgesehen ist.

Bevorzugt sind zwei umfangsseitig um l80 zueinander versetzte Ausleger dem Trägerkörper zugeordnet und die Ausleger sind je dünn

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mindestens eine Schubkolbeneinheit verschwenkbar, welche vorzugsweise hydraulisch beaufschlagbar ist. Die Schubkolbeneinheiten haben ihr Widerlager am Trägerkörper, so daß durch entsprecnende Verscnwenkung der Ausleger die Konturschnitt-Werkzeuge entsprechend der gewünschten Streckenkontur je nach Anstellwinkel den verbleibenden Kestquerschnitt umfangsseitig des Pilot-Ausbruchs wegarbeiten und konturgerecht einen Mantelschnitt erzeugen können. Mit uieser Ausführungsform sind alle gebräuchlichen Streckengeometrien, einschließlich Türstockstrecken, auffahrbar.

Gemäß der Erfindung können aie Konturschnitt-Werkzeuge durch bohr- und Fräsköpfe gebildet sein, welche zweckmäßig hydraulisch angetrieben sind. In diesem Falle ist es dann ferner von Vorteil, daß die durch Bohr- bzw. Fräsköpfe gebildeten Konturschnitt-Werkzeuge unmittelbar auf die Abtriebswellen der endseitig des Schlittens bzw. des oder der Ausleger angeordneten Antriebsmotore aufgesetzt sind.

Zur Unterstützung einer wirksamen Abtragung des Restgebirges ist gemäß der Erfindung ferner vorgesehen, daß die Bohr- bzw. Fräsköpfe druckwasserunteistützt arbeiten. Hocndruck-Wasser kann dann entsprechend den Gesteinseigenschaften kontinuierlich oder impulsförmig im Bereich der Bohr- bzw. Fräswerkzeuge eingesetzt werden.

Andererseits gestattet es die Erfindung aber auch, daß die Konturschnitt-Werkzeuge durch gegebenenfalls zueinander abgestufte Schlitzmeißel gebildet sind. Die Schlitzmeißel können Hartmetallschneiden aufweisen.

Um das von den Konturschnitt-Werkzeugen gelöste Gestein dem das Widerlagergestell in Längsrichtung durchsetzenden Fördermittel zuzuführen, sieht die Erfindung darüber hinaus vor, daß dem Trägerkörper umfangsseitig Lademittel, z.B. in Form von Ladeschaufeln, zugeaönet sind.

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Schließlich besteht ein vorteilhaftes Merkmal der iirfinaung noch darin, daß das Widerlagergestell zwei in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnete, relativ verlagerbare Gruppen von radial verstellbaren großflächigen Stützelementen aufweist. Die Stützelemente jeder Gruppe können dabei - in vertikalen Querschnitt des Pilot-Ausbruchs gesehen - etwa sternförmig angeordnet sein, so daß sie gleichzeitig die Funktion eines vorläufigen Ausbaus im Bereich des Pilot-Ausbruchs übernehmen. Die relative Gchreitfähigkeit beür Gruppen wird durch hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten bewirkt, welche umfangsseitig des zylindrischen Maschinenkörpers des Widerlagergestells und parallel zu diesem angeordnet sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch den ortsbrustseitigen Endabschnitt einer untertägigen Strecke sowie eine Vortriebsmaschine zum Auffahren dieser Strecke in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen vertikalen Streckenquerschnitt gemäß der Linie II - II der Fig. 1 und die Vortriebsmaschine von hinten gesehen,

Fig. 3 einen weiteren vertikalen Streckenquerschnitt im Bereich von seitlich abgehenden Streben und die Vortriebsmaschine von hinten gesehen,

Fig. l| die Vortriebsmaschine der Fig. 1 in einer Rechteckstrecke mit Türstockausbau,

Fig. 5 einen vertikalen Streckenquerschnitt mit einer Vortriebsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform entsprechend der Linie V-V der Fig. 6 und

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Pig. 6 einen vertikalen Längsschnitt durch die Strecke der Fig. 5 mit einer Teilansicht der Vortriebsmaschine, teilweise im Schnitt.

Bei gemeinsamer Betrachtung cfer Fig. 1 und 2 ist erkennbar, daß die bogen- bzw. hufeisenförmig aufzufanrende Strecke 1 in zwei Phasen vorgetrieben wird. Das heißt, zunächst wird im Rahmen einer Primärphase ein voreilender Pilot-Ausbrucn 2 mit einem kreisrunden Querschnitt aufgefahren, der kleiner als der geforderte Streckenquerschnitt bemessen ist. Anschließend wird dann im Zuge einer der Primärphase räumlich nacheilenden, diese jeaoch zeitlich überlappenden Sekundärphase der kreisrunde Pilot-Ausbruch 2 auf den endgültigen Streckenquerschnitt 1 konturgenau erweitert.

Der Pilot-Ausbrucn 2 wird mit Hilfe von Vollschnitt-Werkzeugen 3 aufgefahren, die stirnseitig eines gestellartigen Widerlagers 4 um eine horizontale Längsaiise drehbar angeordnet sind, liinzelheiten der werkzeuge sind zwecks Erhaltung der Zeichnungsübersicntlichkeit nicht veranschaulicht worden.

Das Widerlagergestell k weist einen zentralen zylindrischen Maahinenkörper 5 und zwei zueinander in Längsrichtung des Pilot-Ausbruchs 2 versetzt angeordnete Stützelementgruppen 6,7 auf. Mindestens eine der Stützelement-gruppen ist gegenüber dem Maschinenkörper in Längsrichtung verlagerbar. Die Verlagerbarkeit wird durch zwei hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten 8 bewirkt. Die Schubkolbeneinheiten sind jeweils gelenkig an Konsolen 9 angeschlagen, die ihrerseits wiederum an Lagerhülsen 10 befestigt sind, welche den Maschinenkörper ggf. gleitfähig umschließen.

Jede Stützelementen-Gruppe 6 bzw. 7 besitzt vier im vertikalen Querschnitt des Pilot-Ausbruchs 2 sternförmig angeordnete großflächige, plattenartige, der Krümmung des Pilot-Ausbruchs angepaßte Stütz-elemente 11, welche durch radial verstellbare, hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten 12 gegen das Gebirge verspannbar sind. Durch entsprÄohftndg AVe»kÄ»z|ing und Verlängerung der

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Schubkolbeneinheiten 8 zwischen den beiden Stützelement-Gruppen 6 und 7 einerseits und den Lagerhülsen 10 sowie den Stützelementen 11 andererseits ist das Widerlagergestell 4 im Pilot-Ausbruch 2 verspannbar sowie axial schreitfähig. Die Vollschnitt-Werkzeuge 3 werden durch hydraulisch beaufscnlagbare Schubkolbeneinheiten vorgedrückt, welche sich an der den Vollschnitt-Werkzeugen benachbarten Stützelementen-Gruppe 6 abstützen.

Das rückwärtige Ende des Widerlagergestells 4 dient in einer nicht näher dargestellten Weise zur drehfähigen Lagerung eines in vertikaler Ebene senkrecht zur Längsachse des Widerlagergestells umlaufenden scheibenartig ausgebildeten Trägerkörpers 14. Der Trägerkörper bzw. seine Lagermittel sind durch hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbendnheiten Ib gegenüber dem Widerlagergestell relativ verlagerbar. Diese Schubkolbeneinheiten sind einerseits durch Konsolen 16 an den "üagerkörper bzw. dessen Lagermittel und andererseits durch Konsolen 17 an die Lagerhülse 10 der Stützelementen-Gruppe 7 gelenkig angeschlagen.

Auf der dem Pilot-Ausbruch 2 abgewendeten Seite ist dem Trägerkörper 14 - etwa in seinem Umfangsbereich - ein Innenzahnkranz 18 fest zugeordnet. In den Innenzahnkranz greifen zwei in (lmfangsrichtung des Innenzahnkranzes um 180 zueinander versetzt angeordnete Ritzel 19 ein, welche durch hydraulisch beaufschlagbare Motore 20 angetrieben werden, die auf einer rhombenförmigen Traverse 21 befestigt sind, welche auf dem den Trägerkörper 14 durchsetzenden Fortsatz des Widerlagergestells 4 unverdrehbar aufgesetzt ist.

Im umfangsseitigen Bereich des Trägerkörpers 14 sind auf in Streckenlängsrichtung weisende Achsen 22 zwei in der Umlaufebene des Trägerkörpers schwenkbare Ausleger 23 angeordnet. Die Ausleger werden durch hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten 24 verschwenkt, welche einerseits an den Auslegern und andererseits am Trägerkörper angelenkt sind. Endseitig der Ausleger sind Fräs-

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Köpfe 25 gelagert, wobei die hydraulisch beaufschlagbaren Antriebsmotor 26 der Fräsköpfe in die Endabschnitte der Ausleger eingegliedert sind.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ferner erkennbar, daß der zylindrisch ausgebildete Maschinenkörper 5 des Widerlagergestells ¹I in Längsrichtung von einem Fördermittel 27 durchsetzt wird, welches das von den Vollschnitt-Werkzeugen 3 gelöste Gestein abtransportiert und nicht näher dargestellten nachgeschalteten Streckentransportmitteln übergibt.

Desweiteren zeigt insbesondere die Fig. 2 am Außenumfang des Trägerkörpers I¹J angeordnete Ladeschaufeln 28, welche das von den Fräsköpfen 25 gelöste Gestein aufnehmen und ebenfalls dem das Widerlagergestell durchsetzenden Förderer 27 zuführen.

Die Energiezuführungsleitungen zu der Vortriebsvorrichtung sind zwecks Erhaltung der Zeichnungsübersichtlichkeit nicht dargestellt.

Schließlich ist noch erkennbar, daß der endgültige Streckenausbau 29 unmittelbar hinter den Konturschnitt-Werkzeugen 25 eingebracnt und aktiv gegen das Gebirge gesetzt werden kann, weil die Fräsköpfe einen konturgenauen Mantelschnitt im Zuge der Nachbearbeitung des umfangsseitig des Pilot-Ausbruchs 2 verbleibenden Restquerschnittes der Streckenauffahrung herstellen.

Die Fig. 3 zeigt den Einsatz der Vortriebsvorrichtung der Fig. 1 und 2 in einem Bereich der Strecke 1, in welchem seitlich Strebe abgehen sollen. Es ist erkennbar, daß durch die endseitig der schwenkbaren Ausleger 23 angeordneten Fräsköpfe 25 mindestens Teilbereiche der strebendseitig vorzusehenden Maschinenställe 30 mit ausgearbeitet werden können.

In der Fig. ¹J ist die Vortriebsvorrichtung der Fig. 1 in einer trapezförmigen Strecke 1 mit Türstockausbau 29 veranschaulicht.

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Auch hieraus ist erkennbar, daß es durch entsprechende Beaufschlagung der die Ausleger 2j) schwenkenden Schubkolbeneinheiten 24 wänrend der Drehung des Trägerkörpers 1*4 möglicn ist, die Streckengeometrie weitgehend konturgenau herzustellen.

In den Fig. 5 und 6 ist die Ausführungsform einer Vortriebsvorrichtung veranschaulicht, die hinsichtlich ihrer wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung der Pig. I entspricht. Dies trifft insbesondere auf die Ausbildung des Widerlagergestells 4 und der Antriebsvorrichtung für den rückwärtig des Widerlagergestells drehfähig angeordneten Trägerkörper 14 zu. Es ist deshalb auf die nochmalige vollständige Darstellung der in dem Pilot-Ausbruch 2 verspannbaren Vollschnittmaschine verzichtet worden.

Indessen weist diese Ausführungsform im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 keine schwenkbaren Ausleger umfangsseitig des Trägerkörpers auf, sondern diese Ausführungsform besitzt einan gabelartiggestalteten Schlitten 31» welcher im Trägerkörper 14' gelagert und radial zwangsgeführt ist.

Aus den Fig. 5 und 6 ist erkennbar, daß die beiden Gabelschenkd. 32 des Schlittens 31 den zentralen Maschinenkörper 5 des Widerlagergestells 4 umgreifen und in entsprechenden Radialführungen 33 des Trägerkörpers IM¹ verschieblich sind. Die Verschieblichkeit wird durchzwsLnydrauliach beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten 34 bewirkt, welche parallel zu den Üabelschenkeln 32 angeordnet und einerseits am Schlitten 31 und andererseits an Lagerkonsolen 35 des Trägerkörpers gelenkig angeschlagen sind.

Endseitig des Schlittens 31 ist ein meißelartiges Kontur-Werkzeug 3d über eine in Streckenlängsrichtung verlaufende Schwenkachse 37 angelenkt. Der Schaft 38 des Werkzeugs besitzt dabei einen Fortsatz 39, an den eine hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheit

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4U angelenkt ist, welche iiierseits ein Widerlager am Schlitten findet. Mit hilfe dieser Schubkolbeneinheit kann folglich der Spanwinkel des Werkzeugs während der gesamten Drehung des Trägerkörpers 14^f optimal eingehalten werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum konturgenauen maschinellen Vortrieb von im Querschnitt unterschiedlichen Strecken des untertägigen Bergbaus, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen einer voreilenden Primärphase ein Pilot-Ausbruch (2) mit einem kreisrunden Querschnitt aufgefahren wird, der kleiner als der geforderte Streckenquerschnitt (1, 1') bemessen ist und daß im Zup-e einer der Primärphase räumlich nacheilenden, diese jedoch zeitlich überlappenden Sekundärphase der kreisrunde Pilot-Ausbruch (2) auf den endgültigen Streckenquerschnitt (1, 1') erweitert wird.

2. Verfahren nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der kreisrunde Pilot-Ausbruch (2) während der Primärphase durch Vollschnitt-Werkzeuge (3) hergestellt und die Erweiterung des Pilot-Ausbrucns (2) auf den endgültigen Streckenquerschnitt (1, 1') im Zuge der Sekundärphase durch mit dem rückwärtigen Ende eines im Pilot-Ausbruch (2) festlegbaren Widerlagers (U) für die Volbchnitt-Werkzeuge (3) gekoppelte Konturschnitt-Werkzeuge (25, 36) bewirkt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein schreitfähiges gestellartiges Widerlager (¹J), das stirnseitig mit Vollschnitt-Werkzeugen (3) zur Herstellung eines Pilot-Ausbruchs (2) mit kreisrundem Querschnitt, umfangsseitig mit Stützelementen (11) zum Schreiten sowie zur Verspannung im Pilot-Ausbruch (2) und rückwärtig mit Konturschnitt-Werkzeugen (25, 36) zum Erweitern des Pilot-Ausbruchs (2) auf den geforderten Streckenquerschnitt (1, I¹) versehen ist.

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4. Vorrichtung nacn Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet j daß die Konturschnitt-Werkzeuge (25, 36) einem vertikal umlaufenden Trägerkörper (14, 14') radial verstellbar zugeordnet sind, dessen Rotationsachse parallel zur Längsachse des Widerlagergeetells (4) verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse des TragerKÖrpers (14, 14') koaxial zur Drehachse der Vollschnitt-Werkzeuge (3) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Trägerkörpers (14, 14') bzw. der Konturschnitt-Werkzeuge (25) einerseits und die ürehrichtung der Vollschnitt-Werkzeuge (3) andererseits entgegengesetzt gerichtet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (14, 14') gegenüber dem Widerlagergestell (4) in Längsrichtung des Pilot-Ausbruchs (2) verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (14, 14') durch mindestens eine Schubkolbeneinheit (15) verschiebbar ist.

9· Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (14, 14') scheibenartig ausgebildet und auf das rückwärtige i^nde des WiderlagergesteIls (4) drehfähig aufgesetzt ist.

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10. Vorricntung nach Anspruch 4 oder einerr. der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Trügerkörper (14, 14') auf der dem Pilot-Ausbrucn (2) abgewendeten Seite einen Innenzahnkranz (13) größeren Durchmessers aufweist, in den mindestens ein motorisch angetriebenes Kitzel (19) eingreift.

11. Vorricntung nach Anspruch lü, dadurcn gekennzeichnet , daß zwei umfangsseitig um 180 zueinander versetzte riitzel (19) mit dem Innenzahnkranz (13) zusammenwirken, welche von insbesondere hydraulisch beaufschlagbaren Motoren (20) angetrieben sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturschnitt-Werkzeuge (25, 36) am freien Ende eines gegenüber dem Trägerkörper (14') radial verstellbaren Schlittens (31) angeordnet sind.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitten (31) durch mindestens eine Schubkolbeneinheit (34) in Radialführungen (33) des Trägerkörpers (14') verlagerbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder I3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (31) gabelartig ausgebildet ist und mit seinen zwangsgeführten Gabelschenkeln (32) ein das Widerlagergestell (4) in Längsrichtung durchsetzendes Fördermittel (27) umgreift.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet , daß je eine Schubkolbeneinheit (34)

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parallel zu den Gabelschenkeln (32) angeordnet ist.

Ib. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die am freien Ende des Schlittens (31) angeordneten Konturschnitt-Werkzeuge (25, 36) um eine in Streckenlängsrichtung verlaufende Achse (37) schwenkbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Konturschnitt-Werkzeuge (25, 36) durch mindestens eine Schubkolbeneinheit (40) verschwenkbar sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturschnitt-Werkzeuge (25, 36) am freien Ende mindestens eines in der Umlaufebene des Trägerkörpers (14) radial verschwenkbaren Auslegers (23) angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkachse (22) des Auslegers (23) im umfangsseitigen Bereich des Trägerkörpers (14) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet , daß zwei umfangsseitig um l80° zueinander versetzte Ausleger (23) dem Trägerkörper (14) zugeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die

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Ausleger (23) durch mindestens eine Schubkolbeneinheit (24) verschwenkbar ist bzw. sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturschnitt-Werkzeuge durch Bohr- oder Fräsköpfe (25) gebildet sind.

23· Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurcn gekennzeichnet, daß die Bohr- bzw. Präsköpfe (25) hydraulisch angetrieben sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 12, 18, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Bohrbzw. Präsköpfe (25) gebildeten Konturscnnitt-Werkzeuge unmittelbar auf die Antriebswellen der endseitig des Schlittens (31) bzw. des oder der Ausleger (23) angeordneten Antriebsmotore (26) aufgesetzt sind.

25· Vorrichtung nach Anspruch 22 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohr- bzw. Fräsköpf3 (25) druckwasserunterstützt arbeiten.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturschnitt-Werkzeuge durch gegebenenfalls zueinander abgestufte Schlitzmeißel (36) gebildet sind.

27· Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trägerkörper (14, 14') umfangsseitig Lademittel z.B. in Form von Ladeschaufeln (28) zugeordnet sind.

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28. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden,
dauurch gekennzeichnet, daß das Widerlagergestell^) zwei in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnete, relativverlagerbare Gruppen (6, 7) von radial verstellbaren,
großflächigen Stützelementen (11) aufweist.

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