DE3009923A1

DE3009923A1 - Verfahren und einrichtung zum abbau der pfeiler beim kammer-pfeilerbau

Info

Publication number: DE3009923A1
Application number: DE19803009923
Authority: DE
Inventors: Hans-Th. 4750 Unna Grisebach; Helmut Dr. 4670 Lünen Langenberg; Heinz 4650 Gelsenkirchen Weinhold
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1981-10-01
Also published as: ZA811601B; AU6737981A; AU539673B2; US4391470A; IN155347B

Description

Titel: Verfahren und Einrichtung zum Abbau der Pfeiler beim Kammer-Pfeilerbau

Die im Kammer-Pfeilerbau stehenbleibenden Pfeiler enthalten im allgemeinen etwa 40 bis 70# des abzubauenden Minerals, z.B. Kohle. Es ist daher anzustreben, die Pfeiler abzubauen, was im Vorbau oder auch im Rückbau erfolgen kann· Bisher stand kein geeignetes Verfahren zur Verfügung, mit dem ein wirtschaftlicher Abbau der Pfeiler unter Berücksichtigung der besonderen Gegebenheiten des Kammer-Pfeilerbaus, insbesondere unter zuverlässiger Sicherung der erforderlichen Arbeitsräume und gegebenenfalls mit planmäßigem Zubruchwerfen des Hangenden möglich war. Man hat sich daher nicht selten damit begnügt, die Pfeiler nur teilweise, d.h. so weit abzubauen, daß das Hangende durch die stehenbleibenden Restpfeiler noch in ausreichendem MaBe getragen wird.

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Aufgabe der Erfindung 1st es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abbau der Pfeiler bei« Kamer-Pfeilerbau zu schaffen, Mit de« bzw. der sich die Pfeiler in wirtschaftlicher Weise und unter zuverlässiger Sicherung der benötigten Arbeit«räume vollständig abbauen lassen.

Diese Aufgabe wird Mit deM erfindungsgemaßen Verfahren dadurch gelöst, da0 ein sich über Mehrere Pfeiler erstreckender Bauabschnitt Im Langfrontbau Mit bogenförmig verlaufenden Abbaustoß unter Einsatz schälend oder schneidend arbeitender Gewinnungseinrichtungen abgebaut wird.

Bei dieser Verfahrensweise wird also eine Mehr oder weniger große Anzahl nebeneinanderstehender Pfeiler in eine» Zuge in deM besonders wirtschaftlichen Langfrontabbau abgebaut» wobei die hierfür bekannten leistungsfähigen Gewinnungseinrichtungen zum linsatz kernen können. Der bogenförmig« Verlauf des Abbaustoßes und damit des Langfrontbetriebes gewährleistet, daß die Pfeiler nicht auf ganzer Länge des Langfrontbetriebes gleichmäßig angeschnitten und abgebaut werden, sondern in einer solchen Weise, daß Im unMittelbaren Abbaubereich jederzeit noch Restpfeiler größerer Abmessungen vorhanden sind, die noch eine verhältnismäßig große Tragwirkung für das Hangende haben. Mit deM Bogenverlauf des Langfrentbetriebes wird außerdem erreicht, daß die in Abbaurichtung zu durchfahrenden Pfeilerstrecken, die sich quer zur Abbaurichtung erstrecken und in die beim vorhergehenden Abbau kein Ausbau eingebracht wurde, nicht gleichzeitig auf ganzer Länge des Bauabschnittes von dem Langfrontbetrieb angefahren werden, sondern jeweils nur abschnittsweise. Damit ist es möglich, den im Langfrontbetrieb eingesetzten hydraulischen Schreitausbau, der in bekannter Weise aus

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Ausbauböcken, Ausbauschilden, Ausbaurahmen od.dgl. bestehen kann, im Zuge des Abbaus auf Teilbereichen vorzeitig zur unterstützung des Hangenden in den Ffeilerstrecken zur Wirkung zu bringen, so daß im allgemeinen eine gute Hangendbeherrschung trotz der vorausgegangenen Abbautätigkeit und der damit verbundenen Beunruhigungen des Hangenden erreichbar ist.

Falls erforderlich, kann ein Teil des im Langfrontbetrieb abgebauten Minerals in den in Abbaurichtung vor dem Langfrontbetrieb liegenden Pfeilerstrecken, z.B. durch Verblasen, versetzt und dann im Zuge des weiteren Abbaus wieder hereingewonnen werden. Insbesondere bei schwierigen Hangendverhältnissen empfiehlt es sich, dem zu versetzenden Mineral, gegebenenfalls nach Zerkleinerung, ein Bindemittel zuzusetzen, um in den Pfeilerstrecken einen tragfähigen Versatz einzubringen, der im Zuge der weiteren Abbauarbeit im Langfrontbetrieb wieder hereingewonnen wird. Beim Abbau von Kohlenflözen empfiehlt es sich, der vorübergehend als Versatzmaterial verwendeten und gegebenenfalls in einem Untertagebrecher zerkleinerten Kohle ein Bindemittel zuzusetzen, welches den Aschegehalt der Kohle nicht oder nicht übermäßig erhöht. Als Bindemittel können z.B. die bei der Papierherstellung als Abfall anfallenden Zellulosestoffe od.dgl. verwendet werden.

Insbesondere beim Abbau der Pfeilergruppe im Vorbau empfiehlt es sich, das Verfahren so durchzuführen, daß der Abbaustoß des Langfrontbetriebes, in Abbaurichtung gesehen, einen konvexen Verlauf hat, derart, daß er im mittleren Bereich des Langfrontbetriebes gegenüber seinen Endbereichen vorgesetzt ist. Statt dessen ist aber

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auch ein entgegengesetzter, d.h. ein zur Abbaurichtung konkaver Bogenverlauf des Langfrontbetriebes möglich.

Zur Durchführung des erfinduagsgemaSen Verfahrens können die in Langfrontbetrieben bewährten leistungsfähigen Gewinnungs- und Fördereinrichtungen eingesetzt werden. Vorzugsweise wird dabei in dem Langfrontbetrieb ein entsprechend dem bogenförmigen Verlauf des Abbaustoßes gekrümmt verlaufender rückbarer Förderer» insbesondere ein Kettenkratzförderer, zusammen mit einem Schreitausbau und einer maschinellen Gewinnungseinrichtung vorgesehen. Die maschinelle Gewinnungseinrichtung kann aus einer Hobelanlage, einer Schrämmaschine od.dgl· bestehen· Hohe Gewinnungsleistungen lassen sich auch mit einer Gewinnungseinrichtung erzielen, die aus einem sich etwa über die gesamte Länge des AbbaustoBes erstreckenden, mit Lösewerkzeugen bestückten hin- und herbewegten Zugmittelsystem besteht, welches vorzugsweise netzartig ausgebildet ist und die Möglichkeit bietet, den Abbaustoß auf gesamter Flözmächtigkeit hereinzugewinnen. Für das Zugmittelsystem kann ein netzartiges Kettensystem verwendet werden, welches mit einer Vielzahl an Lösewerkzeugen, insbesondere Schrämmeißeln od.dgl., bestückt ist. Ferner besteht die Möglichkeit, das Zugmittelsystem an schwenkbaren Lenkern des Schreitausbaus anzuschlagen, die das Zugmittelsystem unter Vorspannung in Angriff mit dem bogenförmig verlaufenden Abbaustoß bringen, so daß es bei der Hin- und Herbewegung den Abbaustoß auf ganzer Länge angreift.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Fig« 1 und 2 jeweils in einer Draufsicht auf einen Langfrontbetrieb den Abbau einer Pfeilergruppe nebst der dazugehörigen Abbaueinrichtung;

Fig. 3 und 4 ebenfalls in Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel für den Abbau einer Pfeilergruppe und der dazu verwendeten Abbaueinrichtung;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Langfrontbetrieb nach den Fig. 3 und 4.

Der Abbau eines Kohlenflözes oder einer sonstigen Lagerstätte erfolgt nach dem bekannten Kaamer-Pfeilerbau in der Weise» daß zwischen Grundstrecken 10 zu diesen parallel und rechtwinklig hierzu Pfeilerstrecken 11 und 12 im Flöz bzw. in der Lagerstätte aufgefahren werden, deren Breite z.B. 5 m beträgt und so gewählt wird, daß das Hangende durch die stehenbleibenden Pfeiler 13 zuverlässig getragen wird· In die Pfeilerstrecken 11 und 12 wird kein Ausbau eingebracht. Die Abmessung der Pfeiler 13 mag z.B. 30 m betragen. Die Grundstrecken 10 werden durch Streckendämme, Mauern 14 od.dgl. gesichert.

Der gesamte Bauabschnitt, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den Grundstrecken 10 vier Pfeiler 13 mit den dazwischenliegenden Pfeilerstrecken 11 umfaßt, wird anschließend im Vor- oder Rückbau im Langfrontbetrieb in Abbaurichtung A abgebaut.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 hat der sich zwischen den parallelen Grundstrecken 10 erstreckende Langfrontbetrieb 15 und entsprechend der Abbaustoß 16 des Langfrontbetriebes, in Draufsicht gesehen, einen konvexen bogenförmigen Verlauf, derart, daß der Langfrontbetrieb im mittleren Bereich gegenüber seinen Endberei-

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chen in Nähe der Grundetrecken 10 in Abbaurichtung A vorgesetzt ist. In dem bogenförmigen Langfrontbetrieb wird ein entsprechend bogenförmiger Förderer 17 eingesetzt, der vorzugsweise aus eine« rückbaren Kettenkratzförderer besteht, dessen Rinnenstrang von einzelnen, gegeneinander abknickbaren Rinnenschüssen gebildet ist, wie dies bei Kettenkratzförderern für den Untertageeinsatz bekannt ist. Das Rücken des Kettenkratzförderers in Abbaurichtung erfolgt mittels hydraulischer Rückzylinder 18, die sich in bekannter Weise an einem hydraulischen Schreitausbau abstützen können. Der (nicht dargestellte) hydraulische Schreitausbau besteht z.B. aus Ausbauböcken, Ausbauschilden, Ausbaurahmen oder Ausbauwagen u.dgl., die das Hangende innerhalb des Langfrontbetriebes 15 mit ihren möglichst bis zum Abbaustoß 16 vorkragenden Kappen unterfangen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist an der Abbaustoßseite des Förderers 17 ein an sich bekannter Kohlenhobel 19 geführt, der bei seiner Bewegung am Abbaustoß 16 entlang die Kohle od.dgl. in der herkömmlichen Weise schälend hereingewinnt·

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß aufgrund des bogenförmigen Verlaufs des Langfrontbetriebes 15 die Pfeiler 13 im Zuge der Abbauarbeit ungleichmäßig abgebaut werden. Mit 13* sind Restpfeiler der bereits abgebauten Pfeilerreihe bezeichnet, die im Bereich der beiden Grundstrecken 10 liegen. Innerhalb der nächsten Pfeilerreihe sind die beiden mittleren Pfeiler gemäß Fig. 1 angenähert zur Hälfte abgebaut, während die beiden außenstehenden Pfeiler nur geringfügig im Eckbereich abgebaut sind. Es ist erkennbar, daß im Zuge des weiteren Abbaus in Pfeilrichtung A die mittleren Pfeiler 13 gegenüber den äußeren Pfeilern

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voreilend abgebaut werden und die dahinterliegende Pfeilerstrecke 12 im mittleren Bereich des Langfrontbetriebes vorzeitig erreicht wird, wobei die äußeren Pfeiler einen noch verhältnismäßig großen tragenden Querschnitt bilden. Beim Anfahren der Pfeilerstrecke 12 können die schreitenden Ausbaueinheiten des Langfrontbetriebes so weit vorgerückt werden, daß sie hier das Hangende in der Pfeilerstrecke 12 zuverlässig eichern. Im weiteren Verlauf der Abbauarbeit gelangen auch die schreitenden Ausbaueinheiten im Endbereich des Langfrontbetriebes 15 in die Pfeilerstrecke 12, während die im mittleren Bereich des Langfrontbetriebes stehenden Ausbaueinheiten des Schreitausbaus bereits das Hangende in der nächstfolgenden Pfeilerreihe unterfangen·

Die Anordnung und der Abbauvorgang nach Fig. 2 entsprechen demjenigen der Fig. 1. Um die in Abbaurichtung A vor dem Langfrontbetrieb 15 befindlichen Pfeilerstrecken 11 und 12 zu versetzen und damit diese Hohlräume gegen Hangendeinbrüche zu sichern und um ferner für die nachfolgende Gewinnung innerhalb des Langfrontbetriebes einen durchgehenden Abbaustoß 16 zu erhalten, wird ein Teil der im Langfrontbetrieb 15 durch den Hobel 19 gewonnenen Kohle od.dgl. am Austragsende des Förderers 17 über eine Blasleitung 20 ein oder auch mehrere Felder vorlaufend in die Pfeilerstrecken eingeblasen. Falls erforderlich, kann die Kohle od.dgl. zuvor mittels eines Untertagebrechers 21 auf eine für den Blasvorgang geeignete Größe zerkleinert werden. Außerdem empfiehlt es sich, der Kohle ein Bindemittel zuzusetzen, möglichst ein solches, welches den Aschegehalt der Kohle nicht untragbar erhöht. Mit Hilfe der als Versatzmaterial in die Pfeilerstrecken eingeblasenen Kohle werden in den Pfeilerstrecken tragfähige Dämme hergestellt, die einen Hangendeinbruch verhindern.

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Außerdem ergibt sich auf diese Weise ein mehr oder weniger durchgehender Abbaustoß 16 des Gewinnungsbetriebes. Es versteht sich, daß bei der weiteren Abbauarbeit die als Versatzmaterial verbissene Kohle od.dgl. durch den Kohlenhobel 19 oder eine sonstige Gewinnungseinrichtung wieder hereingewonnen wird.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Abbauschema gezeigt, bei welchem der Langfrontbetrieb 15 in entgegengesetzter Richtung, also konkav bogenförmig verläuft, derart, daß der Langfrontbetrieb mit seinen beiden in die Grundstrecken mündenden Enden gegenüber seinem mittleren Bereich vorgesetzt ist. Auch hier werden die Pfeiler der in Abbaurichtung A aufeinanderfolgenden Pfeilerreihen ungleichmäßig abgebaut, wobei in gleicher Weise die Möglichkeit besteht, die von dem Langfrontbetrieb 15 angefahrenen Pfeilerstrecken 12 Im Bereich der Strecken 10 voreilend durch den hydraulischen Schreitausbau des Langfrontbetriebes zu sichern. Es versteht sich, daß auch bei dieser Abbauweise die Pfeilerstrecken 11 und 12 mit der abgebauten Kohle od.dgl. versetzt werden können.

Wie Insbesondere Flg. 5 zeigt, kann zum Abbau des bogenförmig verlaufenden Abbaustoßee 16 eine Gewinnungseinrichtung verwendet werden, die aus einem netzartigen Zugmittelsystem, z.B. aus einem netzartigen Kettensystem 22, besteht, welches sich im wesentlichen über die gesamte Länge und Höhe des Abbaustoßes 16 erstreckt und an dem eine Vielzahl an Lösewerkzeugen, z.B. Schrämmeißeln 23 od.dgl., befestigt ist. Das netzartige Zugmittelsystem ist an den beiden Enden jeweils an einem Hubrahmen 24 befestigt, dem mittels hydraulischer Hubzylinder 25 eine Hubbewegung in Pfeilrichtung S erteilt wird, bei welcher das gesamte System um den Hub des Hubrahmens 24 sich am

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Abbaustoß 16 bewegt, wobei die Lösewerkzeuge 23 ihre Lösewirkung entfalten. Die Hubzylinder 25 stützen sich an einem geeigneten Widerlager 26 ab. Bei den aufeinanderfolgenden Hin- und Herbewegungen des netzartigen Zugmittelsystees 22 wird daher der Abbaustoß auf ganzer Länge und Höhe gleichzeitig abgebaut, wobei die endseitigen Antriebsvorrichtungen 24 bis 26 in Abbaurichtung A vorgerückt werden. Die abgebaute Kohle od.dgl. wird über eine Laderaape 27 in den Förderer 17 geladen, der entsprechend dem Langfrontbetrieb einen bogenförmigen Verlauf hat.

Der Ausbau des Langfrontbetriebes 15 erfolgt gemäß Fig. z.B. mittels schreitender Ausbaueinheiten 28, die mit teleskopartig verlängerbaren Lenkern 29 versehen sind, welche den Hin- und Herbewegungen des netzartigen Zugmittelsystems 22 zu folgen vermögen. Die teleskopartigen Lenker 29 sind mit ihren freien Enden bei 30 im oberen Bereich mit dem Zugmittelsystem 22 verbunden, so daß sie an der Hin- und Herbewegung frei teilnehmen können. Die Lenker 29 stehen in Ausschubrichtung unter Vorspannung, so daß sie das Zugmittelsystem gegen den Abbaustoß 16 drücken, um die Lösewerkzeuge 23 zum Eingriff mit dem Stoß zu bringen. Entsprechende Andruckvorrichtungen können auch im Liegendbereich vorgesehen werden. Die Lenker sind außerdem mittels Schwenkzylinder 31 in der Höhe verschwenkbar, um eine genaue Einstellung des Zugmittelsystems auf die Flözmächtigkeit zu erreichen.

Die schreitenden Ausbaueinheiten 28 bestehen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Ausbauwagen, deren Liegendkappen und Hangendkappen von Raupenbändern 33 bzw. gebildet werden, die sich beim Schreitvorgang am Liegenden 35 bzw. am Hangenden 36 abwälzen. Zum Rücken der Aus-

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Baueinheiten können die Raupenbänder 33 und 34 angetrieben werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit,
den Rückvorgang in herkömmlicher Weise mittels hydraulischer Rückzylinder zu bewerkstelligen, wobei die Raupenbänder 339 34 frei mitlaufen.

Insbesondere bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rückbau kann auf ein Verblasen der Pfeilerstrekken unter Umständen verzichtet werden. Anstelle der vorgesehenen Kettenkratzförderer 17 können auch andere Fördersysteme, z.B. Schrapperförderer, Pendel- und Flügelförderer od.dgl., eingesetzt werden.

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Claims

Ansprüche:

1· Verfahren zum Abbau der Pfeiler beim Kaamer-Pfeilerbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich über mehrere Pfeiler erstreckender Bauabschnitt la Langfrontbau alt bogenförmig verlaufendem AbbaustoB unter Einsatz schälend oder schneidend arbeitender Gewinnungseinrichtungen abgebaut wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Teil des la Langfrontbetrieb abgebauten Minerals in den in Abeaurichtung vor dea Langfrontbetrieb liegenden Ffeilerstrecken, z.B. durch Verblasen, versetzt und la Zuge des weiteren Abbaus wieder hereingewonnen wird.

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3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu versetzenden Mineral, gegebenenfalls nach Zerkleinerung, ein Bindemittel zugesetzt wird, im Falle des Kohleabbaus vorzugsweise ein solches mit geringem Aschegehalt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet , daß der Abbaustoß, in Abbaurichtung gesehen, einen konvexen Verlauf hat, derart, daß er im mittleren Bereich des Langfrontbetriebes gegenüber seinen Endbereichen vorgesetzt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere beim Rückbau, der Abbaustoß, in Abbaurichtung gesehen, einen konkaven Verlauf hat, derart, daß er im mittleren Bereich gegenüber seinen Endbereichen zurückversetzt ist.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß in dem Langfrontbetrieb ein entsprechend dem gekrümmten Verlauf des Abbaustoßes (16) gekrümmt verlaufender rückbarer Förderer (17), vorzugsweise ein Kettenkratzförderer, zusammen mit einem an sich bekannten Schreitausbau und einer maschinellen Gewinnungseinrichtung vorgesehen ist.

7« Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinelle Gewinnungseinrichtung aus einem sich etwa über die gesamte Länge des Abbaustoßes (16) erstreckenden, mit Lösewerkzeugen (23) bestückten hin- und herbewegten Zugmittelsystem (22) besteht.

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- .»ιδ. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittelsyste» (22) netzartig ausgebildet ist und sich vorzugsweise über die gesamte Höhe des Abbaustoßes (16) erstreckt.

9» Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittelsystea (22) aus einen netzartigen Kettensystem besteht,

10. Einrichtung nach eine« der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittelsysteoi (22) an schwenkbaren Lenkern (29) des Schreitausbaus (28) angeschlagen ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lenker (29) aus vorgespannten Teleskoplenkern od.dgl· bestehen.

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