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Verfahren und Vorrichtung zur Hereingewinnung von Kohle Beim Abbau
von Kohle und anderen Mineralien ist es üblich, den sich dabei durch die entstehenden
Hohlräume bzw. die Nachgiebigkeit des Versatzes dieser auslösenden Gebirgsdruck
planmäßig zur Hereingewinnung auszunutzen. Das sich auf den Versatz senkende Hangende
wirkt bekanntlich auf den Abbaustoß ähnlich wie ein über dem Kohlenflöz eingespannter,
hinter ihm sich durchbiegender Balken, wobei die Druckwelle in der Richtung vom
Versatz zum Kohlenstoß verläuft und der Druck natürlich um so stärker wirkt, je
näher die Welle an den Abbaustoß heranrückt. Damit tritt im allgemeinen wohl vorn
eine Lösung der Kohle durch Zerdrücken ein, während in den hinteren Partien des
Stoßes unter Umständen eine noch festere Einspannung erfolgt.
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Es ist nun bekannt, zum Hereingewinnen der Kohle in den Kohlenstoß
Kerbe oder Schlitze einzubringen, und zwar derart, daß unter der Mitwirkung des
Hangenden größere Kohlebrocken anfallen. Zum Einbringen der Kerbe oder Schlitze
hat man Maschinen entwickelt und dabei die verschiedensten Vorschläge gemacht, in
welcher Weise die Kerbe einzubringen sind. So hat man z. B. die Anweisung aufgestellt,
den Abbaustoß sowohl parallel zum Liegenden und Hangenden als auch senkrecht zum
Liegenden bzw. Hangenden zu durchschneiden, um so einen Kohlenblock bis auf die
Rückseite
am unverritzten Kohlenstoß allseitig zu lösen. Zum endgültigen Herausbrechen des
Kohlenblocks sollen dann Keile oder besondere Druckvorrichtungen benutzt werden,
die ihn vom unverritzten Kohlenstoß abreißen.
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Es ist auch bekannt, am Kohlenstoß einen Knapp zu bilden und diesen
parallel zum Liegenden und Hangenden mehrfach zu durchschneiden und gleichzeitig
senkrechte Kerben zwischen Hangendem und Liegendem einzubringen, die parallel zur
Verhiebrichtung des Flözes liegen. Um dabei die Kohlenblöcke auch vom unverritzten
Stoß abzutrennen, sollen bei diesem Verfahren in der von dem Knapp und dem unverritzten
Kohlenstoß gebildeten Ecke, und zwar parallel zum unverritzten Kohlenstoß, dicht
übereinanderliegende Bohrlöcher eingebracht werden. Bei dieser Arbeitsweise kann
jedoch immer nur an einem Knapp gearbeitet werden. Wenngleich dabei derHangendendruck
bei derHereingewinnung des auf diese Weise allseitig gelösten Kohlenblocks mitwirkt,
so ist hier jedoch eine Ausnutzung des Gebirgsdruckes auf breiter Front nicht möglich.
Schließlich hat man auch schon den Kohlenstoß schräg (diagonal) durchschnitten,
und zwar hat man dabei parallel nebeneinanderliegende Schnitte als auch sich kreuzende
Schnitte in den Kohlenstoß eingebracht.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur IIereingewinnung
von Kohle und anderen Mineralien unter Ausnutzung des Gebirgsdruckes, und es liegt
ihr der Leitgedanke zugrunde, über den ganzen unverritzten Kohlenstoß verteilt,
von den Knäppen ausgehend, schräg zum Kohlenstoß verlaufende aufrechte, die Kohle
hinterschneidende schlitzförinigeEntspannungshohlräume von solchem Querschnitt quer
zur Wanderrichtung der Druckwelle herzustellen, daß die dadurch gebildeten Kohlenblöcke,
von der Druckwelle zerdrückt, sich vom unverritzten Kohlenstoß loslösen und leicht
hereingewonnen werden können. Zu diesem Zweck erhält der Kohlenstoß einen sägezahnähnlichen
Verlauf, um die Entlastungsräume in der jeweils von einem Knapp und dem unverritzten
Kohlenstoß gebildeten Ecke einbringen zu können. Durch unsymmetrische Ausbildung
der Zacken der Abbaufront wird die Querstellung der Entspannungshohlräume zum Voranschreiten
der Druckwelle dabei noch gesteigert. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht
darin, daß jeweils durch von den inneren Ecken der Knäppe nach beiden Seiten schräg
verlaufende Entspannungshohlräume eine Loslösung der Kohlenblöcke nach Art vierkantiger,
übereck stehender Pfeiler erfolgt. Die Entspannungshohlräume werden durch eine Bohrlochfolge
mit dazwischen belassenen Stegen hergestellt, wobei die Stege eine derartige Stärke
haben, daß ein Zerdrücken der Bohrlöcher während der Herstellung der Bohrlochfolge
unter der einsetzenden Entspannung der Kohle verhütet wird, jedoch die Zertrümmerung
der Stege unter dem mit Vollendung der Bohrlochfolge einsetzenden Gesamtdruck erfolgen
kann. Zur Herstellung der Entspannungshohlräume dient ein in der Höhe verstellbarer
Einzelbohrer, der in einem Bohrgerüst angeordnet ist, das von Spannsäulen getragen
wird, wovon eine mit Rippen in der Teilung der Bohrlöcher versehen ist, über die
das Bohrgerüst mittels einer halbrunden Hülse faßt, in der mehrere ringförmige Ausnehmungen
anderer Teilung vorgesehen sind.
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Gegenüber den bekannten Verfahren bietet das Verfahren nach der Erfindung
den großen Vorteil, daß die Hereingewinnung der Kohle unter Aufwendung verhältnismäßig
geringer Maschinenarbeit, nämlich in erster Linie ausschließlich durch die Schaffung
der quer zur Druckwelle verlaufenden Entspannungshohlräume ermöglicht wird, wie
andererseits auch damit überhaupt die gleichzeitige Inangriffnahme der gesamten
Kohlefront an einer beliebigen Zahl von Arbeitsstellen möglich ist, womit erst ein
wirtschaftliches Arbeiten gegeben ist. Dabei spielt es eine große Rolle, daß auf
diese Weise erst die natürlich an sich immer angestrebte Auswirkung der Druckwelle
zur llereingewinnung der Kohle sich am vollkommensten, nämlich als stetig wirkende
Erscheinung gestaltet.
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In der Zeichnung ist in Fig. i zunächst eine Veranschaulichung der
Einwirkung des Gebirgsdruckes auf den Kohlenstoß io gegeben, wenn sich das Hangende
i i unter Zusammendrückung des Versatzes 12 entsprechend durchbiegt und die Kohle
nicht unterschrämt ist; in Fig. 2, 3, 4 und 5 sind Ausbildungen der Abbaufront mit
Anbringung der Hohlräume nach der Erfindung dargestellt; Fig.6 und 7 zeigen im Grundriß
und lttfriß die Anwendung und Ausbildung einer entsprechenden Bohrmaschine.
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Wie in Fig.2 dargestellt ist, kann man durch unsymmetrische Ausbildung
der Zacken 13 des Kohlenstoßes die Ausdehnungsräume 14 möglichst quer zum Voranschreiten
der Druckwelle legen; der Mittelfall spricht sich dahin aus, die Zacken und damit
die Hohlräume, wie in Fig. 3 dargestellt ist, unter 45° zu legen. Es ist damit auch
möglich, die symmetrische Ausbildung insofern zu vervollständigen, als durch zusätzliche
Hohlräume 15 ein Loslösen der Kohlenblöcke als eine Art vierkantiger Säulen möglich
wird, die man bei gutem Hangenden zwecks Zertrümmerung gegebenenfalls sogar noch
weiter der Druckwelle aussetzen könnte. Es ist auch weiter noch möglich, wie dies
in Fig.4 und 5 dargestellt ist, den Verlauf der Sägezähne bzw. der Hohlräume in
einem Streb gegeneinander verlaufen zulassen.
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Die Anbringu:ng dieser Ausdehnungshohlräume kann nun nach Fig.6 und
7 unter Benutzung einer Maschine 16 erfolgen, die mit ihrer Bohrkrone 17 entsprechend
große Löcher in dic Kohle einarbeitet, um den genügenden Raum für deren Ausdehnung
zu schaffen. Da sich bei den praktischen Versuchen neben der Bestätigung der grundsätzlichen
Erscheinung gezeigt hat, daß die einzelnen Bohrlöcher schon während der Herstellung
einer Bohrlochfolge zuwachsen, so empfiehlt es sich unter den entsprechenden Verhältnissen,
z. B. sehr fester Kohle, zwischen
den einzelnen Bohrlöchern 1.4
Wände stehenzulassen, die zunächst den sich auslösenden Anfangsdruck aufzunehmen
in der Lage sind, die aber nach Herstellung der ganzen Bohrlochfolge unter dem nunmehr
einsetzenden vollen Druck zertrümmert werden. Dies erleichtert die Bohrarbeit auch
insofern, als so einem Verlaufen der Bohrungen ineinander, wie dies bei unmittelbarer
Berührung der Fall ist, vorgebeugt wird.
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Zur Durchführung dieser Arbeit wird nun eine besondere Bohrmaschine
benutzt, die in bezug auf die Art ihrer Anbringung und Bedienung hiermit im engten
Zusammenhang steht. Das aus dem Motor 16, der Bohrkrolle 17, dem Bohrgestänge
18, der Schnecke i9 und dem Schlitten 20 bestehende Gerät wird auf zwei leichten
Spannsäulen 21, 22 so untergebracht, claß es bequem in der erforderlichen Höhenlage
(Teilau eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck ist die eine Spannsäule 22 mit
umlaufenden Rippen 23 versehen, deren Abstände ungefähr der 1,iitfei-niiilg von
Mitte zu Mitte Bohrloch entsprechen, @@ <ihrend auf der hinteren glatten Spannsäule
2 t der hüllrungsschlitten 2o durch ein Klemnifutter festgespannt werden kann. Um
nun noch gegebenenfalls eilte Unterteilung dazwischen bzw. darüber Nillaus zu ermöglichen,
ist der Führungssclllitten 2o der l',ohrinaschine mit einer Schale 24 versehen.
die ilebeneinandergeordnete Rillen 25 besitzt, die übel- die hihllen 23 au der Spannsäule
22 ges@h@l>en \@ erden können und so eine Abweichung von der Grundteilung der Rippen
23 ermöglichen. Die Bohrlöcher selbst werden möglichst hoch an der Firste mit kleinem
:\llsteigen zur Firste hin gebohrt, wobei ihre Tiefe den jeweiligen Verhältnissen
angepaßt wird.
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Die heue _\rl>eitsweise spielt gerade in steiler 1_ageruilg eitle
besondere Rolle. Hier war zur Hereingew-innung der anstehenden Kohle bisher notwendig,
daß sich die Hauer zunächst in der Firste einen Einbruch hineinarbeiteten, um so
den Knapp von der gewachsenen Kohle zu lösen, damit dann von ollen nach unten die
Kohle mittels Abbauhämmern leichter liereinge-%volinen werden konnte. Diese erste
Arbeit des Schrämens oder Kerbens ist eine besonders ini-ülevolle, weil die Hauer,
auf einet leichten Bühne stehend, den Hammer mit Schlauch halten müssen, um über
Kopf damit zu arbeiten. Diese in hochgestreckter Haltung auszuführende schwierige
Arbeit ermüdet die Hauer sehr; sie niinitit einett Zeitaufwand fast einer halben
Schicht in Anspruch und leistet der Erkrankung der Armgelenke, der sogenannten Abbauhammerkrankheit,
Vorschub.
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Um diese außerordentliche kostspielige, mühsame und gefährliche Arbeit
wesentlich zu erleichtern, ist es hier ganz besonders wichtig, gerade mit Hilfe
einer leichten Bohrvorrichtung eine Reihe nebeneinanderliegender Löcher bohren zu
können, wobei diese Löcher sich überschneiden können, um einen ,-titelt Schlitz
zu erzeugen. Die Herstellung des Schrams auf diese Weise ist deshalb von besonderer
Bedeutung, weil unter den schon angedeuteten Arbeitsverhältnissen die Verwendung
von Schräminaschinen, ja selbst der leichteren Einbruchkerbmaschinen, nicht oder
doch nur schlecht möglich ist, da diese Maschinen zu schwer und zu sperrig bzw.
auch in der Bedienung zu umständlich sind. Demgegenüber ist gerade das Nebeneinanderbohren
solcher Löcher bequem durchzuführen, wobei es sich empfiehlt, diese Löcher auch
ziemlich groß auszuführen, um eine Entspannung der Kohle hierhin zu erleichtern.