DE2932062A1

DE2932062A1 - Grubenbohrerausleger

Info

Publication number: DE2932062A1
Application number: DE19792932062
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Grimshaw
Original assignee: ENSIGN HYDRAULICS Ltd
Current assignee: ENSIGN HYDRAULICS Ltd
Priority date: 1978-08-26
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1980-03-06
Also published as: GB2028693B; GB2028693A; FR2438153B1; FR2438153A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Grubenbohrerausleger.

Ein Grubenbohrerausleger ist eine Vorrichtung, an der ein Bohrer anbringbar ist und mit der der Bohrer zur Bohrstelle im Gestein oder zu einer anderen Fläche, in welcher eine Bohrung vorgesehen werden soll, in der gewünschten Position und unter dem gewünschten Winkel zu dieser Fläche vorschiebbar ist und während des Bohrvorgangs in der vorgesehenen Lage gehalten werden kann.

Ein Beispiel für die Anwendung eines Grubenbohrerauslegers ist das Ausräumen von Förderstollen o.dgl. in Kohlengruben. Der Fels wird dabei in der Weise ausgeräumt, daß mehrere Sprenglöcher in einem vorbestimmten Schema gebohrt, die Bohrungen mit Sprengladungen gefüllt und letztere gezündet werden. Dieser Vorgang wird um die erste hergestellte Vertiefung herum wiederholt, bis die erforderliche Gesteinsmenge beseitigt worden ist.

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Typischerweise werden zwei verschiedene Sprenglochschemata angewandt. Bei einem "Kernbohrschuß" ("burn cut") wird ein Ring paralleler Bohrungen im Bereich der Mitte der Stollenstirnfläche vorgetrieben, und jede Bohrung wird mit einer starken Sprengstoffladung gefüllt, um einen "Kern" des Gesteins herauszusprengen. Um den so hergestellten Hohlraum herum werden sodann weitere Bohrungen vorgesehen, wobei weiteres Gesteinsmaterial in den Hohlraum hinein abgesprengt und dann beseitigt wird. Diese Arbeiten werden zur Bildung des vorgesehenen Stollenprofils weitergeführt. Bei enem sogenannten "Keilschuß" ("wedge cut") werden die Bohrungen nicht parallel zueinander, sondern in einem konvergierenden Schema vorgetrieben, wobei eine schwächere Sprengladung als bei der ersten Sprengungsart verwendet wird.

Ein weiteres Einsatzgebiet für Grubenbohrerausleger ist das Bohren von Löchern für Dachankerbolzen, wobei typischerweise etwa senkrecht zur Tunnel- bzw. Stollenachse Bohrungen in das Stollendach vorgetrieben werden. Zur Stabilisierung des Stollendachs (des Hängenden) serden sodann Expansionsbolzen oder mit Kunstharz verankerte (verdübelte) Stangen oder Bolzen in den so hergestellten Bohrungen befestigt und mittels aufgeschraubter Muttern, die sich gegen Platten abstüzten, welche über diese Bohrungen aufgesetzt wurden, verspannt.

Es sind zwei Arten von Grubenbohrerauslegern bekannt. Die erste, pantographartige Auslegerart ist mit mechanisch oder hydraulisch betätigten Gestängen versehen, um die Bohrerplatte an der ein Bohrer montiert sein kann, beim Heben oder Senken des Auslegers parallel zu einer vorbestimmten Achse zu halten. Dieser Ausleger besitzt normalerweise nur zwei hydraulisch gesteuerte

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Bewegungen, nämlich Heben, Senken und Drehen. Der Ausleger ist außerdem so ausgelegt, daß die Bohrerplatte relativ zu ihm niegbar, drehbar und vorschiebbar ist. Ein solcher Grubenbohrerausleger eignet sich gut für das Bohren parallel zu einer gewählten Achse, jedoch nich für das Bohren von Ankerbolzenlöchern im Stollendach.

Eine zweite Auslegerart ist der "Universal"-Ausleger, der neben der Lafettenbewegung bis zu vier hydraulisch gesteuerte Bewegungen besitzt. Diese zusätzlichen Auslegerbewegungen sind Schrägstellung nach links oder rechts unter einem Winkel von z.B. 45° und Ausfahren des Auslegers. Die mechanisch oder hydraulisch betätigten Gestänge, welche den Lafettenwinkel beim Pantographtyp-Ausleger aufrechterhalten, können jedoch bei dieser Auslegerart nicht verwendet werden. Der üniversal-Ausleger erlaubt das Bohren in jeder normalerweise erforderlichen Richtung und eignet sich somit sehr vorteilhaft für das Bohren eines "Keilschusses" sowie für das Bohren von Löchern für Dachankerbolzen. Das Bohren von parallelen Löchern ist jedoch wesentlich zeitraubender als bei der zuerst genannten Auslegerart/ und es erfordert mehr Können von seiten der Bedienungsperson, weil der Ausleger nicht automatisch für Parallelität sorgt.

Es wurde auch bereits eine andere Auslegerart vorgeschlagen, welche die Fähigkeiten der beiden vorstehend beschriebenen Auslegerarten in sich vereinigt. Bei diesem Ausleger sind zwei Platten mittels dreier paralleler Stangen miteinander verbunden, die in einem Dreiecksmuster angeordnet und allseitig bewegbar an den Platten angelenkt sind. Die eine Platte ist ortsfest angeordnet, und die andere Platte kann in jede beliebige Stellung bewegt werden, wobei sie durch die Stangen parallel zur

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feststehenden Platte gehalten wird. Bei einem bekannten Ausleger dieser Art ist die Lafette an einem Getriebe am Ende des Auslegers so montiert, daß sie um eine Längsachse drehbar ist. Die Lafette wird dabei so gedreht, daß sie unter dem Ausleger zu liegen kommt, wenn in einer geringen Höhe über Boden- bzw. Sohlenniveau gebohrt werden soll, weil die Mindesthöhe, in welcher das Bohren erfolgen kann, andernfalls durch den am hinteren Ende der Lafette anstoßenden Ausleger beschränkt werden würde. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß das diese Drehung ermöglichende Getriebe vergleichsweise schwer und daher die zusätzliche Belastung, die durch das Bohrgerät auf den Ausleger ausgeübt werden kann, stark eingeschränkt ist, sofern nicht die Auslegerelemente selbst sehr groß und stark ausgebildet werden, um die zusätzliche, z.B. durch hydraulische Schlagbohrhämmer ausgeübte Belastung aufnehmen können. Eine solche Ausbildung ist aber an Einsatzorten, wo die Abmessungen eine Rolle spielen, etwa in Kohlengruben, nicht zweckmäßig. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß nur zwei Drehstellungen der Lafette ausgenutzt werden können, nämlich über und unter dem Ausleger. Wenn nämlich die Lafette zur einen Seite des Auslegers gedreht werden würde, müßte der Ausleger mit Einrichtungen zur Begrenzung seiner normalen Seitwärts- oder Schrägstellungsbewegung versehen werden, um eine Beschädigung der Lafette durch den Ausleger zu verhindern, wenn dieser die Mittelstellung seiner Drehbewegung (slewing motion) durchläuft. Diese Einschränkung bezüglich der Lafettenstellung bedeutet auch, daß mit dieser Auslegerart nur bei beträchtlichem Können der Bedienungsperson parallele Löcher in einem Kreismuster gebohrt werden können.

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Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines verbesserten Grubenbohrerauslegers, der unter Vermeidunf! der Nachteile der bisherigen Ausleger dieser Art deren Vorteile in sich vereinigt.

Diese Aufgabe wird bei einem Grubenbohrerausleger der angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er eine Grundplatte und eine Bohrerlafetten-Lagerplatte aufweist, die mit der Grundplatte über drei langgestreckte Elemente gelenkig verbunden ist, welche ihrerseits in jeweils gleicher dreieckiger Anordnung allseitig bewegbar mit beiden Platten verbunden sind, so daß die Platten bei einer Relativbewegung im wesentlichen parallel zueinander bleiben, und daß die Grundplatte um eine praktisch senkrecht zu ihr verlaufende Achse drehbar gelagert ist.

Vorteilhaft ist dabei, daß an der Lafetten-Lagerplatte eine Bohrer-Lafette derart schwenkbar gelagert ist, daß sie in mindestens einer von zwei senkrecht zur Oberfläche der Lagerplatte stehenden Ebenen drehbar ist. Die Lafette kann ebenfalls verschiebbar montiert sein, um ihre Vorschub- oder "Zustell"-Bewegung"zu ermöglichen und damit ihre Wegbewegung von der zu bohrenden lotrechten Fläche beim Anheben des Auslegers auszugleichen.

Die verschiedenen Bewegungen des Auslegers oder der Lafette relativ zum Ausleger können mittels hydraulischer Arbeitszylinder ausgeführt werden, die an Ausleger oder Lafette angelenkt sind.

Die Grundplatte kann von einem Getriebe getragen werden, das seinerseits auf einem Räder- oder Gleiskettenfahrzeug

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montiert sein kann, durch welches der Ausleger in die vorgesehene Bohrposition verfahrbar ist.

Indem einem drehbaren Ausleger automatisch Parallelität verliehen und der Drehpunkt an die Grundplatte anstatt an die Lafette verlegt wird, werden die Vorteile der beiden vorher angegebenen Auslegerarten ohne die Einschränkungen durch das Gewicht des Getriebes erzielt. Infolgedessen kann jedes beliebige Bohrgerät, beispielsweise ein Hydraulikbohrhammergerät, das bei diesen beiden Auslegerarten verwendbar ist, in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Ausleger benutzt werden. Es lassen sich Bohrungen in jeder Lage oder Position herstellen, die mit den bisherigen Auslegern erreicht werden ka-n, während zusätzlich auch parallele Bohrungen auch in kreisförmigem Muster einfach gebohrt werden können.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen Grubenbohrerausleger mit Merkmalen nach der Erfindung zeigt.

Der Ausleger umfaßt eine Grundplatte 1, die mittels eines Zahnrad-Getriebes 2 drehbar gelagert ist, das seinerseits auf einem geeigneten Räder- oder Gleiskettenfahrzeug montiert sein kann. Ein Haupt-Tragarm 3 ist am einen Ende an der Grundplatte 1 mittels eines Universalgelenks 4 gelagert, das zwei senkrecht zueinander stehende Schwenkzapfen 5 und 6 aufweist. Am anderen Ende des Tragarms 3 verbindet ein ähnliches Universalgelenk 7 den Tragarm 3 mit einer Lafetten-Lagerplatte 8. Zwei Nebenarme 9 mit derselben Länge wie der Haupt-Tragarm 3 sind mit der Grundplatte 1 und der Lagerplatte 8 über Universalgelenke 10 ähnlichen Aufbaus wie bei den Gelenken 4 und des Tragarms 3 verbunden. Die Achsen der Nebenarme ver-

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laufen parallel zueinander durch die betreffenden Lager oder Gelenke.

An der Lagerplatte 8 ist eine Bohrer-Lafette 11 mittels eines ersten Schwenkzapfens 12 schwenkbar gelagert, der eine Schwenkbewegung der Lafette in einer lotrechten Ebene zuläßt, wenn sich der Ausleger in der dargestellten Stellung befindet, während ein zweiter Drehpunkt bzw. Schwenkzapfen 13 eine Drehung des in der dargestellten Stellung befindlichen Auslegers in einer waagerechten Ebene zuläßt. Die Lafette 11 besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem feststehenden Teil 14 und einem verschiebbaren Teil 15, von denen letztereer in am feststehenden Teil montierten Führungen 16 verschiebbar und dabei gegen eine mit Bohrungen zu versehende Arbeitsfläche vorschiebbar ist. Am verschiebbaren Teil 15 ist ein Bohrmotor 17 verschiebbar angebracht, wobei der nicht dargestellte Bohrer im Gebrauch eine Führungs- oder Leitplatte 18 am Ende der Lafette 11 durchsetzt. Die Leitplatte 18 trägt eine kurze Sonde (Zapfen) 19 zur Unterstützung des Ansetzens der Lafette gegen die Arbeitsfläche.

Mit der Grundplatte 1 ist mittels eines üniversalgelenks 21 ein hydraulischer Dreh-Arbeitszylinder 20 verbunden, dessen anderes Ende an der Seite des Haupt-Tragarms 3 angelenkt ist. Beim Aus- oder Einfahren dieses Arbeitszylinders 20 wird der Ausleger aus der dargestellten Stellung nach links oder rechts gedreht. Auf ähnliche Weise ist zwischen Grundplatte 1 und Unterseite des Tragarms 3 ein hydraulischer Hebe-Arbeitszylinder 22 eingeschaltet, dessen Aus- und Einfahrbewegung zu einem Anheben oder Senken des Auslegers aus der dargestellten Stellung führt.

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Das lotrechte Verschwenken der Lafette 11 relativ zur Lafetten-Lagerplatte 8 erfolgt mittels eines gelenkig angeschlossenen hydraulischen Lafetten-Hebezylinders 23, der vom Ausleger nach vorn ragt. Die Drehung oder Seitwärtsbewegung der Lafette 11 relativ zur Lagerplatte 8 und somit gegenüber dem Ausleger erfolgt durch einen ebenfalls gelenkig angeschlossenen Lafetten-Drehzylinder 24, der sich zwischen dem feststehenden Teil 14 der Lafette 11 und der Seite des zweiten Drehpunkts 13 erstreckt. Ein Ausfahr-Arbeitszylinder 25 geht vom feststehenden Lafetten-Teil 14 zu einem Schwenklager 26 am Ende des verschiebbaren Lafetten-Teils 15 ab. Beim Ausfahren dieses Arbeitszylinders 25 wird der verschiebbare Teil 15 gegen die Arbeitsfläche vorgeschoben bzw. "zugestellt".

Die fünf hydraulischen Arbeitszylinder 20, 22, 23, 24 und 25 und das Getriebe 2 ermöglichen sechs der sieben, durch die "Universal"-Lagerung des Auslegers gewährleisteten Bewegungen, während aufgrund der durch die drei Arme 3 und 9 gewährleisteten automatischen Parallelhaltung Bohrungen parallel zu jeder beliebigen Achse gebohrt werden können. Durch die Anordnung des Rotations-Getriebes 2 an der Grundplatte 1 statt an der Lafetten-Lagerplatte 8 wird das Gewicht des Tragarms herabgesetzt, so daß mit größerer Bohrleistung gearbeitet werden kann. Da der gesamte Ausleger - wie der Pantographtyp-Ausleger drehbar ist, kann ohne weiteres ein kreisförmiges Muster paralleler Bohrungen realisiert werden, ohne daß eine große Zahl von genau und einzeln gesteuerten Einstellbewegungen für jede einzelne Bohrung erforderlich wäre.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hanzel Patentanwälte Registered Representatives before the European Patent Office Möhlstraße 37 Ensign Hydraulics Ltd. D-8000München Melton Mowbray, England Tel.: 089/982085-87 * ^ Telex: 05 29 80? hnkl d Telegramme: ellipsoid 0179 Patentansprüche

1. Grubenbohrerausleger, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Grundplatte (1) und eine Bohrerlafetten-Lagerplatte (8) aufweist, die mit der Grundplatte (1) über drei langgestreckte Elemente (3, 9) gelenkig verbunden ist, welche ihrerseits in jeweils gleicher dreieckiger Anordnung allseitig bewegbar mit beiden Platten verbunden sind, so daß die Platten (1, 8) bei einer Relativbewegung im wesentlichen parallel zueinander bleiben, und daß die Grundplatte (1) um eine praktisch senkrecht zu ihr verlaufende Achse drehbar ist.

2. Ausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lafetten-Lagerplatte (8) eine Bohrer-Lafette (11) derart schwenkbar gelagert ist, daß sie in mindestens einer von zwei senkrecht zur Oberfläche der Lagerplatte (8) stehenden Ebenen drehbar ist.

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3. Ausleger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lafette (11) relativ zur Lagerplatte (8) verschiebbar geführt ist.

4. Ausleger nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß eines der drei langgestreckten Elemente ein Haupt-Tragarm (3) ist und daß die beiden anderen Elemente Hilfs- oder Neben-Steuerarme (9) sind.

5. Ausleger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Grundplatte (1) und Haupt-Tragarm (3) zwei hydraulische Hebezylinder (20, 22) eingeschaltet sind, von denen der eine eine Bewegung des Tragarms in einer Ebene senkrecht zu derjenigen, in welcher der Tragarm durch den anderen Hydraulikzylinder bewegbar ist, herbeizuführen vermag.

6. Ausleger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundplatte (1) mittels eines Hydraulikmotors über ein Untersetzungsgetriebe (2) drehbar ist.

7. Ausleger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundplatte (1) von einem Räder- oder Gleiskettenfahrzeug getragen wird.

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