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Rahmen für schreitenden Ausbau im Braunkohlen-Strebbruchbau Zu den
schwierigsten Arbeiten im Bergbau gehört das Einbringen und Rauben des Ausbaues,
Schon seit Jahrzehnten ist man bemüht, diese Arbeit zu mechanisieren. Der Braunkohlentiefbau,
für den das gleiche Problem ansteht, hat dabei zusätzliche Schwierigkeiten zu bewältigen:
i. Das gebräche Gebirge, das heißt Sand und Letten als Nebengebirge, Kohle als abzubauendes
Mineral, das zum Teil rolligen Charakter und keine Standfestigkeit hat, läuft aus
und erfordert daher einen vollen Verzug der Firste und Stöße und eine vollständige
Abdeckung des Alten Mannes.
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z. Die weiche Sohle erschwert einen standfesten Ausbau.
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3. Hoher Gebirgsdruck muß mit Sicherheit aufgenommen werden. q.. Geringer
Wert des abzubauenden Minerals, das aus wirtschaftlichen Gründen das Einbringen
von Versatz verbietet, jedoch im Gegensatz zu den meisten anderen Mineralien hohe
Gewinnungsleistungen erfordert.
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Die beim Abbau und besonders beim Bruchschlagen entstehenden Drücke
können schlagartig hohe Werte annehmen. Das Rauben .der Zimmerung ist wegen des
sofort nachbrechenden Alten Mannes gefährlich und zeitraubend und behindert den
gewünschten Verhieb, da es nur absatzweise in der Strebachse vorgenommen werden
kann. Dabei ist der Transport der wiedergewonnenen Stempel und Kappen wegen des
hohen Gewichtes lästig. Die Kosten für das Instandsetzen der beim Fallen und Herausziehen
aus den Bruchmassen beschädigten Ausbauteile sind hoch. Die täglichen Aufwendungen
werden
weiterhin durch das Ziehen von verlorenem Maschendraht erhöht. Da das Rauben aus
Sicherheitsgründen nur nach der Förderschicht erfolgen kann, wird wegen der kurzen
zur Verfügung stehenden Zeit zwischen den Förderschichten die Streblänge begrenzt.
Ein Strebausbau im Braunkohlentiefbau läßt sich daher mit den aus dem Steinkohlenbergbau
bekannten Mitteln nicht wirtschaftlich durchführen.
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Die oben angeführten besonderen Schwierigkeiten des Braunkohlentiefbaues
verhindern die Anlegung großer Abbauräume, in denen Gewinnungs-, Lade- und Fördermaschinen
eingesetzt werden können, und zwangen bisher zum reinen Handbetrieb. Daher ist der
Braunkohlentiefbau notleidend geworden, und die Bemühungen gingen dahin, solche
großen Abbauräume zu schaffen, die aber den geologischen Verhältnissen Rechnung
tragen müssen. Die ersten Erfindungen betrafen daher die Schaffung von Abbauschilden.
Diese ließen sich aber bisher nicht schnell und sicher vorwärts bewegen, da sie
sich meist unverrückbar unter dem sehr schnell nachbrechenden First einklemmten.
Eine hohe Vortriebsgeschwindigkeit ist jedoch notwendig, um die erforderliche hohe
Leistung in der geringwertigen Braunkohle zu erzielen.
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Von den bekannten zwei Typen von Abbauschilden hält der schützende
Schild nur den Abbaustoß frei, was. jedoch einen Abbruch der Dachschichten unmittelbar
am Stoß zur Folge hat. Der Schild hat meist eine gewölbte Form. Der Abbauraum ist
dadurch sehr verkleinert, und ein Hochbrechen des Firstes gefährdet die Gewinnungsarbeiten.
Der tragende Schild hat meist rechteckige Form und muß eine solche Belastung aufnehmen,
daß er nicht mehr bewegt werden kann.
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Die Erfindung löst daher den tragenden Schild als bisher sicherste
Ausbaueinrichtung, die einen möglichst großen Abbauraum sicherstellt, in Teile,
nämlich in einzelne Abbaurahmen, auf, die an sich bereits für einen mechanisierten
Ausbau in Strebbauen bekannt waren, jedoch hier nur den Zweck hatten, mehrere Stempel
und Kappen zu gemeinsamer Bewegung zusammenzufassen. Eine Aufgabe des Schutzes gegen
hereinrollendes Gebirge lag ihnen nicht zugrunde, sondern lediglich die Aufgabe,
die Last des bangenden Druckes aufzunehmen. Es mußte deshalb der an sich bekannte
Abbaurahmen für Strebausbau mit der Fähigkeit des Abbauschildes gegen das Hereinbrechen
rollenden Gebirgcs vereinigt werden. Zum schreitenden Ausbau mittels Rahmen wird
also ein tragfester voller Firstenverzug und eine vollständige Bruchabdekkung hinzugefügt.
Ferner wird eine kräftige, breit gehaltene Grundsohle angeordnet, um ein Einsingen
in die weiche Sohle zu verhindern. Durch die sinnvolle Vereinigung dieser Teile
entsteht der neue Ausbaurahmen, der als Ganzes gerückt wird. Eine größere Anzahl
quer zur Strebachse stehender paralleler Rahmen bilden den Strebausbau. Die Erfindung
macht sich also den an sich bekannten Vorteil des schreitenden Ausbaues zunutze,
der darin besteht, daß der Ausbau ohne Veränderung in sich mit dem Verhieb vorwärts
wandert, während normaler Strebausbau am Stoß eingebaut wird, sich durch das Fortschreiten
des Verhiebs allmählich der Bruchkante nähert und dann geraubt wird, um erneut am
Kreislauf teilzunehmen, also überschlagend eingesetzt wird.
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Die Erfindung beinhaltet daher einen Rahmen für schreitenden Ausbau,
der aus mindestens zwei auf einer Stahlgrundsohle stehenden Teleskopstempeln und
einer von dieser getragenen Stahlkappe besteht, die mit benachbarten Kappen eine
geschlossene Firstabdeckung bildet, mit folgenden Merkmalen z. Auf der Kappe ist
ein breites Firstblech aufgelegt, das mit Längsrandumbördelungen versehen ist und
finit diesen an seinen unmittelbar benachbarten Firstblechen anliegt.
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2. Die Längsrandumbördelungen je zweier benachbarter Firstbleche sind
mittels Klammern längs verschiebbar miteinander verbunden.
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3. Unter dem Firstblech sind zu beiden Seiten der Kappe verschiebbare,
beim Nachrücken des Rahmens sich selbsttätig wieder in ihre Ausgangsstellung zurückschiebende
Vorpfändbleche angebracht.
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,4. Der Rahmen ist mit einem aus zwei zueinander höhenverschieblichen
Teilen bestehenden Abschirmblech gegen rückwärtigen Nachfall versehen, die eine
in den Strebraum vorgezogene Umbiegung aufweisen.
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5. An der Grundsohle sind Abstandshalter zu der benachbarten Grundsohle
befestigt-Derartige Rahmen, bei denen der Firstenverzug und die rückwärtige Abdeckung
automatisch mitgenommen werden, lassen sich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln
schnell vorwärts bewegen, wobei in jeder Phase des Vortriebs ein sicherer Schutz
gegen Einbrechen von oben oder von rückwärts gewährleistet ist, andererseits aber
durch die tragende Ausbildung des Ausbaues die Last der Firste sicher abgefangen;
genügend große Abbauräume zum Einsatz von Maschinen geschaffen und damit eine wirtschaftliche
Vortriebsgeschwindigkeit erzielt werden können.
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Durch das Rücken der Rahmen im gleichen Takt mit dem Abbaufortschritt
wird jegliche Raubarbeit vermieden, jeder Holzverbrauch im Streb fällt weg und keinerlei
Zimmerungsarbeit ist erforderlich. Die Arbeit im Streb beschränkt sich auf Gewinnung,
Wegfüllen, Fördern und Rücken. Diese Arbeitsvorgänge lassen sich alle mehr oder
weniger mechanisieren, vor allem deshalb, weil der Ausbaurahmen .den für die Anwendung
von Maschinen erforderlichen Raum und die Sicherheit gegen Verschütten schafft.
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In den Zeichnungen ist der Ausbaurahmen von mehreren Seiten und im
Schnitt dargestellt: Abb. i ist eine perspektivische Darstellung, die zwei -in ihrer
Ausgangsstellung befindliche und zwei bereits gerückte Rahmen ,enthält; Abb. 2 stellt
einen senkrechten Schnitt von vorn, Abb. 3 einen Schnitt quer zum Streb, Abb. 4
einen Horizontalschnitt und
Abb. 5 eine vergrößerte Wiedergabe des
oberen Teiles der Abb. 2 dar.
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Es bezeichnen i die Teleskopstempel, 2 die Kappen, 3 die. Grundsohlen,
4 das Firstblech mit den Längsrandumbördelungen 5, 6 die zur Rückwärtsabdeckung
dienenden Abschirmbleche mit der in den Strebraum 7 vorgezogenen Umbiegung, 8 die
längs verschiebbaren Verbindungsklammern an den Längsrandumbördelungen 5 der Firstbleche,
9 die Vorpfändbleche, die auf Haltewinkeln io gelagert sind, i i die Abstandshalter
zwischen den Grundsohlen, 12 die Halterungen für die an den Hinterstempeln befestigte
Rückwand, 13 Stempelhülsen an der Grundsohle, 14 Stempelhülsen an der Kappe,
15 Anlageeisen.
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Im einzelnen werden die Abbildungen, die Ausführungsbeispiele darstellen,
wie folgt beschrieben: In jedem Rahmen sind zwei teleskopartige Stempel i, die Reibungs-
oder hydraulische Stempel sein können, bis zu 50 t Tragkraft aufgestellt.
Die Kappe 2 besteht beispielsweise aus einem Breitflanschträger oder einem sonst
im Bergbau üblichen Profil. Die gemeinsame Grundsohle 3 der Stempel i wird aus einem
U-Eisen, z. B. von 300 mm Breite, gebildet. Kappe 2 und Grundsohle 3 sind
etwa 2 m lang, nach dem Stoß kragen sie etwa 8o cm aus, um Platz für eine Fördereinrichtung
und die Arbeit der Hauer oder die Gewinnungsmaschinen zu schaffen. Der Abstand der
Stempel i voneinander beträgt etwa i io cm. Der gebildete Raum nimmt eine Wetterlutte,
die Abbaubeleuchtung und Kabel auf und dient zur Fahrung sowie zur Durchführung
der Rückarbeit. Die Entfernung der Stempel, ih der Strebachse gesehen, ist
50 cm und darüber. Diese Mindestentfernung ermöglicht eine Stempeldichte
von zwei je qm und gestattet gerade noch ein Passieren vom Stoß nach der Bruchseite.
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Die verhältnismäßig geringe Breite des Strebs von 2 m berücksichtigt
die Tatsache, daß ein schmaler Strebraum wesentlich zur Verringerung des Druckes
beiträgt und die Sicherheit erhöht. Außerdem wird das Gewicht eines Rahmens niedrig
gehalten. Es beträgt nur etwa zooo kg.
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Der First ist mit einem etwa ig mm starken Stahlblech 4 abgedeckt,
das fest mit der Kappe 2 verbunden ist. Die Breite dieser Bleche beträgt 5o cm,
bei günstigen Druckverhältnissen auch mehr.
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Der Firstenverzug 4 ist an den Seiten mit L än ;srandumbördelungen
5 versehen, damit sich die einzelnen Rahmen aneinanderlegen und sich beim Rücken
nicht übereinanderschieben oder kippen bzw. an dem First. Schlitze und Öffnungen
freigeben, durch die die Kohle oder das Hangende aus laufen und damit die Sicherheit
gefährdet, mindestens aber der Vortrieb gehemmt würde. Der wandernde Rahmenausbau
im Braunkohlenbergbau benötigt stets einen intakten First, da beim Ri.iclcen eines
entspannten Rahmens, also bei leicht gesenkter Kappe, di.e Nachbarrahmen als Widerlager
fest eingespannt sein müssen. Bei einem hochgebrochenen hohlen First ist dies nicht
möglich. Als «eitere Sicherungen sind die Klammern 8 vorgesehen, die die umgebördelten
Kanten 5 benachbarter Rahmen umfassen. Sie erlauben bei viel freiem Spiel eine gewisse
Bewegungsfreiheit, gewährleisten aber eine sichere Führung. Desgleichen werden an
den Grundsohlen stets nach einer Seite Abstandshalter i i, die die Nachbargrundsohlen
umklammern, aber viel Spiel haben und verschieblich sind, angeschraubt, damit sich
beim Rücken die Rahmen nicht schiefstellen oder umkippen.
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Auf der Grundsohle sind kräftige, nicht Gegenstand dieser Erfindung
bildende Stempelhülsen 13 aufgeschraubt, in die die Stempel eingesetzt werden. Auch
die Stempelkappen tragen Hülsen 14, in die die Stempeloberteile lose eingesetzt
werden. Auf diese Weise sind die Stempel jederzeit leicht abnehmbar, jedoch mit
Kappe und Grundsohle in Kraftschluß.
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Die Rückwand als Sicherung gegen den hereinbrechenden »Alten Mann«
besteht aus einer Bruchabdeckung 6 von io bis 12 mm Stärke. Sie wird durch Halterungen
oder Schellen 12 von den Stempeln gehalten und besteht aus zwei zueinander höhenverschieblichen
Teilen, damit sie den Bewegungen der Stempeloberteile, z. B. beim Spannen oder Entspannen,
bei Abbaudruck oder Veränderung der Abbauhöhe, folgen kann. Ferner ist die Rückwand
einseitig abgekantet und um das Rückmaß (etwa 5o cm) in den Strebraum vorgezogen
(7), um die durch das Vortreiben der einzelnen Rahmen entstehenden Öffnungen auf
der Rückseite zu verschließen und zu verhüten, daß der »Alte Mann« beim Rücken einläuft.
Als Anlage ist auf der anderen Seite ein Eisen 15 angeschweißt. Hierdurch wird gleichzeitig
wie bei den Umbördelungen der Firstbleche eine gegenseitige Abstützung der Rahmen,
die sonst beim Rücken seitwärts wandern oder sich schiefstellen und dann verklemmen,
erzielt. Um auch beim Auskohlen die Sicherung der Firste zu jeder Zeit aufrechtzuerhalten,
sind unter dem Firstblechverzug 5 beiderseits der Kappe verschiebbare Vorpfändbleche
9 vorgesehen, die sich beim Nachrücken des Rahmens selbsttätig wieder in ihre Ausgangsstellung
zurückschieben.
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Alle Teile sind entweder wie die Stempel lose eingesetzt oder fest
verschraubt und damit jederzeit ausbaufähig, um bei Formveränderungen Teile auswechseln
oder ganze Rahmen demontieren zu können.
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Die Rückarbeit kann mit den bekannten Mitteln vorgenommen werden,
beispielsweise durch Anwendung von Zahnstangenzugwinden, Seilzug mit Haspel, Rückmaschine
oder mit hydraulischen Vorschubzylindern. Bei der Rückarbeit ist es am wichtigsten,
die Rahmen vorübergehend und kurzfristig zu entspannen bzw. zu entlasten, damit
lediglich das Gewicht von iooo kg verschoben werden muß. Zu diesem Zweck werden
die Stempel um einige Zentimeter eingezogen. Nach dem Rücken werden die Stempel
wieder angehoben und der Rahmen fest eingespannt. Dieser Vorgang dauert bei geschickter
und eingeübter Mannschaft nur kurze Zeit, während der bei der schmalen Breite des
Rahmens die :Nachbarrahmen die Decke in der Regel mittragen,
so
daß der First nicht nachbricht. Die Rückkraft muß mindestens 12 t betragen, damit,
falls der First sich dennoch teilweise in leichter Schale ablöst, der Rahmen verschoben
werden kann.
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Die Vorteile dieser Ausbauart sind folgende i. Wegfall .der Bruchschlägerkolonne,
2. Wegfall der Zwischenschicht für das ,Bruchschlagen und Unabhängigkeit in der
zeitlichen Anordnung der Schichten, 3. Wegfall jeglichen Holzverbrauches, 4. Sicherheit
gegen jeden Strebbruch, 5. verringerte Unfallgefahr, 6. Wegfall jeglicher Ausbauarbeit
für den Hauer, 7. geringere Abbaudrücke wegen des schmalen Strebraumes, B. keine
Verunreinigung der Kohle durch »Alten Mann«, 9. geringer Abbauverlust, io. kein
Totalverlust von Stempeln und sonstigen Ausbauteilen, i i. Bildung großer Abbauräume
für Aufnahme von Gewinnungs-, Lade- und Fördergeräten, 12. bedeutende Erhöhung der
Strebkopfleisiung und Senkung der Betriebskosten.
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An sich bekannt sind geschlossene Abbaukammern, die entweder als schützender
Schild (Deutsche Patentschriften 487 101 und 5o9 81o) oder als tragender
Schild (deutsche Patentschriften 5io 7o8 und 5I2 214) ausgebildet sind, jedoch konnten
diese der vorliegenden Erfindung nicht als Vorbild dienen, weil sie, wie oben erwähnt,
sich nach den Erfahrungen der Praxis nicht bewegen lassen. Bekannt sind ferner wandernde
Stahlausbaurahmen für Strebbau (deutsche Patentschriften 736 399, 930024 und französische
Patentschrift 896346),
bei denen jedoch das Merkmal der vollständigen Abdeckung
von First und »Altem Mann« sowie die gegenseitigen Abstützungen und Verbindungselemente
fehlen, also auch keine Lehre für die Bewältigung des oben dargestellten Problems
enthalten. Die Bildung großer Abbauräume ist in der deutschen Patentschrift 739141
beschrieben, doch ermangelt dieser Erfindung das Kennzeichen des im ganzen zu rückenden
Abbaurahmens, mit dem die Abdeckung von First und Altem Mann fest verbunden ist.
Schließlich sind in den deutschen Patentschriften 733 963 und 741475 Vorrichtungen
beschrieben, mit denen man sehr mächtige Flöze im senkrechten Abbau mit breitem
Blick gewinnen kann, wobei der Abbauraum durch übereinander angeordnete Gehäuse
oder Hohlstempel gesichert ist. Diese Vorrichtungen sind nicht für Strebbau in horizontalen
oder geneigten Schichten gedacht, demzufolge sind auch die dort zur Anwendung gekommenen
Ausbaumittel nicht auf Strebbau übertragbar. Dagegen stellen die beschriebenen und
dargestellten Mittel nach der Erfindung eine technische Lösung dar, mit welcher
der auch für den Braunkohlentiefbau. als am meisten Erfolg versprechende Strebbruchbau
in besonders einfacher Weise zur Anwendung kommen kann, wobei gleichzeitig folgende
Aufgaben erfüllt werden: i. Abdichtung der durch das Rücken der Rahmen bedingten
zwangläufig entstehenden Öffnungen, 2. gegenseitige Abstützung, um Schiefstellung
und Verklemmung zu vermeiden, 3. Vermeidung von ungewollt entstehenden
Öff-
nungen, 41. Vermeidung von zusätzlichen und umständlich herzustellenden
Abspreizungen oder Abtäfelungen.
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Diese Mittel sind also geeignet, einen voll mechanisierten Ausbau
für den Betrieb in gebrächer, rolliger Braunkohle zu schaffen.