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Dokumentenidentifikation DE102004014873B4 03.05.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen eines Streckenausbaus
Anmelder RAG AG, 45128 Essen, DE
Erfinder Junker, Martin, Dr., 47495 Rheinberg, DE;
Thyrock, Klaus, 58640 Iserlohn, DE;
Opolony, Klaus, 47445 Moers, DE
Vertreter Bockermann, Ksoll, Griepenstroh, 44791 Bochum
DE-Anmeldedatum 26.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004014873
Offenlegungstag 13.10.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse E21D 11/15(2006.01)A, F, I, 20061204, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E21D 11/40(2006.01)A, L, I, 20061204, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum Einbringen eines Streckenausbaus parallel zum Vortrieb einer Strecke mittels einer Teilschnittmaschine gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1. Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 5.

Aus der DE 32 05 700 A ist eine Tunnelvortriebsmaschine bekannt, die mit einem Magazin für endlos ausgebildeten Verzug ausgerüstet ist, das sich im Gehäuse der Vortriebsmaschine hinter dem Bohrkopf befindet. Das Magazin ist über eine rohrförmige Leiteinrichtung für den Verzug mit dem feststehenden Teil des Bohrkopfs verbunden, in dem ein entsprechender Ausgang ausgebildet ist. Von hier wird der Verzug, beispielsweise ein Drahtgeflecht, über Führungseinrichtungen zum Rand des feststehenden Teils des Bohrkopfs geführt und gegen das Gebirge, das heißt den Streckenstoß gedrückt. Auf diese Weise kann mit Einbringen der Ausbauringe über die weitgehend automatische Ausbausetzvorrichtung der endgültige Ausbau weitgehend automatisiert eingebracht werden. Nachteilig ist, dass das Magazin für den Verzug von Zeit zu Zeit neu beschickt werden muss, wobei dies eine Unterbrechung des Vorschubs der Tunnelvortriebsmaschine bedeutet. Das heißt, die Vortriebsleistung kann nicht optimal ausgenutzt werden.

Es ist im Stand der Technik bekannt, den Vortrieb einer untertägigen Strecke oder eines Tunnels mit Hilfe einer Teilschnittmaschine unabhängig vom Ausbau dieser aufgefahrenen Strecke bzw. dieses Tunnels durchzuführen (DE-AS 23 61 227 oder DE-PS 26 46 496). In der Zeitschrift bergbau 9/2001, Seite 393 und 394 wird das Verfahren zum Einbringen eines Streckenausbaus parallel zum Vortrieb einer Strecke mittels einer Teilschnittmaschine als Auffahrung in Kombi-Technik bezeichnet, bei welchem hinter dem Schneidwerkzeug der Teilschnittmaschine Verzugmatten in Form von Mattenrollen eingebracht werden.

Die Vortriebsleistung beim Auffahren einer Strecke unter Einsatz einer Teilschnittmaschine wird sowohl beim Bogenausbau als auch beim Türstockausbau weitgehend durch die Ausbauleistung bestimmt. In diesem Zusammenhang konnte bislang die reale Schneidleistung einer Teilschnittmaschine nicht voll ausgenutzt werden, obwohl eine Parallelisierung des Schneidvorgangs mit dem Ausbauvorgang erfolgt. Ein Grund hierfür ist, dass durch das Verfahren und Ausrichten der Teilschnittmaschine nicht nur der Schneid-, sondern auch der Ausbauvorgang ablaufbedingt unterbrochen werden. Ferner wird die Stillstandszeit der Teilschnittmaschine durch den Vorgang "Verzug einbauen" verlängert.

Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen eines Streckenausbaus parallel zum Vortrieb einer Strecke mittels einer Teilschnittmaschine vorzuschlagen, bei welchen die Stillstandszeit der Teilschnittmaschine im Prinzip auf Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen beschränkt werden kann.

Was die Lösung des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe anlangt, so wird diese in den Merkmalen des Anspruchs 1 erblickt.

Kern der erfindungsgemäßen Maßnahme bildet der Sachverhalt, dass direkt hinter dem Schneidwerkzeug der Teilschnittmaschine der zum einwandfreien Ausbau einer Strecke notwendige Verzug eingebracht und am freigelegten Gebirge quasi in Form einer Schutzhülle justiert wird. Auf diese Weise kann dann nachfolgend im Abstand zum Schneidwerkzeug der jeweilige Streckenausbau unter Fixierung des Verzugs eingebracht werden.

Dazu werden direkt hinter dem Schneidwerkzeug der Teilschnittmaschine in zwei in Streckenlängsrichtung hintereinander liegenden Querebenen mehrere Verzugmatten in Form von Mattenrollen bereit gestellt. Die Matenrollen jeder Querebene werden in Umfangsrichtung der Strecke so mit Abstand einander zugeordnet, dass beim Abrollen die Verzugmatten in der 2. Querebene die Verzugmatten der der Ortsbrust näher liegenden 1. Querebene randseitig überlappen. Damit wird die gesamte durch die Teilschnittmaschine freigelegte Mantelfläche der Strecke abgedeckt.

Die Überlappung der Verzugmatten in Umfangsrichtung wird gemäß der Erfindung so bemessen, dass immer ein ausreichend großer Puffer vorhanden ist, wenn z.B. durch geotechnische Unregelmäßigkeiten aufgetretene Vergrößerungen der Mantelflächen ein unplanmäßiger Nachfall gelockerten Gebirges ausgelöst wurde.

Nach dem Abrollen der Verzugmatten, welche beispielsweise eine Länge von etwa 20 m und Breiten von 1,5 m bis 2 m aufweisen können, werden wiederum in zwei in Streckenlängsrichtung aufeinander folgenden Querebenen in umfangsseitiger Versetzung weitere Verzugmatten in Form von Mantelrollen mit den bereits verlegten Verzugmatten verbunden und nach dem Abrollen sofort an der Mantelfläche des Gebirges justiert.

Die Erfindung erlaubt dann anschließend die parallelisierte Ausbauarbeit mit herkömmlichem Bogen- oder Türstockausbau und Vollhinterfüllung, mit Spritzbeton oder Ankerspritzbeton sowie mit selbstschreitenden Ausbaueinheiten, wie z.B. Schutzdach und Schalwagen, durchzuführen, ohne dass diese Ausbauarbeiten einen Stillstand der Teilschnittmaschine verlangen.

Die abgerollten Verzugmatten werden durch einen selbstständig verlagerbaren Verzugmanipulator am Gebirge justiert. Dieser Verzugmanipulator trägt mithin Sorge dafür, dass die Verzugmatten einwandfrei am Gebirge anliegen, so dass anschließend der jeweilige Streckenausbau problemlos eingebracht werden kann.

Der Verzugmanipulator kann darüber hinaus in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, den Schneidraum oberhalb des Schneidwerkzeugs abzusichern, wenn z.B. planmäßige Wartungs- oder Instandhaltungsmaßnahmen an der Teilschnittmaschine durchgeführt werden müssen.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 ist es von Vorteil, dass die bereits verlegten Verzugmatten, die gegebenenfalls auch schon durch einen Streckenausbau unterfangen sein können, mit den neuen abgerollten Verzugmatten sich endseitig überlappend gekoppelt werden. Eine solche Kopplung kann nur durch Überlappung oder auch durch einen direkten fügetechnischen Anschluss von in Streckenlängsrichtung aufeinander folgenden Verzugmatten erfolgen.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 können die Verzugmatten durch einen Ankerausbau am Gebirge festgelegt werden.

Denkbar ist es nach den Merkmalen des Anspruchs 4 aber auch, dass die Verzugmatten durch Ausbaurahmen (Bogenausbau, Türstockausbau) lagefixiert werden.

Unabhängig davon, ob nun ein Ankerausbau oder ein Streckenausbau mit Ausbaurahmen zum Einsatz gelangt, können diese Ausbaumaßnahmen wiederum mit unabhängig von der Teilschnittmaschine in Streckenlängsrichtung verlagerbaren Arbeitsbühnen durchgeführt werden.

Die Lösung des gegenständlichen Teils der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 erblickt.

Diese erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich durch einen unabhängig von der Teilschnittmaschine in Streckenlängsrichtung verlagerbaren Verzugmanipulator. Dieser Verzugmanipulator weist in zwei in Streckenlängsrichtung hintereinander liegenden Querebenen in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Mattenmagazine zur Aufnahme der Verzugmatten in Form von Mattenrollen auf. Hierbei sind die Mattenmagazine in einer 1. Querebene zu den Mattenmagazinen in der anderen 2. Querebene auf Lücke gesetzt.

Der Verzugmanipulator folgt unmittelbar dem Schneidwerkzeug der Teilschnittmaschine. Die Verzugmatten entrollen sich aus den Mattenmagazinen und werden sofort durch den Verzugmanipulator an der freigelegten Mantelfläche des Gebirges justiert. Auf diese Weise wird ein umfangsseitig gesicherter Bereich in Form einer Schutzhülle geschaffen, der hinter dem Verzugmanipulator dazu genutzt werden kann, um den jeweiligen Streckenausbau unter Fixierung der Verzugmatten am Gebirge ordnungsgemäß einzubringen. Die Mattenmagazine sind mit Rückhalte- bzw. Spannautomaten für die Mattenrollen versehen.

Um die Verzugmatten ordnungsgemäß an der Mantelfläche des Gebirges platzieren und justieren zu können, ist vorgesehen, dass der Verzugmanipulator eine Höhensteuerung aufweist. Mit Hilfe der Höhensteuerung wird beim Abrollen im mittleren Längenbereich jedes Mattenmagazins ein bestimmter Abstand der Verzugmatten zur Mantelfläche des Gebirges erreicht. Dadurch, dass die Verzugmatten sich z.B. beim Bogenausbau in Form einer Sehne relativ zur Mantelfläche erstrecken, wird dann in Verbindung mit den Rückhalte- und Spannautomaten jedes Mattenmagazins eine bewusste Vorspannkraft für das spätere Einbringen des Streckenausbaus aufgebaut.

Der Höhensteuerung sind nach Anspruch 6 Abstandssensoren in Form von z.B. Lasersensoren zugeordnet. Mit Hilfe dieser Abstandssensoren kann ein technisch machbarer Minimalabstand der Verzugmatten zur Mantelfläche des Gebirges sicher eingehalten werden.

Wenn gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 der Verzugmanipulator an mindestens einer hängend verlegten Fahrschiene entlang verlagert wird, ist die Höhensteuerung vorzugsweise an einem Ausleger des Verzugmanipulators vorgesehen.

Bei einem Verzugmanipulator, der entsprechend Anspruch 8 auf der Streckensohle und/oder am Streckenstoß geführt ist, kann der Abstand der abgerollten Verzugmatten zur Mantelfläche des Gebirges mit insbesondere hydraulisch beaufschlagbaren Zylindern erreicht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 im schematischen vertikalen Längsschnitt eine untertägige Strecke mit einem Vortriebs- und Ausbausystem, ebenfalls im Schema:

2 in schematischer Perspektive einen beim Streckenvortrieb eingesetzten Verzugmanipulator etwa in Richtung des Pfeils II der 1 gesehen;

3 eine Frontalansicht auf den Verzugmanipulator der 1 und 2, ebenfalls in Richtung des Pfeils II gesehen;

4 eine schematische Draufsicht auf den Verzugmanipulator der 1 bis 3 gemäß dem Pfeil IV der 3 und

5 einen schematischen vertikalen Längsschnitt durch die Darstellung der 4 entlang der Linie V-V in Richtung der Pfeile Va gesehen.

Mit 1 ist in der 1 eine untertägige Strecke bezeichnet, die mit Hilfe einer Teilschnittmaschine 2 in Richtung des Pfeils Pf aufgefahren wird. Das von dem Schneidwerkzeug 3 der Teilschnittmaschine 2 aus der Ortsbrust 4 gelöste Gestein wird über einen Streckenförderer 5, welcher auf der Sohle 6 der Strecke 1 verlegt ist, abtransportiert.

Die Strecke 1 wird durch einen Ankerausbau 7 offen gehalten. Der Ankerausbau 7 wird mit Hilfe einer kombinierten Bohr- und Setzeinheit 8, die von einer vertikal verlagerbaren Ankerbohrbühne 9 aus bedienbar ist, in das Gebirge eingebracht. Die Ankerbohrbühne 9 wird über einen parallelogrammartigen Ausleger 10 von einem Lastbalkengehänge 11 getragen, das an einer hängend verlegten Fahrschiene 12 entlang verlagerbar ist.

Um das Setzen des Ankerausbaus 7 zeitlich parallel zum Vortrieb der Strecke 1 durchführen zu können, ist unmittelbar hinter dem Schneidwerkzeug 3 der Teilschnittmaschine 2 ein Verzugmanipulator 13 vorgesehen, der, wie die Ankerbohrbühne 9, an der Fahrschiene 12 hängend verlagerbar ist.

Zur Aufrechterhaltung der Zeichnungsübersichtlichkeit ist ein vertikal schwenkbarer Ausleger, welcher den Verzugmanipulator 13 mit einem Lastbalkengehänge verbindet, nicht dargestellt.

Wie bei gemeinsamer Betrachtung der 1 bis 5 erkennbar ist, weist der Verzugmanipulator 13 in zwei in Streckenlängsrichtung hintereinander liegenden Querebenen 14, 15 Mattenmagazine 16, 17 auf. In diesen Mattenmagazinen 16, 17 sind Verzugmatten 18, 19 in Form von Mattenrollen 20, 21 aufgerollt. Die Mattenmagazine 16, 17 sind in nicht näher veranschaulichter Weise mit Rückhalte- bzw. Spannautomaten versehen. Auch ist der Ausleger für den Verzugmanipulator 13 mit einer Höhensteuerung sowie Abstandssensoren ausgerüstet, die es erlauben, den Abstand der einzubringenden Verzugmatten 18, 19 zur frei gelegten Mantelfläche 22 der Strecke 1 exakt einzustellen.

Die Mattenmagazine 16, 17 in jeder Querebene 14, 15 sind mit Abstand zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Die Mattenmagazine 16 in der der Ortsbrust 4 benachbarten 1. Querebene 14 sind jedoch zu den Mattenmagazinen 17 in der anderen 2. Querebene 15 auf Lücke gesetzt.

Mit Hilfe des verlagerbaren Verzugmanipulators 13 werden die Mattenrollen 20, 21 in den Mattenmagazinen 16, 17 entsprechend dem Vortrieb entlang der Mantelfläche 22 abgerollt und hierbei durch den Verzugmanipulator 13 an der Mantelfläche 22 justiert.

Sind die Mattenrollen 20, 21 abgewickelt, werden neue Mattenrollen 20, 21 in die Mattenmagazine 16, 17 eingelegt und die Enden der Verzugmatten 18, 19 der neuen Mattenrollen 20, 21 mit den benachbarten Enden der verlegten Verzugmatten 18, 19 bevorzugt überlappend gekoppelt.

1
Strecke
2
Teilschnittmaschine
3
Schneidwerkzeug von 2
4
Ortsbrust
5
Streckenförderer
6
Sohle von 1
7
Ankerausbau
8
Bohr- und Setzeinheit
9
Ankerbohrbühne
10
Ausleger
11
Lastbalkengehänge
12
Fahrschiene
13
Verzugsmanipulator
14
1. Querebene
15
2. Querebene
16
Mattenmagazine in 14
17
Mattenmagazine in 15
18
Verzugmatten
19
Verzugmatten
20
Mattenrollen in 16
21
Mattenrollen
22
Mantelfläche von 1
Pf
Pfeil


Anspruch[de]
Verfahren zum Einbringen eines Streckenausbaus (7) parallel zum Vortrieb einer Strecke (1) mittels einer Teilschnittmaschine (2), wobei hinter dem Schneidwerkzeug (3) der Teilschnittmaschine (2) Verzugmatten (18, 19) in Form von Mattenrollen (20, 21) in zwei in Streckenlängsrichtung hintereinander liegenden Querebenen (14, 15) umfangsseitig zueinander versetzt bereit gestellt, dann zeitlich parallel zum Vortrieb sich seitlich überlappend in Streckenlängsrichtung abgerollt und sogleich am Gebirge justiert werden, und dass nach dem vollständigen Abrollen der Verzugmatten (18, 19) diese Arbeitsschritte entsprechend der Länge des Vortriebs mit neuen, sich an die bereits verlegten Verzugmatten (18, 19) anschließenden Verzugmatten (18, 19) sukzessive wiederholt werden, wobei im Abstand zum Schneidwerkzeug (3) der Streckenausbau (7) unter Fixierung der Verzugmatten (18, 19) eingebracht wird, wobei die abgerollten Verzugmatten (18, 19) durch einen selbstständig verlagerbaren Verzugmanipulator (13) am Gebirge justiert werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bereits verlegten Verzugmatten (18, 19) mit den neuen Verzugmatten (18, 19) sich endseitig überlappend gekoppelt werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzugmatten (18, 19) durch einen Ankerausbau (7) am Gebirge festgelegt werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzugmatten (18, 19) durch Ausbaurahmen lagefixiert werden. Vorrichtung zum Einbringen eines Streckenausbaus (7) parallel zum Vortrieb einer Strecke (1) hinter dem Schneidwerkzeug (3) einer Teilschnittmaschine (2) in Form von Mattenrollen (20, 21), gekennzeichnet durch einen unabhängig von der Teilschnittmaschine (2) in Streckenlängsrichtung verlagerbaren Verzugmanipulator (13) zum Einbringen und Justieren von Verzugmatten (18, 19) hinter dem Schneidwerkzeug (3) der Teilschnittmaschine (2), der in zwei in Streckenlängsrichtung hintereinander liegenden Querebenen (14, 15) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Mattenmagazine (16, 17) zur Aufnahme der Verzugmatten (18, 19) in Form von Mattenrollen (20, 21) aufweist, wobei die Mattenmagazine (16, 17) in einer 1. Querebene (14) zu den Mattenmagazinen (16, 17) in der anderen 2. Querebene (15) auf Lücke gesetzt sind, wobei die Mattenmagazine (16, 17) mit Rückhalte- bzw. Spannautomaten versehen sind und der Verzugmanipulator (13) eine Höhensteuerung aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhensteuerung Abstandssensoren zugeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzugmanipulator (13) an mindestens einer hängend verlegten Fahrschiene (12) entlang verlagerbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzugmanipulator (13) auf der Streckensohle (6) und/oder am Streckenstoß geführt ist.






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