CH677953A5

CH677953A5 -

Info

Publication number: CH677953A5
Application number: CH1061/87A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Bechem; Klaus Bechem; Philip Bechem; Dieter Lenzen
Original assignee: Bechem Hannelore
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-03-11
Publication date: 1991-07-15
Also published as: DE3852262D1; NO179716C; FI885170L; EP0309494A1; NO179716B; FI885170A7; NO885056D0; ZA881768B; EP0309494B1; FI885170A0; NO885056L; AU1394388A; WO1988007124A1; ATE114778T1

Description

Gesteine und besonders Mineralien werden üblicherweise durch Bohren und Schiessen abgebaut - mit den bekannten Nachteilen. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können o.a. Materialien sprengungsfrei, mit optimalem Absprengeffekt - und schichtweise abgetragen werden - vorzugsweise in einer linearen Vortriebsrichtung. Es hat sich gezeigt, dass beim hinterschneidenden in den freien Raum brechenden Gesteinsabtragen der Gesteinsdruck zu wesentlich gröberem Bohrgut verhilft - was u.a. schnelleres und rationelleres Bohren bewirkt; auch die sogenannten Abbohrbreiten bzw. -tiefen können in Abhängigkeit des zu bohrenden Materials erheblich grösser gewählt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird mit Scheibenwerkzeugen ggf. nur oben und unten je ein horizontaler Kalibirer-/Entspannungsschlitz und anschliessend mit den einseitig konischen Diskenwerkzeugen hinterschneidend abgesprengt/abgetragen.

Es ist auch möglich von einem vorhandenen Einbruch oder Vorbohrloch aus beliebige Profile von innen nach aussen zu bohren - z.B. Bogen- bzw. Tunnelprofile - oder Schächte (Fig. 9-10).

Aktivierung von innen nach aussen bedeutet, dass Disken, Scheiben oder dgl. - mit oder ohne Verzahnung - einerseits im Inneren aktiviert werden können z.B. durch Exzenter, - oder das gesamte Bohrwerkzeug von Aussen z.B. durch ein Exzenter- oder Unwuchtschlaggerät beaufschlagt und damit aktiviert wird.

Das selbststeuernde Bohraggregat hat nicht nur den Vorteil, dass es keine Steuerungselektronik bzw. keinen Mann zum Steuern benötigt, sondern dass hinter den Bohrwerkzeugen das Bohrgut frei aufgenommen d.h. abgefördert werden kann; dabei können am rotierenden Bohrwerk zeug noch Schaufeln installiert werden - als gesonderter Schutz.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

In einer Ausführungsform zeigt die Fig. 1 unter 1 das hinterschneidende abtragende absprengende drehend gelagerte Disken- oder Scheibenwerkzeug, -2 ist der drehende oder schwenkbare Arm des Bohrwerkzeuges, -3 die Gesteinskontur vor dem Hinterschneiden und -4 nach dem Hinterschneiden, der Pfeil ist die Vortriebsrichtung.

In Fig. 2 sind -5 die horizontalen und -6 die vertikalen Vorschnitte u.a. zum Entspannen oder um rechteckige Gesteinswürfel absprengen bzw. abbohren zu können - gemäss Anspruch 6.

In Fig. 3 ist -7 wieder das Disken- oder Scheibenwerkzeug und 8 ein rotierender oder pendelnder Arm, -9 ist die Gesteinsfront vor dem - und 10 nach dem Abtragen - gemäss Fig. 1, nur in anderer Ansicht.

Zur besseren Erklärung der erfindungsgemässen Verfahren dienen die Fig. 4 und 5.

In Fig. 4 ist -11 eine konventionelle Vorschubeinrichtung und -12 der in dieser Ausführung rotierende Bohrkopf mit mehreren Disken- oder Scheibenwerkzeugen - in einer Linie angeordnet nur eine Schicht hinterschneidend oder nur einen Schlitz bohrend; versetzt angeordnet jedoch mehrfach hinterschneidend bzw. schlitzend - z.B. gemäss Fig. 5.

In Fig. 5 sind -13 die in mehreren Schichten jeweils hinterschneidenden abtragenden rotierenden - ggf. schlagenden - und/oder fräsenden/ schneidenden Diskenbohrwerkzeuge, 14 sind Halterungen hierfür und 15 ist die motorisch angetriebene Welle. Die in Vortriebsrichtung gestuft spaltend arbeitenden Werkzeuge 13 haben ungleich lange Halterungen, die auf der Welle 15 gleichmässig verteilt sind - die unten nur gestrichelt dargestellten Werkzeuge haben gleich lange - auf der Welle mit 120 DEG versetzt angeordnete Werkzeughalter bzw. Bohrwerkzeuge, um ebenfalls eine Schicht nach der anderen abtragen zu können - mit nur einem Aggregat.

In Fig. 6 ist - in einer Sicht von oben - 16 die Abbaufront bzw. -richtung. In dieser - einer von mehreren möglichen Ausführungsformen - ist 17 die Zugvorrichtung, ein im Hangenden und Liegenden verspannter Hydraulikstempel mit Zugzylinder. 18 ist eine Kufe, die aber auch durch Räder/Rollen ersetzt - oder von Hub zu Hub angepresst arretiert werden kann - dann aber unter Verwendung einer gesonderten Hub-/Schub-/Schwenkeinrichtung, 19 ist die Andruckvorrichtung - am hydraulischen Stempel schwenkbar gelagert - siehe Pfeil 20. Mit dieser erfindungsgemässen Technik kann auch ein selbstfahrendes Raupen- oder Räderfahrwerk verwendet werden - mit einer Vortriebs- und einer Seitenkomponente.

D.h. bei Raupenantrieb bringt die äussere Raupe mehr Vortriebsleistung - bei Rädern werden die Achsen angewinkelt, um die für den Andruck und die Führung erforderliche Seiten Komponente aufzubringen. 21 ist ein über einen Motor angetriebener Exzenter, auf dem ein hinterschneidendes einseitig konisches Diskenrollenbohrwerkzeug selbständig rotiert, das auf einem schnellaufenden Exzenter frei drehend gelagert ist; mit Zähnen versehen - nicht oder exzenteraktiviert - und drehend angetrieben ist es ein hinterschneidend arbeitendes Fräswerkzeug, das auch als Scheibe ausgebildet sein kann. Bei der gezeichneten einfachen Ausführung trägt nur ein Diskenbohrwerkzeug die gesamte Abbaufront/-höhe in nur einer Schicht ab. Das oben erklärte System kann natürlich auch zum Abtragen horizontaler Schichten eingesetzt werden - z.B. zum Abtragen von Strassendecken.

Nach der Fig. 7 kann mit Schneidwerkzeugen 21 in Richtung 22 vorgeschlitzt werden - zum Entspannen und/oder Kalibrieren - um dann mit Hinterschneidwerkzeugen 23 in etwa Schlitztiefe und -höhe in einer oder mehreren Schichten abzutragen - z.B. in einer Höhe von etwa 20-30 cm um "reef" selektiv zu gewinnen; mit Abstand dahinter - um das abgetragene Material zuvor abtransportieren zu können - wird z.B. mit den beiden dargestellten Bohrwerkzeugen 24 die obere und untere Restschicht in gleicher Tiefe wie zuvor bis zur Gesamthöhe des "stope" von z.B. 1,20 m abgetragen. Alle vorbeschriebenen Schlitz-/Abtragwerkzeuge sind vorzugsweise auf einem (nicht dargestellten) Maschinenrahmen installiert, der vorzugsweise erfindungsgemäss an der vorbearbeiteten/vorgeschnittenen Abbaufront geführt wird.

In dieser Fig. 7 sind die vorschneidenden bzw. abtragenden Werkzeuge 21 und 23 vorzugsweise höhenveränderbar - z.B. um dem reef besser folgen zu können - die nachschneidenden Werkzeuge 24 haben dabei einen grösseren als den dargestellten Durchmesser.

Fig. 8 erklärt noch einmal Fig. 7, wobei 25 wieder das vorschneidende - 26 das hinterschneidende und 27 die das Nebengestein abtragenden Werkzeuge sind. 26 kann auch schwenk- und/oder verfahrbar angeordnet werden - womit die Werkzeuge 27 entfallen könnten. 28 ist die Kontur der ursprünglichen Abbaufront. Vorzugsweise liegt nur der vordere aktive Radius an der Wandung, um ein unnützes Schleifen/Verschleissen zu vermeiden - siehe Fig. 6, Werkzeug 21. Mit 21a ist gestrichelt eine Werkzeuganordnung dargestellt, mit der ein zweiter, dritter etc. Abtrag in einem Arbeitsgang erfolgen kann. Die Technik ist auch anwendbar auf pendelnd bzw. rotierend arbeitenden Schneidwerkzeugen gemäss Fig. 3 -7 und -8 bzw. Fig. 4 -12.

In den Fig. 9 und 10 ist dargestellt, wie mit der beanspruchten Technik des hinterschneidenden Abtragens insbesondere vorgebohrte Löcher radial von innen nach aussen erweitert werden - speziell um Bogenprofile zu bohren. In Fig. 9 ist 29 die Halte-und Drehvorrichtung, 30 eine Version eines schrämenden und/oder schlagenden hinterschneidenden Disken-/Scheiben- oder dgl. Werkzeuges mit Eigenantrieb Fig. 10 -33 bzw. -34 mit Aktivierung, das auch "auf der Stelle" bohren kann; 31 ist die Gesteinskontur vor dem hinterschneidenden Abtragen, 32 ist der ausfahrbare langsam drehende über 29 angetriebene und von Schnitt zu Schnitt ohne Vorschub gehaltene Hydraulikzylinder.

In Fig. 10 ist ein Bogenprofil gezeigt - ohne Vorbohrloch und nicht dargestellter Dreh-/Vorschub-/Ausfahrvorrichtung mit einem speziellen Bohrsystem/-werkzeug 33, das dem in Fig. 4 -12 entspricht - jedoch radial von innen nach aussen schichtweise abtragend - mit dem erfinderischen Vorteil beliebig - also nicht nur kreisrunde Profile - bohren zu können. Gemäss Fig. 5 kann dieses System natürlich auch in mehreren Stufen schichtweise abtragen bzw. mit dem aktivierten Schneidkopf 34 arbeiten. Dieses System des nachträglichen Aufbohrens/Erweiterns kreisrunder Tunnelbohrungen zum Bogenprofil ist besonders vorteilhaft.

Claims

1. Verfahren zum Bohren von Mineralien und Gestein mit rotierenden Rollenbohrwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bohrende Material frontal und in einer Vortriebsrichtung schichtweise hinterschnitten und jeweils in den freien Raum brechend abgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aggregat mit mehreren Rollenbohrwerkzeugen mehrere Stufen gleichzeitig gestuft spaltend und hinterschneidend abträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbohrwerkzeuge durch Schlaggeräte von innen nach aussen aktiviert werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebenen Rollenbohrwerkzeuge als Fräswerkzeuge drehend und fräsend arbeiten.

5. Vefahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbohrwerkzeuge mit Zähnen oder Picken versehen sind.

6.

Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das hinterschneidend abzutragende Material zuvor in der zu hinterschneidenden Tiefe vertikal und/oder horizontal geschnitten wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbaufront zur Führung der Bohrwerkzeuge verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung an die Abbaufront drückt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung auf der Abbaufront gleitet oder rollt.

10. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung während des Vorschubes auf der Abbaufront angedrückt arretiert wird und eine gesonderte Vorschubvorrichtung besitzt. 1. Verfahren zum Bohren von Mineralien und Gestein mit rotierenden Rollenbohrwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bohrende Material frontal und in einer Vortriebsrichtung schichtweise hinterschnitten und jeweils in den freien Raum brechend abgetragen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aggregat mit mehreren Rollenbohrwerkzeugen mehrere Stufen gleichzeitig gestuft spaltend und hinterschneidend abträgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbohrwerkzeuge durch Schlaggeräte von innen nach aussen aktiviert werden. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebenen Rollenbohrwerkzeuge als Fräswerkzeuge drehend und fräsend arbeiten. 5. Vefahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbohrwerkzeuge mit Zähnen oder Picken versehen sind. 6.

Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das hinterschneidend abzutragende Material zuvor in der zu hinterschneidenden Tiefe vertikal und/oder horizontal geschnitten wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbaufront zur Führung der Bohrwerkzeuge verwendet wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung an die Abbaufront drückt. 9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung auf der Abbaufront gleitet oder rollt. 10. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung während des Vorschubes auf der Abbaufront angedrückt arretiert wird und eine gesonderte Vorschubvorrichtung besitzt.