DE3301029C2

DE3301029C2 - Steuerung eines mechanisch-hydraulischen Kohlenabbaugerätes

Info

Publication number: DE3301029C2
Application number: DE3301029A
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl.-Ing. 4200 Oberhausen Dettmer; Heinrich Ing.(grad.) 4236 Hamminkeln Goris; Joachim Dipl.-Ing. 4600 Dortmund Holz; Wolfgang Dipl.-Ing. 4353 Oer-Erkenschwick Meier; Kurt 4200 Oberhausen Ogorek; Karl-Heinz Dr.-Ing. 4223 Voerde Schwarting
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN GHH Immobilien GmbH
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1985-02-21
Also published as: DE3301029A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines ortsveränderlichen mechanisch-hydraulisch arbeitenden Kohlenabbaugerätes und Versorgung desselben mit Hochdruckwasser und Energie, wobei das Hochdruckwasser (HDW) von der Gewinnungsmaschine (1) getrennt erzeugt und dieser über flexible Leitungen zugeführt wird und in der Gewinnungsmaschine (1) ein Arbeitshydraulikkreislauf verwendet wird, dessen Ventile (22, 23, 24) elektrisch betätigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung eines ortsveränderlichen kombiniert mechanisch-hydraulisch gewinnenden Kohleabbaugerätes mit Hochdruckschneidwasser und Energie zur Betätigung und Steuerung der Werkzeuge über eine oder mehrere flexible Leitungen von einer ortsfesten Versorgungsstation aus.

Derartige mechanisch-hydraulisch arbeitende Kohlenabbaugerätc weisen den Vorteil auf, daß sie die Kohle zunächst hydraulisch hinterschneiden und erst dann mit geringerem Kraftaufwand mechanisch hereinbrechen. Als vorteilhaft erweist sich weiterhin, daß durch Einsatz der unter hohem Druck austretenden Wasserstrahlen grobstückigeres Gewinnungsgut anfällt, die Staubbildung herabgesetzt und der Werkzeugverschleiß gemindert wird.

In diesem Zusammenhang ist es z. B. bekannt, das zum Schneiden benötigte Wasser den Abbaugeräten praktisch drucklos zuzuführen und dann innerhalb des Gerätes den Hochdruckschneidwasserstrom zu erzeugen. Die Steuerung der Geräte erfolgt dabei entweder direkt vor Ort, also im Streb, oder sie wird mittels Elektroleitungen von anderen Stellen aus, zum Beispiel aus der Strecke heraus, vorgenommen. Die Zuführung des Niederdruckwassers sowie der elektrischen Energie erfolgt dabei durch gestreckte Schleppleitungen.

Ein Nachteil dieser bekannten Abbaugeräte ergibt sich durch Anordnung der zur Hochdruckschneidwassererzeugung erforderlichen Aggregate auf dem eigentlichen Gewinnungsgerät. Dies fällt um so schwerer ins Gewicht, wenn diese Geräte i-.i niedrigen Flözen eingesetzt werden. Bei der Größe der Geräte ist zudem ein untertägiger Transport nur in kompakten Einheiten möglich; diese Einheiten müssen unter erschwerten Bedingungen montiert und gegebenenfalls repariert werden.

Aus »Glückauf« 1981, Seiten 919 bis 922, ist ein Verfahren für untertägig eingesetzte Arbeitsmaschinen bekannt, bei dem das Hochdruckschneidwasser ortsfest erzeugt und dem Gerät über flexible Schleppleitungen zugeführt wird. Eine Steuerung der Werkzeuge ist dabei jedoch nicht angesprochen.

Die Möglichkeit, eine Bergbaumaschine elektrisch zu steuern, ist ganz allgemein in »Bergbau 1977. Seiten 380 bis 389 in Kapitel 3) Steuerung, und Kapitel 4) Überwachung, Regelung, beschrieben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine vorteilhaft unkomplizierte Kombination der Antriebsart mit der Steuerung zu schaffen, die sich bei einem Abbaugerät zur untertägigen Kohlegewinnung durch ihre Einfachheit und Zweckmäßigkeit hinsichtlich der Versorgung mit Hochdruckschneidwasser und Energie zur Betätigung der Werkzeuge über eine oder mehrere flexible Leitungen von einer ortsfesten Versorgungsstation aus besonders vorteilhaft eignet. Hierdurch soll das Abbaugerät besonders leicht, robust sowie kompakt ausführbar sein und infolgedessen weitgehend störunanfällig arbeiten, das heißt, ein durch große Zuverlässigkeit hohes Maß an Verfügbarkeit aufweisen und von der Strecke aus steuerbar sein. Ein Transport auch unter sehr beengten Raumverhältnissen untertage soll problemlos möglich sein, und ferner soll durch möglichst geringes Bauvolumen der Einsat/ auch bei Flözen von geringer Mächtigkeit wirtschaftlich möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Abbaugerät ein Hydraulik-Arbeitsstrom verwendet wird, dessen Ventile elektrisch betätigt werden, daß der Hydraulik-ArbeitsstroT) von dem Hochdruckschneidwasserstrom angetrieben wird oder von außen zugeführt wird, und daß die Steuerung der elektrisch betätigten Ventile mittels durch Kabel übertragener Befehle erfolgt. Mit großem Vorteil wird durch die erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen die Versorgung des Kohleabbaugerätes sowohl mit Hochdruckschneidwasser als auch mit Energie zur Betätigung und Steuerung der Werkzeuge erheblich vereinfacht und verbessert, und damit primär die Betriebssicherheil entscheidend erhöht. Dabei wird im Gerät ein Kreislauf des Hydraulik-Arbeitsstromes verwendet, dessen Ventile von dem in der Strecke befindlichen Steuerstand betätigt werden. Der Hydraulik-Arbeitsstrom wird dem Kohleabbaugerät entweder über flexible Leitungen aus der Strecke zugeführt oder auf dem Gerät vom Hochdruckschneidwasser angetrieben in einem geschlossenen System bereitgestellt.

Die abbaustoßseitig an einem Strebförderer geführte Gewinnungsmaschine wird von einem versatzseitig angeordneten Zugmittel am Abbaustoß hin- und hergeführt; Gewinnungsmaschine und Zugmittel sind über ein mehrteiliges, den Strebförderer untergreifendes Schwert miteinander verbunden.

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Vorteilhaft kann die Steuerung im Detail durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen vorgenommen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In

F i g. 1 ist das Abbaugerät in Draufsicht und in

F i g. 2 im Teilquerschnitt dargestellt; F i g. 3 und 3a zeigen ein Schalti^hema der Steuerung.

Die ortsveränderliche Gewinnungsmaschine 1 weist an jedem Ende einen Gewinnungskopf auf, der jeweils aus zwei Schneidköpfen 2,3 besteht. In jedem Schneidkopf sorgt ein Hydraulikmotor 4,5 für ein Verschwenken der HDW-Düse in einer kohlenstoßparallelen Eoene. Der in Gewinnungsrichtung weisende Gewinnungskopf ist in den Kohlenstoß 6 geschwenkt, der gegenüberliegende Gewinnungskopf aus dem Stoß herausgedreht In beiden Gewinnungsköpfen befinden sich je ein Liegendwerkzeug 7 und ein Hangendwerkzeug 8.

In der dargestellten Schaltung (Fig.3, 3a) wird die Gewinnungsrichtung der Gewinnungsmaschine 1 in Abhängigkeit von der Reihenfolge des Zuschaltens der Wasserpumpen 9 und 10 geschaltet. Die Wasserpumpen führen der Maschine unter Druck stehendes Wasser zu, das das eigentliche »Werkzeug« der Gewinnungsmaschine 1 ist.

In den weiteren Ausführungen ist der Schaltvorgang für ein Zuschalten der Pumpe 9 und erst dann — einige Sekunden später — ein Zuschalten der Pumpe 10 erläutert:

Nach Einschalten der Pumpe 9 wird das Wegeventil 11 durchgeschaltet. Über Ventil 12 fließt Steuermedium und schaltet Ventil 13 in die andere Stellung, außerdem wird das H D W-Wechsel ventil 14 und das Arbeitshydraulikrichtungsventil 15 in Richtung Wasser rechts bzw. Hydraulik nach S2 durchgeschaltet. Die Gewinnungsrichtung liegt nun fest. Erst dann wird die Pumpe 10 zugeschaltet, das Ventil 11 in Durchflußstellung durchströmt und außerdem das Ventil 26 geöffnet. Aus beiden Zweigen strömt nun das HDW über Ventil 14 nach rechts.

Aus dem HD-Wasser wird zugleich über ein zwischengeschaltetes Druckreduzierventil 16 ein Motor 17 gespeist, der wiederum über eine Welle die Pumpe 18 des Arbeitshydraulikkreises antreibt.

Über die mit Druck beaufschlagte Seile 52 des Hydrauliksystems wird Zylinder D. der die Maschine in Gewinnungsstellung bringt, ausgeschwenkt. Die die Schwenkantrirbe der in Gewinnungsrichtung liegenden Schneidköpfe antreibenden Hydromotoren 4, 5 laufen jetzt. Die Seite S\ des Systems ist die Rücklaufseite. Sämtliche Zylinder A, B, C und A', B', C sind eingefahren. Zylinder A und B (hi=2 l,\) realisieren für das in Gewinnungsrichtung weisende Liegendwerkzeug insgesamt vier Stellungen. Kletterstellung bedeutet, daß Zylinder A ausgefahren ist. Normalstellung bedeutet, Zylinder B ist ausgefahren, Zylinder A eingefahren. Die Tauchstellung des Gerätes wird erreicht, wenn Zylinder A und B ausgefahren sind. (Die Rückfahrtstellung mit eingefahrenen Zylindern Λ'und ß'ist die vierte mögliche Stellung, die nur dann eingenommen wird, wenn sich der Gewinnungskopf in Rückfahrtstellung befindet, wie es in dem beschriebenen Beispiel für das von den Zylindern A 'und ß'bewegte rückwärtige Liegendwerkzeug der Fall ist.)

Die Schaltung der Zylinder wird über elektrisch betätigte Ventile, die in bekannter Weise über Leitung 25 aus der in der Strecke befindlichen Steuerstation 27 angesteuert werden, erreicht. Die Zylinder A', Bund Cwerden von den Schaltungen über die Rückschlagventile 19', 20', 21' ausgenommen, während die Rückschlagventile 19, 20, 21 durch Druck auf Seite 52 des Systems entsperrt sind und somit ein Ansteuern der Zylinder A, B, C ermöglichen.

Neben den Liegendwerkzeugen 7, T weist das Gewinnungsgerät 1 zwei Hangendwerkzeuge 8, 8' auf. Die Hangendwerkzeuge werden von den Zylindern Cbzw. C'in Stellung gebracht. Ihre Schaltung erfolgt wiederum in bekannter Weise durch Betätigung aus der Strecke.

In der beschriebenen Ausführung werden über den Zylinder Czwei Stellungen des Hangendwerkzeuges 8 des in Gewinnungsrichtung weisenden Kopfes auf Seite 52 realisiert.

Die Rückfahrtstellung für das Hangendwerkzeug des Kopfes auf Seite S\ wird z. B. über einen Klappmechanismus bewirkt, der das nicht eingreifende Hangendwerkzeug 8' auf Seite S\ einige Zentimeter absenkt. Unter Berücksichtigung dieses Klappmechanismus sind die beispielhaft vorgesehenen Kombinationen der Zylinder schematisiert.

Zylinder
A B

Maschinenstellung

B B B B

C C C

Ausgangsstellung

»Klettern«

»Normal«

»Tauchen«

»Normal«

»Klettern«

mit eingefahrenem Zylinder C= eingefahrenem Hangendwerkzeug

mit ausgefahrenem Zylinder C & ausgefahrenem Hangendwerkzeug

Die Tabelle besagt folgendes:

Für die Stellung »Klettern« mit eingefahrenem Hangendwerkzeug 8 muß Zylinder A ausgefahren werden. Für die Normalstellung bei zugleich eingefahrenem Hangendwerkzeug 8 müssen Zylinder A eingefahren und Zylinder B ausgefahren werden. Die übrigen Stellungen ergeben sich unmittelbar aus der Tabelle.

Die beschriebenen Schaltungen stellen sich analog für die entgegengesetzte Gewinnungsrichtung durch Wahl von 5, als Druck- und S₂ als Rücklaufleitung ein. In diesem Fall sind die Zylinder A'. S'und C"ansteuerbar, während die Zylinder A, B und Cdurch die nicht entsperrten Rückschlagventile 19,20,21 nicht ansteuerbar sind.

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Bei der vorliegenden Erfindung ist zu berücksichtigen, daß die Strecke mit der ortsfesten Versorgungsstation bis zu einigen hundert Metern von der Gewinnungsmaschine entfernt sein kann. Diese räumliche Distanz — die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist — ist bei der Beurteilung der Erfindung zu berücksichtigen und verdeutlicht die Schwierigkeiten bei der Realisierung der Erfindung.

Bezugszeichenliste

1 Gewinnungsmaschine

2 Schneidkopf oben rechts 2' Schneidkopf oben links

3 Schneidkopf unten rechts 3' Schneidkopf unten links

4 Hydraulikmotor oben rechts 4' Hydraulikmotor oben links

5 Hydraulikmotor unten rechts

5' Hydraulikmotor unten links

6 Kohlenstoß

7 Liegendwerkzeug

8 Hangendwerkzeug 9 Wasserpumpe rechts

10 Wasserpumpe links

11 Wegeventil

12 Ventil

13 Ventil

14 H DW-Wechselventil

15 Arbeitshydraulikrichtungsventil

16 Druckreduzierventil

17 Motor

18 Pumpe

19 entsperrbares Rückschlagventil

19' entsperrbares Rückschlagventil links

20 entsperrbares Rückschlagventil

20' entsperrbares Rückschlagventil links

21 entsperrbares Rückschlagventil

21' entsperrbares Rückschlagventil links

22 elektrisches Wegeventil

23 elektrisches Wegeventil

24 elektrisches Wegeventil

25 elektrische Leitung 26 Ventil

27 Steuerstation

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

33 Ol 029 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Versorgung eines ortsveränder!^:chen kombiniert mechanisch-hydraulisch gev/innenden Kohieabbaugeräies mit Hochdruckschneidwasser und Energie zur Betätigung und Steuerung der Werkzeugc über eine oder mehrere flexible Leitungen von einer ortsfesten Versorgungsstation aus, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abbaugerät (1) ein Hydraulik-Arbeitsstrom verwendet wird, dessen Ventile (22,23,24) elektrisch betätigt werden, daß der Hydraulik-Arbeitsstrom von dem Hochdruckschneidwasserstrom angetrieben wird oder von außen zugeführt wird und daß die Steuerung der elektrisch betätigten Ventile (22,23,24) mittels durch Kabel übertragener Befehle erfolgt

ίο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom zur Betätigung der

Ventile (22,23,24) von Batterien erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lecköl des Hydraulik-Arbeitsstroms gesammelt und durch eine vom Arbeitsstrom angetriebene Pumpe in dessen Rücklauf gepumpt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Arbeitsstrom Anschlußmöglichkeiten, also Vorlauf-, Rücklauf- und Leckleitung, für ein unabhängig vom Abbaugeräl zu betreibendes Hydrauliksystem aufweist.