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Verfahren und Vorrichtung zum Abbau von Mineralien durch Eintreiben
eines spreizbaren Werkzeuges Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
und die zu seiner Ausübung erforderlichen Vorrichtungen zur Steigerung der Abbauleistung
von Mineralien. Im Gegensatz zu den bisher gebräuchlichen Verfahren, bei denen das
Mineral durch umlaufende Werkzeuge, z. B. durch Bohren oder Schrämen abgebaut oder
nach Herstellung von Bohrungen herausgesprengt wird, soll erfindungsgemäß ein sticheiförmiges,
mit zwei Gruppen von mittels Feder oder Preßmittel betätigten Spreizorganen ausgestattetes
Werkzeug in das Mineral eingetrieben werden, worauf nach erfolgter Spreizung eine
Längung zwischen den durch die Spreizmittel gegenüber dem Mineral bewirkten Verklemmungen
erfolgt.
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Mit spreizbaren Reißklauen und mit Klemmeinrichtungen ausgerüstete
Werkzeuge werden bereits angewendet zum Zersprengen von Gestein. Gegenüber den Werkzeugen
zur Ausübung des Verfahrens nach dem Erfindungsgedanken bieten sie jedoch nicht
den Vorteil der schnellen und leichten Steuerung des Verklemmens und Längens zwischen
zwei Spreizorgangruppen durch flüssige oder gasförmige Preßmittel. Ein absatzweises
oder kontinuierliches Vordringen des Werkzeuges in das abzubauende Mineral ist mit
diesen bereits bekanntgewordenen Werkzeugen nicht möglich.
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Da bei dem Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach dem Erfindungsgedanken
die eine Gruppe der Spreizorgane im Kopf des sticheiförmigen Werkzeuges und die
zweite Gruppe in einem gewissen Abstand davon in seinem Schaft angeordnet ist, wird,
sobald das Werkzeug so tief in das Mineral eingedrungen ist, daß beide Gruppen der
Spreizorgane nach ihrer Spreizung von dem Mineral dicht umschlossen sind, bei der
anschließenden Längung des Werkzeuges das Mineral in Richtung der Bohrlochsmündung
herausgelöst. Die bereits am tiefsten in das Mineral eingedrungenen Spreizorgane
im Kopf des Werkzeuges
haben bei dieser Längung die Aufgabe, die
in Längsrichtung des Werkzeuges wirkenden Kräfte aufzufangen und eine Längsverschiebung
des gesamten Abbauwerkzeuges zu verhindern. Bei Anwendung des Verfahrens und des
Werkzeuges nach dem Erfindungsgedanken ist also während des Herauslösens des Minerals
keine besondere Abstützung vor der Abbaufront zum Auffangen der Reaktionskräfte
erforderlich.
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Das Öffnen der Spreizorgane kann durch Federn oder mechanisch durch
flüssige oder gasförmige Preßmittel, z. B. unter Verwendung radial angeordneter
kleiner Kolben, erfoligen. Das Längen des Abbauwerkzeuges nach erfolgtem Eintreiben
und Verspannen wird ebenfalls durch gasförmige oder flüssige Preßmittel bewerkstelligt.
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Um das sticheiförmige Abbauwerkzeug hinreichend tief in das zu lösende
Mineral eintreiben zu können, kann einerseits ein Druckzylinder verwendet oder andererseits
dem Hauptwerkzeug ein Bohrer- oder fräserartiges Hilfswerkzeug vorgeschaltet werden.
Sowohl der Druckzylinder als auch das umlaufende Hilfswerkzeug können ebenfalls
mittels flüssiger oder gasförmiger Preßmittel betrieben werden.
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Die Erfindung ist in den Fig. i bis 3 beispielhaft und schematisch
dargestellt. Das Abbauwerkzeug 7 ist mit der Kolbenstange :2 eines Druckzylinders
i (Fig. 3) verschraubt, die die Längsbohrung ig besitzt. In dem Abbauwerkzeug 7
ist der mit einer Spitze i i ausgerüstete, teilweise als Kolben ausgebildete Stößel
8 geführt. Wie aus Fig. i ersichtlich, ist sowohl mit dem Werkzeug 7 als auch mit
dem Stößel 8 je eine Gruppe von Spreizorganen 12' und 12" sowie 13' und 13" durch
Gelenke verbunden. Die Spreizorgane können durch den zentral angeordneten Kolben
io, durch den Konus 17 (Fig.2) oder durch radial angeordnete Kolben, ähnlich wie
in Fig. 3 dargestellt, ausgefahren werden. Bei Verwendung eines gasförmigen oder
flüssigen Preßmittels können diese durch die Längsbohrung 9 geleitet werden. Nach
erfolgter Betätigung der beiden Gruppen von Spreizorganen wird das Werkzeug zwischen
seinen Verspannungen durch Heraustreiben von 8 aus der Längsbohrung von 7 gelängt.
Die Axialkräfte werden hierbei von den im Kopf des Werkzeuges angeordneten Spreizorganen
12' und 12" aufgenommen.
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Soll das gesamte Abbauwerkzeug ohne Anwendung nennenswerter Kräfte
in die Abbaufront eingetrieben werden, so besteht die Möglichkeit, dem Abbauwerkzeug
ein angetriebenes Bohrer- oder fräserartiges Hilfswerkzeug 18 vorzuschalten, das
am Kopf ii befestigt wird. Auch dieses umlaufende Werkzeug kann durch gasförmige
oder flüssige Preßmittel - betrieben werden. Selbstverständlich können das Werkzeug
7 und der Stößel 8 zwecks Zuleitung von Preßmitteln auch mehrere Längsbohrungen
besitzen.
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Die schematische Darstellung nach Fig. 2 zeigt ein sticheiförmiges
Werkzeug 7, das nur mit einer Gruppe von Spreizorganen 12' und 12" ausgerüstet ist.
Das Spreizen erfolgt hier durch den Konus 17, der durch die Druckfeder 16 längs
verschoben wird. Auch hier trägt das Werkzeug 7 eine Längsbohrung 9. Durch die Mutter
14 wird das Werkzeug 7, das den Konus 15 trägt, mit der Kolbenstange 2 eines
Druckzylinders verbunden.
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Nach Fig. 3 ist auf die Kolbenstange 2 des Druckzylinders i ein weiterer
Druckzylinder 3, 4, 5 mit den spreizbaren Werkzeugen 6' und 6" so aufgesetzt, daß
deren Mittelachsen sich kreuzen. Dem Abbauwerkzeug nach Fig. 3 kann ebenfalls ein
mittels Preßmittel angetriebenes umlaufendes Bohrer- oder fräserartiges Werkzeug
18 vorgeschaltet werden. Nachdem dieses Werkzeug in das Mineral 2o eingedrungen
ist, können dann die Spreizorgane 6' und 6" im bereits beschriebenen Sinn betätigt
werden. Durch die Bohrung ig der Kolbenstange 2 können die Preßmittel sowohl dem
Druckzylinder als auch dem umlaufenden Werkzeug 18 (zugeführt werden. Die Kolbenstange
2 kann auch hier zwei Längskanäle besitzen. Die Arbeitsweise des Abbauwerkzeuges
nach Fig. 3 kann so erfolgen, daß nach erfolgter Betätigung der Spreizorgane 6'
und 6" die Kolbenstange 2 eine rückläufige Bewegung ausführt, wobei große Teile
des abzubauenden Minerals aus ihrem Verband herausgerissen werden.