DE2802943A1 - Radiales abbauverfahren zur gewinnung von mineralien - Google Patents

Description

Radiales Abbauverfahren zur Gewinnung von Mineralien

Die Erfindung betrifft ein radiales Abbauverfahren zur Gewinnung von Mineralien.

Es sind viele Verfahren bekannt, die sich mit dem Abbau bzw. der Gewinnung von Mineralien, beispielsweise Kohle, befassen. Für diese Verfahren sind komplizierte Abbaumaschinen und -vorrichtungen entwickelt worden, so beispielsweise kontinuierliche Grubenhobel, die ein kurzes Wandstück abschneiden, das gleich der Breite ihres schneidenden Zylinders oder ihrer Seitenwandschneider ist, die an der langen Wand vorrücken können. Das Liegende würde doch im allgemeinen mit Hilfe einer Pfeilermethode bearbeitet, oder es werden zunächst mit herkömmlichen Verfahren parallele, waagerechte Bohrungen vorgetrieben und breite Querschnitte mit Hilfe bekannter Verfahren zurückgeschnitten.

Es gibt eine ganze Reihe Bereiche, in denen sich diese Verfahrensweisen verbessern lassen. Ein solcher Bereich betrifft die grosse Länge der Förder- und Transporh/vege, die zurückgelegt werden müssen, um Materialien einzuführen und Minerale aus dem Abbaubereich zum Schacht der Grube zu transportieren.

Darüber hinaus ist festzustellen, dass der nationale Durchschnitt für die Gewinnung dieser Minerale zwischen 50 und 70 % des an Ort und Stelle vorhandenen Materials liegt, und dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren - und dies sei im Vorgriff auf die nachfolgend erläuterte Erfindungsaufgabe angeführt - nahezu 100 % gewonnen werden

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sollen. Die Ursache für die magere Ausbeute, die mit den herkömmlichen Verfahren erzielt wird, ist demnach darin zu sehen, dass das Material, das zurückgelassen wird, nur mit ausserordentlich hohem Kostenaufwand und/oder unter Lebensgefahr durch fallendes Hangende abgebaut werden kann.

Bei den herkömmlichen Verfahren und Systemen ist es ausserordentlich schwer und teuer, das Hangende in einem sicheren Zustand zu halten, so dass es nicht herabfällt und die in der Strecke arbeitenden Menschen tötet oder sie einschliesst. Demzufolge muss das Hangende solange, wie die Grube besteht, abgestützt werden, da die folgende Produktion durch Bereiche früherer Produktion hindurchgeführt wird.

Schliesslich sind auch noch andere Probleme vorhanden, die unter anderem die Wartung bzw. Instandhaltung des Hangenden, der Transporteinrichtung, der Transportstrecken, der elektrischen Energiezufuhr betreffen, ferner Probleme im Zusammenhang mit Wasser, Schiene, Gasbildung etc. Diese Wartung soll, wie im folgenden erläutert, erfindungsgemäss erheblich vereinfacht werden.

Die gewöhnlichen Bergbau- bzw. Abbauverfahren sind aufgrund der Staubbildung, spontaner Verbrennung, des Entstehens von toten Lufträumen, ferner aufgrund von verschlissenen, gebrochenen elektrischen Leitungen oder anderen elektrischen Ausrüstungen sehr feuergefährlich. Erfindungsgemäss wird auch dieser Gefahrenzustand dadurch beseitigt, dass das Ventilationssystem kurz und direkt ist und einen raschen und vollständigen Luftwechsel ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zum Abbau unterirdischer Mineralflöze zu schaffen, das mit möglichst

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kurzen Zugängen und Lief er- sowie Abgabeleitungen auskommt und eine vollständige Kontrolle aller Materialien und Ausrüstungsgegenstände ermöglicht. In diesem Zusammenhang soll ein Abbauverfahren oder Abbausystem geschaffen werden, bei dem Luft in einen oder mehrere herkömmliche senkrechte oder geneigte Abbaustrecken oder Bohrungen eingeleitet wenden kann, die tief in das Mineralflöz hineingeführt sind, wodurch die Luft radial entlang einem waagerechten Schacht zur Arbeitsfläche und zum ganzen in Frage kommenden Arbeitsbereich bis zu den gesetzten Grenzen ausströmen kann, und zwar in einem Radius R des ganzen Abbaubetriebsbereiches, und wobei dann die Luft durch einen separaten Kanal entlang der Rückseite eines elastischen Vorhangs zur Achse des Untertagebetriebs zurückströmen kann und durch denselben Schacht oder einen zweiten senkrechten Schacht, der von der Oberfläche aus niedergebracht ist, zur Oberfläche gelangt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass von der Oberfläche mehrere Zugangsschächte entweder senkrecht oder schräg in das Mineralflöz niedergebracht werden. Dieser Schacht ist gross genug, um Menschen und Ausrüstungsgegenstände nach unten zu befördern. Am Boden des ersten senkrechten Schachtes wird ein Arbeitsraum geschaffen, in dem Ausrüstungsgegenstände gesammelt werden können und von dem aus abgebaute Minerale kontinuierlich zur Oberfläche gefördert werden können. Ferner wird ein zweiter und/oder dritter Schacht gebohrt, durch den hindurch die verdrängte Luft aus der Grube entfernt wird, ferner Frischluft, die durch den Hauptschacht abwärts geleitet und in radialer Richtung entlang eines Arbeitsschachtes zum äusseren Randbereich der Arbeitszone gefördert wird.

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Mit dem Verfahren wird ein bestimmter Bereich des Mineralflozes bearbeitet, der kreisrund ist und einen gewählten Radius Rauf— weist, der hunderte oder tausende Meter betragen kann.

Ein erster Radialschacht wird von denn Arbeitsraum am Boden des ersten zentralen Vertikalschachtes in radialer Richtung bis zu einem gewählten Radius R nach aussen gebohrt, und zwar mit irgendeiner ausgesuchten Vorrichtung. Die Schachtdecke, also das Hangende, wird in herkömmlicher Weise abgestützt, vorzugsweise mit Hilfe hydraulischer Stempel, die in; dem MaSe gesetzt werden, wie der Schacht vorwartsgetrieben wird, wobei jenseits der Stempel Raum für Menschen und Ausrüstungen; verbleibt, die dorthin gebracht werden bzw. die Abbaufläche, also den Platz vor Ort, verlassen. Es werden geeignete Einrichtungen zum Transport der Materialstucke, beispielsweise Kohle, Gestein, Mineralerz etc. zurück in Richtung auf den Zentralschacht vorgesehen, so beispielsweise ein Förderband. Beim Schneiden des ersten Schachtes wird darauf geachtet, dass der Schacht in kleinen Winkeln A in der Einrichtung gedreht wird, beispielsweise im Gegenuhrzeigersirnrt, wobei die in Radialrichtung nach aussen weisetnde linke Wand beim Vortreiben der Abbauflache weggeschnitten wird. Die linke Wand wird eine lange Wand oder lange Frontwand, die ins mehr oder weniger herkömmlicher Weise des Langfrontabbaues oder durch Verwendung eines kontinuierlichen Abbaugerätes, das eine gewählte Schachtbreite schneidet, abgebaut wird. Das Abbaugerät wird dann im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn zum ersten Schacht und in einem Winkel A ausgerichtet und solange vorwartsgetrieben, bis die Breite des zweiten Schachtes gleich der Breite der Schneidvorrichtung ist. Sie wird dann parallel zu der linken bzw. vorhandenen oder ersten Wand des ersten Schachtes gelenkt, bis der Schnitt

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den Radius R verlässt. Der erste Schnitt kann aber auch beim Vorrücken vom Kontrollschacht auf dem Radius R erfolgen, während der zweite Schnitt bei der Rückkehr vom Radius R zur Mitte hin vorgenommen wird.

Des weiteren können die Stützen für das Hangende herkömmliche Balken oder Hölzer sein, und zwar in der Nähe des Zentralschachtes und von dort nach aussen bis zu einem Radius von mehreren hundert Metern, da in diesem Bereich das Vorrücken der Langfront sehr langsam erfolgt. In grösseren Abständen werden dann aufgrund des rascheren Vorwärtsschreitens der Front hydraulische Stützen for das Hangende mit sehr viel grösserem Wirkungsgrad eingesetzt.

In dem Maße, wie der kontinuierliche Abbau vorwärtsschreitet, werden, die hydraulischen Stützen für das Hangende oder Pfeiler verlängert, um den Bereich des Hangenden abzudecken, der von der Abbaumaschine freigegeben wird, und später werden dann die Stützen selbst in der erforderlichen Weise in Richtung auf die fortschreitende Langfront bewegt, so dass das Hangende, das von der kontinuierlichen Abbauvorrichtung freigegeben wird, kontinuierlich geschützt wird. Sobald also entsprechend die Langfront sich eine gewählte Strecke weiterbewegt hat, wird ein Teil des Hangenden des ersten Schachtes, der auch mit Stollen bezeichnet werden könnte, nicht mehr abgestützt und zum Zusammenbrechen und Einfallen gebracht.

Wenn die kontinuierliche Abbauvorrichtung den maximalen Radius R erreicht, wird sie in dem zweiten Schacht zur ersten Abfahrtsstelle zurückgeführt, wo sie ihren Winkel ändert und von neuern in Richtung dtes Winkels A radial ausgerichtet und solange vorwärtsgetrieben wird, bis ein dritter Schacht oder Stollen eingeschnitten ist, dessen Breite

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der der kontinuierlichen Schneidvorrichtung entspricht, wobei die Abbaumaschine wiederum so gedreht wird, dass sie parallel zur zweiten Fläche des zweiten Schachtes oder Stollens liegt, um sich daraufhin von neuem nach aussen bis zum Radius R vorwärtszubewegen, und so weiter. Es versteht sich, dass, sobald die Abbaumaschine den Radius R erreicht hat, sie die Langfront durch Rückschneiden in Richtung auf die Mitte vorwärtsbewegen kann.

Sobald ein durchgehender Sektor des auszuschneidenden zylindrischen Bereiches fertig ist, wird die kontinuierliche Abbauvorrichtung wieder zur Mitte des Arbeitsraumes zurückgeführt und unter einem neuen Winkel, der im Vergleich zur radialen Richtung des ersten Schachtes bzw. ersten Stollens 2A beträgt, ausgerichtet, worauf sie sich dann radial nach aussen vorwärtsbewegt und sich daraufhin parallel zur dritten Wand dreht und so weiter, wie oben beschrieben. Das wesentliche Merkmal dieser Arbeitsweise besteht darin, dass in dem Maße, wie die Abbaumaschine nach aussen wandert, die Stützen für das Hangende soweit verlängert werden, dass sie das Hangende bis zur neuen Langfrontoberfläche, die gerade entsteht, abdecken, und dass dann, wenn die kontinuierliche Abbaumaschine zu einer Zwischenstelle oder zum Ausgangspunkt zurückgebracht wird, die Stützen weiterbewegt werden, so dass sie den zweiten, dritten oder folgenden Stollen, der eingeschnitten worden ist, vollständig bedecken. Auf diese Weise sind vom Zentral schacht aus entlang der ganzen Abbaufläche bis zum Radius R und neben der vorwärtsrückenden kontinuierlichen Abbaumaschine ständig Stützen für das Hangende vorhanden. In dem Maße, wie die Abbaumaschine vorwärtsrückt, werden die Verlängerungen auf den Stützen für das Hangende ausgefahren, um das Hangende solange zu schützen und zu halten, bis der nächste Schnitt erfolgt. Auf diese Weise werden Menschen und Ausrüstungs-

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gegenstände jederzeit und in jedem Betriebsstadium durch Deckenstützen und saubere Frischluft geschützt.

Diese Verfahrensweise des Vorrückens der Schneideinrichtung, ferner des Verlängerns der Stützen für das Hangende und des Vorrückens dieser Stützen in Richtung auf die neue Wand, wenn die Schneidvorrichtung zurückgezogen wird, ist herkömmlicher Natur. Der wesentliche Gedanke des Erfindungsvorschlags ist darin zu sehen, dass die Langfront im wesentlichen eine lange radiale oder fast radiale Wand ist. Das eine Ende dieser Wand befindet sich immer am Zentral schacht, und daher muss Material nur über eine maximale Strecke R von der Abbaufläche zu der Stelle transportiert werden, an der es zur Oberfläche nach oben gefördert werden kann, so dass also die Mindestentfernung und der geringste Arbeitsaufwand erzielt werden.

Ein zweites wesentliches Merkmal ist darin zu sehen, dass hinter den Stützen oder Stempeln für das Hangende, d.h. also den Enden der Stempel, die entgegengesetzt zu demjenigen liegen, das verlängerbar ist, ein flexibler Vorhang oder ein Dichtungskörper angeordnet ist, der eine halbdichte Vorhangwand bildet, die ununterbrochen von dem zentralen Arbeitsraum und Schacht nach aussen zum Radius R verläuft. Diese Wand trennt den Arbeitsschachtbereich von dem vorher bearbeiteten Schachtbereich dicht ab, in dem das Hangende einstürzt.

Diese radiale Vorhangwand wirkt nun wie eine Trennwand zwischen der Frischluft, die im Zentralschacht nach unten gesaugt oder gepresst wird. Die Frischluft bewegt sich in radialer Richtung durch den letzten eingeschnittenen Schacht bzw. eingeschnittenen Stollen

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nach aussen zur Abbaufläche, nimmt den ganzen Staub und die Verunreinigungen der Luft auf und transportiert sie nach aussen zur am Radius R befindlichen Aussenwand, rund um den letzten Stempel herum, der eine Abstützung für das Hangende bildet, welche von der Aussenwand entfernt ist, so dass die Luft um den letzten Stempel herum und zurück hinter die Vorhangwand zur Mitte des Arbeitsbereiches strömen kann und dann durch einen zweiten Schacht zur Oberfläche gelangt. Die Luft lässt sich im zentralen Schacht abwärts drücken oder durch Vakuumwirkung durch den zweiten Schacht absaugen. Beide Möglichkeiten sind zufriedenstellend.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen herkömmlichen Kurzfrontabbau,

Fig. 2 eine waagerechte Draufsicht des Abbaubereiches zur Verdeutlichung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 3 und 4 die Art und Weise, in der hydraulische Stempel Verwendung finden, und

Fig. 5 und 6 die Art und Weise, in der der Abbau an der radialen Langfront in einem kontinuierlichen Schneidverfahren durchgeführt wird.

In Fig. 1 ist ein bekanntes Abbauverfahren dargestellt, mit dem eine grosse Untertagefläche eines Mineralflözes abgebaut wird und das Kurzfrontverfahren oder Raum- und Säulenverfahren genannt wird.

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Hierbei sind mehrere Fahrbahnen in Längsrichtung und Querrichtung vorhanden, die Platz für eine Vielzahl von Stützen oder Stempeln schaffen, mit denen das Hangende abgestützt wird, um einen sicheren Arbeitsraum entlang der Fahrstrassen zu schaffen, während ein grosser Bereich 20 durch vollständigen Abbau ausgeräumt wird und dadurch ein Raum 21 entsteht, bei dem das Gestein des Hangenden zusammenstürzt. Der Raum wird entlang einer kurzen Front 12 mit Hilfe herkömmlicher Techniken abgebaut, wobei eine kontinuierliche Abbau vor richtung 16 sich entlang der kurzen Front 12 vorwärtsbewegt. Das Bezugszeichen 18 zeigt mehrere hydraulische Stempel an, die in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschrieben werden und die das Hangende neben der Wand 12 abstützen sowie den frischen Teil der Wand oder Front 12* .

Bei der bekannten Verfahrensweise werden Berg bau maschinen eingesetzt, so beispielsweise die kontinuierlich arbeitende Abbaumaschine 16 und die hydraulischen Stempel 18 und andere Vorrichtungen, so beispielsweise Bandförderer und andere nicht dargestellte Ausrüstungselemente.

In Fig. 2 ist die allgemeine Verfahrensweise dargestellt, mit der gemäss der Erfindung ein Mineralflöz oder Mineralader unter Tage abgebaut wird. Zu dieser Verfahrensweise gehört, dass zunächst ein senkrechter oder schräg verlaufender Schacht 40 von der Erdoberfläche aus bis zur Tiefe des mehr oder weniger waagerecht liegenden Mineralflözes niedergebracht wird. Es ist beabsichtigt, eine kreisrunde Platte oder Tafel aus Mineral mit einem Radius R, der viele hundert Meter betragen kann, in Form eines Zylinders mit der Wand 49 zu entfernen, wodurch ein Raum des Bereiches 45 gebildet wird, aus dem Mineral entfernt werden soll. Der Schacht 40 ist gross genug,

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um Menschen und Ausrüstungsgegenstände nach unten zu bringen. Die Ausrüstungsgegenstände können in nicht zusammengebautem Zustand nach unten gebracht und im Werkraum 42 zusammengesetzt werden, der am Boden des ersten Zentralschachtes 40 entsteht.

Vom Zentralschacht 40 aus oder vom zentralen Arbeitsraum 42 aus wird dann ein erster waagerechter, radialer Stollen 60 in Radialrichtung nach aussen bis zum Radius R und der Wand 49, die die Arbeitsbereichsgrenze bildet, aufgefahren. Dieser radiale Stollen lässt sich durch irgendeine gewählte herkömmliche Verfahrensweise einschneiden, wobei auch der Arbeitsbereich und Raum zur Bewegung von Menschen und Material geschaffen wird. Beim Einschneiden entsteht eine Langfront 102, die vom Zentral schacht 40 aus bis zur Wand 49 im wesentlichen radial verläuft. Sobald die erste Langfront geschaffen ist und die Stempel 89 gesetzt worden sind, wird mit einer zweiten radialen Front 41 unter einem Winkel A im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn, wie aus der Zeichnung ersichtlich, von der ersten Langfront 102 aus begonnen.

Eine kontinuierliche Abbaumaschine 66 herkömmlicher Konstruktion weist einen langen Schneidzylinder auf, der im allgemeinen etwa 2,5 bis 3,5 m breit ist, so dass sie bei ihrem Vorrücken die Wand 2,7 bis 3,6 m vorwärtsbewegt und dabei eine ausreichende Höhe herstellt, so dass ein Hangendes 84 und ein Liegendes 86 (Fig. 3) geschaffen werden, von denen hier angenommen wird, dass sie den oberen und unteren Grenzflächen des Mineralflözes entsprechen und/ oder eine ausreichende Höhe für Menschen und Maschinen bilden.

Die kontinuierliche Abbaumaschine, die allgemein mit 66 bezeichnet ist, beginnt ihren Betrieb am zentralen Arbeitsraum und bewegt sich

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entlang einer radialen Linie 91 soweit nach aussen, bis die Abbaufläche 68 damit beginnt, die innerste Front 102 zu verlassen. Mit anderen Worten, die zweite Front wird nunmehr um die Breite der Abbaumaschine 66 und der kurzen Front 68 vorgeschoben. Die Richtung der Abbaumaschine 66 wird dann parallel zur ersten Front 102 gedreht, und wenn die Abbaumaschine sich nach aussen bewegt, erzeugt sie eine zweite Front 104, die gestrichelt dargestellt ist.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Schnittansicht des Grubenstollens gezeigt, aus der ein Hangendes 84, ein Liegendes 76 und eine erste Front 102 ersichtlich sind. Ein allgemein mit 89 bezeichneter Grubenstempel weist einen Grundkörper 80 auf, der auf dem Hangenden ruht, und hat vier senkrechte Zylinder, die in einem Rechteck angeordnet sind und ein starres Gebilde tragen, das mit 83 und 85 bezeichnet ist. 83 ist ein Hydraulikzylinder, der mit Kolben 90 versehen ist, die in der in Fig. 4 gezeigten Weise ausgefahren werden können. Bei normalem Betrieb wird der senkrechte Zylinder 94 in die Horizontallage bis zum Teil 83 angehoben.

Die gestrichelte senkrechte Linie 104'stellt in Fig. 4 die Front 102 von Fig. 3 dar. Mit anderen Worten, wenn Fig. 3 den ersten Schacht 60 zeigt, dann ist die erste Front 102 in der mit gestrichelten Linien gezeigten Stellung 104'. Wenn sich nun die kontinuierliche Abbaumaschine nach links bewegt und die Breite des gesamten Stollens 1 und 2 vergrössert, wird der verlängerbare Teil 90 der Stempel ausgefahren, wie in Fig. 4 gezeigt, so dass das Hangende bis zur Linie 104 oder 65 in ihrer Nähe oder soweit wie möglich bis zur neuen Front 104 abgestützt wird.

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Die ausgefahrene Position vom Bodenkörper 80 aus bis zur Wand ist dann grosser als die Breite des kontinuierlichen Abbauzylinders, so dass die Abbauvorrichtung durch die zwischen der Front 104 und dem Bodenkörper 80 des Stempels 89 vorhandene Öffnung gezogen werden kann.

Mit anderen Worten, sobald die Abbaumaschine parallel zur Front 102 abgelenkt wird, erzeugt sie eine neue Langfront 104, der die Breite des Schneidzylinders gegenüberliegt, und sobald sich dieser nach aussen bewegt, werden die Stempel ausgefahren, um das neue entstandene Hangende abzustützen, bis die Abbaumaschine die Wand 49 erreicht.

An dieser Stelle wird die Maschine entlang der zweiten Strecke 62 bis zur ersten Ablenkstelle zurückgezogen, an der sie ihre durch den Winkel A gekennzeichnete Bewegungsrichtung verlassen hat, um parallel zur ersten Front 102 zu laufen. Es versteht sich, dass die kontinuierliche Abbaumaschine genauso gut die sich radial nach innen bewegende Fläche wie die sich nach aussen bewegende bearbeiten kann.

Beim nächsten Schnitt bewegt sich die kontinuierliche Abbaumaschine 66 parallel zu der Front unter einem Winkel A nach aussen und schneidet eine vollständig radiale Front bis zur Grenze 49 aus. Nunmehr ist eine neue radiale Front zur Wand vorhanden, und die Schneidvorrichtung oder Abbaumaschine wird zum zentralen Arbeitsraum zurückgebracht, und der Abbau wird auf einer neuen Linie unter einem Winkel in Gang gesetzt, der das Doppelte des Winkels A beträgt, und zwar von der ursprünglichen radialen Linie 102 aus, längs der ein erster Stollen ausgefahren wurde. Der Abbau wird dann in der

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oben beschriebenen Weise durchgeführt.

Aufgrund des für die Zeichnung verwendeten Maßstabs scheint es, dass die zweite Front 104 im wesentlichen der radialen Richtung unter dem Winkel A entspricht. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Wie aus Fig. 2 entnommen werden kann, könnten dann, wenn der Winkel A^J sehr viel grosser wäre als der beispielsweise in dem Sektor zwischen den radialen Linien 110 und 112 befindliche, erheblich mehr parallele Strecken 62A, 62B, 62C, 62D usw. aufgefahren werden.

Es soll nicht versucht werden, die Vielfalt der geometrischen Muster oder Richtungen (rechts oder links) oder Schneid richtung en (auswärts oder einwärts), die hier gewählt werden können, zu beschränken. Wichtig ist, dass eine im wesentlichen radiale Längsfront vorhanden ist, die vom Zentralschacht in der Mitte 40 und dem Werkraum 42 ausgeht und sich nach aussen bis zur Aussenwand 49 mit denn Radius R erstreckt. Diese Wand oder Front kann im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn vorwärtsgetrieben werden, wie dies durch den Pfeil 64 dargestellt ist, oder in irgendeiner beliebigen Weise, so beispielsweise durch die Langfrontabbautechnik, die Kurzfrontabbautechnik oder durch andere moderne Schneid- bzw. Hobeltechniken.

In Fig. 2 ist ferner eine Linie 58 eingezeichnet, die sich in den Fig. 3 und 4 unter dem schützenden Hangenden der Stempel befindet und dort mit 86 bezeichnet ist, welche den flexiblen Vorhang darstellt, der den Arbeitsraum unter den Stempeln von dem ausgebauten oder ausgeräumten Raum jenseits der Stempel trennt, der sich zwischen den Stempeln und dem eingefallenen Hangenden befindet

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und mit 56 bezeichnet ist. Der Bereich zwischen 56 und 58 ist der abgebaute oder ausgeräumte Bereich, der oftmals mit COB bezeichnet wird. Das Material 45 rechts von der Linie 56 ist die jungfräuliche oder neue Materialwand des ursprünglichen Radialschnittes .

Im Arbeitsraum 42 befindet sich eine zylindrische Wand 44, die ein Mauerwerk sein kann oder aus einem anderen bewährten Material besteht, das vom Boden bis zur Decke reicht und in dem sich eine Öffnung 43 befindet, die den Arbeitsstrecken 60 und 62 etc. zugewendet ist. Die zylindrische Wand 44 weist einen Flügel 48 auf, der gegen die Wand 42 des Werkraums abgedichtet ist, oder einen anderen Flügel 50, der mit dem unter den Stempeln hängenden Vorhang, welcher durch die Linie 58 gekennzeichnet ist, in Verbindung steht. Somit strömt Luft, die im Schacht 40 gemäss den Pfeilen 41 nach unten gelangt oder sich in Richtung auf die Wand 49 nach aussen bewegt, rund um den letzten Stempel in der Nähe der äusseren Wand 49 und kehrt gemäss den Pfeilen 52 in den Raum zwischen dem flexiblen Vorhang 58 und dem herabgefallenen Gestein 56 zurück, der mit der ersten Strecke bis zum Radius R ausgeräumt oder abgebaut worden ist. Der mit 52 gekennzeichnete Luftstrom bewegt sich in den Ringraum 51 hinein, der zwischen der Aussenwand 42 des Arbeitsraumes und der Wand 44 vorhanden ist und zieht dann durch den zweiten senkrechten Schacht 46 nach oben zur Oberfläche. Dieser Frischluftstrom 41 wird zur Abbaufläche hingedrückt und an ihr vorbeigeführt und gelangt auf diese Weise bis zum Radius R der Wand 49 nach aussen und bewegt sich dann hinter dem Vorhang 58 zum zweiten senkrechten Schacht 46 und durch diesen hindurch zur Oberfläche zurück, wobei er durch herkömmliche Verfahren entweder getrieben oder gesaugt werden kann. Diese Saugwirkung oder Druckkraft oder beides veran-

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lasst die Frischluft, sich in die Grube hineinzubewegen und die Abbaufläche mit Frischluft zu bespülen, wobei Schmutzstoffe und Staub sowie Gas nach aussen zur Wand 49 transportiert werden und von dort zur Oberfläche zurückgelangen, und zwar über die durch die Wände 58 und 56 begrenzten Strecken und durch den senkrechten Schacht nach oben.

Die Fig. 5 und 6 zeigen, wie die Langfront 102 zur Bilden einer verschobenen oder versetzten Langfront 104 eingeschnitten wird, und zwar durch die Vorwärtsbewegung der kontinuierlichen Abbaumaschine 62, die unter Anwendung bekannter Abbautechniken eine rotierende Schneidtrommel aufweist, welche sich aus der Schneidstellung am Boden bis zu der Stellung anheben bzw. absenken lässt, in der die Decke oder das Hangende abgebaut werden, und die sich entlang einer kurzen Räche 68 gemäss den Pfeilen 63 nach aussen bewegt.

Wenn sich die Abbaumaschine nach aussen bewegt, werden die Stempel ausgefahren, wie dies durch die Verlängerung der Stössel 90 dargestellt ist, und die Stempel werden ausserdem in dem erforderlichen Ausmaß zur Seite bewegt, um das Hangende, das beim Vorbeigang der Abbaumaschine freigelegt wird, vollständig abzudecken.

Das abgebaute oder abgeschnittene Mineral lässt sich mit Hilfe eines Fördersystems, das schematisch mit 88 bezeichnet ist und auf dem Grundkörper 80 des Stempels getragen wird, wegtransportieren, wie dies in Fig. 5 in gestrichelten Linien dargestellt ist.

Der kontinuierliche Vorhang 86 ist in Fig. 5 und 6 mit einem zusätzlichen flexiblen Vorhang 87 gezeigt, welcher zwischen den Stempeln

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so angeordnet ist, dass selbst dann, wenn diese in bezug aufeinander seitlich bewegt werden, eine kontinuierliche Trennwand zwischen dem Raum auf der Vorderseite der Wand und dem Raum auf der Rückseite der Wand gebildet wird.

Im obigen ist eine neuartige Verfahrensweise zum Abbau grosser unterirdischer Mineralflöze beschrieben worden, die verschiedene wesentliche Vorteile mit sich bringt. Zunächst wird eine kreisförmige Abbaumethode für eine Fläche gewünschter Grosse geschaffen. Der Zugang zu dem Arbeitsbereich erfolgt mit Hilfe eines herkömmlichen zentralen Schachtes, in dem Menschen, Materialien und Frischluft befördert werden können. Ausgehend mit einer ersten radialen Arbeitsstrecke, die mit irgendeinem herkömmlichen Verfahren aufgefahren wird, wird eine Längsfront geschaffen, die im wesentlichen in radialer Richtung verläuft und im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn vorwärtsgetrieben wird. Stützen für das Hangende sind vorzugsweise hydraulische Stempel, die aufeinanderfolgend hinter einer kontinuierlichen Abbaumaschine angeordnet und in dem notwendigen Maße verlängert bzw. ausgefahren werden, um das neu freigelegte Hangende abzudecken bzw. abzustützen. Wenn die kontinuierliche Langfront vorrückt, wird die kontinuierlich arbeitende Abbaumaschine zurückgebracht oder schneidet die Wand zurück, und der neue Winkel wird so eingestellt, dass die Wand oder Front mehr oder weniger kontinuierlich in radialer Richtung vorwärtswandert, bis ein vollständig kreisrunder Wanddurchgang ausgeschnitten bzw. ausgebaut worden ist.

In dem Maße, in dem die Wand oder Front vorrückt, werden die Stempel, die das Hangende abstützen, vorwärtsbewegt, und das nicht abgestützte Hangende wird dann zwangsweise zum Einsturz

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gebracht oder stürzt von selbst ein. Das herabfallende Material des Hangenden füllt den abgebauten oder ausgeräumten Raum aus. Wenn ein vollständiger Durchgang abgeschlossen ist oder die Abbaufläche eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat, ist der ganze zylindrische Bereich bzw. Raum abgebaut,und die Ausrüstung lässt sich durch den zentralen Schacht oder die Schächte an die Oberfläche zurückholen.

Diese Verfahrensweise bei unter Tage erfolgendem Abbau von Mineralien hat die folgenden Vorteile:

1. Die in der Strecke arbeitenden Bergleute werden nicht den Gefahren ausgesetzt, die einbrechendes Deckgestein oder herabfallendes Hangendes mit sich bringen;

2. Frischluft wird der gesamten Grube zugeführt und nicht nur ausgewählten Grubenräumen;

3. Das Material wird beinahe 100 %ig abgebaut bzw. geborgen oder wiedergewonnen;

4. Es werden die kürzest meg liehen Wege für die Zufuhr und Abgabe von Materialien, Ausrüstungsgegenständen, Energie, Dienstleistungen, Personen etc. erhalten;

5. Alle Betriebsvorgänge werden ständig und kontinuierlich kontrolliert;

6. Der Wartungsaufwand wird vermindert;

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7. Die Sicherheit wird erhöht, da keine Spannungsschnittpunkte vorhanden sind, kein Feuer auftritt, die erforderliche Abstützung des Hangenden minimal ist etc.j

8. Das Flöz oder die Ader kann in grösseren Neigungen abgebaut werden als mit anderen Verfahren.

Die Länge des Weges, der für den Transport von Material und Menschen vom Hauptschacht der Grube bis zur Abbaufläche zurückgelegt werden muss, wird ganz erheblich reduziert, wodurch auch Einsparungen an Teilen, an Materialtransportkosten und an Kosten für die erforderlichen Dienstleistungen erreicht werden.

Ein weiterer erheblicher Vorteil ist durch die Tatsache geboten, dass saubere frische Luft, die durch den Zentralschacht oder die Schächte abwärtswandert, sich in Radial richtung durch die Strecke, an der die Abbaufläche vorwärtsgetrieben wird, bewegen kann und dadurch dem Arbeitsbereich unmittelbar zuführbar ist und darüber hinaus auch Staub und Schmutz in radialer Richtung nach aussen bis zur kreisrunden Wandung transportieren kann und dann zurück hinter die Stempel und den flexiblen Vorhang zu einem zweiten senkrechten Schacht und auf diese Weise zur Atmosphäre.

Es versteht sich, dass das "radiale" Muster des Abbauvorganges variabel ist und in diesem Zusammenhang von schmalen Stücken, die Tortenstücken gleichen, bis zu "Radial plus Parallel"-Mustern der oben beschriebenen Art geändert werden kann. Der wesentliche Faktor ist der, dass die Langfront an dem Zentralschacht beginnt und entlang der äusseren kreisrunden Wandung endet. Die besondere Form der Bahn der Abbaufläche ist nicht ausschlaggebend, wobei

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- 24 jedoch eine gerade Wand oder Front bevorzugt wird.

Selbst dann, wenn die untere Grenzfläche des Mineralflözes nicht genau horizontal verläuft, würde die radiale Strecke der Neigung des Bodens des Flözes bzw. der Ader folgen können.

Das Vorhandensein des radialen, flexiblen Vorhangs oder der flexiblen Verschlusswand ist insofern von Bedeutung, als dieser Vorhang ein optimales Mittel darstellt, um einen kontinuierlichen Frischluftstrom zum gesamten Arbeitsbereich zu erzeugen, während verbrauchte Luft mit ihrem Staub und Gas über einen separaten Weg zu einem zweiten zentralen Schacht wegtransportiert werden kann, um später behandelt und in die Atmosphäre abgelassen zu werden.

Es ist daher vorteilhaft, die Verschlusswand bzw. den flexiblen Vorhang unter den das Hangende abstützenden Stempeln anzuordnen, wenn diese aufgestellt werden, während die erste radiale Strecke aufgefahren wird. Mit anderen Worten, wenn die Strecke verlängert wird und zusätzliche Stützen für das Hangende eingebaut werden, wird die Verschlusswand ebenfalls verlängert. Auf diese Weise arbeitet die Bedienungsmannschaft der Abbauvorrichtung ständig in der zugeführten Frischluft.

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Claims (10)

PATENTANSPRUCH E

1. Verfahren zum Abbau von Mineralflözen im Untertagebetrieb zur vollständigen Beseitigung des Minerals in einem gewählten runden Bereich, wobei die Transportwege für die Zufuhr von Menschen und Material in die Grube und ihre Entfernung aus der Grube auf ein Mindestmaß beschränkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster zentraler, vertikaler oder geneigter Schacht grossen Durchmessers an einer gewählten Stelle auf der Erdoberfläche bis zu dem gewählten Mineralflöz niedergebracht wird, dass dieser Schacht an seinem Boden bis zu einem bestimmten Radius vergrössert wird, um einen Arbeitsraum zu schaffen, dass wenigstens ein zweiter zentraler Schacht, der einen kleinen Durchmesser aufweist, parallel zu dem ersten Schacht neben dem Arbeitsraum niedergebracht wird, dass von dem Arbeitsraum aus bis zu einem gewählten Radius R mit Hilfe eines herkömmlichen Verfahrens eine erste radiale Strecke aufgefahren wird, wobei bewegliche Stützen für das Hangende Verwendung finden, die in aufeinanderfolgenden radialen Abständen vom Arbeitsraum ausgehend angeordnet werden und deren Verlängerungen gegen die erste

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Postscheck München Nr. 163397-802

Front auf einer ersten Seite der ersten radialen Strecke gerichtet werden, dass nach Vollendung der ersten radialen Strecke unter Verwendung einer kontinuierlichen Abbaumethode unter einem gewählten Winkel A zur Achse der ersten radialen Strecke auf der genannten ersten Seite dieser ersten Strecke eine zweite radiale Strecke aufgefahren wird, wobei in dem Maße, wie sich die kontinuierliche Abbaumaschine radial nach aussen bewegt, der ausfahrbare Teil der Stempel aufeinanderfolgend zur Abstützung des neu erschlossenen Bereiches des Hangenden ausgefahren wird, und dass dann, wenn die zweite radiale Strecke einen ersten Ablenkpunkt erreicht, in dem die zweite Strecke breiter wird als die Schneidvorrichtung der kontinuierlichen Abbaumaschine breit ist, die Vorschubrichtung der Abbaumaschine in einer Richtung geändert wird, die parallel zu derjenigen der ersten Strecke verläuft, wobei die erste Front die erste Strecke um die Breite der Schneidvorrichtung vorrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschlusswand aus einem flexiblen Vorhang oder einer Luftdichtung unter der Abstützung für das Hangende entlang den Enden der Stempel vorgesehen wird, die dem ausfahrbaren Teil gegenüberliegen, dass die Verschlusswand vom Arbeitsraum im wesentlichen in radialer Richtung verläuft, dass innerhalb des Arbeitsraumes ein Gehäuse geschaffen wird, das im wesentlichen eine kreisrunde Wand mit einer Öffnung aufweist, die in die erste und die zweite Strecke führt, dass die eine Seite der Öffnung in radialer Richtung in die Verschlusswand übergeht, und dass Frischluft im ersten Schacht nach unten in das Innere des Gehäuses des Arbeitsraumes gepresst wird und im wesentlichen radial nach aussen durch die erste und die zweite radiale Strecke auf einer ersten oder Arbeitsseite der Verschlusswand

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bis zum Ende der radialen Strecken strömt, um das Ende der Verschlusswand herumströmt und dann in radialer Richtung zum zweiten zentralen Schacht zur Erdoberfläche zurückströmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die kontinuierliche Abbaumaschine den Radius R in der zweiten Strecke erreicht, die Maschine durch die zweite Strecke zum ersten Ablenkungspunkt zurückgebracht wird, dass die ausgefahrenen Teile der hydraulischen Stempel danach eingezogen werden und die Stempel aufeinanderfolgend rund um den Umfang in der ersten Richtung in die zweite Strecke hineinbewegt werden, wodurch das Hangende der ersten Strecke im äusseren Bereich nicht mehr abgestützt ist und zusammenfällt und auf d&r Aussenseite der Verschlusswand ein grösserer Platz für den Durchgang und die Rückkehr der Luft zum zweiten zentralen Schacht geschaffen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Abbaumaschine entlang dem Radius unter einem Winkel A wieder neu ausgerichtet wird, um eine dritte Strecke aufzufahren, und dass dann, wenn die dritte Strecke den Radius des zweiten Ablenkungspunktes erreicht und sich auf die Breite der Schneidvorrichtung der Abbaumaschine erweitert und die erste Wand der zweiten Strecke weggeschnitten wird, die kontinuierliche Abbaumaschine parallel zu der zweiten Strecke ausgerichtet wird und bis zu r Aussenwand am Radius R weiterläuft.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Anspruch 3 gekennzeichneten Verfahrensschritte bis zur Erreichung des zweiten Ablenkungspunktes wiederholt werden.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die kontinuierliche Abbaumaschine einen Radius R in der dritten Strecke erreicht, die Maschine durch diese dritte Strecke hindurch, ferner durch einen Teil der zweiten Strecke und einen Teil der ersten Strecke bis zum Arbeitsraum zurückgeführt wird, dass dann, wenn die kontinuierliche Abbaunnaschine zurückgeführt wird, die ausgefahrenen Teile der Stempel eingezogen und die Stempel aufeinanderfolgend rund um den Umfang in der ersten Richtung in die dritte Strecke bewegt werden, um vom Arbeitsraum aus über einen Teil der ersten und der zweiten Strecke sowie der dritten Strecke eine durchgehende geschützte Abbaustrecke zu schaffen, dass die Abbaumaschine in radialer Richtung um einen Winkel 2A zur Richtung der ersten Strecke solange vorwärtsbewegt wird, bis die Streckenbreite gleich der Breite der Schneidvorrichtung ist, und dass danach der Vorschub so erfolgt, dass die erste Wand oder Front der ersten, zweiten und dritten Strecken weggeschnitten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die kontinuierliche Abbaumaschine eine gewählte Strecke in der ersten Richtung zum Radius R der vorrückenden Abbaufläche vorgetrieben worden ist, die kurze Wandfläche abgeschnitten wird, wenn die Abbaumaschine in radialer Richtung nach innen gegen den zentralen Schacht vorrückt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Strecke durch Bohren aufgefahren wird, wobei ihr Boden im wesentlichen mit dem Boden des Mineralflözes zusammenfällt.

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9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einen flexiblen Vorhang bildende Verschlusswand in zunehmendem Maße nach aussen getragen wird, wenn die erste radiale Strecke aufgefahren wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter die Stützen des Hangenden, wenn die Strecke aufgefahren wird, eine einen flexiblen Vorhang bildende Verschlusswand gehängt wird, und dass Frischluft im ersten Schacht nach unten gedrückt und zwischen die Abbaufläche und die Verschlusswand nach aussen geführt wird, um das Ende der Verschlusswand herumgeleitet wird und hinter der Verschlusswand zum zweiten zentralen Schacht und durch diesen hindurch zur Erdoberfläche zurückgeleitet wird.

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