Seit 1941 entwickeln und bauen wir Strebbauhobel – inzwischen hat sich einiges verändert. Durch die technischen Fortschritte seit 1990 konnte das Hobeln erneut als bevorzugte Strebbaumethode für Flöze unter 1,8 m (70") etabliert werden. Cat®-Hobel bieten weltweit führende Merkmale, die andere Hersteller nicht bieten können. Die Betriebskosten sind beim Abbau dünner und mittlerer Flöze weit günstiger als die von Walzenladern. Ihre Zuverlässigkeit, ihre hohe Produktivität und die Möglichkeit zum Abbau innerhalb des Flözes machen sie zur idealen Wahl für den Strebbau mittlerer und dünner Flöze.
Weltweit führende Merkmale
Cat-Hobel bieten weltweit führende Merkmale, die andere Hersteller nicht bieten können. Die Kosten pro Tonne (US-Tonne) sind beim Abbau dünner und mittlerer Flöze weit günstiger als die von Walzenladern. Diese Strebbausysteme für mittlere und dünne Flöze, z. B. das Gleithobelsystem GH1600, sind zuverlässig und hochproduktiv.
So funktioniert es
Das Hobelprinzip ist einfach: Ein Hobelkörper aus Stahlguss, der mit Meißeln versehen ist, wird von an den Strebenden angeordneten Antrieben mit einer Endlosschleifenkette entlang des Strebförderers von einer Seite des Strebs zur anderen Seite gezogen. Die Schnitttiefe wird elektronisch durch Vorschieben des AFCs in voreingestellten Schritten in Richtung der Kohlenfront gesteuert, nachdem der Hobel diese Stelle passiert hat.
Höhenverstellbar
Die Höhe des Hobelaufbaus ist innerhalb eines bestimmten Bereichs einfach und vollständig verstellbar, so dass sichergestellt ist, dass nur Kohle abgebaut wird. Die Höhe des Hobelaufbaus kann durch den Ein- und Ausbau zusätzlicher Einsatzblöcke auch in größeren Schritten angepasst werden. Beide Einstellungen können schnell und einfach von der Versatzseite aus vorgenommen werden.
Fernsteuerung
Im Streb selbst ist kein Hobelfahrer erforderlich. Der Betrieb kann von einem zentralen Steuerstand entweder unter Tage, z. B. in der Abbaubegleitstrecke in der Nähe des Hauptantriebs, oder von über Tage gesteuert werden, damit die Hobelfahrer in einer schmutz- und staubfreien Umgebung arbeiten können. Die Auslegersteuerung auf der Versatzseite der Hobelrinne ermöglicht die vertikale Niveauregulierung. Die Lenkung erfolgt normalerweise manuell, kann aber auch automatisiert werden. Die Schilde werden so positioniert, dass sie der Geologie des Strebbaus entsprechen. Normalerweise werden sie automatisch mit dem Abbaufortschritt des Hobels vorgerückt.
Bevorzugtes System
Die Gewinnungsleistung von Hobeln hat sich im Vergleich mit Walzenladern im Laufe der Jahre kontinuierlich erhöht. Für Flöze mit einer durchschnittlichen Höhe von weniger als 1,8 m (70") sind Hobel jetzt das bevorzugte System für den Strebbau. Der GH1600 kann jedoch Flöze bis zu 2,5 m (98,4") bewältigen. Bei Flözen mit einer durchschnittlichen Höhe zwischen 1,8 und 2,3 m (90,5") hängt die Entscheidung zwischen Hobel und Walzenlader von den geologischen Bedingungen ab.
Die Hobelführung ist gegossen, um den hohen Reaktionskräften der leistungsfähigen Antriebe widerstehen zu können. Die Hobelführung ist so ausgelegt, dass minimale Reibung zwischen der Hobelführung und der Hobelkette entsteht. Die Klappen innerhalb der Hobelführung (an jeder zweiten Wanne) können für den schnellen und einfachen Zugang zu den oberen und unteren Ketten geöffnet werden. Die Wannenverbinder auf der Versatz- und der Strebseite bieten eine Bruchfestigkeit von 3600 kN (400 US-Tonnen), wenn die für die Verwendung in Verbindung mit diesem System geänderte spezielle PF4-Hobelwanne verwendet wird.
Normalerweise wird der an der Bodenkette befestigte einzelne Gleithobelaufbau verwendet. Alle Kontaktstellen zwischen Hobelaufbau und Hobelführung sind als Verschleißteile konzipiert.
Höhenverstellung
Durch die Modulbauweise kann die Höhe des Hobelkörpers durch einfaches Einsetzen bzw. Entfernen von Einsatzblöcken mit einer Höhe von jeweils 265 mm (10") angepasst werden. Der Hobelkörper kann auch durch eine in den Hobelkörper eingebaute Meißelsäule mit einer stufenlosen Höhenverstellung an kleinere Veränderungen der Flözmächtigkeit angepasst werden. Die Meißelsäule enthält die oberen Meißel des Hobels und kann mit einem von der Versatzseite zugänglichen Schneckenantrieb stufenlos um bis zu 300 mm (12") angehoben bzw. abgesenkt werden.
Stoßdämpfer
Caterpillar hat einen innovativen Stoßdämpfer für den zusätzlichen Schutz von Hobel und Kette entwickelt, den sog. Dämpfungsschlitten. Die im Dämpfungsschlitten des Hobels angebrachte elastische Kupplung enthält Elastomere, deren Eigenschaften die auf die Kette wirkenden Spitzenkräfte reduzieren. Dies führt zu einem gleichmäßigeren Hobelbetrieb, wodurch die Belastung der Hobelkette, der Hobelverbinder und der Antriebe minimiert und so deren effektive Nutzungsdauer verlängert wird.
Vorteile
- Verringerung des Verschleißes von Hobel, Antrieben und Kette
- Verlängerung der Gesamtnutzungsdauer durch gleichmäßigeren Hobelbetrieb
Eine effektive Hobelniveauregulierung ist notwendig, um die Wellungen im Kohleflöz bewältigen zu können. Durch die Verfolgung des Kohleflözes wird das Risiko des Schneidens in benachbarte Gesteinsschichten minimiert, wodurch die entsprechenden Vorbereitungskosten, der Schneidwerkzeugverbrauch (Bohrerspitze) und die Leistungsaufnahme verringert werden und gleichzeitig die Flözwiederherstellung maximiert wird. Caterpillar hat ein Abstützpratzen-Lenksystem für die vertikale Niveauregulierung mit Hydraulikzylindern zwischen der Versatzseite des AFC und der Relaisschiene des Schilds entwickelt. Wenn der Zylinder ausgefahren wird, erfolgt eine nach unten gerichtete Bewegung in Schneidrichtung des Hobels. Wenn der Zylinder eingefahren wird, erfolgt eine nach oben gerichtete Bewegung des Hobels. Die Lenkzylinder können manuell oder automatisch über das elektrohydraulische Steuersystem Cat PMC-R gesteuert werden. Ein aus zwischen dem Strebförderer und den Schilden an den Strebenden installierten Zylindern bestehendes Blockverankerungssystem steuert das Wandern der Förderer und trägt zur Aufrechterhaltung der korrekten Spannung der Hobelkette bei.
Vorteile
- Die Hobelanlage wird im Vergleich mit einem Walzenlader in relativ kleinen Schritten vorgerückt. Dadurch kann die Niveauregulierung den Hobel vertikal steuern und auch bei stark welliger Ablagerung die Hobelanlage im Flözniveau halten. Mit Walzenladern sind nur allmähliche Änderungen der vertikalen Ausrichtung möglich, so dass bei stark welligen Flözen größere Mengen von Verunreinigungen von Nebengestein auftreten, die aus außerhalb des Flözes liegenden Bereichen stammen und zu größerem Verschleiß an der Hobelanlage führen können.
- • Durch die einfache Höhenverstellung können sich die Hobel reibungslos durch Flözverschmälerungen und Wellungen arbeiten. Das Anschneiden von Nebengestein wird dabei minimiert.
Lastverteilung
Motoren mit variablem Frequenzantrieb (VFD) ermöglichen die Anpassung der Drehzahl zwischen 0 und 120 % der Nenndrehzahl. Gleichzeitig steht in einem breiten Drehzahlbereich ein konstantes Drehmoment zur Verfügung. Die Leistungsaufnahme der Motoren wird ständig überwacht, um die optimale Lastverteilung zwischen den einzelnen Antrieben zu ermöglichen.
Vorteile
- Volle Nutzung der verfügbaren Leistung
- Verhinderung von Motorüberhitzungen und der entsprechenden Ausfallzeiten
- Reduzierter Motorstrom bei optimalem Drehmoment während des Starts
- Hervorragender Leistungsfaktor (~1)
Überlastungsschutz
Ein effektiver Überlastschutz ist für schnelles Hobeln mit hoher Leistung von entscheidender Bedeutung. Das Cat-UEL-Planetengetriebe-Überlastschutzsystem ist mit einer integrierten Mehrscheibenkupplung ausgestattet, deren Druck so eingestellt ist, dass die Kupplung deutlich unterhalb der Bruchfestigkeit der Kette zu rutschen beginnt. Wenn "Kupplungsschlupf" auftritt, wird das Getriebedrehmoment sofort verringert. Gleichzeitig werden die Hobelmotoren abgeschaltet, um eine Beschädigung der Kette zu verhindern.
Vorteile
- Von allen Antriebskomponenten werden Stoßbelastungen ferngehalten
- Minimale Kettenausfälle und maximale Komponentennutzungsdauer
- Ermöglicht schnellen Systemneustart
Hobelsteuerung
Die Hobelsteuerung erfolgt über eine separate PMC-D-Antriebssteuerung. Die PMC-D bestimmt die Hobelposition durch Messung des Kettenwegs genau und zuverlässig. Die PMC-D wird in der Regel in Verbindung mit einer PMC-V verwendet, die eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) und Visualisierung bereitstellt.
PMC-D (Antriebssteuereinheit)
Die PMC-D-Antriebssteuereinheit ist das Kernstück des PMC-D-Systems. Die in der Regel für individuelle Getriebe oder Antriebe eingesetzte Einheit wird normalerweise in der Nähe des von ihr gesteuerten Geräts oder der von ihr gesteuerten Anwendung montiert. Die PMC-D-Einheit enthält die notwendige Hardware für die effektive Steuerung der zahlreichen Funktionen eines typischen Antriebssystems.
PMC-V (Anzeigesteuereinheit)
Die VCU steuert nicht nur den gesamten Strebbau, sondern visualisiert auch die Vorgänge im Streb auf einem grafischen Display. Dies umfasst unter anderem die Lage des Förderers, die derzeitige AFC-Kohlebeladung (über die AFC-Leistungsaufnahme), die Schildposition, den Stempeldruck, den Schreitwerkhub und die Hobelposition. Die VCU bietet ein Netzwerk für den gesamten Streb und ermöglicht die Fernwartung der Schildkomponenten sowie die Datenaufzeichnung und die Übertragung von Daten nach über Tage. Die PMC-V-Einheit stellt eine Bedienerschnittstelle zu allen installierten PMC-D-Systemeinheiten bereit. Sie ermöglicht dem Bediener die Einstellung von Parametern und die Speicherung und Anzeige von Systemdaten. Die PMC-V ist mit 24 Tasten für die einfache Bedienung und einem 4”-VGA-Display für die Datenvisualisierung ausgestattet. Außerdem können grafische Trends, Warnungen und Fehlermeldungen angezeigt werden. Das PMC-V-Display, für das verschiedene Schnittstellensprachen zur Verfügung stehen, zeigt alle verfügbaren Getriebedaten einschließlich Geberwerte, Statusinformationen, globale und lokale Parameter und Netzwerkstatus an. VPlow visualisiert das Hobelsystem einschließlich aller Hobelbewegungen und -fortschritte sowie alle Parametereinstellungen, insbesondere der gegen Überlastung geschützten Antriebssteuerung. VDrive visualisiert die Förderergetriebe-Steuereinheiten und ermöglicht Parametereinstellungen. Die Sensorwerte könne grafisch dargestellt werden.
Schrittweises Hobeln
Die entscheidenden Voraussetzungen für das Hochleistungshobeln sind Fernsteuerung, einstellbare Frästiefe und die Möglichkeit zur Aufrechterhaltung einer geraden Streblinie. Diese Anforderungen werden mit dem inkrementellen Cat-Frässystem und dem vollautomatischen Hobel-Strebbausystem erfüllt. Bei herkömmlichen Hobeln führen Veränderungen der Kohlehärte zu Veränderungen der Frästiefe und dadurch oft zur Überlastung des Förderers und der nachfolgenden Ausrüstungen oder zum Verklemmen des Hobels. Durch das schrittweise Hobeln werden diese Probleme durch die Konstanthaltung der Frästiefe unabhängig von der Kohlehärte und von vorhandenen Gesteinsschichten umgangen.
Vorteile
- Der dezentrale Betrieb ermöglicht höchste Sicherheit und maximale Produktivität auch bei geringmächtigen Kohleflözen.
- Das AFC/Hobel-System und die Schilde können genau dort positioniert (gelenkt) werden, wo sie stehen sollen (welliges Flöz , weiches Liegendes und Hangendes).
- Das System nimmt selbstständig Korrekturen bei zu hohem oder zu niedrigem Druck vor und hält damit unter allen Bedingungen einen geraden Streb aufrecht.
- Optimaler Einsatz der installierten Leistung für maximale Schnitttiefe in allen Bereichen des Strebs.
- Automatisierte Cat-Hobelsysteme ermöglichen den Zugang zu erweiterten Vorräten in Flözen mit geringen Mächtigkeiten, um eine höhere Vorräteausbeute zu erzielen.
- Mit effizienteren Layouts, welche die Gesamtkosten verringern, kann erheblich mehr Kohle abgebaut werden.
Optimierte Kontaktflächen
Durch die Verwendung des bewährten PF-Profils für die Förderrinne wird der Kontaktbereich zwischen Kratzer und Profil maximiert. Dadurch wird der Oberflächendruck der Kratzer in Mulden und gewellten Flözen minimiert. Die spezielle Form des Rinnenprofils, durch die die Kontaktfläche fast verdoppelt wird, verringert die Reibung und den Kratzerschulterverschleiß erheblich. Durch den gekrümmten Übergang an den Rinnenenden wird der Geräuschpegel während des Betriebs des Kettenförderers zudem stark verringert.
Vorteile
- Minimale Reibung
- Geringer Kratzerverschleiß in der Förderrinne
- Minimierte Leistungsverluste
- Längere Nutzungsdauer der Kratzer und Profile
- Niedrigerer Geräuschpegel während des Betriebs
Wannen
Die innovativen Cat-PF-Hobelrinnen definieren den Stand der Technik für Untertage-Strebförderertechnologie neu. Sie basieren auf den praxisbewährten Generationen PF3 und PF4, die alle Anforderungen hinsichtlich Qualität, Verschleißfestigkeit und Förderkapazität erfüllen. PF-Rinnen bilden das starke Rückgrat der Förderanlage. Die wegweisende Fördertechnologie und die extrem robuste Rinnenkonstruktion sind umfassenden Tests unterzogen worden.
Trennung der Verschleissteile
Das intelligente und völlig neue Konzept, die verschiedenen Funktionsbereiche des PF aufzuteilen, ermöglicht die Trennung der Verschleißteile von den Konstruktionselementen. Für Verschleißteile werden sehr harte, verschleißfeste Materialien verwendet, während die Konstruktionselemente aus hochfestem Stahl bestehen. Die Rinnenkonstruktion ermöglicht den problemlosen Austausch verschlissener Obertröge.
Vorteile
- Erheblich längere Nutzungsdauer
- Deutlich geringerer Rinnengesamtverschleiß
- Einfacher Untertage-Austausch von Verschleißteilen
Schildausbauten
Für Schilde von Hobelsystemen, die für dünne Flöze bestimmt sind, gelten spezielle Anforderungen und Einschränkungen:
- Das direkt wirkende Schreitwerk ermöglicht die Verwendung kürzerer Schilde, um gewellte Flöze bewältigen zu können.
- Für die Konstruktionselemente wird ausschließlich hochfester Stahl verwendet, um minimale Dicke und maximale Fahrweghöhe zu gewährleisten.
- Die geteilte Kufe ermöglicht die vertikale Bewegung der Befahrungswanne und des Schreitwerks für die effektive Niveauregulierung und den Wartungszugang zum Schreitzylinder.
- Elefantenschritt (Elephant-Step) zur Verhinderung von Schmutzansammlungen und Bewältigung von weichen Bodenbedingungen verfügbar.
Elektronisches Steuersystem für den Schildausbau
Das moderne, zuverlässige und bedienungsfreundliche elektrohydraulische Schildsteuersystem PMC-R ist von Caterpillar entwickelt, gefertigt und programmiert. Die Primärfunktion besteht in der Automatisierung des Fräsprozesses durch schrittweises Hobeln. Es sind zwei verschiedene Konfigurationen möglich: eine Steuerung pro Schild (typische Anwendung) oder eine von drei Schilden gemeinsam genutzte Steuerung, wenn weniger Schildfunktionen erforderlich sind.
Maximale Verfügbarkeit und Nutzungsdauer
Der Hobelaufbau besteht aus mechanischen Komponenten, deren Verschleißteile alle unter Tage ausgetauscht werden können. Die Mulde ist für den einfachen Untertage-Austausch von verschlissenen oberen Mulden konzipiert.
Caterpillar globaler Kundenservice
Die Beziehung von Caterpillar zum Kunden endet nicht mit dem Verkauf neuer Maschinen – sie ist vielmehr der Beginn einer langfristigen Partnerschaft. Wir bieten für jeden Kauf Kundenservice für die gesamte Lebensdauer. Wenn Sie in Cat-Ausrüstungen investieren, investieren Sie in Produktivität. Das Cat-Händlernetzwerk bietet globale Service- und Supportpakete, die Kundendienst vor Ort, Reparaturen, Überholungen und hochwertige OEM-Ersatzteile für langfristige Rentabilität umfassen. Unser Ziel ist die ständige Maximierung der Kundenproduktivität. Dieses Ziel erreichen wir dadurch, dass wir immer auf dem neuesten Stand der Bergbautechnik bleiben und unseren Kunden die besten Ausrüstungen mit den niedrigsten Lebenszykluskosten bieten. Der globale Kundenservice von Caterpillar gewährleistet, dass Ihre Bergbauausrüstungen eine hochproduktive Kapitalanlage bleiben.
