CN101220734B - 在矿井中的工作面支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在矿井中的工作面支架，包括支架单元、回采机械、输送机和推移工具，其中具有数据采集装置、数据存储装置、计算机和编程装置的控制装置用于采集沿工作面方向作用到输送机上的力。为此输送机在部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地连接，同时在输送机的剩余长度上沿推进方向推移。该部分长度可以位于工作面的一端。在输送机在部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过推移力力锁合地连接的所述部分区域内，作为推移力的参数，考虑与煤壁通过推移力处于连接的溜槽节横向于输送方向的倾角。溜槽在该部分区域内的倾角可以用于按期望的方式确定输送机在工作面长度上的纵向位置。

Description

在矿井中的工作面支架

技术领域

本发明涉及一种在矿井中的工作面支架。 

背景技术

在矿井中的工作面支架具有多个支架单元(掩护支架)，它们在工作面长度中在巷道之间并排架设。回采通过回采机械进行，该回采机械可沿工作面正面移动。在此可以涉及一个刨煤机或一个截煤机。回采机械配设一个输送机，该输送机在工作面长度上在回采机械与支架单元之间延伸并且随着煤正面的逐渐回采必须被推移。推移工具用于此，其中按常用的和适宜的方式涉及一些缸/活塞单元。每个缸/活塞单元一方面支承在其中一个支架单元上并且另一方面支承在一个设置于输送机上的支座上，并且这样铰连，使得每个推移工具朝回采正面施加一个力分量(推进力)。 

附加地还采用一些缸活塞单元，它们施加沿输送机纵向的推进力(DE 10393864.8A1)。 

发明内容

本发明的目的是，省去拉紧工具，而不顾可预期的、在输送机的纵向上可预期并且需要补偿的力，并且从而鉴于设资和运营节约拉紧工具的设备耗费。 

由如下特征得到解决方案，即，在矿井中的工作面支架包括： 

多个支架单元，它们在工作面长度中在各巷道之间并排设置； 

回采机械，它可沿工作面正面移动； 

输送机，它在工作面长度中在回采机械与支架单元之间延伸；和 

推移工具，它们包括缸/活塞单元，所述缸/活塞单元分别在其中一个支架单元上的一个对应支座与在输送机上的一个支座之间支承并且这样铰接，使得每个推移工具朝回采正面施加一个力分量，即推进力或者说推移力；

其特征在于：设有多个具有数据采集装置、数据存储装置、计算机和编程装置的控制装置，为了捕获沿工作面方向作用到输送机上的力、尤其是倾斜分力，通过这些控制装置， 

a.输送机在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地连接，同时 

b.通过持续地或重复地测量张紧力的选出的参数，探测 

i.包括输送机与煤壁的力锁合连接的区域的分布和/或 

ii.张紧力的强度， 

并且 

c.在控制装置中， 

i.张紧力在工作面长度上的高度和分布与输送机的期望的位置(输送机的额定位置)协调，并且 

ii.产生合适的控制命令并且将所述控制命令传递到推移工具上。 

因此拉紧工具的功能完全通过使输送机垂直于煤正面移动的推移工具和相应于所述推移工具的控制装置承担，其中本来存在的控制装置用相应的程序控制。本发明利用如下认识，即输送机和溜槽节列在回采和输送机前移时总是形成一条蛇形曲线(“蛇”)并且通过在输送机前移时”蛇”的必要的波纹式的成直线，可以有目的地用于施加纵向力并且可以在回采运行时动态地结合。 

按照本发明的一种处理方式，输送机在一个部分长度上在工作面的一个端部上朝煤壁移动并且与煤壁通过推移力力锁合地连接。该处理方式允许在工作面长度例如通过回采正面沿水平方向或垂直方向(在界限内)的产量而改变时，在工作面中成列架设的支架的数量也保持不变。同样输送机的位置可以沿工作面的纵向改变。通过输送机的部分长度的逐渐的张紧，用于输送机沿其纵向移动的必要的拉紧力(Abspannkraft)保持在必要的界限内。 

按照本发明的一种实施方式，在输送机在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地连接的部分区域内，作为推移力的参数，测量与煤壁通过推移力处于连接的溜槽节横向于输送方向的倾角。该实施方式包含用于探测和控制输送机的张紧的部分长度所必需的推移力的简单且可靠的解决方案。 

按照本发明的一种实施方式，输送机朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接的所述部分长度这样确定，并且推移力在输送机的该部分长度之外以这样的强度进行施加，使得输送机的纵向位置在工作面长度上按期望的方式确定和/或优选适合工作面长度，尤其通过如下方式，即溜槽节横向于输送方向的期望的倾角在溜槽或输送机与煤壁通过推移力处于连接的所述部分长度的区域内产生。本发明在该实施形式中允许有效地转换用于确定和控制输送机在整个工作面长度上的纵向位置的推移力，其中优选地与煤壁通过推移力处于连接的溜槽节横向于输送方向的倾角按期望的方式确定和/或优选适合工作面长度。在此利用整个溜槽的通过溜槽节倾角产生的缩短。 

“蛇”的构成取决于使用的回采机械的类型。按照本发明的一种实施方式，回采机械是刨煤机，并且输送机相应地在刨煤机多次运行(前进和后退)之后才在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接，而输送机的其余的剩余长度沿推进方向推移。按本发明的该进一步拓展设定，通过作为回采机械的刨煤机，输送机相应地在刨煤机多次运行(前进和后退)之后才在一个预定的部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接。 

按照本发明的一种实施方式，回采机械是截煤机，并且输送机相应地在截煤滚筒每次运行之后、优选在截煤滚筒每次前进之后和每次后退之后在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接，而输送机的其余的剩余长度沿推进方向推移。在该进一步拓展中设定，通过作为回采机械的截煤机，输送机相应地在截煤滚筒每次运行之后、优选在截煤滚筒每次前进之后和每次后退之后在一个预定的部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于 连接。 

附图说明

下面描述本发明的实施例。其中： 

图1显示工作面的剖视图，包括支架和截煤机。 

图2显示截煤机和一组支架的示意的俯视图。 

图3显示工作面的示意的俯视图，包括在作为回采机械的刨煤机运行时存在的情况。 

具体实施方式

下面的说明适用于所有实施例，只要不由以下情况得出特殊性，即在一种情况下(图1+2)应用截煤机并且在一种情况下(图3)应用刨煤机。 

在图1中显示各支架单1-18中的一个。在图2中显示多个支架单元1至18。支架单元沿矿层20设置。矿层20用采掘机械21的切割装置23、24沿回采方向22回采。在按图1和2的实施例中，采掘机械是一个截煤机21。截煤机21借助于未描述的截煤机电缆可沿切割方向19移动。该截煤机具有两个切割滚筒23、24，它们以不同的高度调节并且铣削煤壁。破碎的煤由也称为“滚筒式采煤机”的截煤机装载到输送机上。输送机包括一个溜槽25，一个铠装输送机在该溜槽内沿煤正面运动。截煤机21可沿煤正面移动。溜槽25划分成各个彼此连接的单元，但是这些单元可沿回采方向22彼此相对运动。每个单元(溜槽节)通过一个作为力发送器的缸-活塞-单元(迈步活塞、推移工具)29与一个支架单元1-18连接。每个支架单元用于朝上支承工作面。为此使用另一个缸-活塞-单元30，它使得底板(滑台)26相对于顶板(掩护梁)27张紧。顶板在其前面的面向矿层的端部上具有一个所谓的煤缓冲器48。在此涉及一个盖，该盖在回采的煤壁之前是可翻转的。煤缓冲器48必须在移动过来的截煤机21之前上翻。为此也使用另一未描述的缸-活塞-单元。在此各支架的功能元件仅示例地 描述。存在其他的功能元件，它们的提及和说明对于理解本发明是不必要的。每个力发送器如已经提及的那样涉及液压的缸/活塞单元。 

缸/活塞单元通过阀44、先导阀45操纵。在先导阀上固定阀控制装置40，即一个具有处于其内的阀控制装置的壳体。 

在图2中截煤机朝右运动。因此支架单元17的煤缓冲器必须翻回。现在提出的任务是，补偿向左作用的倾斜力(Hangkraft)并且向右补偿和改变溜槽的位置。支架单元3、2、1完成推移，也就是说朝煤壁方向前移并且底板又相对于顶板张紧。因此配属的溜槽节25.1、25.2、25.3前移并且为了解决所述任务，使得溜槽节碰到正好回采的煤正面之前并且借助于推移工具29.1、29.2、29.3张紧。张紧力例如可以如下确定，即测量在推移工具29.1、29.2、29.3中的力并且经由相应的掩护支架控制器34报告给主中心50或副中心51和控制装置56并且在那儿用于另外控制回采并且尤其是支架单元的推移运动。 

如图2可见的那样，现在溜槽并且支架单元(沿截煤机的相应位置的方向看)形成称为”蛇”的蛇形曲线。在此要强调，服从“蛇”的溜槽节25.4至25.18不再夹紧固定，一方面因为构成支座的煤壁被回采，另一方面因为配属的推移工具有意识地即通过程序预定地这样控制，使得不再施加张紧力。溜槽节和支架单元保持在该位置中，直至截煤机移动经过。一旦溜槽25的单元(溜槽节)在支架单元4至9上朝回采的煤壁前移，所述支架单元4至9(沿移动方向向右)在截煤机21的后面，并且同样配属的支架单元4至9以朝工作面或回采的煤壁方向前进。在这些支架单元上煤缓冲器已经又翻下。通过推移运动，溜槽单元必须向右运动，因为溜槽在左侧固定，如描述的那样。任何情况下一个力向右随后施加到溜槽单元4上，它们导致倾斜力的补偿和/或输送机和溜槽的位置的补偿。要提及的是，在图2中仅显示在工作面中通常安放的支架单元的一小部分。在此对于溜槽节1至4描述的夹紧固定同样可以在各个位于工作面右端部上的或者在工作面的中间区域内的溜槽节上进行。重要的是，在回采正面的哪个区域内溜槽和回采单元的位置修正和/或纵向力的补偿是必要的。在截煤机中 溜槽节和配设的支架单元在”蛇”的区域中形成波纹形的推移运动，它们按本发明可以用于溜槽和支架单元的位置改变及用于纵向力例如在溜槽中和在输送机内的倾斜力的补偿。这种运动的控制部分自动地取决于截煤机的运动和当前位置地实现，部分手动地实现。因此每个支架1-18分别配设一个掩护支架控制装置。一组支架或掩护支架控制装置相应配设一个工作面控制装置。每个掩护支架控制器34分别配设其中一个支架1-18并且与支架单元1-18的所有力发送器的先导阀45和主阀44通过相应一个阀控制装置40(微处理器)连接。 

每个掩护支架控制装置用作为中央的支架控制装置。但是一个工作面控制装置33可以是一组多个掩护支架控制装置的上级，或者一个中央的支架控制装置(主中心50和/或副中心51)也可以是全部掩护支架控制装置的上级，它与掩护支架掩护控制装置连接。一种这样的实施形式在图2中显示。 

中央的支架控制装置包括主中心50和副中心51。 

电缆58(总线)将所有掩护支架控制装置34相互连接。通过每个掩护支架控制装置传输支护命令。通过支护命令在确定的掩护支架中以配属的溜槽相对于煤正面夹紧的意义、或者以松开这种夹紧的意义、但是也以回收支架、迈步、架设的意义触发一定的支架功能。支护命令由所有掩护支架控制装置34经由总线58接收和传输。其中一个工作面控制装置的所有支护命令直接引导至与该工作面控制装置33连接的掩护支架控制装置。支护命令由该掩护支架控制装置经由总线58到达所有其他的掩护支架控制装置34上。但是通过一个预定的编码装置仅其中一个掩护支架控制装置1-18或一组掩护支架控制装置被激活用于执行相应的支护功能。激活的掩护支架控制装置将得到的支护命令转化成对配属于有关支架的控制阀或主阀的阀控制命令。 

功能和功能过程的自动的触发例如在DE-A1 19546427.3中描述。 

构成为手持式工具的并且由操纵者携带的控制器37用于中央地手操纵命令输入。为了输入命令，操纵者可以在工作面之外或者至少远离当前的回采位置。 

已经描述的是，掩护支架控制装置34通过电缆58相互连接，该电缆在至今的实施形式中仅具有两个芯线并且用于串行传输相应一个代码字和支护命令。仅各掩护支架控制装置34中的那个掩护支架控制装置/支架单元被响应，其存入的代码字与传递的代码字相同。电缆58也涉及一个双芯线的电缆，它以总线的形式从一个掩护支架控制装置34铺置到下一个掩护支架控制装置，并且通过位于其间的掩护支架控制装置34也使主中心50与副中心51彼此连接。 

在图3中描述工作面的示意的俯视图，包括在作为回采机械的刨煤机运行时存在的情况，刨煤机未描述。除了输送机和支架单元之外也显示推移工具55。推移工具55涉及缸活塞单元，它们分别在每个(例如)支架单元的滑台54与溜槽25的相对分件之间延伸。通过按本发明进行推移数据(尤其是在缸中的压力和/或溜槽节横向于输送方向的倾角)的持续的数据采集，可以实现优化的运行情况。 

推移工具通过控制装置56进行控制。控制装置56与单控制装置57连接，它们分别用于控制和测量在推移工具内的压力并且允许回应到控制装置56上。取而代之地，溜槽的张紧也可以如下探测，即测量溜槽节横向于输送方向的倾角。为此被测量的数量的溜槽节设有一个倾角测量仪，其初始信号同样输送至相应的单控制装置57并且根据用于控制所必需的张紧力的压力信号被评价。附加地，溜槽在张紧区域内的倾角也可以利用，以便减小或削减溜槽的过长，即其超出到巷道内。倾角测量仪(未描述)也可以配备有用于传递测量信号的无线电工具，以便减少铺设电缆。无线电工具是电池驱动的，其中无线电工具仅在这样的区域内接通，在所述区域内溜槽相对煤壁张紧。 

在巷道52、53的区域内设置测量装置58。测量装置58探测溜槽或输送机沿输送方向25的端部位置。两个测量装置58的测量信号引回到控制装置56。因此实现，在适合地控制输送机和输送溜槽的推移运动时，它们也沿纵向在各巷道之间的中央定向并且在一个或另一个巷道内不超出。如果测量装置58确定输送机沿一个方向移出，那么提高在这一侧作用到溜槽上的力并且因此溜槽节的部分长度相对于煤壁 张紧。 

虽然在刨煤时在每次通行中仅进行相对较小的推进，使得不在每次通行时进行支架单元和溜槽/输送机的推移运动。在刨煤运行时支架单元和溜槽/输送机的推移运动也产生在此描述的较弱的”蛇”的形成，该”蛇”在波纹形的运动中在工作面长度上延续，并且当溜槽在工作面的已经推移的区域内相对煤壁张紧时导致溜槽的“自由”端的位置改变并且导致力补偿，使得输送机稳定或者重新回到其位置。在图3中以力图的形式显示，垂直地朝煤壁定向的推移力60转换成平行于煤壁定向的力59。在此可见，这种纵向力不必在整个工作面长度上是恒定的。它们更多地可以变化并且在这种情况中导致溜槽的张紧。通过选择具有张紧的溜槽的部分长度并且通过相应局部地确定“蛇”，可以补偿沿输送方向的力分量59的总和，但是也补偿力分量59的分布。 

另外可能的是，通过测量装置58确定输送机的端部位置并且与在图3中描述的期望的端部位置有关地控制溜槽的拉紧力和位置，使得溜槽和输送机25不伸入到巷道52或53内。 

最后通过本发明也可以使工作面走向受到影响。如果例如通过测量装置确定，输送机过长地放置并且两侧伸入到巷道52、53内，那么在每个端部上溜槽节在工作面的部分长度上交替地朝煤壁张紧并且因此拉紧力这样沿工作面方向提高并且在工作面长度上分布，使得煤正面20取代较弱的隆起(Ausbauchung)而现在用更加大的隆起回采。因此出现输送机的悬伸部的缩短。 

以相同的方式可以补偿输送机的局部的张紧，其中在有关的局部的区域内也这样改变煤正面的隆起，使得输送机局部地在较大的或较小的长度上铺置。 

附图标记列表

1-18  支架单元、掩护支架 

19    切割方向 

20    矿层 

21    采掘机械、截煤机、刨煤机 

22    回采方向 

23    切割滚筒的切割方向 

24    切割滚筒的切割装置 

25    输送机、溜槽、溜槽节单元 

26    底板、滑台 

27    顶板、掩护梁 

28    轮子 

29    缸-活塞-单元、迈步活塞、力发送器 

30    缸-活塞-单元、力发送器 

31    计算机、微处理器1 

32    无线电接收器 

33    工作面控制装置、中央支架控制装置、工作面控制器 

34    控制器、掩护支架控制装置、掩护支架控制器、支架控制装置 

35    红外线发送器/接收器 

36    红外线发送器/接收器 

37    控制器、手持式工具 

38    天线、无线电接收器 

39    手持式工具的天线 

40    阀控制装置、微处理器、控制器 

41    传感器 

42    网络部分 

44    控制阀 

45    先导阀、控制阀 

46    指令电缆 

47    调整磁铁 

48    煤缓冲器 

50    主中心 

51    副中心 

52    巷道 

53    巷道 

54    滑台 

55    推移工具 

56    控制装置 

57    单控制装置 

58    测量装置 

59    推移力 

60    沿工作面方向的力 

Claims (7)

1.在矿井中的工作面支架，包括：

多个支架单元，它们在工作面长度中在各巷道之间并排设置；

回采机械，它可沿工作面正面移动；

输送机，它在工作面长度中在回采机械与支架单元之间延伸；和

推移工具，它们包括缸/活塞单元，所述缸/活塞单元分别在其中一个支架单元上的一个对应支座与在输送机上的一个支座之间支承并且这样铰接，使得每个推移工具朝回采正面施加一个力分量，即推进力或者说推移力；

其特征在于：设有多个具有数据采集装置、数据存储装置、计算机和编程装置的控制装置，为了捕获沿工作面方向作用到输送机上的力，通过这些控制装置，

a.输送机在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地连接，同时

b.通过持续地或重复地测量张紧力的选出的参数，探测

i.包括输送机与煤壁的力锁合连接的区域的分布和/或

ii.张紧力的强度，

并且

c.在控制装置中，

i.张紧力在工作面长度上的高度和分布与输送机的期望的位置、即输送机的额定位置协调，并且

ii.产生合适的控制命令并且将所述控制命令传递到推移工具上。

2.按权利要求1所述的工作面支架，其特征在于：输送机在一个部分长度上在工作面的一个端部上朝煤壁移动并且与煤壁通过推移力力锁合地连接。

3.按权利要求1所述的工作面支架，其特征在于：在输送机在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地连接的部分区域内，作为推移力的参数，测量与煤壁通过推移力处于连接的溜槽节横向于输送方向的倾角。

4.按权利要求1所述的工作面支架，其特征在于：输送机朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接的所述部分长度这样确定，并且推移力在输送机的该部分长度之外以这样的强度进行施加，使得通过如下方式输送机的纵向位置在工作面长度上按期望的方式确定和/或适合工作面长度，即，溜槽节横向于输送方向的期望的倾角在溜槽或输送机与煤壁通过推移力处于连接的所述部分长度的区域内产生。

5.按权利要求1所述的工作面支架，其特征在于：回采机械是刨煤机，并且输送机相应地在刨煤机多次运行、即前进和后退之后才在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接，而输送机的其余的剩余长度沿推进方向推移。

6.按权利要求1所述的工作面支架，其特征在于：回采机械是截煤机，并且输送机相应地在截煤滚筒每次运行之后在一个部分长度上朝煤壁移动并且与煤壁通过张紧力力锁合地处于连接，而输送机的其余的剩余长度沿推进方向推移。

7.按权利要求6所述的工作面支架，其特征在于：截煤滚筒每次运行是截煤滚筒每次前进和每次后退。

Images