CN101778998A - 用于监控切割式采矿机的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于监控特别是在采煤工程中使用的切割式采矿机(1)的行驶路径的方法和装置，该采矿机在长壁工作面回采中在配备工作面输送机(9)和迈步式支架(12，13)的工作面内能沿着工作面前壁(10)移动。本发明的目的在于，提供一种方法和装置，其尽管在极恶劣的显示情况下也可确定例如在采矿机的行驶路径中存在的、以支架的立于低处的掩护梁、垂下的翻转盖、滑动盖或其他附件或者输送机过载的形式的障碍，以便能及时地采取措施以避免运行故障。为了达到该目的本发明建议，借助配设于采矿机(1)的雷达测量仪器(14)探测采矿机(1)的行驶路径，并且当确定出障碍时释放警报和/或干预采矿机(1)的控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控特别是在采煤工程中使用的切割式采矿机的行驶路径的方法和装置，该采矿机在长壁工作面回采中在配备工作面输送机和迈步式支架的工作面内能沿着工作面前壁(Abbaufront)移动。
背景技术
在采煤工程中，在长壁工作面回采中使用的切割式采矿机的自动控制或遥控中已证明特别困难的是，关于障碍监控切割式采矿机的行驶路径。由于该原因，在切割式采矿机的这样的使用中总是一再发生这样的情况，即采矿机的切割滚筒或支承臂顶端与迈步式支架的立于低处的掩护梁或垂下的翻转盖、滑动盖或其他附件碰撞，和/或采矿机或工作面输送机卡住，因为工作面输送机的输送分支这样过载，使得隧道横截面在采矿机下面被阻塞，从而后来的材料进入电缆通道并经由托架进入行驶路径中。为了在按这种方式引起的运行故障和损坏之前采取措施，必须关于这样的障碍的存在可靠地监控切割式采矿机的行驶路径，以便能及时地相应地进行干预，亦即及时停机或控制切割过程，从而避免工作面输送机的输送分支过载。传统上这通过在采矿机行驶通过工作面时与该采矿机同行的机器驾驶者来实现。
由于在切割式采矿机的紧邻附近的受载的工作条件，自然已不乏尝试使该监控过程自动化或从远处以到采矿机的大的距离进行该监控过程。不过对此使用的光学显示仪器就此而言已证明是成问题的，即在采矿机的紧邻附近的视线情况由于在那里形成的灰尘和由于在那里为消除灰尘而喷射的水雾是很不利的。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种方法和装置，虽然有灰尘和水雾但其仍能够可靠地监控采矿机的行驶路径，而不按照在采矿机的紧邻附近工作的机器驾驶者的指令。
本发明的主题首先是一种用于监控特别是在采煤工程中使用的切割式采矿机的行驶路径的方法，该采矿机在长壁工作面回采中在配备工作面输送机和迈步式支架的工作面内能沿工作面前壁移动，其中该方法的特征在于，借助配设于采矿机的雷达测量仪器在采矿机的行驶方向上探测采矿机的行驶路径，并且当在行驶路径中确定出障碍时释放警报和/或干预采矿机的控制。
已令人惊喜地证明，有可能用雷达测量仪器这样探测采矿机的比较窄的并且从至少三侧由金属装备(支架的顶梁和立柱，工作面输送机)包围的行驶路径，即，使得能够确定在行驶路径的自由的横截面中的障碍。在此，该测量过程几乎不受灰尘和水雾的妨碍。如果障碍例如由支架的立于低处的顶梁构成，则触发警报并停止采矿机，直到消除该障碍。与此相对地，如果障碍仅在于输送机的过载，则这样干预采矿机的控制，即，使开采物的切离的量减少到避免工作面输送机的输送分支过载的程度。
符合目的地，以离雷达仪器大于6m的距离对工作面顶板下面的区域进行探测，以及以离雷达测量仪器0.5m至6m的距离在工作面输送机的输送分支的区域内进行探测。
按照本发明的方法的符合目的的补充方案规定，另一配设于采矿机的雷达测量仪器附加地以朝向工作面前壁的视线方向沿着工作面前壁的垂直部分探测工作面前壁的轮廓和顶板的可能的破裂，并且当在工作面前壁(Abbaustoβ)的轮廓中确定出不规则性和在顶板中确定出破裂时在考虑到所述不规则性或破裂的情况下控制采矿机。按这种方式也有可能恰当地考虑在采矿机的行驶路径中的这些可能的障碍，更确切地说在最大程度上不需要操作人员或辅助人员的干预。
为了评价，将各探测过程的测量结果作为多个点输入要监控的空间的、事先建立的虚拟模型中。使这样实现的当前的虚拟模型按路径触发地或按时间触发地经历集群分析(Clusteranalyse)。然后根据该集群分析的结果释放警报或干预采矿机的控制。
以约10cm的路径间距的按路径触发的测量特别适合于检测仍处在较大距离处的、立于低处的支架顶梁，这些支架顶梁相对于采矿机是固定的并且发出能明确区分的雷达回波。与此相对地，以例如1秒的时间周期的按时间触发的探测特别适合于在短距离内对在工作面输送机的输送分支中的快速运动的输送物进行监控。
另外，本发明的主题是一种用于监控特别是在采煤工程中使用的切割式采矿机的行驶路径的装置，该采矿机在长壁工作面回采中在配备工作面输送机和迈步式支架的工作面内能沿着工作面前壁移动，所述装置的特征在于设有配设于采矿机的并能随采矿机移动的雷达测量仪器，该雷达测量仪器的测量射束在行驶方向上观察关于障碍探测采矿机的行驶路径，并且当确定出障碍时释放警报和/或干预采矿机的控制。该装置确定用于实施上述方法。
该装置的一优选的实施形式规定，雷达测量仪器的测量射束构成、设置和定向成，使得该测量射束一方面在工作面顶板的区域内以离雷达测量仪器大于6m的距离检测支架顶梁的雷达回波，而另一方面在工作面输送机的输送分支的区域内以离雷达测量仪器0.5m至6m的距离检测位于工作面输送机上的输送物的雷达回波。
因此，带有这样的测量射束的雷达测量仪器一方面检测行驶路径的远区，在这里危险特别是来自支架的立于低处的掩护梁、垂下的翻转盖或其他附件，而另一方面检测在雷达测量仪器之前的近区，在这里危险基本上来自工作面输送机的过载。此外，测量射束可以附加地检测工作面前壁的和邻接的顶板的垂直部分。
此外，符合目的地规定，雷达测量仪器的测量射束以2°至4°的角度相对工作面前壁倾斜地定向。由此实现，雷达测量可以更好地检测工作面前壁和邻接的顶板，并且特别是在远区内较少地被雷达回波失真，该雷达回波来自支架排的立柱和/或来自工作面输送机的托架。还符合目的的是，雷达测量仪器的轴线以2°至10°在朝向工作面顶板的方向上倾斜。由此考虑到雷达的对称的张角可以以较小的距离检测工作面顶板。
附图说明
以下借助附图更详细地说明本发明的实施例。其中：
图1示意示出一切割式采矿机和工作面的侧视图；
图2示意示出图1的俯视图。
具体实施方式
附图示出一总体用附图标记1标出的切割式采矿机，该切割式采矿机在这里构成为滚筒式采煤机。采矿机具有一机体2，该基体在前面和后面设有转动臂3和4，在这些转动臂上支承有切割滚筒5和6。机体2由行走机构7和8支承，这些行走机构能在一同时用作行驶轨道的工作面输送机9上移动。工作面输送机9构成为刮板式输送机，该刮板式输送机的上分支用作链条和刮板的输送分支而该刮板式输送机的下分支用作链条和刮板的回行分支。机体2这样安装在行走机构7和8上，使得采矿机1龙门式地跨接工作面输送机9的输送分支，从而位于工作面输送机的输送分支中的开采物可以通过采矿机1。
同时用作采矿机1的行驶轨道的工作面输送机9沿着工作面前壁10布设于工作面内，该工作面的工作面顶板11由支架顶梁12支承，这些支架顶梁本身由立柱13支承。在图中只示出若干个支架顶梁12和立柱13。
按照本发明，在采矿机1的机体2上在该采矿机的沿行驶方向处在前面的一侧上固定有一雷达测量仪器14，该雷达测量仪器的测量射束15关于也许存在的障碍探测采矿机1的由工作面支架12、13保持自由的行驶路径。对此，雷达测量仪器14及其测量射束15构成、设置和定向成使得测量射束15的轴线以2°至4°的锐角相对工作面前壁10倾斜地延伸。
测量射束15一方面在工作面顶板的区域内检测远区，该远区离雷达测量仪器14具有大于6m的距离，而另一方面检测直接处在工作面输送机9的输送分支上面的近区，该近区离雷达测量仪器14具有0.5m至6m的距离。
此外，在采矿机1的机体2上安装一附加的雷达测量仪器16，该附加的雷达测量仪器的测量射束17指向工作面前壁10并且关于不规则性和破裂探测工作面前壁10和邻接的工作面顶板11的垂直部分。
将每一个探测过程的测量的雷达回波分别作为多个点输入要监控的空间的事先建立的虚拟模型中。使按这种方式实现的和持续更新的虚拟模型连续地或以均匀的间隔经历集群分析。点集群在该虚拟模型中的存在便可以总是推断出在相应测量的位置处在采矿机1的行驶路径中存在障碍或掩护梁界定至顶板的工作面空间。
将由雷达测量仪器14测量的来自远区和近区的雷达回波按近区和远区存储于两个不同的模型中并对它们进行不同的评价。在特别是应检测支架顶梁12和12a的远区内的评价以总是10cm的路径间隔按路径触发地工作。与此相对地，在特别是应检测工作面输送机9的输送分支过载的近区内的评价按时间触发地以例如1秒的时间周期进行。
根据分别确定的障碍然后释放警报并且停止采矿机，或者这样干预采矿机的控制，即，使得一开始就避免令人担心的运行故障。
不同于所示的实施例，必要时也可以将雷达测量仪器这样固定在采矿机1上，使得该雷达测量仪器可以按照行驶方向转向。同样好地有可能在采矿机1上安装两个雷达测量仪器，更确切地说在每个行驶方向上一个。
Claims (11)
1.用于监控特别是在采煤工程中使用的切割式采矿机(1)的行驶路径的方法，该采矿机在长壁工作面回采中在配备工作面输送机(9)和迈步式支架(12、13)的工作面内能沿着工作面前壁(10)移动；其特征在于，借助配设于采矿机(1)的雷达测量仪器(14)在采矿机的行驶方向上探测采矿机(1)的行驶路径，并且当在行驶路径中确定出障碍时释放警报和/或干预采矿机(1)的控制。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在工作面顶板下面的区域内关于以迈步式支架(12、13)的立于低处的掩护梁、垂下的翻转盖、滑动盖或其他附件的形式的障碍探测采矿机(1)的行驶路径。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在工作输送机(9)的输送分支的区域内关于以工作面输送机(9)的输送分支过载的形式的障碍探测采矿机(1)的行驶路径。
4.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，以离雷达测量仪器(14)大于6m的距离对工作面顶板下面的区域进行探测，以及以离雷达测量仪器(14)的0.5m至6m的距离在工作面输送机(9)的输送分支的区域内进行探测。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助一附加的配设于采矿机(1)的雷达测量仪器(14)以朝向工作面前壁(10)的视线方向沿着工作面前壁(10)的垂直部分探测工作面前壁(10)的轮廓和工作面顶板(11)的可能的破裂，并且当在工作面前壁(10)的轮廓中确定出不规则性或在工作面顶板(11)中确定出破裂时在考虑到所述不规则性或破裂的情况下控制采矿机(1)。
6.按照权利要求1至5之一项所述的方法，其特征在于，将每一个探测过程的测量结果作为多个点输入要监控的空间的、事先建立的虚拟模型中，使这样实现的当前的虚拟模型按路径触发地或按时间触发地经历集群分析，并且根据该集群分析的结果释放警报和/或干预采矿机(1)的控制。
7.用于监控特别是在采煤工程中使用的切割式采矿机(1)的行驶路径的装置，该采矿机在长壁工作面回采中在配备工作面输送机(9)和迈步式支架(12、13)的工作面内能沿着工作面前壁(10)移动，其特征在于，设有配设于采矿机的并能随采矿机移动的雷达测量仪器(14)，该雷达测量仪器的测量射束(15)在行驶方向上观察探测采矿机(1)的行驶路径，并且当在行驶路径中确定出障碍时释放警报和/或干预采矿机的控制。
8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，雷达测量仪器(14)的测量射束(15)构成、设置和定向成，使得该测量射束一方面在工作面顶板的区域内在离雷达测量装置(14)约6m起的远区中检测支架顶梁(12、12a)的雷达回波，而另一方面在工作面输送机(9)的输送分支的区域内在离雷达测量仪器(14)约0.5m至5m的近区内检测在工作面输送机上的输送物的雷达回波。
9.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，雷达测量仪器(14)的测量射束(15)的轴线以2°至4°的锐角相对工作面前壁(10)倾斜地延伸。
10.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，雷达测量仪器(14)的测量射束(15)的轴线以2°至10°的锐角相对顶板倾斜地延伸。
11.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，设有一附加的、配设于采矿机(1)的、指向工作面前壁(10)的雷达测量仪器(14)，该雷达测量仪器沿工作面前壁(10)的垂直部分探测工作面前壁(10)的轮廓和邻接的工作面顶板(11)的可能的破裂。
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