CN112412453A - 控制自动化长壁工作面的方法和装置 - Google Patents

控制自动化长壁工作面的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112412453A
CN112412453A CN202010855634.0A CN202010855634A CN112412453A CN 112412453 A CN112412453 A CN 112412453A CN 202010855634 A CN202010855634 A CN 202010855634A CN 112412453 A CN112412453 A CN 112412453A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mining
conveyor
excavation
inclination
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010855634.0A
Other languages
English (en)
Inventor
M·路透
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Original Assignee
Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH filed Critical Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Publication of CN112412453A publication Critical patent/CN112412453A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C27/00—Machines which completely free the mineral from the seam
    • E21C27/02—Machines which completely free the mineral from the seam solely by slitting
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C25/00—Cutting machines, i.e. for making slits approximately parallel or perpendicular to the seam
    • E21C25/16—Machines slitting solely by one or more rotating saws, cutting discs, or wheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C25/00—Cutting machines, i.e. for making slits approximately parallel or perpendicular to the seam
    • E21C25/68—Machines for making slits combined with equipment for removing, e.g. by loading, material won by other means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/04—Safety devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/24—Remote control specially adapted for machines for slitting or completely freeing the mineral

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

在用于控制地下采矿中的自动化长壁工作面的方法中，使用局部坐标系，其中Z轴竖直地、且与X轴和Y轴成直角地延伸。预定的挖掘深度以及支撑设备的宽度用作网格。

Description

控制自动化长壁工作面的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制地下采矿中的自动化长壁工作面的方法和设备，该长壁工作面包括支撑设备和与其连接的输送机，该输送机连接至开采设备。
背景技术
对于自动化程度最高的煤自动开采，可能需要有关开采设备位于何处以及确定开采的煤的准确位置的准确信息。现在已知的方法是煤的位置是通过勘探确定的，即通过勘测钻孔和勘测路线中的测量点。在现有技术中，采矿机的位置由惯性导航系统确定。但是，这两种方法都很容易出错，因此最终不可能自动使用它们。惯性导航系统有时会在整个截面上漂移几米。勘测钻孔可提供有关钻孔位置处矿层厚度的准确信息，但绝对位置或深度只能以1至2m的精度确定。另外，由于成本原因，每个采矿场仅进行很少的钻孔(有时仅进行一个钻孔)。用这种方法确定的煤和采矿装置的位置在下文中称为全局坐标。
为了能够自动控制采矿装置(例如，采煤装载机)，必须以优于10cm的精度获知煤的位置和路线以及机器的位置。但是，这对于现在的测量和导航方法是不可能的。
发明内容
因此，本发明的目的是形成一种方法和设备，利用该方法和设备可以实现地下采矿中煤的高程度自动化的开采。
该目的通过独立权利要求的特征实现。在说明书、附图和从属权利要求中描述了有利的实施例。
本发明的出发点和重要标准是以下知识：由于煤的形成方式，煤始终位于平坦、广泛且连续的表面(煤层或矿层)中，因为煤矿层是与岩石分层平行延伸的沉积性广泛沉积物。矿层的矿层厚度是可变的，但局部不变。
附图说明
图1示出了在开采方向x上的矿层的连续性；
图2示出了在矿层中的断裂；
图3示出了矿层的模型；
图4示出了局部坐标的网格；
图5示出了选择的X、Y和Z坐标；
图6示出了煤矿采掘面K；
图7示出了采煤装载机形式的开采设备；
图8示出了输送机在Y-Z平面上的实际位置；
图9a)和图9b)示出了在行进方向相反的两个不同的位置的采煤装载机；
图10示出了支撑设备；
图11和图12分别示出了采煤装载机；
图13示出了输送机F和切削轮S1；
图14示出了输送机F和切削轮S2；
图15示出了多个并列布置的支撑设备；
图16示出了基底和顶板；以及
图17说明已经挖掘的基底面。
具体实施方式
图1示出了在开采方向x上的矿层的连续性，该接续性的存在方式与沿方向y的横向于开采方向(即沿长壁工作面方向)的连续性相同。存在波形 (Welligkeit)的情况下，可以在两个方向上比较波形。即使存在波形，开采的倾斜度也不变。波形对应于基本不变或连续的倾斜度的叠加，因此即使存在波形的情况下也最终知道地平线如何延伸。
存在于矿层中的断裂，即面的中断，遵循此规律，如图2所示。如果由过去(即从已经开采完的矿中)知道这种断裂存在，可以得出，这种断裂在进一步的开采中将如何延续。
对于自动化长壁工作面控制，矿层可以用作模型，如图3所示，其特征是上、下边界面(顶板(H)和基底(L))。这种沉积物的特征在于矿层厚度(M)、倾角(E)以及存在或不存在波形。S表扫掠线(streichende Linie)。网格显示全局坐标，但是根据本发明，开采根据倾角E和扫掠方向定向。扫掠方向S与倾角E成直角。根据本发明，垂直地探测矿层的高度h，而不是作为层厚度(矿层厚度M)进行探测。由于垂直线用作Z轴，因此坐标最初不是正交的。输送机的线也不一定是直线。图4示出了局部坐标的网格。
在根据本发明的用于控制地下采矿中的自动化长壁工作面的方法中，控制可以以如下方式进行：将开采设备沿开采点的第一挖掘切口(Schnitt)用作数据库，用于后续挖掘切口，并且相对于第一挖掘切口，开采设备在垂直于开采方向的平面中的倾斜度不变。假设长壁工作面在采矿开始时首先基本正确定向，与先前的挖掘相比，对于后续的挖掘，开采设备的定向保持恒定。基于此，可以在随后的其他挖掘中自动进行轻微的纠正措施，例如借助于路线中测得的坐标点，借助于边界层探测和/或通过分析输送机后面的情况。开采设备的倾斜度可以在随后的挖掘计划中进行校正，由此在进行这种校正之后，应确保开采设备恢复其他后方挖掘的原始倾斜度，以避免从所需的挖掘面偏离。
在根据本发明的用于控制地下采矿中的自动化长壁工作面的方法中，该自动化长壁工作面包括支撑设备和与支撑设备连接的输送机，该输送机连接至开采开采设备，对该长壁工作面行进的控制可以有利地在局部坐标系的基础上进行，该局部坐标系的X轴指向开采方向，其中将预定的挖掘深度用作网格，其 Y轴对应于输送机的当前的、特别是投影到水平面中的曲线，输送机通道的部段(Schuss)的长度或支撑设备的宽度用作网格，以及Z轴竖直地且相对于X 轴和Y轴成直角地延伸。
X坐标(见图4)对应于开采方向。该方向最初由行驶路线给出。对于模型区域的网格，绘制的线与路线平行。可以确定实际开采方向与路线之间的差异，从而可以校正开采方向。X坐标的单位是米，并且将预定的挖掘深度的网格用作网格。
在路线中存在具有全局坐标的测量点，这些测量点为前进过程提供定向。可以通过这些测量点对开采行进进行自动校正，这可以通过在支撑设备的行进机构中进行行进测量来确定，并在必要时使用惯性导航传感器进行局部校正和改进。
此外，Y轴指向相对于X轴成直角的方向。但是，根据本发明，不选择直线作为Y轴，而是选择与输送机的当前的线相对应的曲线。首先，在局部坐标上存在定向，以输送机的线(从Z方向观察)为基础。该弯曲坐标可以对应于投影到水平面中的输送机的曲线。根据本发明使用的单位在此处是防护罩 (Schild)网格，即支撑设备的宽度或输送机通道的部段的长度。该网格可以在 X-Y平面中通过倾角的余弦缩短。由于输送机通常几乎位于倾角E的直线上，因此在倾斜岩层中长壁工作面的长度因倾角的cosα而减小。由于Y坐标标记在防护罩网格中，因此，如果驱动器不在相同的高度，也就是说，在例如主驱动器有前支承物(Vorhalt)或输送机弯曲的情况下，则可以进一步缩短。根据本发明，在与先前的挖掘之后的输送机位置有关的局部坐标系中执行用于后续步骤的挖掘计划。
采煤装载机在Y方向上的瞬时位置通过在采煤装载机上的RFID模块与防护罩控制设备之间的集成在RFID中的距离测量来确定。这些距离测量通过反应系统提供的速度信号来稳定。速度信号作为行进方向上的加速度减去倾斜度α后的消失信号集成到速度中。该位置是从采煤装载机前后的附近的挖掘(3-5次) 由RFID以平均值计算得出。然后，通过速度信息对来自RFID的位置进行减幅
Figure RE-GDA0002788892850000041
在该位置确定中，可以接受的是，Y不是直线，并且不必须与开采方向正交。RFID采煤位置从防护罩控制设备获得，驱动速度从惯性导航获得。行进速度的漂移又通过倾斜度α和采煤位置的变化来补偿。
图5和图6再次示出了根据本发明选择的X、Y和Z坐标，为了简化图示，在图5和图6中未示出Y轴的弯曲路线。在图6中，煤矿采掘面设有附图标记 K。附图标记A表示开采过的位置(alt Mann)。
如图5和图6所示，Z轴垂直于X轴和Y轴，并且也竖直地延伸，即在重力(或与重力相反的)方向上延伸，因为这也可以很容易地以高地下精度来确定。使用倾斜度传感器从任意基点确定高度Z。测绘局部区域，将它们结合在一起可产生完整的图像
可能有利的是，长壁工作面的位置，即，基底和顶板的位置，通过开采设备和支撑设备上的传感器测量。可以垂直线上在支撑设备(或输送机)在水平面上的投影上进行定向。根据来自开采设备的传感器数据确定输送机的弯曲路线。但是，数据点和支撑点用于挖掘的网格和支撑设备的网格中。由于先前对该矿床的勘探，一些井的绝对高度是已知的。还可以测量路段，并在测量中获知全局坐标。借助这些测量点，以后可以转换局部数据和坐标，并与GIS数据组合。
如上所述，矿层可以通过两个面描述，这两个面描述为顶板H和基底L。根据本发明，基底、或更准确地说是基底上的在前挖掘作为控制的基础。可以通过至少一个传感器的倾斜度和位置数据以有利的方式使用此基础的测量值，该传感器布置在长壁工作面中使用的开采设备上，其确定开采设备相对于X-Z 平面和Y-Z平面中Z坐标的倾斜度、开采设备在Y方向上的路径以及开采设备的两个支撑臂在X-Z平面上的倾斜度。
图7示出了采煤装载器W形式的开采设备(在下文中也称为采煤机)，其具有用于使切削轮S1和S2枢转的两个支撑臂T1和T2，其中在开采设备W上布置有传感器12，借助于传感器12可以在Y-Z平面上(角α)确定输送机F的位置，开采设备W在该输送机F上移动。也可以使用另外的传感器进行Y方向上的精确的行进测量。为了进行更精确的测量，可能需要使用惯性导航进行校正。但是，由于根据本发明首先仅进行局部作业，因此在此不必须要求高精度。
图8以折线A-B-C-D-E示出了输送机在Y-Z平面上的实际位置。采煤机在位置A处从左侧开始，然后向右移动。最初不知道输送机的位置。通过测量(1) 获知高度差A-C。在测量路段(2)上获知高度差C-E。现在可以使用先前在B 和D之间记录的测量(3)来调整曲线(样条线(Spline))。图8中的弧线L是输送机的假定路线。路段1、2和3是已知倾斜度的测量路段。点B和D的高度未知。假定这些高度使得样条线具有最小的曲率。由于输送机尽可能小地弯曲，因此可以用这种方法很好地探测位置。由于高度分布随开采行进仅非常缓慢地变化，因此这些测量可以在两个方向上多次进行，并由此可以验证或也可以提高精度。该解决方案的优点在于，可以从两个方向在相同的高度进行挖掘(参见图9a和图9b)。
图9a)和图9b)分别显示了采煤装载机在两个不同的位置，它们的行进方向相反。由于拖尾的采煤机在基底上时总是挖掘，因此对于不同的行驶方向，必须确定不同的高度，因为采煤装载机位于不同的位置。在图9b)中，虚线所示的采煤装载机的支撑臂必须显著地降低，以便在顶板上进行相同位置的挖掘。通过这些计算，不必在两个方向上都获知必须挖掘的位置。而是，根据一个行进方向计算另一行进方向上的位置。
X方向(X)上的开采行进由支撑设备的行走机构传感器确定。由于这是增量测量，因此必须识别并纠正产生的错误。这可以借助于惯性测量系统在开采设备W上进行。支撑设备(防护罩)也配有传感器(参见图10)，这些传感器显示防护罩关于三个正交轴线x、y和z倾斜，并且还显示厚度、倾角(α)和矿层走向(β)。传感器还提供有关防护罩的当前高度h的数据。这些数据可以与来自采煤机传感器的相应数据相组合，并支持各种开采方法(例如，在顶层较差的情况下留下煤层)。行进机构的距离测量(液压缸中的簧片触点或霍尔传感器)足以用于进行下一次挖掘。X中开采行进的测量还应显示在水平图中的输送机的曲率。然而，由于根据本发明未架设已知基础设施的起点，因此设备上的传感器必须确定实际的输送机曲率，例如，基于角加速度γ和采煤机的行进速度，其中输送机的该位置也可以通过摄像头系统进行监控。
图7、图11和图12中所示的采煤装载机W具有四个底座或滑道B1-B4，因此最初被过度确定。由于切削轮S2从上到下在顶板H上挖掘，因此机器W 在行进方向+Y上向前升高。在行进方向的后部在基底L上向上地挖掘。因此，可以假设两个后底座B1和B2都与地面接触，但是两个前底座B3或B4中只有一个与地面接触。
因为根据机器的几何形状已知机器站立在哪个底座上，由此根据支撑臂T1 和T2的旋转轴线相对于底座的位置(参见图11)和惯性传感器的数据、以及支撑臂T1和T2的位置计算出基底上的挖掘切口。如图11和图12所示，开采机 W设置有测斜仪50，利用测斜仪50测量开采机在Y-Z平面中的倾斜度αW和开采机在X-Z平面中的倾斜度βW。测斜仪52和54也布置在两个支撑臂T1和T2 的每一个上，通过它们检测各个支撑臂的倾斜角度。
支撑点和采煤机的倾斜度β是冗余的。从已经形成的挖掘切口的挖掘高度可以获知采煤机W在基底L上的定位(见图13)，因此可以知道采煤机在该位置的倾斜度。采煤机主体的挖掘高度和倾斜度这两个值描述在X-Z中的基底的路线。针对两个角度αW和βW以及在Y方向上的采煤机位置和输送机的前进，通过倾斜度传感器50可以识别平面的路线。以相同的方式，可以通过顶盖 (Kappe)中的倾斜度传感器，防护罩编号Y以及开采行进X来确定在矿层厚度上与基底L连接的顶板H的面。
在同一平面上形成挖掘切口的支撑臂位置是机器倾斜度不随后续挖掘切口而变化的位置。这是中间位置。因此可以进行高度调节。
顶板H上的挖掘切口的高度以相同的方式确定(参见图14)，不同之处在于，底座在此不确定倾斜度。较高的底座决定挖掘高度，以及与传感器的角度。此处挖掘的长壁工作面开口再次通过防护罩测量并验证。
输送机位置以及长壁工作面的平直度如下确定：将基于行进机构传感器的开采行进测量的数据和采煤机绕Y轴的旋转数据结合起来，该旋转数据根据由惯性导航传感器确定的旋转加速度计算得到。为了计算采煤机的挖掘位置，必须知道机器的几何形状。必须知道最后两个挖掘切口的输送机的高度线，以及采煤机在αw中的位置，采煤机在βw中的位置以及支撑臂αR和αL的位置
输送机的曲率可以通过沿长壁工作面的图像采集和评估来识别，并且可以通过在行进过程中采煤机的倾斜度变化用来区分该曲率是垂直还是水平延伸。然后为了将输送机校正到期望的目标线，限制输送机的前进，并且相应地将防护罩更少地拉出(vorgezogen)。这也可以在局部坐标中实现，即可以局部地观察输送机曲率，并相应地对防护罩进行局部地校正。
防护罩的位置及其前进方向也可以从图像分析中识别出来。输送机的消失点可以在沿长壁工作面方向中或沿长壁工作面方向记录的图像中识别。可以将水平线和在水平线上的角度的分度(eine Einteilung in Winkelgrad)插入到此图像中。当防护罩成直角放置时，防护罩的尖端都指向相同的消失点。如果防护罩偏移，则可以直接由分度读出与90°的偏差。在此角度位置，长壁工作面沿Y 方向被推动。
通过已经行进的路段的已知坐标和路段中的测量点来建立所使用的局部坐标和全局坐标之间的联系。测量开采行进(前进)和开采方向上的偏差(徐变- 蠕动，爬升)。为了测量与全局坐标和徐变、开采方向与路段方向的偏差有关的开采行进，可以将具有集成的RFID功能的控制设备(或者也可以是RFID标签) 固定到已知全局坐标的路段上。这些位置在图15中用(U)和(V)标记。借助于安装在防护罩中的控制设备1、2和3确定距离A、B、C、D，这是长壁工作面控制的一部分。通过测量点1、2、3和点U之间的路段C和D，可以确定相对于全局坐标的开采行进。因此，可以将由行进机构传感器在局部坐标中确定的开采行进与全局坐标进行比较。点V几乎与防护罩中的控制设备处于相同的高度，并且已知设备U和V之间的距离，因此可以轻松确定控制设备相对于路段的壁的距离，以及到长壁工作面设备相对于路段的壁的距离。可以从该距离测量确定“徐变”，即可以确定开采行进是否仍与路段平行，或者设备是否在主驱动器或辅助驱动器的方向上移动，并且可以相应地控制开采的方向。在此，影响因素是驱动器之间的前倾(Vorlauf)以及输送机和行进机构之间的角度。在图15中，附图标记14表示用于行进机构的附接点。附图标记16表示延伸的滑盖。数字18表示后梁。
在挖掘过程中以及刚完成挖掘后，都无法识别基底本身。在连续的挖掘之间，基底的挖掘的高度仅能极小地变化。其原因在于输送机的机械构造。基底中的阶梯不能太大，以便可以安全地推进输送机。另外，输送机仅具有有限的弯折角度，并且还必须保持采煤机的稳定倾斜度。根据本发明，可以通过跟随煤层中的标记带(Markerbande)来校正基底挖掘。
通过评估输送机和防护罩之间的基底，可以进行识别基底水平线的第二种可能性，这可以借助摄像机以及自动图像识别和评估来完成。在位于输送机后的基底处可以识别和评估表面的颜色和/或可识别的结构(例如凹槽)，以便纠正长壁工作面的控制。
为了识别颜色，不同光谱范围的评估是有利的。光谱范围的选择可以通过不同的照明(例如白色或红外)并通过相应的彩色图像分析来进行，因为基底通常具有比煤更浅、更黄的颜色。在基底上开采煤的结构也不同于开采石头的结构。如果煤从分离层脱落，则在结构上也可以识别出来。
如果局部坐标系以透明的方式显示在防护网格中，并且根据顶板和底部的挖掘深度显示，则结果将导致混乱的网络。因此，如果控制装置包括至少一个具有图形指示的控制设备1、2或2(图15)，其中该控制设备设计成并设置成计算并显示在局部坐标系中在预定的网格基底和顶板的路线的至少局部的视图。在此，有利的是，提供标准设置，该标准设置显示在特定观察方向上观察的活动区域，即，在采煤机上，防护罩准备和防护罩的拉动。隐藏线仅用虚线显示，而在“开采过的位置”中仅显示基底，图示将变得更清晰和更易于理解。固定视角并将限制在右视图或左视图中选择，可防止用户对显示器进行许多不利的设置。为了避免损害表面，两次拉动X。
根据有利的实施例，控制设备可以设计成并设置成计算出视图，使得显示基底和顶板之间的(在X方向上的)距离(即，矿层厚度M)变大成M’，即显示得比其实际要大(参见图16)。这使视图更清晰，可以更好地识别校正。在该视图中，现在可以示出两个挖掘采煤机、挡板(Flipper)、危险的顶盖尖端和带有负载110的输送机F。在此视图中，可以计算并显示其他指示，这些指示在图 16中如下标记：
挖掘规划100，其具有仍需要校正的面积。
通过结构声分析得出的煤/石检测结果102。
具有收敛分析结果和/或地震声学分析结果的过去的(已经开采完的)区域 104。
当前的压柱压力(Stempeldrücke)106。
防护罩的倾斜度和推动防护罩的力的方向，例如如输送机上的箭头108所示。
输送机负载110，通过由图像识别的识别块进行动画处理。
具有不同字符/符号的防护罩的缺陷112。
图17示出可以由控制设备计算出的比较容易理解的图示。已经挖掘的基底面104可以例如以一种颜色显示。在计划的下次挖掘的面114可以另外的颜色或虚线显示。该面上的计划的校正118以粗线显示。底部的当前3D输送线120 也以醒目的粗线显示。相同的图示可以显示在固定到防护罩支撑设备的各个控制设备1、2、3、...上。可以根据安装方向对此图示进行镜像处理。
下文描述上述系统的有利实施例、方法步骤和控制变体：
由采煤机、输送机和防护罩组成的开采系统在控制系统(SCADA系统)下组合在一起。
整个系统的控制使用防护罩和采煤机上的传感器。
采煤机上的传感器显示两个方向(X和Y)上的倾斜度，Y方向的加速度、通过齿轮驱动的采煤机的前进、绕Y方向的旋转以及两个切削臂的位置。
来自防护罩的传感器提供行进机构的路径、防护罩的高度、压住中的压力以及防护罩顶盖在两个方向上的倾斜度。
防护罩中的摄像机在每次挖掘后均通过三幅图像显示长壁工作面的静态情况。
所有这些数据都可以用来计算采煤机的位置及其进行挖掘的位置。
这些数据在多次挖掘中的变化也可以用于计算切削臂以相同高度切削割以形成平坦表面时的高度。
防护罩中的声音分析可以检测出采煤机是在顶板上切削煤还是石头。因此，可以直接校正顶板的挖掘切口。
以相同的方式，在可以校正顶板的位置处校正基底处的挖掘计划，因为可以假设连续的矿层的厚度(矿层厚度)。
基底处挖掘切口根据图像评估结果进行校正，该图像评估结果对输送机后的基底结构和颜色进行分析。通过挖掘计划更改挖掘高度。
然后可以使用此分析来校正此环境中的矿层厚度。
可以通过RFID实现实际的开采行进，该RFID具有在长壁工作面中的控制设备和被测量地点处的路段中的RFID设备之间的无线电路线长度的集成的测量值。
路段的方向与开采方向(“徐变”)之间的偏差可以通过在长壁工作面中的控制设备和在被测量地点处的路段中的RFID设备之间的RFID实现。
用于开采方向的控制回路可以通过输送机的下端部的前支承物的自动校正来实现。
开采方向可以通过调节输送机和行进机构之间的角度来完成。
可以使用所设置的设备的推进器上的不同循环来设置该角度。通过选择时间点，是否以及何时启动推进器以及是否在被拉动的防护罩或其相邻部件中激活推进器，可以改变输送机与防护罩之间的角度。
防护罩和输送机之间的角度可以通过对来自长壁工作面摄像机的图像进行分析来确定。
仅显示随后的几次(大约4-10次)的挖掘。
显示应该如何校正挖掘水平线以及何时完成校正(挖掘计划)。
在基底已经发掘的面内再现(wiedergegeben)有关岩石压力、收敛分析和地震声学的信息。
根据连续性和挖掘计划的预期，仅显示尚未开采的区域的顶板。
矿层厚度被放大显示，因此可以独立地显示顶板和基底，而不会因为相互嵌套地显示或重叠地显示而变得混乱和不清楚。
显示图像的角度受到限制，因此存在基本设置。但是，可以解决此问题，以便可以从任何方向观察长壁工作面。
发生动作的区域，即准备了防护罩的区域、采煤机切削的区域、输送机移动的区域和防护罩被拉动的区域，被自动选择为图像部分(Bildausschnitt)。
在顶板上显示使用结构声分析检测石头/煤炭的结果。
显示采煤机的切削轮的瞬时位置。
计算出输送机负载，并将其显示为煤矿采掘面上的阴影(表示为输送机的前边缘和标记的顶板之间的假想面)。该阴影线可能在图中以传送机的速度从长壁工作面延伸。
通过朝向输送机旋转防护罩，侧向地控制输送机以及长壁工作面，并将输送机保持在倾斜位置。防护罩朝向输送机的旋转用于确定防护罩推动输送机的方向。这些矢量可以显示在输送机的线的前方。
各个向量可以加到总数上。经验(Erfahrung)显示出输送机沿一个方向移动的总矢量的大小。该数字又是用于设备及其倾斜度的控制变量。所有防护罩都应对此向量做出大约相同的贡献。
压柱压力可以通过压柱的长度或颜色表示，并显示为圆柱体
测量点记录在局部坐标系中，以便可以将数据传输到GIS系统。通过使用这些测量点，可以将基底面的测绘转(gedreht)到全局坐标上，并进行变形或调整。
清楚的是，上述方法和设备包含大量不同方面，这些方面，以所描述的组合的方式或以彼此独立的方式，都被认为属于本发明。此外，权利要求1中描述的方法不是实施从属权利要求中描述的特征的强制性先决条件。换句话说，以相互独立的形式以及以任意组合的形式的本申请中描述的各个方面全部都被视为属于本发明的公开。

Claims (15)

1.一种用于控制地下采矿中的自动化长壁工作面的方法，所述长壁工作面包括支撑设备和与所述支撑设备连接的输送机，所述输送机连接至开采设备，其中进行控制，使得所述开采设备的第一挖掘切口被用作后续的挖掘切口的数据库，并且相对于第一挖掘切口，所述开采设备在垂直于开采方向的平面上的倾斜度不改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述长壁工作面行进的控制基于局部坐标系实现，
所述局部坐标系的X轴指向开采方向，其中使用预定的挖掘深度作为网格，
所述局部坐标系的Y轴对应于所述输送机的当前的、特别是投影到水平面中的曲线，其中输送机的通道的部段的长度或支撑设备的宽度用作网格，以及
所述局部坐标系的Z轴竖直地、且与X轴和Y轴成直角地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，使用至少一个传感器的倾斜度和位置数据以用于控制，所述至少一个传感器布置在所述长壁工作面中所使用的开采设备上，所述至少一个传感器指示所述开采设备相对于X-Z平面和Y-Z平面中Z坐标的倾斜度、所述开采设备在Y方向上的路径、以及所述开采设备的两个切削臂在X-Z平面中的倾斜度。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中，在Z方向上的开采行进借助于行进机构传感器确定，并根据绕Z轴的角加速度和位置数据进行校正。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，
其中，在行进机构的支撑设备上使用传感器，所述传感器提供关于支撑设备的路径、支撑设备的压柱中的压力以及支撑设备的顶盖的倾斜度的数据，其中，在假设顶板形成通过矿层厚度连接的相对于基底平行的平面的情况下，获得冗余的控制数据。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述输送机后的基底借助于沿所述长壁工作面的图像采集进行记录，对记录进行评估并用于控制。
7.根据权利要求6所述的方法，
借助于所述记录的彩色图像分析和/或在不同波长的照明下的彩色图像分析进行评估。
8.根据权利要求6或7所述的方法，
借助记录的结构分析进行评估。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，通过沿所述长壁工作面的图像采集记录、评估在开采点中存在的标记带，并用于基底挖掘的控制。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，确定X轴和路段之间的角度偏差，以校正开采方向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，执行挖掘，在所述挖掘的期间，确定坐标系内的基底的位置，并将其用作后续的挖掘的起点。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
开采行进及其与路段的偏差，特别是在执行电磁信号的传输时间测量的情况下，借助于路段中的全局坐标点确定，所述电磁信号在全局坐标点和支撑设备之间传送。
13.控制装置，其设计成并设置成执行根据前述权利要求中至少一项所述方法。
14.根据权利要求13所述的控制装置，其包括具有图形指示的控制设备，其中，所述控制设备设计成并设置成计算在所述局部坐标系中在预定的网格中通过网格线至少局部地显示所述基底和所述顶板的走向，使得所述基底和所述顶板之间的距离放大地显示。
15.根据权利要求14所述的控制装置，其设计成并设置成计算以下图示中的至少一种：其中包括待进行校正的、控制器计算出的下一条挖掘线，支撑设备的后续挖掘中危险的组件，所述输送机的负载，尚未挖掘的顶板的走向、底板的走向。
CN202010855634.0A 2019-08-21 2020-08-21 控制自动化长壁工作面的方法和装置 Pending CN112412453A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019122431.4 2019-08-21
DE102019122431.4A DE102019122431A1 (de) 2019-08-21 2019-08-21 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines automatisierten Strebs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112412453A true CN112412453A (zh) 2021-02-26

Family

ID=74495351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010855634.0A Pending CN112412453A (zh) 2019-08-21 2020-08-21 控制自动化长壁工作面的方法和装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112412453A (zh)
DE (1) DE102019122431A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113821917B (zh) * 2021-08-31 2024-04-30 国能榆林能源有限责任公司 一种综采设备作业过程中已采区顶底板形状的估算方法
CN113803112B (zh) * 2021-09-18 2024-07-19 中煤科工开采研究院有限公司 工作面底煤厚度智能探测方法、系统、可读介质和设备
CN114439528A (zh) * 2021-12-16 2022-05-06 中国矿业大学 一种智能充填液压支架结构干涉自主控制方法
CN114439527B (zh) * 2021-12-16 2023-04-28 中国矿业大学 一种智能固体充填液压支架工况位态表征方法
CN114320291A (zh) * 2022-01-05 2022-04-12 山东能源重装集团中矿采煤机制造有限公司 一种采煤机自动找平方法
AT526723A1 (de) * 2022-11-29 2024-06-15 Franz Friesenbichler Dipl Ing Verfahren zur systematisch selektiven Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4822105A (en) * 1986-09-26 1989-04-18 Mitsui Miike Machinery Company, Limited Double ended ranging drum shearer and method of controlling working height in mining face in use of the same
CN102713148A (zh) * 2009-08-20 2012-10-03 拉格股份公司 用于利用自动化系统来产生工作面开口的方法
CN102797462A (zh) * 2012-07-30 2012-11-28 西安煤矿机械有限公司 一种采煤机自动截割控制系统及自动截割控制方法
CN103775080A (zh) * 2013-12-31 2014-05-07 中国矿业大学 一种薄煤层无人工作面采煤机姿态角调整模型的构建方法
CN105392962A (zh) * 2013-05-13 2016-03-09 卡特彼勒环球矿业欧洲有限公司 用于长壁剪切机的控制方法
CN105386764A (zh) * 2014-08-28 2016-03-09 乔伊·姆·特拉华公司 长壁剪切系统的底盘俯仰控制
CN106194177A (zh) * 2015-05-28 2016-12-07 联邦科学和工业研究组织 改进的开采机和控制方法
US20180347357A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Joy Global Underground Mining Llc Adaptive pitch steering in a longwall shearing system
CN109469484A (zh) * 2018-11-05 2019-03-15 郑州煤机液压电控有限公司 基于上位机规划的自动化采煤方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4234720C2 (de) * 1992-10-15 2003-06-12 Dbt Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Niveausteuerung einer Hobelanlage
DE102007012678B3 (de) * 2007-03-16 2008-09-25 Rag Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern von Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau
AU2008351276B2 (en) * 2008-02-19 2011-07-07 Beijing Meike Tianma Automation Technology Co., Ltd Method for automatically creating a defined face opening in longwall coal mining operations
DE102008053133A1 (de) * 2008-10-24 2010-05-06 Rag Aktiengesellschaft Verfahren zur automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung in Hobelbetrieben des Steinkohlenbergbaus
DE102009026011A1 (de) * 2009-06-23 2010-12-30 Bucyrus Europe Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Position oder Lage von Anlagekomponenten in Bergbau-Gewinnungsanlagen und Gewinnungsanlage
DE102009030130B9 (de) * 2009-06-24 2011-06-09 Rag Aktiengesellschaft Verfahren zur automatisierten Herstellung einer definierten Streböffnung durch neigungsgestützte Radarnavigation der Walze bei einem Walzenschrämlader und eine Vorrichtung hierfür
WO2016134690A2 (de) * 2015-02-28 2016-09-01 Tiefenbach Control Systems Gmbh Verfahren zum betrieb der abbaumaschine zum kohleabbau im untertätigen streb eines steinkohlebergwerks

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4822105A (en) * 1986-09-26 1989-04-18 Mitsui Miike Machinery Company, Limited Double ended ranging drum shearer and method of controlling working height in mining face in use of the same
CN102713148A (zh) * 2009-08-20 2012-10-03 拉格股份公司 用于利用自动化系统来产生工作面开口的方法
CN102797462A (zh) * 2012-07-30 2012-11-28 西安煤矿机械有限公司 一种采煤机自动截割控制系统及自动截割控制方法
CN105392962A (zh) * 2013-05-13 2016-03-09 卡特彼勒环球矿业欧洲有限公司 用于长壁剪切机的控制方法
CN103775080A (zh) * 2013-12-31 2014-05-07 中国矿业大学 一种薄煤层无人工作面采煤机姿态角调整模型的构建方法
CN105386764A (zh) * 2014-08-28 2016-03-09 乔伊·姆·特拉华公司 长壁剪切系统的底盘俯仰控制
CN106194177A (zh) * 2015-05-28 2016-12-07 联邦科学和工业研究组织 改进的开采机和控制方法
US20180347357A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Joy Global Underground Mining Llc Adaptive pitch steering in a longwall shearing system
CN109469484A (zh) * 2018-11-05 2019-03-15 郑州煤机液压电控有限公司 基于上位机规划的自动化采煤方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
田成金: "煤炭智能化开采模式和关键技术研究", 《工矿自动化》 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019122431A1 (de) 2021-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112412453A (zh) 控制自动化长壁工作面的方法和装置
US6857705B2 (en) Mining machine and method
CN109386291B (zh) 掘进机截割路径规划方法、装置及掘进机截割控制系统
US8777325B2 (en) Method for determining the position or situation of installation components in mineral mining installations and mining installation
CN106194177B (zh) 用于控制开采机的系统和方法、开采设备、存储介质
CN109296370B (zh) 一种自动测绘定位的掘进方法及系统
US20220349304A1 (en) Rotary boring mining machine inertial steering system
CN109974715A (zh) 捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法
CN106194230B (zh) 采掘机和用于控制采掘机的方法
CN113075650A (zh) 一种基于uwb与惯性单元的地下巷道掘进装备实时定位方法
Stentz et al. Position measurement for automated mining machinery
CN113252063A (zh) 一种基于全站仪的采掘装备进深测量方法
Szczerbowski et al. Monitoring of tectonically active area of Bochnia
CN114739394A (zh) 悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法和系统
JP2590014B2 (ja) トンネルの断面マーキング測量方法
CN113252044A (zh) 一种掘进装备机身偏差计算方法
AU2001252023B2 (en) Mining machine and method
CN114593748A (zh) 一种采煤机定位误差消除方法
RU2472930C1 (ru) Способ определения вертикальных сдвижений и деформаций
BR112019004695B1 (pt) Sistema de mineração com orientação direcional avançada e método de fornecer orientação direcional para um sistema de mineração
AU2001252023A1 (en) Mining machine and method
Cooper Stope surveying
Stentz et al. Position
ZA200208663B (en) Mining machine and method.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210226