DE102008053133A1 - Method for automatic production of defined face opening in plow operation in coal mining, involves maintaining height adjustment of plane for place-synchronous analysis, and providing plane at position at time point of height adjustment - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung bei einen Strebförderer, wenigstens einen an dem Strebförderer geführten Hobel als Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schildaufbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau.The The invention relates to a method for automatic production a defined longwall opening at a longwall conveyor, at least one on the longwall conveyor out Planer as a mining machine and a hydraulic shield structure having Strebbetrieben in the underground Coal mining.
Ein Problem bei der automatischen Steuerung von Strebbetrieben sowohl in Abbaurichtung als auch in Verhiebsrichtung der eingesetzten Gewinnungsmaschine besteht unter anderem darin, einerseits eine ausreichend große Streböffnung herzustellen, um den Durchgang der Strebausrüstung beispielsweise ohne Kollisionen zwischen Gewinnungsmaschine und Schildausbaugestellen bei der Vorbeifahrt der Gewinnungsmaschine sicherzustellen, und andererseits den Bergeanfall bei der Gewinnungsarbeit möglichst gering zu halten, demnach die Gewinnungsarbeit möglichst auf den Flözhorizont zu beschränken, ohne zuviel Nebengestein mitzuschneiden. Die vor dem Verhieb im wesentlichen zur Verfügung stehenden Lagerstättendaten über Flözmächtigkeit, Liegend- bzw. Hangendniveau und das Vorhandensein von Sätteln und/oder Mulden sowohl in der Abbaurichtung als auch in der Längsrichtung der Strebausrüstung, also in Verhiebsrichtung der Gewinnungsmaschine, sind zu ungenau, um darauf eine automatisierte Steuerung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit stützen zu können.One Problem with the automatic control of longwall operations both in the direction of dismantling as well as in the direction of perforation of the recovery machine used consists, inter alia, of producing on the one hand a sufficiently large face opening, around the passage of the longwall equipment for example, without collisions between mining machine and Shield extension points when passing the mining machine and on the other hand, the onslaught on mining work preferably therefore, the extraction work should be kept as close as possible to the seaming horizon restrict, without cutting too much neighboring rocks. The before the injury in the essentially available standing deposit data on seam thickness, Lying or hanging level and the presence of saddles and / or Troughs both in the dismantling direction and in the longitudinal direction the longwall equipment, that is, in the direction of the profit of the mining machine, are too inaccurate, to it an automated control of the extraction and expansion work support to be able to.
Dieses Problem ergibt sich in besonderer Weise bei so genannten Hobelbetrieben, bei denen an einer an dem Strebförderer angebrachten festen Führung ein Hobel längs der Strebfront hin und her fährt. Der mit Meißeln bestückte Hobel weist dabei eine einstellungsbedingte Schnitthöhe und eine vergleichsweise geringe Schnitttiefe in einer Größenordnung von etwa 30 bis 100 mm auf, so daß im Gegensatz zu einer schneidenden Gewinnung die Schnitthöhe jedenfalls während einer Gewinnungsfahrt nicht variabel ist. In den Hobelbetrieben ist eine Höhensteuerung des Hobels über einen zwischen dem Strebförderer als fester Führung für den Hobel und dem daran angeschlagenen Schildausbaugestell angeordneten Steuerzylinder als sogenannte Auslegesteuerung eingerichtet. Über die mit der Auslegersteuerung veränderbare Neigung des Strebförderers kann somit zusätzlich zu einer niveauneutralen Steuerung dem Strebförderer und damit dem daran geführten Hobel auch während der Gewinnungsfahrten eine Tauchbewegung in Abbaurichtung vermittelt werden, in welcher der Hobel durch Einschnitt seiner Bodenmeißel abwärts in das Flöz oder in das Liegende abkippt, oder auch eine Kletterbewegung, in welcher der Hobel einen ansteigenden Verhieb ausführt.This Problem arises in a special way in so-called planing companies, where at one of the longwall conveyor attached firm leadership a plane along the front of the front and back drives. The one with chisels stocked Planer has an attitude-related cutting height and a comparatively small cutting depth in the order of about 30 to 100 mm, so that in In contrast to a cutting extraction, the cutting height in any case while a winning trip is not variable. In the planing plants is a height control over the planer one between the longwall conveyor as a solid guide for the Plane and the attached shield shielding arranged Control cylinder set up as a so-called delivery control. About the changeable with the boom control Inclination of the longwall conveyor can thus additionally to a level-neutral control the longwall conveyor and thus the it out Planing also while the winning rides are mediated a dive movement in degradation direction, in which the planer by incision of his ground chisel down in the Seam or in the lying down tilts, or even a climbing movement, in which the planer performs an increasing disturbance.
Soweit bei der Gewinnungsarbeit auch eine Verletzung des Liegenden durch den Hobel möglichst vermieden werden soll, erfolgt die Höhensteuerung des Hobels im wesentlichen nach dem bekannten Verfahren des Grenzschichthobelns am Liegenden. Bei diesem Verfahren wird durch einen im Niveau des Bodenmeißels des Hobels mitgeführten Sensor ermittelt, ob der Bodenmeißel des Hobels im Nebengestein, also im Liegenden, oder in der Kohle schneidet. Dieses Verfahren ist zunächst von seiner Hardwareseite anfällig, weil der betreffende Sensor und der zugehörige Auswerterechner in einer extrem rauen Umgebung in oder am Hobel eingebaut ist und damit entsprechenden Beanspruchungen beziehungsweise eintretenden Defekten unterliegt. Weiterhin erfordert die Mobilität des Hobels eine Stromversorgung der Hardware per Akku und eine Datenübermittlung per Funk mittels mehrerer im Streb angeordneter Transponder, wobei die Funkbedingungen insbesondere in niedrigen Streben mit hohen Anteilen an ferromagnetischen Bestandteilen der Strebausrüstung sehr schwierig zu beherrschen sind. Darüber hinaus ist dieses Verfahren auch in seiner Aussage mit Unsicherheiten behaftet bzw. bedingt auch entsprechende zeitliche Verspätung bei einer eventuell erforderlichen Regelung, weil eine einigermaßen sichere Aussage über das vom Hobel geschnittene Material erst nach einigen Hobelzügen, d. h., nach einigen, in der Regel etwa nach 5 Vorbeifahrten an einem Schildausbaugestell zu treffen ist.So far in the extraction work also a violation of the lying by the plane as possible should be avoided, the height control of the planer is done in essentially according to the known method of boundary layer planing on the horizontal. In this procedure is characterized by a in the level of ground chisel of the planer entrained sensor determines if the bottom chisel of the plane in the neighboring rock, ie in the horizontal, or in the coal cuts. This procedure is first vulnerable to its hardware because the sensor in question and the associated evaluation computer in one extremely rough environment is built into or on the planer and thus appropriate Is subject to stress or occurring defects. Furthermore, mobility requires the planer, a power supply of the hardware by battery and data transmission by radio by means of several transponders arranged in the longwall, wherein the radio conditions especially in low struts with high Proportions of ferromagnetic components of the longwall equipment very difficult to control. In addition, this procedure is also in his statement with uncertainties afflicted or conditional corresponding time delay if necessary, because a reasonably safe Statement about the material cut from the planer only after some planing moves, d. H., after a few, usually after about 5 passages on a shield stand to meet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, mittels dessen auch in Hobelbetrieben eine Automatisierung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit im Hinblick auf die Herstellung einer definierten Streböffnung möglich ist.Of the Invention is therefore the object of a method of the initially mentioned way by means of which also in planing plants Automation of extraction and expansion work with regard to the production of a defined Streböffnung is possible.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.The solution This object is achieved including advantageous embodiments and further developments of the invention from the content of the claims, which read this description.
Die Erfindung sieht hierzu ein Verfahren vor, bei welchem mittels an wenigstens drei der vier Hauptbauteile jedes Schildausbaugestells wie Bodenkufe, Bruchschild, Traglenkern und bruchseitigem Bereich der Hangendkappe angebrachter Neigungssensoren die Neigung der Schildbauteile gegen die Horizontale ermittelt und aus den gemessenen Daten in einer Rechnereinheit durch Vergleich mit den darin abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegung während des Schreitens definierenden Basisdaten die jeweils bankrechte Schildhöhe des Schildausbaugestells berechnet wird und bei welchem die ermittelte Schildhöhe des Schildausbaugestells mit der maschinenabhängig festliegenden Schnitthöhe des Hobels abgeglichen wird, und bei welchem zur Korrektur von festgestellten Abweichungen eine über eine zwischen Schildausbaugestell und Strebförderer bestehende Auslegersteuerung zu bewirkende Höhensteuerung des Hobels eingeleitet wird, wobei im Sinne einer orts-synchronen Auswertung die eingeleitete Höhensteuerung des Hobels beibehalten wird, bis das mit einer zeitlichen Verzögerung dem Hobel nacheilende Schildausbaugestell die Stelle erreicht hat, an der sich der Hobel zum Zeitpunkt der eingeleiteten Höhensteuerung befand.For this purpose, the invention provides a method in which inclination sensors mounted on at least three of the four main components of each shielding structure, such as bottom skid, breaker plate, support links and fractured section, determine the inclination of the shield components relative to the horizontal and from the measured data in a computer unit by comparison with the stored therein, the geometric orientation of the components and their movement during the walking defining basic data, the respective banking right height of the Schildausbaugestells is calculated and in which the determined height of the Schildausbaugestells is matched with the machine-dependent fixed height of the planer, and in which for the correction of deviations found one over one between Schildausbaugestell and Strebförderer existing boom control to be effected height control of the planer is initiated, wherein in the sense of a location-synchronous evaluation, the initiated height control of the planer is maintained until the lagging with a time delay the planing shield stand has reached the point at which the planer for Time of the initiated height control was.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß zunächst aufgrund der mit einem vergleichsweise geringen Aufwand zu ermittelnden Schildhöhe ein Parameter für die Strebsteuerung in ausreichender Genauigkeit und Zuverlässigkeit zur Verfügung steht. Der andere Parameter besteht in der durch die Auslegung des Hobels bedingten Schnitthöhe des Hobels, die in etwa auf die gemäß den Lagerstättendaten zu erwartende Mächtigkeit des für den Verhieb anstehenden Flözes abgestimmt ist. Soweit in der Rechnereinheit signifikante Abweichungen zwischen der Schnitthöhe und der Schildhöhe festgestellt werden, erfolgt automatisch eine Veränderung der Höhensteuerung des Hobels über eine entsprechende Einstellung der Auslegersteuerung. Soweit bei Hobelbetrieben ein erheblicher Abstand zwischen der Schnittspur des Hobels und der Spitze der Bodenkufe beziehungsweise der Einzelkufen des die Anlenkung für die Auslegersteuerung bildenden Schildausbaugestells gegeben ist, ergibt sich eine entsprechend lange Regeltotzeit, bis die am Schildausbaugestell bestimmte Schildhöhe auf einen am Strebförderer eingeleiteten Höhensteuerimpuls für den Hobel reagiert. Dabei erfolgt eine vollständige Schildhöhenreaktion erst 5–7 Schreitvorgänge nach Einleitung des Höhensteuerimpulses für den Hobel. Erst dann kann durch den Abgleich von Schnitthöhe und Schildhöhe bzw. durch die Feststellung der Stellung des Schildausbaugestells im Raum und damit der Streböffnung überprüft werden, inwieweit die eingeleitete Änderung der Höhensteuerung des Hobels zum Ausgleich der erkannten Abweichung und zu einer Änderung der Streböffnung führt. Während des Durchschreitens des Weges von dem Standort der Bodenkufe des Schildausbaugestells, an welchem die Änderung der Höhenstellung eingeleitet worden ist, bis zu einem neuen Standort der Bodenkufe, an dem die Bodenkufe den vom Hobel mit der geänderten Höhensteuerung geschnittenen Bereich erreicht, ist keine Änderung der eingeleiteten Höhensteuerung vorzunehmen, obwohl während dieses Weges eine festgestellte Abweichung bestehen bleibt. Insofern ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Sinne einer orts-synchronen Auswertung die eingeleitete Höhensteuerung des Hobels beibehalten wird, bis das mit einer zeitlichen Verzögerung dem Hobel nacheilende Schildausbaugestell die Stelle erreicht hat, an der sich der Hobel zum Zeitpunkt der eingeleiteten Höhensteuerung befunden hat.With The invention has the advantage that initially due to the with a comparatively low effort to determine Schildhöhe a parameter for the Longwall control in sufficient accuracy and reliability to disposal stands. The other parameter consists in the design of the Planer's conditional cutting height of the planer, which roughly on the according to the deposit data expected thickness of for the swelling of waiting seam is tuned. As far as in the computer unit significant deviations between the cutting height and the height of the shield be detected, there is a change automatically the height control over the planer a corresponding adjustment of the boom control. As far as at Planing a considerable distance between the cutting track of the planer and the top of the floor skid or the single runners of the linkage for given the cantilever control forming shield frame, results in a correspondingly long rule deadline until the on-board rack certain shield height on one at the longwall conveyor initiated height control pulse for the Planer reacts. This is a complete Schildhöhenreaktion only 5-7 border operations after initiation of the height control pulse for the Planer. Only then can by adjusting the cutting height and height of the shield or by determining the position of the shield support frame in Space and thus the Streböffnung be checked to what extent the initiated change the height control the planer to compensate for the detected deviation and a change the longwall leads. While of passing the way from the location of the floor skate of Shield extension frame, on which the change of the height position has been initiated, up to a new location of the floor skid, where the floor skids cut the plane with the modified height control Area reached, is no change the initiated altitude control to do, though during This path remains a determined deviation remains. insofar is provided according to the invention, that in the Sense of a location-synchronous evaluation of the initiated height control of the planer is maintained until the time lag Planer trailing shield retrofit has reached the place at the planer at the time of the initiated height control has found.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist eine Aussage darüber möglich, ob die von dem Hobel freigeschnittene Schnitthöhe auch der späteren Schildhöhe an diesem Ort entspricht, oder ob eventuell auftretender Nachfall oder eintretende Konvergenzen zu Abweichungen der Schildhöhe nach oben oder unten von der Schnitthöhe führen, denen bei den nächsten Hobelfahrten durch eine Änderung der Höhensteuerung des Hobels Rechnung zu tragen ist. Entsprechendes gilt auch für das Durchfahren von Mulden und/oder Sätteln. Insofern nutzt das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen die ermittelte Schildhöhe, um unter Einbeziehung der Schnitthöhe des Hobels einen Regelkreis zur Steuerung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit einzurichten, der bei seiner Anwendung zur automatischen Einhaltung einer definierten Streböffnung führt. Dabei kann zweckmäßigerweise als Indikator für die Strebhöhe die bankrechte Schildhöhe zwischen Oberkante Kappe und Unterkante Kufe herangezogen werden. Als Steuergröße für die Höhensteuerung des jeweiligen Schildausbaugestells eignet sich auch die Schildhöhe im Bereich des Schildstempels, weil ansonsten der Relativwinkel zwischen der Hangendkappe und der Bodenkufe in einzelnen Höhenanpassungsphasen zu starken Höhenveränderungen bezogen auf die Kappenspitze führt. Insofern kann es zweckmäßig sein, die Schildhöhe zwischen Hangendkappe und Bodenkufe an beliebigen Stellen zu ermitteln und die für das jeweilige Verfahren sinnvollste Stelle für die Höhensteuerung zu verwenden.by virtue of the measures according to the invention is a statement about it possible, whether the cutting height cut free from the plane also the later plate height at this Location, or any accretion or convergence to deviations of the height of the shield above or below the cutting height lead that at the next Planing trips through a change the height control of the planer is to be taken into account. The same applies to driving through of depressions and / or saddles. In this respect, the inventive method uses essentially the determined height of the shield to include the cutting height to set up a control loop to control the extraction and finishing work of the planer, which in its application for automatic compliance with a defined Streböffnung leads. there may suitably as an indicator of the strut height the banking rights sign height be used between the upper edge of the cap and the lower edge of the skid. As a control variable for the height control The shield height in the area is also suitable for the respective shield construction frame of the Schildstempels, because otherwise the relative angle between the Hang end cap and the floor skid in individual height adjustment phases to strong height changes based on the cap tip leads. In that sense, it may be appropriate the height of the shield between hanging wall and floor skid to determine anywhere and the for to use the respective method most meaningful place for the height control.
Im Rahmen der Steuerung ist das Regelverhalten des Systemes durch in der Rechnereinheit abgelegte selbstlernfähige Algorithmen zu optimieren, weil eine rein geometrisch inkrementale Vorgehensweise nicht alle in der Praxis auftretenden Effekte wie beispielsweise Bodenmeißelzustand, Steuerverhalten des Hobels bei unterschiedlicher Liegendbeschaffenheit, Aufwärtseinfluss, mechanisches Spiel der maschinellen Ausrüstung abbilden kann. Insofern wird im Rahmen der rechnergestützten Steuerung überprüft, ob die durch die Änderung der Höhensteuerung des Hobels beabsichtigte Streböffnung tatsächlich erreicht wird, und es werden die Abweichungen zwischen Zielvorgabe der eingeleiteten Höhensteuerungsänderung und tatsächlich eingetretener Streböffnung bei der Berechnung und Vorgabe späterer Änderungen der Höhensteuerung berücksichtigt.in the The control system is characterized by the control behavior of the system in to optimize the computer unit stored self-learning algorithms, because a purely geometric incremental approach not all in the practice occurring effects such as Bodenmeißelzustand, Control behavior of the planer with different lying conditions, Upward impact, can represent mechanical play of the machine equipment. In that sense will in the context of the computer-aided Control checks if the through the change the height control of the planer intended Streböffnung indeed achieved, and there will be differences between the target the initiated altitude control change and indeed entered Streböffnung in the calculation and specification of later changes in the height control considered.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass Schildausbaugestelle mit geteilter Bodenkufe eingesetzt werden, bei denen zwischen den beiden Einzelkufen das Schreitwerk des Schildausbaugestells angeordnet ist, so dass die beiden Einzelkufen des Schildausbaugestells im Unterschied zu miteinander verbundenen Kufen getrennt voneinander eingeraubt werden können, wodurch der sogenannte Elephant-Steg als Schreitsteuerung möglich ist. Bei solchen, insbesondere in den für Hobelbetriebe typischen geringeren Flözmächtigkeiten eingesetzten Schildausbaugestellen ist an beiden Einzelkufen je ein Neigungssensor angeordnet.According to one embodiment of the invention, it is provided that Schildausbaugestelle be used with divided Bodenkufe in which between the two single skids the walking mechanism of Schildausbaugestells is arranged so that the two individual runners of Schildschild rack can be robbed separately from each other, as opposed to each other connected runners through the so-called elephant bridge is possible as walking control. In such, in particular in the typical for planing operations lower seam thicknesses used Shield extension points on each individual skids one inclination sensor is arranged.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass für jede der beiden Einzelkufen die jeweilige Schildhöhe aus den gemessenen Neigungswinkeln für die Hangendkappe, den Bruchschild und für die rechte und die linke Einzelkufe des Schildausbaugestells berechnet wird, wobei vorgesehen sein kann, dass die für das Schildausbaugestell ermittelte Schildhöhe aus dem Mittelwert der für die beiden Einzelkufen berechneten Schildhöhenwerte berechnet wird. Für die Erkennung von durch Stempelaufsetzer bedingten Problemen, oder für eine Beurteilung, ob die obere Verstellgrenze bei dem Schildausbaugestell erreicht ist, ist jedoch eine Einzelauswertung der Schildhöhe für die rechte und die linke Schildhälfte auf der Basis der an den Einzelkufen ermittelten Neigungswinkel erforderlich.For this can be provided that for each of the single skids the respective height of the shield from the measured tilt angles for the hangum cap, the rupture shield and for the right and the left Single skids of the shield support frame is calculated, provided can be that for the shield support determined height of the shield from the mean of the two Single skids calculated shield height values is calculated. For the recognition of problems caused by stamp applicators, or for one Assessment of whether the upper adjustment limit in the shield frame is reached, however, is a single evaluation of the height of the shield for the right and the left half of the shield on the basis of the inclination angle determined on the individual skids required.
Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, daß am Strebförderer ein Neigungssensor angeordnet ist und der Neigungswinkel des Strebförderers in Abbaurichtung ermittelt wird, zeigt der am Strebförderer angeordnete Neigungssensor die Steuerrichtung des Hobels an und gibt insoweit die Grundlage für die einzelnen Steuerungsschritte.So far according to an embodiment the invention is provided that arranged on the longwall conveyor tilt sensor is and the angle of inclination of the longwall conveyor is determined in the dismantling direction, shows the on the longwall conveyor arranged tilt sensor on the direction of control of the planer and gives in this respect the basis for the individual control steps.
Insbesondere ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß aufgrund des in Abbaurichtung gemessenen Neigungswinkels des Strebförderers ein Differenzwinkel zwischen der Hangendkappe des Schildausbaugestells und dem Strebförderer ermittelt und in die Berechnung der von dem Hobel herzustellenden Streböffnung einbezogen wird. Mit der Darstellung des Differenzwinkels ist eine Aussage darüber möglich, ob sich während der nächsten Gewinnungsfahrten bzw. Ausbauschritte die Streböffnung vergrößern oder verkleinern wird, und somit ist es möglich, die Höhensteuerung des Hobels derart einzurichten, daß sich die vorgegebene Sollhöhe der Streböffnung ergibt.Especially is according to one embodiment the invention provided that due the measured in degradation direction angle of inclination of the longwall conveyor a difference angle between the hanging end cap of the shield support frame and the longwall conveyor determined and in the calculation of the plane to be produced by the planer longwall opening is included. With the representation of the difference angle is a Statement about it possible, whether during the next Extraction journeys and / or expansion steps the Streböffnung enlarge or zoom in, and thus it is possible to control the altitude of the planer set up such that the predetermined desired height of the bracing opening results.
Um insbesondere die Erfassung der Höhe der vom Hobel tatsächlich hergestellten Streböffnung zu verbessern, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass an der auf der ausbauseitigen Seite des Strebförderers angeordneten Brake ein Sensor angebracht ist, der den vertikalen Abstand zwischen der Brake und der Unterkante des Hangendkappe des zugeordneten Schildausbaugestells erfasst, und bei welchem daraus unter Berücksichtigung der konstruktiv vorgegebenen Brakenhöhe sowie der Dicke der Hangendkappe die aktuell vom Hobel hergestellte Streböffnung in ihrer Höhe berechnet wird. Dabei kann die Abstandserkennung zwischen der Brake und der Hangendkappe in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, um die Gefahr eines Aufsetzens der Hangendkappe auf der Brake im Zuge einer sich stark verringernden Strebhöhe frühzeitig zu erkennen und durch entsprechend automatisch eingeleitete Steuerbewegungen der Hobelniveausteuerung zu beseitigen. Entsprechend kann bei einem zu groß werden Abstand zwischen Brake und Hangendkappe, beispielsweise bei anwachsender Flözmächtigkeit, automatisch eine geringere Strebhöhe angesteuert werden, um mit einer zu großen Strebhöhe verbundene Nachteile zu vermeiden.Around In particular, the recording of the amount of actually from the planer prepared longwall opening Improve, according to one embodiment of the Invention provided that at the on the side of the body face conveyor arranged Brake a sensor is attached, which is the vertical distance between the brake and the lower edge of the hanging end cap of the associated Schildausbaugestells detected, and in which case taking into account the constructively specified Brakenhöhe and the thickness of the Hangendkappe calculates the height of the stalk opening currently produced by the planer becomes. In this case, the distance detection between the brake and the Hangendkappe be used in an advantageous manner to the Danger of putting the hanging end cap on the brake in the course of a strongly decreasing head height early to recognize and by accordingly automatically initiated tax movements to eliminate the planing level control. Accordingly, at a get too big Distance between the brake and the hang-on cap, for example, when the seam thickness is increasing, automatically a lower strut height can be controlled to with connected to a large strut height To avoid disadvantages.
Soweit aufgrund der üblicherweise konischen Formgebung der Hangendkappe die jeweils zu berücksichtigende Dicke des über der Brake in Abhängigkeit von der Stellung des Schildausbaugestells sich ändert, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass jeweils in die Berechnung der Höhe der Streböffnung die in Abhängigkeit von der parallel festgestellten Schreitstellung des Schildausbaugestells zum Strebförderer festgestellt wird.So far due to the usual conical shape of the hanging end cap the respectively to be considered Thickness of the over the brake in dependence changes from the position of the shield frame, is according to one embodiment the invention provided that in each case in the calculation of the height of the longwall the dependent on from the parallel determination of the travel position of the shield support frame to the longwall conveyor is detected.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen, dass an der auf der ausbauseitigen Seite des Strebförderers angeordneten Brake ein auf den Kohlenstoß ausgerichteter Sensor angebracht ist, der den Abstand zwischen der Hobeloberkante und dem Hangenden misst, und bei welchem daraus unter Berücksichtigung der konstruktiv vorgegebenen Höhe des Hobels die Höhe der aktuell vom Hobel hergestellten Streböffnung berechnet wird. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass die Erfassung der Strebhöhe bereits am Kohlenstoß die Regeltodzeit der Strebhöhensteuerung im System verkürzen kann. Sofern ein derartiger Sensor mit einem weiteren Sensor zur Messung des Abstandes zwischen der Brake und der Unterkante der Hangendkappe kombiniert wird, entsteht ein redundantes System zur Strebhöhenüberwachung, welches im Hinblick auf die Installierung eines Automatikbetriebes eine bessere Verfügbarkeit aufweist.According to one another embodiment of the Invention can be provided that on the side of the body side of the longwall conveyor arranged Brake mounted on the collision aligned sensor is the distance between the planer top and the hanging wall measures, and in which, taking into account the constructive predetermined height of the plane the height of the currently calculated by the planer Streböffnung is calculated. Herewith has the advantage that the detection of the head height already at the coal rush the Regeltodzeit the Strebhöhensteuerung shorten in the system can. If such a sensor with another sensor for Measurement of the distance between the brake and the lower edge of the Hangendkappe is combined, creates a redundant system for Strebhöhenüberwachung, which with regard to the installation of an automatic operation better availability having.
In einer Weiterbildung kann dabei vorgesehen sein, dass der Sensor derart ausgerichtet ist, dass der Sensor am Hangenden den Abstand zwischen dem Kohlenstoß und der Vorderkante der Hangendkappe des zugeordneten Schildausbaugestells verfasst, wobei der so unmittelbar erfasste Abstand zwischen der Kappenspitze und dem Kohlenstoß erfasst und prozesstechnisch weiter verwertet werden kann.In a development may be provided that the sensor is oriented so that the sensor at the wall ends the distance between the coal rush and the leading edge of the hang-end cap of the associated shield-building frame, the immediately detected distance between the cap tip and the collision and process technology can be further exploited.
Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung können die an der Brake eingesetzten Sensoren elektrooptisch arbeitende Sensoren, Radarsensoren oder Ultraschall-Sensoren sein.To embodiments of the invention the sensors used on the Brake electro-optically operating Sensors, radar sensors or ultrasonic sensors.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen ständigen Überwachung der Ist-Schildhöhe kann während der Vorbeifahrten des Hobels an den Schildausbaugestellen überprüft werden, ob die von dem Hobel hergestellte Streböffnung entsprechend der Soll-Schildhöhe eingehalten wird, oder es zu Abweichungen nach oben oder unten kommt. Diesen Abweichungen entsprechend ist es möglich, eine automatische Höhensteuerung des Hobels vorzunehmen, wobei für die Ausführung der Höhensteuerung des Hobels nach Ausführungsbeispielen der Erfindung in an sich bekannter Weise die Einleitung einer Tauchbewegung wie auch die Einleitung einer Kletterbewegung des Hobels in Abbaurichtung durch Ansteuerung der Auslegersteuerung zur Verfügung stehen.Due to the inventively provided continuous monitoring of the actual shield height can checked during the passages of the planer at the shield support points, whether the Streböffnung made by the planter is maintained according to the desired shield height, or there are deviations up or down. According to these deviations, it is possible to perform an automatic height control of the planer, for the execution of the height control of the planer according to embodiments of the invention in a conventional manner, the initiation of a dipping motion as well as the initiation of a climbing movement of the planer in the direction of degradation by controlling the boom control To be available.
Es ergibt sich also der Vorteil, dass das Höhensteuerungsverfahren für den Hobel an einer intakten und in der Regel in ihrem Verlauf nicht beeinträchtigten Hangend-Grenzschicht geführt wird, wogegen die Bodenkufe häufig nicht auf dem natürlichen Liegenden fährt, sondern entlang dem von den Bodenmeißeln des Hobels freigeschnittenen Horizont. Beim Setzen des Schildausbaugestells kommt es darüber hinaus aufgrund der hohen Flächenpressung der Bodenkufe mit einer nahe der Kufenspitze auftretenden Druckspitze häufig zum Einsinken in das künstlich hergestellte Liegende. Dabei erfolgt das Einsinken der Bodenkufe nicht lageparallel, sondern wegen der Druckverteilung an der Bodenkufe verstärkt an der Kufenspitze, so daß die Bodenkufe eine Art Drehbewegung vollzieht.It So there is the advantage that the height control method for the planer on an intact and usually unaffected in its course Hangend boundary layer led while the floor skid is common not on the natural Lying down, but along the cut from the bottom chisels of the planer Horizon. When setting the shield expansion rack, it comes beyond due to the high surface pressure the floor skid with a pressure peak occurring near the top of the runner often to sink into the artificial established lying. The sinking of the floor skid occurs not parallel position, but because of the pressure distribution at the bottom skid reinforced at the Tip of the head, so that the Bodenkufe performs a kind of rotary motion.
Insoweit kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auch vorgesehen sein, zusätzlich oder alternativ zur Verwendung des Neigungswinkels der am unverritzten Hangenden gleitenden Hangendkappe als Führungsgröße den Differenzwinkel zwischen der Bodenkufe des Schildausbaugestells beziehungsweise den entsprechenden Einzelkufen und dem Strebförderer zu ermitteln und in die Berechnung der von dem Hobel herzustellenden Streböffnung einzubeziehen. In den Fällen, in denen die Bodenkufe ohne größere Probleme auf dem Liegenden fährt, ist eine Steuerung des Schildausbaugestells unter Berücksichtigung der ermittelten Kufenneigung ausreichend; insofern bedarf es dann der Ermittlung eines Kufenwinkels nicht.in this respect can according to an embodiment the invention also be provided, in addition to or as an alternative to Use of the angle of inclination of the non-scratched hanging wall Hangendkappe as a reference variable between the difference angle the Bodenkufe the Schildausbaugestells or the corresponding Single skids and the longwall conveyor to determine and in the calculation of the planter to be produced longwall opening included. In cases, in which the floor skid without major problems driving on the lying, is a control of the shielding frame under consideration the determined slope inclination sufficient; in that sense it is necessary the determination of a skid angle not.
Ein Steuerungsbedarf für den Hobel tritt regelmäßig und zwangsläufig bei dem Durchfahren von in Abbaurichtung ausgeprägten Mulden und/oder Sätteln auf. So wird beispielsweise das Anfahren eines Sattels durch die festgestellte Neigungsänderung der am Hangenden anliegenden Hangendkappe des Schildausbaugestells erkannt. Aus dem Maß der Neigungsänderung zwischen zwei Vorziehschritten des Schildausbaus kann die Höhenveränderung im Sinne einer Minderung der Höhe für jeden weiteren Schreitvorgang des betreffenden Schildausbaugestells berechnet werden. Um die Streböffnung auf dem vorgegebenen Soll-Niveau zu halten und der Minderung der Streböffnung entgegenzutreten, ist bei dem Hobel beispielsweise eine Höhensteuerbewegung im Sinne einer Tauchbewegung einzuleiten. Anschließend wird vor Überschreiten eines Sattelhochpunktes eine Neigungsänderung der Hangendkappe zur Horizontalen erkennbar. Dies ist dazu heranzuziehen, rechtzeitig die Hobelarbeit mit einer Anpassung der Höhensteuerung des Hobels zu steuern, damit auch beim Überfahren des Sattels die Sollhöhe der Streböffnung eingehalten wird. Entsprechende Steuervorgänge allerdings mit umgekehrtem Vorzeichen, sind bei dem Durchfahren einer Mulde einzustellen, bei welchem prinzipiell die gleichen Richtungsabläufe herrschen. Insofern ist nach einem Ausführungsbeispiel der Einfindung vorgesehen, daß über die Ermittlung der Neigung der Hangendkappe der Schildausbaugestelle in Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Abbaurichtung festgestellt und über die festgestellten Änderungen der Neigung der Hangendkappe über einen vorgegebenen Zeitraum die Änderung der Streböffnung vorausberechnet und die Höhensteuerung des Hobels entsprechend eingestellt wird.One Control requirement for the planer occurs regularly and inevitably when driving through depressions and / or saddles that are pronounced in the direction of dismantling. For example, the approach of a saddle is determined by the inclination change the hanging wall end cap of the shield support frame hanging from the wall recognized. From the measure of inclination change between two Vorziehschritten the shield extension, the change in height in Meaning a reduction in height for each further stepping process of the respective shielding frame calculated become. Around the longwall to keep at the specified target level and reduce the longwall opening countering, for example, in the planer is a height control movement to initiate in the sense of a dive movement. Subsequently, will before crossing of a saddle high point a slope change of the hanging end cap Horizontal recognizable. This is to be used, on time the planing work with an adjustment of the height control of the planer steer, thus also when driving over of the saddle the desired height the longwall is complied with. Corresponding control operations, however, with opposite sign, are to be set when driving through a depression, in which principle the same directional processes to rule. In this respect, according to one embodiment of the invention provided that over the Determination of the slope of the hanging end cap of the shield extension in the direction of degradation of the course of depressions and / or saddles in Removal direction detected and over the changes noted Slope of the hanging end cap over a predetermined period of change the longwall precalculated and the altitude control of the planer is adjusted accordingly.
Die an den Schildausbaugestellen angeordneten Neigungssensoren geben auch ein Maß für die Neigung der Schildausbaugestelle quer zur Abbaurichtung, da auch in der Fahrtrichtung des Hobels im Strebverlauf Sättel und Mulden ausgeprägt sein können. Da sich der Verlauf des Hangenden und Liegenden in Längsrichtung der Strebsäule aus der Querneigung der Schildausbaugestelle ableiten lässt, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß über die Ermittlung der Neigung der einzelnen Schildausbaugestelle quer zur Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Verhiebsrichtung des Hobels festgestellt und die Höhensteuerung des Hobels so eingestellt wird, dass eine ausreichende Durchgangshöhe des Hobels an den Schildausbaugestellen sichergestellt ist.The Place tilt sensors on the shield extension points also a measure of the inclination the Schildausbaugestelle across the degradation direction, as well as in the Direction of travel of the planer during the course of the course Saddles and depressions must be pronounced can. As the course of the hanging and lying in the longitudinal direction the strut column is derived from the bank of the Schildausbaugestelle, is after an embodiment the invention provided that over the Determination of the inclination of the individual shield extension crosswise to Degradation direction of the course of depressions and / or saddles in the direction of the Planers determined and the height control the planer is adjusted so that a sufficient clearance height of the planer is ensured at the shield extension points.
Der Vergleich der Soll-Schildhöhe mit der Ist-Schildhöhe kann überlagert werden durch das Auftreten von Konvergenz, die die freigeschnittene Streböffnung entgegen der Stützwirkung des eingesetzten Schildausbaus verringert. So ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß bei Unterschreiten des Wertes für die Schnitthöhe durch die Schildhöhe die eingetretene Konvergenz ermittelt und die Konvergenz beispielsweise durch eine entsprechende Tauchbewegung des Hobels mit Liegendeinschnitt kompensiert wird. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß im Falle von geplanten Betriebsstillständen die Streböffnung um das Maß einer über die Dauer des Betriebsstillstandes zu erwartenden Konvergenz vergrößert wird.Of the Comparison of the target shield height with the actual shield height can be superimposed are counteracted by the appearance of convergence, which is the cut-free end opening the supporting effect reduced used shield construction. So is an embodiment the invention provided that at Fall below the value for the cutting height through the height of the shield determines the convergence that has occurred and the convergence, for example by a corresponding dipping movement of the planer with lying incision is compensated. In a special embodiment of the invention is thereby provided that in Case of planned shutdowns, the longwall opening the measure of one over the duration of the standstill expected convergence is increased.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Leistungsaufnahme des Hobelantriebs für den Hobel während der Vorbeifahrt des Hobels mit Bezug auf die einzelnen Schildausbaugestelle erfasst und aufgezeichnet wird und in der Rechnereinheit eine Auswertung erfolgt, inwieweit in einzelnen Strebabschnitten der Hobel aufgrund normaler Leistungsaufnahme an der Grenzschicht vom Flöz zum Liegenden läuft oder ob eine hohe Leistungsaufnahme einen Liegendeinschnitt des Hobels kennzeichnet. Wenn die Schildhöhe mit der aus den Lagerstättendaten zur Verfügung stehenden Flözmächtigkeit übereinstimmt, kann eine Zusatzinformation, wonach der Hobel an der Grenzschicht zu Liegenden läuft, sehr hilfreich sein. Wenn beispielsweise trotz Übereinstimmung der Schildhöhe mit der Flözmächtigkeit phasenweise über den hohen Hobelleistungsbedarf erkennbar wird, dass offenbar Liegendes mitgeschnitten wird, so ist die Schnittführung des Hobels in Richtung einer geringeren Streböffnung anzupassen, um weiterhin einen Liegendmitschnitt zu vermeiden. Umgekehrt kann eine zu geringe Strebhöhe erkannt werden, wenn die untere Grenzschicht zum Liegenden nicht erreicht wird und somit die Gefahr besteht, auf dem Liegenden Kohle anzubauen, dass heißt nicht die gesamte Kohle bis zur Liegendschicht hereinzugewinnen. Daraus ergibt sich nicht nur ein Förderverlust an werthaltiger Kohle, sondern gegebenenfalls auch eine Brandgefahr in der stehengelassenen Kohleschicht.According to an embodiment of the inventions It can be provided that the power consumption of the planer drive for the planer is recorded and recorded during the passage of the planing with respect to the individual shield removal point and in the computer unit an evaluation is made, to what extent in individual long stretches the planer due to normal power consumption at the boundary layer from the seam running to the base or whether a high power consumption marks a lying incision of the planer. If the height of the shield coincides with the amount of seam available from the deposit data, additional information that the planer will run to the deck at the boundary may be very helpful. If, for example, despite the agreement of the height of the shield with the seam thickness, it can be seen phase-wise on the high planer power requirement that apparently lying is recorded, then the cut of the planer must be adjusted in the direction of a smaller stalk opening, in order to further avoid lying down. Conversely, if the lower boundary layer to the footwall is not reached and thus there is a risk of growing coal on the lying leg, that is not to collect all the coal up to the lying layer, a too low reach height can be recognized. This results in not only a loss of valuable coal, but also possibly a fire in the carbon layer left stand.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß als Neigungssensoren Beschleunigungssensoren eingesetzt werden, die über die Abweichung von der Erdbeschleunigung die Winkelstellung des Beschleunigungssensors im Raum erfassen. Insofern wird physikalisch der Winkel gegenüber der Vertikalen bestimmt, der in den Neigungswinkel für die Neigung der Schildbauteile gegen die Horizontale umzurechnen ist. Dabei kann zur Ausschaltung von durch die Schwingungen der eingesetzten Bauteile verursachten Fehlern vorgesehen sein, daß die von den Beschleunigungssensoren ermittelten Messwerte mittels eines geeigneten Dämpfungsverfahrens überprüft und korrigiert werden.To an embodiment The invention provides that as inclination sensors acceleration sensors be used over the Deviation from the gravitational acceleration the angular position of the acceleration sensor capture in space. In this respect, physically the angle to the Vertical determined in the angle of inclination for the inclination of the shield components to convert to the horizontal. It can be to turn off caused by the vibrations of the components used Errors should be provided that the from the acceleration sensors measured values by means of a suitable damping method checked and corrected become.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:In the drawing are embodiments of Invention, which are described below. It demonstrate:
Das
in
In
einer Rechnereinheit lassen sich aufgrund der bekannten und darin
abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren
Bewegung während
des Schreiten definierenden kinematischen Daten je nach der Stellung
von Budenkufe
Wie
sich aus
Der
Strebförderer
Das
in
Alternativ
dazu kann gemäß
In
In
In
den
Bei
dem in
Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die beiden in den
Im
Zusammenspiel mit der schildhöhenmessungsgestützten automatischen
Strebhöhensteuerung
wird eine Verbesserung der Verfügbarkeit
und Genauigkeit des Steuer- und Regelverhaltens erreicht. Ferner
wird eine Verbesserung der Verfügbarkeit
im Zusammenspiel mit einer grenzschichtgeführten automatischen Hobelniveausteuerung
erreicht, weil bei erkannter Grenzschicht die entsprechende Flözmächtigkeit
am Kohlenstoß
Auf
der Basis der fortlaufenden Beobachtung der aktuellen Schildhöhe bzw.
deren Entwicklung über
der Zeitachse kann jeweils ermittelt werden, ob die Schildhöhe der sich
aus den zur Verfügung
stehenden Lagerstättendaten
zu entnehmenden Mächtigkeit
des Flözes
Soweit
die Höhensteuerung
des Hobels
Mit
den vorstehenden Indikatoren kann somit ein Hangend- oder Schildkappenkontakt
der Firstmeißel
des Hobels
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zusammenfassung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The in the above description, the claims and the abstract disclosed features of the subject matter of this Documents can individually and in any combination with each other for realization be essential to the invention in its various embodiments.
Claims (23)
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---|---|---|---|
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ID=42062892
Family Applications (1)
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