DE19907344A1

DE19907344A1 - Verfahren zur Sicherstellung der gewinnungsoptimierten Lage eines Strebförderers und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19907344A1
Application number: DE1999107344
Authority: DE
Inventors: Kruno Pranjic; Theo Schrievers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-20
Filing date: 1999-02-20
Publication date: 2000-08-31

Abstract

Bei dem Verfahren und der Anordndung zur Sicherstellung der gewinnungsoptimierten Lage eines in einem untertägigen Gewinnungsbetrieb zum Einsatz gelangenden Strebförderers (1), der aus begrenzt vertikal und horizontal gelenkig zusammengesetzten Schüssen (2) besteht und welcher über hydraulisch beaufschlagbare Schreitzylinder und Schwenkzylinder (13) mit schreitfähigen Ausbaugestellen gekoppelt ist, dient der Strebförderer (1) zur Zwangsführung eines Gewinnungsgeräts (3). Die räumlichen Istlagen ausgewählter Schüsse (2) werden permanent sensorisch ermittelt, diese Istlagen in Form von Impulsen an Steuergeräten (6) übertragen, hier die Impulse in Daten umgeformt und danach die Daten an einen Rechner (8) weitergeleitet. In diesem werden die einlaufenden Daten mit den im Rechner (8) gespeicherten, durch den vorab ermittelten Verlauf des Flözes vorbestimmten Solllagen der Schüsse (2) ständig verglichen sowie visualisiert. Bei Abweichung der Istlagen von den Solllagen werden die den entsprechenden Schüssen (2) zugeordneten Schwenkzylinder (13) zur Korrektur der Istlagen beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Sicherstellung der gewinnungsoptimierten Lage eines in einem untertägigen Gewinnungsbetrieb zum Einsatz gelan genden Strebförderers.

Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Anord nung zur Durchführung des Verfahrens.

In einem untertägigen Gewinnungsbetrieb mit Ausbaugestel len, Strebförderer und Gewinnungsgerät besteht nach wie vor ein erhebliches Problem darin, nach dem erstmaligen Einrichten des Strebs die dann sowohl aus geologischen Gegebenheiten als auch einsatzbedingt eintretenden Lage veränderungen der Schüsse des Strebförderers relativ zu einander, zum Stoß, zum Liegenden und zu den Ausbauge stellen ermitteln zu können, die über hydraulisch beauf schlagbare Schreit- und Schwenkzylinder mit den Schüssen gekoppelt sind.

Im Prinzip erfolgt die Feststellung der räumlichen Ist lage der Schüsse während der Hereingewinnung der Kohle bislang rein visuell durch den das am Strebförderer zwangsgeführte Gewinnungsgerät (Hobel, Schrämmaschine) begleitenden Bergmann. Dieser Bergmann entscheidet aus schließlich aufgrund seines momentanen persönlichen Ein drucks unter Berücksichtigung seiner Erfahrungen, wie die Schreit- und Schwenkzylinder zu beaufschlagen sind, um die Schüsse so zu verlagern, dass eine möglichst optimale Hereingewinnung der Kohle gewährleistet werden kann.

Bei diesen Maßnahmen kann der Bergmann jedoch nicht grundsätzlich verhindern, dass die Schüsse extreme Lagen einnehmen. Es können die maximal vorgesehenen Abwinklun gen in der horizontalen und vertikalen Ebene überschrit ten werden. Die Folgen sind unter anderem unzulässige Kippstellungen des Strebförderers mit dem Ergebnis, dass das Gewinnungsgerät entweder in das Liegende schneidet oder in einem ungewollten Maße aus dem Liegenden gefahren wird. Auch Blockaden des zwangsgeführten Gewinnungsgeräts können nicht vermieden werden. Der Gewinnungsbetrieb wird gestört. Es müssen zusätzliche Richtarbeiten mit weiterem personalmäßigen Einsatz durchgeführt werden. Ferner bleibt es aufgrund der unzulässigen horizontalen und/oder vertikalen Abwinklungen der Schüsse häufig nicht aus, dass die Verbindungsmittel zwischen zwei aufeinander fol genden Schüssen, in der Regel Verbindungsbolzen, brechen. Dann sind Betriebsstillstände ebenfalls nicht zu vermei den, weil für den weiteren Fortgang des Gewinnungsbe triebs erst einmal entsprechende Reparaturarbeiten durch geführt werden müssen.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sicherstellung der gewinnungsoptimierten Lage eines in einem untertägigen Gewinnungsbetrieb zum Einsatz gelangenden Strebförderers sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, gemäß welchen die Lage der Schüsse eines Streb förderers permanent überwacht und korrigiert werden kann, ohne dass dies dem Geschick und Vermögen eines einzelnen Bergmanns überlassen werden muss.

Was den verfahrensmäßigen Teil der der Erfindung zugrun deliegenden Aufgabe anlangt, so besteht dessen Lösung in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Dabei wird zunächst die räumliche Istlage ausgewählter Schüsse des Strebförderers permanent sensorisch ermit telt. Dies kann gegebenenfalls auch bei allen Schüssen eines Strebförderers durchgeführt werden. Die Istlagen der Schüsse werden dann in Form von Impulsen an Steuerge räte übermittelt, welche die Impulse in Daten umformen. Diese Daten werden anschließend an einen Rechner mit min destens einem angeschlossenen Bildschirm weitergeleitet. Der Rechner befindet sich in einer untertägigen oder übertägigen Grubenwarte. Die aus dem Streb am Rechner einlaufenden Daten werden vom Rechner mit den in diesem gespeicherten Daten über die durch den vorab markscheide risch ermittelten Verlauf des Flözes vorbestimmten Soll lagen der Schüsse ständig verglichen sowie visualisiert. Weichen die Istlagen der Schüsse von den Solllagen ab, so können dann von der Grubenwarte aus die entsprechenden Schüsse über die ihnen zugeordneten Schwenkzylinder rechtzeitig so verlagert werden, dass sie erst gar nicht in Positionen zueinander, zum Streb und zu den Ausbauge stellen gelangen können, die zu einer Unterbrechung der Hereingewinnung der Kohle durch Blockaden des Gewinnungs geräts oder Bruch der Verbindungsmittel zwischen zwei aufeinander folgenden Schüssen führen würden. Die früh zeitigen visuellen Erkenntnisse in der Grubenwarte ermög lichen es somit, das Hereingewinnen der Kohle störungs frei durchzuführen. Die Wirtschaftlichkeit eines untertä gigen Gewinnungsbetriebs wird dadurch erheblich verbes sert.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Grundgedankens werden entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 der vertikale Schwenkwinkel der Schreitzylinder relativ zu den ihnen zugeordneten Schüssen sensorisch festgestellt und aus den erfassten Daten das tatsächliche Rückmaß so wie der reale Abbaufortschritt ermittelt. Auf diese Weise kann dem Sachverhalt Rechnung getragen werden, dass die Schreitzylinder und die Schüsse selten so zueinander aus gerichtet sind, dass sie exakt in zueinander parallelen Ebenen liegen. Zum Vergleich werden hierbei die Böden der Schüsse einerseits und die Längsachsen der Schreitzylin der andererseits herangezogen. Jede Abweichung von dieser Ideallage bedeutet beim Rücken des Strebförderers um ein vorgegebenes bestimmtes Maß stets eine Verringerung die ses Rückmaßes. Verbunden hiermit ist eine fehlerhafte Er mittlung des tatsächlichen Abbaufortschritts. Diesem Sachverhalt kann nun dadurch Rechnung getragen werden, dass der tatsächliche Schwenkwinkel zwischen den Schüssen und den Schreitzylindern ermittelt und über den Rechner mit anschließender entsprechender Beaufschlagung der Schreitzylinder korrigiert wird. Auch ist der Ab baufortschritt jetzt genau festzustellen.

Bekanntlich hat die Relativlage des Strebförderers zu den Ausbaugestellen ebenfalls einen nicht unwesentlichen Ein fluss auf die einwandfreie Zwangsführung des Gewinnungs geräts am Strebförderer im Hinblick auf ein optimales Hereingewinnen der Kohle. Um auch diesem Sachverhalt Rechnung zu tragen, sieht die Erfindung nach Anspruch 3 vor, dass der vertikale Schwenkwinkel der Schreitzylinder relativ zu den Kufen der Ausbaugestelle sensorisch ermit telt und anhand der erfassten Daten die Schwenkzylinder entsprechend beaufschlagt werden. Dieser Verfahrens schritt erlaubt es darüberhinaus, die zwischen den Aus baugestellen und dem Strebförderer vorgesehenen Schwenk zylinder so zu beaufschlagen, dass sich die Kufen der Ausbaugestelle nicht in unzulässiger Weise in das Lie gende eingraben können. Damit bilden die Ausbaugestelle stets ein einwandfreies Widerlager zur Bestimmung der op timalen Lage des Strebförderers hinsichtlich der einwand freien Zwangsführung des Gewinnungsgeräts. Andererseits stellt wiederum der Strebförderer ein optimales Wi derlager beim Nachziehen der Ausbaugestelle dar.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ist es darüberhinaus in vorteilhafter Weise möglich, die Grenzschichten zwischen der Kohle und dem Gestein ständig zu ermitteln. Die hier bei anfallenden Daten werden ebenfalls an den Rechner in der Grubenwarte übertragen und von diesem archiviert so wie visualisiert. Der aktuelle Flöz/Strebverlauf ist so mit ständig optisch erkennbar. Auf diese Weise kann der geologische Verlauf eines Flözes dargestellt werden, so dass die Voraussagen über den zukünftigen Verlauf ergän zend zu den markscheiderischen Berechnungen präzisiert werden können. Darüberhinaus ist es auf diese Weise mög lich, die Schreit- und Schwenkzylinder zwischen den Aus baugestellen und den Schüssen des Strebförderers so ge zielt zu beaufschlagen, dass das Hereingewinnen der Kohle durch das Gewinnungsgerät optimal gesteuert werden kann.

Was den gegenständlichen Teil der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe betrifft, so wird dessen Lösung in den Merkmalen des Anspruchs 5 erblickt.

Demnach sind an ausgewählten Schüssen des Strebförderers räumliche Bewegungen dieser Schüsse in der X-, Y- und Z- Achse feststellende Sensoren angeordnet. Diese Sensoren stehen über Steuerleitungen mit Steuergeräten in Verbin dung, welche die von den Sensoren ausgesandten Impulse in Daten umformen und diese über eine einzige entlang des Strebförderers verlegte Datenübertragungsleitung einem Rechner in einer Grubenwarte zuleiten. Des Weiteren sind die Steuergeräte mit den Schwenk- und Schreitzylindern über Steuerleitungen gekoppelt. Diese Anordnung ermög licht somit einen permanenten Austausch der dem Rechner zugeleiteten Daten über die Istlagen der Schüsse, den Vergleich der Istlagen mit den Solllagen und eine ein greifende Korrektur durch entsprechende Beaufschlagung der Schwenk- und/oder Schreitzylinder. Die Verbindung der Sensoren mit den Steuergeräten kann auch drahtlos erfol gen.

Die Qualität der Sicherstellung der gewinnungsoptimierten Lage des Strebförderers wird gemäß den Merkmalen des An spruchs 6 dadurch noch weiter erhöht, dass jedem Schuss des Strebförderers mindestens ein Sensor und ein Steuer gerät zugeordnet sind. Bevorzugt sind an jedem Schuss zwei seine räumlichen Bewegungen feststellende Sensoren und ein Steuergerät vorgesehen.

Eine weitere Vervollkommnung der Bestimmung der gewin nungsoptimierten Lage eines Strebförderers besteht nach Anspruch 7 darin, dass der Rechner über eine Datenüber tragungsleitung mit den Ausbaugestellen zugeordneten Steuergeräten gekoppelt ist. Die Steuergeräte sind dann über Steuerleitungen oder auch drahtlos mit an den Kufen und an den Schreitzylindern der Ausbaugestelle vorgese henen, den vertikalen Schwenkwinkel zwischen den Schreit zylindern einerseits und den Kufen bzw. den Schüssen an dererseits ermittelnde Sensoren verbunden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht einen Längenab schnitt eines in einem untertägigen Gewin nungsbetrieb verlegten Strebförderers;

Fig. 2 ebenfalls in schematischer vertikaler Drauf sicht den Strebförderer gemäß Fig. 1 zusam men mit Ausbaugestellen;

Fig. 3 im Schema einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 1 entlang der Linie III-III in zwei verschiedenen Betriebssitua tionen der Schreitzylinder;

Fig. 4 eine vektorielle Darstellung der beiden Be triebssituationen gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 in schematischer Darstellung drei verschie dene Relativlagen der Kufen eines Ausbauge stells gemäß Fig. 2 zu einem Schreitzylin der.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Längenabschnitt eines aus Schüssen 2 zusammengesetzten Strebförderers bezeichnet. Die aufeinander folgenden Schüsse 2 sind über nicht näher veranschaulichte Verbindungsmittel begrenzt horizontal und vertikal beweglich zug- und druckfest miteinander ge kuppelt.

Der Strebförderer 1 ist ferner in nicht näher veranschau lichter Weise so ausgebildet, dass er der Zwangsführung eines nur schematisch angedeuteten Gewinnungsgeräts 3 dient. Bei dem Gewinnungsgerät 3 kann es sich um einen Hobel oder um eine Schrämmaschine handeln.

Den Schüssen 2 des Strebförderers 1 sind jeweils zwei Sensoren 4 zugeordnet, welche die Bewegungen des jeweili gen Schusses 2 in X-, Y- und Z-Richtung registrieren. Die Sensoren 4 sind über Steuerleitungen 5 mit einem Steuer gerät 6 an den Schüssen 2 gekoppelt. Jedes Steuergerät 6 ist in der Lage, die von den Sensoren 4 abgegebenen Im pulse in Daten umzuformen. Diese Daten werden über eine entlang des Strebförderers 1 verlegte Datenübertragungs leitung 7 permanent einem Rechner 8 mit mindestens einem in der Fig. 1 nicht näher dargestellten Bildschirm zuge leitet, der in einer unter- oder übertägigen Grubenwarte vorgesehen ist. Der Rechner 8 kann außerdem über eine Da tenübertragungsleitung 9 nach Übertage sowie über eine weitere Datenübertragungsleitung 10 in nachstehend noch näher erläuterter Weise mit den im Gewinnungsbetrieb vor gesehenen Ausbaugestellen 11 gekoppelt sein (Fig. 2).

Wie die Fig. 1 ferner erkennen lässt, sind die Steuerge räte 6 über Steuerleitungen 12 mit Schwenkzylindern 13 verbunden, die einerseits mit den Schüssen 2 und anderer seits mit den in der Fig. 2 dargestellten Ausbaugestel len 11 verbunden sind. Diese Schwenkzylinder 13 ermögli chen es, bei entsprechender Beaufschlagung die Schüsse 2 in einer Ebene quer zur Streblängsrichtung SLR im Winkel verlagern zu können.

Über die Sensoren 4 an den Schüssen 2 werden die räumli chen Istlagen der Schüsse 2 permanent ermittelt, diese Istlagen dann in Form von Impulsen an die Steuergeräte 6 übertragen, hier die Impulse in Daten umgeformt und da nach die Daten über die Datenübertragungsleitung 7 an den Rechner 8 weitergeleitet. Der Rechner 8 vergleicht nun ständig die einlaufenden Daten mit den im Rechner 8 ge speicherten, durch den vorab, insbesondere markscheide risch, ermittelten Verlauf des Flözes vorbestimmten Soll lagen der Schüsse 2 und visualisiert die Sollagen und die Istlagen an einem Bildschirm. Bei Abweichungen der Ist lagen von den Solllagen können dann von der Grubenwarte aus die den Schüssen 2 zugeordneten Schwenkzylinder 13 zur Korrektur der Istlagen verkürzend oder verlängernd beaufschlagt werden. Somit kann das Gewinnungsgerät 3 stets optimal am Strebförderer 1 zwangsgeführt werden, ohne dass die Schüsse 2 in Relativlagen gelangen, die zu einer Blockade des Gewinnungsgeräts 3 oder zu einem Bruch der Verbindungsmittel zwischen zwei Schüssen 2 führen.

In diesem Zusammenhang ist es ferner sinnvoll - wie in Fig. 3 schematisch dargestellt -, dass sowohl den Schüs sen 2 des Strebförderers 1 als auch den Schreitzylindern 14, die zwischen den Ausbaugestellen 11 und den Schüssen 2 liegen, Sensoren 15, 16 zugeordnet sind, welche den vertikalen Schwenkwinkel α der Schreitzylinder 14 relativ zu den ihnen zugeordneten Schüssen 2 feststellen. Auch diese Schwenkwinkel α werden dann über die Steuergeräte 6 in Form von Daten dem Rechner 8 übermittelt, wo dann das tatsächliche Rückmaß RM sowie der reale Abbaufortschritt ermittelt werden. Dieser Abbaufortschritt ergibt sich aus der Summe der einzelnen Rückvorgänge des Strebförderers 1. Bei einem Winkel α von z. B. 15° gemäß Fig. 3 ergibt sich bei einem Sollmaß SM der Schnittiefe des Gewinnungs geräts 3 von 5 mm ein tatsächliches Rückmaß RM des Streb förderers 1 von 4,83 mm. Die Abweichung vom Sollmaß SM beträgt mithin 3,5% (siehe auch Fig. 4). Diese Abwei chung kann demnach permanent berücksichtigt und während des laufenden Gewinnungsbetriebs beachtet werden.

Wie die schematische Darstellung der Fig. 2 zeigt, sind dem Strebförderer 1 über Schreitzylinder 14 Ausbauge stelle 11 zugeordnet. Bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 2 und 5 ist zu sehen, dass den Kufen 17 der Ausbau gestelle 11 und den Schreitzylindern 14 Sensoren 18, 19 zugeordnet sind, welche den vertikalen Schwenkwinkel β der Schreitzylinder 14 relativ zu den Kufen 17 ermitteln. Steuergeräte 20 in den Ausbaugestellen 11, die über ent sprechende Steuerleitungen 21 und 22 mit den Sensoren 18, 19 verbunden sind, wandeln die von den Sensoren 18, 19 den Steuergeräten 20 übermittelten Impulse in Daten um und leiten diese über die Datenübertragungsleitung 10 an den Rechner 8 weiter.

Auf diese Weise ist es ständig möglich, eine Überwachung der Relativlagen von Strebförderer 1 und Ausbaugestelle 11 vorzunehmen und dadurch eine optimale Hereingewinnung der Kohle unter störungsfreien Betriebsbedingungen zu ge währleisten.

Bezugszeichenaufstellung

1

Strebförderer

2

Schüsse v.

1

3

Gewinnungsgerät

4

Sensoren an

2

5

Steuerleitungen zw.

4

u.

6

Steuergerät an

2

7

Datenübertragungsleitung

8

Rechner

9

Datenübertragungsleitung

10

Datenübertragungsleitung

11

Ausbaugestelle

12

Steuerleitungen

13

Schwenkzylinder

14

Schreitzylinder

15

Sensoren an

2

16

Sensoren an

14

17

Kufen v.

11

18

Sensoren an

17

19

Sensoren an

14

20

Steuergeräte in

11

21

Steuerleitungen

22

Steuerleitungen
α Schwenkwinkel zw.

2

u.

14

β Schwenkwinkel zw.

14

u.

17

RM Rückmaß
SM Sollmaß
SLR Streblängsrichtung

Claims

1. Verfahren zur Sicherstellung der gewinnungsoptimier ten Lage eines in einem untertägigen Gewinnungsbe trieb zum Einsatz gelangenden Strebförderers (1), der aus begrenzt vertikal und horizontal gelenkig zusam mengesetzten Schüssen (2) besteht, über hydraulisch beaufschlagbare Schreitzylinder (14) und Schwenkzy linder (13) mit schreitfähigen Ausbaugestellen (11) gekoppelt ist und an dem ein Gewinnungsgerät (3) zwangsgeführt ist, bei welchem die räumliche Istlage ausgewählter Schüsse (2) permanent sensorisch ermit telt, diese Istlagen in Form von Impulsen an Steuer geräte (6) übertragen, hier die Impulse in Daten um geformt und danach die Daten an einen Rechner (8) weitergeleitet werden, wo die einlaufenden Daten mit den im Rechner (8) gespeicherten, durch den vorab er mittelten Verlauf des Flözes vorbestimmten Solllagen der Schüsse (2) ständig verglichen sowie visualisiert und bei Abweichungen der Istlagen von den Solllagen die den entsprechenden Schüssen (2) zugeordneten Schwenkzylinder (13) zur Korrektur der Istlagen ver kürzend oder verlängernd beaufschlagt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der vertikale Schwenkwinkel (α) der Schreitzylinder (14) relativ zu den ihnen zugeordneten Schüssen (2) sensorisch fest gestellt und aus den erfassten Daten das tatsächliche Rückmaß (RM) sowie der reale Abbaufortschritt ermit telt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der vertikale Schwenkwinkel (β) der Schreitzylinder (14) relativ zu den Kufen (17) der Ausbaugestelle (11) sensorisch ermittelt und anhand der erfassten Daten die Schwenkzylinder (13) und/oder die Schreitzylinder (14) entsprechend beaufschlagt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei wel chem die Grenzschicht zwischen dem Gestein und der Kohle permanent ermittelt, dem Rechner (8) in Form von Daten zugeleitet und vom Rechner (8) visualisiert wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher an den ausgewähl ten Schüssen (2) des Strebförderers (1) räumliche Be wegungen dieser Schüsse (2) feststellende Sensoren (4) sowie von den Sensoren (4) ausgesandte Impulse in Daten umformende Steuergeräte (6) vorgesehen sind, die einerseits über Steuerleitungen (12) oder draht los mit den an die Schüsse (2) angelenkten Schwenkzy lindern (13) und andererseits über eine entlang des Strebförderers (1) verlegte Datenübertragungsleitung (7) mit einem Rechner (8) gekoppelt sind, der an eine Grubenwarte angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, bei welcher an jedem Schuss (2) des Strebförderers (1) mindestens ein Sen sor (4) und ein Steuergerät (6) vorgesehen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher der Rechner (8) über eine Datenübertragungsleitung (10) mit den Ausbaugestellen (11) zugeordneten Steuergerä ten (20) gekoppelt ist, die über Steuerleitungen (21, 22) mit an den Kufen (17) und an den Schreitzylindern (14) der Ausbaugestelle (11) vorgesehenen, den verti kalen Schwenkwinkel (α, β) zwischen den Schreitzylin dern (14) einerseits und den Kufen (17) bzw. den Schüssen (2) andererseits ermittelnde Sensoren (15, 16; 18, 19) verbunden sind.