DE3029198A1

DE3029198A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberwachung und steuerung von strebausruestungen

Info

Publication number: DE3029198A1
Application number: DE19803029198
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. 4300 Essen Benthaus
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: BENTHAUS, FRIEDRICH, DR.-ING., 4300 ESSEN, DE
Priority date: 1980-08-01
Filing date: 1980-08-01
Publication date: 1982-02-25
Also published as: FR2487909A1; JPS5740091A; BE889822R; GB2103265A

Description

Zusatz zur Patentanmeldung P 27 14 506.8-24

Verfahren und Einrichtung zur Überwachung und Steuerung von Strebausrüstungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Strebausrüstungen im Bergbau mittels Prozeßrechner unter Verwendung der Raumlage des Strebförderers als Bezugsebene, wobei die dem Prozeßrechner bei einem ersten Schnitt durch eine manuelle Aufnahme aufgegebenen Istmeßwerte und Istzustandswerte von Gewinnungsmaschine und Strebförderer mit eingegebenen bzw. errechneten Sollmeßwerten und Sollzustandswerten im Prozeßrechner verglichen und die Abweichungen gespeichert werden und vom Prozeßrechner die Steuerbefehle gegeben werden, die die Stellglieder der Gewinnungsmaschine unter Berücksichtigung der jeweils festgestellten Abweichungen steuern, wobei die Sollwertkorrekturen vom Prozeßrechner unmittelbar sowie stufenweise und bis zu vorgegebenen Minimal- bzw. Maximalwerten vorgenommen werden, d. h. bei größeren Abweichungen eines Istwertes vom zugehörigen Sollwert werden nur vorgegebene Teildifferenzen bei der Abgabe der Steuerbefehle vom Prozeßrechner berücksichtigt und so die Gesamtdifferenz in mehreren Stufen ausgeglichen, wobei die Minimalwerte

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nicht unterschritten bzw. die Maximalwerte nicht überschritten werden, und neben der Gewinnungsmaschine auch der Strebförderer und die Strebausbaueinheiten in die Überwachung und Steuerung durch den Prozeßrechner mit einbezogen werden, gemäß Hauptpatent (P 27 14 506.8 -24), sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung .

Bei der Erfindung gemäß dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 14 506.8-24) ist es nachteilig, daß bei einer Störungsdurchörterung oder in einer Flözverengung offen bleibt, ob die Gewinnungsmaschine zur Erstellung einer ausreichend großen Arbeitsöffnung in das Hangende oder das Liegende ausweicht, gleichgültig welche Festigkeiten die Hangendschichten und die Liegendschichten jeweils haben, so daß bei einem Einschneiden in das härtere Schichtenpaket ein hoher Energieaufwand sowie ein hoher Schneidmeißelverschleiß die nachteilige Folge sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen und ein Verfahren zu finden, daß das Ausweichen der Gewinnungsmaschine in das Hangende oder das Liegende nicht dem Zufall überläßt, sondern kalkulierbar werden läßt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Verfahren gemäß der Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 14 506.8-24) mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 niedergelegten Maßnahmen. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird sichergestellt, daß die Ausweichbewegung der Gewinnungsmaschine jeweils zur weicheren Nebengesteinsschicht hin erfolgt und somit ein optimaler Energieaufwand und eine optimale Standzeit der Schneidmeißel erzielt wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich vorteilhaft die im Anspruch 2 wiedergegebene Einrichtung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in einem Beispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht die erfindungsgemäße Einrichtung in einem Streb, Beispiel Walzenlader,

Fig. 2 in einem Schnitt die erfindungsgemäße Einrichtung in einem anderen Streb, Beispiel Kohlenhobel,

Fig. 3 in schematischer Darstellung den Prozeßrechner und

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Flöz mit verschiedenen möglichen Schnittflächenverläufen im Bereich von geologischen Unregelmäßigkeiten .

In der Fig. 1 ist ein Streb 1 dargestellt, der in einem Flöz 15 hergestellt ist und der nach unten vom Liegenden 12 und nach oben vom Hangenden 13 und seitlich vom Kohlenstoß 10 begrenzt wird. Auf dem Liegenden 12 ist ein Strebförderer 2 verlegt, auf dem ein Walzenlader 3 als Gewinnungsgerät geführt ist. An dem Walzenlader 3 sind eine obere Walze 30 und eine untere Walze 31 angebracht, mit denen das Flöz 15 abgebaut wird. Die Walzen 30 und 31, sind über Schwenkmotoren 32, 33 auf- und abschwenkbar, so daß die Walzen 30, 31 dem jeweiligen Verlauf des Liegenden 12 und des Hangenden 13 zu folgen vermögen. Die Gewinnungsrichtung ist im Beispiel durch den Richtungspfeil 7 (Fig. 1) gekennzeichnet.

Auf dem Walzenlader 3 ist ein Prozeßrechner 5 untergebracht. Der Prozeßrechner 5 kann aber auch an anderer Stelle angeordnet sein und über entsprechende Übertragungsleitungen mit dem Walzenlader 3 verbunden sein. Der Prozeßrechner 5 dient dazu, die Strebausrüstung zu

steuern und zu überwachen. Zu diesem Zweck sind entsprechende Meßwertgeber und Zustandswertgeber vorgesehen. Im Beispiel sind ein Hangendfühler 61 sowie ein Liegendfühler 62 am Walzenlader 3 angeordnet, die dazu bestimmt sind, die Lage der Grenzfläche des Flözes 15 zum Liegenden 12 sowie zum Hangenden 13 zu ermitteln. Weiterhin sind im Beispiel je ein Meßwertgeber 610, 620 am Hangenden 13 und am Liegenden 12 vorgesehen, die die Festigkeitswerte der Hangendschichten und der Liegendschichten fortlaufend ermitteln.

Die im Beispiel dargestellten Meßwertgeber und Zustandswertgeber sind nicht erschöpfend dargestellt, sondern es ist möglich, daß eine Reihe weiterer derartiger Meßgeräte, die für die Überwachungsund/ oder Steueraufgaben geeignet sind, vorgesehen werden, die hier nicht besonders abgebildet sind. Derartige Meßwertgeber und Zustandswertgeber sind Stand der Technik, so daß sie hier nicht besonders erläutert zu werden brauchen.

Wie Fig. 2 zeigt, kann anstelle eines Walzenladers 3 auch ein Kohlenhobel, im Beispiel ist dies ein Kohlengleithobel 90, der auf einer Gleitrampe 20 am Strebförderer 2 geführt ist, als Gewinnungseinrichtung verwendet werden. Der Kohlegleithobel 90 besteht aus einem Grundkörper 95, an dem mittig ein Hangendschnittaufsatzteil 91 und seitlich zwei Liegendschnittvorsatzteile 92 angebracht sind, die über einen oberen Stellzylinder 93 bzw. über untere Stellzylinder 94 zum Hangenden 13 bzw. Liegenden 12 hin verstellbar ausgebildet sind, so daß sie dem jeweiligen Verlauf des Hangenden 13 bzw. Liegenden 12 zu folgen vermögen. Gegenüber dem Versatz 11 wird der Streb 1 durch die Strebausbaueinheiten 4 abgetrennt, im Beispiel sind dieses sogenannte Ausbauschilde, bestehend aus einer Hangendkappe 40 und einem Grundrahmen 41, zwischen denen ein Schild 42 angelenkt ist, der von hydraulischen Stempeln 44 getragen wird. Als

Verbindung zwischen Strebförderer 2 und Strebausbaueinheit 4 dienen Rückzylinder 43. Wie bereits vorstehend am Beispiel des Walzenladers 3 näher erläutert wurde, kann auch der Kohlengleithobel 90 z. B. mit Hangendfühler 61 und Liegendfühler 62 sowie mit. Festigkeitsmeßwertgebern 610, 620 bestückt werden, die mit einem Prozeßrechner 5 zusammenwirken .

In Fig. 3 ist anhand eines Schemas erläutert, wie die Überwachung und Steuerung der Strebausrüstung mittels Prozeßrechner 5 erfolgt. Die zuvor erwähnten Meßwertgeber und Zustandswertgeber, die in ihrer Gesamtheit mit der Ziffer 9 bezeichnet sind, melden die von ihnen ermittelten Meßwerte und Zustandswerte über geeignete Übertragungseinrichtungen zu einer Meßwert- und Zustandswertexngabe 501, die dem Prozeßrechner 5 vorgeschaltet ist. Von der Meßwert- und Zustandswerteingabe 501 werden die. ermittelten Istwerte einem Vergleicher 51 aufgegeben, dem gleichzeitig die entsprechenden Sollwerte von einem in den Prozeßrechner 5 eingespeicherten Automatikprogramm 50 aufgegeben werden. Bei Übereinstimmung der Istwerte mit den Sollwerten gelangen die Sollwerte aus dem Automatikprogramm 50 über eine an den Prozeßrechner 5 angeschlossene Steuerbefehlsausgabe 500 zu den Steuergliedern der Strebausrüstung, die im Beispiel in ihrer Gesamtheit mit 8 bezeichnet sind und denen wiederum die mit 80 bezeichneten Stellglieder nachgeordnet sind, die die Steuerbefehle entsprechend umsetzen. Im Falle der Nichtübereinstimmung der Sollwerte aus dem Automatikprogramm 50 mit den Istwerten aus der Meßwert- und Zustandswerteingabe 501 erfolgen entsprechende Korrekturen in einem Korrekturteil 52, um eine Anpassung des Automatikprogramms 50 an den Istzustand zu erzielen. Bei extremen Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten dient eine Minimal- und Maximalwertkontrolle 54 dazu, daß bestimmte Minimalwerte bzw. Maximalwerte nicht über- bzw. unterschritten werden. Eine weitere Stufe,

der Angleichteil 53, hat die Aufgabe, bei größeren Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten ein allmähliches Anpassen des Automatikprogramms 50 an den Istbetriebszustand zu ermöglichen, d. h., die entsprechenden Sollwerte werden stufenweise, also in mehreren Schritten, an den neuen Istzustand angepaßt.

In Fig. 4 ist dies an zwei Beispielen näher erläutert. Auf der rechten Seite der Figur ist eine Verschmälerung des Flözes 15 dargestellt. Der Sollverlauf des Hangenden 16* ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Der tatsächliche Hangendverlauf 13* ist ausgezogen, die vom Prozeßrechner 5 vorgegebene korrigierte Schnittfläche 13* bzw. 19* ist punktiert gezeichnet. Der Walzenlader 3 bzw. der Gleithobel 90 wird vom Rechner 5 so gesteuert, daß an dieser Stelle die minimale Strebhöhe Hmi bzw. Hmi* nicht unterschritten wird, d. h. daß hier ein Streifen des Nebengesteins mit hereingewonnen wird, die Meßwerte des Hangendfühlers 61 (Fig. 1 und 2) also in diesem Fall unberücksichtigt bleiben. Und zwar geben die Meßwerte der Festigkeitsmeßwertgeber 610 und 620 vor, ob die Arbeitsöffnung Hmi oder Hmi* vom Gewinnungsgerät geschnitten werden, je nachdem ob das Hangende 13* oder das Liegende 12 die weicheren Schichten aufweist. In der Bildmitte ist eine Verwerfung 14 dargestellt. Auch hier folgt der Walzenlader 3 bzw. der Gleithobel 90 nicht der programmierten Hangendfläche 16 bzw. Liegendfläche 17 (gestrichelte Linien). Er folgt auch nicht der unkorrigierten Schnittfläche 24 am Hangenden bzw. der unkorrigierten Schnittfläche 25 am Liegenden (durchgezogene Linien), die die entsprechenden Meßgeräte, die Hangendfühler 61 bzw. Liegendfühler 62, tatsächlich ermitteln, sondern es wird eine entsprechend korrigierte Schnittfläche 18 am Hangenden, wenn dessen Schichten die weicheren sind, bzw. 19 am Liegenden (punktierte Linien) vom Prozeßrechner 5 ausgewählt

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und vorgegeben, d. h., der Walzenlader 3 bzw. der Gleithobe 90 wird allmählich wieder an das Hangende 13 bzw. Liegende 12 herangeführt, wobei am Liegenden, anstatt der unkorrigierten Schnittfläche 25 zu folgen, etwas Kohle abgebaut wird und am Hangenden, anstattt der unkorrigierten Schnittfläche 24 zu folgen, ein Teil des Nebengesteins mitgeschnxtten wird. Sind jedoch die Schichten des Liegenden 12 die weicheren, folgt das Gewinnungsgerät, entpsrechend gesteuert, den korrigierten Schnittflächen 190 und 180.

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1	Streb	Strebförderer	Hangenden
10	Kohlenstoß	Gleitrampe	der Kohle
11	Versatz		Hangenden
12	Liegendes		Liegenden
13	Hangendes		der Kohle
13*	Hangendverlauf		Liegenden
14	Verwerfung
15	Flöz
16	programmierte Hangendfläche		unkorrigierte Schnittfläche am Hangenden
16 ^v	Il Il		" " am Liegenden
17	programmierte Liegendfläche		Walzenlader
18	korrigierte Schnittfläche im		Walze
180	in		Walze
18^N	im	Schwenkmotor
19*	im	Schwenkmotor
19	in	Strebausbaueinhext
190	im	Hangendkappe
2	Grundrahmen
20	Schild
24	Rückzylinder
25	Stempel
3	Prozeßrechner
30	Automatikprogramm (Soll)
31	Steuerbefehlsausgabe
32
33
4
40
41
42
43
44
5
50
500

501 Meßwert- und Zustandswerteingabe (Ist)

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Al

51 VergleicTier (Soll-Ist)

52 Korrekturteil

53 Angleichteil

54 Minimal- und Maximalwertkontrolle

61 Hangendfühler

610 Festigkeitsmeßwertgeber am Hangenden

62 Liegendfühler

620 Festigkeitsmeßwertgeber am Liegenden

7 Richtungspfeil

8 Steuerglieder 80 Stellglieder

9 Meßwert- und Zustandswertgeber

90 Kohlenhobel

91 Hangendschnittaufsatzteil

92 Liegendschnittvorsatzteil

93 Stellzylinder

94 unterer Stellzylinder

95 Grundkörper

Hmi Minimale Strebhöhe bei Hangendeinschnitt Hmi* " " " Liegendeinschnitt

Leerseite

Claims

Zusatz zur Patentanmeldung P 27 14 506.8-24 Verfahren und Einrichtung zur Überwachung und Steuerung von Strebausrüstungen Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Strebausrüstungen im Steinkohlenbergbau mittels Prozeßrechner unter Verwendung der Raumlage des Strebförderers als Bezugsebene, wobei die dem Prozeßrechner bei einem ersten Schnitt durch eine manuelle Aufnahme aufgegebenen Istmeßwerte und Istzustandswerte von Gewinnungsmaschine und Strebförderer mit eingegebenen bzw. errechneten Sollmeßwerten und Sollzustandswerten im Prozeßrechner verglichen und die Abweichungen gespeichert werden und vom Prozeßrechner die Steuerbefehle gegeben werden, die die Stellglieder der Gewinnungsmaschine unter Berücksichtigung der jeweils festgestellten Abweichungen steuern, wobei die Sollwertkorrekturen vom Prozeßrechner unmittelbar sowie stufenweise und bis zu vorgegebenen Minimal- bzw. Maximalwerten vorgenommen werden, d. h. bei größeren Abweichungen eines Istwertes vom zugehörigen Sollwert werden nur vorgegebene Teildifferenzen bei der Abgabe der Steuerbefehle vom Prozeßrechner

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berücksichtigt und so die Gesamtdifferenz in mehreren Stufen ausgeglichen, wobei die Minimalwerte nicht unterschritten bzw. die Maximalwerte nicht überschritten werden, und neben der Gewinnungsmaschine auch der Strebförderer und die Strebausbaueinheiten in die Überwachung und Steuerung durch den Prozeßrechner mit einbezogen werden, gemäß Hauptpatent (P 27 14 506.8-24) dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des Hangenden und des Liegenden als weitere Betriebszustandswerte ermittelt werden und bei einer Flözverengung als Steuergröße dienen, damit die Gewinnungsmaschine in das jeweils weichere Nebengest ein einschneidet, um bei Störungsdurchörterungen oder in Flözverengungen eine ausreichend große Streböffnung herzustellen.

2. Einrichtung zur Überwachung und Steuerung von Strebausrüstungen im Steinkohlenbergbau mittels Prozeßrechner mit Automatikprogrammspeicher, Sollwert-Istwert-Vergleicher mit Korrekturteil, Meßwert- und Zustandswerteingabe und Steuerbefehlsausgabe unter Verwendung der Raumlage des Strebförderers als Bezugsebene, wobei Standortgeber am Strebförderer, Neigungsgeber zur Ermittlung der Iststellung der Gewinnungsmaschine im Verhältnis zum Strebförderer sowie Zustandswertgeber zur Ermittlung der Betriebszustände von Förderer und Gewinnungsmaschine, schließlich Übertragungseinrichtungen zum Prozeßrechner für die Meß- und Zustandwerte und zu ansteuerbaren Stellgliedern an der Gewinnungsmaschine für die gebildeten Steuerbefehle vorhanden sind, wobei Meßwertgeber zur LagebeStimmung des Strebförderers zu einer festen rückwärtigen Raumbezugslinie, der Strebausbaueinheiten zueinander, zum Strebförderer, zur Gewinnungsmaschine und zu den Strebbegrenzungsflächen, Zustandswertgeber zur Ermittlung der Betriebszustände der Strebausbaueinheiten nebst Zubehör und ansteuerbare Stellglieder zwischen der Gewinnungsmaschine und dem Strebförderer und/oder den Strebausbaueinheiten und zwischen diesen und dem Strebförderer vorgesehen sind, und der Prozeßrechner ein an den Sollwert-Istwert-Vergleicher mit Korrekturteil

angeschlossenes Angleichteil sowie eine Minimalwert- und Maximalwertkontrolle aufweist, gemäß Hauptpatent (P 27 14 506.8-24) d adurch gekennzeichnet, daß dem Hangendfühler (61) und dem Liegendfühler (62) am Walzenlader (3) jeweils im Festigkeitsmeßwertgeber (610, 620) zugeordnet ist und diese über Übertragungseinrichtungen mit der Meßwert- und Zustandswerteingabe (501) des Prozeßrechners (5) verbunden sind.