DE3126831C2

DE3126831C2 - Verfahren zur Kontrolle der Geradhaltung der Schreitausbaufront und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3126831C2
Application number: DE3126831A
Authority: DE
Inventors: Klaus 4650 Gelsenkirchen Detering; Fritz Dr.-Ing. 4320 Hattingen Schuermann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1984-07-26
Also published as: DE3126831A1; FR2509367B1; FR2509367A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Geradhaltung der Schreitausbaufront in Abbaubetrieben des Steinkohlenbergbaus, wobei die Länge eines von einer im Schreitausbau angeordneten Seilrolle versatzseitig ablaufenden Meßseiles mit Hilfe von zwei mechanisch miteinander verbundenen Potentiometern und die Neigung in Streb- und Abbaurichtung seriell nacheinander oder gleichzeitig abgefragt werden. Gleichzeitig betrifft die Erfindung einen Strebausbau-Stellungsanzeiger zur Durchführung des Verfahrens, wobei ein Längendoppelmeßgerät und ein Doppelpendelgeber als Neigungsmesser im Schreitausbau angeordnet und elektrisch an eine Datenverarbeitungsanlage gekoppelt sind.

Description

2. Strebausbau-Stellungsanzeiger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer als Meßstelle dienenden in ein Schreitausbaugestell integrierten Meßroüe, auf der ein versatzseitig ablaufendes, im Bruchfeld fixierbares Meßseil angeordnet ist, dessen Ausziehlängenwerte taktweise feststell- und abfragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßseil (8) des als Längendoppelmeßgerät ausgebildeten Längenmeßgerätes um eine kalibrierte, ein r>oppe!potentiometer(ll, 12) beeinflussende Meßrolle (10) geführt und der Meßstelle ein aus einem Doppelpencelgebe. (16) ausgebildeter Neigungsmesser zugeordnt; ist

3. Stellungsanzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilrolle (I) eine Rutschkupplung (5) zugeordnet und das Meßseil (8) zwischen Seilrolle und Meßrolle (10) durch mehrere Führungs- und Klemmrollen (9,9') geführt ist.

4. Stellungsanzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (10) über ein Zahnradgetriebe (13) zum überfahrbar ausgebildeten Potentiometer (11) untersetzt und das Potentiometer seinerseits über ein Untersetzungsgetriebe (14) mit einem weiteren, zehn Kontaktflächen von je 36° aufweisenden Potentiometer (12) verbunden ist.

5. Stellungsanzeiger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (10) einen kalibrierten Umfang von 20 cm aufweist, die Untersetzung des Zahnradgetriebes (13) 5 :1 und des Untersetzungsgetriebes (14) 10 :1 beträgt.

6. Stellungsanzeiger nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (10) zusätzlich mit einem mechanischen Drehzahlmesser (19) verbunden ist

7. Stellunganzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ölgedämpfte Präzisionspotentiometer (17,18) als Doppelpendelgeber (16) dienen.

8. Stellungsanzeiger nach Anspruch 2 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometer (11, 12; 17,18) des Doppellängenmeßgerätes und des Neigungsmessers gleiche elektrische Widerstandsbereiche aufweisen und an eine Elektronik (15) gekoppelt sind.

9. Stellungsanzeiger nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Rückzylinder einen Meßgeber zur Ermittlung der jeweiligen Kolbenstellung aufweisen, der über einen zusätzlichen Kanal mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden und dem ein von der Datenverarbeitungsanlage steuerbares elektrohydrauüsches Ventil zugeordnet ist

ίο Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Geradhaltung der Schreitausbaufront der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der im Oberbegriff des tragenden Anspruches 2 angegebenen Gattung.

Aus »Glückauf-Forschungshefte« 37 (1976), Heft 2, S. 70-73, »Glückauf« 107 (1971), Nr. 7, S. 258-265, DE-PS 15 83 073 sowie der DE-OS 27 14 506, sind sogenannte automatische Ausrichtverfahren bzw. Verfahren zur Kontrolle der Geradhaltung der Schreitausbaufront lind sntsⁿrschciids Vorrich^ttiR^fTon ^**** r*nt-r«KfriKf-iiri*T des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Hauptanspruches bekannt Bei den bekannten Verfahren wird der Schreitweg von über die Länge des Strebes ausgesuchten und im Abstand angeordneten Ausbaugestellen mit geeigneten Längen- bzw. Schreitmeßgeräten gemessen. Die ermittelten Werte werden durch Geber und/oder zyklische Abfrage- und Meßgeräte ermittelt und einem Rechner zur Auswertung zugeführt Bei dem aus »Glückauf-Forschungshefte« 37 (1976), Heft 2, S. 70-73, bekannten Verfahren handelt es sich um ein Testprogramm, mit dessen Hilfe alle möglichen Funktionen, Anlagen und Einrichtungen eines Strebes überwacht werden sollen. Dabei wird der Abbaufortschritt durch insgesamt fünf Rückzylindern zugeordnete Meßgeräte festgestellt und überwacht und einer Warte zugeführt wo sie ausgewertet und mit Sollwerten verglichen werden. Über entsprechende Korrektursignale wird dann die Soll-Linie ίτ·':<ν. der Sollwert durch entsprechende Korrektur am Einsatzgerät wieder hergestellt.

Auch die übrigen Programme arbeiten ähnlich, wobei allerdings die Seilmeßgeräte am Förderer angeschlagen sind, was zu einer zusätzlichen Behinderung im Fahrweg führt. Ebenso wird hier die Rückzylinderbewegung gemessen, was bedeutet, daß der Verlauf des Förderers in bezug auf den Schreitausbau gemessen wird. Dies trifft insbesondere für das Verfahren nach »Glückauf« 107 (1971), Nr. 7, S. 258-2b5, zu. Gleiches gilt für die DE-PS 15 83 073. Bei der DE-OS 27 14 506.8-24 ist besonders die Verbindung mit Prozeßrechnern herausgestellt, mit deren Hilfe die ermittelten Werte ausgewertet und zu entsprechenden Korrektursignalen umfunktioniert werden.

Zur Abbaufortschritts- bzw. Schreitlängenmessung werden einmal wie beschrieben, die Bewegung der Rückzylinder gemessen, was im Prinzip auch für die aus der DE-OS 31 06 156 bekannte Einrichtung gilt, bzw. werden Seiltrommelmeßgeräte eingesetzt. Dabei stellen diese Einrichtungen und Geräte Zusatzteile, insbesondere zum Schildausbau dar, die den Freiraum in diesem Bereich einschränken. Ihre Wirkungsweise ist im übrigen auf die Längenmessung beschränkt. Das trifft auch für das aus »Kurznachrichten des Steinkohlenbergbau-Vereins« Nr. 91, Dez. 1973, S. 5, zu. Die Meßeinrichtung besteht hier, wie auch bei den anderen, im wesentlichen aus einer Seiltrommel, einem Meßrad und zwei Ziffernrollenzählern. Das Seil wird aus dem Gehäuse herausge-

führt und im Alten Mann angeschlagen.

Aus der CH-PS 3 72 473 sind grundsätzlich Vorrichtungen zur Fernmessung von Neigunger, bekannt Hier dient eine schwingfähig gespannte Stahlseite zur Neigungsmessung, die für den untertägigen Einsatz ungeeignet ist, weil sie gegen magnetische Einflüsse nicht geschützt ist. Da in diesem Bereich Aggregate, wie beispielsweise die Hobelanlager:, mit installierten Magneten arbeiten, würden die Schwingseitenmeßmethoden zu falschen Ergebnissen führen. Für den Untertageeinsatz geeignete Neigungsmesser sind dagegen aus »Glückauf« 109 (1973) Nr. 12, S. 607—613, bekannt

Für die Wirtschaftlichkeit der gesamten Strebausrüstung und damit der Kohlengewinnung ist die Geradhaltung des Strebes von großer Bedeutung. Nur bei exakter Geradhaltung des Strebes kann je Schnitt der Gewinnungsmaschine auch deren volle Schnittiefe erreicht werden. Außerdem ist der Verschleiß am Strebfördermittel bei entsprechender Geradhaltung gering und die Führung des Schreitausbaus wesentlich erleichtert. Bei den bekannten Geräten zur Ermittlung des Abbaufortschrittes ist nachteilig, daß nur kurzzeitig eine Überwachung der Geradhaltung des Strebes möglich ist, weil insbesondere durch die wellige Lagerung der Kohlenflöze bei den einzelnen über die Streblänge angeordneten Meßgeräten unterschiedliche Messungen auftreten. Ursache ist die Tatsache, daß die ausgezogene Seillänge der einzelnen Meßgeber trotz geraden Strebes und paralleler Endstellung in Bezug auf die Ausgangsstellung nicht die gleiche Länge aufweisen. Damit entfällt die Möglichkeit mit Hilfe solcher Abbaufortschrittsmeßgeräte eine Strebfront gerade zu halten. Die örtlichen begrenzten Unterschiede der Flözneigung werden mit den bekannten Verfahren und den bekannten Vorrichtungen nicht berücksichtigt, so daß sich automatisch entsprechende Fehler in der Überwachung bzw. Messung ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur mehrdimensionalen Überwachung der Strebsteilung und rinen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Strebausbau-Stellungsanzeiger zu schaffen.

Die anmeldungsgemäße Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches und in vorrichtungsmäßiger Hinsicht durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 gelöst

Mit Hilfe dieses Verfahrens und des erfindungsgemäßen Stellungsanzeigers ist es möglich, die für die genaue Gerad.haltung eines Strebes erforderlichen Meßdaten kontinuierlich zu ermitteln, die dann zur grundriBlichen Darstellung der Front des Strebausbaus verwendet werden. Werden die Endpunkte der Strebfront zusätzlich richtungsmäßig festgelegt, so besteht die Möglichkeit, die Strebfront in allen drei Dimensionen festzustellen und so z. B. das Grubenbild nachzutragen. Über das entsprechende Längendoppelmeßgerät werden die Längen und über den Doppelpendelgeber die Neigung der Strebrichtung und die Abbaurichtung gemessen, die dann über die Datenverarbeitungsanlage seriell oder auch gleichzeitig abgefragt und ausgewertet werden.

Eine einwandfreie Führung des Meßseiles während des Meßvorganges ist dadurch gewährleistet, daß der Seilrolle eine Rutschkupplung zugeordnet und das Meßbeil zwischen Seilrolle und Meßrolle durch mehrere Führungs- und Klemmrollen geführt ist. Dadurch ist vor allem sichergestellt, dab das Meßseil auch während des Rückvorganges des Schrti'i>usbaus nicht von der Meßlolle abgleiten kann.

Die Identifizierung der Längenangabe mit hoher Genauigkeit auch bei längerem Ausfall der Meßeinricbtung, beispielsweise durch Stromausfall, ist gegeben, da erfindungsgemäß die Meßrolle über ein Zahnradgetriebe zum überfahrbar ausgebildeten Potentiometer untersetzt und das Potentiometer seinerseits über ein Untersetzungsgetriebe mit einem weiteren, zehn Kontaktflächen von je 36° aufweisenden Potentiometer verbunden ist Dabei ist eine besonders günstige Übertragung der Meßdaten möglich, wenn die Meßrolle einen kalibrierten Umfang von 20 cm aufweist die Untersetzung des Zahnradgetriebes 5 :1 und des Untersetzungsgetriebes 10:1 beträgt

Um jedwede Meßfehler bzw. Nichtmessungen zu vermeiden, ist die Meßrolle zusätzlich mit einem mechanischen Drehzahlmesser verbunden.

Die notwendigen weiteren Angaben werden erfindungsgemäß über einen Doppelpendelgeber ermittelt und weitergegeben, wobei zweckmäßigerweise zwei ölgedämpfte PTäzisionspotentiometer ?'·"; Doppelpendelgeber dienen.

Der Aufbau des Strebausbau-Stellungsanzeigers wird erfindungsgemäß dadurch einfach gehalten, daß die Potentiometer des Doppellängenmeßgerätes und des Neigungsmessers gleiche elektrische Widerstandsbereiche aufweise«! und an eine Elektronik gekoppelt sind, die dann ihrerseits mit der Datenverarbeitungsanlage in Verbindung stehen.

In weiterer Optimierung des Gerätes ist dieses so ausgerüstet daß damit auch eine volle Gewinnungstiefe der Gewinnungsmaschinen gewährleistet werden kann. Hierzu weisen einzelne Rückzylinder einen Meßgeber zur Ermittlung der jeweiligen Kolbenstellung auf, der über einen zusätzlichen Kanal mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden und dem ein von der Datenverarbeitungsanlage steuerbares eiektrohydraulisches Ventil zugeordnet ist. Hierüber ist es möglich, jeweils die Stellung des Andruckzylinders zu überwachen und bei Nichterreichen der jeweiligen Endstellung über das elektrohydraulische Ventil eine Korrektur vorzunehmen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch einen hohen technischen Fortschritt aus, der darin zn sehen ist, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Strebausbau-Siellungsfinzeigers eine Geradstellung des Strebes sowohl bei welligem wie nichtwelligem Liegenden zu gewährleisten ist Dabei wird gleichzeitig eine Lösung vorgegeben, wie bei Geradhaltung des Strebausbaus auch eine jeweils volle Gewinnungstiefe der Gewinnungsmaschine, beispielsweise eines Doppelwalzenschrämladers, über die gesamte Streblänge erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfühi ungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schemazeichnung des Strebaiisbau-Stollunganzeigers und

F i g. 2 eine Seitenansicht eines derartigen Siellunganzeigers.

Die Seilrolle 1 ist \; den Schreitausbau integriert und hat einen Seilvorrat von bis zu 1000 Metern. Die Seilrolle ist auf dem Lagerbock 2 gelagert und über die Halterung 3 mit dem Ausbau verbunden. Mit 4 isi tfer Mitnehmer und mit 5 die Rutschkupplung, die auf der Achse der Seilrolle befestigt sind, bezeichnet.

Das auf der Seilrolle laufgewickelte Meßseil 8 wird durch Federspannung stramm gehalten und über die Führungs- und Klemmrollen 9,9' so geführt, daß es auch während des Rückvoraanees nicht von der Meßrolle IO

abgleiten kann. Es ist mit einer vollen Windung um die kalibrierte Meßrolle 10 herumgeführt und verläßt das Meßgerät in das Bruchfeld des Strebes hinein und ist dort an einem Fixpunkt befestigt.

Die kalibrierte Meßroile 10 wird über ein Zahnradgetriebe 13 mit einem Potentiometer 11 verbunden, dessen Anfangs- und Endpunkte überfahrbar sind. Mit diesem Potentiometer 11 wird ein weiteres überfahrbares Potentiometer 12 über das Untersetzungsgetriebe 14 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe übersetzt die Dreh- ι ο zahl des ersten Potentiometers 11 auf ein Zehntel in das Langsame. Das Potentiometer 12 hat 10 Kontaktflächen von je 36°. Durch die Verwendung von zwei Potentiometern 11, 12 für die Messung nur eines Weges ist eine Identifizierung der Langcnangabe mit hoher Genauigkeit auch bei längerem Ausfall der Meßeinrichtung möglich.

Hat die Meßroile 10 einen kalibrierten Umfang von

20 cm uiiu WIiU Sie zum Puicfiiiuiiiciei il uuicii cm Zahnradgetriebe von 5 : I untersetzt, so dreht sich das Potentiometer 11 bei genau 1 m Länge um 360°. das heißt, es macht eine volle Umdrehung. Das damit über eine Untersetzung von 10:1 verbundene Potentiometer 12 geht nach einer vollen Umdrehung des Potentiometers 11 36° weiter, von der Stellung 0 in die Stellung 1. Bei weiterem Vorrücken des Schreitausbaus kann also von dem Potentiometer 12 die Meterzahl von 0—9 und vom Potentiometer U die Zentimeterzahl von 0—99 angegeben werden. Damit ist auch bei längerem Strom- oder Geräteausfall die richtige Zuordnung der Meßwerte gewährleistet. Für alle Fälle ist mit der Meßrolle 10 auch noch ein mechanischer Drehzahlmesser 19 verbunden, der im Zweifelsfall vom Bedienungspersonal abgelesen werden kann.

Die Höhen liefert ein x-y·Doppelpendelgeber 16, der mit dem Chassis des Strebausbau-Stellungsanzeigers verbunden ist. Er ist durch Justierschrauben in x- und /-Richtung einstellbar. Die einzelnen Pendelgeber bestehen aus Potentiometern 17, 18, die durch ölfüllung einerseits gedämpft und andererseits gegen Korrosion geschützt sind.

Sowchl die Potentiometer 11, 12 wie 17, 18 haben gleiche elektrische Widerstandsbereiche, so daß für alle vier Meßgeber die jeweilige Elektronik 15 gleich ist.

Die Stromversorgung mehrerer Strebausbau-Stellungsanzeiger erfolgt aus einer Vielstellenmeßanlage mit einer Spannung von 8 bis 16 V und einem Strom von 8—12 mA. Die Elektronik 15 reduziert die Spannung auf 8 V und erzeugt ein der Potentiometerstellung proportionales Spannungssignal von 1 —3 V, das von einem Tonfrequenzgeneratoi· und weiteren Bauteilen auf ein Frequenzsignal von 5—15 Hz proportional dem Meßwert umgeformt wird. Dieses Signal wird über das TF-Netz nach Übertage gesendet und dort zweckmäßig sofort in eine Datenverarbeitungsanlage eingegeben.

Die Datenverarbeitungsanlage kann aus dem Längenwert und dem Neigungswinkel in beiden Richtungen den auf eine grundrißliche Darstellung bezogenen Abbaufortschritt schnell errechnen. Die vier Meßgeber werden nacheinander abgefragt, was das Messen erheblieh verbilligt.

Werden in einem Langfrontstreb mehrere dieser Strebausbau-Stellungsanzeiger in gleichmäßigen Abständen angeordnet, so kann die Stellung der einzelnen Strebabschnitte zueinander und daher die Form der Strebfront zutreffend angegeben werden. So ist nur die Strebfront gerade, die auch in grundrißlicher Darstellung gerade ist.

Damit ist das Problem der Geradhaltung der Strebfront durch Hinzunahme der »Höhen« grundsätzlich gewährleistet.

Die volle Gewinnungstiefe eines Doppelwalzenschrämladers in ganzer Stellung kann voll genutzt werden, wenn der Strebausbau im Grundriß in gerader Stellung steht und die Rückzylinder vor Durchgang des Gewinnungsmittels in ihrer Grundstellung und nach Durchgang in ihrer Endstellung stehen. Letzteres wird erreicht, indem die Stellung der Zylinder unmittelbar auf der Basis der gemessenen Werte und des Betriebsablaufes gesteuert wird. Dazu sind die Verwendung der Vielstellenmeßanlage einerseits und die Verwendung eines weiteren Kanals andererseits Voraussetzung. Jeder Meßgeber zur Messung der Stellung des Förderers zum Schildausbau erhält zusätzlich ein elektrohydraulisches Ventil. Es wird über das gleiche Kabel gesteuert, und zwar durch ein Frequenzsignal in einem zusätzlichen

Tr-Kanai. Sicüt. uic DatcrrvcfärucitüngSäriiägc icSi, uäu

der Andruckzylinder seine Endstellung hinter der Maschine nicht erreicht hat, dann hält er die automatische Abfrage an dieser Stelle an und gibt dem elektrohydraulischen Ventil den Auftrag, zu öffnen, und den Förderer weiter zu rücken, bis der Meßgeber die Endstellung meldet.

Die Kombination der beiden als Neigungsmesser dienenden Potentiometer 17,18 und der beiden als Längenmeßgeräte dienenden Potentiometer 11, 12, die zusammen den Strebausbau-Stellungsanzeiger bilden, gibt die Möglichkeit zur grundrißlichen Darstellung der Front des Strebausbaus. Wurden die Endpunkte der Strebfront zusätzlich richtungsmäßig festgelegt, so kann die Strebfront in allen drei Dimensionen exakt festgestellt und so z. B. das Grubenbild nachgetragen werden. Für die Gewinnungstechnik im Streb tritt dann der volle Vorteil einer geraden Strebfront ein, wenn auch der Abstand Schildausbau — Förderer, d. h. die Stellung der Rückzylinder in Form einer Längenmessung überwacht wird.

Bezugzeichenhste	Seilrolle
1	Lagerbock
2	Halterung
3	Mitnehmer
4	Rutschkupplung
5	Meßseil
8	Führungs- u. Klemmrolle
9	Meßrolle
10	Potentiometer I
11	Potentiometer II
12	Zahnradgetriebe
13	Untersetzungsgetriebe
14	Elektronik
15	Doppelpendelgeber
16	Potentiometer
17	Potentiometer
17	Drehzahlmesser
19	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kontrolle der Stellung und des Verlaufs einer Schreitausbaufront in Abbaubetrieben des Steinkohlenbergbaus, bei dem über die Streblänge verteilt einzelnen Schreitausbaugestellen Meßstellen zugeordnet werden, denen je eine Seilrolle mit einem versatzseitig ablaufenden, an einem Fixpunkt im Bruchfeld festgelegten Meßseil zugeordnet ist, und bei dem die Werte der Ausziehlängen der Meßseile festgestellt, taktweise abgefragt und einer Datenverarbeitungsanlage zur Auswertung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Feststellung und Abfrage der Ausziehlängenwerte der Meßseile gleichzeitig oder danach auch die an den Meßstellen über dort installierte Neigungsmesser festgestellten jeweiligen Neigungswerte in Streb- und Abbaurichtung festgestellt, abgefrag*. und der Datenverarbeitungsanlage