DE3337724C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Beim Langfrontenabbau im untertägigen Grubenbetrieb wird ein Strebförderer verwendet, der entlang der Abbaufront verläuft. Mit dem Strebförderer sind eine Vielzahl von Ausbauelementen verbunden, die das Hangende zwischen Ab­ baufront und Bruch oder Versatz unterstützen. Entlang der Abbaufront ist eine Gewinnungsmaschine hin und her ver­ schiebbar, die auf am Strebförderer befestigten Schienen geführt ist und bei jeder Gewinnungsfahrt Material vom Abbaustoß hereingewinnt und auf den Strebförderer ab­ wirft. Der Strebförderer und die Ausbauelemente werden entsprechend dem Gewinnungsfortschritt gegen die Abbau­ front nachgerückt.

Hierbei ist es aus verschiedenen Gründen wünschenswert, die jeweilige Position der Gewinnungsmaschine ermitteln zu können. So ist es zum Beispiel wichtig, daß die Aus­ bauelemente und die mit ihnen verbundenen Abschnitte des Strebförderers nicht zu früh nach dem Durchgang der Ge­ winnungsmaschine vorgerückt werden, da anderenfalls die Gewinnungsmaschine zwischen den Strebförderer und den Abbaustoß geklemmt werden könnte. Die Ermittlung der je­ weiligen Position der Gewinnungsmaschine ist auch nütz­ lich, um Maschinenstillstände feststellen zu können oder um den Gewinnungsvorgang bei aufeinanderfolgenden Durch­ läufen vergleichen zu können.

Gemäß einem nicht zum Stande der Technik gehörigen Vor­ schlag der Anmelderin werden zur Feststellung der Ma­ schinenposition über die Länge der Abbaufront verteilte Sensoren verwendet, die Änderungen solcher Parameter, wie Vibration, Last, hydraulischen Druck, Kraft oder Geräusch anzeigen, so daß sich mit Hilfe dieser Anzeigen die Position der Maschine ermitteln läßt. Dies ist je­ doch nicht möglich, wenn die Maschine still steht.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, zwischen der Gewinnungsmaschine und den Ausbauelementen, die sie pas­ siert, infrarote oder Mikrowellensignale zu verwenden oder es sollen nach der DE-AS 26 07 226 allgemein elektromagnetische bzw. optische Wellen ausgenutzt werden, jedoch müssen hierbei empfindliche Sender oder Empfänger an der Gewinnungsmaschine angeordnet werden, wo sie starken Vibrationen unterworfen sind, und es ist zum Be­ trieb dieser Geräte erforderlich, entsprechende Betriebs­ stromquellen auf der Maschine vorzusehen, was weder wünschenswert noch leicht durchführbar ist. Auch kommt es oft vor, daß der Ausbreitungsweg zwischen der Ge­ winnungsmaschine und den Ausbauelementen unterbrochen wird, beispielsweise durch Bergleute oder die Stempel der Ausbauelemente und Reflektionen und Rückstreuungen können dazu führen, daß die Empfänger falsche oder ver­ fälschte Signale aufnehmen. Es kann also die tatsächliche Position der Maschine nicht festgestellt werden, wenn die richtigen Signale nicht eindeutig sind, sondern mit durch Rückstreuungen entstandenen Signalen verwechselt werden können. Auch der Versuch, die Position der Maschine durch Ausnutzung des Doppler-Effektes zu bestimmen, führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen, weil auf diese Weise die Position einer stillstehenden Maschine nicht bestimmt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die obenge­ nannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Vorrichtung bei bewegter wie bei stillstehender Gewinnungs­ maschine eine sichere und fehler- bzw. störungsfreie An­ zeige der betreffenden Position der Gewinnungsmaschine er­ möglichen. Ferner soll auf empfindliche aktive Bauele­ mente aufweisende und stromverbrauchende Vorrichtungen an der Gewinnungsmaschine verzichtet werden.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Sender und Empfänger können vorzugs­ weise am gleichen Ausbauelement angeordnet und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der Vor­ richtung gemäß der Erfindung ist der Sender zum Aus­ senden von linear polarisierten elektromagnetischen Wellen ausgebildet und die Signaländerungseinrichtung zum Drehen von deren Polarisationsebene um 90 Grad oder um ein ungerades volles Vielfaches davon. Dementsprechend ist dann der Empfänger zum Empfang der in ihrer Polarisa­ tionsebene gedrehten Wellen ausgebildet.

Zweckmäßig ist die Signaländerungseinrichtung so ausge­ bildet, daß sie die Ausbreitungsrichtung der Wellen in Richtung auf den Empfänger ändert, wobei in der Regel die Richtungsänderung um einen Winkel von etwa 180 Grad erfolgt, wenn Sender und Empfänger an der gleichen Stelle angeordnet sind.

Die Signaländerungseinrichtung kann einen Wellenleiter enthalten. Ein Wellenleiter ist ein robustes passives Bauteil, mit Hilfe dessen in einfacher Weise die Drehung der Polarisationsebene und die Umlenkung der vom Sender ausgehenden, zum Empfänger zurückzuleitenden elektromag­ netischen Wellen möglich ist. Für den Mikrowellenbereich ist als Wellenleiter besonders ein Hohlleiter mit recht­ eckigem Querschnitt geeignet, der zur Richtungsänderung gekrümmte Abschnitte und zur Drehung der Polarisationsebe­ ne einen verwundenen Abschnitt enthält.

Es können zwei Signaländerungseinrichtungen an entgegen­ gesetzten Enden der Gewinnungsmaschine angebracht sein, während die Sender und Empfänger an den Ausbauelementen, entweder an jedem Ausbauelement oder auch in größeren Abständen auf die Streblänge verteilt angebracht sind, je nachdem, welche Anzeige-Genauigkeit gefordert wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 in Streblängsrichtung gesehen eine Strebausrüstung zeigt, die mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht einen als Signaländerungseinrich­ tung verwendeten Wellenleiter und seine Zuordnung zu Sender und Empfänger.

Fig. 3 ist eine Aufsicht auf eine Strebausrüstung ge­ mäß der Fig. 1.

Fig. 4a und 4b sind die Teildarstellungen aus Fig. 3 und

Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform gemäß Fig. 2.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Strebausrüstung enthält Ausbauelemente 2, von denen jedes im wesentlichen aus einer Sohlkonstruktion 11 und einer durch hydraulische Stempel 10 unterstützten Kappenkonstruktion 4 besteht. Die Sohlkonstruktionen 11 jedes Ausbauelementes 2 enthält einen hydraulischen Rückzylinder 12 , der mit dem Strebför­ derer 14 verbunden ist und dazu dient, den Strebförderer 14 gegen die Abbaufront 9 vorzurücken und das Ausbauelement 2 gegen den Strebförderer 14 nachzuziehen. Eine Gewinnungsma­ schine 6, die auf Schienen 16 auf dem Strebförderer 14 ge­ führt ist, dient dazu, Material aus der Abbaufront 9 des Flözes 8 hereinzugewinnen.

Wie am besten in Fig. 3 erkennbar ist, erstreckt sich der Strebförderer 14 entlang des Abbaustoßes 9 des Flözes 8 und nimmt von der Gewinnungsmaschine 6 hereingewonnenes Material auf, um es zu der in der Zeichnung nicht darge­ stellten Strecke zu fördern. Bei der Darstellung in Fig. 3 bewegt sich die Gewinnungsmaschine 6 von links nach rechts und schneidet hierbei eine Scheibe von der Abbaufront 9 herun­ ter, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Strebförderer 14 und der Abbaufront 9 entsteht. Danach werden die betreffenden Ab­ schnitte des Strebförderers und die zugehörigen Aus­ bauelemente gegen die neu entstandene Abbaufront vor­ gerückt. Hierzu wird jedes Ausbauelement so betätigt, daß bei zwischen Hangendem und Liegendem verspanntem Ausbauelement der Rückzylinder 12 ausfährt und den zugehörigen Abschnitt des Strebförderers 14 gegen die Abbaufront 9 vorschiebt. Dann werden die Stempel 10 des Ausbauelementes 2 eingefahren und der Rückzylin­ der 12 zieht das Ausbauelement 2 an den Strebförderer 14 heran. Hiernach werden die Stempel 10 des Ausbauele­ mentes 2 wieder gesetzt.

Es ist wünschenswert, den Strebförderer 14 möglichst früh nach dem Durchgang der Gewinnungsmaschine 6 ge­ gen die neu freigelegte Abbaufront 9 vorzurücken, damit das freigelegte Hangende möglichst früh und gut unterstützt wird. Andererseits darf das Vorrücken nicht so früh gesche­ hen, daß die Arbeitsweise der Gewinnungsmaschine 6 beeinträch­ tigt wird und diese etwa zwischen dem Strebförderer 14 und der Abbaufront 9 eingeklemmt werden könnte. Im Ausführungsbei­ spiel bleibt zwischen der Gewinnungsmaschine 6 und dem nächst­ folgenden vorgerückten Ausbauelement 2 ein Abstand, der dem Mittenabstand von etwa sechs Ausbauelementen 2 entspricht. Um einen solchen erforderlichen Abstand zu gewährleisten, aber auch nicht unnötig zu vergrößern, ist es, insbesonde­ re dann, wenn das Vorrücken der Ausbauelemente automatisch und ohne Anwesenheit einer Bedienungsperson erfolgt, unum­ gänglich, die jeweilige genaue Position der Gewinnungsmaschi­ ne im Streb zu kennen.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt die Ermittlung der Position der Gewinnungsmaschine 6 unter Verwendung von aus Sender 18 und Empfänger 20 bestehenden Einheiten und eines oder mehrerer Wellenleiter 22, 23.

Der Sender 18 erzeugt polarisierte elektromagnetische Wellen, vorzugsweise im Mikrowellenbereich und strahlt sie in Richtung auf den Eingang 34 des Wellenleiters 22 ab. Hierbei ist der Eingang 34 des Wellenleiters 22 so ausgebildet, daß er vertikal polarisierte elektromagne­ tische Wellen aufnimmt, wie sie vom Sender 18 abgegeben werden.

Im Wellenleiter 22 werden die durch den Eingang 34 einge­ tretenen Wellen zunächst durch einen gekrümmten Abschnitt 28 in ihrer Richtung umgelenkt. Dann wird die Polarisationsebe­ ne der Wellen im verwundenen Abschnitt 24 des Wellenleiters 22 gedreht und schließlich in einem gekrümmten Abschnitt 26 in ihrer Richtung umgelenkt, so daß sie aus dem Ausgang 36 in Richtung auf den Empfänger 20 abgestrahlt werden. Der Empfän­ ger 20 ist so ausgebildet, daß er nur zum Empfang horizontal polarisierter Wellen geeignet ist. Die Polarisationsebenen sind in Fig. 2 durch Pfeile 30 und 32 dargestellt und der Wellenleiter 22 ist so dimensioniert und ausgebildet, daß bei den jeweiligen Abständen zwischen ihm und dem Sender 18 einerseits und dem Empfänger 20 andererseits den Empfänger 20 ein verwertbares Signal erreicht.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist an jedem Ausbauelement 2 eine aus Sender 18 und Empfänger 20 bestehende Einheit angeordnet, während der Wellenleiter 22 am rechten Ende der Gewinnungsmaschine 6 angeordnet ist. Es kann jedoch, wie in Fig. 3 gezeigt, ein zweiter gleich­ artiger Wellenleiter 23 am linken Ende der Gewinnungsmaschi­ ne 6 angeordnet werden, so daß auch die Stellung dieses En­ des ermittelt werden kann, wie dies in den Fig. 4a und 4b dargestellt ist. Da die Wellenleiter 22 bzw. 23 das von den Sendern 18 abgegebene Signal verändern und die Empfänger 20 auf den Empfang nur dieses veränderten Signals eingerichtet sind, ist es ausgeschlossen, daß die Empfänger 20 auf ungewünschte Signale reagieren, wie sie dann entstehen, wenn die vertikal polarisierten Wellen, die von den Sendern 18 abgegeben werden, von im Streb befindlichen Gegenständen, also nicht den Wellen­ leitern 22, 23, reflektiert werden und dadurch auf die Empfänger 20 auftreffen. Hierdurch werden Fehlanzeigen ausgeschlossen.

Die an den Empfängern 20 der einzelnen Ausbauelemente 2 erhaltenen Signale können verschiedenen Zwecken die­ nen. Zum Beispiel kann das von dem Wellenleiter 23 am hinteren Ende der Gewinnungsmaschine 6 zum Ausbauelement 2 B zurückgeleitete Signal zu der Anzeige dienen, daß nunmehr das Ausbauelement 2 A, das sich in einem ausreichenden Sicherheits­ abstand von der Gewinnungsmaschine 6 befindet, vorgerückt wer­ den darf oder auch dessen Vorrücken bewirken.

Auch wenn die Gewinnungsmaschine 6 stillsteht, leitet sie Signale zum nächstgelegenen Ausbauelement zurück, so daß ihre Stellung auch während des Stillstandes ermittelt werden kann. Durch Messung des Zeitabstan­ des zwischen den Signalen, die vom am vorderen Ende der Gewinnungsmaschine 6 angebrachten Wellenleiter 22 und dem am hinteren Ende der Gewinnungsmaschine 6 ange­ ordneten Wellenleiter 23 zurückgeleitet werden, kann die Geschwindigkeit der Gewinnungsmaschine 6 ermittelt werden, ebenso durch Messung der Zeitabstände zwischen Signalen, die von einzelnen Ausbauelementen 2 empfangen werden.

Schließlich kann die Messung des Zeitabstandes zwischen Aussendung und Empfang eines Signals dazu dienen, fest­ zustellen, in welchem Abstand sich das einzelne Ausbau­ element, in Rückrichtung gesehen, vom Strebförderer bzw. von der Gewinnungsmaschine befindet.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung liegt darin, daß es sich bei den Wellenleitern, die ins­ besondere als Hohlleiter mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein können, um einfache und robuste Vor­ richtungen handelt, die keine aktiven Bauelemente ent­ halten und keine Stromversorgung benötigen und die we­ nig Raum einnehmen. Sie können deshalb ohne jede Schwie­ rigkeit auf der Gewinnungsmaschine angeordnet werden.

In Abänderung der vorstehend beschriebenen Ausführungs­ form können die Wellenleiter 22, 23 gemäß Fig. 5 auch so ausgebildet sein, daß die dort dargestellten Wellen­ leiter 22 a anstelle der gekrümmten Abschnitte 26 und 28 mitraförmige (d. h. winklig verlaufende) Abschnitte 26 a und 28 a aufweisen. Bei Verwendung von Hohl­ leitern mit rechteckigem Querschnitt lassen sich hierdurch die Schwierigkeiten vermeiden, die ins­ besondere bei der Herstellung des gekrümmten Ab­ schnittes 26 dadurch entstehen, daß in diesem Falle das Profilmaterial um die hohe Kante gebogen werden muß.

Die Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daß von den Sendern 18 horizontal polarisierte Wellen ausgesendet und von den Empfängern 20 vertikal pola­ risierte Wellen empfangen werden. Die Sender 18 und Empfänger 20 können nicht nur an den Ausbauelementen, sondern auch an anderen Stellen angeordnet sein. Die Anordnung der Wellenleiter 22, 23 auf der Ge­ winnungsmaschine 6 kann verändert werden. Auch kann jede beliebige Zahl von Wellenleitern auf der Gewin­ nungsmaschine 6 angeordnet werden. Dies wird von der gewünschten Meßgenauigkeit abhängen und von den Reflek­ tionseigenschaften der Wellenleiter. Je nachdem, wie groß die Länge der Gewinnungsmaschine 6 und wie groß der Mittenabstand der Ausbauelemente 2 ist, können auf der Gewinnungsmaschine 6 beispielsweise drei, vier oder sechs Wellenleiter angeordnet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Ermitteln der jeweiligen Posi­ tionen einer an einer Abbaufront entlang einer Vielzahl von Ausbauelementen bewegbaren Gewinnungs­ maschine, bestehend aus mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger für ein zwischen der Gewinnungsmaschine und wenigstens einem Aus­ bauelement auszubreitendes Signal, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Signaländerungseinrichtung (22, 23) zum Verändern des von dem Sender (18) ausgehenden Signals in ein von Rückstreuungen unterscheidbares Signal vorge­ sehen ist und daß der Empfänger (20) zur Aufnahme des geänderten Signals geeignet, jedoch gegenüber dem ungeänderten Signal unempfindlich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (18) und Empfänger (20) am gleichen Aus­ bauelement (2) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender (18) zum Aussenden von linear polarisierten elektromagnetischen Wellen ausgebildet ist und die Signaländerungseinrichtung zum Drehen von deren Polarisationsebene um 90 Grad oder ein ungerades volles Vielfaches davon.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaländerungseinrichtung ( 22, 23) so aus­ gebildet ist, daß sie die Ausbreitungsrichtung der Wellen in Richtung auf den Empfänger (18) ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsänderung um einen Winkel von etwa 180 Grad erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaländerungs­ einrichtung (22, 23) einen Wellenleiter enthält.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ihre Zuordnung zu einer Gewinnungsmaschine (6).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaländerungseinrichtung ( 22, 23) an der Gewinnungsmaschine (6) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Signaländerungseinrichtungen (22, 23) an entgegengesetzten Enden der Gewinnungsmaschine ( 6) angebracht sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Zuordnung zu einer Vielzahl von Ausbauelementen (2).