DE3338114A1

DE3338114A1 - Verfahren zur automation einer schaelenden oder schneidenden gewinnungsanlage

Info

Publication number: DE3338114A1
Application number: DE19833338114
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Brychta; Klaus Dipl.-Ing. 4300 Essen Konopka; Bernd Dipl.-Ing. 5670 Arnsberg Obertrifter
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1983-10-20
Publication date: 1985-05-02
Also published as: DE3338114C2

Description

Verfahren zur Automation einer schälenden oder
schneidenden Gewinnungsanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Automation einer konventionellen oder aktivierten Gewinnungsanlage, wobei der Förderer über hydraulische Zylinder in richtung Kohlenstoß verschoben und höhenmäßig gesteuert wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Gewinnungsanlage, insbesondere Kohlenhobel zur Gewinnung von Steinkohle im untertägigen Langfrontabbau, mit gruppenweise betätigbaren und über die Streblänge verteilt am Förderer angebrachten hydraulischen Steuerzylindern.
Im untertägigen Steinkohlenbergbau wird ein großer Teil der ,teinkohLe unter anderem über Hobel hereingewonnen. Die Gewinnungsmaschine wird über den Förderer geführt, am Kohlenstoß hin- und hergezogen, wobei der notwendige Andruck jeweils über zugeordnete Steuerzylinder auf den Förderer und damit auf den Hobel aufgebracht wird. Insbesondere für Hobel mit definierten Spanvorgabe hat die Hobel steuerung über die Steuerzylinder eine besondere Bedeutung, weil über diese hydraulischen Steuerzylinder eine aktive Lageveränderung der Gewinnungsanlage vorgenommen werden kann.
Die hydraulischen Steuerzylinder sind dazu in Gruppen zu je vier Einheiten zusammengefaßt, wobei die Steuerbewegun gen von Hand vorgenommen werden. Da die notwendige Niveausteuerung von Hand erfolgt, kommt es somit sehr auf die Geschicklichkeit und auf die Erfahrung des Bedienungspersonals an. Außerdem ist es erforderlich, daß jeweils ein Bedienungsmann den Hobel mehr oder weniger kontinuierlich begleitet, um die Niveausteuerung jeweils den Gegebenheiten möglichst optimal anpassen zu können. Da dieses je nach Ausbauzustand Schwierigkeiten bereitet, wird auch aus diesen Gründen häufig abschnittsweise gehobelt, d.h.
jeweils im Einsichtsbereich der Bedienungsperon.
Ein solches Verfahren ist nachteilig und die auf Hobel, Zugeinrichtung und Förderer ausgeübten Kräfte und Belastung führen häufig zu einem frühzeitigen Verschleiß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gewinnungsmaschine den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend schnell und sicher zu steuern sowie die Gewinnungsmaschine und die weiteren Anlagenteile dafür geeignet herzurichten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Andruck- und Steuerzylinder über Regelkreise gestellt werden, wobei ein oder mehrere Meßwerte, die den Ist-Zustand der Gewinnungsanlage beschreiben, über Meßwertgeber erfaßt und in einer Auswerteeinheit zu den Stellgrößen des Regelkreises verarbeitet werden.
Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens ist es möglich, eine im Prinzip zwar genau definierte, aber den jeweiligen Gegebenheiten anpaßbare Spanvorgabe einzuhalten. Damit werden z. B. die Hobelaggregate geschont und eine kontinuierliche Gewinnung gesichert. Durch die individuelle Niveausteuerung ist dabe gleichzeitig eine gute Anpaßbarkeit an die jeweiligen Gegebenheiten zu erreichen.
Nach einer Ausbildung der Erfindung werden die den Betriebszustand beschreibenden Meßwerte kontinuierlich und unmittelbar am Gewinnungsgerät ermittelt. Dabei können z.B. die Schnittkraftwerte zweckmäßig mit vorher eingespeicherten Werten verglichen bzw. auch anschließend abgespeichert werden, so daß über den Abbau gesehen die Abbaufront voraus ermittelt werden und die Steuerung der Gewinnungsmaschine entsprechend erfolgen kann. Die Schnittkraft zeigt sich dann als zweckmäßiger Wert, wobei sie besonders zweckmäßig über das Bodenmeißelsegment ermittelt wird, wenn ein signifikanter Festigkeitsunterschied zwischen der abzubauenden Kohle und dem Liegenden vorauszusetzen ist.
Weiter ist es möglich, neben den Schnittkraftwerten des Bodenmeißels die Schnittkraftwerte weiterer Meißel innerhalb der geschälten Mächtigkeit zu ermitteln, um daraus ein Schnittkraftprofil des gewinnungsgerätes zu bilden und Rückschlüsse über den Flözverlauf vorauszuermitteln.
tiach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Kettenkraftwerte der Hobelkette als alleiniger oder als zusätzlicher relevanter Meßwert ermittelt wird. Insbesondere die gleichzeitige Ermittlung entsprechender Werte verbessert die Genauigkeit der Steuerung des Gewinnungsgerätes und der einzelnen anderen Aggregate.
Eine weitere Möglichkeit ist die, die Leistungsaufnahme der Hobelantriebe als alleinigen oder als zusätzlichen relevanten Meßwert zu ermitteln. Dabei kann das Schnittkraftprofil strebabschnittsweise gespeichert und mit dem jeweils auftretenden Profil verglichen werden, wobei das Gewinnungsgerät über dem für den jeweiligen Strebabschnitt eingespeicherten Profil entsprechend gesteuert wird. Dadurch, daß das einprogrammierte Kraftpfofil des entsprechenden Abschnittes möglichst genau am Abbau wieder erreicht wird, kann die gewünschte Schonung der einzelnen Gewinnungsanlagenteile herbeigeführt und gesichert werden. Um derartige schnittkraftprofile optimaler Art einprogrammieren zu können, ist es zweckmäßig, bei der Gewinnung mindestens zwei Lerngewinnungsfahrten - mit Distanz in Abbaurichtung - zur Ermittlung geeigneter Meßgrößen und damit des Flözverlaufes in Abbaurichtung durchzuführen. Über diese Lerngewinnungsfahrten sind die dann durch Vergleich der verschiedenen Werte auch noch zu optimierenden Meßwerte vorzugeben, die für die weiteren Gewinnungsfahrten als Vorgabe Verwendung finden können.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Gewinnungsanlage, bei der dem Gewinnungsgerät bzw. dem Hobel, vorzugsweise dessen Bodenmeißelsegment, ein die Schnittkraft messender Meßwertgeber und ein Sender sowie den hydraulischen Steuerzylindern eine Empfängereinheit zugeordnet ist.
Auf diese Weise kann das ermittelte Signal schnell und zweckmäßig den Aggregaten zugeführt werden. Über die Empfängereinheit kann z. B. die am Bodenmeißelsegment ermittelte Schnittkraft oder das Schnittkraftprofil bzw. ein entsprechendes Signal aufgenommen und ausgewertet und in Form eine Steuerbefehls an die Steuerzylinder weitergegeben werden. Der Sender ist dabei zweckmäßig auf der Rückseite des Gewinnungsgerätes und gegenüberliegend zu einem den Rinnenbraken zugeordneten Übertragungssystem bzw. Kabel angeordnet. Damit ist der Sender einmal der Antenne entsprechend günstig angeordnet und zum anderen geschützt am Hobel angebracht, so daß eine immer gleichmäßige Übertragung der Signale gewährleistet ist.
Eine andere Übertragungsmöglichkeit kann erfolgen, wenn die Signale in einem Speicher auf der Gewinnungsmaschine zwischengespeichert werden und an geeigneter Stelle im Streb auf den stationären Teil der Anlage übertragen werden.
Um die ermittelten Schnittkraftwerte genau auszuwerten und gezielt in Steuerbefehle umzusetzen, ist es von Vorteil, wenn zwischen Sender und Steuerzylinder eine gleichzeitig zur Signalaufarbeitung vorgesehene Empfängereinheit geschaltet ist.
Dabei wird diese Empfängereinheit zweckmäßig am Strebende oder am Hobelsteuerstand angeordnet, so daß zugleich auch die ermittelten Werte hier kontinuierlich abgelesen und zur Beurteilung des Abbaustandes mit herangezogen werden können.
Eine sichere Übertragung der in der Empfängereinheit umgesetzten Signale an die Steuereinheiten, und zwar an die jeweils genau anzusprechenden Steuerzylinder, wird erfindungsgemäß dadurch gesichert, daß die Auswerteeinheit über Übertragungssysteme, vorzugsweise Kabel mit den hydraulischen Steuerzylindern des Förderers, den Steuereinheiten der Abbauschilde, der Bedüsung und dem Steuerstand verbunden ist. Dabei weisen die hydraulischen steuerzylinder elektrisch anzusteuernde Regelventile auf, so daß das angeapßte und aufbereitete Signal jeweils gezielt zur Hobelsteuerung Verwendung finden kann.
Weitere Möglichkeiten sind die, auf den Rinnenbraken Neigungsgeber anzuordnen und mit der Auswerteeinheit zu verbinden. Ebenso können dort Meßglieder zur Ermittlung des Abstandes Förderer-Schildausbau oder Staubmeßfühler angeordnet und mit der Auswerteeinheit verbunden werden. Schließlich ist es möglich, den hydraulischen Steuerzylindern und/oder dem Förderer Wegmeßwert-und/oder Neigungsmeßgeber zuzuordnen und mit der Auswerteeinheit zu verbinden, um so eine optimale Auslegung und Einbindung aller Aggregate in Automatisation einzubinden.
Der technische Fortschritt und die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß ein Verfahren und eine Gewinnungsanlage geschaffen ist, mit denen eine dem jeweiligen Gegebenheiten, insbesondere am Kohlenstoß angepaßte Niveausteuerungen vorgenommen werden können. Damit wird der Hobel als Gewinnungseinrichtung jeweils so gestellt und in einer solchen Position gehalten, die bei optimaler Belastung eine optimale Spantiefe bringt. Die Hobelsteuerung wird unabhängig vom Personal und kann damit auch dort genau funktionieren, wo aus irgendwelchen Gründen ein Bedienungsmann gerade nicht anwesend ist, um die Hobelsteuerung entsprechend einzustellen. Damit werden insbesondere punktweise Überlastungen der Hobelanlagen ausgeschlossen. Zugleich fallen die Informationen an, die benötigt werden, um die Ausbauschilde definiert vorzurücken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigt die einzige Zeichnung eine Draufsicht auf einen Strebausschnitt mit dem am Kohlenstoß 1 angeordneten Hobel 2.
Dieser mit Meißeln, beispielsweise den dargestellten Bodenmeißeln 3 bestückte Hobel 2 wird über hier nicht dargestellte Zugeinrichtungen durch die Hobelgasse 5 immer dicht am und in dem Kohlenstoß eingreifend entlanggeführt. Die Rückseite 4 des Hobels 2 ist dabei so ausgebildet, daß gleichzeitig die Kohle jeweils in den Förderer 7 geschoben wird, über den sie aus dem Streb heraustransportiert wird. Auf der dem Hobel 2 gegenüberliegenden Seite des Förderers 7 sind Rinnenbraken 8, 9 angebracht, die eine möglichst optimale Beladung des Förderers 7 gewährleisten soll.
Den Rinnebraken 8, 9 ist eine Übertragungseinheit 10, insbesondere ein Kabel, zugeordnet, das die Signale des dem Hobel 2 zugeordneten Senders 11 aufnimmt und zur Empfängereinheit bzw. Auswerteeinheit 13 weiterleiten soll. Die über den Sender 11 ausgesendeten Signale sind die z. B. von Signalgebern 12 insbesondere am Bodenmeißel 3 ermittelten Schnittkraftwerte, die in der Auswerteeinheit 13 aufbereitet und entsprechend den Steuerzylindern 16, 17, 18, 19 als Steuerbefehle zugeführt werden.
Die Steuerzylinder 16, 17, 18, 19 sind in geeigneter Weise zusammengeschaltet, so daß die hier z. B. dargestellten vier Zylinder jeweils den gleichen Steuerbefehl erhalten, um einen kontinuierlichen Andruck des Hobels am Kohlenstoß zu gewährleisten. Die Steuerzylinder 16, 17, 18, 19 sind im Schildausbau 20 verlagert, an den sich der alte Mann 21 anschließt.
Am Hobel 2 wird von den Signalgebern 12 insbesondere am Bodenmeißel 3 jeweils die Schnittkraft ermittelt. Ein signifikanter Festigkeitsunterschied zwischen der zu schälende Kohle und dem Liegenden ist dabei nur vorausgesetzt, wenn die Schnittkraft einzig am Bodenmeißel ermittelt werde. Das gemessene Signal wird von dem auf den Hohel 2 geschützt angebrachten Sender 11 auf eine an den Rinnenbraken 8, 9 angeschlagene Antenne und dann an Übertragungskabel 10 gefunkt. Die Antenne führt zu der rian Signal aufnehmenden und verarbeitenden Auswerteeinheit am Strebende oder am Hobelsteuerstand. Dort werden die Signale gemittelt, über den Hobelwegmesser einzelnen Strebabschnitten zugeordnet und zusätzlich über eine Memorie-Einheit mit vorher gespeicherten Werten verglichen. Von dort wird das jetzt angepaßte und aufbereitete Signal dann über die Übertragungseinheit 15 zu den elektrisch anzusteuernden Regelventilen an den hydraulischen Steuerzylindern 16, 17, 18, 19 der Hobelsteuerung weitergeleitet. Die Hobelsteuerung ist wie dargestellt in Gruppen geschaltet und entsprechend dem jeweiligen Steuerbefehl wird nun eine Niveausteuerung den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt durchgeführt. Die Auswerteeinheit 13 verarbeitet neben den Signalen vom Hobel wie der Schnittkraft, Hobeldistanz vom Hangenden, Körperschall usw., die laufenden Signale vom jeweiligen Stand des Förderers z. B. den definierten Abbaufortschritt, das Andrücken des Förderers, die Neigung und Aufrichtung des Förderers und leitet in Abhängigkeit davon bei genügendem Abbaufortschritt Signale an die Ausbauschilde zum automatischen Vorrücken der Ausbauschilde und zur gezielten Schnittvorgabe und Andruckvorgabe.
Hierzu sind die Neigungsgeber 22, die Wegmeßwertaufnehmer 23, die Staubmeßfühler 26 und die Meßwerterfassung zur Lage des Förderers 28 vorgesehen. Diese einzelnen Meßwertgeber führen gleichzeitig zu Signalen, über die die Bedüsung 25 und andere Aggregate geregelt werden. Mit 27 ist der Firstmeißel bezeichnet, an dem ebenfalls, wie zuvor erläutert, Signalgeber angeordnet sein können.
1 Kohlenstoß 2 Hobel 3 Bodenmeißel 4 Rückseite 5 Hobelgasse 7 Förderer 8 Rinnenbrake 9 Rinnenbrake 10 Übertragungskabel 11 Sender 12 Signalgeber 13 Auswerteeinheit 15 Kabel 16 Steuerzylinder 17 Steuerzylinder 18 Steuerzylinder 19 Steuerzylinder 20 Schildausbau 21 Alter Mann 22 Neigungsgeber 23 Wegmeßwertaufnehmer 24 Steuereinheit Schild 25 Bedüsung 26 Staubmeßfühler 27 Firstmeißel 28 Meßwerterfassung Fördererlage (Neigungsgeber) - Leerseite -

Claims

Verfahren zur Automation einer konventionellen oder aktivierten schälenden Gewinnungsanlage Patentansprüche: 1. Verfahren zur Automation einer konventionellen oder aktivierten Gewinnungsanlage, wobei der Förderer über hydraulische Zylinder in Richtung Kohlenstoß verschoben und höhenmäßig gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruck- und Steuerzylinder über Regelkreise gestellt werden, wobei ein oder mehrere Meßwerte, die den Istzustand der Gewinnungsanlage beschreiben, über Meßwertgeber erfaßt und in einer Auswerteeinheit zu den Stellgrößen des Regelkreises verarbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Betriebszustand beschreibenden Meßwerte kontinuierlich und unmittelbar am Gewinnungsgerät ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als relevanter Meßwert die Schnittkraft des Bodenmeißels ermittelt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Schnittkraftwerten des Bodenmeißels die Schnittkraftwerte weiterer Meißel innerhalb der geschälten Mächtigkeit ermittelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenkraftwerte der Hobelkette als alleiniger oder als zusätzlicher relevanter Meßwert ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der Hobelantriebe als alleiniger oder als zusätzlicher relevanter Meßwert ermittelt wird.
7. Gewinnungsanlage, insbesondere Kohlenhobel zur Gewinnung von Steinkohle im untertägigen Langfrontabbau, mit gruppenweise betätigbaren und über die Streblänge verteilt am Förderer angebrachten hydraulischen Steuerzylindern, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gewinnungsgerät bzw. einem Hobel (2) vorzugsweise dessen Bodenmeißelsegment (3) ein die Schnittkraft messender Meßwertgeber (12) und ein Sender (1) sowie dem hydraulischen Steuerzylindern (16, 17, 18, 19) eine Empfängereinheit (13) zugeordnet ist.
8. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (11) auf der Rückseite (4) des Gewinnungsgerätes (2) und gegenüberliegend zu einem den Rinnenbraken (8, 9) zugeordneten Übertragungskanal (10) angeordnet ist.
9. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sender (11) und Steuerzylinder (16, 17, 18, 19) eine gleichzeitig zur Signalaufbereitung vorgesehene Auswerteeinheit (13) geschaltet ist.
10. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (13) über Übertragungssysteme mit den hydraulischen Steuerzylindern (16, 17, 18, 19) des Förderers, den Steuereinheiten der Ausbauschilde, der Bedüsung und dem Steuerstand verbunden ist.
11. Gewinnungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Steuerzylinder (16, 17, 18, 19) elektrisch anzusteuernde Regelventile aufweisen.
12. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Rinnenbraken (8, 9) Neigungsgeber angeordnet und mit der Auswerteeinheit (13) verbunden sind.
13. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Rinnenbraken (8, 9) Meßglieder zur Ermittlung des Abstandes Förder (7) - Schildausbau (20) angeordnet und über die Auswerteeinheit (13) mit dem Förderer und dem Schildausbau verbunden sind.
14. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Förderers (7) Staubmeßfühler (26) angeordnet und mit der Auswerteeinheit (13) verbunden sind.
15. Gewinnungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß den hydraulischen Steuerzylindern (16, 17, 18, 19) und/oder dem Förderer (7) Wegmeßwert- und/oder Neigungsmeßgeber (23, 28) zugeordnet und mit der Auswerteeinheit (13) verbunden sind.