DE3340602A1

DE3340602A1 - Verfahren zur regelung der externen vorschubantriebe fuer mit hochdruckwasser aktivierte kohlenhobel

Info

Publication number: DE3340602A1
Application number: DE19833340602
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 4270 Dorsten Ahrens; Peter Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Brychta; Klaus Dipl.-Ing. 4300 Essen Konopka
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1985-05-23

Description

Verfahren zur Regelung der externen Vorschubantriebe
für mit Hochdruckwasser aktivierte Kohlenhobel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der externen Vorschubantriebe für mit Hochdruckwasser aktivierte Kohlenhobel bei dem die die Kohle zunächst durch Hochdruckwasserstrahlen hinterschneidenden und dann mit keilartigen Werkzeugen lösenden Aggregate über eine Kette zwischen den zwei externen Antrieben aufeinander abgestimmt hin- und hergezogen werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Abbau von Kohle mit Hilfe Hochdruckwasser aktivierter Gewinnungswerkzeuge, mit einem am Kohlenstoß entlang geführten Kohlenhobel mit schwenkbaren Hochdruckwasserdüsen und keilartigen Lösewerkzeugen, wobei der Hobel über an beiden Strebenden angeordneten externen Antriebe hin- und her-! bewegbar ist.
Neben den bekannten Verfahren der schneidenden und schälenden Gewinnung von Steinkohle ist in jüngster Zeit auch ein Gewinnungsverfahren entwickelt worden, bei dem die Kohle mit Hilfe von Hochdruckwasserstrahlen hereingewonnen wird. Dabei wird die Kohle zunächst durch Hochdruckwasserstrahlen hinterschnitten, die von etwa parallel zum Kohlenstoß gerichteten Hochdruckwasserdüsen ausgesandt werden, um dann durch keilartige Werkzeuge gelöst, d. h. herausgebrochen und auf das Fördermittel gedrückt zu werden. Dieses Verfahren (Glückauf, Jahrgang 117 (1981), Nr. 23, Seite 1527 bis 1531) hat verschiedene Vorteile, insbesondere bezüglich des Staubanfalls, und wird dort eingesetzt, wo die übrigen bekannten Verfahren wegen zu ungünstiger mechanischer Meißelarbeit nicht zufriedenstellend arbeiten.
Für das Verfahren werden externe Vorschubantriebe an beiden Strebenden positioniert, über die das mit den Gewinnungsaggregaten bestückte Gerät im Streb hin- und hergezogen wird. Bei ersten Geräten wurde ein 160 KW-Hydroantrieb eingesetzt, mit dem die Marschgeschwindigkeit von 0 bis 0,5 m/Sec. stufenlos verstellt werden konnte. Hierbei stellten sich ungünstige Laufeigenschaften aufgrund eines ausgeprägten Slip-Stick-Effektes ein. Die Druckregelung des hydraulischen Hobelantriebes paßte die Marschgeschwindigkeit dem örtlich wechselnden Löse- und Ladewiderstand der Kohle an. Die tiarschgeschwi ndigkeit konnte dabei nicht beliebig gesteigert werden, da für das Hinterschneiden des Abbaustoßes dem Hochdruckwasserstrahl genügend Einwirkdauer zur Verfügung gestellt werden muß. Um die nötigen Kräfte aufzubringen sind in der Zwischenzeit an beiden Strebenden Antriebe von beispielsweise 132 KW Antriebsleistung aufgestellt worden. Der jeweils erste ziehende Antrieb wird auf konstante Leistung geregelt, während der jeweils zweite ziehende Antrieb so geregelt wird, daß er dasselbe Drehmoment wie der erste ziehende Antrieb zur Verfügung stellt. Ein optimaler Betrieb konnte so nicht erreicht werden, weil die Antriebsleistung beider Antriebe so nicht voll ausgenutzt werden konnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optimales Zusammenwirken von Haupt- und Hilfsantrieb bei mit Hochdruckwasser aktivierten Kohlenhobeln zu erreichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelung beider Antriebe aufeinander abgestimmt vorgenommen wird.
Auf diese Weise können entsprechend dem örtlich jeweils auftretenden Löse- und Ladewiderstand der Kohle die Vorschubantriebe aufeinander abgestimmt gefahren werden. Dabei arbeitet der erste ziehende Antrieb jeweils auf einer vorgegebenen Kennlinie und wird bezüglich seiner Drehzahl nur nach einer bestimmten Regel größe geführt, während der zweite ziehende Antrieb insbesondere bezüglich des Drehmomentes geregelt wird. Dabei ist eine Drehmomentüberhöhung dieses Antriebes zumindest kurzzeitig möglich.
Hierzu ist gemäß einer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Drehmoment des jeweils zweiten ziehenden Antriebes entlang der Drehmoment-Drehzahl-Karakteristik bei stationären Vorgängen gestellt wird, und bei dynamischen Ausgleichsvorgängen eine Drehmomentüberhöhung kurzzeitig möglich ist. Dabei wird die tlomentenüberhöhung des jeweils zweiten ziehenden Antriebes in Abhängigkeit von der Stellung des Hobels im Streb, der Streblänge, der Belastungshöhe des ersten Antriebes , des Schwungnomentes des Antriebes und der Kettenstärke geregelt. Dabei scilte die Kettenzugkraft der Kette zwischen dem ersten und em zweiten ziehenden Antrieb jeweils halb so groß wie die der Kette zwischen dem Hobel und dem ersten ziehenden Antrieb gehalten wird. Eine solche Regelung ermöglicht ein optimales Zusammenwirken der beiden Antriebe, unabhängig von Berg- oder Talfahrt.
Als Regelgröße für den jeweils ersten ziehenden Antrieb wird entweder der Wert der Schlitztiefe des Hochdruckwasserstrahles oder die Kettenzugkraft zwischen Hobel und erstem ziehenden Antrieb genommen. Somit wird die Drehzahl des jeweils ersten ziehenden Antriebes entweder in Abhängigkeit von der Schlitztiefe des Hochdruckwasserstrahles oder der Kettenzugkraft geführt.
Die hochwertigere Regelung stellt die Regelung auf eine konstante, den jeweiligen Betriebsverhältnisse angepaßte Schlitztiefe des Hochdruckwasserstrahles dar. Diese kann beispielsweise mit Ultraschall oder elektromagnetischen Wellen gemessen werden. Bei der Regelung der Drehzahl über die Kettenzugkraft wird die Kettenzugkraft auf einen konstanten, den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepaßten Wert geregelt.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der der erste ziehende Antrieb in Abhängigkeit von der Schlitztiefe oder Kettenzugkraft regelbar und der zweite ziehende Antrieb entsprechend der Drehmoment-Drehl zahl-Karakteristi k geführt wird und bei dynamischen Vorgängen ein tiomentüberhöhung ermöglicht wird.
In einer derartigen Vorrichtung läßt sich somit das Verfahren vorteilhaft verwirklichen, wobei dem die keilartigen Lösewerkzeuge und die schwenkbaren Hochdruckwasserdüsen tragenden Kohlenhobel ein die Schlitztiefe des Hochdruckwasserstrahles überwachendes zugeordnet ist. Zur Überwachung der Kettenzugkraft können ebenfalls geeignete Feßeinrichtungen am Kohlenhobel oder an den Antriebsstationen zugeordnet sein.
Der technische Fortschritt und die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß die jeweils durch eine maximale Plarschgeschwindigkeit bei gerade notwendiger Einwirkdauer des Hochdruckwasserstrahles eine größstmögl iche Gewinnungsleistung erzielt werden kann. Die beiden Vorschubantriebe arbeiten wechselnd jeweils optimal zusammen, wobei durch die schonende Zusammenwirkung der Antriebe sowohl die Antriebselemente wie auch die Ketten geschont werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gewinnungseinrichtung von mit Hochdruckwasser aktiviertem Kohlenhobel und Fig. 2 die Drehmomentdrehzahlkennlinie nach denen die Antriebe gefahren werden.
Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Gewinnungsanlage 1, mit dem ersten ziehenden Antrieb 3, dem Zugkettenabschnitt 4, dem zweiten ziehenden Antrieb 5 und dem Zugkettenabschnitt 6. Der Hobel körper 8 mit den aufgesetzten, hier in einzelnen nicht dargestellten Hochdruckwasserdüs n und keilförmigen Gewinnungsteilen wird von der Zugkette 4 und (3 hin-und hergezogen. Je nach Fahrtrichtung vertauschen der erste ntl der zweite ziehende Antrieb ihre Rollen.
Der jeweils erste ziehende Antrieb 3 arbeitet immer auf der in Fig. 2 gezeichneten Kennlinie und wird bezüglich seiner Drehzahl nur von dem augenblicklichen Wert der Regelgröße, d. h. also der Schlitztiefe des Hochdruckwasserstrahles bzw. der Kettenzugkraft geführt. Der jeweils zweite ziehende Antrieb muß für dynamische Ausgleichsvorgänge kurzfristig höhere Drehmomente zur Verfügung stellen können als es der Kennlinie nach Fig. 2 entspricht. Diese Drehmomentü berhö hung des jeweils zweiten ziehenden Antriebes 5 wird von der Stellung des Hobels im Streb 1B, der Streblänge 1, der Höhe der Bel astungsänderung des ersten ziehenden Antriebes 3, des Schwumgmomentes des Antriebes sowie der Kettenstärke und damit des Elastizitätsmoduls bestimmt. tiit dem Regelziel, daß die Kettenzugkraft in dem Zugkettenabschnitt 6 stets halb so groß wie die in dem Zugkettenabschnitt 4 ist, ergibt sich für die Sollgeschwindigkeit des zweiten ziehenden Antriebes 5 die Bestimmungsgleichung z = y + (y - x) 1 1 / (2 1 = y (2 1B + 1) / (2 1 B - x 1 1 (2 1B Fig. 2 zeigt die Drehmoment-Drehzahl kennlinie der beiden Antriebe vom jeweils ersten ziehenden Antrieb 3 und dem jeweils zweiten ziehenden Antrieb 5, die jeweils die dargestellte Karakteristik aufweisen soll. Dabei ist mit I der Überlastbereich mit M = konst. = MN , Pmech~n und II der normale Betriebsbereich mit pech = konst. = PN, M~1/n.
Karakteristische Punkte der Kennlinie sind : als iJennpunkt des Antriebs, B als Betriebspunkt mit mittleren Lastverhältnissen, E der durch die maximal mögliche Drehzahl definierte Begrenzungspunkt, der Drehmomentbedarf ohne Lösearbeit, und der der Drehnomentbedarf bei mittlerer Belastung.
1 Gewinnungsanlage 3 1. ziehender Antrieb 4 Zugkettenabschnitt zwischen Gewinnungsgerät und dem Kjev/eils ersten ziehenden Antrieb 5 2. ziehender Antrieb 6 Zugkettenabschnitt zwischen dem ersten und zweiten ziehenden Antrieb 8 Hobel körper N Nennpunkt des Antriebes B Betriebspunkt mittlere Lastverhältnisse E Begrenzungspunkt durch Drehzahl max.
ME Drehmomentbedarf ohne Lösearbeit DIB Drehmomentbedarf mittlere Verhältnisse - Leerseite -

Claims

Verfahren zur Regelung der externen Vorschubantriebe für mit Hochdruckwasser aktivierte Kohlenhobel Patentansprüche: 1. Verfahren zur Regelung der externen Vorsc hubantr i ebe für mit Hochdruckwasser aktivierte Kohlenhobel, bei dem die die Kohle zunächst durch Hochdruckwasserstrahlen hinterschneidenden und dann mit keilartigen Werkzeugen lösenden Aggregate über eine Kette zwischen den zwei externen Antrieben aufeinander abgestimmt hin- und hergezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung beider Antriebe aufeinander abgestimmt vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment des jeweils zweiten ziehenden Antriebes der Belastung entsprechend verändert wird, wobei der zweite ziehende Antrieb für dynamische Ausgleichsvorgänge kurzfristig auf Momentenüberhöhung geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reale Momentenüberhöhung des jweils zweiten ziehenden Antriebes in Abhängigkeit von der Stellung des Hobels im Streb der Streblänge, der Belastungshöhe des jeweils ersten ziehenden Antriebes, des Schwungmomentes des Antriebes und der Kettenstärke geregelt wird.
4, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenzugkraft zwischen dem ersten und dem zweiten ziehenden Antrieb halb so groß wie die der Kette zwischen Hobel und erstem ziehenden Antrieb gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des jeweils ersten ziehenden Antriebes nur in Abhängigkeit von der Schlitztiefe des Hochdruckwasserstrahles geführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des jeweils ersten ziehenden Antriebes nur in Abhängigkeit von der Kettenzugkraft geführt wird.
7. Vorrichtung zum Abbau von Kohle mit Hilfe Hochdruckwasser aktivierter Gewinnung swer kze uge, mit einem am Kohlen stoß entlang geführten Kohlenhobel mit schwenkbaren Hochdruckwasserdüsen und keilartigen Lösewerkzeugen, wobei der Hobel über an beiden Strebenden angeordnete, externe Antriebe hin- und herbewegbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ziehende Antrieb (3) in Abhängigkeit von der Schlitztiefe oder Kettenzugkraft regelbar und der zweite ziehende Antrieb (5) bei stationären Vorgängen entlang einer Drehmoment-Drehzahl -Kennlinie geregelt und bei dynamischen Vorgängen kurzzeitig zur Abgabe höherer Rlomente geeignet ist.