DE3627174A1 - Vorrichtung zum erfassen der anwesenheit und zum schutz von personen im bergbau unter tage - Google Patents

Vorrichtung zum erfassen der anwesenheit und zum schutz von personen im bergbau unter tage

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen im Bergbau unter Tage.
Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich betrifft die Erfindung Vorrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen im Strebbau, welcher mit Bergbau­ geräten und Anlagen ausgestattet ist, die eine Gesteins­ oder Mineralabbaumaschine umfassen, welche längs der Ab­ baufront bewegbar ist, einen Förderer zum Transportieren von gewonnenem Gestein oder Mineral und eine Vielzahl vor­ schiebbarer Ausbaurahmen für das Hangende, wobei die Steu­ erung mindestens eines Teils der Bergbauanlagen und deren Arbeitsgänge teilweise oder vollständig automatisiert ist.
Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen im Bergbau unter Tage Sensoreinrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit von Personal in einer verbotenen Arbeitszone und zum Ableiten von Signaleinrichtungen auf, welche eine derartige erfaßte Anwesenheit anzeigen, sowie Steuereinrichtungen, die auf das Ableiten eines derartigen Signals ansprechen, um den Betrieb oder die Bewegung von Anlagen in der verbotenen Zone zu steuern.
Zweckdienlicherweise ist die Arbeitszone durch eine Abbau­ front gebildet und die Bergbaugeräte und -anlagen schlies­ sen eine Vielzahl von vorschiebbaren Ausbaurahmen für das Hangende ein, wobei die Sensoreinrichtungen an mindestens einem Teil der Ausbaurahmen montiert sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnun­ gen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine unvollständige Querschnittsansicht durch den Strebausbau in einer Grube unter Tage,
Fig. 2 eine skizzenhafte Draufsicht des Strebs gemäß Fig. 1 in verkleinertem Maßstab, einschließlich einer vergrößerten Skizze eines Teils der Anlage;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erfassen der Anwesenheit und Schutz von Perso­ nen nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine skizzenhafte Draufsicht von Bergbauarbeiten, welche eine zweite Anlage nach der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 5 eine skizzenhafte Draufsicht auf Bergbauarbeiten, welche eine dritte Anlage nach der vorliegenden Er­ findung zeigt.
Fig. 1 zeigt einen vorschiebbaren Ausbaurahmen für das Hangende, welcher längs eines Strebs im Bergbau unter Tage eingebaut ist.
In der Praxis werden eine Vielzahl von Ausbaurahmen Seite an Seite längs des Strebs angeordnet, wobei jeder Ausbau­ rahmen eine am Boden montierte Basis aufweist, welcher längs des Bodens 2 gleitbar ist und eine mit dem Hangende in Eingriff gelangende Kappe 3, welche in Richtung des Han­ gendes 4 durch hydraulisch betätigte Stempel 5 gedrückt wird, welche sich zwischen der Basis und der Kappe er­ strecken. Eine Gelenkanordnung 6 auf der Rückseite der Ausbaurahmen bildet einen Schutz, welcher verhindert, daß abgebautes Gesteinsmaterial von der abgebauten Altung hinter dem fortschreitenden Streb hindurchgelangt.
Eine schwenkbar montierte Strebanordnung 7 ist am Vorder­ ende der Kappe montiert, um die frisch freigelegte Kohle­ fläche zu halten, welche zurückbleibt, wenn die doppelen­ dige laufende Trommelschermaschine 8 hin und her längs des Strebs verfahren wird. In Fig. 1 sind lediglich die dreh­ baren Schneidtrommeln 9 und 10 und ein Teil eines die Trommel tragenden Arms 11 gezeigt, wobei die Trommeln von der Abbaufront Kohle gewinnen. Fig. 1 zeigt ferner den Um­ riß eines Streb-Panzerförderers 12, welcher sich über die Länge des Strebs erstreckt. Kolben 13 verbinden jeden vor­ schiebbaren Ausbaurahmen mit dem Förderer.
Im Betrieb erfolgt, während die Abbaumaschine hin und her längs der Abbaufront verfahren wird, um den Streb vorzu­ treiben, der Vorschub des Förderers und der Ausbaurahmen in Richtung der frisch freigelegten Kohlefläche, wobei der Vorschub der Bergbau-Betriebsanlagen teilweise oder völlig automatisiert durch Steuereinrichtungen (nicht dargestellt in Fig. 1) gesteuert wird, die in einem von zwei offenge­ haltenen Strecken im Bergeversatz (nicht dargestellt) angeordnet sind, welche an den Enden des Strebs vorgesehen sind.
Fig. 2 zeigt an, daß die Maschine 8, welche sich längs der Abbaufront in der Abbaurichtung x bewegt, wobei der Förderer hinter der Maschine in der zur neu freigelegten Abbaufront vorgeschobenen Stellung veranschaulicht ist. Die Ausbaurahmen, welche mit dem vorgeschobenen Abschnitt des Förderers verbunden sind, sind ebenfalls in der vorge­ schobenen Stellung gezeigt. Die Vorschubkolben 13 werden verwendet, um zunächst den Förderer vorzuschieben und wer­ den dann eingezogen, um den dazugehörigen Ausbaurahmen nachzuziehen, wobei während des Vorschubs eines Ausbaurah­ mens der Ausbaurahmen aus das Hangende stützenden Stel­ lung entlastet ist, indem die Stempel 5 eingezogen werden.
An mindestens einigen der Ausbaurahmen sind Sensoren 15 an den Stempeln montiert derart vorgesehen, daß jeder Sensor eine Zone abtastet, deren äußerste Grenzen durch gestrichel­ te Linien 16 dargestellt sind, welche im wesentlichen ein kreisförmiges Profil aufweisen. Die beiden überwachten Zonen überdecken die möglichen Bewegungswege von Personen, welche sich längs des Strebs bewegen und ermöglichen es, daß die Sensoren die Anwesenheit von Personen in verbote­ nen Zonen während des Betriebs der Bergbauanlagen an der Abbaufront erfassen. Die Sensoren 15 bilden einen Teil der Sensoreinrichtungen einer Vorrichtung zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen im Streb. Fig. 2 zeigt an, daß bei der beschriebenen Ausführungsform sämtliche Ausbaurahmen des Strebs mit Sensoren 15 verse­ hen sind. In anderen Ausführungsformen sind lediglich einige der Ausbaurahmen mit Sensoren, beispielsweise jeder vierte oder fünfte Ausbaurahmen, längs der Abbaufront ver­ sehen.
Die Sensoren können nach einer Anzahl von möglichen Tech­ niken zur Erfassung der Anwesenheit von Personen arbeiten. Sie können beispielsweise Körpereigenschaften erfassen, wie z. B. Körpertemperatur, Feuchtigkeit, Flüssigkeitsge­ halt usw. Alternativ können die Sensoren eine elektroni­ sche Überwachung und Abtastung verwenden, wie z. B. Radar, Ultraschall, Infrarot oder Lichtstrahlen usw. Als eine weitere Alternative können die Sensoren eine "Aktiv/Passiv" -Markierungstechnik verwenden.
Mit einer Aktiv/Passiv-Markierungstechnik weist jeder Sen­ sor 15 eine Sender/Empfänger-Antenne mit äußerer Energie­ versorgung auf, welche fest an dem Stempel eines Ausbau­ rahmens befestigt ist. Jeder Sensor 15 sendet ein kontinu­ ierliches Signal aus, dessen wirksamer Bereich durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 und 2 definiert ist. Bei Anwendung einer derartigen Technik trägt jede Einzelper­ son einen Transponder 120 (in Fig. 3 angedeutet), d. h. eine Miniaturradio-Sende/Empfänger-Einheit, welche an der Person, beispielsweise an der Helmlampenbatterie, befe­ stigt ist. Wenn eine Person eine verbotene oder Sicher­ heits-Zone betritt, die durch die Abtastgrenzen gemäß Fig. 1 und 2 definiert ist, wird der Transponder durch das von der dazugehörigen feststehenden Antenne empfangene Signal aktiviert. Der aktivierte Transponder sendet sei­ nerseits ein Signal aus, welches die Anwesenheit der Per­ son innerhalb der verbotenen oder Sicherheits-Zone an­ zeigt, wobei das ausgesandte Signal durch die dazugehörige feststehende Antenne empfangen wird, welche ein weiteres Signal zu den Steuereinrichtungen für die Bergbauanlagen weiterleitete, so daß die Steuereinrichtungen darüber in­ formiert werden, daß eine Person erfaßt wurde. Die Steuer­ einrichtung antwortet auf die Ableitung eines derartigen Signals derart, daß der Betrieb oder die Bewegung der An­ lagen in der verbotenen Zone zweckdienlich gesteuert werden, indem beispielsweise die Steuereinrichtung die nor­ malen Steuerfunktionen überläuft und die Bewegung von irgendwelchen Bergbaumaschinen oder -anlagen in der verbo­ tenen oder Sicherheits-Zone verhindert.
Damit die Vorrichtung zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen eine gewünschte Lösung für die Sicher­ heit darstellt, ist jeder Ausbaurahmen längs der Reihe von Ausbaurahmen entlang der Abbaufront in vorgewählten Intervallen über die Abbaufront mit einer feststehenden Sender/Empfänger-Antennenstation versehen, wobei jede Station ein oder mehrere Sensoren umfaßt, was von den Dimensionen und der Konstruktion der dazugehörigen Ausbau­ rahmen abhängt. Fig. 2 zeigt jeden Ausbaurahmen längs der Abbaufront mit einer Sensorstation versehen.
Nachdem die Steuereinrichtungen von der Anwesenheit von Personen innerhalb einer verbotenen oder Sicherheits-Zone informiert wurden, können diese eine der folgenden be­ triebsmäßigen Prozeduren einleiten:
1. Isolieren und In-Ruhe-Setzen des speziellen Ausbaurah­ mens mit der die Anwesenheit erfassenden Antenne;
2. Isolieren und Ruhigstellen des Ausbaurahmens wie gemäß 1. zusammen mit einer vorgewählten Anzahl benachbarter Ausbaurahmen;
3. Isolieren und Ruhigstellen sämtlicher Ausbaurahmen der Abbaufront; oder
4. Isolieren und Ruhigstellen sämtlicher Ausbaurahmen und sämtlicher Bergbauanlagen längs des Strebs oder über eine vorgewählte Länge des Strebs.
Jede Isolierung und Ruhigstellung eines Ausbaurahmens, wel­ che sekundäre Betriebsprobleme oder Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit dem Förderer oder der Abbaumaschine erzeu­ gen würde, würde ausfallsichere Verkettungen für anschlies­ sende Isolation und Ruhigstellung erfordern.
Eine typische Anlage mit totaler Ruhigstellung würde die Integration des Systems zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen mit dem Nothaltsystem der Bergbau­ anlagen erfordern. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Steuerung mit Steuereinrichtungen 110.
Eine mögliche alternative Lösung, welche möglicherweise eine betriebsmäßig akzeptablere, jedoch kompliziertere Lösung darstellt, enthält eine Isolation einzelner Ausbau­ rahmen oder Ausbaurahmen in Gruppen. Jeder Ausbaurahmen, welcher eine Antennenstation aufweist (nicht notwendiger­ weise sämtlicher Ausbaurahmen) hätte in diesem Falle seine eigene lokale elektrohydraulische Anlage zur Isolation und Ruhestellung. Das Personenerfassungssystem würde lokal ent­ weder in den örtlich begrenzten Ausbaurahmen oder in eine Gruppe benachbarter Ausbaurahmen integriert. Bei Verwendung dieser Lösung und mit zusätzlicher Systemintegration der Steuereinrichtung bezüglich der Stellung der Abbaumaschine längs des Strebs könnte die verbotene Zone sich gemeinsam mit der jeweils aktiven Betriebsweise des Strebs bewegen. Dies würde es ermöglichen, daß Reinigungs- und Wartungsar­ beiten usw. in demjenigen Teil des Strebs durchgeführt werden können, welche jeweils keinerlei Bewegung von Berg­ bauanlagen oder keinerlei Betrieb aufweisen, ohne daß da­ durch der Betrieb der Bergbauanlagen ausgeschaltet oder an­ gehalten wird. Eine derartig maschinenzentrierte Aktivbe­ triebsweise würde nicht lediglich den Bereich unmittelbar bei der Gewinnungsmaschine, sondern auch die Bereiche vor der Gewinnungsmaschine, beispielsweise den Bereich, wo die Streben der Ausbaurahmen zurückgezogen werden, und hinter der Maschine, beispielsweise, wo der Förderer vorgeschoben und die Ausbaurahmen eingezogen werden usw., einschließen. Sämtliche Aspekte des erfindungsgemäßen Betriebssystems eines Strebs unter Sicherheitsgesichtspunkten unabhängig, ob es sich hierbei um das primäre Sensorsystem oder um das sekundäre integrierte Steuer- und Überwachungssystem han­ delt, würde bedeuten, daß unter Sicherheitsbedingungen ein vollständiger Stillstand erfolgt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform nach der Erfin­ dung, bei welcher die Sensoren 15 in sämtlichen Strecken 100, 101 und 102 angeordnet sind, welche zu Arbeitsstätten. oder Betriebszonen unter Tage führen, die eine verbotene Sicherheits-Zone 103 darstellen, beispielsweise einen Bun­ ker, eine Schütte, einen Brecher usw. Die Sensoren 15 der Anlage sind derart angeordnet, daß der Eintritt von Perso­ nal in die Zone 103 erfaßt wird. Falls der Bergmann längs der Strecke auf einem Förderband oder einem gezogenen Fahr­ zeug transportiert wird, würde die Steuereinrichtung die Transporteinrichtung ausschalten.
Bei einer Form nach der Erfindung ist eine Steuereinrichtung zum begrenzten Zutritt vorgesehen, welche es ermöglicht, daß zweckdienlich autorisiertes Personal zeitweilig einen der Sensoren außer Betrieb setzt, um Zugang zur verbote­ nen oder Sicherheits-Zone zu ermöglichen. Die Steuerein­ richtungen zum beschränkten Zutritt würden beispielsweise automatische zeitgesteuerte Immobilisierungseinrichtungen aufweisen, welche außerhalb des Bereiches des feststehen­ den Sender/Empfänger-Sensors angeordnet sind.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform nach der vorlie­ genden Erfindung, bei welcher die Sensoren 15 derart ein­ gebaut sind, daß sie im wesentlichen die Gesamtfläche der verbotenen oder Sicherheits-Zone 104 abtasten. Die beiden Strecken 105 und 106 müssen nicht mit Sensoren versehen sein.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeich­ nungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Anwesenheit und zum Schutz von Personen im Bergbau unter Tage, mit Sensor­ einrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit von Perso­ nen in einer verbotenen Arbeitszone, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrich­ tung (15) Signale ableitet, welche eine derartige er­ faßte Anwesenheit anzeigen, und daß Steuereinrichtungen (110) vorgesehen sind und auf die Ableitung derartiger Signale ansprechen, um den Betrieb oder die Bewegung von Geräten und Anlagen (6) in der verbotenen Zone A, B, C oder D zu steuern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an der Abbaufront vorgesehen ist und daß die Geräte und Anlagen eine Vielzahl vorschieb­ barer Ausbaurahmen (6) umfaßt, wobei die Sensoreinrich­ tungen Sensoren (15) aufweisen, die an mindestens eini­ gen der Ausbaurahmen montiert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl oder Gruppe von Sensoren (15) an jedem der mindestens einigen Ausbaurahmen montiert sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die überwachte Zone (16), welche jedem Sensor (15) oder jeder Gruppe von Sensoren (15) zugeordnet ist, sämtliche möglichen Bewegungspfade von Personen, welche sich längs der Abbaufront bewegen, umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Sensor (15) eine von außen mit Energie versorgte Sender-/Empfänger-Antenne aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (15) ein kontinuierliches Signal sendet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen Transponder (120) umfaßt, welcher auf einen Sensor anspricht und durch diesen akti­ viert wird, wobei der Transponder von jedem Bergmann getra­ gen wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktivierter Transponder (120) ein Signal aussen­ det, welches die Anwesenheit eines Bergmanns anzeigt.
DE19863627174 1985-09-03 1986-08-11 Vorrichtung zum erfassen der anwesenheit und zum schutz von personen im bergbau unter tage Withdrawn DE3627174A1 (de)

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