DE4211340C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von Kohleflözen mit definierter Schnittiefenvorgabe bei schälender Kohlegewinnung mittels eines Hobels.

In dem älteren Patent DE 41 17 732 C2 ist ein Verfahren zum Abbau von Kohleflözen mit definierter Schnittiefenvorgabe bei schälender Kohlegewinnung mittels eines Hobels vorgeschlagen worden, wobei ein entlang einer Abbaufront verlaufender Strebförderer um eine definierte Schnittiefenvorgabe vorgerückt und das Vorrücken durch ein Ausfahren von Schreitzylindern erfolgt, die einerseits am Strebförderer und andererseits an parallel zum Strebförde­ rer angeordneten Ausbaugestellen angelenkt sind, wobei das Vorrücken in Abhängigkeit von einem in einzelnen definier­ ten, insbesondere der Schnittiefenvorgabe entsprechenden Teilhüben durchgeführten Kolbenhub der Schreitzylinder mittels pro Teilhub erzeugter Wegmeßsignale gesteuert wird, und nach Erreichen eines vorbestimmten maximalen Gesamtkol­ benhubs das mit dem jeweiligen Schreitzylinder verbundene Ausbaugestell automatisch eingeraubt, um den maximalen Gesamtkolbenhub vorgezogen und anschließend wieder gesetzt wird. Hierbei wird der Hubweg der der Schnittiefenvorgabe entsprechenden Teilhübe um ein Ausgleichsmaß eines an den Anlenkpunkten der Schreitzylinder bestehenden mittleren, mechanischen Spiels vergrößert. Mit diesem Verfahren wird eine Schrägstellung des Förderers während des gesamten Abbauvorganges vermieden, und unabhängig von der jeweiligen Beschaffenheit der Kohle im Kohlenstoß wird stets mit einem definierten Schnittiefenmaß kontinuierlich gefördert, und Hobelblockierungen werden vermieden. Am Ende einer jeden Abbaufront ist es erforderlich, die Abbaufront um 180° zu schwenken, um dann den nächsten Streb in einer zum vorher­ gehenden Streb entgegengesetzten Richtung abzubauen. Dieses Schwenken der Abbaufront erfordert zur Zeit noch eine Demontage des Strebausbaus und ein neues Einrichten des folgenden Strebs. Dieser Vorgang ist aber zeitraubend und arbeitsaufwendig, wodurch sich hohe Lohnkosten und Förder­ verluste ergeben.

In dem Aufsatz "Strebschwenk mit Computerhilfe auf dem Bergwerk Osterfeld", "Glückauf" 126 (1990) Nr. 1/2 ist ein System zum Schwenken des Strebs bekannt, bei dem über sie­ ben gleichmäßig über die Streblänge verteilte Abbaufort­ schrittmeßgeräte der Abbaufortschritt im Streb gemessen und die Abbaufront auf einem Monitor durch einen Polygonzug dargestellt wird. Hierbei wird zunächst durch eine mark­ scheiderische Strebaufnahme die Lage des Strebs festgehal­ ten, die die Basis für den gesamten Schwenk darstellt. Der Schwenkpunkt des Strebs kann entweder vom Antrieb oder der Umkehr gebildet werden. Als Vorgabe für den Schwenk werden hierbei Schwenk-Soll-Linien der Streblage dargestellt, wo­ bei das Ziel für den Hobelfahrer ist, die Ist-Lage des Strebs mit den Soll-Linien zur Deckung zu bringen. Der Hobelfahrer in der Revierwarte kann hierbei anhand eines Monitorbildes dem Strebmeister unter Tage genau die Berei­ che angeben, in denen von Langfronthobeln auf Kurzfrontho­ beln gewechselt werden muß. Demnach erfolgt die Steuerung des Hobels selbst unter Tage von Hand und es ist somit kein automatisches Schwenken des Flözes möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Zugrundelegung des vorstehend beschriebenen Verfah­ rens, ein automatisches Schwenken der Abbaufront zu ermög­ lichen. Erfindungsgemäß wird hierzu ein entlang einer Ab­ baufront verlaufender Strebförderer um eine definierte Schnittiefenvorgabe vorgerückt und das Vorrücken erfolgt durch ein Ausfahren von Schreitzylindern, die einerseits am Strebförderer und andererseits an parallel zum Strebförderer angeordneten Ausbaugestellen angelenkt sind, wobei das Vorrücken in Abhängigkeit von einem in einzelnen definier­ ten Teilhüben durchgeführten Kolbenhub der Schreitzylinder mittels pro Teilhub erzeugter Wegmeßsignale gesteuert wird, und nach Erreichen eines vorbestimmten maximalen Gesamt­ kolbenhubs das mit dem jeweiligen Schreitzylinder verbun­ dene Ausbaugestell automatisch eingeraubt, um den maximalen Gesamtkolbenhub vorgezogen und anschließend wieder gesetzt wird, wobei der Hubweg der der Schnittiefenvorgabe ent­ sprechenden Teilhübe um ein Ausgleichsmaß eines an den An­ lenkpunkten der Schreitzylinder bestehenden mittleren mechanischen Spiels vergrößert wird, wobei innerhalb der Abbaufront ein bestimmter Abbaufrontverlauf als Abbaufront­ verlaufsendwert (Y) in bezug auf einen Drehpunkt (Z) an der Seite eines Haupt- oder Hilfsantriebes des Hobels derart festgelegt wird, daß der Abbaufrontverlaufsendwert eine Gerade (Y) durch den Drehpunkt (Z) bildet, wobei diese Ge­ rade um einen Schwenkwinkel α < 90° gegenüber dem jeweils vorhergehenden, ebenfalls auf einer Geraden (X) durch den Drehpunkt (Z) liegenden Anfangs-Abbaufrontverlauf ge­ schwenkt ist, so daß ein Kreissektor abgebaut wird.

Hierbei kann es erfindungsgemäß zweckmäßig sein, wenn die einzelnen Ausbaugestelle in Abhängigkeit von ihrem Abstand vom Drehpunkt in einzelnen gleich großen, zueinander unterschiedlichen Teilhüben bis zum Erreichen des jeweili­ gen Abbaufrontverlaufsendwertes vorgerückt werden, wobei der Hobel ständig entlang der gesamten Abbaufront verscho­ ben wird.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß der Hobel keiner speziellen Ansteuerung bedarf, sondern konti­ nuierlich verfahren wird, so daß die Veränderung, d. h. das Schwenken der Abbaufront ausschließlich durch die Steuerung der Teilhübe der einzelnen Ausbaugestelle erfolgen kann.

Alternativ kann es ebenfalls vorteilhaft sein, wenn die einzelnen Ausbaugestelle mit konstanten, zueinander glei­ chen Teilhüben vorgerückt werden, und der Verfahrweg des Hobels entlang der Abbaufront in Abhängigkeit vom Vorrücken der Ausbaugestelle und dem jeweiligen Erreichen des Abbau­ frontverlaufsendwertes verkürzt wird. Bei dieser erfin­ dungsgemäßen Variante erfolgt eine Ansteuerung des Hobels in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Ausbauge­ stelle, wobei der Verfahrweg des Hobels in Abhängigkeit des Erreichens des Abbaufrontverlaufsendwertes verkürzt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen enthalten.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Verfahrensprinzipien wird die Erfindung nunmehr näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Abbau von Kohleflözen mit definierter Schnittie­ fenvorgabe mit Spielausgleich,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abzubauenden Kreissegmentes,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines abzubauenden Kreissegmentes nach einem weiteren erfin­ dungsgemäßen Verfahren.

In den Fig. 1 bis 4 ist in prinzipieller Darstellung die Ab­ bausituation in einem Streb dargestellt. Hierbei wird ent­ lang einem Kohlenstoß 1 ein Hobel 2 verfahren, und zwar ent­ lang einem parallel zur Abbaufront des Kohlenstoßes 1 ange­ ordneten Strebförderer 3. Der Strebförderer 3 wird mittels Schreitzylindern 4 vorgerückt, die einerseits am Strebförde­ rer 3 und andererseits an parallel zum Strebförderer 3 ange­ ordneten Ausbaugestellen 5 angelenkt sind. Als Ausbauge­ stelle 5 können beispielsweise Zwei-Stempel-Schildausbauge­ stelle entweder mit einer starren durchgehenden Hangendkappe oder auch mit einer Anstellschiebekappe verwendet werden.

Fig. 1 zeigt nun die Phase 1 des Verfahrens, wobei alle Ausbaugestelle 5 gesetzt sind und die Schreitzylinder sich in ihrer Ausgangsstellung befinden. Hierbei besitzt der Hobel eine Schnittiefe def.s. Der Hobel wird hierbei in Pfeilrichtung x verfahren. In Fig. 2 ist die zweite Phase des Verfahrens dargestellt, wobei zu ersehen ist, daß die Schreitzylinder derjenigen Ausbaugestelle, die der Hobel bereits passiert hat, nunmehr um die definierte Schnittie­ fenvorgabe def.s zuzüglich eines Ausgleichsmaßes Δ a ausgefahren worden sind. Δ a ist dabei das Ausgleichsmaß für ein im wesentlichen an den Anlenkpunkten des Schreitzy­ linders bestehendes mechanisches Spiel, wodurch der Vorschub des Förderers und damit die Schnittiefenvorgabe des Hobels geringer ist als die dem einzelnen Teilhub entsprechende Wegstrecke. Indem der Hubweg jedes Teilhubs um das Maß Δ a entsprechend dem bestehenden mechanischen Spiel erhöht wird, wird sichergestellt, daß vom Förderer stets der Weg def.s zurückgelegt und damit die Schnittiefenvorgabe def.s ein­ gehalten wird. Hierbei erfolgt der Ausschub um das Maß Δ a bereits vor dem Hobeldurchgang. Weiterhin ist nunmehr vorgesehen, daß das Vorrücken in Abhängigkeit vom in einzelnen definierten Teilhüben durchgeführten Kolbenhub der Schreitzylinder mittels pro Teilhub erzeugter Wegmeßsignale gesteuert wird. Das heißt, an den Schreitzylindern sind Wegmeßgeber angeordnet, die jeweils nach einem Teilhub ein Wegmeßsignal erzeugen. In Fig. 3 ist die Phase 3 des Verfahrens dargestellt, wobei eine Bewegungsrichtungsumkehr des Hobels gemäß dem Pfeil y erfolgt ist. Hier ist zu erkennen, daß wiederum diejenigen Schreitzylinder, die der Hobel passiert hat, nunmehr ein weiteres Mal um das Maß der definierten Schnittiefenvorgabe, zuzüglich Ausgleichsmaß für den Spielausgleich ausgefahren worden sind, so daß diese, wird von einer ersten Richtungsumkehr des Hobels ausgegan­ gen, nunmehr um das Maß 2×(def.s) + Δa ausgefahren sind. Es ist weiterhin vorgesehen, daß nach Erreichen eines vor­ bestimmten max. Gesamtkolbenhubs das mit dem jeweiligen Schreitzylinder verbundene Ausbaugestell automatisch einge­ raubt, um den max. Gesamtkolbenhub vorgezogen und anschlie­ ßend wieder gesetzt wird (Schreitvorgang). Dieser Verfah­ rensvorgang ist nunmehr in Fig. 4 dargestellt, wobei die beiden Ausbaugestelle, die sich am linken Rand der Fig. 4 befinden, bereits diesen Schreitvorgang ausgeführt haben bzw. ihn gerade ausführen. Zudem ist vorgesehen, daß die Steuerung der Schreitzylinder derart erfolgt, daß die Summe der Teilhübe der Schreitzylinder jeweils benachbarter Aus­ baugestelle verglichen wird, und, sofern zwei benachbarte Ausbaugestelle zeitgleich den max. Gesamthub der Schreitzy­ linder erreichen, entsprechend einer vorbestimmten Reihen­ folge (Algorithmus) der Schreitvorgang der beiden benachbar­ ten Ausbaugestelle nacheinander durchgeführt wird. Somit überwachen sich die Schildausbaugestelle selbst, und es wird sichergestellt, daß zwei benachbarte Ausbaugestelle nicht gleichzeitig den Schreitvorgang ausführen können. Grund­ sätzlich ist aber vorgesehen, daß dasjenige Ausbaugestell zuerst den Schreitvorgang durchführt, das als erstes den max. Hub seines Schreitzylinders erreicht hat. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Summe der Teilhübe der Schreitzylinder der Ausbaugestelle laufend gemessen und in einer Zentral- Rechnereinheit erfaßt wird, sowie beim Ausbleiben eines Weg­ meßsignals entsprechend eines Teilhubes eines oder mehrerer Schreitzylinder ein Fehlersignal erzeugt und/oder der ent­ sprechende Schreitzylinder, bei dem kein Wegmeßsignal er­ zeugt worden ist, angezeigt wird. Durch diese automatische Kontrolle wird verhindert, daß ein Ausbaugestell gegenüber den anderen Ausbaugestellen zurückbleibt, wodurch ein ord­ nungsgemäßes Vorrücken des Förderers verhindert würde.

In Fig. 5 ist nun die Strebdarstellung zum Abbau eines Kreissegmentes nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in prinzipieller Darstellung gezeigt. Hierbei repräsentiert die gestrichelte Gerade X einen Anfangs-Abbaufrontverlauf, von dem ab das Schwenken der Abbaufront erfolgen soll. Die Gerade Y stellt einen Abbaufrontverlaufsendwert dar. Zwischen den beiden Geraden X und Y wird somit ein Kreisseg­ ment gebildet, wobei die Geraden X und Y durch einen gemeinsamen Drehpunkt im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Seite des Hauptantriebs des Hobels verlaufen. Dieser gemeinsame Drehpunkt ist mit Z gekennzeichnet. Um das Verfahren gemäß der Erfindung zum Strebschwenken zu initia­ lisieren, werden folgende Angaben eingegeben. Zunächst wird die Schwenkrichtung eingegeben, d. h. Schwenkrichtung nach links bzw. Schwenkrichtung nach rechts. Bei der Vorgabe der Schwenkrichtung, wie im dargestellten Beispiel nach links, liegt der Drehpunkt Z auf der Seite des Hauptantriebs. Erfolgt eine Schwenkung nach rechts, liegt der Drehpunkt Z auf der Seite des Hilfsantriebs des Hobels. Weiterhin wird der gewünschte Schwenkwinkel α, d. h. der zwischen den Geraden X und Y eingeschlossene Winkel, eingegeben. Dieser Schwenkwinkel wird durch die Größe des Kreisbogens s bestimmt, der von dem Kreissegment gebildet wird. Die maximale Größe des Kreisbogens pro Schwenksegment liegt bei ca. 25 Metern. Der Gesamtwinkel des Schwenkens, indem mehrere Schwenksegmente nacheinander abgebaut werden, ist maximal 180°. Weiterhin wird die Abwinklung des Förderers, d. h. die Abwinklung der einzelnen Förderelemente zueinan­ der, die maximal zugelassen wird, festgelegt. Diese Abwink­ lung kann etwa 3° betragen. Aus diesen verstehenden Werten wird nunmehr der Abbaufortschrittswert der einzelnen Aus­ baugestelle festgelegt, so daß die einzelnen Ausbaugestelle mit gleichen, aber zueinander unterschiedlichen Teilhüben Δ x vorgerückt werden, wobei jeder Teilhub einem bestimmten Maß def.s pro Ausbaugestell entspricht. Hierbei wird jedoch die Größe der Teilhübe einerseits durch die maximale und andererseits durch die minimale Schnittiefe des Hobels begrenzt. Die maximale Schnittiefe bzw. das maximale Teilhubmaß Δ x kann 50 mm und die minimale Schnittiefe bzw. das minimale Teilhubmaß kann 10 mm betragen. Die eingegebe­ nen und errechneten Werte werden gesichert, so daß sie auch nach einem Spannungsausfall an der vorhandenen Zentrale zur Verfügung stehen. Nachdem das abzubauende Kreissegment auf diese Weise bestimmt worden ist, werden die einzelnen Ausbaugestelle in Abhängigkeit von ihrem Abstand vom Drehpunkt in einzelnen, gleich großen, zueinander unter­ schiedlichen Teilhüben Δ x₁-Δ x_n bis zum Erreichen des jeweiligen Abbaufrontverlaufsendwertes, das ist im darge­ stellten Beispiel die Gerade Y, vorgerückt, wobei der Hobel ständig entlang der gesamten Abbaufront verfahren wird. Ist das komplette Schwenksegment gehobelt, findet nur noch Schattenhobeln statt, das heißt ein Hobeln ohne Vorrücken des Förderers, und an der Steuerungszentrale erscheint eine spontane Meldung über das Erreichen des Abbaufrontverlaufs­ endwertes. In Fig. 5 zeigen die gestrichelt eingezeichneten Geraden Y′ Zwischenstellungen der einzelnen Ausbaugestelle während des Abbaus des Schwenksegmentes. Nachdem der Gesamtwinkel für das erforderliche vollständige Schwenken um 180° erreicht worden ist, schaltet sich die Funktion automatisch ab und fordert den Bediener dazu auf, den Abbaufortschritt zum Abbauen des Strebes neu einzugeben. Wird beispielsweise von einer Anzahl von 160 Ausbaugestel­ len, einem minimalen Teilhub Δ x = 10 mm und einem maximalen Teilhub Δ x = 50 mm ausgegangen sowie von einem maximalen Weg am 160. Ausbaugestell von 1000 mm und am 1. Ausbauge­ stell von 20 mm, so ergibt sich folgender Verfahrensablauf:

Da beim Schild 20 der Teilhub von 6,25 mm kleiner ist als der minimale Teilhub von 10 mm, wird dieses Schild nur jedes 2te Mal vorgeschoben. Entsprechendes gilt für die Schilde 10, 5 und 1, die jedes 3te, 7te bzw. 10te Mal vorgeschoben werden.

Erfindungsgemäß ist nun weiterhin vorgesehen, daß der automatische Ablauf für die vom Drehpunkt aus gesehenen ersten 50 Schilde gesperrt wird. Diese Schilde werden jeweils nach dem Abbau des eingestellten Kreissektors von Hand nachgezogen.

Fig. 6 zeigt die Prinzipdarstellung eines weiteren erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zum Schwenken des Strebes. Hierbei werden die Vorgabewerte für die Schwenkrichtung, den Schwenkwinkel, den Drehpunkt, die Entfernung des ersten Schildes vom Drehpunkt, die Abwinklung des Förderers und der gewünschte Kreisbogen wie vorstehend beschrieben eingegeben. Im Unterschied zum Verfahren gemäß Fig. 5 wird nunmehr jedoch das Vorrücken des Förderers bzw. der einzelnen Schildausbaugestelle bis zum Erreichen des Abbaufrontver­ laufsendwertes gemäß der Geraden Y ausgehend von dem Anfangsverlaufswert gemäß der Geraden X in einzelnen zueinander gleichen, konstanten Teilhüben entsprechend dem Maß der gewünschten Schnittiefenvorgabe def.s vorgenommen. Um den gewünschten Kreissektor abzubauen, erfolgt nunmehr erfindungsgemäß eine Verkürzung des Hobelweges a (gestri­ chelt eingezeichnet) entlang der Abbaufront in Abhängigkeit vom Vorrücken der einzelnen Ausbaugestelle und dem Erreichen des jeweiligen Abbaufrontverlaufsendwertes.

Um zu verhindern, daß der Hobel im Bereich der Umkehrpunkte des Hobels an den seitlichen Antrieben zweifach verfahren werden muß, kann es weiterhin zweckmäßig sein, wenn im Bereich der seitlichen Antriebe über eine parametrierbare Zone die Teilhübe gegenüber den Teilhüben im übrigen Strebverlauf doppelt so groß sind.

Claims (8)

1. Verfahren zum Abbau von Kohleflözen mit definierter Schnittiefenvorgabe bei schälender Kohlegewinnung mittels eines Hobels, wobei ein entlang einer Abbau­ front verlaufender Strebförderer um eine definierte Schnittiefenvorgabe vorgerückt wird und das Vorrücken durch ein Ausfahren von Schreitzylindern erfolgt, die einerseits am Strebförderer und andererseits an parallel zum Strebförderer angeordneten Ausbaugestel­ len angelenkt sind, wobei das Vorrücken in Abhängig­ keit von einem in einzelnen definierten Teilhüben durchgeführten Kolbenhub der Schreitzylinder mittels pro Teilhub erzeugter Wegmeßsignale gesteuert wird, und nach Erreichen eines vorbestimmten maximalen Gesamtkolbenhubs das mit dem jeweiligen Schreitzylinder verbundene Ausbaugestell automatisch eingeraubt, um den maximalen Gesamtkolbenhub vorgezogen und an­ schließend wieder gesetzt wird, wobei der Hubweg der der Schnittiefenvorgabe entsprechenden Teilhübe um ein Ausgleichsmaß eines an den Anlenkpunkten der Schreit­ zylinder bestehenden mittleren mechanischen Spiels vergrößert wird, wobei innerhalb der Abbaufront ein bestimmter Abbaufrontverlauf als Abbaufrontverlaufsendwert (Y) in bezug auf einen Drehpunkt (Z) an der Seite eines Haupt- oder Hilfsantriebs des Hobels derart festgelegt wird, daß der Abbaufrontverlaufsendwert eine Gerade (Y) durch den Drehpunkt (Z) bildet, wobei diese Gerade um einen Schwenkwinkel α < 90° gegenüber dem jeweils vorhergehenden, ebenfalls auf einer Gerade (X) durch den Drehpunkt (Z) liegenden Anfangs-Abbaufrontverlauf geschwenkt ist, so daß ein Kreissektor abgebaut wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ausbaugestelle mit dem Förderer in Abhängig­ keit von ihrem Abstand vom Drehpunkt Z in einzelnen gleich großen, zueinander unterschiedlichen Teilhüben bis zum Erreichen des jeweiligen Abbaufrontverlauf­ sendwertes (Y) vorgerückt werden, wobei der Hobel ständig entlang der gesamten Abbaufront verschoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ausbaugestelle mit dem Förderer mit konstan­ ten, zueinander gleichen Teilhüben vorgerückt werden und der Verfahrweg (a) des Hobels entlang der Abbau­ front in Abhängigkeit vom Vorrücken der Ausbaugestelle und dem jeweiligen Erreichen des Abbaufrontverlauf­ sendwertes (Y) verkürzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der einzelnen Teilhübe durch die maximale und minimale Schnittiefe des Hobels begrenzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des Abbaufrontverlaufsendwertes (Y) ein Schattenhobeln erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Vorrücken an den dem Drehpunkt folgenden maximal 50 ersten Ausbaugestellen gesperrt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kreissegment bestimmenden Werte jeweils gesichert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der seitlichen Antriebe über eine parametrier­ bare Zone die Teilhübe gegenüber den Teilhüben im übrigen Strebverlauf doppelt so groß sind.