DE4433618C1

DE4433618C1 - Mining drill displacement regulation system

Info

Publication number: DE4433618C1
Application number: DE19944433618
Authority: DE
Inventors: Harald Weigel
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K+S Kali GmbH
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2014-09-22

Abstract

The drill displacement regulation system has a converter (2) for converting the output power of the drill motor (1) into a corresponding electrical signal, compared with a required value via a regulating circuit (3), to allow the power of the drill displacement pump (8) to be increased or reduced via an electrically-controlled proportional valve (7).Pref. the regulation circuit receives a signal representing the required power output value from a potentiometer (9) and provides an electrical regulation signal, fed to the proportional valve via a proportional amplifier (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelungsverfahren für den Bohrvorschub einer Bohrvorrichtung zum Einsatz im Bergbau mit einem Bohrmotor für den Boh rer, sowie einer Vorschubeinrichtung für den Bohrer, wobei die Vorschubein richtung eine durch ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil mengen regelbare Vorschubpumpe umfaßt und die Leistung der Vorschubpumpe in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des Bohrmotors geregelt wird. Eine Bohreinrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt.The invention relates to a control method for the drilling feed Drilling device for use in mining with a drill motor for the Boh rer, and a feed device for the drill, the feed being direction a quantity controlled by an electrically controlled proportional valve adjustable feed pump includes and the power of the feed pump in Is regulated depending on the power consumption of the drill motor. A drilling device of the type mentioned is known.

Derartige Bohrvorrichtungen dienen im Bergbau im wesentlichen der Herstellung von Sprenglöchern in der Ortsbrust. Im Kalibergbau werden hierbei häufig sogenannte Bohrwagen ein gesetzt; diese Bohrwagen besitzen einen Arm, auf dem der durch einen Elektromotor angetriebene Bohrer lagert; der Bohrer wird relativ zum Arm auf die Ortsbrust zu bewegt.Such drilling devices are used in mining mainly for the manufacture of blast holes in the Face. So-called drilling rigs are often used in potash mining set; these drill wagons have an arm on which the through one Electric motor driven drill bearings; the drill will open up relative to the arm the face is moving too.

Die bekannte Vorschubeinrichtung arbeitet auf folgende Weise:
Während des Bohrens nimmt der Bohrmotor, bedingt durch unterschiedliche Bedingungen (Gebirgshärte, Schneidenabnutzung, Bohrmehlanfall usw.), unterschiedliche Leistungen auf. Um eine optimale Bohrleistung zu errei chen, wird die aufgenommene Leistung des Bohrmotors gemessen, in einer Vorschubregelung verarbeitet und das Ausgangssignal dieser Regelung ei nem Proportionaldruckventil zugeführt. Dieses Ventil ist in die Druckleitung des Vorschubmotors eingebaut. Steigt die aufgenommene Leistung des Bohrmotors, so senkt das Ventil den Vorschubdruck solange ab, bis wieder die optimale Motorleistung erreicht wird. Umgekehrt steigert es den Vor schubdruck, wenn zum Beispiel das Gebirge weicher wird bzw. die Bohrschneiden sich abnutzen.The known feed device works in the following way:
During drilling, the drill motor consumes different powers due to different conditions (rock hardness, cutting edge wear, amount of drilling dust, etc.). In order to achieve optimum drilling performance, the power consumed by the drilling motor is measured, processed in a feed control and the output signal from this control is fed to a proportional pressure valve. This valve is built into the pressure line of the feed motor. If the power consumed by the drill motor increases, the valve lowers the feed pressure until the optimum motor power is achieved again. Conversely, it increases the feed pressure if, for example, the mountains become softer or the cutting edges wear out.

Es ist die Aufgabe zu lösen den Bohrvorgang effizienter zu gestalten und die Störanfälligkeit zu verringern. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Regelung mit einem Wirkleistungsumformer versehen wird, durch den die vom Bohrmotor aufgebrachte Leistung in ein entsprechendes erstes elektri sches Signal umgeformt wird, wobei durch eine Regelschaltung der Wert die ses Signals mit einem vorgegebenen Wert (Sollwert) verglichen wird und in Abhängigkeit davon, ob das erste Signal über oder unter dem vorgegebenen Wert liegt, die Vorschubleistung der Vorschubpumpe vermindert oder erhöht wird. Das heißt daß der Regelschaltung ein Sollwert, beispielsweise in Form einer Spannung, vorgegeben wird, der der Maximalleistung des Bohrmotors entspricht.The task is to make the drilling process more efficient and the Reduce susceptibility to faults. According to the invention it is proposed that the Control is provided with an active power converter, through which the power applied by the drill motor into a corresponding first electri cal signal is converted, the value of the by a control circuit This signal is compared with a predetermined value (setpoint) and in Depends on whether the first signal is above or below the specified one Value is, the feed capacity of the feed pump is reduced or increased becomes. This means that the control circuit has a setpoint, for example in the form a voltage, which is the maximum power of the drill motor corresponds.

Liegt nun die Leistungsaufnahme des Bohrmotors über diesem Sollwert, so wird der Vorschub vermindert, und entsprechend wird der Vorschub erhöht, wenn der Sollwert unterschritten wird. Durch die Regelschaltung wird zur An steuerung des Proportionalventils der Vorschubpumpe ein zweites elektri sches Signal erzeugt, das über einen Proportionalverstärker dem Pro portionalventil der Vorschubpumpe eingegeben wird. Durch den Proportio nalverstärker wird das durch die Regelschaltung ausgegebene Ausgangs signal in Form einer Spannung in einen Strom umgeformt, durch den unmit telbar die Leistungsabgabe der Pumpe gesteuert wird.If the power consumption of the drill motor is above this setpoint, then the feed is reduced and the feed is increased accordingly, if the setpoint is undershot. The control circuit turns to on control of the proportional valve of the feed pump a second electri generates a signal that the Pro proportional valve of the feed pump is entered. Through the Proportio nal amplifier becomes the output output by the control circuit signal converted into a current in the form of a voltage, through the immit The power output of the pump is controlled.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch diese Regelung auch der Verschleiß der Bohrkrone berücksichtigt wird. Wird nämlich der Bohrer stumpf vermindert sich die Leistungsaufnahme des Bohrmotors; durch die Regelung wird dann der Vorschub erhöht. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß durch die elektrische Regelung der Vorschubeinrichtung in Abhängigkeit von der Leistungsaufnah me des Bohrmotors die gesamte Bohrvorrichtung auch wesentlich wartungs freundlicher ist.It is also advantageous that the wear of the Drill bit is taken into account. This is because the drill is diminished the power consumption of the drill motor; through the scheme then the feed increases. It has also been shown that the electrical Regulation of the feed device depending on the power consumption of the drilling motor, the entire drilling device also requires a lot of maintenance is friendlier.

Darüber hinaus fallen die Hydraulikleitungen bisher bekannter Regelungs vorrichtungen vollständig weg, wodurch die Vorrichtung insgesamt auch preiswerter sein kann und auch wartungsfreundlicher ist.In addition, the hydraulic lines of previously known control systems fall devices completely away, making the device overall as well can be cheaper and is also easier to maintain.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfaßt die Regelschaltung einen Eingang zum Anschluß eines Potentiometers, wobei bei Anliegen eines elek trischen Signals an dem Potentiometereingang der Regelschaltung der Si gnaleingang von dem Wirkleistungsumformer gesperrt ist. Hierdurch wird eine manuelle Eingriffsmöglichkeit geschaffen. According to an advantageous embodiment, the control circuit comprises one Input for connecting a potentiometer, whereby if an elec trical signal at the potentiometer input of the control circuit of the Si signal input is blocked by the active power converter. This will created a manual intervention option.

Eine solche Eingriffsmöglichkeit ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Bohrer vor die Ortsbrust gefahren werden soll, das heißt beim Anbohren. Ohne eine solche manuelle Eingriffsmöglichkeit würde der Bohrer mit maximaler Vorschubgeschwindigkeit vor die Ortsbrust gefahren werden, weil die Lei stungsaufnahme des Bohrmotors minimal ist, was bei Auftreffen auf die Orts brust zur Zerstörung der Bohrkrone führen würde. Das heißt, daß für das An bohren der Vorschub des Bohrers von Hand gesteuert wird.Such intervention is particularly necessary if the Drill to be driven in front of the working face, that is when drilling. Without such a manual intervention would be the drill with maximum Feed speed in front of the face must be driven because the lei power consumption of the drill motor is minimal, which is when it hits the site chest would destroy the drill bit. That means that for the An drilling the feed of the drill is controlled by hand.

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die Regelschaltung den Bohrmotor dann abschaltet, wenn das der Regelschaltung zugeführte erste elektrische Signal um einen bestimmten vorgegebenen Faktor über dem Sollwert liegt, um den Bohrmotor vor der Zerstörung zu bewahren.In addition, it is provided that the control circuit then the drill motor switches off when the first electrical signal supplied to the control circuit is above the setpoint by a certain predetermined factor by which To prevent the drill motor from being destroyed.

Im einzelnen umfaßt die Vorschubeinrichtung einen auf einem Arm eines Bohrwagens angeordneten Kettentrieb, wobei der Kettentrieb, der dem Vor schub des Bohrers dient, von dem Vorschubmotor durch die Vorschubpum pe hydraulisch angetrieben wird.Specifically, the feed device includes one on one arm Drill truck arranged chain drive, the chain drive that the front thrust of the drill is used by the feed motor through the feed pump pe is driven hydraulically.

Anhand nachstehender Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the following drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch den Funktionsplan der Regelung für den Vorschub; Fig. 1 shows schematically the functional diagram of the control for the feed;

Fig. 2 zeigt den Vorderteil eines Bohrwagens. Fig. 2 shows the front part of a drilling vehicle.

In dem Funktionsplan ist dem Bohrmotor 1 ein Wirkleistungsumformer 2 nachgeschaltet, durch den ein der Leistungs aufnahme des Bohrmotors entsprechendes Signal in Form einer Spannung erzeugt wird, das der Regelschaltung 3 durch den Eingang 4 zugeführt wird. An dem Eingang 5 der Regelschaltung ist ein Handpoten tiometer 9 angeschlossen, durch das der Vorschub von Hand gesteuert wer den kann. Als Ausgangssignal wird dem Proportionalverstärker 6 wiederum eine Spannung zugeführt, die vom Proportionalverstärker 6 in einen Strom umgewandelt wird, der dem Proportionalventil 7 der Vorschubpumpe 8 ein gegeben wird. Die Vorschubpumpe ist hierbei als Radialkolbenverstellpumpe ausgebildet. In the functional diagram, the drilling motor 1 is followed by an active power converter 2 , by which a signal corresponding to the power consumption of the drilling motor is generated in the form of a voltage, which is fed to the control circuit 3 through the input 4 . At the input 5 of the control circuit, a hand-held potentiometer 9 is connected, through which the feed can be controlled by hand who can. As an output signal, the proportional amplifier 6 is in turn supplied with a voltage which is converted by the proportional amplifier 6 into a current which is given to the proportional valve 7 of the feed pump 8 . The feed pump is designed as a radial piston pump.

Der in Fig. 2 dargestellte Bohrwagen besitzt den Ausleger 10, auf dem der Arm 11 gelagert ist. Auf dem Arm 11 befindet sich der Bohrmotor 1 mit dem schematisch angedeuteten Bohrer 12, der endseitig die Bohrkrone 13 be sitzt. Der Bohrmotor 1 ist zusammen mit dem Bohrer 12 verschieblich auf dem Arm 11 gelagert. Der Verschieblichkeit des Bohrers 12 zusammen mit dem Bohrmotor 1 wird durch einen mit 14 angedeuteten Kettenantrieb er reicht, der am Arm 11 angeordnet und durch den Vorschubmotor 15 betätigt wird.The drill carriage shown in Fig. 2 having the arm 10 on which the arm 11 is mounted. On the arm 11 is the drill motor 1 with the schematically indicated drill 12 , the end of the drill bit 13 sits. The drill motor 1 is slidably mounted on the arm 11 together with the drill 12 . The displaceability of the drill 12 together with the drill motor 1 is achieved by a chain drive indicated by 14 , which is arranged on the arm 11 and actuated by the feed motor 15 .

Claims

1. Control method for the drilling feed of a drilling device in mining with a drill motor and a feed device for the drill, the feed device comprising a feed pump ( 8 ) which can be controlled by a proportional valve ( 7 ) and the output of the feed pump ( 8 ) as a function of the power consumption the drill motor ( 1 ) is regulated, characterized in that the regulation comprises an active power converter ( 2 ) through which the power applied by the drill motor ( 1 ) is converted into a corresponding first electrical signal, the value being controlled by a control circuit ( 3 ) this signal is compared with a predetermined target value, the output of the feed pump ( 8 ) being reduced or increased depending on whether the first signal is above or below the target value.

2. Control method according to claim 1, characterized in that a second electrical signal is generated by the control circuit ( 3 ) for controlling the proportional valve ( 7 ) of the feed pump ( 8 ), the proportional valve ( 7 ) of the pump via a proportional amplifier ( 6 ) ( 8 ) is entered.

3. Control method according to claim 1, characterized in that the control circuit ( 3 ) has an input ( 5 ) for connecting a potentiometer ( 9 ), wherein when an electrical signal is applied to the potentiometer input ( 5 ) the signal input ( 4 ) of the Active power converter ( 2 ) is blocked.

4. Control method according to claim 1, characterized in that the drill motor ( 1 ) is switched off when the control circuit ( 3 ) te first electrical signal is a certain predetermined factor above the target value.

5. Control method according to claim 1, characterized in that the feed device comprises an on an arm ( 11 ) of a bogie angeord Neten chain drive, the chain drive, which serves the feed of the drill ( 12 ), is driven by the feed motor ( 15 ).