EP2247825A1 - Verfahren zur automatischen herstellung einer definierten streböffnung in hobelbetrieben des steinkohlenbergbaus - Google Patents

Verfahren zur automatischen herstellung einer definierten streböffnung in hobelbetrieben des steinkohlenbergbaus

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EP2247825A1
EP2247825A1 EP08707766A EP08707766A EP2247825A1 EP 2247825 A1 EP2247825 A1 EP 2247825A1 EP 08707766 A EP08707766 A EP 08707766A EP 08707766 A EP08707766 A EP 08707766A EP 2247825 A1 EP2247825 A1 EP 2247825A1
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EP
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planer
shield
height
inclination
control
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Martin Junker
Armin Mozar
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RAG AG
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Definitions

  • the invention relates to a method for an automatic production of a defined Strebö réelle in a longwall conveyor, at least one guided on the longwall planing machine as a mining machine and a hydraulic shield structure having Streb sesen in underground coal mining.
  • planing operations in which a planer attached to the longwall conveyor guides a planer along the front of the fence.
  • the equipped with chisels planer has an adjustment-related fixed cutting height and a relatively low depth of cut in the order of about 60 mm, so that in contrast to a cutting extraction, the cutting height is certainly not variable during a recovery trip.
  • height control of the planer is arranged via a control cylinder arranged between the longwall conveyor as a fixed guide for the planer and the shield support frame attached to it as a so-called delivery control.
  • the height control of the planer is carried out essentially according to the known method of Grenz Anlagenhobeins on the horizontal. In this method, it is determined by a carried in the level of the bottom chisel of the planer sensor, whether the bottom chisel of the planer cuts in the adjacent rock, ie in the horizontal, or in the coal. This method is initially prone to its hardware side, because the sensor in question and the associated evaluation in an extremely rough environment is built into or on the planer and thus subject to stress or occurring defects.
  • the mobility of the planer requires a power supply of the hardware by battery and a data transmission by radio by means of several arranged transponders transponder, the radio conditions are very difficult to control, especially in low struts with high levels of ferromagnetic components of the longwall equipment.
  • this method is also affected in its statement with uncertainties or requires corresponding time delay in a possibly necessary regulation, because a reasonably safe statement about the cut from the plane material only after a few planks, ie, after some, usually about after 5 pass-bys to meet at a shield stand.
  • the invention is therefore based on the object to show a method of the type mentioned, by means of which an automation of the extraction and expansion work with regard to the production of a defined Strebö réelle is possible in planing operations.
  • the invention provides a method in which by means of at least three of the four main components j edes Schildausbaugestells as Bodenkufe, rupture shield, support arms and bruch involvedem range of Hangendkappe mounted inclination sensors determines the inclination of the shield components against the horizontal and from the measured data in a computer unit Comparison with the stored therein, the geometric orientation of the components and their movement during the walking defining basic data, in each case the banking rights SchildHAN the Schildausbaugestells is calculated and in which the determined Shield height of the shield support frame with the machine-dependent fixed cutting height of the planer is adjusted, and in which for the correction of detected deviations over a existing between shield rack and longwall conveyor boom control to be effected height control of the planer, in the sense of a location-synchronous evaluation, the initiated height control of Planer is maintained until the lagging after a time delay the planing frame has reached the point at which the planer was at the time of the initiated altitude control.
  • the invention has the advantage that initially, due to the plate height to be determined with a comparatively low effort, a parameter for the longwall control is available with sufficient accuracy and reliability.
  • the other parameter is the plane height of the planer due to the design of the planer, which is approximated to the thickness of the seam to be plowed according to the deposit data.
  • the invention provides that in the sense of a location-synchronous evaluation, the initiated height control of the planer is maintained until the lagging with a time lag the planing frame has reached the point at which the planer was at the time of the initiated height control.
  • the method according to the invention essentially uses the determined height of the shield in order to set up a control loop for controlling the extraction and expansion work, including the cutting height of the planer, which in its application leads to automatic maintenance of a defined longwall opening.
  • the bank rights shield height between the top edge of the cap and bottom edge runner can expediently be used as an indicator of the head height, the bank rights shield height between the top edge of the cap and bottom edge runner.
  • the shield height in the field of the shield temple because otherwise the relative angle between the Hangendkappe and the Bodenkufe in individualracenanpassungsphasen to strong changes in height is based on the cap tip leads.
  • control behavior of the system is to be optimized by self-learning algorithms stored in the computer unit, because a purely geometrical incremental procedure does not cover all practical effects such as ground bit condition, control behavior of the planter with different lying conditions, upward influence, mechanical play of the machine equipment can map.
  • it is checked in the computer-aided control, whether the intended by the change in the height control of the planed Strebö réelle is actually achieved, and the deviations between the target of the introduced height control change and actual Strebö réelle are taken into account in the calculation and specification of subsequent changes in height control.
  • Schildausbaugestelle be used with split Bodenkufe in which between the two skids the walking frame of the shield support frame is arranged so that the two individual skids of Schildplatten rack can be robbed separately from each other, in contrast to interconnected skids, whereby the so-called Elephant Step is possible as walking control.
  • typical lower seam thicknesses Shield extension points on each j e e inclination sensor is arranged.
  • the respective height of the shield is calculated from the measured angles of inclination for the hangover cap, the breakage plate and for the right and the left individual runners of the shield support frame, wherein it can be provided that the height of the shield determined for the shield support frame is calculated from the average of the height values of the shields calculated for the two individual runners.
  • a single evaluation of the height of the sign is required for the right and left half of the sign based on the inclination angle determined on the single runners.
  • a tilt sensor is arranged on the longwall conveyor and the angle of inclination of the longwall conveyor is determined in the direction of degradation, the inclination sensor arranged on the longwall conveyor indicates the direction of control of the planer and thus provides the basis for the individual control steps.
  • a difference angle between the hanging wall of the shield support frame and the longwall conveyor is determined and included in the calculation of the slab to be produced by the planer.
  • the invention may also be provided to additionally or alternatively to use the angle of inclination of the ungritztten hanging wall hanging Hangendkappe as a reference variable to determine the difference angle between the Bodenkufe of the Schildausbaugestells or the corresponding single runners and the longwall conveyor and in the calculation of the planer Include to be produced Strebö réelle.
  • a control of the shield support frame is taking into account the determined Skid slope sufficient; In that case, it does not then require the determination of a skid angle.
  • a need for control of the planer occurs regularly and inevitably when driving through pronounced in the direction of degradation troughs and / or saddles.
  • the approach of a saddle is detected by the detected change in inclination of the adjacent hanging wall end cap of the Schildausbaugestells.
  • the change in height in the sense of a reduction in the height can be calculated for each further walking process of the respective shielding structure.
  • a height control movement in the sense of a dipping movement is initiated.
  • the invention determines the determination of the slope of the hanging wall of the shield extension in the direction of degradation of the course of troughs and / or saddles in the degradation direction and predicted over the observed changes in the slope of the hanging wall over a predetermined period, the change in the longwall and the height control of the planer is adjusted accordingly.
  • the inclination sensors arranged on the shield extension points also give a measure of the inclination of the shield expansion point transversely to the direction of dismantling, since in the direction of travel of the planer during the course of the run, saddles and hollows can be pronounced. Since the course of the hanging and lying in the longitudinal direction of the pillar can be derived from the bank of the shield extension, according to an embodiment of the invention provides that on the determination of the inclination of the individual shield extension transverse to the direction of degradation of the course of troughs and / or saddles in Verhiebscardi of the planer and the height control of the planer is adjusted so that a sufficient clearance height of the planer is ensured at the Schildausbaugestellen.
  • the comparison of the desired shield height with the actual shield height can be superimposed by the occurrence of convergence, which reduces the cut-free end opening against the supporting effect of the shield construction used.
  • the convergence occurred and the convergence is compensated for example by a corresponding dipping motion of the planer with prone.
  • the longwall opening is increased by the amount of convergence to be expected over the duration of the operational standstill.
  • the power consumption of the planer drive for the planer while passing the planing with respect to the individual Schildausbaugestelle is recorded and recorded and in the computer unit an evaluation takes place, to what extent in individual Strebabitesen the planer due to normal power consumption the boundary layer runs from the seam to the lying or whether a high power consumption marks a lying incision of the planer. If the height of the shield coincides with the amount of seam available from the deposit data, additional information that the planer will run to the deck at the boundary may be very helpful.
  • acceleration sensors are used as inclination sensors, which detect the angular position of the acceleration sensor in space via the deviation from the gravitational acceleration.
  • the angle to the vertical is determined physically, which is to be converted into the angle of inclination for the inclination of the shield components to the horizontal. It can be provided for eliminating caused by the vibrations of the components used errors that the measured values determined by the acceleration sensors are checked and corrected by means of a suitable damping method.
  • Fig. 3 is a longwall equipment with planer, longwall conveyor and
  • the shield support frame 10 shown in Figure 1 comprises a Bodenkufe 1 1, on the two pistons 12 are attached in a parallel arrangement, of which in Figure 1, only one stamp is recognizable and carry at its upper end a hanging end cap 13. While the Hangendkappe 13 protrudes at its front, (left) end in the direction of the still to be described extraction machine, at the rear (right) end of the hanging end cap 13, a fracture shield 14 is articulated by means of a hinge 15, wherein the fracture shield of in the side view 2 on the Bodenkufe 1 1 resting support arms 16 is supported.
  • three inclination sensors 17 are mounted on the shield support 10, and two are a tilt sensor 17 on the bottom skid 11, an inclination sensor 17 in the rear of the hillside cap 13 near the joint 15, and a tilt sensor 17 on the fracture shield 14.
  • the support arms 16, a tilt sensor, of the four possible inclination sensors 17 three inclination sensors must be installed in order with the determined therefrom inclination values of the position of the shield support in a Determine the amount of waste.
  • the invention is not limited to the arrangement of the inclination sensors shown concretely in FIG. 1, but encompasses all possible combinations of three inclination sensors on the four movable components of the shield support frame.
  • a computer unit 3 can be based on the known and stored therein, the geometrical alignment of the components and their movement during the below-defining kinematic data according to the position of Budenkufe 1 1, gob shield 14 and hanging wall 13 to each other, the heights hi, h 2 and h determine the height hi for the determination of the bank-legal height of the longwall 30, while the height h 2 is a measure of a possible excess height at a fully extended shield frame stand or for annensetzergefahr while the height h 3 can be used to study convergence.
  • the determination of the heights hi, h 2 and h 3 can take place on the basis of the measured values of the inclination sensors 17, the values measured by these sensors 17 being compared in the mentioned computer unit with the basic data stored therein for the geometric alignment of the components and their movement data.
  • the individual shield removal point 10 are calibrated after their installation in the longwall equipment by the hanging wall 13, the shield 14 and the Bodenenkufe 1 1 measured by handheld incinerator in the installed state and the measured values are entered into the appropriate control of Schildausbaugestells 10. Insofar as the height values hi, h 2 and h 3 are then displayed in the blade control, these height values can be measured with tapes and then the inclination sensors can be calibrated accordingly.
  • the illustrated shield support frame 10 is struck on a longwall conveyor 20 which has a planing guide 21 for a planer 22 which can be moved along the longwall conveyor 20.
  • reference numeral 24 designates the hanging wall
  • reference numeral 25 denotes the horizontal end of the seam 23.
  • the longwall conveyor 20 is connected by means of a boom control 26 with the associated shield support frame 10, via the boom control 26 of the longwall conveyor 20 is adjustable in its position against the horizontal in the dismantling direction, so that by raising or lowering the side stops for the boom control 26 am Strebannaer 20 the plane a diving movement or a climbing movement is to mediate.
  • a tilt sensor 27 is arranged on the longwall conveyor 20.
  • the shield support frame 10 shown in a side view in Figure 1 can basically have three types with respect to its Bodenkufe.
  • the floor skid 11 consists of two partial runners which, however, are firmly connected to one another via a solid steel structure 28, so that a so-called "tunnel runner” results
  • This tunnel runner has a better height mobility, but comes It leads to higher surface pressures and thus to a higher tendency to sink the two skids into the lying.
  • the floor skid may be formed with two partial runners, which are connected to one another via a base plate 29, so that a larger bearing surface for the floor skid results.
  • the surface pressure and thus the tendency is reduced, that impress the shield extension, especially in the area of the tip tip in the lying.
  • this design limits the mobility for rapid changes in the height of the sign, because in particular at a rapid increase in the height of the sign, the stepping 37 can not follow a fast emerging longwall conveyor, because the walker then abuts the closed floor panel 29, which limits the possibility of height adjustment.
  • FIG. 2c shows an embodiment which is preferably used in planing operations with a low seam thickness, for example below 1.5 m.
  • separate individual runners 35 and 36 are provided, between which the walking mechanism 37 is arranged such that the right-hand single runner 35 in the walking direction can be raised independently of the single runner 36 in the direction of travel.
  • This separation of the individual runners 35 and 36 allows the steps of the shield support frame 10 in the so-called Elephant-Step, by means of which a sinking of the two single skids 35 and 36 in the horizontal 25 and accumulation and postponement of debris against the skids 35, 36 can be counteracted.
  • FIG 3 is shown schematically that the hanging end cap 13 rests against the undisturbed hanging end 24 of the seam 23. Only to illustrate the height control is exemplified in Figure 3, that in the recognizable from Figure 3 position the planer 22 has been mediated a dipping motion by the longwall conveyor 20 was slightly raised by the boom control 26.
  • the planer 22 cuts easily into the horizontal 25, so that there is a differential angle ⁇ to the prone plane cut by the planer 22 at the still standing on the original level of the lying 25 Bodenkufe 1 1 of the shield support frame 10.
  • this difference angle ⁇ and the position of the shield components determined by the inclination sensors 17 on the shield support frame 10 it is possible to calculate the change in the longwall during the further recovery runs of the planer 22.
  • the Shield height corresponding to the thickness of the seam 23 to be taken from the available deposit data in the area in the restricted area including the information from a boundary layer recognition set up on the planer 22, as to whether the planer 22 cuts in the neighboring rock, preferably in the horizontal area 25 or not.
  • the control of the extraction and the expansion work can therefore be placed on a secure basis.
  • a sensor may be configured to such unwanted contacts of the planer 22 recognize, because even the detection of such contacts as control data in the process control can be taken complementary.

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Abstract

Verfahren zu einer automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung bei einen Strebförderer (20), wenigstens einen an dem Strebförderer (20) geführten Hobel (22) als Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schildaufbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau, bei welchem mittels an wenigstens drei der vier Hauptbauteile jedes Schildausbaugestells (10) angebrachter Neigungssensoren (17) die Neigung der Schildbauteile gegen die Horizontale ermittelt und in einer Rechnereinheit die jeweils bankrechte Schildhöhe des Schildausbaugestells (10) berechnet wird, und bei welchem die ermittelte Schildhöhe mit der Schnitthöhe des Hobels (22) abgeglichen und zur Korrektur von festgestellten Abweichungen eine über eine zwischen Schildausbaugestell (10) und Strebförderer (20) bestehende Auslegersteuerung (26) zu bewirkende Höhensteuerung des Hobels (22) eingeleitet wird.

Description

Verfahren zur automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung in Hobelbetrieben des Steinkohlenbergbaus
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung bei einen Strebförderer, wenigstens einen an dem Strebförderer geführten Hobel als Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schildaufbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau.
Ein Problem bei der automatischen Steuerung von Strebbetrieben sowohl in Abbaurichtung als auch in Verhiebsrichtung der eingesetzten Gewinnungsmaschine besteht unter anderem darin, einerseits eine ausreichend große Streböffnung herzustellen, um den Durchgang der Strebausrüstung beispielsweise ohne Kollisionen zwischen Gewinnungsmaschine und Schildausbaugestellen bei der Vorbeifahrt der Gewinnungsmaschine sicherzustellen, und andererseits den Bergeanfall bei der Gewinnungsarbeit möglichst gering zu halten, demnach die Gewinnungsarbeit möglichst auf den Flözhorizont zu beschränken, ohne zuviel Nebengestein mitzuschneiden. Die vor dem Verhieb im wesentlichen zur Verfügung stehenden Lagerstättendaten über Flözmächtigkeit, Liegend- bzw. Hangendniveau und das Vorhandensein von Sätteln und/oder Mulden sowohl in der Abbaurichtung als auch in der Längsrichtung der Strebausrüstung, also in Verhiebsrichtung der Gewinnungsmaschine, sind zu ungenau, um darauf eine automatisierte Steuerung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit stützen zu können.
Dieses Problem ergibt sich in besonderer Weise bei so genannten Hobelbetrieben, bei denen an einer an dem Strebförderer angebrachten festen Führung ein Hobel längs der Strebfront hin und her fährt. Der mit Meißeln bestückte Hobel weist dabei eine einstellungsbedingte feste Schnitthöhe und eine vergleichsweise geringe Schnitttiefe in einer Größenordnung von etwa 60 mm auf, so daß im Gegensatz zu einer schneidenden Gewinnung die Schnitthöhe jedenfalls während einer Gewinnungsfahrt nicht variabel ist. In den Hobelbetrieben ist eine Höhensteuerung des Hobels über einen zwischen dem Strebförderer als fester Führung für den Hobel und dem daran angeschlagenen Schildausbaugestell angeordneten Steuerzylinder als sogenannte Auslegesteuerung eingerichtet. Über die mit der Auslegersteuerung veränderbare Neigung des Strebförderers kann somit zusätzlich zu einer niveauneutralen Steuerung dem Strebförderer und damit dem daran geführten Hobel auch während der Gewinnungsfahrten eine Tauchbewegung in Abbaurichtung vermittelt werden, in welcher der Hobel durch Einschnitt seiner Bodenmeißel in das Liegende abkippt, oder auch eine Kletterbewegung, in welcher der Hobel einen ansteigenden Verhieb ausführt.
Soweit bei der Gewinnungsarbeit auch eine Verletzung des Liegenden durch den Hobel möglichst vermieden werden soll, erfolgt die Höhensteuerung des Hobels im wesentlichen nach dem bekannten Verfahren des Grenzschichthobeins am Liegenden. Bei diesem Verfahren wird durch einen im Niveau des Bodenmeißels des Hobels mitgeführten Sensor ermittelt, ob der Bodenmeißel des Hobels im Nebengestein, also im Liegenden, oder in der Kohle schneidet. Dieses Verfahren ist zunächst von seiner Hardwareseite anfällig, weil der betreffende Sensor und der zugehörige Auswerterechner in einer extrem rauen Umgebung in oder am Hobel eingebaut ist und damit entsprechenden Beanspruchungen beziehungsweise eintretenden Defekten unterliegt. Weiterhin erfordert die Mobilität des Hobels eine Stromversorgung der Hardware per Akku und eine Datenübermittlung per Funk mittels mehrerer im Streb angeordneter Transponder, wobei die Funkbedingungen insbesondere in niedrigen Streben mit hohen Anteilen an ferromagnetischen Bestandteilen der Strebausrüstung sehr schwierig zu beherrschen sind. Darüber hinaus ist dieses Verfahren auch in seiner Aussage mit Unsicherheiten behaftet bzw. bedingt auch entsprechende zeitliche Verspätung bei einer eventuell erforderlichen Regelung, weil eine einigermaßen sichere Aussage über das vom Hobel geschnittene Material erst nach einigen Hobelzügen, d.h., nach einigen, in der Regel etwa nach 5 Vorbeifahrten an einem Schildausbaugestell zu treffen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, mittels dessen auch in Hobelbetrieben eine Automatisierung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit im Hinblick auf die Herstellung einer definierten Streböffnung möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht hierzu ein Verfahren vor, bei welchem mittels an wenigstens drei der vier Hauptbauteile j edes Schildausbaugestells wie Bodenkufe, Bruchschild, Traglenkern und bruchseitigem Bereich der Hangendkappe angebrachter Neigungssensoren die Neigung der Schildbauteile gegen die Horizontale ermittelt und aus den gemessenen Daten in einer Rechnereinheit durch Vergleich mit den darin abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegung während des Schreitens definierenden Basisdaten die j eweils bankrechte Schildhöhe des Schildausbaugestells berechnet wird und bei welchem die ermittelte Schildhöhe des Schildausbaugestells mit der maschinenabhängig festliegenden Schnitthöhe des Hobels abgeglichen wird, und bei welchem zur Korrektur von festgestellten Abweichungen eine über eine zwischen Schildausbaugestell und Strebförderer bestehende Auslegersteuerung zu bewirkende Höhensteuerung des Hobels eingeleitet wird, wobei im Sinne einer orts-synchronen Auswertung die eingeleitete Höhensteuerung des Hobels beibehalten wird, bis das mit einer zeitlichen Verzögerung dem Hobel nacheilende Schildausbaugestell die Stelle erreicht hat, an der sich der Hobel zum Zeitpunkt der eingeleiteten Höhensteuerung befand.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß zunächst aufgrund der mit einem vergleichsweise geringen Aufwand zu ermittelnden Schildhöhe ein Parameter für die Strebsteuerung in ausreichender Genauigkeit und Zuverlässigkeit zur Verfügung steht. Der andere Parameter besteht in der durch die Auslegung des Hobels bedingten Schnitthöhe des Hobels, die in etwa auf die gemäß den Lagerstättendaten zu erwartende Mächtigkeit des für den Verhieb anstehenden Flözes abgestimmt ist. Soweit in der Rechnereinheit signifikante Abweichungen zwischen der Schnitthöhe und der Schildhöhe festgestellt werden, erfolgt automatisch eine Veränderung der Höhensteuerung des Hobels über eine entsprechende Einstellung der Auslegersteuerung. Soweit bei Hobelbetrieben ein erheblicher Abstand zwischen der Schnittspur des Hobels und der Spitze der Bodenkufe beziehungsweise der Einzelkufen des die Anlenkung für die Auslegersteuerung bildenden Schildausbaugestells gegeben ist, ergibt sich eine entsprechend lange Regeltotzeit, bis die am Schildausbaugestell bestimmte Schildhöhe auf einen am Strebförderer eingeleiteten Höhensteuerimpuls für den Hobel reagiert. Dabei erfolgt eine vollständige Schildhöhenreaktion erst 5 - 7 Schreitvorgänge nach Einleitung des Höhensteuerimpulses für den Hobel. Erst dann kann durch den Abgleich von Schnitthöhe und Schildhöhe bzw. durch die Feststellung der Stellung des Schildausbaugestells im Raum und damit der Streböffnung überprüft werden, inwieweit die eingeleitete Änderung der Höhensteuerung des Hobels zum Ausgleich der erkannten Abweichung und zu einer Änderung der Streböffnung führt. Während des Durchschreitens des Weges von dem Standort der Bodenkufe des Schildausbaugestells, an welchem die Änderung der Höhenstellung eingeleitet worden ist, bis zu einem neuen Standort der Bodenkufe, an dem die Bodenkufe den vom Hobel mit der geänderten Höhensteuerung geschnittenen Bereich erreicht, ist keine Änderung der eingeleiteten Höhensteuerung vorzunehmen, obwohl während dieses Weges eine festgestellte Abweichung bestehen bleibt. Insofern ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Sinne einer orts-synchronen Auswertung die eingeleitete Höhensteuerung des Hobels beibehalten wird, bis das mit einer zeitlichen Verzögerung dem Hobel nacheilende Schildausbaugestell die Stelle erreicht hat, an der sich der Hobel zum Zeitpunkt der eingeleiteten Höhensteuerung befunden hat.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist eine Aussage darüber möglich, ob die von dem Hobel freigeschnittene Schnitthöhe auch der späteren Schildhöhe an diesem Ort entspricht, oder ob eventuell auftretender Nachfall oder eintretende Konvergenzen zu Abweichungen der Schildhöhe nach oben oder unten von der Schnitthöhe führen, denen bei den nächsten Hobelfahrten durch eine Änderung der Höhensteuerung des Hobels Rechnung zu tragen ist. Entsprechendes gilt auch für das Durchfahren von Mulden und/oder Sätteln. Insofern nutzt das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen die ermittelte Schildhöhe, um unter Einbeziehung der Schnitthöhe des Hobels einen Regelkreis zur Steuerung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit einzurichten, der bei seiner Anwendung zur automatischen Einhaltung einer definierten Streböffnung führt. Dabei kann zweckmäßigerweise als Indikator für die Strebhöhe die bankrechte Schildhöhe zwischen Oberkante Kappe und Unterkante Kufe herangezogen werden. Als Steuergröße für die Höhensteuerung des jeweiligen Schildausbaugestells eignet sich auch die Schildhöhe im Bereich des Schildstempels, weil ansonsten der Relativwinkel zwischen der Hangendkappe und der Bodenkufe in einzelnen Höhenanpassungsphasen zu starken Höhenveränderungen bezogen auf die Kappenspitze führt. Insofern kann es zweckmäßig sein, die Schildhöhe zwischen Hangendkappe und Bodenkufe an beliebigen Stellen zu ermitteln und die für das jeweilige Verfahren sinnvollste Stelle für die Höhensteuerung zu verwenden.
Im Rahmen der Steuerung ist das Regelverhalten des System durch in der Rechnereinheit abgelegte selbstlernfähige Algorithmen zu optimieren, weil eine rein geometrisch inkrementale Vorgehensweise nicht alle in der Praxis auftretenden Effekte wie beispielsweise Bodenmeißelzustand, Steuerverhalten des Hobels bei unterschiedlicher Liegendbeschaffenheit, Aufwärtseinfluss, mechanisches Spiel der maschinellen Ausrüstung abbilden kann. Insofern wird im Rahmen der rechnergestützten Steuerung überprüft, ob die durch die Änderung der Höhensteuerung des Hobels beabsichtigte Streböffnung tatsächlich erreicht wird, und es werden die Abweichungen zwischen Zielvorgabe der eingeleiteten Höhensteuerungsänderung und tatsächlich eingetretener Streböffnung bei der Berechnung und Vorgabe späterer Änderungen der Höhensteuerung berücksichtigt.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass Schildausbaugestelle mit geteilter Bodenkufe eingesetzt werden, bei denen zwischen den beiden Einzelkufen das Schreitwerk des Schildausbaugestells angeordnet ist, so dass die beiden Einzelkufen des Schildausbaugestells im Unterschied zu miteinander verbundenen Kufen getrennt voneinander eingeraubt werden können, wodurch der sogenannte Elephant-Step als Schreitsteuerung möglich ist. Bei solchen, insbesondere in den für Hobelbetriebe typischen geringeren Flözmächtigkeiten eingesetzten Schildausbaugestellen ist an beiden Einzelkufen j e ein Neigungssensor angeordnet.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass für jede der beiden Einzelkufen die jeweilige Schildhöhe aus den gemessenen Neigungswinkeln für die Hangendkappe, den Bruchschild und für die rechte und die linke Einzelkufe des Schildausbaugestells berechnet wird, wobei vorgesehen sein kann, dass die für das Schildausbaugestell ermittelte Schildhöhe aus dem Mittelwert der für die beiden Einzelkufen berechneten Schildhöhenwerte berechnet wird. Für die Erkennung von durch Stempelaufsetzer bedingten Problemen, oder für eine Beurteilung, ob die obere Verstellgrenze bei dem Schildausbaugestell erreicht ist, ist jedoch eine Einzelauswertung der Schildhöhe für die rechte und die linke Schildhälfte auf der Basis der an den Einzelkufen ermittelten Neigungswinkel erforderlich.
Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, daß am Strebförderer ein Neigungssensor angeordnet ist und der Neigungswinkel des Strebförderers in Abbaurichtung ermittelt wird, zeigt der am Strebförderer angeordnete Neigungssensor die Steuerrichtung des Hobels an und gibt insoweit die Grundlage für die einzelnen Steuerungsschritte.
Insbesondere ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß aufgrund des in Abbaurichtung gemessenen Neigungswinkels des Strebförderers ein Differenzwinkel zwischen der Hangendkappe des Schildausbaugestells und dem Strebförderer ermittelt und in die Berechnung der von dem Hobel herzustellenden Streböffnung einbezogen wird. Mit der Darstellung des Differenzwinkels ist eine Aussage darüber möglich, ob sich während der nächsten Gewinnungsfahrten bzw. Ausbauschritte die Streböffnung vergrößern oder verkleinern wird, und somit ist es möglich, die Höhensteuerung des Hobels derart einzurichten, daß sich die vorgegebene Sollhöhe der Streböffnung ergibt.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen ständigen Überwachung der Ist- Schildhöhe kann während der Vorbeifahrten des Hobels an den Schildausbaugestellen überprüft werden, ob die von dem Hobel hergestellte Streböffnung entsprechend der Soll-Schildhöhe eingehalten wird, oder es zu Abweichungen nach oben oder unten kommt. Diesen Abweichungen entsprechend ist es möglich, eine automatische Höhensteuerung des Hobels vorzunehmen, wobei für die Ausführung der Höhensteuerung des Hobels nach Ausführungsbeispielen der Erfindung in an sich bekannter Weise die Einleitung einer Tauchbewegung wie auch die Einleitung einer Kletterbewegung des Hobels in Abbaurrichtung durch Ansteuerung der Auslegersteuerung zur Verfügung stehen.
Es ergibt sich also der Vorteil, dass das Höhensteuerungsverfahren für den Hobel an einer intakten und in der Regel in ihrem Verlauf nicht beeinträchtigten Hangend-Grenzschicht geführt wird, wogegen die Bodenkufe häufig nicht auf dem natürlichen Liegenden fährt, sondern entlang dem von den Bodenmeißeln des Hobels freigeschnittenen Horizont. Beim Setzen des Schildausbaugestells kommt es darüber hinaus aufgrund der hohen Flächenpressung der Bodenkufe mit einer nahe der Kufenspitze auftretenden Druckspitze häufig zum Einsinken in das künstlich hergestellte Liegende. Dabei erfolgt das Einsinken der Bodenkufe nicht lageparallel, sondern wegen der Druckverteilung an der Bodenkufe verstärkt an der Kufenspitze, so daß die Bodenkufe eine Art Drehbewegung vollzieht.
Insoweit kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auch vorgesehen sein, zusätzlich oder alternativ zur Verwendung des Neigungswinkels der am unverritzten Hangenden gleitenden Hangendkappe als Führungsgröße den Differenzwinkel zwischen der Bodenkufe des Schildausbaugestells beziehungsweise den entsprechenden Einzelkufen und dem Strebförderer zu ermitteln und in die Berechnung der von dem Hobel herzustellenden Streböffnung einzubeziehen. In den Fällen, in denen die Bodenkufe ohne größere Probleme auf dem Liegenden fährt, ist eine Steuerung des Schildausbaugestells unter Berücksichtigung der ermittelten Kufenneigung ausreichend; insofern bedarf es dann der Ermittlung eines Kufenwinkels nicht.
Ein Steuerungsbedarf für den Hobel tritt regelmäßig und zwangsläufig bei dem Durchfahren von in Abbaurichtung ausgeprägten Mulden und/oder Sätteln auf. So wird beispielsweise das Anfahren eines Sattels durch die festgestellte Neigungsänderung der am Hangenden anliegenden Hangendkappe des Schildausbaugestells erkannt. Aus dem Maß der Neigungsänderung zwischen zwei Vorziehschritten des Schildausbaus kann die Höhenveränderung im Sinne einer Minderung der Höhe für jeden weiteren Schreitvorgang des betreffenden Schildausbaugestells berechnet werden. Um die Streböffnung auf dem vorgegebenen Soll-Niveau zu halten und der Minderung der Streböffnung entgegenzutreten, ist bei dem Hobel beispielsweise eine Höhensteuerbewegung im Sinne einer Tauchbewegung einzuleiten. Anschließend wird vor Überschreiten eines Sattelhochpunktes eine Neigungsänderung der Hangendkappe zur Horizontalen erkennbar. Dies ist dazu heranzuziehen, rechtzeitig die Hobelarbeit mit einer Anpassung der Höhensteuerung des Hobels zu steuern, damit auch beim Überfahren des Sattels die Sollhöhe der Streböffnung eingehalten wird. Entsprechende Steuervorgänge allerdings mit umgekehrtem Vorzeichen, sind bei dem Durchfahren einer Mulde einzustellen, bei welchem prinzipiell die gleichen Richtungsabläufe herrschen. Insofern ist nach einem Ausführungsbeispiel der Einfindung vorgesehen, daß über die Ermittlung der Neigung der Hangendkappe der Schildausbaugestelle in Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Abbaurichtung festgestellt und über die festgestellten Änderungen der Neigung der Hangendkappe über einen vorgegebenen Zeitraum die Änderung der Streböffnung vorausberechnet und die Höhensteuerung des Hobels entsprechend eingestellt wird.
Die an den Schildausbaugestellen angeordneten Neigungssensoren geben auch ein Maß für die Neigung der Schildausbaugestelle quer zur Abbaurichtung, da auch in der Fahrtrichtung des Hobels im Strebverlauf Sättel und Mulden ausgeprägt sein können. Da sich der Verlauf des Hangenden und Liegenden in Längsrichtung der Strebsäule aus der Querneigung der Schildausbaugestelle ableiten lässt, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß über die Ermittlung der Neigung der einzelnen Schildausbaugestelle quer zur Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Verhiebsrichtung des Hobels festgestellt und die Höhensteuerung des Hobels so eingestellt wird, dass eine ausreichende Durchgangshöhe des Hobels an den Schildausbaugestellen sichergestellt ist.
Der Vergleich der Soll-Schildhöhe mit der Ist-Schildhöhe kann überlagert werden durch das Auftreten von Konvergenz, die die freigeschnittene Streböffnung entgegen der Stützwirkung des eingesetzten Schildausbaus verringert. So ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß bei Unterschreiten des Wertes für die Schnitthöhe durch die Schildhöhe die eingetretene Konvergenz ermittelt und die Konvergenz beispielsweise durch eine entsprechende Tauchbewegung des Hobels mit Liegendeinschnitt kompensiert wird. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß im Falle von geplanten Betriebsstillständen die Streböffnung um das Maß einer über die Dauer des Betriebsstillstandes zu erwartenden Konvergenz vergrößert wird.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Leistungsaufnahme des Hobelantriebs für den Hobel während der Vorbeifahrt des Hobels mit Bezug auf die einzelnen Schildausbaugestelle erfasst und aufgezeichnet wird und in der Rechnereinheit eine Auswertung erfolgt, inwieweit in einzelnen Strebabschnitten der Hobel aufgrund normaler Leistungsaufnahme an der Grenzschicht vom Flöz zum Liegenden läuft oder ob eine hohe Leistungsaufnahme einen Liegendeinschnitt des Hobels kennzeichnet. Wenn die Schildhöhe mit der aus den Lagerstättendaten zur Verfügung stehenden Flözmächtigkeit übereinstimmt, kann eine Zusatzinformation, wonach der Hobel an der Grenzschicht zu Liegenden läuft, sehr hilfreich sein. Wenn beispielsweise trotz Übereinstimmung der Schildhöhe mit der Flözmächtigkeit phasenweise über den hohen Hobelleistungsbedarf erkennbar wird, dass offenbar Liegendes mitgeschnitten wird, so ist die Schnittführung des Hobels in Richtung einer geringeren Streböffnung anzupassen, um weiterhin einen Liegendmitschnitt zu vermeiden. Umgekehrt kann eine zu geringe Strebhöhe erkannt werden, wenn die untere Grenzschicht zum Liegenden nicht erreicht wird und somit die Gefahr besteht, auf dem Liegenden Kohle anzubauen, dass heißt nicht die gesamte Kohle bis zur Liegendschicht hereinzugewinnen. Daraus ergibt sich nicht nur ein Förderverlust an werthaltiger Kohle, sondern gegebenenfalls auch eine Brandgefahr in der stehengelassenen Kohleschicht.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß als Neigungssensoren Beschleunigungssensoren eingesetzt werden, die über die Abweichung von der Erdbeschleunigung die Winkelstellung des Beschleunigungssensors im Raum erfassen. Insofern wird physikalisch der Winkel gegenüber der Vertikalen bestimmt, der in den Neigungswinkel für die Neigung der Schildbauteile gegen die Horizontale umzurechnen ist. Dabei kann zur Ausschaltung von durch die Schwingungen der eingesetzten Bauteile verursachten Fehlern vorgesehen sein, daß die von den Beschleunigungssensoren ermittelten Messwerte mittels eines geeigneten Dämpfungsverfahrens überprüft und korrigiert werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schildausbaugestell in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2a - c jeweils ein Schildausbaugestell mit unterschiedlicher Ausführung seiner Bodenkufe in einer Vorderansicht,
Fig. 3 eine Strebausrüstung mit Hobel, Strebförderer und
Schildausbaugestell gemäß Figur 1 bzw. Figur 2in einer schematischen Darstellung Das in Figur 1 dargestellte Schildausbaugestell 10 umfasst eine Bodenkufe 1 1 , auf der in paralleler Anordnung zwei Stempel 12 angesetzt sind, von denen in Figur 1 nur ein Stempel erkennbar ist und die an ihrem oberen Ende eine Hangendkappe 13 tragen. Während die Hangendkappe 13 an ihrem vorderen, (linken) Ende in Richtung der noch zu beschreibenden Gewinnungsmaschine vorsteht, ist an dem hinteren (rechten) Ende der Hangendkappe 13 ein Bruchschild 14 mittels eines Gelenks 15 angelenkt, wobei das Bruchschild von in der Seitenansicht 2 auf der Bodenkufe 1 1 ruhenden Traglenkern 16 gestützt ist. An dem Schildausbaugestell 10 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Neigungssensoren 17 angebracht, und zwei ein Neigungssensor 17 an der Bodenkufe 1 1 , ein Neigungssensor 17 im hinteren Bereich der Hangendkappe 13 in Nähe des Gelenks 15 und ein Neigungssensor 17 an dem Bruchschild 14. Wie nicht weiter dargestellt ist, kann an dem vierten beweglichen Bauteil des Schildausbaugestells 10, den Traglenkern 16, ebenfalls ein Neigungssensor vorgesehen sein, wobei von den vier möglichen Neigungssensoren 17 jeweils drei Neigungssensoren eingebaut sein müssen, um mit den davon ermittelten Neigungswerten des Stellung des Schildausbaugestells in einem Abbauraum zu bestimmen. Insofern ist die Erfindung nicht auf die konkret in Figur 1 dargestellte Anordnung der Neigungssensoren beschränkt, sondern umfasst alle möglichen Kombinationen von drei Neigungssensoren an den vier beweglichen Bauteilen des Schildausbaugestells.
In einer Rechnereinheit lassen sich aufgrund der bekannten und darin abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegung während des Schreiten definierenden kinematischen Daten je nach der Stellung von Budenkufe 1 1 , Bruchschild 14 sowie Hangendkappe 13 zueinander die Höhen hi , h2 sowie h3 ermitteln, wobei die Höhe hi für die Ermittlung der bankrechten Höhe der Streböffnung 30 gilt, während die Höhe h2 ein Maß für eine eventuelle Überhöhe bei einem vollständig ausgefahrenen Schildausbaugestell bzw. für eine Aufsetzergefahr bildet, während die Höhe h3 zur Betrachtung der Konvergenz herangezogen werden kann. Die Ermittlung der Höhen hi , h2 und h3 kann anhand der Messwerte der Neigungssensoren 17 erfolgen, wobei die von diesen Sensoren 17 gemessenen Werte in der angesprochenen Rechnereinheit mit den darin abgelegten Basisdaten für die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegungsdaten zueinander verglichen werden. Hierzu ist vorgesehen, daß die einzelnen Schildausbaugestelle 10 nach deren Einbau in die Strebausrüstung kalibriert werden, indem die Hangendkappe 13 , der Bruchschild 14 und die Bodenkufe 1 1 mittels Handinkinometer in eingebautem Zustand eingemessen und die Messwerte in die entsprechende Steuerung des Schildausbaugestells 10 eingegeben werden. Soweit in der Schildsteuerung dann die Höhenwerte hi, h2 und h3 anzeigt werden, können diese Höhenwerte mit Maßbändern nachgemessen und anschließend die Neigungssensoren entsprechend kalibriert werden.
Wie sich aus Figur 3 ergibt, ist das dargestellte Schildausbaugestell 10 an einem Strebförderer 20 angeschlagen, der eine Hobelführung 21 für einen längs des Strebförderers 20 verfahrbaren Hobel 22 aufweist. In Figur 3 ist mit dem Bezugszeichen 24 das Hangende und mit dem Bezugszeichen 25 das Liegende des Flözes 23 bezeichnet.
Der Strebförderer 20 ist mittels einer Auslegersteuerung 26 mit dem zugeordneten Schildausbaugestell 10 verbunden, wobei über die Auslegersteuerung 26 der Strebförderer 20 in seiner Stellung gegen die Horizontale in Abbaurichtung verstellbar ist, so daß durch ein Anheben bzw. Absenken der ausbauseitigen Anschläge für die Auslegersteuerung 26 am Strebförderer 20 den Hobel eine Tauchbewegung oder eine Kletterbewegung zu vermitteln ist. Zur Feststellung der Lage des Strebförderers 20 bzw. zur Überwachung der eingestellten Höhensteuerung ist an dem Strebförderer 20 ein Neigungssensor 27 angeordnet. Das in Figur 1 in einer Seitenansicht dargestellte Schildausbaugestell 10 kann dabei grundsätzlich drei Bauformen hinsichtlich seiner Bodenkufe aufweisen. Wie sich zunächst aus Figur 2a ergibt, besteht die Bodenkufe 1 1 aus zwei Teilkufen, die allerdings über eine feste Stahlkonstruktion 28 fest miteinander verbunden sind, so dass sich eine sogenannte „Tunnelkufe" ergibt. Diese Tunnelkufe weist zwar eine bessere Höhenbeweglichkeit auf, jedoch kommt es zu höheren Flächenpressungen und damit zu einer höheren Tendenz zum Einsinken der beiden Teilkufen in das Liegende.
Alternativ dazu kann gemäß Figur 2b die Bodenkufe mit zwei Teilkufen ausgebildet sein, die über eine Bodenplatte 29 miteinander verbunden sind, so dass sich eine größere Auflagerfläche für die Bodenkufe ergibt. Damit wird die Flächenpressung und damit die Tendenz vermindert, dass sich die Schildausbaugestelle insbesondere im Bereich der Kufenspitze in das Liegende eindrücken. Diese Bauform schränkt jedoch die Beweglichkeit für schnelle Änderungen der Schildhöhe ein, weil insbesondere bei einer schnellen Vergrößerung der Schildhöhe das Schreitwerk 37 einem schnell abtauchenden Strebförderer nicht folgen kann, weil das Schreitwerk dann am geschlossenen Bodenblech 29 anliegt, was die Möglichkeit der Höhenanpassung begrenzt.
In Figur 2c schließlich ist eine Ausführungsform dargestellt, die in Hobelbetrieben bei einer geringen Flözmächtigkeit, etwa unterhalb von 1 ,5m vorzugsweise zum Einsatz kommt. Bei dieser Ausführung sind getrennte Einzelkufen 35 und 36 vorgesehen, zwischen denen das Schreitwerk 37 derart angeordnet ist, dass die in Schreitrichtung rechte Einzelkufe 35 unabhängig von der in Schreitrichtung linken Einzelkufe 36 angehoben werden kann. Diese Trennung der Einzelkufen 35 und 36 ermöglicht das Schreiten des Schildausbaugestells 10 im sogenannten Elephant-Step, mittels dessen einem Einsinken der beiden Einzelkufen 35 und 36 in das Liegende 25 und einem Ansammeln und Aufschieben von Haufwerk vor den Einzelkufen 35, 36 entgegengewirkt werden kann. Derartiges Haufwerk würde ohne entsprechende Gegenmaßnahmen unter bestimmten Betriebsbedingungen nicht schnell genug in Richtung des Bruchfeldes abfließen und dann den Schreitvorgang zunehmend behindern beziehungsweise in einem fortgeschrittenen Stadium sogar verhindern. Bei dem Schreitvorgang wird das Schildausbaugestell 10 durch Anrauben seiner beiden Stempel 12 zunächst entlastet. Im Anschluss daran wird allerdings der mit der einen Einzelkufe verbundene Stempel weiter eingeraubt, so dass sich die betreffende Einzelkufe weiter anhebt und beim Vorziehen des Schildausbaugestells auf auf dem Liegenden liegendes Haufwerk aufgleiten kann. Wenn der Schild gesetzt wird, steht die betreffende Einzelkufe auf dem erhöhten Niveau. Beim nächsten Schreitvorgang wird dann der gleiche Zyklus seitenverkehrt mit der anderen Einzelkufe durchlaufen, so dass die einzelnen Schreitvorgänge in einer Art „Trampelschritt" sich vollziehen. Mit der gleichen Technik ist es auch möglich, eine in das Liegende eingesunkene Einzelkufe wieder auf das Liegendniveau hochzubringen.
In Figur 3 ist schematisch dargestellt, daß die Hangendkappe 13 an dem ungestörten Hangenden 24 des Flözes 23 anliegt. Lediglich zur Verdeutlichung der Höhensteuerung ist in Figur 3 beispielhaft dargestellt, dass in der aus Figur 3 erkennbaren Stellung dem Hobel 22 eine Tauchbewegung vermittelt worden ist, indem der Strebförderer 20 mittels der Auslegersteuerung 26 leicht angehoben wurde. Der Hobel 22 schneidet leicht in das Liegende 25 ein, so daß sich bei der noch auf dem ursprünglichen Niveau des Liegenden 25 stehenden Bodenkufe 1 1 des Schildausbaugestells 10 ein Differenzwinkel α zu dem vom Hobel 22 geschnittenen Liegendniveau ergibt. Über diesen Differenzwinkel α und die von den Neigungssensoren 17 an dem Schildausbaugestell 10 ermittelten Stellung der Schildbauteile lässt sich die Änderung der Streböffnung bei den weiteren Gewinnungsfahrten des Hobels 22 berechnen.
Auf der Basis der fortlaufenden Beobachtung der aktuellen Schildhöhe bzw. deren Entwicklung über der Zeitachse kann jeweils ermittelt werden, ob die Schildhöhe der sich aus den zur Verfügung stehenden Lagerstättendaten zu entnehmenden Mächtigkeit des Flözes 23 in dem im Verhieb stehenden Bereich entspricht, und zwar unter Einbeziehung der Information aus einer an dem Hobel 22 eingerichteten Grenzschichterkennung, ob der Hobel 22 im Nebengestein, vorzugsweise im Liegenden 25 schneidet oder nicht. Unter Berücksichtigung aller drei Datensätze kann somit die Steuerung der Gewinnungs- und der Ausbauarbeit auf eine sichere Basis gestellt sein.
Soweit die Höhensteuerung des Hobels 22 so vorzunehmen ist, daß einerseits ein Einschnitt in das Hangende 24 und andererseits ein Kontakt mit der Hangendkappe 13 der einzelnen Schildausbaugestelle 10 einer Strebausrüstung zu vermeiden ist, kann eine Sensorik eingerichtet sein, um derartige unerwünschte Kontakte des Hobels 22 zu erkennen, weil auch das Feststellen derartiger Kontakte als Steuerungsdaten in die Verfahrenssteuerung ergänzend übernommen werden können. So kann bei einer Vorbeifahrt des Hobels 22 an einen Schildausbaugestell 10 ein Hangends- oder Schildkappenkontakt erkannt werden, in dem erstens eine Leistungsspitze der Hobelantriebsleistung den (bremsenden) Kontakt des Hobels 22 indiziert, der Druck des Auslegerzylinders zwischen Strebförderer 20 und Schildausbaugestell 10 infolge eines erhöht auftretenden Rückstellmomentes schnell ansteigt, der Weg des betreffenden Auslegerzylinders infolge des erhöhten Rückstellmomentes ein schnelles elastisches Nachgeben um einen mehr als üblichen Weg indiziert und/oder der Neigungssensor 27 an dem Strebförderer 20 eine stark beschleunigte schnelle Winkelveränderung erfährt.
Mit den vorstehenden Indikatoren kann somit ein Hangend- oder Schildkappenkontakt der Firstmeißel des Hobels 22 erkannt werden, was insbesondere bei geringen Flözmächtigkeiten sinnvoll zur Steuerung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit nutzbar ist, da bei dem Auftreten solcher Kontakte automatisch die Höhensteuerung des Hobels auf Einleiten einer Tauchbewegung gestellt werden kann, so daß ggf. unter Inkaufnahme eines Liegendeinschnitts derartig unerwünschte Kontakte im Hangend- oder im Schildkappenbereich vermieden sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zusammenfassung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zu einer automatischen Herstellung einer definierten
Streböffnung bei einen Strebförderer (20), wenigstens einen an dem Strebförderer (20) geführten Hobel (22) als Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schildaufbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau, bei welchem mittels an wenigstens drei der vier Hauptbauteile j edes Schildausbaugestells (10) wie Bodenkufe ( 1 1 ), Bruchschild ( 14), Traglenkern ( 16) und bruchseitigem Bereich der Hangendkappe ( 13) angebrachter Neigungssensoren ( 17) die Neigung der Schildbauteile gegen die Horizontale ermittelt und aus den gemessenen Daten in einer Rechnereinheit durch Vergleich mit den darin abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegung während des Schreitens definierenden Basisdaten die jeweils bankrechte Schildhöhe des Schildausbaugestells ( 10) berechnet wird und bei welchem die ermittelte Schildhöhe des Schildausbaugestells ( 10) mit der maschinenabhängig festliegenden Schnitthöhe des Hobels (22) abgeglichen wird, und bei welchem zur Korrektur von festgestellten Abweichungen eine über eine zwischen Schildausbaugestell ( 10) und Strebförderer (20) bestehende Auslegersteuerung (26) zu bewirkende Höhensteuerung des Hobels (22) eingeleitet wird, wobei im Sinne einer orts-synchronen Auswertung die eingeleitete Höhensteuerung des Hobels (22) beibehalten wird, bis das mit einer zeitlichen Verzögerung dem Hobel (22) nacheilende Schildausbaugestell ( 10) die Stelle erreicht hat, an der sich der Hobel (22) zum Zeitpunkt der eingeleiteten Höhensteuerung befand.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem ein Schildausbaugestell ( 10) mit geteilter Bodenkufe eingesetzt wird, wobei zwischen den beiden Einzelkufen (35 , 36) des Schildausbaugestells ( 10) das Schreitwerk (37) des Schildausbaugestells angeordnet und an beiden Einzelkufen (35, 36) je ein Neigungssensor ( 17) angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem für jede der beiden Einzelkufen (35 , 36) die jeweilige Schildhöhe aus den gemessenen Neigungswinkeln für die Hangendkappe ( 13) den Bruchschild (14) und für die rechte (35) und die linke (36) Einzelkufe des Schildausbaugestells ( 10) berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , bei welchem die für das Schildausbaugestell (10) ermittelte Schildhöhe aus dem Mittelwert der für die beiden Einzelkufen (35 , 36) berechneten Schildhöhenwerte berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem am Strebförderer (20) ein Neigungssensor (27) angeordnet ist und der Neigungswinkel des Strebförderers (20) in Abbaurichtung ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , bei welchem aufgrund des in Abbaurichtung gemessenen Neigungswinkels des Strebförderers (20) ein Differenzwinkel zwischen der Hangendkappe (13) des Schildausbaugestells ( 10) und dem Strebförderer (20) ermittelt und in die Berechnung der vom den Hobel (22) herzustellenden Streböffnung einbezogen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem aufgrund des in Abbaurichtung gemessenen Neigungswinkels des Strebförderers ein Differenzwinkel (α) zwischen der Bodenkufe ( 1 1 ) des Schildausbaugestells ( 10) beziehungsweise dessen Einzelkufen (35 , 36) und dem Strebförderer (20) ermittelt und in die Berechnung der von dem Hobel (22) herzustellenden Streböffnung einbezogen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Höhensteuerung des Hobels (22) über die Auslegersteuerung (26) durch Einleitung einer Tauchbewegung des Hobels (22) in Abbaurichtung mittels Liegendeinschnitt erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Höhensteuerung des Hobels (22) über die Auslegersteuerung (26) durch Einleitung einer Kletterbewegung des Hobels (22) in Abbaurichtung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem über die Ermittlung der Neigung der Hangendkappe (13) der Schildausbaugestelle ( 10) in Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Abbaurichtung festgestellt und über die festgestellten Änderungen der Neigung der Hangendkappe ( 13) über einen vorgegebenen Zeitraum die Änderung der Streböffnung vorausberechnet und die Höhensteuerung des Hobels (22) entsprechend eingestellt wird.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem über die Ermittlung der Neigung der einzelnen Schildausbaugestelle ( 10) quer zur Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Verhiebsrichtung des Hobels (22) festgestellt und die Höhensteuerung des Hobels (22) so eingestellt wird, dass eine ausreichende Durchgangshöhe des Hobels (22) an den Schildausbaugestellen ( 10) sichergestellt ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , bei welchem bei Unterschreiten des Wertes für die Schnitthöhe des Hobels (22) durch die Schildhöhe der Schildausbaugestelle (10) die eingetretene Konvergenz ermittelt und die Konvergenz durch eine entsprechende Tauchbewegung des Hobels (22) mit Liegendeinschnitt kompensiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem im Fälle von geplanten Betriebsstillständen die Streböffnung um das Maß einer über die Dauer des Betriebsstillstandes zu erwartenden Konvergenz vergrößert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13 , bei welchem die Leistungsaufnahme des Hobelantriebs für den Hobel (22) während der Vorbeifahrt des Hobels (22) mit Bezug auf die einzelnen Schildausbaugestelle ( 10) erfasst und aufgezeichnet wird und in der Rechnereinheit eine Auswertung erfolgt, inwieweit in einzelnen Strebabschnitten der Hobel (22) aufgrund normaler Leistungsaufnahme an der Grenzschicht vom Flöz (23) zum Liegenden (25) läuft oder ob eine hohe Leistungsaufnahme einen Liegendeinschnitt des Hobels (22) kennzeichnet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 914, bei welchem als Neigungssensoren ( 17, 27) Beschleunigungssensoren eingesetzt werden, die über die Abweichung von der Erdbeschleunigung die Winkelstellung des Beschleunigungssensors im Raum erfassen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem zur Ausschaltung von durch die Schwingung der eingesetzten Bauteile verursachten Fehlern die von den Beschleunigungssensoren ermittelten Messwerte mittels eines geeigneten Dämpfungsverfahrens überprüft und korrigiert werden.
EP08707766.5A 2008-02-19 2008-02-19 Verfahren zur automatischen herstellung einer definierten streböffnung in hobelbetrieben des steinkohlenbergbaus Not-in-force EP2247825B1 (de)

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PL08707766T PL2247825T3 (pl) 2008-02-19 2008-02-19 Sposób automatycznego wykonywania określonego otworu w ścianie w operacjach strugania w górnictwie węgla kamiennego

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