PL191697B1

PL191697B1 - Sposób i układ sterowania, zwłaszcza sekcjami obudowy górniczej uwzględniający obecność załogi w wyrobisku górniczym

Info

Publication number: PL191697B1
Application number: PL341264A
Authority: PL
Inventors: Peter Herkenrath; Bernhard Richter; Dirk Abel
Original assignee: Dbt Gmbh
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2006-06-30
Also published as: GB2351995B; AU772803B2; CN1280295A; GB2351995A; GB0016654D0; RU2234136C2; CN1210544C; US6512312B1; AU4511000A; PL341264A1

Abstract

1. Sposób sterowania zwlaszcza sekcjami obudowy górniczej uwzgledniajacy obecnosc zalogi w wyrobisku górniczym, w którym przy- najmniej czesc sekcji wyposaza sie w sprzezo- ne z ich ukladami sterowania czujniki, wykrywa- jace obecnosc osób w obszarze przeszukiwa- nia, skutkujace zatrzymaniem ruchu sterowa- nych sekcji, badz niedopuszczaniem do rozpo- czecia tego ruchu w przypadku pojawienia sie osób w obszarze przeszukiwania, znamienny tym, ze czujniki wykrywajace (16) ukladów ste- rowania (19) przyporzadkowanych im sekcji (3) aktywizuje sie zaplanowanym ruchem sekcji (3) i ponownie deaktywizuje sie po zakonczeniu ruchu technologicznego. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ sterowania zwłaszcza sekcjami obudowy górniczej, uwzględniający obecność załogi w wyrobisku górniczym, przydatne w górnictwie podziemnym przy eksploatacji kopalin użytecznych, w szczególności węgla kamiennego.

Podczas eksploatacji węgla kamiennego bądź innych minerałów w górnictwie podziemnym urabianie odbywa się przy pomocy maszyny urabiającej, która porusza się tam i z powrotem wzdłuż wyrobiska ścianowego usytuowanego pomiędzy dwoma chodnikami. Maszyna urabiająca, przykładowo kombajn lub strug porusza się po przenośniku odprowadzającym urobek z wyrobiska ścianowego. Strop ściany zabezpieczony jest rzędem usytuowanych obok siebie sekcji obudowy górniczej, przy czym poszczególne sekcje przesuwają się kolejno jedna po drugiej w kierunku ociosu wraz z postępem wyrobiska ścianowego. W nowoczesnych obudowach każda sekcja wyposażona jest w elektryczne lub elektrohydrauliczne sterowanie, przy czym układy sterowań poszczególnych sekcji mogą być ze sobą wzajemnie połączone, dzięki czemu możliwym jest zależne wykonanie ruchów kilku sąsiadujących ze sobą sekcji. Poszczególne ruchy jednej sekcji mogą być sterowane automatycznie przez nadrzędną sekcję sterującą i wykonane w ten sposób samodzielnie, bądź też możliwe jest sterowanie ręczne poszczególnymi sekcjami z klawiatury urządzenia sterującego. W takim przypadku z urządzenia sterującego zamontowanego na sekcji sterowana jest sekcja sąsiednia.

Przy ruchach sekcji obudowy górniczej dla wyeliminowania wypadków przy pracy koniecznym jest, aby w strefie pracy i eksploatacji sekcji nie znajdowali się pracownicy. W celu zapobieżenia ruchom sekcji w czasie przebywania w jej strefie oddziaływania pracowników możliwym jest zaopatrzenie sekcji w urządzenia nadzoru, które kontrolują ruch załogi w rejonie sekcji i nie dopuszczają do ruchów poszczególnych elementów sekcji obudowy, gdy w jej zasięgu znajdują się pracownicy.

Z niemieckiego opisu patentowego numer DE-OS-36 27 174 znane są sposób i urządzenie do kontroli ruchu sekcji obudowy górniczej w wyrobisku ścianowym. Zgodnie z tym wynalazkiem na sekcjach obudowy górniczej umieszczone są czujniki wykrywające, emitujące stałe sygnały w celu nadzorowania przyporządkowanych sobie obszarów wykrywalności. Każdy pracownik przebywający w wyrobisku ścianowym wyposażony jest w urządzenie nadawczo - odbiorcze, które współpracuje z czujnikami wykrywającymi umieszczonymi na sekcjach obudowy i jest lokalizowane przez te czujniki wtedy, gdy pracownik znajduje się w obszarze wykrywalności danego czujnika wykrywającego. Po wykryciu sygnału z urządzenia nadawczo - odbiorczego czujnik wykrywający przesyła sygnał do urządzenia sterującego danej sekcji obudowy górniczej, w wyniku czego urządzenie sterujące sekcją, w obrębie której znajduje się pracownik zatrzymuje ruchy tej sekcji i blokuje je na czas przebywania tego pracownika w rejonie pracy sekcji.

Wadą tego wynalazku jest to, że wszystkie czujniki wykrywające są stale aktywne, przez co koniecznym jest zainstalowanie w wyrobisku kosztownych źródeł i instalacji prądu bezpiecznego. Dodatkowo urządzenia nadawczo - odbiorcze noszone przez pracowników muszą być również stale aktywne, co wpływa na ich dużą masę i znaczne wymiary. Poza tym stała emisja fal elektromagnetycznych przez wszystkie czujniki wykrywające i urządzenia nadawczo - odbiorcze powoduje występowanie w wyrobisku pola elektromagnetycznego, negatywnie wpływającego na stan zdrowia pracowników i ich zdolność koncentracji. W związku z tak silnym polem elektromagnetycznym możliwym jest również wystąpienie błędnych włączeń i/lub wyłączeń urządzeń kontrolnych, co może doprowadzić do niepotrzebnych zatrzymań ruchów sekcji bądź w skrajnym przypadku do nieszczęśliwego wypadku.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i układu sterowania sekcjami obudowy górniczej, który wyeliminuje obecność silnego pola elektromagnetycznego w ścianie i ograniczy pobór prądu elektrycznego zarówno przez czujniki wykrywające jak i przez urządzenia nadawczo-odbiorcze.

Sposób według wynalazku polega na tym, że czujniki wykrywające układów sterowania przyporządkowanych sekcji aktywizuje się zaplanowanym ruchem technologicznym sekcji obudowy górniczej i ponownie deaktywizuje się je po zakończeniu ruchu technologicznego.

Korzystnym jest, gdy każdej sekcji obudowy górniczej przyporządkowuje się przynajmniej jeden odpowiadający jej czujnik wykrywający.

W celowym wykonaniu czujnik wykrywający mającej wykonać ruch sekcji aktywizuje się na chwilę przed jej zaplanowanym ruchem, po czym przeszukuje się strefę oddziaływania przynajmniej tej sekcji i przesyła się do układu sterowania sekcji sygnał wstrzymania ruchu po wykryciu obecności osoby w obszarze wykrywalności, bądź sygnał uprawnienia do wykonania ruchu sekcji przy stwierdzeniu braku obecności osób w obszarze wykrywalności czujnika wykrywającego.

PL 191 697 B1

W najkorzystniejszym wykonaniu przeszukiwania stref oddziaływania sekcji mającej wykonać ruch prowadzi się według oznacznika stanu ruch-bezruch, a osoby znajdujące się w wyrobisku ścianowym wyposaża się w transponder. Transponder aktywizuje się od uaktywnionego czujnika wykrywającego, gdy znajdzie się on w obszarze wykrywalności tego czujnika wykrywającego i emituje do czujnika wykrywającego sygnał obecności osoby w obszarze wykrywalności, po czym czujnik wykrywający wysyła sygnał zatrzymania ruchu do przyporządkowanego mu układu sterującego.

Dla zapewnienia właściwego funkcjonowania sposobu, obszar wykrywalności przeszukuje się czujnikami wykrywającymi w cyklach co 0,002-0,2 s.

Pożądanym jest jednak, aby częstość cyklicznego przeszukiwania obszaru wykrywalności zawierała się w czasie 0,01 do 0,1 s.

Szczególnie korzystnym ze względu na prostotę realizacji jest takie wykonanie, w którym sygnałom wytworzonym przez czujniki wykrywające nadaje się postać sygnałów prądu stałego o zróżnicowanej wielkości napięcia, co ułatwia ich odbieranie i analizowanie.

Dalsze ułatwienie uzyskuje się wówczas, gdy sygnałom wytwarzanym przez czujniki wykrywające nadaje się charakter binarny i przesyła się je w postaci przekazu transmisji szeregowej, co upraszcza dokonywanie zapisów sygnałów oraz późniejszą analizę stanu wysterowania czujników wykrywających.

Korzystnym jest również, gdy przeszukiwanym obszarem wykrywalności każdego z czujników obejmuje się strefę oddziaływania przyporządkowanej sekcji i przynajmniej część stref oddziaływania sąsiednich sekcji, jako że zwiększa to pewność funkcjonowania wynalazku.

Dalsze zwiększenie pewności działania sposobu według wynalazku uzyskuje się wówczas, gdy cyklicznie przeprowadza się autotest czujników wykrywających. W takim przypadku wystarczającym jest, kiedy autotest czujników wykrywających przeprowadza się tylko wówczas, gdy przy przeszukiwaniu obszaru wykrywalności przez czujnik wykrywający nie stwierdzono osoby załogi.

Istota układu sterowania według wynalazku polega na tym, że czujniki wykrywające przeszukujące przynajmniej strefę oddziaływania przynależnej sekcji są aktywizowane i deaktywizowane przez sprzężone z nimi układy sterowania przynależnych sekcji obudowy górniczej.

Korzystnym jest, gdy czujniki wykrywające mają obszar wykrywalności dobierany do określonego zasięgu strefy oddziaływania sekcji.

Również korzystnym jest, gdy częstość cyklu przeszukiwania obszaru wykrywalności przez czujnik wykrywający nie jest wyższa niż 0,2 s, co pozwala na bardzo częstą kontrolę obszaru wykrywalności, wystarczającą ze względów praktycznych.

Celowym jest, gdy czujniki wykrywające umieszczone są w obudowach ochronnych, co zabezpiecza je przed uszkodzeniami w niesprzyjających warunkach środowiska wyrobiska ścianowego.

Dla dokonania okresowej analizy funkcjonowania układu pożądanym jest wyposażenie go w rejestrator śledzący i zapisujący stany sterowania oraz sygnały czujników wykrywających.

W najprostszym wykonaniu układu czujniki wykrywające połączone są przewodami sygnałowymi z odpowiadającymi im układami sterowania sekcji obudowy górniczej.

Możliwość wykorzystania układu w wyrobiskach ścianowych z zagrożeniem metanowym uzyskuje się wówczas, gdy czujniki wykrywające są zasilane prądem o napięciu iskrobezpiecznym.

Ze względów praktycznych najlepiej jest, gdy czujniki wykrywające umieszczone są na stropnicach sekcji obudowy górniczej.

Celowym, zwłaszcza dla sygnalizacji błędnych stanów wykazanych przez autotest jest wyposażenie czujników wykrywających w wyświetlacze, mające w najprostszym wykonaniu postać fotodiody.

Dalszą korzystną postać wykonania układu uzyskuje się wówczas, kiedy każdy z czujników wykrywających posiada nadajnik i odbiornik, przy czym nadajnik emituje sygnał aktywacji transpondera będącego na wyposażeniu osoby załogi, a odbiornik odbiera sygnał wyemitowany przez uaktywniony transponder znajdujący się w obszarze wykrywalności tego czujnika wykrywającego.

W takim przypadku nadajnik celowo posiada układ antenowy z dwoma, usytuowanymi względem siebie równolegle, włączonymi równofazowo antenami ferrytowymi, przy czym każda z anten ferrytowych korzystnie połączona jest szeregowo z kondensatorem.

Korzystnym jest przy tym, jeśli anteny ferrytowe są prawie równoległe do powierzchni stropnicy tej sekcji obudowy, na której są umieszczone, dzięki czemu wytwarzają wspólne, wzajemnie się uzupełniające i wzmacniające pole elektromagnetyczne.

PL 191 697 B1

Celowym jest przy tym takie zorientowanie anten ferrytowych, w którym ich kierunkowość jest zorientowana na ocios wyrobiska ścianowego, co pozwala na dopasowanie ich pola elektromagnetycznego do zarysu sekcji obudowy w rzucie na płaszczyznę poziomą.

W korzystnym wykonaniu również odbiornik czujnika wykrywającego posiada trzy, usytuowane względem siebie pod kątem anteny odbiorcze, zwłaszcza zaś usytuowane względem siebie pod kątem prostym, przez co wyznaczają układ przestrzenny i gwarantują odbiór sygnałów z transpondera niezależnie od usytuowania tego transpondera w obszarze wykrywalności.

Celowym jest także takie wykonanie transpondera, w którym posiada on urządzenie odbiorcze i emiter, przy czym emiter jest aktywizowany po wejściu urządzenia odbiorczego w pole elektromagnetyczne nadajnika zaktywizowanego czujnika wykrywającego. W takim przypadku korzystnym jest, gdy urządzenie odbiorcze transpondera ma trzy pojedyncze odbiorniki usytuowane pod kątem względem siebie, zwłaszcza zaś pod kątem prostym, wyznaczając układ przestrzenny.

W praktyce okazało się, że najkorzystniejszą jest praca anten ferrytowych nadajnika czujnika wykrywającego z częstotliwością 7 do 11 kHz.

Szczególnie dobre rezultaty uzyskuje się wówczas, gdy częstotliwość jest równa 9 kHz.

Również bardzo korzystną pracę układu uzyskuje się przy wzajemnym odstępie między antenami ferrytowymi równym 0,1-0,18 m, a najlepiej w zakresie 0,12-0,15 m, jako że wówczas eliptyczny kształt pola dobrze opisuje sekcję o wymiarach w rzucie poziomym zbliżonych do 4 x 1,5-2 m.

Korzystnym jest ponadto, gdy sygnał obecności wytworzony przez uaktywniony emiter transpondera emitowany jest z częstotliwością 1,5 do 2,5 MHz, która jest wystarczająco duża, aby wyeliminować wpływ innych urządzeń elektronicznych w wyrobisku ścianowym, a jednocześnie jest w stanie wytworzyć wymagane pole elektromagnetyczne.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest fakt aktywizacji czujników wykrywających dopiero na krótko przed zaplanowanym ruchem danej sekcji obudowy oraz ich deaktywacja niezwłocznie po zakończeniu cyklu pracy tej sekcji. Czujniki wykrywające pozostają więc przez długi okres w stanie spoczynku i są włączane tylko na czas planowanego uruchomienia sekcji obudowy, w związku z czym kontrola obecności pracowników odbywa się zawsze w strefie, w której rzeczywiście zagrożenie dla pracowników może nastąpić. Dzięki selektywnemu sterowaniu poszczególnych czujników wykrywających zapotrzebowanie prądowe urządzeń kontrolnych jest niewielkie, a oddziaływanie pola elektromagnetycznego w wyrobisku ścianowym zostało obniżone do wartości bezpiecznej dla zdrowia i stanu psychicznego pracowników. W związku z tym, że tylko mały wycinek wyrobiska ścianowego przeszukiwany jest falami elektromagnetycznymi wybranych czujników wykrywających, pracownicy znajdują się w zasięgu pola elektromagnetycznego tylko przez krótki czas. Równocześnie fakt uaktywniania transponderów noszonych przez pracowników tylko w przypadku ich przebywania w strefie pracy sekcji obudowy pozwala na zmniejszenie zapotrzebowania prądowego transpondera, a co za tym idzie na zmniejszenie jego wymiarów i wagi. W preferowanych wykonaniach wynalazku przyporządkowanie każdej sekcji własnego czujnika wykrywającego, jak również duża częstość okresu przeszukiwania powodują niezawodność wykrywania obecności pracowników w strefach przeszukiwanych, co sprzyja pewności działania wynalazku i poprawie bezpieczeństwa i wydajności pracy. W związku z powyższym pracownik, który wejdzie w strefę przeszukiwania czujnika wykrywającego, a więc i w strefę pracy sekcji obudowy górniczej zostanie wykryty w ciągu bardzo krótkiego czasu, w szczególności zawsze poniżej 0,2 sekundy. Umożliwi to natychmiastowe wysłanie sygnału stop do urządzenia sterującego daną sekcją obudowy, dzięki czemu ruchy sekcji zostaną natychmiast zatrzymane aż do czasu opuszczenia strefy przeszukiwanej przez pracownika. Korzystnie obszar wykrywalności czujników wykrywających oprócz strefy pracy przyporządkowanej sekcji obudowy obejmuje również część strefy pracy sekcji sąsiednich. Takie rozwiązanie umożliwia wykrycie przez czujniki wykrywające danej sekcji obudowy faktu zbliżania się do tej strefy pracownika, dzięki czemu możliwym jest wyprzedzenie ruchów pracownika i zatrzymanie ruchu sekcji nawet przed wejściem pracownika w strefę oddziaływania tej sekcji. Przeprowadzanie natomiast przez czujniki wykrywające cyklicznych autotestów umożliwia szybkie rozpoznanie błędnych stanów czujników, co jest sygnalizowane poprzez urządzenia kontrolne i umożliwia szybkie usunięcie usterek.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia widok z boku jednej z sekcji obudowy górniczej zabudowanej w wyrobisku ścianowym, fig. 2 - uproszczony widok z góry na część wyrobiska ścianowego z sekcjami obudowy górniczej, fig. 3 - schemat strukturalny preferowanego wykonania czujnika wykrywającego, fig. 4 - układ anten ferrytowych tego

PL 191 697 B1 czujnika wykrywającego w uproszczeniu, a fig. 5 - schemat strukturalny preferowanego wykonania transpondera będącego na wyposażeniu osób załogi.

W wyrobisku ścianowym 1 zabudowane są wzdłuż ociosu 2 sekcje 3 obudowy zmechanizowanej. Każda z sekcji 3 składa się z leżącej na spągu 4 spągnicy 5 połączonej za pomocą układu lemniskatowego 6 z osłoną odzawałową 7 Do osłony odzawałowej 7 zamocowana jest przegubowo stropnica 8, która podpiera strop 9 pod wpływem stojaków hydraulicznych 10 osadzonych w spągnicy 5. Sekcje 3 w przedniej części 11 spągnic 5 wyposażone są w przesuwniki hydrauliczne 12, którymi sprzężone są z przenośnikiem 13 zlokalizowanym pod ociosem 2 wyrobiska ścianowego 1, stanowiącym trasę, po której przemieszcza się maszyna urabiająca 14. Po przejeździe maszyny urabiającej 14 i wykonaniu zabioru w ociosie 2 przed daną sekcją 3 obudowy zmechanizowanej dokonuje się za pomocą przesuwników hydraulicznych 12 dosunięcia przenośnika 13 do ociosu 2,a następnie przystępuje do przekładki sekcji 3 obudowy. Odbywa się to w ten sposób, że najpierw luzuje się stojaki hydrauliczne 10 przez co stropnica 8 obniża się, a następnie za pomocą przesuwników hydraulicznych 12 dociąga sekcję 3 do przenośnika 13 i w końcu dokonuje się rozparcia stropnicy 8 o strop 9 stojakami hydraulicznymi 10 w nowym usytuowaniu sekcji 3. Taki sposób kroczenia obudowy jest znany i stosowany, nie wymaga więc szczegółowego objaśnienia. Ruchy elementów sekcji 3 obudowy zmechanizowanej dokonywane w trakcie operacji rabowania, kroczenia, rozpierania sekcji 3, a także przekładki przenośnika 13 stanowią zagrożenie dla osób załogi, które mogą znaleźć się w ich strefie oddziaływania 15. Dla wyeliminowania tego zagrożenia wszystkie sekcje obudowy zmechanizowanej posiadają czujniki wykrywające 16 umieszczone w obudowach ochronnych 17 zlokalizowanych na dolnej powierzchni stropnic 8. Czujniki wykrywające 16, połączone są przewodami sygnałowymi 18 z układami sterowania 19 poszczególnych sekcji 3, przy czym układy sterowania 19 sekcji 3 są również ze sobą połączone przewodami sterowania 20, co jest powszechnie znane i wykorzystywane.

Czujniki wykrywające 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f przyporządkowane poszczególnym sekcjom 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f (fig. 2) są aktywizowane oraz deaktywizowane przez układy sterowania 19. Tryb ich pracy jest przy tym taki, że czujniki wykrywające 16 różnych sekcji 3, pracujących w wyrobisku ścianowym 1nie funkcjonują ciągle. Pracują tylko czujniki wykrywające 16 tych sekcji 3, które właśnie wykonują, bądź są przygotowane do wykonywania ruchów technologicznych. W przedstawionej sytuacji (fig. 2) sekcje 3a,3b są dosunięte do ociosu 2 i rozparte w nowych pozycjach. Ich czujniki wykrywające 16a, 16b nie są aktywne, a więc nie zareagują na obecność osoby załogi w strefie oddziaływania 15 tych sekcji 3a, 3b. Dla kolejnej sekcji 3c, która jako następna ma być dosunięta do ociosu 2 i tam ponownie rozparta, został zaktywizowany czujnik wykrywający 16c przez przynależny układ sterowania 19c, co spowodowało wyemitowanie fali sygnałowej 21. Obszar wykrywalności 22 czujnika wykrywającego 16c pokrywa nie tylko strefę oddziaływania 15c sekcji 3c, ale obejmuje jeszcze część stref oddziaływania 15b i 15d sąsiednich sekcji 3b i 3d.

Czujnik wykrywający 16c zaktywizowany jest przez przynależny układ sterowania 19c na trzy do pięciu sekund przed rozpoczęciem ruchu technologicznego sekcji 3, a więc z takim wyprzedzeniem czasowym zaczyna przeszukiwać swój obszar wykrywalności 22 przed rozpoczęciem ruchu. W przypadku wykrycia obecności w swym obszarze wykrywalności 22 osoby, dla której zaplanowany do wykonania ruch technologiczny sekcji 3c mógłby stanowić zagrożenie, czujnik wykrywający 16c podaje do układu sterowania 19c sygnał zatrzymania ruchu lub zatrzymuje rozpoczęty już ruch sekcji 3c tak długo, jak długo wykryta osoba znajduje się w obszarze wykrywalności 22 czujnika wykrywającego 16c. Czujnik wykrywający 16c pozostaje aktywny przez cały czas do zakończenia zaplanowanego ruchu technologicznego sekcji 3c i w całym tym okresie czasu przeszukuje również część strefy oddziaływania 15b i 15d sąsiednich sekcji 3b i 3d cyklicznie z częstotliwością 0,02 sekundy. Za każdym razem po zakończeniu przeszukiwania czujnik wykrywający 16c wysyła do układu sterowania 19c nowy sygnał, który jest sygnałem uprawniającym do ruchu technologicznego, gdy nie stwierdził obecności osoby, albo sygnałem natychmiastowego zatrzymania ruchu, gdy w obszarze wykrywalności 22 stwierdził obecność osoby załogi. Po wykonaniu i zakończeniu zaplanowanego ruchu technologicznego następuje deaktywacja czujnika wykrywającego 16c i strefa oddziaływania 15c sekcji 3c przestaje być przeszukiwana.

Czujnik wykrywający 16 składa się w istocie z nadajnika 23 i odbiornika 24 (fig. 3), przy czym nadajnik 23 na około dwie do pięciu sekund przed rozpoczęciem ruchu technologicznego sekcji 3 zaczyna emitować falę sygnalną 21, która może być odebrana przez transponder 25 (fig. 5) noszony przez każdą osobę załogi w wyrobisku ścianowym 1.

PL 191 697 B1

Fala sygnalna 21 emitowana przez nadajnik 23 czujnika wykrywającego 16 aktywizuje transponder 25, osoby znajdującej się w obszarze wykrywalności 22 i ten w odpowiedzi wysyła sygnał odbierany przez odbiornik 24 czujnika wykrywającego 16. Nadajnik 23 czujnika wykrywającego 16 (fig. 3 i 4) ma układ antenowy 26 pola magnetycznego z dwoma równoległymi równofazowo połączonymi antenami ferrytowymi 27, z których każda połączona jest szeregowo z kondensatorem 28. Umieszczone obok siebie anteny ferrytowe 27 ulokowane są na stropnicy 8 przynależnej sekcji 3 obudowy zmechanizowanej równolegle do stropnicy 8 prawie poziomo tak, że ich kierunkowość zorientowana jest na ocios 2 wyrobiska ścianowego 1. Anteny ferrytowe 27 (fig. 4), między którymi jest odstęp około 0,12 do 0,18 m, wytwarzają wspólne, wzajemnie się uzupełniające i wzmacniające pole elektromagnetyczne 29, mające w przekroju kształt zbliżony do elipsy o dłuższej półosi przebiegającej wzdłuż anten ferrytowych 28. Wzmocnienie pola elektromagnetycznego 29 osiągane jest w zasadzie przy takim samym poborze prądu, jaki wykazuje pojedyncza antena ferrytowa 27, której obszar wykrywalności 22 ma kształt koła (fig. 2). Eliptyczny kształt pola elektromagnetycznego 29 ma tę szczególną zaletę, że dopasowany jest do kształtu sekcji 3 obudowy zmechanizowanej w jej rzucie na płaszczyznę poziomą. Dlatego też cała strefa oddziaływania 15 danej sekcji 3 z niewielkim rozszerzeniem na sekcje 3 sąsiadujące może być przeszukiwana przy użyciu tylko jednego czujnika wykrywającego 16. Ma to również tę zaletę, że możliwym jest ręczne sterowanie sekcją 3 z rejonu sąsiedniej sekcji 3, a także nadzorowanie z niewielkiej odległości przebiegu ruchów technologicznych sterowanej sekcji 3 przez osobę załogi ścianowej.

Pole elektromagnetyczne 29 wytwarzane przez obie anteny ferrytowe 27 jest ukierunkowanym polem elektromagnetycznym, którego częstotliwość określona jest przez generator częstotliwości 30 i w korzystnym zastosowaniu wynosi 9 kHz.

Dla zagwarantowania, że transponder 25 w każdym przypadku będzie uaktywniany przez ukierunkowane pole elektromagnetyczne 29, gdy znajdzie się w zasięgu czujnika wykrywającego 16, niezależnie od jego usytuowania w tym polu elektromagnetycznym 29, jest on wyposażony w urządzenie odbiorcze 31 z trzema pojedynczymi odbiornikami 32. Anteny tych odbiorników 32 ustawione są względem siebie pod kątem prostym w transpopnderze 25 będącym na wyposażeniu osób załogi i przez to zapewniają optymalny odbiór we wszystkich kierunkach w trójwymiarowym układzie współrzędnych X.Y.Z (fig. 5). Fale sygnalne 21, wytwarzane przez nadajnik 23 czujnika wykrywającego 16 odbierane są przez czujnik transpondera 25, gdy transponder 25 znajduje się w obszarze wykrywalności 22 i wówczas następuje aktywizacja emitera 33 transpondera 25, który wytwarza w odpowiedzi ukierunkowane pole odzewowe o częstotliwości korzystnie około 2 MHz. Istnienie pola odzewowego rozpoznawane jest przez odbiornik 24 czujnika wykrywającego 16, który podaje sygnał ostrzegawczy do obwodu logicznego 34,a ten z kolei za pośrednictwem przewodów sygnałowych 18 włącza alarm optyczny na fotodiodach 35 i natychmiast zatrzymuje ruch technologiczny odpowiedniej sekcji 3 obudowy zmechanizowanej. Ponieważ pole odzewowe wytwarzane przez emiter 33 jest również polem ukierunkowanym, także odbiornik 24 czujnika wykrywającego 16 posiada trzy anteny odbiorcze 36 ustawione względem siebie pod kątem prostym, dzięki czemu zawsze niezawodnie namierzają pole odzewowe, niezależnie od tego, jaki przestrzenny kierunek przyjmuje transponder 25 w obrębie sekcji 3 obudowy zmechanizowanej.

Dla uzyskania pełnej niezawodności sposobu, według wynalazku czujniki wykrywające 16 na zakończenie cyklu przeszukiwania przeprowadzają autotest. Autotest czujnika wykrywającego 16 następuje wówczas, gdy po uaktywnieniu czujnika wykrywającego 16 i przeszukaniu obszaru wykrywalności 22 nie stwierdza się obecności osób załogi. Gdy obecność taka została stwierdzona, przeprowadzenie autotestu nie jest konieczne, a czujnik wykrywający 16 wysyła sygnał zatrzymania ruchu sekcji 3 bez porównywania z wynikiem autotestu, bezpośrednio do układu sterowania 19.

Wyniki przeszukiwania przez uaktywnione czujniki wykrywające 16 z cyklicznie powtarzanych przeszukań są zapisywane i przechowywane w pamięci, nie przedstawionego na rysunku urządzenia imogą być później odtwarzane przez operatora i poddawane analizie. Tak więc w przypadku wystąpienia błędu w funkcjonowaniu można określić jego przyczynę.

W ramach tego wynalazku istnieje możliwość innych zmienionych i uzupełnionych jego zastosowań, różniących się od opisanego w przykładowym wykonaniu. Możliwym jest dla przykładu zastosowanie w jednej sekcji 3 większej ilości czujników wykrywających 16 umieszczonych w różnych jej miejscach, co pozwoli na zoptymalizowanie nadzoru jej strefy oddziaływania 15.

PL 191 697 B1

Możliwym jest również aktywizowanie czujników wykrywających 16 nie tylko jednej sekcji 3 obudowy zmechanizowanej, ale dla przykładu dwóch sekcji 3 sąsiadujących ze sobą, aby w ten sposób rozszerzyć obszar, w którym nie powinny przebywać osoby załogi podczas technologicznych ruchów sekcji 3.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób sterowania zwłaszcza sekcjami obudowy górniczej uwzględniający obecność załogi w wyrobisku górniczym, w którym przynajmniej część sekcji wyposaża się w sprzężone z ich układami sterowania czujniki, wykrywające obecność osób w obszarze przeszukiwania, skutkujące zatrzymaniem ruchu sterowanych sekcji, bądź niedopuszczaniem do rozpoczęcia tego ruchu w przypadku pojawienia się osób w obszarze przeszukiwania, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) układów sterowania (19) przyporządkowanych im sekcji (3) aktywizuje się zaplanowanym ruchem sekcji (3) i ponownie deaktywizuje się po zakończeniu ruchu technologicznego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że każdej sekcji (3) przyporządkowuje się przynajmniej jeden odpowiadający jej czujnik wykrywający (16).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czujnik wykrywający (16), mającej wykonać ruch sekcji (3) aktywizuje się na chwilę przed jej zaplanowanym ruchem, po czym przeszukuje się strefę oddziaływania (15) przynajmniej tej sekcji (3)i przesyła się do układu sterowania (19) sekcji (3) sygnał wstrzymania ruchu po wykryciu obecności osoby w obszarze wykrywalności (22), bądź sygnał uprawnienia do wykonania ruchu sekcji (3), przy stwierdzeniu braku obecności osób w obszarze wykrywalności (22) czujnika wykrywającego (16).
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że przeszukiwania stref oddziaływania (15) sekcji (3) prowadzi się według oznacznika stanu ruch-bezruch, a osoby znajdujące się w wyrobisku ścianowym (1) wyposaża się w transponder (25), który aktywizuje się od uaktywnionego czujnika wykrywającego (16c), gdy znajduje się w obszarze wykrywalności (22) tego czujnika wykrywającego (16c) i emituje do czujnika wykrywającego (16c) sygnał obecności osoby w obszarze wykrywalności (22), po czym czujnik wykrywający (16c) wysyła sygnał zatrzymania ruchu do przyporządkowanego mu układu sterującego (19c).
5. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że obszar wykrywalności (22) przeszukuje się czujnikami wykrywającymi (16)w cyklach co 0,002-0,2 s.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że częstość przeszukiwania cyklicznego ustala się w zakresie czasowym 0,01-0,1 s.
7. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że sygnałom wytwarzanym przez czujniki wykrywające (16) nadaje się postać sygnałów prądu stałego o zróżnicowanej wielkości napięcia.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że sygnałom wytwarzanym przez czujniki wykrywające (16) nadaje się charakter binarny i przesyła się je w postaci przekazu transmisji szeregowej.
9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że przeszukiwanym obszarem wykrywalności (22) każdego z czujników wykrywających (16c), obejmuje się strefę oddziaływania (15c) przyporządkowanej sekcji (3c)i przynajmniej część stref oddziaływania (15b i 15d) sąsiednich sekcji (3b i 3d).
10. Sposób według zastrz. 1albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że cyklicznie przeprowadza się autotest czujników wykrywających (16).
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że autotest czujników wykrywających (16) przeprowadza się tylko wówczas, gdy przy przeszukiwaniu obszaru wykrywalności (22) przez czujnik wykrywający (16) nie stwierdzono obecności osoby załogi.
12. Układ sterowania zwłaszcza sekcjami obudowy górniczej uwzględniający obecność załogi w wyrobisku górniczym, w którym przynajmniej części z zabudowanych sekcji przyporządkowane są i sprzężone z ich układami sterującymi czujniki wykrywające, przeszukujące przynajmniej strefę oddziaływania przynależnej sekcji obudowy górniczej, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) są aktywizowane i deaktywizowane przez sprężone z nimi układy sterowania (19) przynależnych sekcji (3) obudowy górniczej.
13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) mają obszar wykrywalności (22) dobierany do określonego zasięgu strefy oddziaływania (15) sekcji (3).

PL 191 697 B1
14. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że częstość cyklu przeszukiwania obszaru wykrywalności (22) przez czujnik wykrywający (16) nie jest wyższa od 0,2 s.
15. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) umieszczone są w obudowach ochronnych (17).
16. Układ według zastrz. 12 albo 13, albo 14, znamienny tym, że posiada rejestrator śledzący i zapisujący stany sterowania oraz sygnały czujników wykrywających (16).
17. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) połączone są przewodami sygnałowymi (18) z odpowiadającymi im układami sterowania (19) sekcji (3).
18. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) są zasilane prądem o napięciu iskrobezpiecznym.
19. Układ według zastrz. 12 lub 15, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) umieszczone są na stropnicach (8) sekcji (3).
20. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że czujniki wykrywające (16) zaopatrzone są w wyświetlacze.
21. Układ według zastrz. 20, znamienny tym, że wyświetlacz ma postać fotodiody (35).
22. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że każdy z czujników wykrywających (16) posiada nadajnik (23) i odbiornik (24), przy czym nadajnik (23) emituje sygnał aktywacji transpondera (25) będącego na wyposażeniu osoby załogi, a odbiornik (24) odbiera sygnał wyemitowany przez uaktywniony transponder (25) znajdujący się w obszarze wykrywalności (22) tego czujnika wykrywającego (16).
23. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że nadajnik (23) posiada układ antenowy (26) z dwoma ustawionymi względem siebie równolegle włączonymi równofazowo antenami ferrytowymi (27).
24. Układ według zastrz. 23, znamienny tym, że każda z obu anten ferrytowych (27) połączona jest szeregowo z kondensatorem (28).
25. Układ według zastrz. 23 albo 24, znamienny tym, że anteny ferrytowe (27) są prawie równoległe do powierzchni stropnicy (8) tej sekcji (3) obudowy, na której są umieszczone.
26. Układ według zastrz. 25, znamienny tym, że kierunkowość anten ferrytowych (27) zorientowana jest na ocios (2) wyrobiska ścianowego (1).
27. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że odbiornik (24) posiada trzy, usytuowane względem siebie pod kątem anteny odbiorcze (36).
28. Układ według zastrz. 27, znamienny tym, że anteny odbiorcze (36) odbiornika (24) są usytuowane względem siebie pod kątem prostym wyznaczając układ przestrzenny.
29. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że transponder (25) posiada urządzenie odbiorcze (31) i emiter (33), przy czym emiter (33) jest aktywizowany po wejściu urządzenia odbiorczego (31) w pole elektromagnetyczne (29) nadajnika (23) zaktywizowanego czujnika wykrywającego (16).
30. Układ według zastrz. 29, znamienny tym, że urządzenie odbiorcze (31) jest wyposażone w trzy pojedyncze odbiorniki (32) usytuowane pod kątem względem siebie .
31. Układ według zastrz. 30, znamienny tym, że pojedyncze odbiorniki (32) urządzenia odbiorczego (31) transpondera (25) usytuowane są względem siebie pod kątem prostym, tworząc układ przestrzenny.
32. Układ według zastrz. 23, znamienny tym, że anteny ferrytowe (27) nadajnika (23) czujnika wykrywającego (16) pracują z częstotliwością 7-11 kHz.
33. Układ według zastrz. 32, znamienny tym, że częstotliwość jest równa 9 kHz.
34. Układ według zastrz. 23 albo 32, znamienny tym, że anteny ferrytowe (27) umieszczone są na sekcji (3)we wzajemnym odstępie 0,1-0,18 m.
35. Układ według zastrz. 34, znamienny tym, że odstęp między antenami ferrytowymi (27) wynosi 0,12 - 0,15 m.
36. Układ według zastrz. 34, znamienny tym, że sygnał obecności wytwarzany przez uaktywniony emiter (33) transpondera (25) emitowany jest z częstotliwością 1,5-2,5 MHz.