PL224805B1 - Układ kontroli podporności sekcji obudowy górniczej, zwłaszcza wielostojakowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ kontroli podporności sekcji obudowy górniczej, zwłaszcza wielostojakowej, znajdujący zastosowanie w kompleksach zmechanizowanego wybierania podziemnych pokładów węgla kamiennego.

W górnictwie podziemnym w robotach eksploatacyjnych szerokie zastosowanie znajdują zmechanizowane kompleksy urabiające, których podstawowym elementem są zmechanizowane obudowy górnicze. Obudowy te składają się z usytuowanych obok siebie i rozstawionych na całej długości ubierki sekcji obudowy zmechanizowanej, wyposażonych w stojaki hydrauliczne rozparte między stropnicą a spągnicą sekcji. Ze względu na wymogi bezpieczeństwa stojaki sekcji obudowy muszą być sprawne, a ich podporność musi zapewniać podparcie stropu z żądaną siłą. Dlatego też niezbędnym jest ciągłe monitorowanie siły podparcia stropu poprzez pomiar ciśnienia rozparcia stojaka, w szczególności w przestrzeni podtłokowej stojaków hydraulicznych i reagowanie w sytuacjach, gdy podpo rność stojaków jest niewystarczająca dla właściwej pracy obudowy zmechanizowanej.

Znany jest, na przykład ze zgłoszenia patentowego PCT/US99/08844, sposób i układ do m onitorowania ciśnienia medium hydraulicznego w stojakach sekcji obudowy zmechanizowanej, w którym do programowanego sterownika doprowadza się dane o aktualnym obciążeniu stojaków dla alarmowania o niebezpiecznie wysokich obciążeniach oraz o konieczności wzmocnienia po dparcia stropu. Układ do tego celu pracuje z wykorzystaniem przetworników ciśnienia zabudowanych w stojakach hydraulicznych, oraz czujnik a tensometrycznego, wskazującego na wielkość obciążenia tych stojaków. Ponieważ dane o ciśnieniu oraz obciążeniu we wszystkich stojakach są włączone w sieć programowanego sterownika, monitoringiem w czasie rzeczywistym objęte są wszystkie st ojaki w wyrobisku kontrolowanym, a to daje możliwość szybkiego i ukierunkowanego oddziaływania dla zapobiegnięcia niebezpieczeństwu złego podparcia stropu. Jednocześnie możliwa jest wizual izacja stanu rozparcia stojaka, realizowana za pomocą wielokolorowych lamp sygnali zacyjnych, przypisanych poszczególnym stojakom hydraulicznym, względnie sygnalizacja akustyczna o stanie niebezpiecznym.

Znany jest, na przykład ze zgłoszenia patentowego CN 102 235 172 (A) układ do bezprzewodowego monitorowania kompleksów obudowy w zakresie ich podporności, umożliwiający wykrywanie niewłaściwego rozparcia, alarmowania o takich stanach oraz reagowanie w powstałych sytuacjach awaryjnych. Rozwiązanie to bazuje na przekazywaniu danych z poszczególnych czujników, w które wyposażona jest sekcja, drogą radiową do jednostki sterującej, diagnozującej przekazany, aktualny stan i wypracowującej rozwiązania problemów w postaci sygnałów, przekazywanych również drogą radiową do poszczególnych urządzeń dla zapobiegania powstaniu sytuacji awaryjnych.

Rozwiązania znane dokonują monitoringu sekcji przez przetwarzanie impulsów czujników z abudowanych w stojakach hydraulicznych sekcji, ze wskazaniem podporności sekcji, jako całości, za pomocą sygnalizatorów optycznych względnie akustycznych, przy czym przetwarza nie danych uzyskanych zarówno drogą przewodową, jak i bezprzewodową, realizowane jest w programowanym sterowniku. W przypadkach sekcji obudowy zmechanizowanej, w których jednej stropnicy odpowi ada jeden podpierający ją stojak hydrauliczny, aproksymowanie parametrów pracy stojaka hydraulicznego do sekcji obudowy zmechanizowanej jest uzasadnione. Jednak w sekcjach obudów zm echanizowanych wielostojakowych, gdzie jedną stropnicę podpiera kilka stojaków, przy stwierdzeniu nieprawidłowej podporności sekcji nie ma sygnalizacji podporności poszczególnych stojaków h ydraulicznych, co zasadniczo komplikuje umiejscowienie awarii i wypracowanie właściwego sposobu jej usunięcia.

Znane są i stosowane w układach sterowania obudów górniczych, na przykład wg opisu p atentowego P.365616 A, czy PL 200743, rozwiązania wyposażone w komparatory ciśnienia, przy czym są one włączone na wejściu sterującym rozdzielacza wykonawczego rozpierania stosowania z wyjściem rozdzielacza pilotowego. Układ ten służy do automatycznego doładowywania ciśnienia w komorach podtłokowych, nie daje jednak żadnej informacji na temat wartości tego ciśnienia w danym momencie. Znane jest ponadto na przykład z patentu PL 201250 B1 sposób określania stanu rozparcia stojaka hydraulicznego poprzez ciągły monitoring ciśnienia w komorze podtłokowej stojaka i porównywanie go w określonych przedziałach z wartością ciśnienia w komorze nadtłok owej. Rozwiązanie to w przypadku sekcji wielostojakowych nie daje obrazu stanu podparcia całej sekcji obudowy zmechanizowanej.

PL 224 805 B1

Celem wynalazku jest opracowanie takiego układu kontroli podporności sekcji obudowy górniczej, który pozwoli na sygnalizowanie stanu podporności sekcji wielostojakowej z jednoczesną sygn alizacją podporności każdego ze stojaków hydraulicznych, zabudowanych pod wspólną stropnicą w kompleksie zmechanizowanym.

Istota wynalazku polega na tym, układ posiada komparator ciśnienia włączony na wyjściu każdego przetwornika ciśnienia równolegle do modułu komunikacyjnego, służącego do łączenia z siecią transmisyjną, włączony jest komparator ciśnienia wraz z przypisanym mu wskaźnikiem ciśnienia.

Korzystnym jest w przypadku bezprzewodowej transmisji danych w sieci, gdy wyjścia każdego z przetworników ciśnienia stojaka sekcji obudowy górniczej połączone są z odpowiadającymi im komparatorami ciśnienia w jednostce sygnalizacyjnej za pośrednictwem modułów komunikacyjnych.

Dla łatwej kontroli systemu podporności sekcji w miejscu jej zabudowania korzystnym jest również, gdy jednostka sygnalizacyjna połączona jest z optycznymi i/lub optyczno-akustycznymi wskaźnikami podporności sekcji obudowy górniczej.

Pożądanym jest, aby wskaźnik podporności sekcji był wskaźnikiem dwustanowym, wskazującym pełną sprawność sekcji, względnie, nawet w przypadku niewielkiego spadku podporności, n iesprawność sekcji obudowy górniczej.

Zasadniczą zaletą układu według wynalazku jest jednoczesne kontrolowanie i wskazywanie w czasie rzeczywistym podporności każdego ze stojaków hydraulicznych oraz łączne kontrolowanie i wskazywanie podporności całej sekcji, względnie jej jednej stropnicy podpartej więcej niż jednym stojakiem hydraulicznym. Jest to skutkiem kontrolowania każdego z osobna stojaka hydraulicznego i równoległego, z wykorzystaniem komparatorów, kontrolowania grupy stojaków hydraulicznych zabudowanych pod wspólną dla nich stropnicą. Ponieważ każdy ze stojaków kontrolowany jest indywidua lnie oraz w grupach, dzięki jednostkom sygnalizacyjnym można w każdej chwili określić stan rzeczyw isty każdego z nich w kontrolowanej grupie, co jest bardzo istotne w sytuacji braku zachowania żądanej podporności grupy stojaków hydraulicznych, przy niepełnej podporności przykładowo jednego z nich. Dodatkową korzyścią wynikającą z włączenia obiegów z komparatorami w sieć sterowaną programowanym sterownikiem jest możliwość zdalnego regulowania progu podporności sekcji obudowy górniczej, przekazanie którego będzie sygnalizowane. Zaletą sygnalizacji dwustanowej jest wyelim inowanie możliwości traktowania niewielkiego spadku podporności sekcji poniżej poziomu nastawionego, jako stanu umożliwiającego jeszcze pracę. Z tej przyczyny układ według wynalazku powoduje wzrost poziomu bezpieczeństwa pracy załogi oraz wymusza przestrzeganie reżimu robót konserwacyjnych i remontowych.

Układ według wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat ideowy fragmentu sieci transmisyjnej z wyodrębnioną sekcją obudowy górniczej, posiadającą dwa stojaki hydrauliczne rozpierające wspólną dla nich stropnicę.

Sekcja 1 obudowy górniczej posiada dwa stojaki hydrauliczne 2a, 2b podpierające wspólną dla nich stropnicę 3. Każdy ze stojaków hydraulicznych 2a, 2b ma w swej komorze podtłokowej zainstal owany czujnik ciśnienia 4a, 4b połączony z przetwornikiem ciśnienia 5a, 5b przekazującym przetworzony sygnał pomierzonego ciśnienia medium hydraulicznego za pośrednictwem przypisanego mu modułu komunikacyjnego 6a, 6b do sieci 9. Dodatkowo każdy z przetworników ciśnienia 5a, 5b połączony jest z lokalnym wskaźnikiem ciśnienia stojaka 8a, 8b przez komparator ciśnienia 7a, 7b. Komparator ciśnienia 7a, 7b dokonuje porównania ciśnienia z przetwornika ciśnienia 5a, 5b z założonym, wym aganym ciśnieniem progowym dla stojaka hydraulicznego 2a, 2b. W przypadku gdy ciśnienie w stojaku hydraulicznym 2a, 2b jest niższe od wymaganego ciśnienia progowego nastawionego w komparatorze 7a, 7b wskaźnik ciśnienia 8a, 8b sygnalizuje nieprawidłowy stan rozparcia stojaka hydraulicznego 2a, 2b. Gdy ciśnienie w stojaku hydraulicznym 2a, 2b jest wyższe niż założone ciśnienie progowe w komparatorze 7a, 7b, wówczas wskaźnik ciśnienia 8a, 8b sygnalizuje prawidłowe rozparcie stojaka h ydraulicznego 2a, 2b.

W sieci 9 każda z sekcji 1 obudowy górniczej posiada przypisaną jej jednostkę sygnalizacyjną 10, wyposażoną w moduł komunikacyjny 11 przekazujący sygnały z przypisanych mu modułów komunikacyjnych 6a, 6b do programowanego sterownika 12 oraz z programowanego sterownika 12 do modułów komunikacyjnych 6a, 6b każdego ze stojaków hydraulicznych 2a, 2b sekcji 1 obudowy górniczej, w tym przypadku za pomocą łączności radiowej. Moduł komunikacyjny 11, przypisany stojakom hydraulicznym 2a, 2b, połączony jest torem łączności ze sterownikiem 12, który wyposażony jest w dwa komparatory ciśnienia 13a, 13b. Każdy z komparatorów ciśnienia 13a, 13b dokonuje porównania wartości sygnału ciśnienia wyemitowanego przez przetwornik ciśnienia 5a, 5b z założonym, wy4

PL 224 805 B1 maganym ciśnieniem progowym dla sekcji 1 obudowy górniczej i przekazuje wynik do przypisanej do sekcji 1 obudowy górniczej jednostki sygnalizacyjnej 10, której wskaźnik podporności 14 zabudowany jest na sekcji 1 obudowy górniczej. Ciśnienie progowe komparatorów ciśnienia 13a, 13b może być regulowane w zależności od aktualnych potrzeb przez programowany sterownik 12. Gdy wartość ciśnienia w stojaku hydraulicznym 2a lub 2b jest niższa od nastawionego ciśnienia progowego komparatorów ciśnienia 13a, 13b, wówczas wskaźnik podporności 14 wskazuje nieprawidłową podporność sekcji 1 obudowy górniczej, co wymaga natychmiastowej interwencji. W przypadku, gdy wartość ciśnienia w stojakach hydraulicznych 2a i 2b jest powyżej ciśnienia progowego komparat orów 13a i 13b, wówczas wskaźnik podporności 14 sygnalizuje prawidłową podporność sekcji 1 ob udowy górniczej.

Claims (4)

1. Układ kontroli podporności sekcji obudowy górniczej, zwłaszcza wielostojakowej, posiadającej co najmniej dwa stojaki hydrauliczne, podpierające jedną stropnicę, wyposażone w przetworniki ciśnienia medium hydraulicznego mierzące ciśnienie w komorach podtłokowych i/lub komorach nadtłokowych, przekazujące sygnały do modułu komunikacyjnego włączonego w sieć transmisji i posiad ający jednostkę sygnalizacyjną obrazującą sygnały dotyczące ciśnienia oraz wykorzystujące komparatory ciśnienia, znamienny tym, że komparator ciśnienia (7a, 7b) z przypisanym mu wskaźnikiem ciśnienia (8a, 8b) włączony jest na wyjściu każdego przetwornika ciśnienia (5a, 5b) równolegle do modułu komunikacyjnego (6a, 6b i 11).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wyjścia przetworników ciśnienia (5a, 5b) każdego stojaka sekcji obudowy górniczej (2a, 2b) połączone są z odpowiadającymi im komparatorami ciśnienia (13a, 13b) jednostki sygnalizacyjnej (10) za pośrednictwem modułów komunikacyjnych (6a, 6b, 11).

3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jednostka sygnalizacyjna (10) połączona jest z optycznymi i/lub optyczno-akustycznymi wskaźnikami podporności (14) sekcji (1) obudowy górniczej (1) oraz wskaźnikami ciśnienia (8a, 8b) indywidualnych stojaków hydraulicznych (2a, 2b).

4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że wskaźnik podporności (14) sekcji (1) jest wskaźnikiem dwustanowym.