PL235094B1

PL235094B1 - Method and the control system of the mining winning machine in the methane longwalls

Info

Publication number: PL235094B1
Application number: PL423485A
Authority: PL
Inventors: Wacław Dziurzyński; Wacła W Dziurzyński; Andrzej Krach; An Drzej Krach; Stanisław Wasilewski; Stan Isła W Wasilewski
Original assignee: Instytut Mech Gorotworu Polskiej Akademii Nauk
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2020-05-18
Also published as: PL423485A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ sterowania prędkością ruchu górniczej maszyny urabiającej w ścianach z zagrożeniem metanowym w celu minimalizacji czasu postojów maszyny urabiającej, spowodowanych wyłączeniem zasilania przy przekroczeniu dopuszczalnej wartości stężenia metanu w strumieniu powietrza przewietrzającego ścianę.The subject of the invention is a method and a system for controlling the speed of movement of the mining machine in walls with a methane hazard in order to minimize the downtime of the mining machine, caused by switching off the power supply when the permissible value of methane concentration in the stream of air ventilating the wall is exceeded.

W kopalniach metanowych z systemem metanometrii automatycznej metanomierze wyłączającorejestrujące umieszczone w chodnikach w prądzie powietrza dopływającym i wypływającym ze ściany wyłączają napięcie zasilające urządzenia elektryczne w ścianie, znajdujące się w prądzie powietrza wypływającym ze ściany i w prądzie powietrza dopływającym do ściany w odległości co najmniej 10 m od wlotu do ściany, przy przekroczeniu stężenia 2% metanu w powietrzu wypływającym ze ściany lub 1 % w powietrzu dopływającym do ściany.In methane mines with an automatic methane measurement system, methane meters, which turn off the recording, located in the pavements in the air current flowing in and out of the wall, turn off the voltage supplying electrical devices in the wall, located in the air current flowing from the wall and in the air current flowing to the wall at a distance of at least 10 m from the inlet to the wall, when the concentration of 2% methane in the air flowing from the wall or 1% in the air flowing into the wall is exceeded.

Znany jest sposób zapobiegania wyłączeniom zasilania przez zarejestrowanie parametrów cyklu urabiania (stężenia metanu, prędkość urabiania, wyłączenia napięcia) i wykorzystanie tej informacji w następnych cyklach urabiania.It is known to prevent power cuts by recording the parameters of the cutting cycle (methane concentration, cutting speed, voltage cutouts) and using this information in the following cutting cycles.

Znany jest również sposób zapobiegania wyłączeniom zasilania przez ciągły pomiar stężenia metanu i kontrolę jego zmian, realizowany przez osobę z przenośnym metanomierzem, idącą w odległości kilkunastu metrów od maszyny urabiającej. Gdy maszyna urabiająca przesuwa się w kierunku prądu powietrza w ścianie, osoba wykonująca pomiar stężenia metanu idzie przed maszyną urabiającą, natomiast przy ruchu maszyny urabiającej w kierunku przeciwnym do kierunku prądu powietrza, osoba mierząca stężenie metanu idzie za maszyną urabiającą. Wówczas mierzone przenośnym metanomierzem stężenie metanu obejmuje metan wydzielający się ze świeżo odsłoniętej calizny węglowej i z odstawianego urobku. W przypadku narastania mierzonego stężenia metanu grożącego osiągnięciem wartości dopuszczalnej 2% osoba wykonująca pomiar informuje obsługę maszyny urabiającej o konieczności zmniejszenia prędkości urabiania. Gdy mierzone stężenie metanu pokaże przebieg malejący osoba wykonująca pomiar przekaże obsłudze maszyny urabiającej komunikat o możliwości zwiększenia prędkości urabiania. Dzięki temu zagrożenie wyłączeniem napięcia przez metanomierz systemu metanometrii automatycznej, mierzący stężenie metanu w prądzie powietrza wypływającym ze ściany jest znacznie zmniejszone.There is also a known method of preventing power shutdowns by continuous measurement of methane concentration and control of its changes, carried out by a person with a portable methane meter, walking several meters from the mining machine. When the mining machine moves towards the air current in the longwall, the person measuring the methane concentration goes in front of the mining machine, while when the mining machine moves in the opposite direction to the air current, the person measuring the methane concentration follows the mining machine. Then, the methane concentration measured with a portable methane meter includes methane released from the freshly exposed carbonaceous body and from the deposited material. In the event of an increase in the measured concentration of methane, which threatens to reach the permissible value of 2%, the person performing the measurement informs the operator of the mining machine about the need to reduce the cutting speed. When the measured methane concentration shows a decreasing course, the person performing the measurement will inform the mining machine operator about the possibility of increasing the cutting speed. Thanks to this, the risk of voltage being turned off by the methane meter of the automatic methane measurement system, which measures the concentration of methane in the air current flowing from the wall, is significantly reduced.

Wadą tego sposobu jest subiektywna ocena zagrożenia wyłączeniem napięcia przy dopuszczalnym stężeniu metanu dokonywana przez osobę wykonującą pomiar stężenia metanu oraz subiektywna ocena, o ile należy zmniejszyć prędkość urabiania, dokonywana przez obsługę maszyny urabiającej.The disadvantage of this method is the subjective assessment of the risk of switching off the voltage at the permissible methane concentration made by the person measuring the methane concentration and the subjective assessment of how much the cutting speed should be reduced by the operator of the mining machine.

Sposób sterowania górniczą maszyną urabiającą w ścianach metanowych według wynalazku, w którym prowadzi się ciągły pomiar stężenia metanu na wlocie i wylocie ściany i zmienia prędkość urabiania maszyny urabiającej w przypadku przekroczenia dopuszczalnej wartości stężenia metanu w strumieniu powietrza przewietrzającego ścianę, polega na tym, że mierzy się ponadto stężenia metanu w prądzie powietrza przepływającym przez ścianę metanomierzami rozmieszczonymi wzdłuż ściany, a wyniki pomiarów przesyła się do układu kalkulującego, w którym przetwarza się je, zmniejszając obliczaną prędkość urabiania, gdy narasta stężenie metanu, mierzone przez metanomierz w prądzie powietrza wypływającym z ściany lub przez metanomierz w prądzie powietrza dopływającym do ściany lub mierzone przez którykolwiek z metanomierzy rozmieszczonych wzdłuż ściany i zwiększając obliczaną prędkość urabiania, gdy wszystkie metanomierze pokazują zmniejszanie się mierzonych wartości stężeń metanu.The method of controlling the mining machine in methane longwalls according to the invention, in which the methane concentration is continuously measured at the wall inlet and outlet, and the cutting speed of the mining machine is changed, in the event that the permissible value of methane concentration in the stream of air ventilating the wall is exceeded, consists in measuring in addition, methane concentrations in the air current flowing through the wall with methane meters located along the wall, and the measurement results are sent to a calculating system where they are processed, reducing the calculated cutting speed when the methane concentration increases, measured by the methane meter in the air current flowing from the wall or through methane meter in the air current flowing to the wall or measured by any of the methane meters placed along the wall and increasing the calculated cutting speed when all methane meters show a decrease in the measured values of methane concentrations.

Obliczoną wartość prędkości urabiania przesyła się z układu kalkulacyjnego do panelu odczytującego, po czym ustawia się ją w maszynie urabiającej.The calculated value of the cutting speed is sent from the calculating system to the reading panel, and then it is set in the cutting machine.

Z układu kalkulacyjnego ewentualnie przesyła się obliczoną wartość prędkości ruchu bezpośrednio do układu regulującego prędkość posuwu maszyny urabiającej.Optionally, the calculated value of the speed of movement is sent from the calculation system directly to the system regulating the speed of the cutting machine advance.

W korzystnym wykonaniu do układu kalkulującego przesyła się dodatkowo wartości stężeń metanu na wylocie chodnika wentylacyjnego.In a preferred embodiment, the values of methane concentrations at the outlet of the ventilation passage are additionally sent to the calculating system.

Ewentualnie do układu kalkulującego przesyła się wynik pomiaru położenia maszyny urabiającej w ścianie z miernika położenia w celu skorelowania mierzonego przez metanomierze stężenia metanu z położeniem i prędkością ruchu maszyny urabiającej.Optionally, the result of the measurement of the cutting machine position in the wall is sent to the calculating system from the position meter in order to correlate the methane concentration measured by the methane meters with the position and speed of the cutting machine movement.

Układ sterowania górniczą maszyną urabiającą w ścianach metanowych według wynalazku składa się z metanomierza w prądzie powietrza wypływającym ze ściany i metanomierza w prądzieThe control system of a mining mining machine in methane longwall according to the invention consists of a methane meter in the air current flowing from the wall and a methane meter in the current

PL 235 094 B1 powietrza dopływającym do ściany oraz metanomierzy rozmieszczonych wzdłuż ściany, a wyjścia metanomierzy rozmieszczonych wzdłuż ściany i metanomierzy w prądzie powietrza wypływającym i dopływającym do ściany dołączone są do układu kalkulacyjnego .The flow of air flowing to the wall and methane meters located along the wall, and the outputs of the methane meters located along the wall and methane meters in the air current flowing to the wall are connected to the calculating system.

Układ kalkulacyjny połączony jest bezprzewodowo z panelem odczytowym, ewentualnie układ kalkulacyjny połączony jest bezprzewodowo z układem regulacji prędkości posuwu maszyny urabiającej.The calculating system is connected wirelessly with the reading panel, or the calculating system is connected wirelessly with the system of speed control of the cutting machine.

Układ sterowania ewentualnie zawiera metanomierz umieszczony na wylocie chodnika wentylacyjnego i dołączony do układu kalkulacyjnego.The control system possibly includes a methane meter located at the exit of the ventilation walkway and connected to the calculation system.

Układ sterowania ewentualnie zawiera miernik położenia w ścianie maszyny urabiającej połączony z układem kalkulacyjnym.The control system optionally includes a position gauge in the wall of the cutting machine connected to a calculator.

Zaletą sposobu sterowania górniczą maszyną urabiającą według wynalazku jest eliminacja postojów maszyny urabiającej spowodowanych wyłączeniami napięcia przez metanomierze systemu metanometrii automatycznej, co przekłada się na zwiększenie wydobycia.The advantage of the method of controlling the mining mining machine according to the invention is the elimination of downtime of the mining machine caused by voltage shutdowns by the methane meters of the automatic methane measurement system, which translates into increased production.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ realizujący sposób sterowania maszyną urabiającą w postaci schematu ściany z maszyną urabiającą - kombajnem ścianowym 1 z układem regulacji prędkości posuwu, przemieszczającym się na przenośniku ścianowym 2, z kombajnistą 3, z układem kalkulującym 5, z metanomierzami w ścianie 6, z metanomierzem w prądzie wypływającym z ściany 7, z metanomierzem w prądzie dopływającym do ściany 8 i z metanomierzem na wy kicie z chodnika wentylacyjnego 9. Dodatkowo układ może być uzupełniony miernikiem położenia kombajnu 10.The subject of the invention will be explained in more detail in the embodiment in which Fig. 1 shows a system implementing the method of controlling a mining machine in the form of a wall diagram with a mining machine - a longwall shearer 1 with a feed speed control system moving on a wall conveyor 2, with a shearer 3 , with a calculating system 5, with methane meters in the longwall 6, with a methane meter in the current flowing from the wall 7, with a methane meter in the current flowing to the longwall 8 and with a methane meter on the exit from the ventilation passage 9. Additionally, the system can be supplemented with a combine position meter 10.

Układ wyposażony jest w panel 4 do odczytu prędkości ruchu kombajnu.The system is equipped with a panel 4 for reading the speed of the combine.

Fig. 2 przedstawia układ realizujący sposób sterowania maszyną urabiającą w wersji z łącznością bezprzewodową między układem regulacji prędkości posuwu kombajnu 1 i układem kalkulacyjnym 5; układ kalkulacyjny wysyła sygnał ustawiania prędkości ruchu kombajnu bezpośrednio do układu regulacji prędkości posuwu.Fig. 2 shows a system implementing the method of controlling a mining machine in a version with wireless communication between the combine feed speed control system 1 and the calculation system 5; the calculating system sends a signal for setting the combine speed directly to the feed speed control system.

Kombajn 1 przesuwa się z zadaną prędkością na przenośniku ścianowym 2 urabiając węgiel, odstawiany przenośnikiem ścianowym do przenośnika w chodniku transportowym.The shearer 1 moves at a preset speed on the face conveyor 2, mining the coal, which is discharged by the face conveyor to the conveyor in the transport road.

Metan wydzielający się z calizny węglowej ściany, a zwłaszcza ze strefy spękań przed kombajnem lub w czasie przekładki obudowy i przenośnika, ze świeżo odsłoniętej powierzchni węgla za kombajnem i z odstawianego urobku, tworzy z powietrzem przewietrzającym ścianę mieszaninę o stężeniu mierzonym przez metanomierze umieszczone w ścianie 6 i w powietrzu wypływającym z ściany 7. Stężenie metanu w prądzie powietrza dopływającym do ściany mierzy metanomierz 8. Wyniki pomiarów stężenia przesyłane są do układu kalkulującego 5, gdzie wprowadzane są jako dane wejściowe do programu obliczającego żądaną prędkość ruchu kombajnu, zmniejszając tę prędkość, gdy wzrasta stężenie metanu, mierzone przez metanomierz 7 w prądzie powietrza wypływającym z ściany lub przez metanomierz 8 w prądzie powietrza dopływającym do ściany lub mierzone przez którykolwiek z metanomierzy 6 rozmieszczonych wzdłuż ściany i zwiększając tę prędkość, gdy wszystkie metanomierze pokazują zmniejszanie się mierzonych wartości stężeń.Methane emitted from the solid coal wall, especially from the cracking zone in front of the shearer or during the casing and conveyor spacing, from the freshly exposed coal surface behind the shearer and from the removed spoil, forms a mixture with the air ventilating the wall with a concentration measured by methane meters located in the longwall 6 and the air flowing from the longwall 7. The concentration of methane in the air current flowing to the longwall is measured by the methane meter 8. The results of the concentration measurements are sent to the calculating system 5, where they are entered as input data into the program calculating the desired speed of the roadheader's movement, reducing this speed when the concentration of methane increases measured by a methane meter 7 in the air current flowing from the wall or by a methane meter 8 in the air current flowing into the wall or measured by any of the methane meters 6 arranged along the wall and increasing this speed when all methane meters show a decrease in the measured conc. eń.

Dodatkowo mogą być wprowadzone jako dane wejściowe wyniki pomiarów stężenia metanu z metanomierza 9 na wylocie chodnika wentylacyjnego i wynik pomiaru położenia kombajnu z miernika położenia 10. Obliczona nowa wartość prędkości ruchu kombajnu przesyłana jest bezprzewodowo do panelu odczytowego 4, znajdującego się na wyposażeniu kombajnisty (fig. 1), lub przesyłana jest bezpośrednio do odbiornika w skrzyni aparaturowej kombajnu i dalej do układu regulacji prędkości posuwu kombajnu (fig. 2). W pierwszym przypadku kombajnista 3 ustawia odczytaną prędkość za pomocą elementów regulacyjnych na skrzyni aparaturowej kombajnu lub na pilocie kombajnu, natomiast w drugim przypadku ustawienie zadanej prędkości realizuje układ regulacji prędkości posuwu znajdujący się w skrzyni aparaturowej.Additionally, the results of measurements of methane concentration from the methane meter 9 at the exit of the ventilation passage and the result of the shearer position measurement from the position gauge 10 can be entered as input data. The calculated new value of the shearer movement speed is sent wirelessly to the reading panel 4 on the shearer's equipment (Fig. 1), or it is sent directly to the receiver in the harvester's apparatus box and further to the harvester advance speed control system (Fig. 2). In the first case, the combine operator 3 sets the read speed by means of regulating elements on the combine's apparatus box or on the combine's remote control, while in the second case, the setting of the set speed is performed by the feed speed control system located in the apparatus box.

Claims

Patent claims

1. The method of controlling the mining machine in methane longwalls, consisting in continuous measurement of methane concentration at the inlet and outlet of the longwall and changing the mining speed of the mining machine, characterized in that the methane concentration in the air current flowing through the wall is also measured with methane meters (6) located along the wall and the measurement results are sent to a calculator (5) where the desired speed is calculated

Of the mining machine, reducing this speed when the concentration of methane increases, measured by any of the aforementioned methane meters: a methane meter (7) in the air current flowing from the wall or a methane meter (8) in the air current flowing to the wall or measured by any of the methane meters (6) located along the wall and increasing this speed when all methane meters simultaneously show a decrease in the measured values of methane concentrations.

2. The control method according to p. The method of claim 1, characterized in that the calculated value of the cutting speed is sent from the calculating system (5) to the reading panel, and then it is set in the cutting machine.

3. The control method according to p. The method of claim 1, characterized in that the calculated value of the speed of movement is sent from the calculation system (5) directly to the feed speed control system of the cutting machine (1).

4. The control method according to p. The method of claim 1, characterized in that the values of methane concentrations at the outlet of the ventilation path, measured with a methane meter (9), are additionally sent to the calculating system.

5. The control method according to p. The method of claim 1, characterized in that the measurement result of the cutting machine position in the wall is sent to the calculating system (5) from the position meter (10) in order to correlate the methane concentration measured by the methane meters with the position and speed of the cutting machine (1).

6. Control system of a mining machine in methane longwall, characterized by the fact that it consists of a methane meter (7) in the air current flowing from the wall, a methane meter (8) in the air current flowing to the wall, and methane meters (6) located along the wall, and the outputs of methane meters (6) located along the wall and methane meters (7) and (8) in the air current flowing out and flowing into the wall are connected to the calculation system (5) wirelessly connected to the reading panel (4), possibly wirelessly connected to the feed speed control system mining machine.

The control system according to claim 1 6. A method as claimed in claim 6, further comprising a methane meter (9) located at the outlet of the ventilation passage and connected to the calculation system (5).

8. The control system according to claim 6. The method of claim 6, characterized in that it comprises a position meter (10) in the wall of the cutting machine connected to a calculator (5).