PL237724B1

PL237724B1 - System wydobywczy oraz sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym

Info

Publication number: PL237724B1
Application number: PL417320A
Authority: PL
Inventors: Gareth Rimmington
Original assignee: Joy Mm Delaware Inc
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2021-05-17
Also published as: RU2016120849A; CN112196530B; CN205990911U; DE102016209054A1; PL417320A1; GB2541266B; US10138728B2; RU2016120849A3; RU2019143123A; CN106194178A; US20160348503A1; US9810065B2; CN106194178B; GB2541266A; AU2016203363A1; RU2019143123A3; RU2712812C2; CN112196530A; GB201609107D0; US20180030830A1

Abstract

Sterowanie wydobyciem w systemie wydobywczym. Sterowanie, obejmuje odbieranie w procesorze pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki (125), określanie za pomocą procesora położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbieranie w procesorze drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika (105) i określanie za pomocą procesora obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału. Sposób obejmuje ponadto określanie z użyciem procesora wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki i obciążenia przenośnika oraz sterowanie prędkością wrębiarki na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy ogólnie sterowania ścianowym systemem wydobywczym. Ścianowy system wydobywczy zawiera wrębiarkę ścianową i przenośnik, taki jak przenośnik ścianowy (ang. armored face conveyor, AFC) lub przenośnik zgrzebłowy podścianowy (ang. beam stage loader, BSL). A dokładniej, niniejszy wynalazek dotyczy systemu wydobywczego oraz sposobu sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym.

Ścianowe systemy wydobywcze stosowane w górnictwie podziemnym zawierają na przykład wrębiarkę do usuwania wydobytego materiału (na przykład węgla) z przodka oraz przenośnik, taki jak AFC lub BSL, do transportu wydobywanego materiału z obszaru, gdzie materiał jest wydobywany, do obszaru jego przetwarzania (na przykład kruszenia, magazynowania itp.). Wrębiarka jest napędzana przez jeden albo więcej mechanizmów napędowych (na przykład silników) w celu zmiany jego położenia wzdłuż przodka i usuwania wydobywanego materiału z przodka. Przenośniki AFC zawierają na przykład pierwsze koło zębate i drugie koło zębate, wokół których umieszczono łańcuch. Łańcuch jest napędzany przez jeden albo więcej mechanizmów napędowych (na przykład silnik na wlocie do ściany, silnik na wylocie ze ściany itp.), a ruch łańcucha wokół kół zębatych powoduje, że przenośnik transportuje wydobywany materiał.

Gdy wrębiarka przemieszcza się wzdłuż przenośnika AFC i materiał jest usuwany z przodka, istnieje możliwość, że przenośnik AFC będzie działać w warunkach niedostatecznego obciążenia. Na przykład gdy na przenośniku AFC obecna będzie stosunkowo niewielka ilość wydobywanego materiału (to jest w porównaniu z maksymalnym obciążeniem przenośnika AFC), to system wydobywczy może dysponować dostępną przepustowością. Jeżeli po stwierdzeniu, że system wydobywczy nie działa na pełnych obrotach, wydajność systemu wydobywczego zostanie zwiększona, to system wydobywczy może wykorzystać dostępną przepustowość i usuwać więcej materiału z kopalni. Wydajność kopalni może być zwiększona na przykład przez zwiększenie prędkości wrębiarki i/albo prędkości przenośnika. Podobnie, jeżeli system wydobywczy działa powyżej pełnej przepustowości, to wydajność systemu wydobywczego można zmniejszyć, aby zapobiec uszkodzeniu systemu wydobywczego.

W związku z powyższym niniejszy wynalazek zapewnia system wydobywczy. System wydobywczy według wynalazku zawiera wrębiarkę, przenośnik, pierwszy mechanizm napędowy sprzężony z wrębiarką i przystosowany do napędzania wrębiarki, oraz sterownik. System wydobywczy charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy czujnik przystosowany do generowania pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki oraz drugi czujnik przystosowany do generowania drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika. Sterownik systemu wydobywczego jest przystosowany do odbierania pierwszego sygnału z pierwszego czujnika, określania położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbierania drugiego sygnału z drugiego czujnika, określania obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału, określania wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki oraz obciążenia przenośnika, oraz sterowania prędkością wrębiarki na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

Korzystnie system wydobywczy zawiera ponadto drugi mechanizm napędowy sprzężony z przenośnikiem i przystosowany do napędzania przenośnika, przy czym sterownik jest ponadto przystosowany do sterowania prędkością przenośnika w oparciu o wydobycie w systemie wydobywczym.

Korzystnie sterownik systemu wydobywczego jest ponadto przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową oraz do sterowania prędkością wrębiarki na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

Korzystnie określona wcześniej wartość progowa odpowiada maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym.

Korzystnie pierwszy czujnik stanowi czujnik położenia.

Korzystnie drugi czujnik stanowi czujnik obciążenia.

Korzystnie pierwszy mechanizm napędowy zawiera silnik.

Korzystnie prędkość wrębiarki jest sterowana przez regulowanie prędkości silnika.

Niniejszy wynalazek zapewnia ponadto sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym. Sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym charakteryzuje się tym, że w procesorze odbiera się pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki, na podstawie pierwszego sygnału określa się za pomocą procesora położenie wrębiarki, w procesorze odbiera się drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika, na podstawie drugiego sygnału określa się za pomocą procesora obciążenie przenośnika, na podstawie położenia wrębiarki oraz obciążenia przenośnika określa się za pomocą

PL 237 724 B1 procesora wydobycie w systemie wydobywczym, oraz na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym steruje się prędkością wrębiarki.

Korzystnie na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym steruje się ponadto prędkością przenośnika.

Korzystnie ponadto porównuje się za pomocą procesora wydobycie w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową oraz steruje się prędkością wrębiarki na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

Korzystnie czujnik położenia generuje pierwszy sygnał.

Korzystnie czujnik obciążenia generuje drugi sygnał.

Korzystnie czujnik obciążenia stanowi czujnik naprężenia.

Korzystnie mechanizm napędowy zawiera silnik o zmiennej prędkości obrotowej.

Niniejszy wynalazek zapewnia ponadto system wydobywczy zawierający wrębiarkę, przenośnik, pierwszy mechanizm napędowy sprzężony z przenośnikiem i przystosowany do napędzania przenośnika, oraz sterownik. System wydobywczy charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy czujnik przystosowany do generowania pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki oraz drugi czujnik przystosowany do generowania drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika. Sterownik systemu wydobywczego jest przystosowany do odbierania pierwszego sygnału z pierwszego czujnika, określania położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbierania drugiego sygnału z drugiego czujnika, określania obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału, określania wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki oraz obciążenia przenośnika, oraz sterowania prędkością przenośnika na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

Korzystnie system wydobywczy zawiera ponadto drugi mechanizm napędowy sprzężony z wrębiarką i przystosowany do napędzania wrębiarki, przy czym sterownik jest ponadto przystosowany do sterowania prędkością wrębiarki w oparciu o wydobycie w systemie wydobywczym.

Korzystnie sterownik jest ponadto przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową oraz do sterowania prędkością przenośnika na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

Korzystnie pierwszy czujnik stanowi czujnik położenia.

Korzystnie drugi czujnik stanowi czujnik obciążenia.

Korzystnie pierwszy mechanizm napędowy zawiera silnik.

Korzystnie prędkość przenośnika jest sterowana przez regulowanie prędkości silnika.

Korzystnie prędkość przenośnika stanowi prędkość, z jaką przenośnik przemieszcza się w kierunku przodka.

Niniejszy wynalazek zapewnia ponadto sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym. Sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym, charakteryzuje się tym, że w procesorze odbiera się pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki, na podstawie pierwszego sygnału określa się za pomocą procesora położenie wrębiarki, w procesorze odbiera się drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika, na podstawie drugiego sygnału określa się za pomocą procesora obciążenie przenośnika, na podstawie położenia wrębiarki oraz obciążenia przenośnika określa się za pomocą procesora wydobycie w systemie wydobywczym, oraz na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym steruje się prędkością przenośnika.

Korzystnie ponadto na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym steruje się prędkością wrębiarki.

Korzystnie ponadto porównuje się za pomocą procesora wydobycie w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową oraz steruje się prędkością przenośnika na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

Korzystnie czujnik położenia generuje pierwszy sygnał.

Korzystnie czujnik obciążenia generuje drugi sygnał.

Korzystnie czujnik obciążenia stanowi czujnik naprężenia.

PL 237 724 B1

Korzystnie sposób charakteryzuje się tym, że mechanizm napędowy stanowi silnik o zmiennej prędkości obrotowej.

Niniejszy wynalazek dotyczy zatem zastosowania sterownika do sterowania prędkością wrębiarki i/albo przenośnika w ścianowym systemie wydobywczym do regulowania wydobycia w systemie wydobywczym. Sterownik odbiera sygnały związane z położeniem wrębiarki i/albo obciążeniem przenośnika i określa wydobycie w systemie wydobywczym. Sterownik może zmienić lub dostosować (to jest zwiększyć albo zmniejszyć) prędkość wrębiarki i/albo przenośnika w oparciu o wydobycie w systemie wydobywczym w celu poprawy wydajności systemu wydobywczego. Na przykład, zwiększenie prędkości wrębiarki powoduje usuwanie większej ilości materiału z przodka, a zwiększenie prędkości przenośnika sprawia, że wydobywany materiał jest transportowany do obszaru do szybszego przetwarzania.

W jednej z postaci wykonania wynalazek przedstawia system wydobywczy. System wydobywczy zawiera wrębiarkę, przenośnik, pierwszy mechanizm napędowy sprzężony z wrębiarką, pierwszy czujnik, drugi czujnik oraz sterownik. Pierwszy mechanizm napędowy jest przystosowany do napędzania wrębiarki. Pierwszy czujnik jest przystosowany do generowania pierwszego sygnału, związanego z położeniem wrębiarki. Drugi czujnik jest przystosowany do generowania drugiego sygnału, związanego z obciążeniem przenośnika. Sterownik jest przystosowany do odbierania pierwszego sygnału z pierwszego czujnika, określania położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbierania drugiego sygnału z drugiego czujnika i określania obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału. Sterownik jest ponadto przystosowany do określania wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki i obciążenia przenośnika oraz sterowania prędkością wrębiarki na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

W kolejnej postaci wykonania wynalazek przedstawia sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym. Sposób obejmuje odbieranie w procesorze pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki, określanie za pomocą procesora położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbieranie w procesorze drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika i określanie za pomocą procesora obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału. Sposób obejmuje ponadto określanie z użyciem procesora wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki i obciążenia przenośnika oraz sterowanie prędkością wrębiarki na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

W kolejnej postaci wykonania wynalazek przedstawia system wydobywczy. System wydobywczy zawiera wrębiarkę, przenośnik, pierwszy mechanizm napędowy sprzężony z przenośnikiem, pierwszy czujnik, drugi czujnik oraz sterownik. Pierwszy mechanizm napędowy jest przystosowany do napędzania przenośnika. Pierwszy czujnik jest przystosowany do generowania pierwszego sygnału, związanego z położeniem wrębiarki. Drugi czujnik jest przystosowany do generowania drugiego sygnału, związanego z obciążeniem przenośnika. Sterownik jest przystosowany do odbierania pierwszego sygnału z pierwszego czujnika, określania położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbierania drugiego sygnału z drugiego czujnika i określania obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału. Sterownik jest ponadto przystosowany do określania wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki i obciążenia przenośnika oraz sterowania prędkością przenośnika na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

W kolejnej postaci wykonania wynalazek przedstawia sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym. Sposób obejmuje odbieranie w procesorze pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki, określanie za pomocą procesora położenia wrębiarki na podstawie pierwszego sygnału, odbieranie w procesorze drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika i określanie za pomocą procesora obciążenia przenośnika na podstawie drugiego sygnału. Sposób obejmuje ponadto określanie z użyciem procesora wydobycia w systemie wydobywczym na podstawie położenia wrębiarki i obciążenia przenośnika oraz sterowanie prędkością przenośnika na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym.

Zanim jakiekolwiek postacie wykonania niniejszego wynalazku zostaną opisane szczegółowo, należy zrozumieć, że wynalazek nie ogranicza się w swoim zastosowaniu do szczegółów konfiguracji oraz rozmieszczenia elementów składowych przedstawionych w poniższym opisie lub przedstawionych na załączonych rysunkach. Wynalazek pozwala na inne postacie wykonania oraz może być realizowany na różne sposoby. Należy również zrozumieć, że stosowana tu frazeologia i terminologia służą jedynie

PL 237 724 B1 opisowi i nie należy ich traktować jako ograniczające. Stosowane tutaj określenia „zawierający”, „obejmujący” lub „mający” i ich odmiany mają na celu uwzględnić elementy wymienione dalej oraz ich ekwiwalenty, jak również dodatkowe elementy. O ile nie określono inaczej lub nie ograniczono w inny sposób, określenia „zamontowany”, „połączony”, „podparty” i „sprzężony” oraz ich odmiany stosuje się w szerokim znaczeniu i obejmują zarówno bezpośrednie, jak i pośrednie mocowanie, łączenie, podpieranie i sprzęganie.

Ponadto należy zrozumieć, że postacie wykonania wynalazku mogą zawierać sprzęt, oprogramowanie i elektroniczne elementy składowe lub moduły, które dla celów omówienia mogą być przedstawione i opisane, jak gdyby większość elementów składowych została zrealizowana jedynie sprzętowo. Jednak specjalista, na podstawie lektury niniejszego szczegółowego opisu, zorientuje się, że co najmniej w jednej z postaci wykonania elektroniczne elementy składowe wynalazku można zrealizować w postaci oprogramowania (na przykład, przechowywanego na nieulotnym nośniku odczytywanym przez komputer), wykonywalnego przez jedną albo większą liczbę jednostek przetwarzających, takich jak mikroprocesor i/albo układy scalone dedykowane określonym zastosowaniom (ang. Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Należy zauważyć, że wiele urządzeń sprzętowych i programowych, jak również wiele różnych konstrukcyjnych elementów składowych jako takich, może być wykorzystywanych do realizacji niniejszego wynalazku. Na przykład, „serwery” i „urządzenia liczące” przedstawione w niniejszym opisie mogą obejmować jedną albo więcej jednostek przetwarzających, jeden albo więcej modułów nośników odczytywanych przez komputer, jeden albo więcej interfejsów wejścia/wyjścia oraz różne połączenia (na przykład, magistralę systemową), łączące elementy składowe.

Inne aspekty wynalazku staną się zrozumiałe po zapoznaniu się z poniższym szczegółowym opisem oraz z załączonymi rysunkami.

Fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny ścianowego systemu wydobywczego.

Fig. 2 przedstawia widok perspektywiczny wrębiarki ścianowej, powiązanej z systemem wydobywczym z fig. 1.

Fig. 3 przedstawia widok perspektywiczny części przenośnika, powiązanego z systemem wydobywczym z fig. 1.

Fig. 4 przedstawia sterownik dla systemu wydobywczego z fig. 1 zgodnie z jedną z postaci wykonania wynalazku.

Fig. 5 przedstawia schemat ukazujący zależność między położeniem wrębiarki z fig. 2 a ilością wydobywanego materiału, ładowanego na przenośnik z fig. 3.

Fig. 6 przedstawia schemat ilustrujący sposób, w jaki naprężenie łańcucha zmienia się wzdłuż długości przenośnika z fig. 3.

Fig. 7 przedstawia proces optymalizacji systemu wydobywczego pokazanego na fig. 1.

Fig. 8 przedstawia kolejny proces optymalizacji systemu wydobywczego pokazanego na fig. 1.

Fig. 9 przedstawia kolejny proces optymalizacji systemu wydobywczego pokazanego na fig. 1.

Opisany tutaj wynalazek dotyczy sterowania ścianowym systemem wydobywczym. Ścianowy system wydobywczy zawiera na przykład wrębiarki ścianowe, przenośnik, taki jak przenośnik ścianowy („AFC”) lub przenośnik zgrzebłowy podścianowy („BSL”), oraz sterownik. Sterownik działa w taki sposób, że odbiera jeden albo więcej sygnałów związanych z charakterystyką ścianowego systemu wydobywczego (na przykład położeniem wrębiarki, obciążeniem przenośnika itp.) i określa wydobycie w systemie wydobywczym na podstawie charakterystyk. Sterownik służy ponadto do sterowania prędkością wrębiarki i/albo prędkością przenośnika na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym. Prędkość wrębiarki i/albo przenośnika można regulować lub modyfikować, aby zwiększyć wydajność systemu wydobywczego bez przeciążania przenośnika lub nadmiernego obciążania wrębiarki. Dla celów opisu wynalazek przedstawiono zasadniczo w odniesieniu do przenośników.

Fig. 1 przedstawia ścianowy system wydobywczy 100. System wydobywczy 100 zawiera przenośnik wyładowczy 105, biegnący od przodka 110. Dwa przenośniki 115 i 120 biegną wzdłuż przodka 110. Wrębiarki ścianowe 125 są montowane na przenośnikach 115 i 120 do ruchu w kierunku poprzecznym, zasadniczo równolegle do przodka 110. Przenośniki 115 i 120 zawierają koniec napędowy, wyznaczający część wyładowczą 130, usytuowaną w sąsiedztwie przenośnika wyładowczego 105. Przenośnik wyładowczy 105 zawiera kruszarkę 135 do zmniejszenia rozmiaru wydobytego materiału do dalszego przetwarzania i magazynowania. Urządzenia przemieszczające 140 przenośnik służą do przemieszczania przenośników 115 i 120 w kierunku przodka 110. W niektórych postaciach wykonania ścianowy system wydobywczy 100 stosuje się w górnictwie podziemnym, przy czym zawiera on ponadto wiele zmechanizowanych obudów ścianowych (nie pokazano).

PL 237 724 B1

Jak pokazano na fig. 2, każda wrębiarka ścianowa 125 zawiera zasadniczo prostokątne podwozie 200 i parę ramion przegubowych 205, z których każde podpiera zespół wrębowy 210. Ramiona 205 są połączone obrotowo z przeciwnymi końcami podwozia 200 i są obracane przez siłowniki 215, połączone między ramionami 205 a podwoziem 200. Każde ramię 205 podpiera silnik 220 wrębnika, służący do napędzania w ruchu obrotowym zespołu wrębowego 210. Zespół wrębowy 210 jest zasadniczo cylindryczny i zawiera pierwszą powierzchnię tnącą 225 do usuwania materiału z przodka 110, gdy wrębiarka ścianowa 125 przemieszcza się zasadniczo równolegle do przodka 110, oraz drugą powierzchnię tnącą 230, wyznaczoną przez powierzchnię końcową zespołu wrębowego 210 do usuwania materiału z przodka 110, gdy wrębiarka ścianowa 125 przemieszcza się zasadniczo prostopadle do przodka 110. Pierwsza powierzchnia tnąca 225 może być zasadniczo cylindryczna, a druga powierzchnia tnąca 230 może być zasadniczo okrągła, pierścieniowa, stożkowa lub mieć kształt ściętego stożka w zależności, między innymi, od rodzaju materiału, jaki powierzchnie tnące 225, 230 mają urabiać. Zarówno pierwsza, jak i druga powierzchnia tnąca 225, 230 może być wyposażona w wiele zębów tnących 235 o różnej konfiguracji do usuwania materiału z przodka 110. W przedstawionej postaci wykonania zęby 235 są zamontowane zarówno na pierwszej, jak i na drugiej powierzchni tnącej 225, 230.

Wrębiarka ścianowa 125 zawiera również parę wewnętrznych stóp nośnych 240 oraz parę zewnętrznych stóp nośnych 245 (tylko jedna z zewnętrznych stóp nośnych jest widoczna na fig. 2). Zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne stopy nośne 240, 245 są skonfigurowane lub przystosowane do mocowania do przenośników 115, 120 w taki sposób, że wrębiarka ścianowa 125 może się poruszać w bok wzdłuż przenośników 115, 120 od części wyładowczej 130 do końca powrotnego przenośników 115, 120 i z powrotem. Wrębiarka ścianowa 125 jest napędzana przez mechanizm napędowy (na przykład silnik o zmiennej prędkości) wzdłuż przenośników 115, 120.

Fig. 3 przedstawia część przenośnika ścianowego 300 podobną do przenośników 115 i 120 z fig. 1. Przenośnik 300 zawiera koniec powrotny 305, element przenoszący lub łańcuch 310, który przemieszcza się między końcem powrotnym 305 a częścią wyładowczą 130 (patrz: fig. 1), jak również zespół 315 czujnika w pobliżu końca powrotnego 305. Łańcuch 310 jest napędzany za pomocą mechanizmu napędowego, takiego jak silnik o zmiennej prędkości obrotowej, związany z częścią wyładowczą 130. Koniec powrotny 305 zawiera ramę 320, koło zębate lub wał odbiorczy 325, zamontowany na ramie 320, jak również co najmniej jeden siłownik hydrauliczny (nie pokazano). Rama 320 przemieszcza się względem części wyładowczej 130 w wyniku wysuwania i cofania siłownika hydraulicznego. Łańcuch 310 biegnie wokół wału odbiorczego 325, poruszając się w ciągłej pętli między częścią wyładowczą 130 a końcem powrotnym 305. Łańcuch 310 zawiera wiele elementów przelotowych 330 zamocowanych na łańcuchu 310 i oddalonych od siebie na pierwszą odległość zgodnie z kierunkiem ruchu 335 łańcucha 310.

Fig. 4 przedstawia sterownik 400 powiązany z systemem wydobywczym 100. Sterownik 400 jest połączony lub sprzężony z różnymi dodatkowymi modułami lub elementami składowymi, takimi jak moduł 405 interfejsu użytkownika, jeden albo więcej wskaźników 410, moduł 415 zasilania, jeden albo więcej czujników 420, moduł 425 parametrów wrębiarki, moduł 430 parametrów przenośnika, magazyn lub baza danych 435, pierwszy mechanizm napędowy i napęd 440 (na przykład związany z jednym albo więcej wrębiarek 125) oraz drugi mechanizm napędowy i napęd 445 (na przykład związany z jednym albo więcej przenośników 300). W niektórych postaciach wykonania, pierwszy mechanizm napędowy i napęd 440 zawiera pierwszy silnik i pierwszy napęd silnikowy, a drugi mechanizm napędowy i napęd 445 zawiera drugi silnik i drugi napęd silnikowy. W niektórych postaciach wykonania zarówno pierwszy silnik i pierwszy napęd silnikowy 440, jak i drugi silnik i drugi napęd silnikowy 445 zawierają zespoły sterownicze. Postacie wykonania wynalazku przedstawione w niniejszym opisie, przedstawiono w odniesieniu do mechanizmów napędowych i napędów, które stanowią silnik i napędy silnikowe.

Jeden albo więcej czujników 420 stanowią na przykład czujniki skonfigurowane lub przystosowane do pomiaru lub wykrywania charakterystyki wrębiarki 125 (na przykład położenia wrębiarki, prędkości wrębiarki itp.), czujniki skonfigurowane lub przystosowane do pomiaru lub wykrywania charakterystyki przenośnika 300 (na przykład położenia łańcucha, prędkości łańcucha, naprężenia łańcucha itp.), przetworniki mocy w obrębie ścianowego systemu wydobywczego 100, skonfigurowane lub przystosowane do pomiaru lub wykrywania charakterystyki elektrycznej (na przykład natężenia prądu, napięcia prądu, współczynnika mocy, momentu obrotowego, prędkości, mocy wejściowej, mocy wyjściowej itp.), ogniwa obciążeniowe lub czujniki (na przykład czujniki naprężenia, sworznie tensometryczne itp.), przystosowane do generowania sygnału związanego z obciążeniem przenośnika i innych. W pewnych postaciach wykonania przenośnik zawiera wiele zespołów czujnikowych obciążenia w różnych

PL 237 724 B1 miejscach na przenośniku w celu generowania wielu sygnałów związanych z obciążeniem przenośnika. Obciążenie przenośnika można następnie określić na podstawie sumy lub średniej z pomiarów uzyskanych z zespołów czujnikowych obciążenia. W wybranych postaciach wykonania, zespoły czujnikowe są podobne do tych ujawnionych w patencie amerykańskim nr US 8,931,628, zatytułowanym „Automated face conveyor chain tension load sensor in chain tension plate”, którego zawartość włącza się tutaj w całości na zasadzie odniesienia. W innych postaciach wykonania zespoły czujnikowe są podobne do tych ujawnionych w patencie amerykańskim nr US 8,636,140, zatytułowanym „Chain tension sensor”, którego zawartość również włącza się tutaj w całości na zasadzie odniesienia.

Sterownik 400 zawiera połączenie sprzętu i oprogramowania, które pozwalają między innymi na określanie wydobycia w systemie wydobywczym 100, sterowanie działaniem systemu wydobywczego 100, aktywowanie jednego albo więcej wskaźników 410 (na przykład wyświetlacza ciekłokrystalicznego (LCD)), monitorowanie działania systemu wydobywczego 100 itp. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 zawiera wiele elektrycznych i elektronicznych elementów składowych, które zapewniają zasilanie, sterowanie działaniem i zabezpieczenie elementów składowych i modułów wewnątrz sterownika 400 i/albo systemu wydobywczego 100. Na przykład, sterownik 400 zawiera między innymi jednostkę przetwarzającą 450 (na przykład mikroprocesor, mikrokontroler lub inne odpowiednie urządzenie programowalne), pamięć 455, jednostki wejściowe 460 i jednostki wyjściowe 465. Jednostka przetwarzająca 450 zawiera, między innymi, jednostkę sterującą 470, jednostkę arytmetyczno-logiczną (ALU) 475 i wiele urządzeń rejestrujących 480 (przedstawionych na fig. 4 jako grupa urządzeń rejestrujących), przy czym jest ona realizowana z wykorzystaniem komputerów o znanej architekturze, takiej jak zmodyfikowana architektura harwardzka, architektura von Neumanna itp. Jednostka przetwarzająca 450, pamięć 455, jednostki wejściowe 460 i jednostki wyjściowe 465, jak również rozmaite moduły, podłączone do sterownika 400, są połączone za pomocą jednej albo więcej magistrali sterującej i/albo magistrali danych (na przykład wspólnej magistrali 485). Magistrale sterujące i/albo magistrale danych przedstawiono ogólnie na fig. 4 w celach poglądowych. Zastosowanie jednej albo więcej magistrali sterujących i/albo magistrali danych dla potrzeb wzajemnego połączenia i komunikacji między różnymi modułami i elementami składowymi jest znane specjaliście w świetle opisanego tutaj wynalazku. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 jest realizowany w całości lub częściowo w układzie półprzewodnikowym, stanowi układ FPGA (ang. Field programmable gate array), stanowi układ ASIC (ang. application specific integrated circuit) itp.

Pamięć 455 zawiera na przykład obszar pamięci programu i obszar pamięci danych. Obszar pamięci programu i obszar pamięci danych może zawierać połączenie różnych rodzajów pamięci, takie jak pamięć tylko do odczytu (ROM), pamięć o dostępie swobodnym (RAM) (na przykład, dynamiczną pamięć RAM (DRAM), synchroniczną pamięć DRAM (SDRAM) itp.), elektrycznie kasowaną programowalną pamięć tylko do odczytu (EEPROM), pamięć flash, dysk twardy, kartę SD lub inne odpowiednie pamięciowe urządzenia magnetyczne, optyczne, fizyczne lub elektroniczne lub struktury danych. Jednostka przetwarzająca 450 jest połączona z pamięcią 455 i wykonuje instrukcje programowe, które mogą być przechowywane w pamięci RAM pamięci 455 (na przykład podczas wykonywania), pamięci ROM pamięci 455 (na przykład zasadniczo w sposób trwały) lub innym nieulotnym nośniku odczytywanym przez komputer, takim jak inna pamięć lub dysk. Oprogramowanie dołączone do systemu wydobywczego 100 może być przechowywane w pamięci 455 sterownika 400. Oprogramowanie zawiera na przykład oprogramowanie układowe, jedną albo więcej aplikacji, dane programowe, filtry, procedury, jeden albo więcej modułów programowych i inne instrukcje wykonywalne. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany tak, że pobiera z pamięci i wykonuje między innymi instrukcje związane z procesami i metodami sterowania tutaj opisanymi. W innych konstrukcjach sterownik 400 zawiera dodatkowe, zawiera mniej lub zawiera inne elementy składowe.

Moduł 425 parametrów wrębiarki jest połączony lub związany z jedną albo więcej wrębiarek 125, które są napędzane przez pierwszy mechanizm napędowy i napęd 440. Moduł 425 parametrów wrębiarki jest skonfigurowany lub przystosowany do odbierania sygnałów związanych z jednym albo więcej parametrów (na przykład położeniem wrębiarki, prędkością wrębiarki, prędkością obrotową silnika, prądem silnika, napięciem prądu, mocą wejściową itp.) dla jednej albo więcej wrębiarek 125. W niektórych postaciach wykonania moduł 425 parametrów wrębiarki generuje sygnały związane z parametrami wrębiarki. W innych postaciach wykonania moduł 425 parametrów wrębiarki zawiera lub jest połączony z jednym albo więcej czujników 420 i odbiera sygnały z jednego albo więcej czujników 420, związanych z parametrami wrębiarki.

PL 237 724 B1

Moduł 430 parametrów przenośnika jest połączony lub związany z jednym albo więcej przenośników 300, które są napędzane przez drugi mechanizm napędowy i napęd 445.

Moduł 430 parametrów przenośnika jest skonfigurowany lub przystosowany do odbierania sygnałów związanych z jednym albo więcej parametrów przenośnika (na przykład obciążeniem lub załadunkiem przenośnika, prędkością przenośnika, prędkością obrotową silnika, natężeniem prądu silnika, napięciem prądu silnika, mocą wejściową itp.). W niektórych postaciach wykonania moduł 430 parametrów przenośnika generuje sygnały związane z parametrami przenośnika. W innych postaciach wykonania moduł 430 parametrów przenośnika zawiera lub jest połączony z jednym albo więcej czujników 420 i odbiera sygnały z jednego albo więcej czujników 420, związanych z parametrami przenośnika.

Silniki 440, 445 są sterowane przez sygnały sterujące odbierane ze sterownika 400 lub innego związanego sterownika. Silniki 440, 445 są również sprzężone z redukcyjnymi skrzyniami przekładniowymi, aby zmniejszyć prędkość obrotową silników 440, 445 do prędkości obrotowej odpowiedniej dla wrębiarki 125 i przenośnika. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do sterowania silnikami 440, 445 i systemem wydobywczym 100 w sposób niezależny za pomocą czujników 420 i jednego albo więcej zapisanych programów lub modułów. W innych postaciach wykonania sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do sterowania silnikami 440, 445 i systemem wydobywczym 100 w oparciu o połączenie sterowania ręcznego i automatycznego.

Moduł 405 interfejsu użytkownika służy do sterowania lub nadzorowania wrębiarki 125, przenośnika 300 i/albo systemu wydobywczego 100. Na przykład, moduł 405 interfejsu użytkownika jest funkcjonalnie sprzężony ze sterownikiem 400 do sterowania prędkością wrębiarki 125, prędkością przenośnika 300, prędkością silników 400, 445 itp. Moduł 405 interfejsu użytkownika może zawierać połączenie cyfrowych i analogowych urządzeń wejściowych i wyjściowych, wymaganych do osiągnięcia pożądanego poziomu sterowania i nadzorowania w przypadku systemu wydobywczego 100. Na przykład, moduł 405 interfejsu użytkownika może zawierać wyświetlacz i urządzenia wejściowe, takie jak wyświetlacz z ekranem dotykowym, jedno albo więcej pokręteł, tarcz, przełączników, przycisków itp. Wyświetlacz stanowi, na przykład, wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD), wyświetlacz diodowy (LED), wyświetlacz z LEDami organicznymi (OLED), wyświetlacz elektroluminescencyjny (ELD), wyświetlacz z emiterami elektronowymi i przewodnictwem powierzchniowym (SED), wyświetlacz z emisją połową (FED), wyświetlacz ciekłokrystaliczny sterowany tranzystorami unipolarnymi (TFT) itp. W innych konstrukcjach wyświetlacz stanowi wyświetlacz AMOLED (ang. Super active matrix OLED). Moduł 405 interfejsu użytkownika może być również skonfigurowany lub przystosowany do wyświetlania stanów lub danych związanych z systemem wydobywczym 100 w czasie rzeczywistym lub w czasie zasadniczo rzeczywistym. Na przykład, moduł 405 interfejsu użytkownika jest skonfigurowany lub przystosowany do wyświetlania zmierzonych charakterystyk systemu wydobywczego 100 (na przykład wrębiarki 125, przenośnika 300), stanu systemu wydobywczego 100, warunków awaryjnych (na przykład luzu na łańcuchu, braku napięcia łańcucha itp.), ilości wydobytego materiału na przenośniku 300 itp. W niektórych realizacjach moduł 405 interfejsu użytkownika jest sterowany w połączeniu z jednym albo więcej wskaźników 410 (na przykład, diod LED), aby przedstawić wskazania wizualne stanu lub warunków systemu wydobywczego 100.

Chociaż na fig. 4 przedstawiono pojedynczy sterownik, to w innych konstrukcjach sterownik 400 może być podzielony na wiele sterowników. Na przykład, sterownik 400 może być rozdzielony na skonsolidowaną jednostkę sterującą (ang. consolidated control unit, CCU), programowalną jednostkę sterującą (ang. programmable control unit, PCU) itp. CCU może być umieszczona w obudowie przeciwwybuchowej i zapewnia sterowanie systemem przenośnika. PCU jest samoistnie bezpiecznym systemem, który może być połączony z CCU między innymi w celu zatrzymania, ograniczania, wyzwalania działania przenośnika itp.

Jak wcześniej zaznaczono, w niektórych postaciach wykonania sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do regulacji prędkości jednej albo więcej wrębiarek 125 na podstawie tego, czy system wydobywczy 100 jest w pełni (na przykład niemal w 100%) wykorzystywany. Sterownik 400 jest również skonfigurowany lub przystosowany do odbierania sygnałów z jednego albo więcej czujników 420, związanych z silnikami 440, 445, wrębiarką 125, przenośnikiem 300 lub innymi elementami składowymi systemu wydobywczego 100. Sygnały z czujników 420 są związane na przykład z położeniem wrębiarki 125, obciążeniem przenośnika 300 itp. Sterownik 400 następnie przetwarza i analizuje sygnały w celu określenia wydobycia w systemie wydobywczym 100. Wydobycie w systemie wydobywczym stanowi miarę wydajności ścianowego systemu wydobywczego i może być mierzone w tonach (to jest ilości wydobytego materiału) w jednostce czasu (na przykład na minutę, godzinę itd.). Wydobycie w systemie wydobywczym zależy, między innymi, od ilości wydobywanego materiału usuwanego z przodka

PL 237 724 B1

110 przez wrębiarki 125, ilości wydobywanego materiału ładowanego na przenośnik 300 oraz prędkości wrębiarki 125. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 określa, czy wydobycie w systemie wydobywczym 100 jest zoptymalizowane przez porównanie wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową, taką jak maksymalne możliwe wydobycie dla danego systemu wydobywczego 100. Określona wcześniej wartość progowa wynosi na przykład między 90% a 100% maksymalnego (bezpiecznego) wydobycia w systemie wydobywczym 100 (na przykład, wydobycia, które nie spowoduje przeciążenia przenośnika 300 lub nadmiernego obciążenia wrębiarek 125). Sterownik 400 następnie steruje prędkością wrębiarki 125 na podstawie porównania wydobycia z wartością progową. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 steruje prędkością wrębiarki 125 w oparciu o funkcję związaną z wydobyciem w systemie wydobywczym 100. W innych postaciach wykonania sterownik 400 reguluje prędkość wrębiarki 125 w oparciu o wartość podaną w tabeli przeglądowej, związanej z wydobyciem w systemie wydobywczym 100. Prędkość wrębiarki może stanowić prędkość, z jaką wrębiarka porusza się wzdłuż przenośnika 300, i/albo prędkość, z jaką zespoły tnące 210 wykonują ruch obrotowy.

Dodatkowo lub alternatywnie sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do regulacji prędkości jednego albo więcej przenośników 300 na podstawie tego, czy system wydobywczy 100 jest w pełni (na przykład niemal w 100%) wykorzystywany. Sterownik 400 jest również skonfigurowany lub przystosowany do odbierania sygnałów z jednego albo więcej czujników 420, związanych z silnikami 440, 445, wrębiarką 125, przenośnikiem 300 lub innymi elementami składowymi systemu wydobywczego 100. Sygnały z czujników 420 są związane na przykład z położeniem wrębiarki 125, obciążeniem przenośnika 300 itp. Sterownik 400 następnie przetwarza i analizuje sygnały w celu określenia wydobycia w systemie wydobywczym 100. Wydobycie w systemie wydobywczym stanowi miarę wydajności systemu wydobywczego 100 i może być mierzone w tonach (to jest ilości wydobytego materiału) w jednostce czasu (na przykład na minutę, godzinę itd.). Wydobycie w systemie wydobywczym zależy między innymi od ilości wydobywanego materiału usuwanego z przodka 110 przez wrębiarkę 125, ilości wydobywanego materiału ładowanego na przenośnik 300 oraz prędkości wrębiarki 125. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 określa, czy wydobycie w systemie wydobywczym 100 jest zoptymalizowane przez porównanie wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową, taką jak maksymalne możliwe wydobycie dla danego systemu wydobywczego 100. Określona wcześniej wartość progowa wynosi na przykład między 90% a 100% maksymalnego (bezpiecznego) wydobycia w systemie wydobywczym 100 (na przykład wydobycia, które nie spowoduje przeciążenia przenośnika 300 lub nadmiernego obciążenia wrębiarek 125). Sterownik 400 następnie steruje prędkością wrębiarki 300 na podstawie porównania wydobycia z wartością progową. W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 reguluje prędkość przenośnika 300 w oparciu o funkcję związaną z wydobyciem w systemie wydobywczym 100. W innych postaciach wykonania sterownik 400 reguluje prędkość przenośnika 300 w oparciu o wartość podaną w tabeli przeglądowej, związanej z wydobyciem w systemie wydobywczym 100.

Wydobycie w systemie wydobywczym 100 stanowi miarę wydajności systemu wydobywczego 100. Podczas pracy wydobycie w systemie wydobywczym 100 jest korzystnie możliwie bliskie maksymalnego możliwego wydobycia dla systemu wydobywczego 100 z uwzględnieniem wydobywanego materiału, warunków wydobycia, konfiguracji systemu itp. Wydobycie w systemie wydobywczym 100 w danym momencie można wyrazić w procentach (%) maksymalnego wydobycia w systemie wydobywczym 100. Jako taki, ścianowy system wydobywczy jest najbardziej wydajny i w największym stopniu wykorzystywany, gdy wydobycie w systemie wydobywczym 100 wynosi około 100% maksymalnego wydobycia (na przykład między 90% a 100%). Jeśli wydobycie w systemie wydobywczym jest mniejsze od maksymalnego wydobycia, to sterownik 400 reguluje (na przykład zwiększa) prędkość wrębiarki 125 i/albo przenośnika 300, aby zwiększyć wydobycie systemu wydobywczego 100.

Wydobycie w systemie wydobywczym 100 jest określane na podstawie położenia wrębiarki 125 i/albo obciążenia (na przykład wydobytego materiału, zużycia energii itp.) przenośnika 300. Fig. 5 i 6 przedstawiają zależność między położeniem wrębiarki 125 a ilością wydobytego materiału na przenośniku 300 oraz naprężeniem łańcucha 310 przenośnika (które jest związane z obciążeniem przenośnika, zużyciem energii w przenośniku itp.). W szczególności fig. 5 przedstawia schemat 600, który pokazuje zależność między położeniem wrębiarki 125 a ilością wydobytego materiału, ładowanego na przenośnik 300 (to jest w tonach na metr [„t/m”]), przy czym zależność tę przedstawiono w czasie (to jest w minutach) na osi x w układzie współrzędnych.

PL 237 724 B1

Położenie wrębiarki 125 przedstawiono w odniesieniu do wielkości procentowej (%) przodka 110 (to znaczy od wlotu do ściany do wylotu ze ściany przodka 110). Na przykład, jeśli wrębiarka 125 znajduje się na skrajnym końcu systemu wydobywczego 100 (na przykład na wylocie ze ściany), to procent położenia wrębiarki wynosi 100% (to znaczy względem całego zakresu ruchu wrębiarki 125 wzdłuż przodka 110). Gdy położenie wrębiarki 125 zbliża się do położenia 100%, to ilość wydobywanego materiału, która jest ładowana na przenośnik 300, również się zwiększa w stosunku do położenia wrębiarki 125. W związku z tym wydobycie w systemie wydobywczym 100 jest związane z położeniem wrębiarki 125 wzdłuż przodka 110, przy czym położenie wrębiarki można stosować do określania i/albo przewidywania wydobycia w systemie wydobywczym 100.

Podobnie, fig. 6 przedstawia schemat 700 naprężeń (to jest w tonach) w różnych miejscach łańcucha 310 w odniesieniu do czasu. Na przykład schemat 700 uwzględnia najwyższe naprężenie na wlocie do ściany, najwyższe naprężenie na wylocie ze ściany, najniższe naprężenie na wlocie do ściany i najniższe naprężenie na wylocie ze ściany. Naprężenie podano w tonach, przy czym jest ono również związane z położeniem wrębiarki 125 i obciążeniem przenośnika 300 (na przykład ilości wydobywanego materiału załadowanego na przenośnik 300). W porównaniu z fig. 5, wraz ze wzrostem ilości wydobywanego materiału ładowanego na przenośnik 300 rośnie naprężenie łańcucha 310. Podobnie wraz ze wzrostem położenia wrębiarki 125 rośnie naprężenie łańcucha 310. W niektórych postaciach wykonania ogólne naprężenie łańcucha 310, średnie naprężenie łańcucha 310 i/albo naprężenie łańcucha 310 w określonym miejscu są stosowane do określenia lub obliczenia obciążenia przenośnika 300. W innych postaciach wykonania ogólne naprężenie łańcucha 310, średnie naprężenie łańcucha 310 i/albo naprężenie łańcucha 310 w danym miejscu uznaje się za reprezentatywne dla obciążenia przenośnika 300. Obciążenie przenośnika 300 i/albo położenie wrębiarki 125 może być zatem stosowane do określenia wydobycia w systemie wydobywczym 100.

Procesy 800, 900 i 1000 są związane i opisane w odniesieniu do określania wydobycia w systemie wydobywczym 100 i sterowania prędkością wrębiarki 125 i/albo przenośnika 300 na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym. Różne etapy opisane tutaj w odniesieniu do procesów 800, 900 i 1000 mogą być wykonywane jednocześnie, równolegle lub w kolejności, która różni się od przedstawionego sposobu wykonania kolejno po sobie. Procesy 800, 900 i 1000 mogą być także wykonane z wykorzystaniem mniejszej liczby etapów niż pokazano w przedstawionej postaci wykonania. Ponadto sterownik 400 może wykonywać procesy 800, 900 i 1000 w tym samym czasie lub w połączeniu z innymi procesami.

Fig. 7 przedstawia proces 800 sterowania systemem wydobywczym 100. W etapie 805 sterownik 400 odbiera pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki 125. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do określania lub obliczania wartości dla położenia wrębiarki 125, na przykład jako wartości procentowej (%) położenia wzdłuż przodka 110 (etap 810). W etapie 815 sterownik 400 odbiera drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika 300. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do określania lub obliczania wartości dla obciążenia przenośnika 300, na przykład w jednostkach ton na metr (etap 820).

W etapie 825 sterownik 400 określa lub oblicza wydobycie w systemie wydobywczym 100 w oparciu o charakterystykę określoną w etapie 810 (to jest w oparciu o położenie wrębiarki 125) i w etapie 820 (to jest w oparciu o obciążenie przenośnika 300). Wydobycie w systemie wydobywczym 100 można obliczyć, na przykład ustalając, ile ton wydobytego materiału wrębiarka 125 usuwa podczas ruchu poprzecznego wzdłuż przodka 110, ile ton wydobytego materiału przenośnik 300 przemieszcza w kierunku części wyładowczej 130 w jednostce czasu (na przykład na minutę, godzinę itd.) itp. W etapie 830 sterownik 400 analizuje wydobycie w systemie wydobywczym 100. W jednej z postaci wykonania sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową. Określona wcześniej wartość progowa odpowiada na przykład maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym 100. Jak opisano powyżej, wydobycie w systemie wydobywczym 100 można opisać jako wartość procentową (%) maksymalnego wydobycia w systemie wydobywczym 100. Dodatkowo lub alternatywnie sterownik 400 może analizować wydobycie w systemie wydobywczym 100 za pomocą funkcji i/albo tabeli przeglądowej, związanej z wydobyciem w systemie wydobywczym 100 (na przykład obecne wydobycie w systemie wydobywczym stanowi dane wejściowe funkcji lub tabeli przeglądowej, a funkcja lub tabela przeglądowa generuje niezbędne sygnały sterujące lub parametry), W oparciu o analizę wydobycia w systemie wydobywczym 100 sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do sterowania prędkością wrębiarki 125 (etap 835) i prędkością przenośnika 300 (etap 840). Na przykład, sterownik 400 może zwiększyć prędkość obrotową silnika

PL 237 724 B1

440, napędzającego wrębiarkę 125 w celu zwiększenia ilości wydobywanego materiału, usuwanego z przodka 110. Sterownik 400 może również zwiększyć prędkość silnika 445 napędzającego przenośnik 300 w celu zwiększenia prędkości przenośnika 300 i ilości wydobywanego materiału, który jest przenoszony z przodka 110. Proces 800 może być realizowany w sposób ciągły podczas działania systemu wydobywczego 100 w celu ciągłego dostosowywania lub modyfikowania prędkości wrębiarki 125 i przenośnika 300 w celu maksymalnego zwiększenia wydajności systemu wydobywczego 100. W niektórych postaciach wykonania wydobycie w systemie wydobywczym 100 nie jest określane i położenie wrębiarki 125 oraz obciążenie przenośnika 300 są stosowane do bezpośredniego sterowania prędkością wrębiarki 125 i przenośnika 300.

Fig. 8 przedstawia proces 900 sterowania systemem wydobywczym 100. W etapie 905 sterownik 400 odbiera pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki 125. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do określania lub obliczania wartości dla położenia wrębiarki 125, na przykład jako wartości procentowej (%) położenia wzdłuż przodka 110 (etap 910). W etapie 915 sterownik 400 odbiera drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika 300. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do określania lub obliczania wartości dla obciążenia przenośnika 300, na przykład w jednostkach ton na metr (etap 920).

W etapie 925 sterownik 400 określa lub oblicza wydobycie w systemie wydobywczym 100 w oparciu o charakterystykę określoną w etapie 910 (to jest w oparciu o położenie wrębiarki 125) i w etapie 920 (to jest w oparciu o obciążenie przenośnika 300). Wydobycie w systemie wydobywczym 100 można obliczyć, na przykład ustalając, ile ton wydobytego materiału wrębiarka 125 usuwa podczas ruchu poprzecznego wzdłuż przodka 110, ile ton wydobytego materiału przenośnik 300 przemieszcza w kierunku części wyładowczej 130 w jednostce czasu (na przykład na minutę, godzinę itd.) itp. W etapie 930 sterownik 400 analizuje wydobycie w systemie wydobywczym 100. W jednej z postaci wykonania sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową. Określona wcześniej wartość progowa odpowiada na przykład maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym 100. Jak opisano powyżej, wydobycie w systemie wydobywczym 100 można opisać jako wartość procentową (%) maksymalnego wydobycia w systemie wydobywczym 100. Dodatkowo lub alternatywnie sterownik 400 może analizować wydobycie w systemie wydobywczym 100 za pomocą funkcji i/albo tabeli przeglądowej, związanej z wydobyciem w systemie wydobywczym 100 (na przykład obecne wydobycie w systemie wydobywczym stanowi dane wejściowe funkcji lub tabeli przeglądowej, a funkcja lub tabela przeglądowa generuje niezbędne sygnały sterujące lub parametry). W oparciu o analizę wydobycia w systemie wydobywczym 100 sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do sterowania prędkością wrębiarki 125 (etap 935). Na przykład, sterownik 400 może zwiększyć prędkość obrotową silnika 440, napędzającego wrębiarkę 125, w celu zwiększenia ilości wydobywanego materiału usuwanego z przodka 110. Proces 900 może być realizowany w sposób ciągły podczas działania systemu wydobywczego 100 w celu ciągłego dostosowywania lub modyfikowania prędkości wrębiarki 125 i przenośnika 300 w celu maksymalnego zwiększenia wydajności systemu wydobywczego 100. W niektórych postaciach wykonania wydobycie w systemie wydobywczym 100 nie jest określane, a położenie wrębiarki 125 oraz obciążenie przenośnika 300 są stosowane do bezpośredniego sterowania prędkością wrębiarki 125 i przenośnika 300.

Fig. 9 przedstawia proces 1000 sterowania systemem wydobywczym 100. W etapie 1005 sterownik 400 odbiera pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki 125. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do określania lub obliczania wartości dla położenia wrębiarki 125, na przykład jako wartości procentowej (%) położenia wzdłuż przodka 110 (etap 1010). W etapie 1015 sterownik 400 odbiera drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika 300. Sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do określania lub obliczania wartości dla obciążenia przenośnika 300, na przykład w jednostkach ton na metr (etap 1020).

W etapie 1025 sterownik 400 określa lub oblicza wydobycie w systemie wydobywczym 100 w oparciu o charakterystykę określoną w etapie 1010 (to jest w oparciu o położenie wrębiarki 125) i w etapie 1020 (to jest w oparciu o obciążenie przenośnika 300). Wydobycie w systemie wydobywczym 100 można obliczyć na przykład, ustalając ile ton wydobytego materiału wrębiarka 125 usuwa podczas ruchu poprzecznego wzdłuż przodka 110, ile ton wydobytego materiału przenośnik 300 przemieszcza w kierunku części wyładowczej 130 w jednostce czasu (na przykład na minutę, godzinę itd.) itp. W etapie 1030 sterownik 400 analizuje wydobycie w systemie wydobywczym 100. W jednej z postaci wykonania sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym z określoną wcześniej wartością progową. Określona wcześniej wartość progowa odpowiada

PL 237 724 B1 na przykład maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym 100. Jak opisano powyżej, wydobycie w systemie wydobywczym 100 można opisać jako wartość procentową (%) maksymalnego wydobycia w systemie wydobywczym 100. Dodatkowo lub alternatywnie sterownik 400 może analizować wydobycie w systemie wydobywczym 100 z pomocą funkcji i/albo tabeli przeglądowej, związanej z wydobyciem w systemie wydobywczym 100 (na przykład, aktualne wydobycie w systemie wydobywczym stanowi dane wejściowe funkcji lub tabeli przeglądowej, a funkcja lub tabela przeglądowa generuje niezbędne sygnały sterujące lub parametry). W oparciu o analizę wydobycia w systemie wydobywczym 100 sterownik 400 jest skonfigurowany lub przystosowany do sterowania prędkością wrębiarki 300 (etap 1035). Na przykład, sterownik 400 może również zwiększać prędkość silnika 445 napędzającego przenośnik 300 w celu zwiększenia prędkości przenośnika 300 i ilości wydobywanego materiału, który jest przenoszony z przodka 110. Proces 1000 może być realizowany w sposób ciągły podczas działania systemu wydobywczego 100 w celu ciągłego dostosowywania lub modyfikowania prędkości wrębiarki 125 i przenośnika 300 w celu maksymalnego zwiększenia wydajności systemu wydobywczego 100. W niektórych postaciach wykonania wydobycie w systemie wydobywczym 100 nie jest określane, a położenie wrębiarki 125 oraz obciążenie przenośnika 300 są stosowane w celu bezpośredniego sterowania prędkością wrębiarki 125 i przenośnika 300.

W niektórych postaciach wykonania sterownik 400 jest również skonfigurowany lub przystosowany do selektywnego aktywowania lub dezaktywowania dodatkowych cech lub elementów sterujących w systemie wydobywczych 100, takich jak nacisk na nadszybie, załadunek typu snake loading, double snake, auto-drag, multiple advance, obracanie czoła itp. na podstawie obciążenia przenośnika 300 i/albo wydobycia w systemie wydobywczym 100.

Na przykład, gdy wrębiarka 125 przemieszcza się wzdłuż przodka 110, to przenośnik 300 jest przemieszczany w kierunku przodka 110 w celu jego przygotowania do kolejnego przejścia wrębiarki 125. Moc związana z przemieszczaniem przenośnika 300 w taki sposób odpowiada około 20%-emu obciążeniu przenośnika 300. W wyniku zwiększonego obciążenia związanego z przemieszczaniem przenośnika 300 dostępne jest mniejsze obciążenie dla potrzeb transportu wydobytego materiału wzdłuż przenośnika 300. Dochodzi jednak do naturalnych ograniczeń wielkości obciążenia przenośnika 300 przez wydobywany materiał (patrz: fig. 5). Na przykład, gdy wrębiarka 125 dotrze do końca przodka, to musi zmienić kierunek i wykonać inne operacje, które pozwolą na odprowadzenie wydobywanego materiału na przenośniku 300 bez równie szybkiego zastąpienia, zmniejszając w ten sposób obciążenie przenośnika 300 przez wydobywany materiał. Jak ustalono, aby zwiększyć wydobycie w systemie wydobywczym 100, sterownik 400 może spowolnić lub ograniczyć ruch przenośnika (na przykład zmniejszyć prędkość ruchu przenośnika, zapobiec ruchowi przenośnika - to jest ograniczyć prędkość ruchu do zera itp.) podczas zwykłej pracy (na przykład nie na końcu przodka 110, między 10% a 90% długości przodka 110, między 20% a 80% długości przodka 110, itp.). W rezultacie dostępne jest dodatkowe obciążenie przenośnika, które można wykorzystać w celu zwiększenia prędkości wrębiarki 125 i/albo prędkości przenośnika 300. Gdy wrębiarka 125 zbliża się do końca przodka 110 i obciążenie przenośnika 300 ze strony wydobywanego materiału ulega zmniejszeniu, to sterownik 400 może zezwolić przenośnikowi 300 na ruch w kierunku przodka 110 (na przykład zwiększyć szybkość ruchu przenośnika).

Zatem wynalazek przedstawia zasadniczo między innymi systemy i sposoby sterowania prędkością wrębiarki i/albo przenośnika w systemie wydobywczym w oparciu o wydobycie w systemie wydobywczym.

Claims

1. System wydobywczy (100) zawierający wrębiarkę (125), przenośnik (105, 115, 120, 300), pierwszy mechanizm napędowy (440) sprzężony z wrębiarką (125) i przystosowany do napędzania wrębiarki (125), oraz sterownik (400), znamienny tym, że system wydobywczy (100) zawiera pierwszy czujnik (420) przystosowany do generowania pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki (125),

PL 237 724 B1 drugi czujnik (420) przystosowany do generowania drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika (105, 115, 120, 300), a sterownik (400) jest przystosowany do odbierania pierwszego sygnału z pierwszego czujnika (420), określania położenia wrębiarki (125) na podstawie pierwszego sygnału, odbierania drugiego sygnału z drugiego czujnika (420), określania obciążenia przenośnika (105, 115, 120, 300) na podstawie drugiego sygnału, określania wydobycia w systemie wydobywczym (100) na podstawie położenia wrębiarki (125) oraz obciążenia przenośnika (105, 115, 120, 300), oraz sterowania prędkością wrębiarki (125) na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym (100).

2. System wydobywczy (100) według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ponadto drugi mechanizm napędowy (445) sprzężony z przenośnikiem i przystosowany do napędzania przenośnika (105, 115, 120, 300), przy czym sterownik (400) jest ponadto przystosowany do sterowania prędkością przenośnika (105, 115, 120, 300) w oparciu o wydobycie w systemie wydobywczym (100).

3. System wydobywczy według zastrz. 1, znamienny tym, że sterownik (400) jest ponadto przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym (100) z określoną wcześniej wartością progową oraz do sterowania prędkością wrębiarki (125) na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

4. System wydobywczy według zastrz. 3, znamienny tym, że określona wcześniej wartość progowa odpowiada maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym (100).

5. System wydobywczy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy czujnik (420) stanowi czujnik położenia.

6. System wydobywczy według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi czujnik (420) stanowi czujnik obciążenia.

7. System wydobywczy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy mechanizm napędowy (440) zawiera silnik.

8. System wydobywczy według zastrz. 7, znamienny tym, że prędkość wrębiarki (125) jest sterowana przez regulowanie prędkości silnika.

9. Sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym (100), znamienny tym, że w procesorze (450) odbiera się pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki (125), na podstawie pierwszego sygnału określa się za pomocą procesora (450) położenie wrębiarki (125), w procesorze (450) odbiera się drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika (105, 115, 120, 300), na podstawie drugiego sygnału określa się za pomocą procesora (450) obciążenie przenośnika (105, 115, 120, 300), na podstawie położenia wrębiarki (125) oraz obciążenia przenośnika (105, 115, 120, 300) określa się za pomocą procesora (450) wydobycie w systemie wydobywczym (100), oraz na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym (100) steruje się prędkością wrębiarki (125).

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym (100) steruje się ponadto prędkością przenośnika (105, 115, 120, 300).

11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że ponadto porównuje się za pomocą procesora (450) wydobycie w systemie wydobywczym (100) z określoną wcześniej wartością progową oraz steruje się prędkością wrębiarki (125) na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że określona wcześniej wartość progowa odpowiada maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym (100).

13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że czujnik położenia generuje pierwszy sygnał.

14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że czujnik obciążenia generuje drugi sygnał.

15. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że czujnik obciążenia stanowi czujnik naprężenia.

16. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że mechanizm napędowy (440, 445) zawiera silnik o zmiennej prędkości obrotowej.

17. System wydobywczy (100) zawierający

PL 237 724 B1 wrębiarkę (125), przenośnik (105, 115, 120, 300), pierwszy mechanizm napędowy (445) sprzężony z przenośnikiem (105, 115, 120, 300) i przystosowany do napędzania przenośnika (105, 115, 120, 300), oraz sterownik (400), znamienny tym, że system wydobywczy (100) zawiera pierwszy czujnik (420) przystosowany do generowania pierwszego sygnału związanego z położeniem wrębiarki (125), drugi czujnik (420) przystosowany do generowania drugiego sygnału związanego z obciążeniem przenośnika (105, 115, 120, 300), a sterownik (400) jest przystosowany do odbierania pierwszego sygnału z pierwszego czujnika (420), określania położenia wrębiarki (125) na podstawie pierwszego sygnału, odbierania drugiego sygnału z drugiego czujnika (420), określania obciążenia przenośnika (105, 115, 120, 300) na podstawie drugiego sygnału, określania wydobycia w systemie wydobywczym (100) na podstawie położenia wrębiarki (125) oraz obciążenia przenośnika (105, 115, 120, 300), oraz sterowania prędkością przenośnika (105, 115, 120, 300) na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym (100).

18. System wydobywczy według zastrz. 17, znamienny tym, że zawiera ponadto drugi mechanizm napędowy (440) sprzężony z wrębiarką (125) i przystosowany do napędzania wrębiarki (125), przy czym sterownik (400) jest ponadto przystosowany do sterowania prędkością wrębiarki (125) w oparciu o wydobycie w systemie wydobywczym (100).

19. System wydobywczy według zastrz. 17, znamienny tym, że sterownik (400) jest ponadto przystosowany do porównywania wydobycia w systemie wydobywczym (100) z określoną wcześniej wartością progową oraz do sterowania prędkością przenośnika (105, 115, 120, 300) na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

20. System wydobywczy według zastrz. 19, znamienny tym, że określona wcześniej wartość progowa odpowiada maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym (100).

21. System wydobywczy według zastrz. 17, znamienny tym, że pierwszy czujnik stanowi czujnik położenia.

22. System wydobywczy według zastrz. 17, znamienny tym, że drugi czujnik stanowi czujnik obciążenia.

23. System wydobywczy według zastrz. 17, znamienny tym, że pierwszy mechanizm napędowy (445) zawiera silnik.

24. System wydobywczy według zastrz. 23, znamienny tym, że prędkość przenośnika (105, 115, 120, 300) jest sterowana przez regulowanie prędkości silnika.

25. System wydobywczy według zastrz. 17, znamienny tym, że prędkość przenośnika (105, 115, 120, 300) stanowi prędkość, z jaką przenośnik przemieszcza się w kierunku przodka (110).

26. Sposób sterowania wydobyciem w systemie wydobywczym (100), znamienny tym, że w procesorze (450) odbiera się pierwszy sygnał związany z położeniem wrębiarki (125), na podstawie pierwszego sygnału określa się za pomocą procesora (450) położenie wrębiarki (125), w procesorze (450) odbiera się drugi sygnał związany z obciążeniem przenośnika (105, 115, 120, 300), na podstawie drugiego sygnału określa się za pomocą procesora (450) obciążenie przenośnika (105, 115, 120, 300), na podstawie położenia wrębiarki (125) oraz obciążenia przenośnika (105, 115, 120, 300) określa się za pomocą procesora (450) wydobycie w systemie wydobywczym (100), oraz na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym (100) steruje się prędkością przenośnika (105, 115, 120, 300).

27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że ponadto na podstawie wydobycia w systemie wydobywczym (100) steruje się prędkością wrębiarki (125).

28. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że ponadto porównuje się za pomocą procesora (450) wydobycie w systemie wydobywczym (100) z określoną wcześniej wartością progową

PL 237 724 B1 oraz steruje się prędkością przenośnika (105, 115, 120, 300) na podstawie porównania wydobycia z określoną wcześniej wartością progową.

29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że określona wcześniej wartość progowa odpowiada maksymalnemu wydobyciu w systemie wydobywczym (100).

30. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że czujnik położenia generuje pierwszy sygnał.

31. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że czujnik obciążenia generuje drugi sygnał.

32. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że czujnik obciążenia stanowi czujnik naprężenia.

33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że mechanizm napędowy (440, 445) stanowi silnik o zmiennej prędkości obrotowej.

34. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że prędkość przenośnika (105, 115, 120, 300) stanowi prędkość, z jaką przenośnik przemieszcza (105, 115, 120, 300) się w kierunku przodka (110).