PL243556B1 - Sposoby sterowania systemem dostarczania płynu dla systemu kombajnu ścianowego - Google Patents

Abstract

System dostarczania płynu dla kombajnu ścianowego przedstawionego na rysunku. System dostarczania płynu zawiera urządzenie do sterowania przepływem oraz procesor elektroniczny. Urządzenie do sterowania przepływem jest połączone przepływowo z dyszą umieszczoną na kombajnie, a także połączone przepływowo ze źródłem płynu. Procesor elektroniczny jest sprzężony z urządzeniem do sterowania przepływem. Procesor elektroniczny jest skonfigurowany do odbierania pomiaru parametru wydajności, a także określania modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar parametru wydajności. Parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu wzdłuż czoła przodka. Procesor elektroniczny jest ponadto skonfigurowany do ustalania parametru operacyjnego urządzenia do sterowania przepływem w oparciu o modelowy przepływ płynu, a także obsługi urządzenia do sterowania przepływem zgodnie z ustalonym parametrem operacyjnym.

Description

Opis wynalazku

TŁO WYNALAZKU

Niniejszy wynalazek odnosi się do dostarczania płynu w ścianowym systemie wydobywczym.

Ze stanu techniki znany jest dokument DE4343493 w którym ujawniono system opryskiwania sterowany zgodnie z określoną lokalizacją (położeniem) maszyny. System ma hydrauliczne ramy nośne, które są podłączone do centralnego zaopatrzenia w wodę. Każda z ram ma jedną lub więcej dysz natryskowych podłączonych do dopływu wody i zasilanych przez osobny zawór przełączający, przy czym każdy zawór jest sterowany za pomocą elektrycznej jednostki sterującej wykorzystującej, otrzymane z układu pomiarowego, sygnały pomiarowe określające drogę przebytą przez kombajn. W zależności od kierunku pracy ustawia się obok siebie kilka dysz natryskowych, tworząc strefę natrysku o zmiennej wielkości.

W stanie techniki znany jest także dokument DE4131750, w którym ujawniono system zraszaczy do dostarczania płynu, w którym ilość dostarczanego płynu zależy od głębokości wydobywania i kierunku działania. System zraszaczy zawiera centralną linię wodociągową z połączonymi dyszami, przy czym dysze są połączone z zaworami przełączającymi, które są sterowane elektrycznie za pomocą jednostki sterującej w zależności od sygnału pomiarowego otrzymywanego z układu pomiaru przemieszczenia.

W stanie techniki brakuje wydajnego sposobu sterowania systemem dostarczania płynu, który obejmowałby informacje wykraczające poza lokalizację maszyny i głębokość wydobywania oraz kierunek działania maszyny, wpływające na efektywność procesu.

ISTOTA

Sposób sterowania systemem dostarczania płynu dla systemu kombajnu ścianowego, charakteryzuje się tym, że obejmuje:

- określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru parametru wydajności, przy czym parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu ścianowego wzdłuż czoła przodka oraz wskazuje, wydobywaną w określonym czasie, przybliżoną ilość surowca mineralnego, która jest określana na podstawie co najmniej jednego z: prędkości przemieszczania kombajnu wzdłuż czoła przodka, wysokości głowic urabiających, kierunku przemieszczania kombajnu wzdłuż czoła przodka, głębokości urabiania kombajnu;

- odebranie przez pierwszy sterownik elektroniczny pomiaru parametru wydajności;

- określenie, przy użyciu drugiego sterownika elektronicznego, modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar parametru wydajności, przy czym modelowy przepływ płynu, steruje dostarczaniem ilości płynu do rozpraszania szkodliwych gazów, przy jednoczesnym zmniejszaniu strat płynu;

- ustalenie, przy użyciu drugiego sterownika elektronicznego, parametru operacyjnego urządzenia do sterowania przepływem płynu w oparciu o modelowy przepływ płynu, przy czym urządzenie do sterowania przepływem jest połączone przepływowo z dyszą umieszczoną na głowicy urabiającej kombajnu ścianowego, a także ze źródłem płynu; oraz

- obsługę, przy użyciu drugiego sterownika elektronicznego, urządzenia do sterowania przepływem płynu zgodnie z ustalonym parametrem operacyjnym, celem rozpylania płynu za pośrednictwem dyszy.

Korzystnie, sposób obejmuję ponadto

- określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru drugiego parametru wydajności, przy czym drugi parametr wydajności jest inny niż pierwszy parametr wydajności;

- odebranie przez drugi sterownik elektroniczny drugiego pomiaru parametru wydajności;

- określenie, przez drugi sterownik elektroniczny, drugiego modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar drugiego parametru wydajności;

- zmianę parametru operacyjnego drugiego urządzenia do sterowania przepływem płynu sprzężonego między pierwszym urządzeniem do sterowania przepływem a dyszą, w oparciu o drugi modelowy przepływ płynu; oraz

- obsługę drugiego urządzenia do sterowania przepływem płynu zgodnie ze zmienionym parametrem operacyjnym.

Korzystnie, sposób obejmuje ponadto

- określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru drugiego parametru wydajności, przy czym drugi parametr wydajności jest powiązany z pierwszą głowicą urabiającą kombajnu ścianowego;

- określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru trzeciego parametru wydajności, przy czym trzeci parametr wydajności jest powiązany z drugą głowicą urabiającą kombajnu ścianowego;

- odebranie przez drugi sterownik elektroniczny drugiego pomiaru parametru wydajności;

- określenie, przez drugi sterownik elektroniczny, drugiego modelowego przepływu płynu w oparciu o drugi parametr wydajności,

- odebranie przez drugi sterownik elektroniczny trzeciego pomiaru parametru wydajności;

- określenie, przez drugi sterownik elektroniczny, trzeciego modelowego przepływu płynu w oparciu o trzeci parametr wydajności, przy czym trzeci modelowy przepływ płynu jest inny niż drugi modelowy przepływ płynu;

- zmianę, przez drugi sterownik elektroniczny, pierwszego parametru operacyjnego drugiego urządzenia do sterowania przepływem płynu sprzężonego z pierwszą dyszą umieszczoną na pierwszej głowicy urabiającej kombajnu ścianowego;

- zmianę, przez drugi sterownik elektroniczny, drugiego parametru operacyjnego trzeciego urządzenia do sterowania przepływem płynu sprzężonego z drugą dyszą umieszczoną na drugiej głowicy urabiającej kombajnu ścianowego, oraz

- obsługę drugiego urządzenia do sterowania przepływem płynu oraz trzeciego urządzenia do sterowania przepływem zgodnie ze zmienionymi parametrami.

Korzystnie, modelowy przepływ płynu określa się poprzez:

- określanie co najmniej dwóch parametrów wydajności;

- określanie pierwszego przepływu płynu dla pierwszego parametru wydajności;

- określanie przesunięcia przepływu płynu w oparciu o drugi parametr wydajności;

- łączenie pierwszego przepływ płynu oraz przesunięcia przepływu płynu dla wygenerowania połączonego przepływu płynu;

- określanie zmiany przepływu płynu w oparciu o połączony przepływ płynu oraz aktualny przepływ płynu, a jeśli zmiana przepływu płynu przekracza minimalny próg zmiany wówczas określa się modelowy przepływ płynu w oparciu o zmianę netto, w przeciwnym razie modelowy przepływ płynu określa się w oparciu o minimalny próg zmiany.

Korzystnie, określenie drugiego modelowego przepływu płynu obejmuje zwiększenie drugiego modelowego przepływu płynu, gdy kierunek przemieszczania kombajnu ścianowego prowadzi do chodnika podścianowego oraz gdy wysokość urabiania pierwszej głowicy urabiającej kombajnu ścianowego ulega zwiększeniu.

Korzystnie, sposób ponadto obejmuje zwiększanie, przez urządzenie do sterowania przepływem płynu, prędkości przepływu płynu wyprowadzanego przez dyszę, gdy parametr wydajności wskazuje wzrost ilości wydobywanego surowca mineralnego w określonym czasie.

Korzystnie, parametr operacyjny obejmuje jeden lub więcej z grupy obejmującej prędkość pompy o zmiennej prędkości i wielkości otworu dla zaworu o zmiennym przepływie.

Sposób sterowania systemem dostarczania płynu dla systemu kombajnu ścianowego, charakteryzujący się tym, że sposób obejmuje:

- określanie, za pomocą pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru parametru wydajności, przy czym parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu ścianowego wzdłuż czoła przodka i wskazuje przybliżoną ilość wydobywanego surowca w określonym czasie, co jest określane przez co najmniej jeden spośród: prędkości przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, wysokości głowic urabiających, kierunku przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, głębokości urabiania kombajnu;

- odbieranie pomiaru parametru wydajności od pierwszego sterownika elektronicznego;

- ustalanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, prędkości pompy o zmiennej prędkości na podstawie pomiaru parametru wydajności, przy czym pompa o zmiennej prędkości jest połączona przepływowo z dyszą umieszczoną na głowicy urabiającej kombajnu ścianowego, oraz ze źródłem płynu; oraz

- obsługiwanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, pompy o zmiennej prędkości zgodnie z ustaloną prędkością dla rozpylania płynu za pośrednictwem dyszy.

Sposób sterowania systemem dostarczania płynu dla systemu kombajnu ścianowego, charakteryzuje się tym, że sposób obejmuje:

- określanie, za pomocą pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru parametru wydajności, przy czym parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu ścianowego wzdłuż c zoła przodka i wskazuje przybliżoną ilość wydobywanego surowca w określonym czasie, co jest określane przez co najmniej jeden spośród: prędkości przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, wysokości głowic urabiających, kierunku przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, głębokości urabiania kombajnu;

- odbieranie pomiaru parametru wydajności od pierwszego sterownika elektronicznego;

- ustalanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, wielkości otworu zaworu o zmiennym przepływie na podstawie pomiaru parametru wydajności, przy czym zawór o zmiennym przepływie jest połączony przepływowo z dyszą umieszczoną na głowicy urabiającej kombajnu ścianowego, oraz ze źródłem płynu; oraz

- obsługiwanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, zaworu o zmiennym przepływie zgodnie z ustaloną wielkością otworu dla rozpylania płynu za pośrednictwem dyszy.

Inne aspekty wynalazku staną się oczywiste po zapoznaniu się z poniższym szczegółowym opisem i załączonymi figurami rysunku.

KRÓTKI OPIS FIGUR RYSUNKU

Fig. 1 przedstawia ścianowy system wydobywczy według jednej implementacji wynalazku.

Fig. 2 przedstawia widok perspektywiczny z boku kombajnu ścianowego systemu wydobywczego z fig. 1.

Fig. 3 przedstawia odsłonięty widok z boku kombajnu ścianowego z fig. 2.

Fig. 4 przedstawia widok perspektywiczny od góry kombajnu ścianowego z fig. 2;

Fig. 5A-B przedstawiają kombajn ścianowy, podczas przemieszczania się w obrębie złoża węglowego.

Fig. 6 przedstawia schemat systemu sterowania kombajnem dla kombajnu z fig. 2.

Fig. 7 przedstawia schemat systemu dystrybucji płynu dla kombajnu z fig. 2.

Fig. 8 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób działania systemu dystrybucji płynu.

Fig. 9 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób sterowania głównym urządzeniem do sterowania przepływem systemu dystrybucji płynu.

Fig. 10 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób określania modelowego przepływu płynu dla głównego urządzenia do sterownia przepływem.

Fig. 11 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób sterowania drugorzędnym urządzeniem do sterowania przepływem systemu dystrybucji płynu.

Fig. 12 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób określania modelowego przepływu płynu dla drugorzędnego urządzenia do sterownia przepływem.

Fig. 13 przedstawia schematycznie system monitorowania przodka ścianowego zgodnie z jedną implementacją wynalazku.

SZCZEGÓŁOWY OPIS WYNALAZKU

Zanim którekolwiek z przykładów wykonania niniejszego wynalazku zostaną opisane szczegółowo, należy przyjąć, że wynalazek nie ogranicza się w swoim zastosowaniu do szczegółów konstrukcji oraz rozmieszczenia komponentów przedstawionych w poniższym opisie lub zilustrowanych na poniższych figurach rysunku. Wynalazek pozwala na inne przykłady wykonania oraz może być realizowany w różny sposób.

Ponadto należy rozumieć, że przykłady/implementacje wynalazku mogą zawierać sprzęt, oprogramowanie i elektroniczne elementy lub moduły, które dla celów omówienia mogą być przedstawione i opisane, jak gdyby większość elementów została zrealizowana jedynie sprzętowo. Jednak fachowiec o zwykłych umiejętnościach w dziedzinie, na podstawie lektury niniejszego szczegółowego opisu, zorientuje się, że w co najmniej jednym przykładzie wykonania elektroniczne elementy wynalazku można zrealizować w postaci oprogramowania (np., elementy przechowywane na trwałym nośniku z możliwością odczytu przez komputer), wykonywalnego przez jeden lub większą liczbę procesorów. Należy zauważyć, że wiele urządzeń sprzętowych i programowych, jak również wiele różnych elementów konstrukcyjnych jako takich, może być wykorzystywanych do realizacji niniejszego wynalazku. Ponadto, jak opisano w poniższych akapitach, określone konfiguracje mechaniczne, przedstawione na figurach rysunku, mają na celu zilustrowanie przykładów/implementacji wynalazku. Możliwe są również inne alternatywne konfiguracje mechaniczne. Na przykład, „sterowniki” i „moduły” opisane w specyfikacji mogą obejmować standardowe elementy do przetwarzania, takie jak jeden lub więcej procesorów, jeden lub więcej modułów nośników z możliwością odczytu przez komputer, jeden lub więcej interfejsów wejścia/wyjścia i różne połączenia (np., magistralę systemową), łączące elementy. W niektórych przypadkach sterowniki i moduły mogą być realizowane w postaci jednego lub więcej procesorów ogólnego przeznaczenia, cyfrowych procesorów sygnałowych DSP, układów ASIC i układów FPGA, które wykonują instrukcje lub w inny sposób realizują ich funkcje opisane w niniejszym dokumencie.

Możliwa jest implementacja wynalazku, w której zapewniony jest system kombajnu ścianowego, obejmujący kombajn, sterownik elektroniczny, a także system dystrybucji płynu. Kombajn jest skonfigurowany do przemieszczania wzdłuż czoła przodka. Kombajn zawiera korpus kombajnu, głowicę urabiającą sprzężoną z korpusem kombajnu, a także dyszę umieszczoną na głowicy urabiającej. Sterownik elektroniczny jest skonfigurowany do pomiaru parametru wydajności operacji kombajnu ścianowego. Parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu wzdłuż czoła przodka. System dostarczania płynu zawiera urządzenie do sterowania przepływem oraz procesor elektroniczny. Urządzenie do sterowania przepływem jest połączone przepływowo z dyszą oraz ze źródłem płynu. Procesor elektroniczny jest sprzężony z urządzeniem do sterowania przepływem. Procesor elektroniczny jest skonfigurowany do odbierania pomiaru parametru wydajności, określania modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar parametru wydajności, ustalenia parametru operacyjnego urządzenia do sterowania przepływem w oparciu o modelowy przepływ płynu, a także obsługi urządzenia do sterowania przepływem zgodnie z ustalonym parametrem operacyjnym.

W przykładzie wykonania, objętym zakresem ochrony, wynalazek zapewnia sposób sterowania systemem dostarczania płynu dla systemu kombajnu ścianowego. Sposób obejmuje określenie, pomiar parametru wydajności, a także określenie, przy użyciu procesora elektronicznego, modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar parametru wydajności. Parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu wzdłuż czoła przodka. Sposób obejmuje również ustalenie, przy użyciu procesora elektronicznego, parametru urządzenia do sterowania przepływem celem dostarczenia modelowego przepływu płynu przez dyszę umieszczoną na głowicy urabiającej kombajnu, a także obsługę, przy użyciu procesora elektronicznego, urządzenia do sterowania przepływem zgodnie z ustalonym parametrem celem rozpylenia płynu za pośrednictwem dyszy. Urządzenie do sterowania przepływem jest połączone przepływowo z dyszą oraz ze źródłem płynu.

W kolejnej implementacji wynalazku, zapewniono system dystrybucji płynu dla kombajnu ścianowego. System dostarczania płynu zawiera urządzenie do sterowania przepływem oraz procesor elektroniczny. Urządzenie do sterowania przepływem jest połączone przepływowo z dyszą umieszczoną na kombajnie, a także połączone przepływowo ze źródłem płynu. Procesor elektroniczny jest sprzężony z urządzeniem do sterowania przepływem. Procesor elektroniczny jest skonfigurowany do odbierania pomiaru parametru wydajności, a także określania modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar parametru wydajności. Procesor elektroniczny jest również skonfigurowany do ustalania parametru operacyjnego urządzenia do sterowania przepływem w oparciu o modelowy przepływ płynu, a także obsługi urządzenia do sterowania przepływem zgodnie ze zmienionym parametrem. Parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu wzdłuż czoła przodka.

Fig. 1 przedstawia ścianowy system wydobywczy 100. Ścianowy system wydobywczy 100 zawiera system 105 kombajnu ścianowego oraz system monitorowania 110. Ścianowy system wydobywczy 100 jest skonfigurowany do wydobywania wyrobu lub minerału, na przykład węgla, z kopalni w wydajny sposób. System 105 kombajnu ścianowego fizycznie wydobywa materiał górniczy (np., węgiel) z kopalni podziemnej i komunikuje się z systemem monitorowania 110 w związku z działaniem systemu 105 kombajnu ścianowego.

Jak pokazano na fig. 1, ścianowy system 105 kombajnu zawiera obudowy ścianowe 115 oraz kombajn ścianowy 120. Obudowy ścianowe 105 są połączone ze sobą, równolegle do czoła przodka (nie pokazano), z użyciem połączeń elektrycznych i hydraulicznych. Ponadto obudowy ścianowe 115 osłaniają kombajn 120 przed leżącymi powyżej warstwami geologicznymi. Liczba obudów ścianowych 115 wykorzystywanych w systemie 105 kombajnu ścianowego zależy od szerokości czoła przodka, poddawanego wydobywaniu, ponieważ obudowy ścianowe 115 mają zwykle za zadanie ochraniać całą szerokość czoła przodka przed warstwami. Kombajn 120 jest przemieszany wzdłuż linii czoła przodka węglowego przy użyciu przenośnika ścianowego (ang. armoured face conveyor, AFC) 125, który posiada wyspecjalizowaną prowadnicę dla kombajnu 120, biegnącą równolegle do czoła przodka między samym czołem a obudowami ścianowymi 115. Przenośnik ścianowy 125 zawiera również przenośnik równoległy do prowadnicy kombajnu, przez co wydobyty materiał górniczy (np., węgiel) może spadać na przenośnik w celu jego odprowadzania od czoła przodka. Przenośnik i prowadnica przenośnika ścianowego 125 są napędzane za pomocą napędów 130 przenośnika ścianowego znajdujących się w chodniku podścianowym 135 i chodniku nadścianowym 140. Chodnik podścianowy 135 oraz chodnik nadścianowy 140 odnoszą się dalszych zakończeń przenośnika ścianowego 125. Napędy 130 przenośnika ścianowego umożliwiają przenośnikowi 125 ciągły transport materiału górniczego w kierunku chodnika podścianowego 135 (po lewej stronie na fig. 1) i pozwalają na ciągnięcie kombajnu 120 wzdłuż prowadnicy przenośnika ścianowego 125 dwukierunkowo wzdłuż całego czoła przodka. W zależności od szczególnego rozkładu kopalni, układ systemu 105 kombajnu ścianowego może być inny niż opisany powyżej, na przykład, chodnik podścianowy 135 może się znajdować na prawym odległym zakończeniu przenośnika ścianowego 125, podczas gdy chodnik nadścianowy 140 może się znajdować na lewym odległym zakończeniu przenośnika ścianowego 125.

System 105 kombajnu ścianowego zawiera również przenośnik zgrzebłowy podścianowy (ang. beam stage leader, BSL) 145, umieszczony prostopadle na zakończeniu chodnika podścianowego 135 przenośnika ścianowego 125. Gdy uzyskany materiał górniczy transportowany przez przenośnik ścianowy 125 dotrze do chodnika podścianowego 135, materiał górniczy jest prowadzony wzdłuż zakrętu 90° na przenośnik zgrzebłowy podścianowy 145. W niektórych implementacjach wynalazku przenośnik zgrzebłowy podścianowy 145 łączy się z przenośnikiem ścianowym 125 ukośnie (np., pod kątem innym niż 90°). Przenośnik zgrzebłowy podścianowy 145 przygotowuje następnie i ładuje surowiec mineralny na przenośnik w chodniku podścianowym (nie pokazano), który transportuje materiał górniczy na powierzchnię. Materiał górniczy jest przygotowany do załadowania przez kruszarkę (lub sortownik) 150, która rozbija materiał górniczy w celu usprawnienia załadunku na przenośnik w chodniku podścianowym. Podobnie jak przenośnik ścianowy 125, przenośnik zgrzebłowy podścianowy 145 jest napędzany przez napęd przenośnika zgrzebłowego podścianowego (nie pokazano).

System monitorowania 110 wymienia informacje z systemem 105 kombajnu ścianowego dotyczące na przykład wymiarów fizycznych kopalni, prędkości działania systemu 105 kombajnu ścianowego, działania systemu 210 dystrybucji płynu (fig. 2) systemu 105 kombajnu ścianowego, a także innych funkcji operacyjnych systemu 105 kombajnu ścianowego. W niektórych implementacjach wynalazku system monitorowania 110 przesyła sygnały sterujące do systemu 105 kombajnu ścianowego celem zmiany działania systemu 105 kombajnu ścianowego. System monitorowania 110 został opisany bardziej szczegółowo w odniesieniu do fig. 6.

Fig. 2-4 przedstawiają kombajn 120. Fig. 2 przedstawia widok perspektywiczny z boku kombajnu 120. Kombajn 120 zawiera podłużną obudowę centralną 205, która utrzymuje i chroni urządzenia sterujące przeznaczone dla kombajnu 120. W przedstawionej implementacji wynalazku, nieobjętym zakresem ochrony, obudowa centralna 205 zawiera również urządzenia sterujące przeznaczone dla systemu 210 dystrybucji płynu. Poniżej obudowy centralnej 205 znajdują się klocki ślizgowe 215 oraz podchwyty 220 (fig. 3). Klocki ślizgowe 215 podpierają kombajn 120 po stronie czoła przodka przenośnika ścianowego 125 (np., po stronie najbliżej czoła przodka), a podchwyty 220 podpierają kombajn 120 na przenośniku ścianowym 125 od strony zwaliska. W szczególności podchwyty 220 i zęby koła łańcuchowego zaczepiają o prowadnicę przenośnika ścianowego 125, pozwalając na napędzanie kombajnu 120 wzdłuż przenośnika ścianowego 125 i czoła przodka. Jak można również zauważyć na fig. 2, prawe ramię 225 oraz lewe ramię 230 biegną od obudowy centralnej 205. Prawe ramię 225 oraz lewe ramię 230 są unoszone i opuszczane odpowiednio przez podukład hydrauliczny 233 prawego ramienia oraz podukład hydrauliczny 234 lewego ramienia (fig. 6). Podukłady hydrauliczne 233, 234 (fig. 6) zawierają siłowniki hydrauliczne przymocowane do dołu prawego ramienia 225 oraz lewego ramienia 230 celem unoszenia i/albo opuszczania ramion 225, 230.

Jak pokazano na fig. 2-4, na odległym zakończeniu prawego ramienia 225 opiera się prawa głowica urabiająca 235. Analogicznie, lewe ramię 230 podpiera lewą głowicę urabiającą 240 na odległym zakończeniu. Każda głowica urabiająca 235, 240 jest napędzana przez silnik elektryczny, odpowiednio 245, 247 (przedstawiony na fig. 3). Silniki elektryczne 245, 247 napędzają prawą głowicę urabiającą 235 oraz lewą głowicę urabiającą 240 za pośrednictwem przekładni w obrębie ramion 225, 230. Każda z głowic urabiających 235, 240 posiada wiele końcówek urabiających 243 (np., elementów urabiających), które ścierają czoło przodka, gdy głowice urabiające 235, 240 się obracają, przez co materiał górniczy jest urabiany. Każda z głowic urabiających 235, 240 zawiera również wiele dyszy rozpylających 250. Każda z dyszy rozpylających 250 odpowiada jednej z końcówek urabiających 243, a zatem jest umieszczona obwodowo wokół głowic urabiających 235, 240 w sąsiedztwie końcówek urabiających 243. Dysze rozpylające 250 rozpylają płyn (np., wodę) w trakcie procesu wydobywczego celem rozpraszania jednego lub więcej szkodliwych i/albo palnych gazów, które gromadzą się w miejscu wydobywania, tłumienia pyłu i chłodzenia. Dysze rozpylające 250 są połączone przepływowo z systemem 210 dystrybucji płynu, który steruje ilością płynu rozpylanego podczas pracy kombajnu 120. Fig. 3 przedstawia odsłonięty widok z boku kombajnu 120, zawierającego silnik 255 prawej odstawy oraz silnik 260 lewej odstawy, które napędzają kombajn 120 wzdłuż przenośnika ścianowego 125.

Fig. 4 przedstawia widok perspektywiczny od góry kombajnu 120. Jak można zauważyć na fig. 4, kombajn 120 zawiera również różne czujniki, aby umożliwić automatyczne sterowanie kombajnem 120 w trakcie operacji górniczych. Na przykład kombajn 120 zawiera pochyłomierz 265 prawego ramienia, pochyłomierz 270 lewego ramienia, czujniki 275 prawej przekładni odstawy, a także czujniki 280 lewej przekładni odstawy. W przedstawionej implementacji wynalazku kombajn 120 zawiera również czujnik 285 kąta nachylenia podłużnego i poprzecznego. Fig. 4 przedstawia przybliżone rozmieszczenie poszczególnych czujników. W innych realizacjach czujniki mogą być umieszczone w innym miejscu w kombajnie 120. Pochyłomierze 265, 270 dostarczają informacji dotyczących kąta lub nachylenia ramion 225, 230. W niektórych implementacjach wynalazku kombajn 120 zawiera, oprócz lub zamiast pochyłomierzy 265, 270, przetworniki liniowe zamontowane między każdym ramieniem 225, 230 a obudową centralną 205 celem dostarczania informacji dotyczących położenia ramion 225, 230. Czujniki 275, 280 przekładni odstawy dostarczają informacji dotyczących położenia kombajnu 120 wzdłuż przenośnika ścianowego 125, a także prędkości i kierunku ruchu kombajnu 120. W przedstawionej implementacji wynalazku kombajn 120 zawiera również prawy obrotomierz 287 powiązany z silnikiem 255 prawej odstawy oraz lewy obrotomierz 290 powiązany z silnikiem 260 lewej odstawy. Sygnały wyjściowe z prawego obrotomierza 287 oraz z lewego obrotomierza 290 mogą być użyte do oszacowania prędkości kombajnu 120 wzdłuż przenośnika ścianowego 125. W innych implementacjach wynalazku prawy obrotomierz 287 oraz lewy obrotomierz 290 zastępują czujniki 275, 280 przekładni odstawy. Prawy obrotomierz 287, lewy obrotomierz 290, prawy i lewy czujnik 275, 280 przekładni odstawy w niektórych implementacjach wynalazku wykrywają prędkość oraz położenie kombajnu 120 przez wykrywanie położenia i/albo ruchu obrotowego silnika 255 prawej odstawy oraz silnika 260 lewej odstawy.

Czujnik 285 kąta nachylenia podłużnego i poprzecznego dostarcza informacji dotyczących wyrównania kątowego obudowy centralnej 205. Jak pokazano na fig. 4, nachylenie podłużne kombajnu 120 odnosi się do odchylenia kątowego w kierunku do i od czoła przodka, podczas gdy nachylenie poprzeczne kombajnu 120 odnosi się do różnicy kątowej między prawą stroną kombajnu 120 a lewą stroną kombajnu 120, co bardziej wyraźnie pokazano z użyciem osi na fig. 4.

Fig. 5A-B przedstawiają kombajn 120, gdy przemieszcza się w obrębie złoża mineralnego (np., złoża węglowego). Jak pokazano na fig. 5A, kombajn 120 przemieszcza się w bok wzdłuż czoła przodka 300, w sposób dwukierunkowy, chociaż nie jest to konieczne, aby kombajn 120 wykonywał urabianie dwukierunkowo. Na przykład, w trakcie niektórych operacji górniczych, kombajn 120 jest napędzany w dwóch kierunkach wzdłuż czoła przodka 300, ale urabia surowiec mineralny tylko podczas ruchu w jednym kierunku. Alternatywnie, kombajn 120 może być skonfigurowany do wydobywania jednego zabioru surowca mineralnego zarówno podczas przejścia w przód, jak i przejścia powrotnego, a przez to do wykonywania operacji urabiania dwukierunkowo. Fig. 5B przedstawia kombajn 120, gdy ten przechodzi wzdłuż czoła przodka 300, w widoku od tyłu. Jak pokazano na fig. 5B, prawa głowica urabiająca 235 oraz lewa głowica urabiająca 240 są przesunięte względem siebie, aby objąć swym zasięgiem całą wysokość złoża mineralnego poddawanego wydobywaniu. W szczególności, gdy kombajn 120 przemieszcza się poziomo wzdłuż przenośnika ścianowego 125, prawa głowica urabiająca 235, jak pokazano, urabia surowiec mineralny z górnej części (np., górnej połowy) czoła przodka 300, podczas gdy lewa głowica urabiająca 240, jak pokazano, urabia surowiec mineralny z dolnej części czoła przodka 300.

W zależności od wysokości złoża węglowego prawa głowica urabiająca 235 oraz lewa głowica urabiająca 240 mogą nie urabiać takiej samej ilości materiału górniczego z czoła przodka. Zamiast tego jedna z głowic urabiających 235, 240 może urabiać więcej lub mniej materiału górniczego niż przeciwległa głowica urabiająca 235, 240. Dodatkowo, prawa głowica urabiająca 235 oraz lewa głowica urabiająca 240 mogą urabiać różne ilości surowca mineralnego w oparciu, na przykład, o położenie kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300. Na przykład kombajn 120 może urabiać więcej surowca mineralnego, podczas urabiania sekcji wzdłuż długości ściany niż podczas urabiania sekcji chodnika podścianowego lub sekcji chodnika nadścianowego. Sekcja chodnika podścianowego czoła przodka 300 odnosi się do części czoła przodka 300, która znajduje się najbliżej chodnika podścianowego 135 przenośnika ścianowego 125. W jednym przykładzie sekcja chodnika podścianowego czoła przodka odnosi się do 20 obudów ścianowych 115 najbliżej chodnika podścianowego 135 przenośnika ścianowego 125, a sekcja chodnika nadścianowego czoła przodka odnosi się do 20 obudów ścianowych 115 najbliżej chodnika nadścianowego 140 przenośnika ścianowego 125. Sekcja wzdłuż długości ściany odnosi się do sekcji czoła przodka między sekcją chodnika podścianowego oraz sekcją chodnika nadścianowego. Na przykład, jeżeli system 105 kombajnu ścianowego zawiera ogółem 100 obudów ścianowych oznaczonych 1-100, począwszy od chodnika podścianowego 135, sekcja czoła przodka, odpowiadająca obudowom ścianowym 1-20, odnosi się do sekcji chodnika podścianowego, przy czym sekcja czoła przodka, odpowiadająca obudowom ścianowym 21-80 odnosi się do sekcji wzdłuż długości ściany, a sekcja czoła przodka, odpowiadająca obudowom ścianowym 81-100, odnosi się do sekcji chodnika nadścianowego. W niektórych implementacjach wynalazku sekcja wzdłuż długości ściany jest ponadto podzielona w oparciu o, na przykład, numer indeksu, odpowiadający obudowie ścianowej w tym szczególnym obszarze czoła przodka 300. Na przykład czoło przodka może zawierać sekcję chodnika podścianowego, pierwszą sekcję wzdłuż długości ściany, drugą sekcję wzdłuż długości ściany, a także sekcję chodnika nadścianowego.

Fig. 6 przedstawia schemat systemu 400 sterowania kombajnem do sterowania działaniem kombajnu 120. System 400 sterowania kombajnem zawiera sterownik główny 405. Sterownik główny 405 zawiera sprzęt (np., procesor elektroniczny) oraz oprogramowanie (np., przechowywane w pamięci sterownika głównego 405) do wykonywania przechowywanych lokalnie poleceń/logiki celem sterowania kombajnem 120, w oparciu o polecenia z systemu radiowego operatora i/albo w oparciu o polecenia przekazywane z innego procesora systemu monitorowania 110 lub w oparciu o kombinację powyższych. Sterownik główny 405 komunikuje się z różnymi czujnikami 265, 270, 275, 280, 285, 287, 290 kombajnu celem odbierania sygnałów wyjściowych wskazujących położenie i/albo ruch kombajnu 120. Sterownik główny 405 wykorzystuje odebrane sygnały wyjściowe celem dostarczenia sygnałów sterujących do silnika 255 prawej odstawy, silnika 260 lewej odstawy, podukładu hydraulicznego 233 prawego ramienia, podukładu hydraulicznego 234 lewego ramienia, a także systemu 210 dystrybucji płynu. W przedstawionej implementacji wynalazku sterownik główny 405 przesyła również sygnały wyjściowe z czujników 265, 270, 275, 280, 285, 287, 290 do systemu 210 dystrybucji płynu. System 210 dystrybucji płynu może dostarczać ogólne informacje operacyjne do sterownika głównego 405. Na przykł ad sterownik główny 405 określa, która głowica urabiająca 235, 240 urabia górną część surowca mineralnego z czoła przodka, a także prędkość, z jaką obracają się głowice urabiające 235, 240. Sterownik główny 405 przesyła również odpowiednie sygnały do podukładu hydraulicznego 233 prawego ramienia, podukładu hydraulicznego 234 lewego ramienia, silnika 255 prawej odstawy, a także silnika 260 lewej odstawy celem osiągnięcia wymaganych wysokości urabiania oraz prędkości. W niektórych implementacjach wynalazku sterownik główny 405 steruje również układami hydraulicznymi celem obsługi obudów ścianowych 115 oraz powiązanym sprzętem (np., stopnicą, rozporą i tym podobnymi). W niektórych implementacjach wynalazku system 400 sterowania kombajnem może być włączony do podziemnego ścianowego systemu sterowania 1005 (fig. 11).

Fig. 7 przedstawia schemat przykładowego systemu 210 dystrybucji płynu. System 210 dystrybucji płynu monitoruje i steruje ilością płynu (np., wody) rozpylanego przez dysze 250 na głowice urabiające 235, 240 w oparciu o przynajmniej jeden parametr wydajności odbierany od, na przykład, systemu 400 sterowania kombajnem. System 210 dystrybucji płynu zawiera procesor elektroniczny 600, główne urządzenie 605 do sterowania przepływem, pierwszy przepływomierz 610, przepływową rurę rozgałęźną 615, zestaw drugorzędnych urządzeń do sterowania przepływem (czyli drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem oraz trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem), drugi przepływomierz 620, a także trzeci przepływomierz 630. Na schemacie przedstawionym na fig. 7 linie ciągłe oznaczają linię połączenia przepływowego, a linie przerywane oznaczają linię przesyłania sygnału sterującego i/albo danych. Główne urządzenie 605 do sterowania przepływem jest sprzężone z procesorem elektronicznym 600 celem odbierania sygnałów sterujących od procesora elektronicznego 600. Główne urządzenie 605 do sterowania przepływem jest połączone przepływowo ze źródłem 640 płynu, pierwszym przepływomierzem 610 oraz przepływową rurą rozgałęźną 615. Gdy główne urządzenie 605 do sterowania przepływem odbiera sygnał aktywacyjny od procesora elektronicznego 600, główne urządzenie 605 do sterowania przepływem przekazuje płyn ze źródła 640 płynu do przepływowej rury rozgałęźnej 615 w celu dystrybucji płynu między dyszami 250 pierwszej głowicy urabiającej 235 oraz lewej głowicy urabiającej 240. Główne urządzenie 605 do sterowania przepływem może być, na przykład, pompą o zmiennej prędkości i/albo zaworem o zmiennym przepływie. Sygnały sterujące wskazują głównemu urządzeniu 605 do sterowania przepływem określoną ilość lub natężenie przepływu do przekazania ze źródła 640 płynu do przepływowej rury rozgałęźnej 615. Gdy główne urządzenie 605 do sterowania przepływem zawiera pompę o zmiennej prędkości, sygnały sterujące mogą wskazywać prędkość operacyjną dla pompy o zmiennej prędkości. Gdy główne urządzenie 605 do sterowania przepływem zawiera zawór o zmiennym przepływie, sygnały sterujące mogą wskazywać wielkość otworu wlotowego dla zaworu o zmiennym przepływie.

Przepływowa rura rozgałęźna 615 jest umieszczona między głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem a drugim oraz trzecim urządzeniem 625 do sterowania przepływem. Przepływowa rura rozgałęźna 615 przyjmuje płyn z głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem, gdy główne urządzenie 605 do sterowania przepływem jest uaktywnione (np., otwarte) za pomocą sygnałów sterujących z procesora elektronicznego 600. Przepływowa rura rozgałęźna 615 dystrybuuje następnie płyn z głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem do pierwszej ścieżki 645 prowadzącej do dyszy 250 na prawej głowicy urabiającej 235 oraz do drugiej ścieżki 650 prowadzącej do dyszy 250 na lewej głowicy urabiającej 240. W szczególności przepływowa rura rozgałęźna 615 przekazuje płyn z głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem do drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem oraz do trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem.

Drugorzędne urządzenia 625, 635 do sterowania przepływem są umieszczone poniżej głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem oraz przepływowej rury rozgałęźnej 615. Drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem jest sprzężone z procesorem elektronicznym 600, przepływową rurą rozgałęźną 615, a także z dyszami 250 na prawej głowicy urabiającej 235. W szczególności drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem jest umieszczone między przepływową rurą rozgałęźną 615 a dyszami 250 na prawej głowicy urabiającej 235. Drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem odbiera sygnały sterujące od procesora elektronicznego 600, wskazujące określoną ilość lub natężenie przepływu do przekazania do dyszy 250 na prawej głowicy urabiającej 235. W oparciu o otrzymane sygnały sterujące drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem steruje natężeniem przepływu z przepływowej rury rozgałęźnej 615 do dyszy 250 na prawej głowicy urabiającej 235.

Trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem jest sprzężone z procesorem elektronicznym 600, przepływową rurą rozgałęźną 615 oraz dyszami 250 na lewej głowicy urabiającej 240. Trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem jest umieszczone między przepływową rurą rozgałęźną 615 a dyszami 250 na lewej głowicy urabiającej 240. Trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem odbiera sygnały sterujące od procesora elektronicznego 600, wskazujące określone natężenie przepływu do przekazania do dyszy 250 na lewej głowicy urabiającej 240. W oparciu o otrzymane sygnały sterujące trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem steruje natężeniem przepływu z przepływowej rury rozgałęźnej 615 do dyszy 250 na lewej głowicy urabiającej 240.

W przedstawionej implementacji wynalazku drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem oraz trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem zawierają zawór o zmiennym przepływie. Jednak w innych implementacjach wynalazku drugie oraz trzecie urządzenie 625, 635 do sterowania przepływem mogą zawierać inne rodzaje urządzeń do sterowania przepływem, takie jak, na przykład, pompa o zmiennej prędkości. Dodatkowo, jako że drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem oraz trzecie urządzenie 635 do sterowania przepływem są sprzężone z przepływową rurą rozgałęźną 615, przez dostosowanie parametru operacyjnego, na przykład, drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem, natężenie przepływu dla trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem jest regulowane automatycznie. Podobnie, przez dostosowanie parametru operacyjnego trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem, natężenie przepływu dla drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem jest regulowane automatycznie.

Pierwszy przepływomierz 610 jest umieszczony między głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem a przepływową rurą rozgałęźną 615. Pierwszy przepływomierz 610 mierzy główne natężenie przepływu systemu 210 dystrybucji płynu. Pierwszy przepływomierz 610 jest sprzężony z procesorem elektronicznym 600 celem dostarczenia do procesora elektronicznego 600 wskazania głównego natężenia przepływu systemu 210 dystrybucji płynu. Drugi przepływomierz 620 jest umieszczony między przepływową rurą rozgałęźną 615 a drugim urządzeniem 625 do sterowania przepływem. Drugi przepływomierz 620 mierzy natężenie przepływu pierwszej ścieżki 645 systemu 210 dystrybucji płynu. To oznacza, że drugi przepływomierz 620 mierzy natężenie przepływu kierowane do dyszy 250 na prawej głowicy urabiającej 235. Drugi przepływomierz 620 jest również sprzężony z procesorem elektronicznym 600 celem dostarczania wskazania natężenia przepływu pierwszej ścieżki 645 systemu 210 dystrybucji płynu. Trzeci przepływomierz 630 jest umieszczony między przepływową rurą rozgałęźną 615 a trzecim urządzeniem 635 do sterowania przepływem. Trzeci przepływomierz 630 mierzy natężenie przepływu drugiej ścieżki 650 systemu 210 dystrybucji płynu. To oznacza, że trzeci przepływomierz 630 mierzy natężenie przepływu kierowane do dyszy 250 na lewej głowicy urabiającej 240.

Trzeci przepływomierz 630 jest również sprzężony z procesorem elektronicznym 600 celem dostarczenia do procesora elektronicznego wskazania natężenia przepływu drugiej ścieżki 650 systemu 210 dystrybucji płynu.

Procesor elektroniczny 600 jest sprzężony ze sterownikiem głównym 405 systemu 400 sterowania kombajnem, głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem, pierwszym przepływomierzem 610, drugim przepływomierzem 620, trzecim przepływomierzem 630, drugim urządzeniem 625 do sterowania przepływem, a także trzecim urządzeniem 635 do sterowania przepływem. W przedstawionej implementacji wynalazku procesor elektroniczny 600 odbiera parametry wydajności od systemu 400 sterowania kombajnem (np., od sterownika głównego 405). Parametry wydajności odnoszą się do parametrów powiązanych z ilością surowca mineralnego (np., węgla), który jest poddawany wydobywaniu (np., urabiany). Im więcej surowca mineralnego jest wydobywane przez kombajn 120, tym więcej szkodliwych gazów może być uwalnianych. Zatem, gdy ilość surowca mineralnego poddawanego wydobywaniu zwiększa się, system 210 dystrybucji płynu również zwiększa natężenie przepływu płynu przez dysze 250 prawej głowicy urabiającej 235 oraz lewej głowicy urabiającej 240. Parametry wydajności wskazują procesorowi elektronicznemu 600 przybliżoną ilość surowca mineralnego, który jest wydobywany w określonym czasie. W przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku parametry wydajności obejmują, na przykład, położenie kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 (np., części czoła przodka 300, w której kombajn 120 aktualnie urabia surowiec mineralny), prędkość przemieszczania kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka, wysokość każdej z głowic urabiających 235, 240, kierunek przemieszczania kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300, a także głębokość urabiania kombajnu 120. Im szybciej kombajn 120 przemieszcza się wzdłuż czoła przodka 300, tym więcej surowca mineralnego jest urabianego przez kombajn 120. Podobnie, gdy wysokość urabiania każdej z głowic urabiających 235, 240 i/albo głębokość urabiania kombajnu 120 zwiększają się, ilość urabianego surowca mineralnego również się zwiększa. Położenie kombajnu 120 również wpływa na ilość surowca mineralnego urabianego przez kombajn 120. Na przykład, gdy kombajn 120 zmienia kierunek przy chodniku podścianowym 135 lub chodniku nadścianowym 140, kombajn 120 nie wydobywa tak dużo surowca mineralnego. Jednak, gdy kombajn przemieszcza się przez pozostałą część czoła przodka 300 (np., sekcję wzdłuż długości ściany), kombajn 120 wydobywa więcej surowca mineralnego. Dodatkowo kierunek przemieszczania kombajnu 120 również zmienia ilość surowca mineralnego urabianego przez kombajn 120. Na przykład, gdy kombajn 120 urabia surowiec mineralny w sposób jednokierunkowy (np., urabia surowiec mineralny wyłącznie, gdy przemieszcza się od chodnika podścianowego 135 do chodnika nadścianowego 140), ilość urabianego surowca mineralnego w jednym kierunku przemieszczania jest znacząco większa niż w przeciwnym kierunku przemieszczania. W niektórych przykładach wykonania wynalazku parametry wydajności mogą obejmować inne pomiary kombajnu 120 powiązane z ilością urabianego surowca mineralnego. W oparciu o odebrane parametry wydajności, a także natężenia przepływu odebrane od pierwszego, drugiego oraz trzeciego przepływomierza 610, 620, 630, procesor elektroniczny 600 generuje sygnały sterujące dla każdego z głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem, drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem, a także trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem.

Fig. 8 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób 655 działania systemu 210 dystrybucji płynu. W pierwszej kolejności system sterowania kombajnem (czyli sterownik główny 405) i/albo procesor elektroniczny 600 systemu 210 dystrybucji płynu określa pomiar różnych parametrów wydajności (blok 670). W niektórych implementacjach wynalazku procesor elektroniczny 600 systemu 210 dystrybucji płynu określa pomiar parametrów wydajności przez odbiór pomiaru parametrów wydajności od sterownika głównego 405 i/albo od czujników 265, 270, 275, 280, 285, 287, 290 kombajnu. W innych implementacjach wynalazku procesor elektroniczny 600 określa pomiar parametrów wydajności przez przeprowadzenie obliczenia w oparciu o sygnały wyjściowe odebrane od czujników 265, 270, 275, 280, 285, 287, 290 kombajnu. Procesor elektroniczny 600 steruje następnie głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem w oparciu o pomiar pierwszego parametru wydajności (blok 675). Procesor elektroniczny 600 steruje również zestawem drugorzędnych urządzeń 625, 635 do sterowania przepływem w oparciu o pomiar drugiego parametru wydajności (blok 680). Dzięki sterowaniu głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem, a także drugorzędnymi urządzeniami 625, 635 do sterowania przepływem, procesor elektroniczny 600 steruje ilością płynu rozpylanego przez dysze 250 zarówno na prawej głowicy urabiającej 235, jak i na lewej głowicy urabiającej 240.

Fig. 9 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób 700 sterowania głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem. W szczególności sposób 700 może być użyty do zrealizowania bloku 675 z fig. 8. W pierwszej kolejności, jak opisano w odniesieniu do bloku 670 z fig. 8, procesor elektroniczny 600 określa pomiar parametrów wydajności. W przedstawionej implementacji wynalazku procesor elektroniczny 600 określa prędkość kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 oraz położenie kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300. Następnie, w oparciu o prędkość kombajnu 120, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu (blok 710). Modelowy przepływ płynu wskazuje wymagany przepływ dla głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem w taki sposób, że dostarczana jest wystarczająca ilość płynu, aby rozproszyć szkodliwe gazy, przy jednoczesnym zmniejszeniu strat płynu. Procesor elektroniczny 600 przechodzi do ustalenia parametru operacyjnego (np., prędkości dla pompy o zmiennej prędkości lub wielkości otworu dla zaworu o zmiennym przepływie) głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem w oparciu o modelowy przepływ płynu (blok 715). W jednym przykładzie procesor elektroniczny 600 ustala parametr operacyjny przez obliczenie w pierwszej kolejności zmiany parametru operacyjnego w oparciu o aktualny przepływ płynu przez system 210 dystrybucji płynu mierzony przez pierwszy przepływomierz 610, drugi przepływomierz 620 i/albo trzeci przepływomierz 630. Procesor elektroniczny 600 obsługuje następnie główne urządzenie 605 do sterowania przepływem zgodnie z ustalonym parametrem operacyjnym (blok 720). Procesor elektroniczny 600 kontynuuje monitorowanie parametrów wydajności celem sterowania aktualnym przepływem płynu systemu 210 dystrybucji płynu do czasu, aż system 210 dystrybucji płynu zostanie wyłączony, na przykład gdy kombajn 120 nie pracuje. Dlatego system 210 dystrybucji płynu dostosowuje ilość płynu (np., wody) dostarczanego do dyszy 250 prawej i lewej głowicy urabiającej 235, 240 w oparciu o zmierzony parametr (parametry) wydajności.

Fig. 10 przedstawia sieć działań, ilustrującą przykładowy sposób 800 określania modelowego przepływu płynu dla głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem. W szczególności sposób 800 może być użyty do zrealizowania bloku 710 z fig. 9. Jak zaznaczono powyżej, w przedstawionej implementacji wynalazku procesor elektroniczny 600 określa pomiar prędkości kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300, a także pomiar położenia kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 (blok 670 z fig. 8). Procesor elektroniczny 600 określa następnie pierwszy przepływ płynu (lub natężenie przepływu), odpowiadający odebranej prędkości kombajnu 120 (blok 805), a także określa przesunięcie przepływu płynu (lub natężenie przepływu), odpowiadające odebranemu położeniu kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 (blok 810). Procesor elektroniczny 600 łączy następnie (np., dodaje) pierwszy przepływ płynu oraz przesunięcie przepływu płynu celem wygenerowania połączonego przepływu płynu (blok 820). Połączony przepływ płynu opiera się zatem zarówno na prędkości kombajnu 120, jak i na położeniu kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300. W jednym przykładzie modelowy przepływ płynu zmienia się bardziej znacząco z uwagi na zmianę prędkości kombajnu 120 niż z uwagi na zmianę położenia kombajnu 120. Jednak w innych przykładach zmiany prędkości kombajnu 120 mają taki sam lub mniejszy wpływ niż zmiany położenia kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka.

W przedstawionej implementacji wynalazku, w bloku 805, procesor elektroniczny 600 uzyskuje dostęp do pierwszej tablicy przeglądowej, przechowującej wiele prędkości kombajnu powiązanych z odpowiednimi przepływami płynu. Procesor elektroniczny 600 uzyskuje również dostęp, w bloku 810, do drugiej tablicy przeglądowej, przechowującej wiele położeń kombajnu wzdłuż czoła przodka 300 powiązanych z odpowiednimi przesunięciami przepływu płynu. W przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku położenie kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 może być jednym spośród sekcji chodnika podścianowego, sekcji chodnika nadścianowego, a także sekcji wzdłuż długości ściany. W przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku pierwszy przepływ płynu oparty na prędkości kombajnu 120 oraz przesunięcie przepływu płynu oparte na położeniu kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 są ograniczone przez przepływ minimalny. Przepływ minimalny odpowiada minimalnemu przepływowi płynu dostarczanemu przez system 210 dystrybucji płynu do dysz 250 na prawej głowicy urabiającej 235 oraz do dysz 250 na lewej głowicy urabiającej 240. Zatem pierwsza tablica przeglądowa przechowuje najniższy przepływ płynu odpowiadający przepływowi minimalnemu lub, w niektórych przykładach wykonania, odpowiadający przepływowi płynu, który jest wyższy niż przepływ minimalny. Przesunięcie najniższego przepływu płynu przechowywane w drugiej tablicy przeglądowej odpowiada przesunięciu przepływu płynu, które, w połączeniu z najniższym przepływem płynu przechowywanym w pierwszej tablicy przeglądowej, generuje przepływ płynu, który jest większy niż lub równy przepływowi minimalnemu.

Procesor elektroniczny 600 przystępuje do określenia zmiany przepływu płynu w oparciu o kombinację pierwszego przepływu płynu oraz przesunięcia przepływu płynu oraz aktualnego przepływu płynu systemu 210 dystrybucji płynu (blok 825). Procesor elektroniczny 600 określa następnie, czy zmiana przepływu płynu przekracza uprzednio zdefiniowany minimalny próg zmiany (blok 830). Uprzednio zdefiniowany minimalny próg zmiany dotyczy minimalnej zmiany skokowej realizowanej przez główne urządzenie 605 do sterowania przepływem. W przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku uprzednio zdefiniowany minimalny próg zmiany odpowiada w przybliżeniu przedziałowi między jednym a pięcioma litrami na minutę. W innych przykładach wykonania uprzednio zdefiniowany minimalny próg zmiany może być wyższy lub niższy, na przykład w oparciu o warunki techniczne głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem.

Gdy zmiana przepływu płynu określona przez procesor elektroniczny 600 przekroczy uprzednio zdefiniowany minimalny próg zmiany, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu dla głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem w oparciu o zmianę przepływu płynu (blok 835). Z drugiej strony, gdy zmiana przepływu płynu nie przekroczy (np., jest równa lub mniejsza) uprzednio zdefiniowanego minimalnego progu zmiany, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu w oparciu o uprzednio zdefiniowany minimalny próg zmiany (blok 840). Procesor elektroniczny 600 kontynuuje monitorowanie parametrów wydajności oraz aktualnego natężenia przepływu systemu 210 dystrybucji płynu w celu aktualizacji natężenia przepływu przez dysze 250.

Fig. 11 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób 850 sterowania drugorzędnymi urządzeniami 625, 635 do sterowania przepływem. W szczególności sposób 850 może być użyty do realizacji bloku 680 z fig. 8. W pierwszej kolejności, jak opisano w odniesieniu do bloku 670 z fig. 8, procesor elektroniczny 600 określa pomiar parametrów wydajności. Parametry wydajności określone podczas sterowania drugorzędnymi urządzeniami 625, 635 do sterowania przepływem są inne niż parametry wydajności wykorzystywane do sterowania głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem. Podczas gdy procesor elektroniczny 600 steruje głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem w oparciu o prędkość kombajnu i/albo położenie kombajnu 120 wzdłuż czoła przodka 300 (np., parametr wydajności), procesor elektroniczny 600 steruje drugorzędnymi urządzeniami 625, 635 do sterowania przepływem w oparciu o wysokość urabiania prawej głowicy urabiającej 235, wysokość urabiania lewej głowicy urabiającej 240, głębokość urabiania kombajnu 120, a także kierunek przemieszczania kombajnu 120 (np., drugi parametr wydajności). Zatem, chociaż sterowanie głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem umożliwia regulację w szerokim zakresie płynu rozpylanego przez dysze 250, dzięki niezależnemu sterowaniu drugim oraz trzecim urządzeniem 625, 635 do sterowania przepływem w oparciu o różne parametry wydajności, procesor elektroniczny 600 bardziej precyzyjnie reguluje płyn rozpylany przez dysze 250 na każdej z prawej głowicy urabiającej 235, a także lewej głowicy urabiającej 240. Jak to omówiono w odniesieniu do fig. 8, te parametry wydajności mogą być odbierane na przykład od systemu 400 sterowania kombajnem.

Wykorzystując wysokość urabiania prawej głowicy urabiającej 235 oraz lewej głowicy urabiającej 240, głębokość urabiania kombajnu 120, a także kierunek przemieszczania kombajnu 120, procesor elektroniczny 600 dostosowuje przepływ do każdej spośród pierwszej ścieżki 645 oraz drugiej ścieżki 650 systemu 210 dystrybucji płynu. Innymi słowy, w oparciu o kierunek przemieszczania, wysokości urabiania, a także głębokość urabiania kombajnu 120, procesor elektroniczny 600 określa drugi modelowy przepływ płynu dla pierwszej ścieżki 645 (blok 855) i określa trzeci modelowy przepływ płynu dla drugiej ścieżki 650 (blok 860). Jak opisano w odniesieniu do fig. 9, modelowy przepływ płynu wskazuje wymagany przepływ dla drugiego oraz trzeciego urządzenia 625, 635 do sterowania przepływem w taki sposób, że rozpylana jest wystarczająca ilość płynu, aby rozproszyć szkodliwe gazy, przy jednoczesnym zmniejszeniu strat płynu. Procesor elektroniczny 600 przystępuje do ustalania parametru operacyjnego (np., wielkości otworu dla zmiennego zaworu sterującego) drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem w oparciu o drugi modelowy przepływ płynu (blok 865). W jednym przykładzie procesor elektroniczny 600 określa zmianę parametru operacyjnego dla drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem w oparciu o modelowy przepływ płynu dla pierwszej ścieżki 645 oraz o aktualny przepływ płynu pierwszej ścieżki 645 mierzony przez drugi przepływomierz 620. Procesor elektroniczny 600 ustala również parametr operacyjny (np., wielkość otworu dla zmiennego zaworu sterującego) trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem w oparciu o trzeci modelowy przepływ płynu (blok 870). W jednym przykładzie procesor elektroniczny 600 ustala parametr operacyjny przez określenie w pierwszej kolejności zmiany parametru operacyjnego dla trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem w oparciu o modelowy przepływ płynu dla drugiej ścieżki 650 oraz o aktualny przepływ płynu drugiej ścieżki 650 mierzony przez trzeci przepływomierz 630. Procesor elektroniczny 600 obsługuje następnie drugie oraz trzecie urządzenie 625, 635 do sterowania przepływem zgodnie z ustalonymi parametrami operacyjnymi (blok 875). Procesor elektroniczny 600 kontynuuje również monitorowanie aktualnego natężenia przepływu systemu 210 dystrybucji płynu oraz parametrów wydajności celem cyklicznego dostosowywania drugiego oraz trzeciego urządzenia do sterowania przepływem w miarę potrzeby, aż system 210 dystrybucji płynu zostanie wyłączony (np., dezaktywowany).

Fig. 12 przedstawia sieć działań, ilustrującą sposób 900 określania drugiego modelowego przepływu płynu dla dyszy 250 na prawej głowicy urabiającej 235 (np., dla pierwszej ścieżki 645) oraz trzeciego modelowego przepływu płynu dla dyszy 250 na lewej głowicy urabiającej 240 (np., dla drugiej ścieżki 650). Innymi słowy, sposób 900 może być wykorzystywany do realizacji bloków 855 oraz 860 z fig. 11. W pierwszej kolejności, jak opisano powyżej oraz w odniesieniu do bloku 670 z fig. 8, procesor elektroniczny określa pomiar parametrów wydajności. Procesor elektroniczny 600 określa przepływ płynu (lub natężenie przepływu) dla dysz 250 na prawej głowicy urabiającej 235, odpowiadający odebranej wysokości urabiania prawej głowicy urabiającej 235, głębokości urabiania kombajnu 120, a także kierunkowi przemieszczania kombajnu 120 (blok 905). Procesor elektroniczny 600 określa również przepływ płynu (lub natężenie przepływu) dla dysz 250 na lewej głowicy urabiającej 240, odpowiadający odebranej wysokości urabiania lewej głowicy urabiającej 240, głębokości urabiania kombajnu 120, a także kierunkowi przemieszczania kombajnu 120 (blok 910). W jednym przykładzie procesor elektroniczny 600 uzyskuje dostęp do tablicy przeglądowej, przechowującej wiele wysokości urabiania powiązanych z kierunkiem przemieszczania oraz z odpowiednimi przepływami płynu. Na podstawie tablicy przeglądowej procesor elektroniczny 600 może określić przepływ płynu dla prawej głowicy urabiającej 235 oraz przepływ płynu dla lewej głowicy urabiającej 240. W oparciu o określone przepływy płynu procesor elektroniczny 600 określa zmianę przepływu płynu do dyszy 250 na prawej głowicy urabiającej 235 celem uzyskania określonego przepływu płynu, odpowiadającego wysokości urabiania prawej głowicy urabiającej 235, kierunkowi przemieszczania kombajnu 120, a także głębokości urabiania kombajnu 120 (blok 915).

Różne parametry wydajności wpływają w różny sposób na przepływ płynu. W jednym przykładzie procesor elektroniczny 600 zwiększa przepływ płynu do pierwszej ścieżki 645 lub drugiej ścieżki 650, gdy kierunek przemieszczania prowadzi do chodnika podścianowego oraz gdy wysokość urabiania kombajnu 120 rośnie. Analogicznie, procesor elektroniczny 600 może zmniejszać przepływ płynu do pierwszej lub drugiej ścieżki 645, 650, gdy wysokość urabiania kombajnu zmniejsza się. Jednak, gdy kombajn 120 przemieszcza się w kierunku chodnika podścianowego (co zwykle powoduje zwiększenie natężenia przepływu), ale zmniejsza się wysokość urabiania i/albo głębokość urabiania kombajnu 120, przepływ płynu do pierwszej lub drugiej ścieżki 645, 650 może zmniejszyć się nieznacznie lub pozostać niezmieniony. Procesor elektroniczny 600 określa priorytety parametrów wydajności i zmiany przepływu płynu do pierwszej lub drugiej ścieżki 645, 650 w oparciu o zmianę każdego parametru wydajności oraz względny priorytet powiązany z parametrem. Innymi słowy, na przykład zmiana wysokości urabiania kombajnu 120 powoduje inną zmianę przepływu płynu do pierwszej lub drugiej ścieżki 645, 650 niż na przykład zmiana kierunku kombajnu 120. W jednym przykładzie zmiany wysokości urabiania i/albo głębokości urabiania kombajnu 120 wpływają na przepływ płynu do pierwszej lub drugiej ścieżki 645, 650 bardziej znacząco niż zmiany kierunku przemieszczania kombajnu 120.

Procesor elektroniczny 600 określa następnie, czy zmiana przepływu płynu do prawej głowicy urabiającej 235 przekracza minimalny próg delta (blok 925). Uprzednio zdefiniowany minimalny próg delta odnosi się do minimalnej zmiany skokowej realizowanej przez drugie urządzenie 625 do sterowania przepływem. W jednym przykładzie minimalny próg delta jest taki sam jak minimalny próg zmiany z fig. 10. W innych przykładach wykonania minimalny próg delta oraz minimalny próg zmiany odpowiada różnym wartościom, na przykład w związku z różnicami między głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem oraz drugorzędnymi urządzeniami 625, 635 do sterowania przepływem.

Gdy zmiana przepływu płynu dla pierwszej ścieżki 645 przekracza minimalny próg delta, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu dla pierwszej ścieżki 645 z wykorzystaniem zmiany przepływu płynu określonej przez procesor elektroniczny 600 (blok 930). Jednak, gdy zmiana przepływu płynu do pierwszej ścieżki 645 nie przekracza minimalnego progu delta, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu dla pierwszej ścieżki 645 z wykorzystaniem minimalnego progu delta zamiast określonej zmiany przepływu płynu (blok 935).

W oparciu o określony przepływ płynu dla drugiej ścieżki 650, procesor elektroniczny 600 określa zmianę przepływu płynu do drugiej ścieżki 650 celem uzyskania uprzednio ustalonego przepływu płynu, odpowiadającego wysokości urabiania lewej głowicy urabiającej 240, kierunkowi przemieszczania kombajnu 120, a także głębokości urabiania kombajnu 120 (blok 940). Jak opisano powyżej w odniesieniu do przepływu płynu dla pierwszej ścieżki 645, różne parametry wydajności mogą w różny sposób wpływać na przepływ płynu. Procesor elektroniczny 600 określa następnie, czy zmiana przepływu płynu drugiej ścieżki 650 przekracza minimalny próg delta (blok 950). Minimalny próg delta wykorzystywany w odniesieniu do pierwszej ścieżki 645 może być taki sam lub inny niż minimalny próg delta wykorzystywany w odniesieniu do drugiej ścieżki 650. Gdy zmiana przepływu płynu do drugiej głowicy urabiającej 240 przekracza minimalny próg delta, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu dla drugiej ścieżki 650 z wykorzystaniem określonej zmiany przepływu płynu (blok 955). Z drugiej strony, gdy zmiana przepływu płynu dla drugiej ścieżki 650 nie przekracza minimalnego progu delta, procesor elektroniczny 600 określa modelowy przepływ płynu dla drugiej ścieżki 650 w oparciu o minimalny próg delta zamiast określonej zmiany przepływu płynu (blok 960).

Jak opisano powyżej w odniesieniu do fig. 8 do 12, system 210 dystrybucji płynu (np., procesor elektroniczny 600) steruje trzema różnymi urządzeniami 605, 625, 635 do sterowania przepływem w oparciu o różne parametry wydajności. Parametry wydajności są odbierane od systemu 400 sterowania kombajnem (np., sterownika głównego 405) lub obliczane i/albo określane przez procesor elektroniczny 600. Dzięki sterowaniu trzema urządzeniami 605, 625, 635 do sterowania przepływem system 210 dystrybucji płynu jest skonfigurowany do uzyskiwania modelowego przepływu płynu dla pierwszej ścieżki 645 (np., do prawej głowicy urabiającej 235) oraz innego modelowego przepływu płynu dla drugiej ścieżki 650 (np., do lewej głowicy urabiającej 240). Ponadto w tym przykładzie parametry wydajności przewidziane do sterowania głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem, są inne niż parametry wydajności przewidziane do sterowania drugim urządzeniem 625 do sterowania przepływem oraz trzecim urządzeniem 635 do sterowania przepływem. W niektórych realizacjach kombinacja parametrów wydajności wykorzystywanych do sterowania głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem oraz każdym z drugorzędnych urządzeń 625, 635 do sterowania przepływem może być inna niż te opisane powyżej w odniesieniu do fig. 8 do 12. Zasadniczo główne urządzenie 605 do sterowania przepływem oraz drugorzędne urządzenia 625, 635 do sterowania przepływem są sterowane przy użyciu różnej kombinacji parametrów wydajności (np., pierwsza kombinacja steruje głównym urządzeniem 605 do sterowania przepływem, druga kombinacja steruje drugim urządzeniem 625 do sterowania przepływem, a trzecia kombinacja steruje trzecim urządzeniem 635 do sterowania przepływem), chociaż mogą wystąpić pewne elementy wspólne w każdej z różnych kombinacji.

W przedstawionej implementacji wynalazku system 400 sterowania kombajnem oraz system dystrybucji płynu komunikują się z systemem monitorowania 110 celem zapewnienia dostępu do danych operacyjnych dla systemu 105 kombajnu ścianowego dla użytkowników znajdujących się z dala od miejsca wydobycia. Fig. 13 przedstawia schematycznie system monitorowania 110 przodka ścianowego, który może być użyty do sterowania i/albo monitorowania systemu 210 dystrybucji płynu, a także innych aspektów systemu wydobywczego 100. System monitorowania 110 przodka ścianowego komunikuje się z podziemnym ścianowym systemem sterowania 1005 oraz z systemem 210 dystrybucji płynu. W przedstawionej implementacji wynalazku system 400 sterowania kombajnem jest włączony do podziemnego ścianowego systemu sterowania 1005. W niektórych implementacjach wynalazku system 210 dystrybucji płynu może być również włączony do podziemnego ścianowego systemu sterowania 1005.

System monitorowania 110 przodka ścianowego zawiera przełącznik sieciowy 1015, komputer 1020 na powierzchni, serwer zdalny 1025, a także terminal zdalny 1030. Podziemny ścianowy system sterowania 1005 znajduje się w miejscu wydobycia i zawiera różne komponenty oraz urządzenia sterujące kombajnu 120. W niektórych implementacjach wynalazku ścianowy system sterowania 1005 zawiera również różne komponenty oraz urządzenia sterujące obudów ścianowych 115, przenośnika ścianowego 125 i tym podobnych. Ścianowy system sterowania 1005 komunikuje się z komputerem 1020 na powierzchni za pośrednictwem przełącznika sieciowego 1015 oraz sieci Ethernet lub podobnej sieci 1035, przy czym obydwa elementy mogą znajdować się w miejscu wydobycia.

System 210 dystrybucji płynu komunikuje się również z podziemnym ścianowym systemem sterowania 1005 oraz z komputerem 1020 na powierzchni za pośrednictwem przełącznika sieciowego 1015. W przedstawionej implementacji wynalazku system 210 dystrybucji płynu jest niezależnie sprzężony z przełącznikiem sieciowym 1015 oraz z podziemnym ścianowym systemem sterowania 1005. Jednak w innych implementacjach wynalazku system 210 dystrybucji płynu może być sprzężony z podziemnym ścianowym systemem sterowania 1005, ale nie z przełącznikiem sieciowym 1015. Niezależnie od tego, czy system 210 dystrybucji płynu komunikuje się bezpośrednio czy pośrednio z przełącznikiem sieciowym 1015, komputer 1020 na powierzchni, serwer zdalny 1025 i/albo terminal zdalny 1030 mogą uzyskiwać dostęp do informacji dotyczących systemu 210 dystrybucji płynu (np., parametrów wydajności i/albo natężeń przepływu głównego urządzenia 605 do sterowania przepływem, drugiego urządzenia 625 do sterowania przepływem i/albo trzeciego urządzenia 635 do sterowania przepływem) i mogą być skonfigurowane do zmiany parametrów i/albo progów wykorzystywanych przez system 210 dystrybucji płynów. W innych implementacjach wynalazku system 210 dystrybucji płynu może być zintegrowany z (np., częścią) podziemnym ścianowym systemem sterowania 1005.

Przełącznik sieciowy 1015 przekazuje dane ze ścianowego systemu sterowania 1005 do komputera 1020 na powierzchni. Komputer 1020 na powierzchni jest ponadto połączony z serwerem zdalnym 1025, który może zawierać różne urządzenia przetwarzające i procesory 1040 do przetwarzania danych odbieranych z komputera 1020 na powierzchni. Serwer zdalny 1025 może również zawierać różne bazy danych 1045 do przechowywania danych odbieranych od komputera 1020 na powie rzchni. Serwer zdalny 1025 przechowuje i przetwarza dane odbierane od komputera 1020 na powierzchni. Serwer zdalny 1025 zapewnia ponadto dostęp do baz danych 1045 dla terminala zdalnego 1030. W niektórych implementacjach wynalazku serwer zdalny 1025 może również generować alarmy dotyczące działania ścianowego systemu wydobywczego w oparciu o dane odbierane od komputera 1020 na powierzchni.

Każdy z komponentów w systemie monitorowania 110 jest sprzężony komunikacyjnie dla potrzeb komunikacji dwukierunkowej. Ścieżki komunikacyjne między którymikolwiek dwoma komponentami systemu monitorowania 110 mogą być ścieżkami przewodowymi (np., wykorzystującymi kable ethernetowe lub inne), bezprzewodowymi (np., wykorzystującymi protokoły WiFi, komórkowy, Bluetooth) albo kombinacją powyższych. W niektórych implementacjach wynalazku system 400 sterowania kombajnem oraz system 210 dystrybucji płynu może nie być połączony z systemem monitorowania 110.

Różne właściwości i korzyści niniejszego wynalazku przedstawiono w poniższych zastrzeżeniach.

Claims (9)

1. Sposób sterowania systemem (210) dostarczania płynu dla systemu (105) kombajnu ścianowego, znamienny tym, że obejmuje:

określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru parametru wydajności, przy czym parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu ścianowego (120) wzdłuż czoła przodka (300) oraz wskazuje, wydobywaną w określonym czasie, przybliżoną ilość surowca mineralnego, która jest określana na podstawie co najmniej jednego z: prędkości przemieszczania kombajnu wzdłuż czoła przodka, wysokości głowic urabiających, kierunku przemieszczania kombajnu wzdłuż czoła przodka, głębokości urabiania kombajnu;

odebranie przez pierwszy sterownik elektroniczny pomiaru parametru wydajności;

określenie, przy użyciu drugiego sterownika elektronicznego, modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar parametru wydajności, przy czym modelowy przepływ płynu, steruje dostarczaniem ilości płynu do rozpraszania szkodliwych gazów, przy jednoczesnym zmniejszaniu strat płynu;

ustalenie, przy użyciu drugiego sterownika elektronicznego, parametru operacyjnego urządzenia (605) do sterowania przepływem płynu w oparciu o modelowy przepływ płynu, przy czym urządzenie (605) do sterowania przepływem jest połączone przepływowo z dyszą (250) umieszczoną na głowicy urabiającej (235, 240) kombajnu ścianowego, a także ze źródłem płynu (640); oraz obsługę, przy użyciu drugiego sterownika elektronicznego, urządzenia (605) do sterowania przepływem płynu zgodnie z ustalonym parametrem operacyjnym, celem rozpylania płynu za pośrednictwem dyszy (250).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru drugiego parametru wydajności, przy czym drugi parametr wydajności jest inny niż pierwszy parametr wydajności; odebranie przez drugi sterownik elektroniczny drugiego pomiaru parametru wydajności; określenie, przez drugi sterownik elektroniczny, drugiego modelowego przepływu płynu w oparciu o pomiar drugiego parametru wydajności;

zmianę parametru operacyjnego drugiego urządzenia (625) do sterowania przepływem płynu sprzężonego między pierwszym urządzeniem (605) do sterowania przepływem a dyszą (250), w oparciu o drugi modelowy przepływ płynu; oraz obsługę drugiego urządzenia (625) do sterowania przepływem płynu zgodnie ze zmienionym parametrem operacyjnym.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru drugiego parametru wydajności, przy czym drugi parametr wydajności jest powiązany z pierwszą głowicą urabiającą (235) kombajnu ścianowego;

określenie, przy użyciu pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru trzeciego parametru wydajności, przy czym trzeci parametr wydajności jest powiązany z drugą głowicą urabiającą (240) kombajnu ścianowego;

odebranie przez drugi sterownik elektroniczny drugiego pomiaru parametru wydajności;

określenie, przez drugi sterownik elektroniczny, drugiego modelowego przepływu płynu w oparciu o drugi parametr wydajności, odebranie przez drugi sterownik elektroniczny trzeciego pomiaru parametru wydajności;

określenie, przez drugi sterownik elektroniczny, trzeciego modelowego przepływu płynu w oparciu o trzeci parametr wydajności, przy czym trzeci modelowy przepływ płynu jest inny niż drugi modelowy przepływ płynu;

zmianę, przez drugi sterownik elektroniczny, pierwszego parametru operacyjnego drugiego urządzenia (625) do sterowania przepływem płynu sprzężonego z pierwszą dyszą (250) umieszczoną na pierwszej głowicy urabiającej (235) kombajnu ścianowego;

zmianę, przez drugi sterownik elektroniczny, drugiego parametru operacyjnego trzeciego urządzenia (635) do sterowania przepływem płynu sprzężonego z drugą dyszą (250) umieszczoną na drugiej głowicy urabiającej (240) kombajnu ścianowego, oraz obsługę drugiego urządzenia (625) do sterowania przepływem płynu oraz trzeciego urządzenia (635) do sterowania przepływem zgodnie ze zmienionymi parametrami.

4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że modelowy przepływ płynu określa się poprzez:

- określanie co najmniej dwóch parametrów wydajności;

- określanie pierwszego przepływu płynu dla pierwszego parametru wydajności;

- określanie przesunięcia przepływu płynu w oparciu o drugi parametr wydajności;

- łączenie pierwszego przepływu płynu oraz przesunięcia przepływu płynu dla wygenerowania połączonego przepływu płynu;

- określanie zmiany przepływu płynu w oparciu o połączony przepływ płynu oraz aktualny przepływ płynu, a jeśli zmiana przepływu płynu przekracza minimalny próg zmiany wówczas określa się modelowy przepływ płynu w oparciu o zmianę netto, w przeciwnym razie modelowy przepływ płynu określa się w oparciu o minimalny próg zmiany.

5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że określenie drugiego modelowego przepływu płynu obejmuje zwiększenie drugiego modelowego przepływu płynu, gdy kierunek przemieszczania kombajnu ścianowego (120) prowadzi do chodnika podścianowego (135) oraz gdy wysokość urabiania pierwszej głowicy urabiającej (235) kombajnu ścianowego ulega zwiększeniu.

6. Sposób według zastrz. 1, ponadto obejmujący zwiększanie, przez urządzenie (605) do sterowania przepływem płynu, prędkości przepływu płynu wyprowadzanego przez dyszę, gdy parametr wydajności wskazuje wzrost ilości wydobywanego surowca mineralnego w określonym czasie.

7. Sposób według zastrz. 1, w którym parametr operacyjny obejmuje jeden lub więcej z grupy obejmującej prędkość pompy o zmiennej prędkości i wielkości otworu dla zaworu o zmiennym przepływie.

8. Sposób sterowania systemem (210) dostarczania płynu dla systemu (105) kombajnu ścianowego, znamienny tym, że sposób obejmuje:

określanie, za pomocą pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru parametru wydajności, przy czym parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu ścianowego (120) wzdłuż czoła przodka (300) i wskazuje przybliżoną ilość wydobywanego surowca w określonym czasie, co jest określane przez co najmniej jeden spośród: prędkości przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, wysokości głowic urabiających, kierunku przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, głębokości urabiania kombajnu;

odbieranie pomiaru parametru wydajności od pierwszego sterownika elektronicznego;

ustalanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, prędkości pompy o zmiennej prędkości na podstawie pomiaru parametru wydajności, przy czym pompa o zmiennej prędkości jest połączona przepływowo z dyszą (250) umieszczoną na głowicy urabiającej (235, 240) kombajnu ścianowego, oraz ze źródłem (640) płynu; oraz obsługiwanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, pompy o zmiennej prędkości zgodnie z ustaloną prędkością dla rozpylania płynu za pośrednictwem dyszy (250).

9. Sposób sterowania systemem (210) dostarczania płynu dla systemu (105) kombajnu ścianowego, znamienny tym, że sposób obejmuje:

określanie, za pomocą pierwszego sterownika elektronicznego, pomiaru parametru wydajności, przy czym parametr wydajności odpowiada położeniu kombajnu ścianowego (120) wzdłuż czoła przodka (300) i wskazuje przybliżoną ilość wydobywanego surowca w określonym czasie, co jest określane przez co najmniej jeden spośród: prędkości przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, wysokości głowic urabiających, kierunku przemieszczania się kombajnu wzdłuż czoła przodka, głębokości urabiania kombajnu;

odbieranie pomiaru parametru wydajności od pierwszego sterownika elektronicznego;

ustalanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, wielkości otworu zaworu o zmiennym przepływie na podstawie pomiaru parametru wydajności, przy czym zawór o zmiennym przepływie jest połączony przepływowo z dyszą (250) umieszczoną na głowicy urabiającej (235, 240) kombajnu ścianowego, oraz ze źródłem (640) płynu; oraz obsługiwanie, za pomocą drugiego sterownika elektronicznego, zaworu o zmiennym przepływie zgodnie z ustaloną wielkością otworu dla rozpylania płynu za pośrednictwem dyszy (250).