WO2016134690A2 - Verfahren zum betrieb der abbaumaschine zum kohleabbau im untertätigen streb eines steinkohlebergwerks - Google Patents

Verfahren zum betrieb der abbaumaschine zum kohleabbau im untertätigen streb eines steinkohlebergwerks Download PDF

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WO2016134690A2
WO2016134690A2 PCT/DE2016/000084 DE2016000084W WO2016134690A2 WO 2016134690 A2 WO2016134690 A2 WO 2016134690A2 DE 2016000084 W DE2016000084 W DE 2016000084W WO 2016134690 A2 WO2016134690 A2 WO 2016134690A2
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mining machine
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WO2016134690A9 (de
Inventor
Peter Rahms
Wilfried Weigel
Original Assignee
Tiefenbach Control Systems Gmbh
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Publication of WO2016134690A3 publication Critical patent/WO2016134690A3/de
Publication of WO2016134690A9 publication Critical patent/WO2016134690A9/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/12—Control, e.g. using remote control
    • E21D23/14—Effecting automatic sequential movement of supports, e.g. one behind the other
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C27/00—Machines which completely free the mineral from the seam
    • E21C27/20—Mineral freed by means not involving slitting
    • E21C27/32—Mineral freed by means not involving slitting by adjustable or non-adjustable planing means with or without loading arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • This method which is intended to enable at least semi-automatic operation of a cutting machine for breaking down a subservient coal seam, is known from DE 102007060170 (TBT2626).
  • Expansion functions (stepping, robbing, setting) supplied during adjustment with the feed of the mining machine and the conveyor and preferably made visible on a Schmschimi.
  • At least the lying threshold (skid), the fracture shield and the hanging end cap are called inclinometers.
  • This known device represents an important development step towards such an automatic or at least largely unmanned operation of the mining machine without human control and monitoring.
  • a series of measured values from different sensors play together and at the end generate a travel command for the cutting roller.
  • the known device is based on the philosophy that the position of the roof (the cap) of the individual expansion determines the passage cross section required for driving clearance. It has been found by tests and practical operation that a large number of other parameters on the part of the expansion, the Gutter with conveyor and the removal machine can play a role and can not be neglected.
  • a measurement of the level of expansion alone is not sufficient if e.g. the
  • CONFIRMATION COPY represent an obstacle even if they are not detected by a detector because these components or the relevant expansion point do not have the target position.
  • the object of the invention is therefore to develop a method by
  • the desired cross section is determined as a model of the transit cross section required by the mining machine for each longwall section along the route of the mining machine
  • Each drive-through model relates the dimensions and location especially of
  • Removal machine, gutter and conveyor and removal unit begins with the walking position of the individual disassembly station, i. their relative position to the gutter with a. Furthermore, the height of the roof over the runner, the relative position of the sliding cap to the roof, the pivotal position of the roof are essential.
  • This drive-through model can by the contour which maps the passage cross-section as a contour or area then called a contour model (claim 3)
  • This drive-through model can alternatively by characteristic Kennement-elements of the longwall structure (stand, gutter, Jardinbracke, conveyor) and the Mining machine together with its dimensioning and the reference points and
  • the drive-through model contour model should come as close to reality as possible, otherwise a trouble-free operation is not possible.
  • the drive-through model / contour model can be taken regularly after each back or (for example) every 2nd back of the respective dismantling order and / or in any case its correctness can be checked by a few measurements.
  • the drive-through model / contour model does not have to be determined on each expansion unit, since deviations from expansion unit to expansion unit are not expected and even over the street length hardly.
  • the longwall control device gives a signal which can be processed in the sense of the travel release to the operating control of the mining machine, if in each longwall section the actually existing one
  • Passage cross-section corresponds to the drive-through model / contour model. This means that the model in the existing
  • the continuous / contour model has several measurement positions, i. Marked points at which transducers are mounted in each stringer cross section in each case for determining the actual value of a parameter (in particular inclination, distance, length), which is determined by the perpendicular to the direction of travel existing passage cross-section.
  • Measuring positions do not have to describe the actually existing contour. Only a few characteristic values are sufficient. They are chosen to be alone or together with others to make a clear statement about whether the drive-through / contour model within the actual passage cross section Degt or surpasses this somewhere
  • the actual values of these-relatively few-parameters including the associated measuring positions and reference points of the dimensioning are transmitted to the longwall control device. This can be done via radio or over wireless networks (W-LAN) and / or cable.
  • WLAN wireless local area network
  • Streb bruise pain is programmed so that the measuring positions and the actual values are inserted at the marked measuring positions in the drive-through / contour model. Depending on whether the measuring position and the respective actual value in the
  • Contour model fits is given in the sense of driving release processable signal to the operation control of the mining machine.
  • condition variables Malfunction or damage.
  • These influencing factors are referred to as condition variables, since they require the driving release in each case. This is based on the knowledge that there are influencing factors that can not be detected by geometrically defined models. In this development of the invention, it is considered that the geometry of the passage cross-section is not the only criterion for the drive release. Therefore, in particular those operating parameters are taken into account by which it is monitored whether the
  • Framework conditions e.g. Strength of the substrate to meet the requirements and / or whether the expansion operation (robbing, striding, setting)
  • Pressure sensors or rangefinders in the sliding cap for determining the position of the sliding cap relative to the roof;
  • inclinometer for determining the position / pivot position of the hinged cap in particular, infinometers for determining the inclination of the roof in the direction of the coal impact;
  • inclinometers on the gutters or the gutter shot for determining the inclination of the conveyor, in particular perpendicular to the conveying direction (x-direction);
  • an in-line finometer on the bottom plate / runner for determining the inclination in the direction of the coal impact.
  • This picture is used according to the invention in two alternatives.
  • the computational effort of the longwall control device is limited by transmitting the captured image of the actual state of the longwall control device and processed by means of a suitable programming directly in the sense of driving release and inserted into the stored drive-through / contour model at predetermined reference points, so that similar elements and points of the image and the traversing Z-contour model are superimposed when both are identical. It is important for the drive release that the drive-through Z-contour model fits without excess in the actual image
  • the actual values are read from selected characteristics in the image taken by the camera and at pixels which in the pass-Z contour model and the image of the actual state exists and marked Depending on whether the characteristics of the characteristic elements taken from the camera image (inclination, distance, length) are inclusive, and which identifies identical characteristic elements of the passage cross-section, in the drive-through Z-contour model
  • Target image data is considered that of a match only
  • Measurement positions are the positions where sensors are mounted. These positions must be identical in the definition of the model and in the dimensioning of the actual state.
  • Reference points of the dimensioning are e.g. two pixels to be measured in terms of their distance, in terms of the inclination of their connecting line, in terms of the length of the line delimited by them.
  • Figure 1 The section through a strut with a Ausbauschild
  • Figure 2 The schematic plan view of a cutting machine and a group of Ausbauschilden.
  • Fig. 3 The schematic representation of a camera body
  • the expansion point are generally and in this application also referred to as AusauschDd or shield
  • Figure 2 is a plurality of
  • the expansion point are arranged along the excavation front of a seam 20.
  • the seam 20 is fed to a 21, e.g. Chipping machine 21 dismantled in 22 dismantling direction
  • the cutting machine 21 is moved by means of a Schramtrosse, which is not shown in the cutting direction 19 along the coal front.
  • the broken coal is loaded onto a conveyor by the shredding machine, also known as a "shearer".
  • the Conveyor consists of a channel 25 in which an armored conveyor is moved along the coal front.
  • the channel 25 is subdivided into individual units (channel shot), which, although connected to one another, can execute a movement in the dismantling direction 22 relative to each other.
  • Each of the units is by a cylinder-piston unit (walking piston) 29 as a force transmitter with one of
  • Each of the expansion points serves the purpose of trimming the mountains upwards along the longwall.
  • the cylinder-piston units e.g. 30, a floor plate or runner 26 against roof, roof plate 27 brace.
  • the roof panel has at its front, the seam facing the end of a so-called Kohlenloomfanger 28. It is a flap that is hinged in front of the mined coal wall.
  • Carbon bumpers can also have a central part, which by a
  • Cylinder / piston unit in the direction of seam slidable or gurziebar is The
  • Carbon bumper must be folded up in front of the approaching cutting machine 21 and gfls. be confiscated. Also for this purpose serves a further cylinder-piston unit, not shown.
  • These functional elements of the individual expansion rack are shown here only as an example. Other functional elements are available; These are, on the one hand, additional force transmitters, in particular
  • hydraulic cylinder / piston units on the other hand also not shown here sensors for controlling the automatic operation.
  • Cylinders / piston units are actuated via valves and pilot valves with an electrolytic electrostatic valve
  • the expansion and dismantling control is done by the Qbertäg main-center 50 and or the underert2011 Hillscross 33, also referred to as control center
  • the LeHsteHe is not in the longwall but in one of the lateral routes, from which the longwall is driven up.
  • the program for the automatic operation of the expansion control and automatic input of expansion commands (robbery, stride, setting the expansion shed) depending on the position of the mining machine is stored in addition to the measured values (sensor signals) of the individual Sensors from the central office 50 and or the auxiliary central 33 programmed to be retrieved. From the main control center 50 and / or the auxiliary control center 33, the command output and the retrieval of the sensor signals can also be done manually.
  • Each of the expansion point 1-18 is in each case a shield control device 34
  • Each shield control device 34 is connected to the functional elements of its expansion plate, in particular sensors and the actuating magnet of the pilot valves or main valves of the force transmitter. Details of this can be found in the cited prior art.
  • the shield control devices 34 receive their command signals from the Strebleitstelle- in this exemplary embodiment of the subordinate auxiliary center 33 in one of the routes.
  • the control center is equipped with a screen 31 in which the mining and
  • Input device 32 when needed and in particular emergency intervene and can exercise emergency or Nothaltsignate.
  • the signal and command transmission is through the multicore cable 58 (bus line, line bus). It connects all of the shield control devices 34 to each other and to the control station 33.
  • the cable also serves to power the disassembly station, e.g. the control solenoid of the hydraulic valves.
  • the cable bus is interrupted at a distance of some expansion point in converters 59 and the power cables are connected to power supply 60 here.
  • the power supplies are at the central
  • each directional control device 34 the expansion commands, status data and other data input or output at the control desk 33 are received by all the others and forwarded to all others as well as to the point of contact.
  • shield control devices 1-18 or a group of shield control devices is activated by a predetermined coding (shield codeword) for carrying out the requested function, eg measured value request or construction point j on z. B. in the sense of robbing, walking, setting.
  • the activated shield control device then sets the function command received, eg
  • Measured value query or expansion command in a command to the affected
  • the operation of the mining machine according to the invention is supported by a method - with the aim of full automation - which allows for little effort to replace the human supervision of the mining operation and in particular the collision avoidance of the mining machine and expansion or
  • the main control center 50 and / or the control unit / auxiliary center 33 has a storage capacity in which a model of the required passage cross-section for all longwall cross-sections is stored at a distance of an expansion frame.
  • a model 38 is in Fkj.1 in the actual passage cross-section
  • the drive-through model is, since the expansion consists of identical expansion points for the longwall once by hand or by test runs with appropriate adjustment made on the mining machine It is defined as the contour of the surface, which is circumscribed here dash-dotted and in this form in Memory of
  • b is the structural height of the cable bracket
  • d is the slope of the roof
  • c is the extension length of the piston 30 measured by a sensor in the
  • Cylinder between suitable reference points, possibly plus constructive dimensions; e is the distance between the reference points of the upper edge of the cable bracket and the lower edge of the camera, measured by the distance sensor on the cable bracket;
  • f is the distance between the reference points top edge cable bracket
  • g is the inclination of the hinged cap
  • Characteristics is stored in the memory of the longwall control device.
  • two methods are available that can be used alternatively, but also side by side in subregions of the passage cross-section or redundantly or partially overlapping.
  • camera housings 35 each having two cameras 36 with opposite detection area 37 in the longitudinal direction of the longwall are mounted on some shields
  • the cameras of a sign detect the passage in front of the brace or channel and the work area of the cutting machine in the transverse direction to the longwall and, for the area of some shields, also in the longitudinal direction of the longwall.
  • the conditions of the mining operation - eg height of the longwall, visibility, dust and dirt - but also the way of integration of the camera system in the operation - for example, only facilitation of manual operation, redundancy to manual operation or full automation - and in particular the resulting Safety requirements are factors that determine the distance of the camera body along the strut. Considerations of 3 to 8 damage are possible.
  • each camera housing 35 is connected to the camera
  • Camera electronics 38 with a computing capacity of a storage capacity and a transmitter / receiver for high-frequency radio signals and further with a
  • Radio antennas 39 equipped. To communicate with the mining and
  • Some of the adjacent camera housings may also be connected to each other via data cables 40.
  • the camera electronics 38 is equipped so that via radio or data cable incoming data, which is not for one of the cameras 36 of the respective
  • Camera body are intended to be sent immediately.
  • the last camera housing in the longwall is preferably upper with the control station 33
  • Optical fiber 42 or electronic cable connected to the data transmission as in the range of the interference-free radio transmission is not always guaranteed
  • the camera data is received at the control center 33 and made visible on the screen 31.
  • the operator can use input device 32 in FIG.
  • This transit cross section is forwarded as an actual image file to the control center 33, stored there and evaluated according to predetermined rules and algorithms.
  • the computer image capacity is designed so that the currently recorded image data can also be compared with older, for example the last image data
  • the evaluation can be carried out by evaluating the actual image file as to whether the above-described characteristic
  • the sensors are attached to each plate which the characteristic elements described above, which are based on their dimensioning the drive-through model, at each approximation of Measure removal machine. Then it is determined by comparison, whether this
  • Expansion operation also depends on factors - in particular non-geometric factors - which can not be detected in a geometric model.
  • auxiliary control center 33 51 subordinate auxiliary control center 33 51, control center 33 51. central control, longwall control device longwall control, central dismantling and dismantling control, longwall control device 33 devices for the longwall central control
  • Shield control devices are subsumed attached to each Ausbaugestell control units, which are interconnected Ober Ober a bus system, referred to in this application as a line bus, networked.

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Abstract

Die Vielzahl der Ausbaueinheiten in Streblänge sowie die Schrämmaschine, die längs des Kohlestoßes verfahrbar ist werden automatisch oder halb-automatisch dadurch gesteuert dass für jeden Strebquerschnitt längs der Fahrstrecke der Abbaumaschine der Soll-Querschnitt als Durchfahr-Modell des benötigten Durchfahrtquerschnitts, welchen die Abbaumaschine benötigt, ermittelt und im Speicher der Strebsteuereinrichtung gespeichert wird. In jedem Strebquerschnitt wird der tatsächlich vorhandenen Durchfahrtsquerschnitt bestimmt und einschließlich der Referenzpunkte der Vermaßung in der Strebsteuereinrichtung dem hinterlegten Durchfahr-Modell überlagert. Die Strebsteuereinrichtung gibt ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine abhängig davon gibt, dass das gespeicherte Durchfahr-Modell an den Referenzpunkten der Vermaßung ohne Überschuß in den ermittelten Ist-Querschnitt passt. Zusätzlich werden Bedingungsgrößen ermittelt, die in dem Durchfahr-Modell nicht berücksichtigt sind. Das Durchfahr-Modell ist definiert durch die Kontur (Kontur-Modell), welche den erforderlichen Durchlaßquerschnitt als Umriß umschreibt oder als Fläche. Zur Erfassung der Ist-Bilddaten können elektronische Kameras dienen, welche in bestimmten Abständen längs des Strebs aufgehängt sind.

Description

Verfahren zum Betrieb der Abbaumaschine zum Kohteabbau im untertätigen
Streb eines Steinkohlebergwerks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Dieses Verfahren, das einen zumindest halb-automatischen Betrieb einer Schrämmaschine zum Abbau eines untertänigen Kohleflözes ermöglichen soll, ist bekannt durch DE 102007060170 (TBT2626).
Hierbei werden Position und Neigung (Lagesignale) zumindest einiger
Schildelemente durch Lagemessgeber, welche den Schildefementen zugeordnet sind, ermittelt Durch Funksender werden die Lagesignale an das jeweilige
Schildsteuergerät und das Strebsteuergerät zur Befehlserzeugung der
Ausbaufunktionen (Schreiten, rauben, setzen) bei Abgleich mit dem Vorschub der Abbaumaschine und des Förderers zugeführt und vorzugsweise an einem Bildschimi sichtbar gemacht werden.
Als Lagemessgeber zumindest der Liegendschwelle (Kufe), des Bruchschilds und der Hangendkappe werden Inklinometer genannt.
Durch den Einsatz von Schrämwalzen in Streben mit geringer Mächtigkeit ergibt sich die Notwendigkeit, zu erkennen, ob es möglicherweise zu einer Kollision zwischen Ausbau und dem Abbaugerät, der Schrämmaschine kommen kann.
Diese bekannte Einrichtung stellt einen wichtigen Entwicklungsschritt dar in Richtung auf einen solchen automatischen oder zumindest weitgehend mannlosen Betrieb der Abbaumaschine ohne menschliche Steuerung und Überwachung. Es spielen eine Reihe von Messwerten unterschiedlicher Sensoren zusammen und erzeugen am Ende einen Fahrbefehl für die Schrämwalze.
Dabei geht die bekannte Einrichtung von der Philosophie aus, dass die Lage des Dachs (der Kappe) der einzelnen Ausbau den zur Fahrtfreigabe erforderlichen Durchfahrtquerschnitt bestimmt Es hat sich durch Tests und praktischen Betrieb herausgestellt, dass eine große Zahl weiterer Parameter auf Seiten des Ausbaus, der Rinne mit Förderer und der Abbaumaschine eine Rolle spielen können und nicht vernachlässigt werden können.
Eine Messung der Höhe des Ausbaus alleine reicht nicht aus, wenn z.B. der
Förderer nicht auf gleichem Niveau wie die Kufe das Ausbaus liegt
Weiterhin gibt es einige Bauteile an den Ausbaugestellen und Betriebssituationen, die durch Erfassung der Lage des Dachs und der Kappe nicht erfassbar sind, jedoch ebenfalls die Durchfahrt der Maschine behindern oder verhindern können, und zwar
BESTÄTIGUNGSKOPIE auch dann ein Hindernis darstellen, wenn sie durch einen Detektor deswegen nicht erfasst werden, weil diese Bauteile bzw. die betreffenden Ausbaugestelle die Sollposition nicht haben.
Um sagen zu können, dass auf der gesamten Länge des Strebs im Bereich eines jeden Ausbaus der erforderliche Durchfahrtquerschnitt vorhanden und die
Fahrtfreigabe möglich ist könnte in jedem Strebquerschnitt die Messung und Auswertung einer FQIIe einzelner Parameter erfolgen. Dies genügt jedoch noch nicht sondern es ist auch dauernd zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Messgeräte auch funktionsfähig sind. Die Menge der in jedem Strebquerschnitt zu ermittelnden Parameter schafft daher einerseits einen unverhältnismäßig großen Aufwand an der erforderlichen Sensorik, Auswertelektronik, Rechnerteistung usw., andererseits aber auch eine große Unsicherheit und Unzuveriässigkeit wegen der Gefahr des Ausfalls oder schlechten Funktion einzelner Meßwertgeber usw.
Aufgabe der Erfindung ist also, ein Verfahren zu entwickeln, das durch
Beschränkung auf wenige Meßparameter und Meßwertgeber den Meßaufwand reduziert, trotzdem aber höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit für die Passage der Abbaumaschine längs des Strebs auch und vor allem gewährleistet, wenn die Maschine sich mannlos durch den Streb bewegen soll.
Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
Dabei wird für jeden Strebquerschnitt längs der Fahrstrecke der Abbaumaschine vorab der Soll-Querschnitt als Modell des von der Abbaumaschine benötigten Durchfahrtquerschnitts ermittelt
Dabei kann es sich um mehrere Durchfahr-Modelle je Strebquerschnitt handeln, abhängig davon, in welcher Position sich die vordere und hintere Schrämwalze beim Passieren des jeweiligen Durchfahrtquerschnitt befinden sollen.
Jedes Durchfahr-Modell bezieht die Abmessungen und Lage vor allem der
Abbaumaschine, der Rinne und des Förderers und der Ausbaueinheit mit ein. Dies beginnt mit der Schreitposition der einzelnen Ausbaugestelle, d.h. deren Relativlage zur Rinne mit ein. Femer sind die Höhe des Daches über der Kufe, die Relativlage der Schiebekappe zum Dach, die Schwenkstellung des Daches wesentlich.
Dieses Durchfahr-Modell kann durch die Kontur, welche den Durchlaßquerschnitt als Umriß oder Fläche abbildet sodann als Kontur-Modell bezeichnet (Anspruch 3) Dieses Durchfahr-Modell kann alternativ durch charakteristische Kenn-Etemente des Strebausbaus (Ausbaugestell, Rinne, Kabelbracke, Förderer) und der Abbaumaschine nebst ihrer Vermaßung sowie den Referenzpunkten und
Meßpunkten der Vermaßung (Soll-Bilddaten), welche den Durchfahrquerschnitt mit einer der Dimensionen Neigung. Abstand, Länge aufspannen, bestimmt werden. (Anspruch 5)
Das Durchfahr-Modell Kontur-Modell sollte der Realität möglichst nahe kommen, da andernfalls ein störungsfreier Betrieb nicht möglich ist.
, Das Durchfahr-Modell/Kontur-Modell kann in regelmäßiger Wiederkehr nach jedem Rücken oder (z.B.) jedem 2. Rücken des jeweiligen Abbaugestells aufgenommen und/oder jedenfalls seine Richtigkeit durch einige Messungen überprüft werden. Andererseits muß das Durchfahr-Modell/Kontur-Modell nicht an jeder Ausbaueinheit ermittelt werden, da Abweichungen von Ausbaueinheit zu Ausbaueinheit nicht und selbst über die Streblänge kaum zu erwarten sind.
Für die Festlegung und Prüfung des Durchfahr-Modells/Kontur-Modells steht jedenfalls ausreichend Zeit bereit, da sie jedenfalls hinter der wegfahrenden
Abbaumaschine erfolgt.
Auf diese Weise wird der Durchfahrtquerschnitt, welchen die Abbaumaschine in bestimmten Positionen ihrer Schrämwalzen zum ungehinderten Durchfahren benötigt, durch geeignete Parameter eindeutig festgelegt und im Speicher der Strebsteuereinrichtung als Durchfahr-Modell gespeichert.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die Strebsteuereinrichtung ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine gibt, wenn in jedem Strebquerschnitt der tatsächlich vorhandene
Durchfahrtsquerschnitt (Ist-Querschnitt) dem Durchfahr-Modell/Kontur-Modell entspricht Das bedeutet, dass das Modell in den vorhandenen
Durchfahrtsquerschnitt an den Meßposition und Referenzpunkt der Vermaßung, welche gleichermaßen in dem Durchfahr-Modell markiert und in dem realen
Strebquerschnitt vorhanden sind, ohne Oberschuß passt.
Das Durcnfahr-/Kontur-Modell weist mehrere Meßpositionen auf, d.h. markierte Stellen, an welchen in jedem Strebquerschnitt Meßwertgeber angebracht sind jeweils zum Bestimmen des Istwerts einer Kenngröße (insbesondere Neigung, Abstand, Länge), welche durch den senkrecht zur Fahrtrichtung tatsächlich vorhandenen Durchfahrtquerschnitt bestimmt wird. Diese Kennwerte einschließlich ihrer
Meßpositionen müssen nicht die tatsächlich vorhandene Kontur beschreiben. Es genügen wenige Kennwerte. Sie werden so ausgewählt, dass sie allein oder zusammen mit anderen eine eindeutige Aussage darüber machen, ob das Durchfahr- /Kontur-Modell innerhalb des tatsächliche Durchfahrtquerschnitts Degt oder diesen irgendwo überragt
Beim Nahen der Abbaumaschine werden die Istwerte dieser -relativ wenigen- Kenngrößen einschließlich der zugehörigen Meßpositionen und Referenzpunkte der Vermaßung an die Strebsteuereinrichtung übertragen. Dies kann über Funk oder über Funk-Netzwerke (W-LAN) und/oder Kabel geschehen. Die
Strebsteuereinrichtung ist so programmiert, daß die Meßpositionen und die Istwerte an den markierten Meßpositionen in das Durchfahr-/Kontur-Modell eingefügt werden. Abhängig davon, ob die Meßposition und der jeweilige Istwert in das
Kontur-Modell passt, wird ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine gegeben.
In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird verhindert, dass Einflußfaktoren den Abbaubetrieb stören und zu Schäden fuhren, welche in dem Durchfahrtmodell nicht erfasst sind oder welche zu besonders katastrophalen
Betriebsstörungen oder Schäden führen können. Diese Einflußfaktoren werden als Bedingungsgrößen bezeichnet, da sie die Fahrtfreigabe in jedem Falle bedingen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es Einflußfaktoren gibt, die sich durch geometrisch definierte Modelle nicht erfassen lassen In dieser Weiterbildung der Erfindung wird berücksichtigt, dass die Geometrie des Durchfahrtquerschnitts nicht das einzige Kriterium für die Fahrtfreigabe ist . Es werden daher insbesondere solche Betriebsparameter berücksichtigt, durch welche überwacht wird, ob die
Rahmenbedingungen z.B. Festigkeit des Untergrundes den Voraussetzungen entsprechen und/oder ob der Ausbaubetrieb (Rauben, Schreiten, Setzen)
ordnungsgemäß an jeder Ausbaueinheit erfolgt ist
Hierzu dienen insbesondere
Drucksensoren an den Stempeln zur Ermittlung, ob der Ausbau gesetzt und fest verspannt ist;
Drucksensoren und/oder Hubsensoren im Schreitzylinder zur Ermittlung der
Entfernung zwischen Förderer und Ausbau,
Drucksensoren oder Entfernungsmesser in der Schiebekappe zur Ermittlung der Position der Schiebekappe relativ zum Dach;
insbesondere Inklinometer zur Ermittlung der Position/Schwenklage der Klappkappe insbesondere Inkfinometer zur Ermittlung der Neigung des Dachs in Richtung Kohlestoß;
insbesondere Inklinometer an der Rinnen bzw. dem Rinnenschuß zur Ermittlung der Neigung des Förderers insbesondere senkrecht zur Förderrichtung (x-Richtung); insbesondere Inkfinometer an der Bodenplatte/Kufe zur Ermittlung der Neigung in Richtung Kohlestoß.
In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspnich 4 und 7 wird der Meßaufwand und damit auch die Anfälligkeit der Fahrüberwachung der Abbaumaschine gegen
Verschmutzung und die sonstigen Imponderabilien des untertägigen Betriebs reduziert. Statt beim Nahen der Abbaumaschine mit mehreren Meßwertgebern die Istwerte von Kenngrößen aulzunehmen, dienen zum Bestimmen des Istwerts ausgewählter Kenngrößen, welche eine der Dimensionen: Neigung, Abstand, Länge haben müssen, elektronische Kameras, welche in bestimmten Abständen längs des Strebs aufgehängt sind zur Aufnahme des Bildes des senkrecht zur Fahrtrichtung tatsächlich vorhandenen Durchfahrtquerschnitts mit bekannter Verkleinerung
(Zoom-Faktor).
Dieses Bild wird erfindungsgemäß in zwei Alternativen genutzt.
Nach Anspruch 4 wird der Rechenaufwand der Strebsteuereinrichtung begrenzt, indem das aufgenommene Bild des Ist-Zustandes der Strebsteuereinrichtung übertragen und darin mittels einer geeigneten Programmierung unmittelbar im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitet und in das gespeicherte Durchfahr-/Kontur-Modell an vorbestimmten Vergleichspunkten eingefügt wird, so dass vergleichbare Elemente und Punkte des Bildes und des Durchfahr-ZKontur-Modelis aufeinander liegen, wenn beide identisch sind. Wichtig ist für die Fahrtfreigabe, dass das Durchfahr- ZKontur-Modell ohne Überschuß in das Ist-Bild passt
in einer anderen Ausführung nach Anspruch 7 werden in dem von der Kamera aufgenommenen Bild die Istwerte (Neigung, Abstand, Länge) von ausgewählten Kenngrößen abgelesen und an Bildpunkten, welche in dem Durchfahr-ZKontur-Modell und dem Bild des Ist-Zustandes vorhanden und markiert sind und welche identische Kenn-Elemente des Durchfahrtquerschnitts bezeichnen, in das Durchfahr- ZKontur-Modell eingepasst Abhängig davon, ob die dem Kamera-Bild entnommenen Kenngrößen der Kenn-Elemente (Neigung, Abstand, Länge) einschließlich
Meßposition und Referenzpunkte der Vermaßung mit den jeweiligen Werten des Durchfahr-/Kontur-Modells innnemalb zugelassenenr Grenzen übereinstimmen, erfolgt ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbertbares Signal an die Betriebssfeuerurtg der Abbaumaschine.
Bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Vergleich von Ist-Bilddaten und
Soll-Bilddaten wird berücksichtigt dass von einer Übereinstimmung nur
ausgegangen werden kann, wenn die Meßpositionen und Referenzpunkte der Vermaßung im Modell und in der Realität geometrisch übereinstimmen.
Meßpositionen sind die Positionen, an denen Sensoren angebracht sind. Diese Positionen müssen bei der Festlegung des Modells und bei der Vermaßung des Istzustandes identisch sein.
Referenzpunkte der Vermaßung sind z.B. zwei Bildpunkte, die vermaßt werden sollen hinsichtlich ihres AbStands, Hinsichtlich der Neigung ihrer Verbindungslinie, hinsichtlich der Länge der durch sie begrenzten Geraden.
Wegen der weiteren Einzelheiten wird auf die Beschreibung der zitierten durch DE 102007060170 (TBT2626) Bezug genommen, da diese die erforderliche Ausrüstung bereits weitgehend schildert.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 : Den Schnitt durch ein Streb mit einem Ausbauschild
Figur 2: Die schematische Aufsicht auf eine Schräm-Maschine und eine Gruppe von Ausbauschilden.
Fig. 3: Die schematische Darstellung eines Kameragehäuses
Fig.4 ein Durchfahr-Modell als Kontur-Modell
Figur 5: Den Schnitt ensprechend Ftg.1 , jedoch mit abgesunkenem Ausbauschild
In Figur 1 ist als Abbaumaschine 21 eine Gewinrmrtgsmaschirie=Fräsmaschine= Schrämmaschine mit Schneideinrichtungen 23, 24 und eines der Ausbaugestelle 1- 18 gezeigt. Die Ausbaugestelle werden allgemein und in dieser Anmeldung auch als AusbauschDd oder Schild bezeichnet In Figur 2 ist eine Mehrzahl von
Ausbaugestellen 1 bis 18 gezeigt. Die Ausbaugestelle sind längs der Abbaufront eines Flözes 20 angeordnet. Das Flöz 20 wird einer 21, z.B. Schrämmaschine 21 in Abbaurichtung 22 abgebaut
Die Schrämmaschine 21 ist mittels einer Schrämtrosse, die nicht dargestellt ist, in Schneidrichtung 19 längs der Kohlefront verfahrbar. Die gebrochene Kohle wird von der Schrämmaschine, auch "Walzenlader" genannt, auf einen Förderer geladen. Der Förderer besteht aus einer Rinne 25, in welcher ein Panzerförderer längs der Kohlefront bewegt wird. Die Rinne 25 ist in einzelne Einheiten (Rinnenschuß) unterteilt, die zwar miteinander verbunden sind, jedoch relativ zueinander eine Bewegung in Abbaurichtung 22 ausführen können. Jede der Einheiten ist durch eine Zylinder-Kolben-Einheit (Schreitkolben) 29 als Kraftgeber mit einem der
Ausbaugestelle 1 bis 18 verbunden. Jedes der Ausbaugestelle dient dem Zweck, das Gebirge längs des Strebs nach oben hin abzustutzen. Hierzu dienen weiter die Zylinder-Kolben-Einheiten z.B. 30, die eine Bodenplatte oder Kufe 26 gegenüber Dach, Dachplatte 27 verspannen. Die Dachplatte besitzt an ihrem vorderen, dem Flöz zugewandten Ende einen so genannten Kohlenstoßfanger 28. Dabei handelt es sich um eine Klappe, die vor die abgebaute Kohlewand klappbar ist Der
Kohlenstoßfänger kann auch einen Mittelteil besitzen, der durch eine
Zylinder/Kolbeneinheit in Richtung Flöz schiebbar oder rückziebar ist Der
Kohlenstoßfänger muß vor der heranfahrenden Schrämmaschine 21 hochgeklappt und gfls. eingezogen werden. Auch hierzu dient eine nicht dargestellte weitere Zylinder-Kolben-Einheit. Diese Funktionselemente des einzelnen Ausbaugestells sind hier nur beispielhaft dargestellt. Weitere Funktionselemente sind vorhanden; dabei handelt es sich zum einen um weitere Kraftgeber, insbesondere um
hydraulische Zylinder/Kolbeneinheiten, zum anderen aber auch um hier nicht dargestellt Sensoren zum Steuern des automatischen Betriebs. Diese
Zylinder/Kolbeneinheiten werden über Ventile und Vorsteuerventile mit Steflmagnet etektrohydraulisch betätigt
In Fig. 2 bewegt sich die Schrämmaschine nach rechts. Daher muß der
Kohlenstoßfänger des Ausbaugestells 17 zurückgeklappt sein. Andererseits wird die Einheit der Rinne 25 (Schuß) des Ausbaugestells 9, die sich - in Fahrtrichtung 19 - hinter der Schrämmaschine 21 befindet in Richtung auf die abgebaute Kohlewand vorgerückt Ebenso befinden sich die folgenden Ausbaugestelle 8,7,6, 5 und 4 im Vorwärtsgang mit Richtung auf die abgebaute Kohlenwand. An diesen
Ausbaugestellen wird der Kohlenstoßfänger bereits wieder heruntergeklappt Die Ausbaugestelle 3, 2, 1 sind fertig gerückt und bleiben in dieser Position, bis die Schrämmaschine sich wieder von rechts nähert.
Die Steuerung dieser Ausbaubewegungen (Rauben, Schreiten, Setzen) geschieht teils automatisch nach einem eingespeicherten Programm in Abhängigkeit von den Bewegungen und der momentanen Position der Schrämmaschine, teils bei örtlicher oder Fernbedienung von Hand.
Die Ausbau- und Abbausteuerung geschieht von der Qbertägigen Hauptzentrate 50 und oder der untertätigen Hillszentrale 33 aus, auch als Leitstelle bezeichnet Die LeHsteHe befindet sich nicht im Streb sondern in einer der seitlichen Strecken, von denen aus das Streb aufgefahren wird. In der Hauptzentrale 50 und/oder der Hilfszentrale 33 ist das Programm zum automatischen Betrieb der Ausbausteuerung und automatischen Eingabe der Ausbaubefehle (Rauben, Schreiten, Setzen der Ausbauschilde) in Abhängigkeit von der Position der Abbaumaschine gespeichert Dazu können auch die Messwerte (Sensorsignale) der einzelnen Sensoren von der Hauptzentrale 50 und oder der Hilfszentrale 33 programmiert abgerufen werden. Von Hauptzentrale 50 und/oder der Hilfszentrale 33 aus kann die Befehlsabgabe und der Abruf der Sensorsignale auch von Hand erfolgen.
Jedem der Ausbaugestelle 1-18 ist jeweils eine Schildsteuereinrichtung 34
zugeordnet Jedes Schildsteuergerät 34 ist mit den Funktionselementen seines Ausbauschildes, und zwar insbesondere Sensoren und den Stellmagneten der Vorsteuerventile bzw. Hauptventile der Kraftgeber verbunden. Einzelheiten hierzu ergeben sich aus dem zitierten Stand der Technik.
Die Schildsteuergeräte 34 erhalten ihre Befehlssignale von der Strebleitstelle- in diesem Ausfuhrungsbeispiel der untertätigen Hilfszentrale 33 in einer der Strecken.
Die Leitstelle ist mit einem Bildschirm 31 ausgestattet, in der der Abbau- und
Ausbauvorgang sichtbar gemacht wird für die Bedienperson, die Ober eine
Eingabeeinrichtung 32 bei Bedarf und insbesondere notfalls eingreifen und Not- bzw. Nothaltsignate ausüben kann.
Die Signal- und Befehlsübertragung geschieht durch das mehradrige Kabel 58 (Busleitung, Leitungsbus) Es verbindet alle Schildsteuereinrichtungen 34 unter einander und mit der Leitstelle 33. Das Kabel dient außerdem zur Stromversorgung der Ausbaugestelle, z.B. der Steuermagnete der hydraulischen Ventile.
Wegen der Vielzahl der Schildsteuereinrichtungen wird der Leitungsbus im Abstand einiger Ausbaugestelle in Umsetzern 59 unterbrochen und die Stromkabel werden hier an Netzgerate 60 angeschlossen. Die Netzgeräte sind an die zentrale
Spannungsversorgung über eine Leitung 61 angeschlossen. Ober jede SdiMstetierernrichtung 34 werden die an der LeitsteHe 33 eingegebenen oder abgegebenen Ausbaubefehte, Zustandsdaten und sonstigen Daten von allen anderen empfangen und an alle anderen sowie die Lertstelle weitergegeben.
Durch eine vorbestimmte Kodierung (Schildcodewort) wird jedoch nur eine der Schildsteuereinrichtungen 1-18 oder eine Gruppe von Schildsteuereinrichtungen aktiviert zur Durchfuhrung der angeforderten Funktion, z.B. Messwertanfrage oder Ausbaufunktjon z. B. im Sinne des Raubens, Schreitens, Setzens. Die aktivierte Schildsteuereinrichtung setzt sodann den erhaltenen Funktionsbefehl um, z.B.
Messwertabfrage oder Ausbaubefehl, in einen Befehl an die dem betroffenen
Ausbauschild zugeordneten Funktionselemente, Sensoren, Steuerventile bzw.
Hauptventile.
Die Ansteuerung der Schildsteuereinrichtung eines bestimmten Ausbauschildes und die automatische Auslösung der Funktionen und Funktionsabläufe ist z.B in der DE 19546427.3 A1 beschrieben.
Es ist ersichtlich, dass die Bewegungsabläufe in einem Streb sehr komplex und wegen der Besonderheit der örtlichen Situation von einer einzelnen Person nicht zu übersehen und vorherzusagen sind.
Daher wird der Betrieb der Abbaumaschine erfindungsgemäß durch ein Verfahren unterstützt -mit dem Ziel der Voll-Automatisierung- , das bei geringem Meßaufwand erlaubt, die menschliche Überwachung des Abbaubetriebs und insbesondere die Kollisionsvermeidung von Abbaumaschine und Ausbau zu ersetzen oder
unterstützen.
Dazu weist die Hauptzentrale 50 und/oder die Steuereinrichtung/Hilfszentrale 33 eine Speicherkapazität auf, in welcher ein Modell des benötigten Durchfahrtquerschnittes für alle Strebquerschnitte im Abstand eines Ausbaugestells gespeichert ist Ein solches Modell 38 ist in Fkj.1 in den tatsächlichen Durchfahrtquerschnitt
strich-punktiert als Fläche eingetragen und in Fig.4 ate Figur mit Vermaßung,
Meßpunkten und Referenzpunkten der Vermaßung dargestellt.
Das Durchfahr-Modell wird, da der Ausbau aus identischen Ausbaugestellen besteht, für das Streb einmalig von Hand oder durch Testläufe mit entsprechendem Abgleich an der Abbaumaschine hergestellt Es ist als Kontur der Fläche definiert, die hier strich-punktiert umschrieben ist und in dieser Form im Speicher der
Strebsteuereinrichtung hinterlegt Es kann aber auch durch charakteristische
Bauelemente, welche den zur Verfügung stehenden Durchfahrtquerschnitt bestimmen, und ihre Vermaßung bestimmt sein. In Fig.4 sind derartige Bauelemente, ihre Vermaßung, die Meßpunkte und Referenzpunkte ihrer Vermaßung angedeutet a ist der Abstand zwischen den Referenzpunkten flözsei&ge Seitenkante der Rinne und Innenkante Kabelbracke an der Rinne, gemessen als Ausfahrlänge des
Schrerikoibens 29 zuzüglich konstruktiver Breite der Rinne;
b ist die konstruktive Höhe der Kabelbracke;
d ist die Neigung des Dachs
c ist die Ausfahrlänge des Kolbens 30, gemessen durch einen Sensor in dem
Zylinder zwischen geeigneten Referenzpunkten, evtl. zuzüglich konstruktiver Maße; e ist der Abstand zwischen den Referenzpunkten Oberkante Kabelbracke und Unterkante Kamera, gemessen durch Abstandssensor auf der Kabelbracke ;
f ist der Abstand zwischen den Referenzpunkten Oberkante Kabelbracke und
Unterkante Schiebekappe;
g ist die Neigung der Klappkappe
Durch diese Kenngrößen wird ein Vieleck aufgespannt, dass bei entsprechender Verkleinerung, weiche konstante oder besondere Gegebenheiten der
Strebquerschnitte berücksicht, als Durchfahr-Modell dient und mit diesen
Kenngrößen im Speicher der Strebsteuereinrichtung hinterlegt wird.
Bei jeder Annäherung der Abbaumaschine wird nun der tatsächlich zur Verfügung stehende Durchfahrtquerschnitt jedes der Ausbaugestelle, Rinne usw. ermittelt.
Zur Ermittlung stehen zwei Verfahren zur Verfügung, die alternativ, jedoch auch nebeneinander in Teilbereichen des Durchfahrtquerschnitts oder redundant oder teilüberlappend angewandt werden können.
Nach einem der Verfahren sind an einigen Schilden Kameragehäuse 35 mit je zwei Kameras 36 mit entgegengesetztem Erfassungsbereich 37 in Längsrichtung des Strebs angebracht
Die Kameras eines Schildes erfassen den Gang vor der Bracke bzw. Rinne und den Arbeitsbereich der Schrämmaschine in Querrichtung zum Streb und -für den Bereich einiger Schilde- auch in Längsrichtung des Strebs.
Die Verhältnisse des Abbaubetriebs -z.B. Höhe des Strebs, Sichtverhältnisse, Staub und Verschmutzung-, aber auch die Art der Integration des Kamerasystems in den Betrieb -z.B. nur Erleichterung des Handbetriebs, Redundanz zum Handbetrieb oder Vollautomatisierung- und insbesondere die sich daraus ergebenden Sicherheftserfordemisse sind Faktoren, die den Abstand der Kameragehäuse längs des Strebs bestimmen. In Betracht kommen Abstände von 3 bis 8 Schaden.
Zwischen den optischen Centratechsen der Kameras 36 besteht ein Winkel von circa 120°. Dieser Winkel ist abhängig von dem Sichtfeld der Kameras. Dieses Sichtfeld ist in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 37 bezeichnet und grau hinterlegt- Der Winkel zwischen den Zentralachsen der Kameras wird nun so gewählt dass die Sichtfelder der Kameras den Gang des Strebs zwischen dem Flöz und der Rinne 25 in Querrichtung vollständig und in Längsrichtung über eine gewisse Distanz erfiassen. Die Sichtfeldern der in Längsrichtung benachbarten Kameras überschneiden sich in Längsrichtung so, dass jedenfalls eine zuverlässige Bildauswertung möglich ist Neben den beiden Kameras 36 ist jedes Kameragehäuse 35 mit der
Kameraelektronik 38 mit einer Rechnerkapazität einer Speicherkapazität sowie einem Sender/Empfänger für hochfrequente Funksignale und ferner mit einer
Funkantennen 39 ausgerüstet. Zur Kommunikation mit dem Abbau- und
Ausbaubetrieb sind die Kameragehäuse also durch Funk und Antennen/Transponder 39 in ein örtliches Netzwerk (Wireless Local Area Network) integriert.
Einige der benachbarten Kameragehäuse können auch über Datenkabel 40 mit einander verbunden sein.
Dabei ist die Kameraelektronik 38 so ausgerüstet dass über Funk oder Datenkabel einkommende Daten, welche nicht für eine der Kameras 36 des jeweiligen
Kameragehäuses bestimmt sind, sofort weiter gesendet werden.
Das im Streb letzte Kameragehäuse ist mit der Leitstelle 33 vorzugsweise Ober
Lichtwellenleiter 42 oder elektronisches Kabel zur Datenübertragung verbunden, da im Bereich der Strecke die störungsfreie Funkübertragung nicht immer gewährleistet ist
Die Kameradaten werden an der Leitstelle 33 empfangen und am Bildschirm 31 sichtbar gemacht Die Bedienperson kann mittels Eingabeeinrichtung 32 in
geeigneter Form reagieren, wenn die übertragenen Bilddaten dies erforderlich oder zweckmäßig erscheinen lassen.
Es ist vor allem der Betrieb derjenigen Kameragehäuse und Kameras zweckmäßig, die sich im Bereich, also kurz vor, an der und kurz hinter der momentanen Position der Abbaumaschine befinden. Es ist bevorzugt dass die Beleuchtung erst
angeschaltet wird, wenn sich die Abbaumaschine nähert, da die Bilddatenauswertung nur bei entsprechender Ausbuchtung des zu überwachenden Strebbeieichs möglich ist
In den definierten Erfassungsbereichen wird nicht nur die Anwesenheit einer Person sondern jede optisch in Erscheinung tretende Unregelmäßigkeit des Abbaubetriebs - z.B. ausgebrochene Flözwand im Bewegungsbereich der Schrämmaschine- und des Ausbaubetriebs -z.B. , nicht eingefahrene Kohlestoßfänger 28, nicht gerückte Schilde- erfasst sondern vor allem der Durchfahrquerschnitt vor jedem der
Ausbaugestelie.
Dieser Durchfahrquerschnitt wird als Ist-Bilddatei an die Leitstelle 33 weitergegeben, dort gespeichert und nach vorgegebenen Regeln und Algorithmen ausgewertet Zusätzlich ist die Rechneriopazität so ausgelegt, dass die aktuell aufgenommenen Bilddaten auch mit älteren, zum Beispiel den letzten Bilddaten verglichen werden können
Diese Auswertung kann im einfachsten Falle dadurch geschehen, dass die
Ist-Bilddatei in das gespeicherte Durchfahr- odell an Referenzpunkten, welche in beiden vorhanden sind -z.B. an der Oberkante der Kabelbracke- eingefugt wird. Ein Warnsignal oder Notsignal oder Freigabesignal wird nun abhängig davon erzeugt ob das gespeicherte Durchfahr-Modell in die Ist-Bilddatei an den
Referenzpunkten ohne Überschuß passt.
Die Auswertung kann im anderen Falle dadurch geschehen, dass die Ist-Bilddatei daraufhin ausgewertet wird, ob die oben beschriebenen charakteristischen
Bauelemente, weiche mit ihrer Vermaßung dem Durchfahr-Modell zugrunde liegen, in den zur Verfügung stehenden Durchfahrtquerschnitt passen. Dazu wird die Vermaßung dieser Bauelemente in der aufgenommenen IST-Bilddatei unter
Berücksichtigung der Meßpunkte und Referenzpunkte der Vermaßung vorgenommen und bestimmt, ob das gespeicherte Durchfahr-Modell in das durch diese
Ist-Kenngrößen aufgespannte Vieleck passt oder
ob die im Speicher der Strebsteuereinrichtung hinterlegten Kenngrößen mit den der Ist-Bilddatei entnommenen Kenngrößen übereinstimmen bzw. davon außerhalb der zugelassenen Grenzwerte abweicht
Nach dem anderen Verfahren sind an jedem Schild die Sensoren angebracht welche die oben beschriebenen charakteristischen Bauelemente, welche mit ihrer Vermaßung dem Durchfahr-Modell zugrunde liegen, bei jeder Annäherung der Abbaumaschine vermessen. Dann wird durch Vergleich bestimmt, ob diese
Ist-Kenngrößen in das gespeicherte Durchfahr-Modeil passen, oder
ob diese Ist-Kenngrößen den im Speicher der Strebsteuereinrichtung hinterlegten
Kenngrößen entsprechen bzw. davon außerhalb der zugelassenen Grenzwerte abweichen.
Es entspricht der Erfahrung, dass der geordnete störungsfreie Abbau- und
Ausbaubetrieb auch von Faktoren -insbesondere nicht geometrischen Faktoren- abhängt die in einem geometrischen Modell nicht erfasst werden können. Insofern wird auf Anspruch 2 Bezug genommen. Es ist daher vorgesehen, dass eine genügende Anzahl dieser Faktoren gleichzeitig mit dem Modellvergleich überwacht werden. In Fig.5 ist zum Beispiel dargestellt, dass bei weichem Untergrund ein Ausbaugestell sich eingegraben hat und gekippt ist. Bei der Vermessung und dem Vergleich von Ist-Durchfahrtquerschnitt und Durchfahr-Modeil fällt dieser Fehler, der zur Kollision der Abbaumaschine mit dem Ausbaugestell führen kann, nicht auf. Er kann entdeckt und signalisiert werden z.B. durch Neigungsmessung der Kufe und oder Rinne.
Bezugszerchen
1-18. Ausbaueinheiten 1 bis 18, Ausbauschüd, Schild
19. Schneidrichtung 19
20. Flöz 20
21. Gewinnungsmaschine Schrämmmaschine 21
22. Abbaurichtung 22
23 Schneideinrichtung, Schneid rad
24 Schneideinrichtung, Schneidrad
25 Förderer, Rinne, Einheit 25
26 Bodenplatte 26
27 Dachplatte 27
28 Kohlenstoßfänger 28
29. Zylinder-Kolben-Einheit, Schreitkolben, Kraftgeber 29
30. Zylinder-Kolben-Einheit, Kraftgeber
31. Bildschirm 31,
32. Eingabeeinrichtung, Tastatur 32
33. untertätigen Hilfszentrale 33 51, Leitstelle 33 51. Zentralsteuerung, Strebsteuereinrichtung Steuereinrichtung Strebsteuerung, zentrale Ausbau- und Abbausteuerung, Strebsteuergerät 33 Geräte für die Streb Zentralsteuerung
34. Gerätesteuereinrichtung 34, Schüdsteuereinrichtung, Schildsteuergerät, Ausbausteuerung
35. Kameragehäuse 35
36 Kamera 36
37. Erfassungsbereich
38. Modeil, Durchfahr-Modell, Kontur-Modell
39 Transponder
40 elektronischer Speicher
41
42 Speicher
50. Hauptzentrale
51
58 Kabel, Bus-Leitung, Signallertung 58
59 Umsetzern 59
60 Netzgeräte 60 61 Leitung 61
Im Rahmen dieser Anmeldung werden die Begriff Streckenstation, Leitstation, Leitzentrale, Strebsteuerung Strebsteuereinrichtung synonym für die in einer der Strecke oder ubertage befindliche Steuereinrichtuing zur Steuerung des Abbau- und Ausbaubetriebs bezeichnet Unter dem Begriff Schildsteuerung oder
Schildsteuergeräte sind die an jedem Ausbaugestell angebrachten Steuergeräte subsumiert, die untereinander Ober ein Bussystem, in dieser Anmeldung als Leitungsbus bezeichnet, vernetzt sind.

Claims

1. Verfahren zum Betneb der Abbaumaschine zum Kohteabbau im untertätigen Streb eines Steinkohteoergwerks
• mit einer Vielzahl von Ausbaueinheiten (Schilden), die in Streblänge zwischen den Strecken nebeneinander autgestellt sind, und von denen jede
Ausbauemheit aus den Schildelementen: insbesondere
o Liegendschwelle (Kufe),
o Bruchschild,
o Lenkern, welche Liegendschwelle und Bruchschild als Hebel verbinden, o Dach und Hangendkappen(Kappen), welche durch
o Stempel mit Zylinder/Kolbeneinheit gegenüber der Liegendschwelle mit einstellbarer Höhe abgestützt sind;
• mit einer Schrämmaschine als Abbaumaschine.die längs des Kohlestoßes verfahrbar ist;
• mit einer aus Rinnenteilstücken (Rinnenschüssen) zusammengesetzten Rinne und dem darin laufenden Förderer, welche sich in Streblänge zwischen Abbaumaschine und Ausbaueinheiten erstrecken,
• mit Rückgeräten, welche jeweils eines zwischen jeder der Ausbaueinheiten und dem zugeordneten Rinnenteilstück (Rinnenschuß) angeordnet und mit dem Schildsteuergerät der zugeordneten Ausbaueinheit verbunden ist,
• mit einer Strebsteuereinrichtung, welche
o ein Strebsteuergerät zur Steuerung der Ausbaufunktionen der Ausbaueinheiten im Sinne des Raubens, Schreitens, Setzen sowie o Schildsteuergeräte aufweist, von welchen jeder der Ausbaueinheiten örtlich und funktionell jeweils eines zur Umsetzung und Weitergabe der Ausbaubefehle des Strebsteuergeräts zugeordnet ist
wobei
• Die Lage ausgewählter Schildelemente durch den Schildelementen
zugeordnete Messwertgeber messbar ist,
• Die Messwertgeber zur Übertragung der Lagesignale an das Strebsteuergerät mit diesem verbindbar sind,
• und zur Befehlserzeugung der Ausbaufunktionen (Schreiten, rauben, setzen) und zum Abgleich mit dem Vorschub der Abbaumaschine und des Förderers o die aktuellen Lagesignale (Istwerte) der SchRdelemente der zur Ansteuerung vorgesehenen Ausbaueinheft zur Zeit der Befehlsgabe au gerufen und der Strebsteuereinrichtung zugeführt und vorzugsweise an einem Bildschirm sichtbar gemacht werden,
dadurch gekennzeichnet dass
für jeden Strebquerschnitt längs der Fahrstrecke der Abbaumaschine der
Soll-Querschnitt als Modell des benötigten Durchfahrtquerschnitts, welchen die Abbaumaschine in bestimmten Positionen ihrer Schrämwalzen zum ungehinderten Durchfahren benötigt (Durchfahr-Modell), durch geeignete Parameter eindeutig ermittelt und im Speicher der Strebsteuereinrichtung gespeichert wird,
dass in jedem Strebquerschnitt der tatsächlich vorhandenen Durchfahrquerschnitt (Ist-Querschnitt) bestimmt und
einschließlich der Referenzpunkte der Vermaßung der Strebsteuereinrichtung übertragen werden,
dass die Strebsteuereinrichtung mittels einer geeigneten Programmierung den Ist-Querschnitt an den Referenzpunkten der Vermaßung dem hinterlegte
Durchfahr-Modell überlagert und
dass die Strebsteuereinrichtung ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine abhängig davon gibt, dass das gespeicherte Durchfahr-Modell an den Referenzpunkten der Vermaßung ohne Oberschuß in den ermittelten Ist-Querschnitt passt
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest drei der folgenden Bedingungsgrößen, insbesondere solcher, die in dem Durchfahr-Modell nicht berücksichtigt sind:
• Druck in den Stempeln zur Ermittlung, ob der Ausbau gesetzt und fest verspannt ist, durch Drucksensoren in den Stempeln;
• Druck und/oder Hub der Schreitzylinder zur Ermittlung der Entfernung zwischen Förderer und Ausbau durch Drucksensoren und/oder Hubsensoren an den Schreitzylindern;
• Position der Schiebekappe relativ zum Dach durch Drucksensor oder
Entfernungsmesser in der Schiebekappe;
• Position/Schwenklage der Klappkappe durch insbesondere Inklinometer, • Neigung des Dachs in Richtung Kohlestoß durch insbesondere Inkfinometer
• Neigung des Förderers insbesondere senkrecht zur Förderrichtung (x-Richtung) durch insbesondere Inkfinometer an der Rinnen bzw. dem Rinnenschuß;
• Neigung der Bodenplatte/Kufe in Richtung Kohlestoß durch insbesondere
Inkfinometer an diesem Bauteil
durch geeignete Meßwertgeber an geeigneten Meßpositionen
bei der Ermittlung des Durchfahr-Modells ermittelt und als Sollwerte im Speicher hinterlegt sowie bei der Bestimmung des Ist-Querschnitts erneut und immer wieder ermittelt und als Istwerte der Bedingungsgrößen mit dem hinterlegten Sollwert verglichen werden,
und dass die Strebsteuereinrichtung ohne Rücksicht auf den Soll/Ist-Vergleich des Durchfahr-Modells und des Ist-Querschnitts ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine nur gibt wenn sich bei dem Soll/Ist-Vergleich der Bedingungsgrößen die Differenz innerhalb vorgegebener Grenzwerte hält.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Durchfahr-Modell definiert ist durch die Kontur (Kontur-Modell), welche den erforderlichen Durchlaßquerschnitt als Umriß umschreibt oder als Fläche abbildet und welches vorzugsweise durch Testlauf verifiziert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet
dass zur Erfassung aktueller Ist-Bilddaten
• in bestimmten Abständen längs des Strebs elektronische Kameras aufgehängt sind zur Aufnahme des Ist-Bildes des senkrecht zur Fahrtrichtung tatsächlich vorhandenen Durchfahrtquerschnitts mit bekannter Verkleinerung (Zoom-Faktor), dass zum Vergleich gespeicherter Soll- und aktueller Ist-Bilddaten
• das Ist-Bild des Durchfahrtquerschnitts der Strebsteuereinrichtung überragen wird
• das Ist-Bild mittels einer geeigneten Programmierung in das hinterlegte
Kontur-Modell an vorbestimmten Vergleichspunkten, welche in dem Kontur- Modell und dem Ist-Bild vorhanden sind und kientische Elemente des
Durchfahrtquerschnrtts markieren, eingepasstwird, und
dass zur Erfassung und Signafrsiening von erkannten Gefahr- oder
Freigabesituationen
• ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine gegeben wird, wenn das Kontur-Modell ohne Oberschuß in das Ist-Bild passt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet dass
das Durchfahr-Modell definiert ist durch charakteristische Kenn-Elemente des
Strebausbaus (Ausbaugestell, Rinne, Kabelbracke, Förderer) und der
Abbaumaschine nebst ihrer Vermaßung sowie den Referenzpunkten und
Meßpunkten der Vermaßung (Soll-Bilddaten) , welche den Durchlaßquerschnitt mit einer der Dimensionen Neigung der Verbindungslinie zweier Bildpunkte, Abstand vorbestimmter Bildpunkte, Länge von Strecken, z.B. Ausfahrlänge von Kolben aufspannen.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass zur Erfassung der Ist-Bilddaten
in jedem Strebquerschnitt der tatsächlich vorhandenen Durchfahrtsquerschnitt (Ist-Querschnitt) vor jeder Durchfahrt der Abbaumaschine erneut und immer wieder bestimmt wird durch Vermaßung der Kenn-Elemente des Strebausbaus
(Ausbaugestell, Rinne, Kabelbracke, Förderer) und der Abbaumaschine unter Berücksichtigung der im Durchfahr-Modell markierten Meßpunkte nebst
Referenzpunkte ihrer Vermaßung
dass die Maße als Ist-Bilddaten der Strebsteuereinrichtung übertragen und mittels einer geeigneten Programmierung einschließlich ihrer Meßpositionen und
Referenzpunkte der Vermaßung in das hinterlegte Durchfahr-Modell eingefügt werden,
und dass die Strebsteuereinrichtung ein im Sinne der Fahrtfreigabe verarbeitbares Signal an die Betriebssteuerung der Abbaumaschine abhängig davon gibt, ob die Ist-Bilddaten einschließlich ihrer Meßpositionen und Referenzpunkte der Vermaßung in das Durchfahr- odel! passen und oder.mit denen SoB- Bilddaten übereinstimmen bzw. davon abweichen.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass zur Erfassung aktueller Ist-Bilddaten
• in bestimmten Abständen längs des Strebs elektronische Kameras aufgehängt sind, um vor jeder Durchfahrt der Abbaumaschine erneut und immer wieder das Ist-Bild des senkrecht zur Fahrtrichtung tatsächlich vorhandenen
Durchfahrtquerschnitts mit bekannter Verkleinerung (Zoom-Faktor) aufzunehmen, dass zum Vergleich gespeicherter Soll- und aktueller Ist-Bilddaten
• das Ist-Bild des Durchfahrtquerschnitts der Strebsteuereinrichtung übertragen und
• mitteis einer geeigneten Programmierung durch Bildauswertung daraufhin
analysiert wird, welche Maße die Kenn-Elemente haben und
• die Maße als Ist-Bilddaten mit dem jeweils hinterlegten Sollwert verglichen
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet dass
zur Erfassung der Ist-Bilddaten die Kenn-Elemente durch geeignete Sensoren, welche an den auch im Durchfahr-Modell markierten Meßpunkten in jedem
Strebquerschnitt angebracht sind, an bzw. zwischen den Referenzpunkten der Vermaßung mit einer der Dimensionen: Neigung, Abstand, Länge, vermessen werden.
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