Способ контролирования пути движения режущей очистной машины
Номер патента: 16425
Опубликовано: 30.04.2012
Авторы: Хаккельбергер Бернхард, Шимонски Арнольд, Винкель Райк, Нинхаус Карл
Формула / Реферат
1. Способ контролирования пути движения режущей очистной машины (1), предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером (9) и шагающей крепью (12, 13) забое вдоль фронта (10) очистных работ, отличающийся тем, что путь движения очистной машины (1) зондируют с помощью согласованного с очистной машиной радарного измерительного устройства (14) в направлении движения очистной машины и при перегрузке лавного конвейера или при обнаружении препятствия на пути движения инициируют сигнал тревоги и/или автоматически вмешиваются в управление очистной машиной (1) таким образом, что процесс добычи замедляется или совсем останавливается.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что путь движения очистной машины (1) зондируют в зоне под кровлей пласта забоя на предмет препятствий в виде низко стоящих верхняков щита или свисающих складных верхняков, сдвигаемых верхняков или других элементов шагающей крепи (12, 13).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что путь движения очистной машины (1) зондируют в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера (9) на предмет препятствий в виде перегрузки транспортировочной ветви лавного конвейера (9).
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что зондирование зоны под кровлей пласта забоя осуществляют на расстоянии больше 6 м от радарного измерительного устройства (14), а зондирование в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера (9) - на расстоянии от 0,5 до 6 м от радарного измерительного устройства (14).
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью дополнительного, согласованного с очистной машиной (1) радарного измерительного устройства (14), направленного на фронт (10) очистных работ вдоль вертикального участка фронта (10) очистных работ, зондируют контур фронта (10) очистных работ и возможные вывалы кровли, и при обнаружении нерегулярностей в контуре фронта (10) очистных работ или вывалов в кровле (11) пласта забоя осуществляют управление очистной машиной (1) с учетом нерегулярностей или вывалов.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что результаты измерения каждого процесса зондирования подают в виде точек в заранее созданную виртуальную модель подлежащего контролированию пространства, получаемую таким образом текущую виртуальную модель подвергают кластерному анализу с разверткой по пути или во времени, и в зависимости от результата этого кластерного анализа затем подают сигнал тревоги и/или осуществляют вмешательство в управление очистной машиной (1).
7. Устройство для контролирования пути движения режущей очистной машины (1), предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером (9) и шагающей крепью (12, 13) забое вдоль фронта (10) очистных работ, отличающееся тем, что предусмотрено согласованное с очистной машиной и перемещаемое вместе с очистной машиной радарное измерительное устройство (14), диаграмма (15) направленности которого зондирует путь движения очистной машины (1) в направлении движения и которое выполнено с возможностью инициирования сигнала тревоги при перегрузке лавного конвейера или при обнаружении препятствия на пути движения и/или автоматического вмешательства в управление очистной машиной с обеспечением замедления процесса добычи или полного его останова.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что диаграмма (15) направленности радарного измерительного устройства (14) выполнена, расположена и ориентирована так, что она, с одной стороны, обнаруживает в зоне кровли пласта забоя с расстояния примерно 6 м от радарного измерительного устройства (14) радарное эхо от верхняков (12, 12а) крепи и, с другой стороны, обнаруживает в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера (10) в ближней зоне примерно 0,5-6 м от радарного измерительного устройства (14) радарное эхо от лежащего на лавном конвейере транспортируемого материала.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что диаграмма (15) направленности радарного измерительного устройства (14) проходит с наклоном под углом 2-4° относительно фронта (10) очистного забоя.
10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что ось диаграммы (15) направленности радарного измерительного устройства (14) проходит с наклоном под острым углом, равным 2-10°, к кровле пласта.
11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что предусмотрено дополнительное, согласованное с очистной машиной (1) радарное измерительное устройство (14), направленное на фронт (10) очистных работ, которое вдоль вертикального участка фронта (10) очистных работ зондирует контур фронта (10) очистных работ и возможные вывалы примыкающей кровли (11) пласта забоя.

Текст
СПОСОБ КОНТРОЛИРОВАНИЯ ПУТИ ДВИЖЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ ОЧИСТНОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к способу контролирования пути движения используемой, в частности, в угольной шахте режущей очистной машины (1), предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером (9) и шагающей крепью (12, 13) забое вдоль фронта (10) очистных работ. В основу изобретения положена задача создания способа и устройства, которые, несмотря на экстремально плохие условия видимости, обеспечивают возможность обнаружения имеющихся на пути движения очистной машины препятствий в виде низко стоящих верхняков щита или свисающих складных верхняков, сдвигаемых верхняков или других элементов крепи, или в виде перегрузки конвейера, для принятия своевременных мер для устранений неисправностей в работе. Для решения этой задачи согласно изобретению предлагается, что путь движения очистной машины (1) зондируют с помощью согласованного с очистной машиной (1) радарного измерительного устройства (14) и при обнаружении препятствия инициируют сигнал тревоги и/или вмешиваются в управление очистной машиной (1).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АЙКХОФФ БЕРГБАУТЕХНИК ГМБХ (DE) 016425 Изобретение относится к способу и устройству для контролирования пути движения используемой,в частности, в угольной шахте режущей очистной машины, предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером и шагающей крепью забое вдоль фронта очистных работ. При автоматическом управлении или дистанционном управлении используемыми в длинных очистных забоях режущими очистными машинами в угольных шахтах чрезвычайно трудно контролировать путь прохождения режущей очистной машины на предмет препятствий. Поэтому при использования режущих очистных машин снова и снова случается, что режущий барабан или вершина несущего рычага режущей очистной машины сталкиваются с низко стоящими верхняками щита или со свисающими складными верхняками, сдвигаемыми верхняками или другими пристройками шагающей крепи, и/или что режущая очистная машина или лавный конвейер застревают, потому что транспортировочная ветвь лавного конвейера настолько перегружена, что поперечное сечение туннеля под очистной машиной блокируется, так что последующий материал попадает в кабельный канал и через щели в путь движения. Для предотвращения вызываемых этим рабочих неисправностей и повреждений необходимо надежно контролировать путь движения режущей очистной машины на наличие таких препятствий с целью своевременного соответствующего реагирования, т.е. своевременной остановки машины или такого управления процессом резания, что предотвращается перегрузка транспортировочной ветви лавного конвейера. Обычно это осуществляется с помощью водителя машины, который сопровождает очистную машину при ее движении в забое. Из-за вредных рабочих условий в непосредственной близости от режущей очистной машины, естественно, предпринимались многочисленные попытки автоматизировать эти процессы контролирования или выполнять их дистанционно на большом удалении от очистной машины. Однако используемые при этом оптические визуальные устройства оказались проблематичными, поскольку условия видимости в непосредственной близости от режущей очистной машины из-за возникающей пыли и из-за распыляемого там для борьбы с пылью водяного тумана являются весьма неблагоприятными. Поэтому задачей изобретения является создание способа и устройств, которые, несмотря на пыль и водяной туман, обеспечивают надежный контроль пути движения очистной машины без присутствия водителя, который работал бы в непосредственной близости от очистной машины. Предметом изобретения является, прежде всего, создание способа контролирования пути движения используемой, в частности, в угольной шахте режущей очистной машины, предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером и шагающей крепью забое вдоль фронта очистных работ, причем этот способ характеризуется тем, что путь движения очистной машины зондируют с помощью согласованного с очистной машиной радарного измерительного устройства в направлении движения очистной машины и при обнаружении препятствия на пути движения инициируют сигнал тревоги и/или вмешиваются в управление очистной машиной. Неожиданным образом было установлено, что возможно зондирование относительно узкого и по меньшей мере с трех сторон окруженного металлическими устройствами (верхняками и стойками крепи,лавным конвейером) пути движения очистной машины с помощью радарного измерительного устройства так, что можно обнаруживать препятствия в свободном поперечном сечении пути движения. При этом на этот процесс измерения почти не оказывают отрицательного влияния пыль и водяной туман. Если препятствие состоит, например, из низко стоящего верхняка крепи, то подается сигнал тревоги и очистная машина останавливается, пока не будет устранено препятствие. Если же препятствие состоит лишь в перегрузке конвейера, то вмешиваются в управление очистной машиной так, что уменьшается количество отрезаемого добываемого материала настолько, что устраняется перегрузка транспортировочной ветви лавного конвейера. Целесообразно осуществлять зондирование зоны под кровлей пласта забоя на расстоянии больше 6 м от радарного измерительного устройства и зондирование в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера на расстоянии от 0,5 до 6 м от радарного измерительного устройства. В целесообразном дополнении способа согласно изобретению предусмотрено, что другое согласованное с очистной машиной радарное измерительное устройство зондирует дополнительно контуры фронта очистных работ и возможные прорывы кровли в направлении фронта очистных работ вдоль вертикального участка фронта очистных работ, и при обнаружении нерегулярностей в контуре фронта очистных работ или прорывов кровли осуществляется управление очистной машиной с учетом нерегулярностей или вывалов. Таким образом, обеспечивается возможность учитывать также эти возможные препятствия на пути движения очистной машины, а именно максимально без вмешательства обслуживающего или вспомогательного персонала. Для оценки результаты измерения процессов зондирования подаются в виде точек в созданную заранее виртуальную модель подлежащего контролированию пространства. Созданную так текущую виртуальную модель подвергают кластерному анализу с разверткой по пути или во времени. В зависимости от результата этого кластерного анализа затем подается сигнал тревоги или осуществляется вмешательство в управление очистной машиной. Измерение с разверткой пути с интервалами примерно 10 см особенно пригодно для обнаружения-1 016425 находящихся на большом удалении низко стоящих верхняков крепи, которые являются неподвижными относительно режущей очистной машины и создают однозначно различимое радарное эхо. В противоположность этому, зондирование с разверткой во времени с временными циклами, например 1 с, особенно пригодно для выполняемого на небольшом расстоянии контролирования быстро движущегося материала на транспортировочной ветви лавного конвейера. Кроме того, предметом изобретения является устройство для контролирования пути движения используемой, в частности, в угольной шахте режущей очистной машины, предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером и шагающей крепью забое вдоль фронта очистных работ, которое характеризуется тем, что предусмотрено согласованное с очистной машиной и перемещаемое вместе с очистной машиной радарное измерительное устройство, лепесток диаграммы направленности которого зондирует путь движения очистной машины в направлении движения на предмет препятствий и которое при обнаружении препятствия инициирует сигнал тревоги и/или вмешивается в управление очистной машиной. Это устройство предназначено для выполнения указанного выше способа. В одном предпочтительном варианте выполнения этого изобретения предусмотрено, что лепесток диаграммы направленности выполнен, расположен и ориентирован так, что он, с одной стороны, обнаруживает в зоне кровли забоя на расстоянии больше 6 м от радарного измерительного устройства радарное эхо от верхняков крепи и, с другой стороны, обнаруживает в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера на расстоянии 0,5-6 м от радарного измерительного устройства радарное эхо от лежащего на лавном конвейере транспортируемого материала. Таким образом, радарное измерительное устройство с таким лепестком диаграммы направленности зондирует, с одной стороны, дальнюю зону пути движения, где опасность исходит, в частности, от низко стоящих щитовых верхняков или свисающих складных верхняков либо других элементов крепи, и, с другой стороны, ближнюю зону перед радарным измерительным устройством, где опасность исходит, по существу, от перегрузки лавного конвейера. Кроме того, такой лепесток диаграммы направленности может дополнительно зондировать вертикальный участок фронта очистных работ и прилегающей кровли пласта забоя. Целесообразно дополнительно предусмотреть, чтобы лепесток диаграммы направленности радарного измерительного устройства был ориентирован с наклоном под углом 2-4 относительно очистного забоя. За счет этого достигается, что радарное измерение может лучше измерять очистной забой и примыкающую кровлю пласта и, в частности, меньше искажает радарное эхо в дальней зоне, которое исходит от стоек крепежного ряда и/или от навесных бортов лавного конвейера. Дополнительно к этому наклон оси радарного измерительного устройства целесообразно составляет 2-10 в направлении кровли пласта забоя. За счет этого обеспечивается возможность зондирования кровли пласта забоя с небольшого расстояния при симметричном угле раскрытия радара. Ниже приводится более подробное пояснение примера выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено: фиг. 1 - режущая очистная машина и забой, вид сбоку; фиг. 2 - режущая очистная машина и забой, вид сверху. На чертеже показана обозначенная в целом позицией 1 режущая очистная машина, которая в данном случае выполнена в виде очистного комбайна с барабанным исполнительным органом. Режущая очистная машина имеет корпус 2 машины, который спереди и сзади снабжен поворотными рычагами 3 и 4, на которых установлены режущие валики 5 и 6. Корпус 2 машины опирается на ходовые части 7 и 8,которые предназначены для перемещения по служащему одновременно ходовым рельсом лавному конвейеру 9. Лавный конвейер 9 выполнен в виде скребкового конвейера, верхняя ветвь которого служит в качестве транспортировочной ветви, а нижняя ветвь которого служит в качестве возвратной ветви для цепей и скребков. Корпус 2 машины установлен на ходовых частях 7 и 8 так, что очистная машина 1 в виде портала проходит над транспортировочной ветвью лавного конвейера 9, так что лежащий на транспортировочной ветви лавного конвейера добытый материал может проходить через очистную машину 1. Служащий одновременно в качестве ходового рельса для очистной машины 1 лавный конвейер 9 проложен вдоль фронта 10 очистных работ забоя, кровля 11 пласта которого опирается на верхняки 12 крепи, которые в свою очередь подпираются стойками 13. На чертеже показаны лишь некоторые верхняки 12 и стойки 13 крепи. Согласно изобретению на корпусе 2 очистной машины 1 на его лежащей в направлении движения стороне закреплено радарное измерительное устройство 14, диаграмма 15 направленности которого зондирует свободный от крепи 12, 13 путь движения очистной машины 1 на предмет, возможно, имеющихся препятствий. При этом радарное измерительное устройство 14 и его диаграмма 15 направленности выполнены, расположены и ориентированы так, что ось диаграммы 15 направленности проходит с наклоном под острым углом 2-4 к фронту 10 очистных работ. Диаграмма 15 направленности зондирует, с одной стороны, в зоне кровли пласта забоя дальнюю зону, которая имеет расстояние от радарного измерительного устройства 14 более 6 м, и, с другой стороны, находящуюся непосредственно над транспортировочной ветвью лавного конвейера 9 ближнюю зону,-2 016425 которая имеет расстояние от радарного измерительного устройства 14, равное 0,5-6 м. Кроме того, на корпусе 2 очистной машины 1 установлено дополнительное радарное измерительное устройство 16, диаграмма 17 направленности которого направлена на фронт 10 очистных работ и зондирует вертикальный участок фронта 10 очистных работ и примыкающую кровлю 11 пласта забоя на предмет неравномерностей и вывалов. Измеренные отраженные радарные сигналы каждого зондирующего устройства подаются в виде точек в созданную заранее виртуальную модель подлежащего контролированию пространства. Создаваемая так и постоянно актуализируемая виртуальная модель подвергается непрерывно или с равномерными интервалами кластерному анализу. Присутствие кластеров точек в этой виртуальной модели позволяет затем делать вывод о том, что в соответствующем измеряемом месте имеется препятствие на пути движения очистной машины 1, соответственно верхняки щита ограничивают пространство забоя в направлении кровли пласта. Измеренные радарным измерительным устройством 14 отраженные сигналы из дальней зоны и ближней зоны сохраняются в двух различных моделях для ближней и дальней зоны и различно оцениваются. Оценка в дальней зоне, где должны обнаруживаться, в частности, верхняки 12 и 12 а крепи, работает с разверткой по пути с интервалами 10 см. Оценка в ближней зоне, где должна обнаруживаться, в частности, перегрузка транспортировочной ветви лавного конвейера 9, происходит с разверткой во времени с временным тактом, например, равным 1 с. В зависимости от обнаруживаемых препятствий затем подается сигнал тревоги или останавливается очистная машина либо же осуществляется такое вмешательство в управление очистной машиной, что ожидаемые неисправности в работе предотвращаются заранее. В отклонение от показанного примера выполнения радарное измерительное устройство может быть при необходимости закреплено на очистной машине так, что его можно поворачивать в зависимости от направления движения. Можно также устанавливать на очистной машине 1 два радарных измерительных устройства, а именно по одному в каждом направлении движения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ контролирования пути движения режущей очистной машины (1), предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером (9) и шагающей крепью (12,13) забое вдоль фронта (10) очистных работ, отличающийся тем, что путь движения очистной машины(1) зондируют с помощью согласованного с очистной машиной радарного измерительного устройства(14) в направлении движения очистной машины и при перегрузке лавного конвейера или при обнаружении препятствия на пути движения инициируют сигнал тревоги и/или автоматически вмешиваются в управление очистной машиной (1) таким образом, что процесс добычи замедляется или совсем останавливается. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что путь движения очистной машины (1) зондируют в зоне под кровлей пласта забоя на предмет препятствий в виде низко стоящих верхняков щита или свисающих складных верхняков, сдвигаемых верхняков или других элементов шагающей крепи (12, 13). 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что путь движения очистной машины (1) зондируют в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера (9) на предмет препятствий в виде перегрузки транспортировочной ветви лавного конвейера (9). 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что зондирование зоны под кровлей пласта забоя осуществляют на расстоянии больше 6 м от радарного измерительного устройства (14), а зондирование в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера (9) - на расстоянии от 0,5 до 6 м от радарного измерительного устройства (14). 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью дополнительного, согласованного с очистной машиной (1) радарного измерительного устройства (14), направленного на фронт (10) очистных работ вдоль вертикального участка фронта (10) очистных работ, зондируют контур фронта (10) очистных работ и возможные вывалы кровли, и при обнаружении нерегулярностей в контуре фронта (10) очистных работ или вывалов в кровле (11) пласта забоя осуществляют управление очистной машиной (1) с учетом нерегулярностей или вывалов. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что результаты измерения каждого процесса зондирования подают в виде точек в заранее созданную виртуальную модель подлежащего контролированию пространства, получаемую таким образом текущую виртуальную модель подвергают кластерному анализу с разверткой по пути или во времени, и в зависимости от результата этого кластерного анализа затем подают сигнал тревоги и/или осуществляют вмешательство в управление очистной машиной (1). 7. Устройство для контролирования пути движения режущей очистной машины (1), предназначенной для перемещения в длинных очистных забоях в оснащенном лавным конвейером (9) и шагающей крепью (12, 13) забое вдоль фронта (10) очистных работ, отличающееся тем, что предусмотрено согласованное с очистной машиной и перемещаемое вместе с очистной машиной радарное измерительное устройство (14), диаграмма (15) направленности которого зондирует путь движения очистной машины (1) в-3 016425 направлении движения и которое выполнено с возможностью инициирования сигнала тревоги при перегрузке лавного конвейера или при обнаружении препятствия на пути движения и/или автоматического вмешательства в управление очистной машиной с обеспечением замедления процесса добычи или полного его останова. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что диаграмма (15) направленности радарного измерительного устройства (14) выполнена, расположена и ориентирована так, что она, с одной стороны, обнаруживает в зоне кровли пласта забоя с расстояния примерно 6 м от радарного измерительного устройства(14) радарное эхо от верхняков (12, 12 а) крепи и, с другой стороны, обнаруживает в зоне транспортировочной ветви лавного конвейера (10) в ближней зоне примерно 0,5-6 м от радарного измерительного устройства (14) радарное эхо от лежащего на лавном конвейере транспортируемого материала. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что диаграмма (15) направленности радарного измерительного устройства (14) проходит с наклоном под углом 2-4 относительно фронта (10) очистного забоя. 10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что ось диаграммы (15) направленности радарного измерительного устройства (14) проходит с наклоном под острым углом, равным 2-10, к кровле пласта. 11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что предусмотрено дополнительное, согласованное с очистной машиной (1) радарное измерительное устройство (14), направленное на фронт (10) очистных работ, которое вдоль вертикального участка фронта (10) очистных работ зондирует контур фронта (10) очистных работ и возможные вывалы примыкающей кровли (11) пласта забоя.
МПК / Метки
МПК: E21C 35/24
Метки: способ, движения, машины, пути, контролирования, очистной, режущей
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/5-16425-sposob-kontrolirovaniya-puti-dvizheniya-rezhushhejj-ochistnojj-mashiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ контролирования пути движения режущей очистной машины</a>