DE102006041572A1

DE102006041572A1 - Construction shield for underground mining, has skid and casing, between which plunger is arranged and sound sensors are affixed at skid and casing

Info

Publication number: DE102006041572A1
Application number: DE102006041572A
Authority: DE
Inventors: Martin Reuter
Original assignee: Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Current assignee: Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: CN101139932A; RU2007133242A; CN101139932B; UA96567C2; RU2366815C2; DE102006041572B4

Abstract

The construction shield has a skid (10) and a casing (12), between which a plunger (14) is arranged. The sound sensors (16,18) are affixed at the casing and the skid respectively. The sound sensor is a piezoelectric sensor, where a sound sensor (16) is arranged at the lower surface of the casing, and another sound sensor (18) is arranged at upper side of the skid. Independent claims are also included for the following: (1) a method for boundary layer recognition (2) a method for measuring sound waves propagating in mountains using construction shield.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausbauschild für den Untertagebau mit einer Kufe und einer Kappe, zwischen denen mindestens ein Stempel angeordnet ist. Derartige Schilde sind bekannt und dienen dazu, im Untertagebau das Hangende abzustützen.The The present invention relates to an underlay for mining with a runner and a cap, between which at least one stamp arranged is. Such shields are known and serve in underground mining to support the hanging wall.

Grundsätzlich ist es im Untertagebau wünschenswert, Schallwellen zu messen, die im Gestein übertragen werden, um eine Grenzschichterkennung durchführen, wodurch eine Unterscheidung möglich wird, ob die Gewinnungsmaschine vollständig in Kohle schneidet oder ob bereits Gesteinsschichten abgebaut werden, was unerwünscht ist.Basically it is desirable in underground mining, Sound waves that are transmitted in the rock to perform boundary layer detection, thereby a distinction becomes possible whether the mining machine completely cuts into coal or whether rock strata are already being mined something undesirable is.

Zur Grenzschichterkennung wurde bereits vorgeschlagen, piezoelektrische Sensoren in einen Meisel des Abbaugerätes zu integrieren. Hierdurch konnten zwar vergleichsweise unverfälschte Signale erhalten werden, jedoch war aufgrund der Anbringung des Sensors an dem (bewegten) Meisel stets eine Signalübertragung erforderlich, die aufgrund der bewegten Maschinenteile und der rauen Umgebung häufig defekt wurde. Weiter wurde bereits vorgeschlagen, einen Schallsensor an einem Maschinenarm zu befestigen, der das Abbauwerkzeug trägt. Bei dieser Lösung ist jedoch problematisch, dass der Schallsensor aufgrund des von dem Getriebe des Abbauwerkzeugs erzeugten Geräuschpegels stark verrauscht ist.to Boundary layer detection has already been proposed, piezoelectric Integrate sensors into a chisel of the mining equipment. This allowed Although comparatively unadulterated Signals were obtained, however, was due to the attachment of the Sensors on the (moving) Meisel always a signal transmission required due to the moving machine parts and the rough Environment often became defective. Next has already been proposed, a sound sensor to attach to a machine arm carrying the removal tool. At this solution However, it is problematic that the sound sensor due to the The noise generated by the gearbox of the mining tool is very noisy is.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ausbauschild für den Untertagebau nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass auf einfache Weise bei geringen Kosten eine Grenzschichterkennung möglich ist.It The object of the invention is a Ausbauschild for underground mining develop according to the preamble of claim 1 so that on simple way at low cost, a boundary layer detection is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass an der Kappe oder an der Kufe zumindest ein Schallsensor angebracht ist.The solution This object is achieved by the features of claim 1 and in particular in that on the cap or on the skid at least one sound sensor is appropriate.

Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, dass durch Anbringen eines Schallsensors an der Kappe oder an der Kufe eines Ausbauschildes das Messen von sich im Gebirge ausbreitenden Schallwellen auf einfache und sehr zuverlässige Weise möglich ist. Mit dem erfindungsgemäßen Ausbaugestell kann eine zuverlässige Grenzschichterkennung durchgeführt werden, da sich die von dem Schallsensor gemessenen Schallwellen deutlich verändern, wenn das Gewinnungsgerät nicht mehr vollständig in Kohle schneidet. Überraschenderweise ist dies möglich, obwohl der Schallsensor weder an dem Abbauwerkzeug noch an der Gewinnungsmaschine angeordnet ist. Auch ist es mit dem erfindungsgemäßen Ausbaugestell möglich, eine Gebirgsschlagsprognose durchzuführen, da sich die vor einem Gebirgsschlag im Gestein ausbreitenden Schallwellen einfach und zuverlässig mit Hilfe des an dem Ausbauschild angebrachten Schallsensors ermitteln lassen.Surprisingly has become proved that by attaching a sound sensor to the Cap or the skid of a removal shield measuring itself in the mountains propagating sound waves in a simple and very reliable way possible is. With the expansion frame according to the invention can be a reliable one Boundary layer detection performed be because the sound waves measured by the sound sensor change significantly, if the extraction device not complete anymore into coal cuts. Surprisingly is this possible, although the sound sensor is located neither on the mining tool nor on the mining machine is. Also, it is possible with the expansion frame according to the invention, a To make a rockfall forecast, since the sound waves propagating in front of a rock strike in the rock easy and reliable determine with the aid of the sound sensor attached to the extension plate to let.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.advantageous embodiments The invention are in the description, the drawings and the dependent claims described.

Der Schallsensor kann auf vorteilhafte Weise an der Unterseite der Kappe oder an der Oberseite der Kufe angeordnet sein, wodurch eine einfache Montage und eine geschützte Anbringung des Sensors möglich ist, ohne dass dadurch die Messung der Schallwellen negativ beeinträchtigt wird.Of the Sound sensor can advantageously on the bottom of the cap or be arranged at the top of the skid, allowing easy assembly and a protected one Attachment of the sensor possible is without negatively affecting the measurement of the sound waves.

Besonders gute Ergebnisse haben sich dadurch erzielen lassen, dass der Schallsensor in der Nähe des Stempels angeordnet wird.Especially Good results have been achieved by the sound sensor near of the stamp is arranged.

Wenn sowohl an der Kappe wie auch an der Kufe Schallsensoren vorgesehen sind, lässt sich unter Berücksichtigung beider Sensorsignale auch ein Rückschluss auf den Entstehungsort der gemessenen Schallwelle ziehen, was insbesondere bei der Gebirgsschlagsprognose von Interesse ist. Hierbei liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass der an der Kappe vorgesehene Schallsensor und der an der Kufe vorgesehene Schallsensor nicht an ein und demselben Ausbauschild vorgesehen sein müssen.If provided sound sensors on both the cap and on the runner are, lets taking into account Both sensor signals also a conclusion draw on the place of origin of the measured sound wave, which in particular is of interest in the rockfall forecast. This is It is within the scope of the present invention, that provided on the cap Sound sensor and provided on the blade sound sensor not must be provided on one and the same extension plate.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Schallsensor an der Oberfläche des Ausbauschildes montiert, d.h. das Ausbauschild muss nicht bearbeitet, beispielsweise mit einer Bohrung versehen werden, um den Sensor zu montieren, wobei dennoch eine ausreichende Übertragung der Schallwellen vom Gestein durch das Ausbauschild bis hin zum Sensor möglich ist.To A particularly advantageous embodiment is the sound sensor on the surface the Ausbauschildes mounted, i. the removal plate does not have to be processed, For example, be provided with a bore to the sensor to assemble, but still sufficient transmission of the sound waves from the rock through the Ausbauschild up to the sensor is possible.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beschrieben.following The present invention is purely exemplary by way of an advantageous embodiment described.

Die einzige Figur zeigt die Seitenansicht eines Ausbauschildes.The single figure shows the side view of a Ausbauschildes.

Das in der Figur dargestellte Ausbauschild weist eine Kufe 10 und eine Kappe 12 auf, die über zwei Stempel 14 miteinander verbunden sind.The expansion plate shown in the figure has a runner 10 and a cap 12 on, over two stamps 14 connected to each other.

An der Unterseite der Kappe 12 ist neben einem Stempel 14 ein erster Sensor 16 angebracht. An der Oberseite der Kufe 10 ist in ähnlicher Position neben einem Stempel 14 ein weiterer Schallsensor 18 angebracht. Beide Schallsensoren sind piezoelektrische transmissive Sensoren und können so ausgestaltet sein, wie dies in der DE 103 54 281 A1 beschrieben ist, deren Inhalt durch Bezugnahme vollumfänglich zum Gegenstand dieser Offenbarung gemacht wird.At the bottom of the cap 12 is next to a stamp 14 a first sensor 16 appropriate. At the top of the skid 10 is in a similar position next to a stamp 14 another sound sensor 18 appropriate. Both sound sensors are piezoelectric transmissive sensors and can be designed as in the DE 103 54 281 A1 is described, the contents of which by reference fully ge the subject of this disclosure makes power.

Beide Sensoren 16 und 18 sind jeweils an der Oberfläche des Ausbauschildes montiert, ohne dass hierfür eine Aufnahmeöffnung oder dergleichen vorgesehen ist. Es liegt zwar im Rahmen der Erfindung, dass die Sensoren in dem Ausbauschild verschraubt werden. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt jedoch darin, dass das Vorsehen von Aufnahmeöffnungen, Bohrungen oder dergleichen nicht erforderlich ist.Both sensors 16 and 18 are each mounted on the surface of the expansion plate without the need for a receiving opening or the like is provided. Although it is within the scope of the invention that the sensors are screwed into the expansion plate. However, the particular advantage of the solution according to the invention lies in the fact that the provision of receiving openings, holes or the like is not required.

In einem Streb im Untertagebau lassen sich mehrere der vorstehend beschriebenen Ausbauschilde einsetzen, so dass durch Erfassung der Signale aller Schallsensoren auch eine Information darüber erhalten werden kann, wo sich der Ausbreitungsort der Schallwelle entlang des Strebes befindet. Durch Auswertung der Schallsignale von an der Kappe und an der Kufe angebrachten Schallsensoren lässt sich darüber hinaus eine Information darüber erhalten, ob der Ursprung der Schallwelle im Hangenden oder im Liegenden liegt.In An underground mining strut can accommodate several of the above Insert Ausbauschilde, so that by detecting the signals of all Sound sensors can also be obtained information about where the propagation location of the sound wave is along the strut. By evaluating the sound signals from on the cap and on the runner attached sound sensors leaves about it an information about it whether the origin of the sound wave is in the hanging or lying area lies.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung lassen sich die Schallmessungen auch dadurch erzielen, dass ein Schallsensor in einem Bohrloch innerhalb des Gesteins verkeilt wird. Ein derartiges Verfahren zur Messung von Schallwellen eignet sich dann, wenn am Ort der Messung kein Ausbauschild gesetzt ist.To In another aspect of the present invention, the Sound measurements also achieve that a sound sensor in is wedged within a hole in the rock. Such a thing Method for measuring sound waves is suitable when at Place of measurement no extension screen is set.

Claims

Extension plate for underground mining with a skid ( 10 ) and a cap ( 12 ) between which at least one stamp ( 14 ), characterized in that on the cap ( 10 ) and / or on the skid ( 12 ) at least one sound sensor ( 16 . 18 ) is attached.

Removal screen according to claim 1, characterized in that the sound sensor ( 16 . 18 ) is a piezoelectric sensor.

Removal screen according to claim 1 or 2, characterized in that the sound sensor ( 16 ) on the underside of the cap ( 12 ) is arranged.

Removal screen according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sound sensor ( 18 ) at the top of the skid ( 10 ) is arranged.

Removal screen according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sound sensor ( 16 . 18 ) next to the stamp ( 14 ) is arranged.

Removal screen according to at least one of the preceding claims, characterized in that a sound sensor ( 16 ) on the cap ( 12 ) and a sound sensor ( 18 ) on the skid ( 10 ) is attached.

Removal screen according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sound sensor ( 16 . 18 ) is mounted on the surface of the Ausbauschildes.

Method of using boundary layer detection at least one expansion panel according to at least one of the preceding Claims, wherein by evaluation of the sound signal measured by the sound sensor Determines whether a mining tool is completely in coal or partially or cut completely in rock.

Method for measuring propagating in a mountain range Sound waves using at least one extension plate according to at least one of the preceding claims, wherein at least one sound sensor attached to a cap and a sound sensor to a runner, and wherein by evaluation of the sensor signals from both sensors the place of origin of the measured sound wave is determined.