DE102007012678B3

DE102007012678B3 - Controlling bracing operations in underground coal mining involves deriving convergence profile from sensor measurements and increasing amount cut at coal face if desired convergence threshold exceeded

Info

Publication number: DE102007012678B3
Application number: DE200710012678
Authority: DE
Inventors: Martin Junker
Original assignee: RAG AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-17

Abstract

The method involves detecting the deployed height of the ram of the hydraulic roof support, the internal ram pressure representing the respective set load and the inclination of the plate cap with respect to the horizontal as well as the deployed power at the coal face using measurement sensors, deriving the convergence profile and increasing the amount cut at the coal face if a desired convergence threshold is exceeded.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von einen Strebförderer, wenigstens eine Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schreitausbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau.The The invention relates to a method for controlling a longwall conveyor, at least one mining machine and a hydraulic walking extension having coal mines in the underground coal industry.

Bei der Steuerung von Strebbetrieben während des Verhiebs geht es allgemein um eine bestmögliche Ausnutzung der bereitgestellten Maschinenkapazitäten unter Vermeidung von Stillständen, wobei nach Möglichkeit eine Automatisierung der notwendigen Steuervorgänge gegeben sein soll, um fehlerhafte menschliche Entscheidungen zu vermeiden. Ansätze zu einer Automatisierung der Steuerung befinden sich in der Entwicklung beziehungsweise bereits im Einsatz, wie zum Beispiel sensorische Grenzschichterkennung/-steuerung, Lernschritt-Verfahren, Erkennung und Steuerung des Rückweges des Schreitausbaus, automatisiertes Schreiten des Schreitausbaus und automatisches Einhalten einer vorgegebenen Sollneigung des Strebförderers.at the control of longwall farms during the infringement is possible generally to the best possible Utilization of the provided machine capacities while avoiding stoppages, wherein if possible an automation of the necessary control operations should be given to erroneous to avoid human choices. Approaches to automation the controller is in development or already in use, such as sensory boundary layer detection / control, Learning step method, recognition and control of the return path of the walking extension, automated stepping of the walking structure and automatically adhering to a predetermined nominal inclination of the longwall conveyor.

Ein Problem bei der Automatisierung von Strebsteuerungen besteht unter anderem noch darin, dass es bei Erhöhungen der Konvergenz durch einen Anstieg der auf die Kappen des Schreitausbaus einwirkenden Belastung zur einem Aufsetzen im Schreitausbau kommen kann, womit längere Stillstandszeiten verbunden wären. Die Konvergenzentwicklung ist jedoch für die Bedienmannschaften im Streb durch Inaugenscheinnahme nicht beziehungsweise kaum wahrnehmbar.One There is a problem with the automation of long-distance control systems Another thing is that it increases the convergence by an increase in the force acting on the caps of the piers Stress can come to a touchdown in pedestrian expansion, which longer Downtime would be associated. The convergence development is however for the operating crews in the long run by visual inspection not or barely perceptible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, welches eine Beobachtung der Konvergenzentwicklung im Streb sowie die Einleitung präventiver Maßnahmen zur Vermeidung von nachfolgenden Stillständen ermöglicht.Of the Invention is therefore the object of a method of the initially This is an observation of convergence development in the long run as well as the introduction preventive activities to avoid subsequent downtime allows.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution This object is apparent from the claim 1; advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung sieht im einzelnen ein Verfahren vor, bei welchem mittels Messsensoren einerseits die ausgefahrene Höhe der Stempel des Schreitausbaus, der die jeweilige Setzlast wiedergebende Stempelinnendruck der Stempel sowie die Neigung der Schildkappe gegen die Horizontale und andererseits die aufgefahrene Mächtigkeit am Kohlenstoß erfasst werden, wobei in einer Rechnereinheit anhand der am Schreitausbau erfassten Daten der Konvergenzverlauf von der dem Kohlenstoß zugewandten Kappe des Schreitausbaus bis zu deren bruchseitigem Ende ermittelt und bei Überschreiten eines vorgegebenen Soll-Konvergenzwertes die von der Gewinnungsmaschine am Kohlenstoß freigeschnittene Mächtigkeit vergrößert wird.The The invention provides in detail a method in which means Measuring sensors, on the one hand, the extended height of the stamps of the walking structure, the stamping pressure representing the respective setting load of the stamp and the inclination of the shield cap against the horizontal and on the other hand the ascended power captured at the coal collision be, in a computer unit based on the on the podium expansion Data collected the convergence history of the coal thrust facing Determined cap of the tread extension until its fracture end and if one exceeds predetermined target convergence value from the mining machine cut free at the collarbone cardinality is enlarged.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu eigen, dass ein im Vergleich mit der freigeschnittenen Mächtigkeit am Kohlenstoß festgestelltes geringeres Höhenmaß der Stempel des Schreitausbaus bei einem gleichzeitigen Anstieg der durch den Stempelinnendruck verkörperten Setzlast auf die Gefahr größerer Konvergenzen im Streb schließen lässt. So ist es bekannt, dass bei normalen Gebirgs- und Abbauverhältnissen, wie sie zur Festlegung von Soll-Konvergenzwerten herangezogen werden können, sich über die Kappenlänge zwischen der gewinnungsseitigen Kappenspitze und deren bruchseitigem Ende ein bestimmtes Maß an Abweichung zwischen dem Höhenmaß der Stempel und der freigeschnittenen Mächtigkeit am Kohlenstoß einstellt. Dieses Maß kann beispielsweise bei einer Streböffnung mit einer Mächtigkeit von 2 m etwa 10 cm betragen. Wird nun jedoch aufgrund der am Schreitausbau erfassten Daten eine größere Abweichung festgestellt, so kann automatisch als sofortige Reaktion auf die Erfassung der entsprechenden Gefahr durch Ansteuerung der Gewinnungsmaschine die Streböffnung mittels einer Vergrößerung der am Kohlenstoß freigeschnittenen Mächtigkeit vergrößert werden. Hierdurch wird die Ausfahrhöhe der Stempel des Schreitausbaus vergrößert, und die Gefahr eines Aufsetzens im Schreitausbau ist vermieden.The Invention makes the knowledge its own, that in comparison with the cut power at the collision of coal lower height of the stamp of the walking extension with a simultaneous increase by the Stamp internal pressure embodied Set load at the risk of greater convergences close in the longwall leaves. So it is known that in normal mountain and mining conditions, how to set desired convergence values can be used over the cap length between the winning side cap tip and its fracture side End a certain amount Deviation between the height of the stamp and the cut power at the coal shot. This measure can for example, in a longwall opening with a power be about 10 cm from 2 m. Will now, however, due to the on the tread extension recorded a greater deviation detected, so can automatically as an immediate response to the Detecting the corresponding danger by controlling the mining machine the longwall by means of an enlargement of the Power cut at the coalmine be enlarged. This will increase the extension height the stamp of the paving expansion increases, and the danger of a Touching in walking construction is avoided.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann zusätzlich auch eine Neigungsmessung an den Kufen des Schreitausbaus erfolgen.To an embodiment The invention may additionally also a tilt measurement on the skids of the walking structure done.

Ist mit der Vergrößerung der am Kohlenstoß freigeschnittenen Mächtigkeit ein Hangend- oder Liegendmitschnitt verbunden, durch den in nachteiliger Weise der Bergeanteil in der Gewinnungsmenge vergrößert wird, so ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass bei einer erkannten Minderung der auftretenden Konvergenz im Anschluss an die einen Hangend- oder Liegendmitschnitt bewirkenden Erhöhung der freigeschnittenen Mächtigkeit wieder eine Reduzierung der freigeschnittenen Mächtigkeit am Kohlenstoß vorgenommen wird.is with the enlargement of the cut free at the collarbone cardinality connected by a hangend or Littenmitschnitt, by the disadvantageous way the mountain proportion is increased in the extraction amount, so is after one Embodiment of Invention provided that at a detected reduction of occurring Convergence following the hang-up or recumbent recording causing increase the cut power again made a reduction of the cut power on the coal thrust becomes.

Neben einer kurzfristigen, unmittelbaren Reaktion auf das Feststellen einer erhöhten Konvergenz ist es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auch möglich, den veränderten Gewinnungsbedingungen im Strebbetrieb durch eine Anpassung der Arbeitsorganisation Rechnung zu tragen. So ist beispielsweise eine 24-Stunden-Belegung des Strebes möglich, wie auch eine Wochenendbelegung, um belegungsbedingte Stillstände des Strebbetriebs und damit ein Setzen des Hangenden auf den Schreitausbau zu vermeiden.Next a short-term, immediate reaction to the detection an elevated one Convergence is according to an embodiment of the invention also possible, the changed one Extraction conditions in the longwall by an adjustment of the work organization Take into account. For example, there is a 24-hour occupancy of the strut possible, as well as a weekend occupancy, to occupancy - related stoppages of Strebbetriebs and thus a setting of the hanging wall on the pedestrian extension to avoid.

Die Erfindung ermöglicht es in einem Ausführungsbeispiel auch, die über einen vorbestimmten Zeitraum gemessenen Werte für den Stempelinnendruck unter Heranziehung von Lagerstättendaten betreffend den Aufbau der Hangendschichten und das Bruchverhalten des Hangenden zur Ermittlung der Gebirgsschlagsgefahr heranzuziehen.The Invention allows it in one embodiment also, the over under a predetermined period measured values for the stamp internal pressure Use of reservoir data concerning the structure of the hanging end layers and the fracture behavior of the hanging to determine the risk of rock impact.

Weiterhin können die erfassten Daten in eine der Erfassung von Lagerstättendaten dienende Datenbank übertragen und abgespeichert werden. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Lagerstättenexploration mit den erfassten Konvergenzwerten aus einem oder aber entsprechend mehreren Strebbetrieben ständig zu verfeinern. Dieses Vorgehen ermöglicht bei den heute zur Verfügung stehenden Berechnungsverfahren eine bessere Anpassung der Exploration und gleichzeitig eine verbesserte Prognosesicherheit. Auf der Basis der durch die Anwendung der Erfindung verbesserten Datenlage und Datenauswertung kann beispielsweise auch die Auslegung von Strebausrüstungen bei nachfolgenden Bauhöhen unter vergleichbaren geologischen Gegebenheiten von vorneherein verbessert werden.Farther can the collected data into one of the collection of deposit data transmitting database and saved. This makes it possible in an advantageous manner, the deposit exploration with the detected convergence values from one or equivalent several longwall businesses constantly to refine. This approach allows for today available Calculation method better adaptation of exploration and at the same time an improved prognosis security. On the base the improved by the application of the invention data and data evaluation For example, the design of longwall equipment at subsequent heights under comparable geological conditions from the outset be improved.

Die ermittelten Daten ermöglichen in an sich bekannter Weise beispielsweise auch eine Visualisierung von Kohlenfront, Strebausbau einschließlich Strebförderer und Gewinnungsmaschine in einer 2D- oder 3D-Darstellung, die es der Bedien- und Führungsmannschaft ermöglicht, an einem Rechner – Übertage wie auch Untertage – die Auswirkungen einer bei Auftreten von erhöhten Konvergenzen veranlassten Reaktion zu beobachten und daraus auch Rückschlüsse für zukünftige Bewertungen und Entscheidungen zu ziehen.The enable data collected in a conventional manner, for example, a visualization from coal front, longwall construction including longwall conveyors and Extraction machine in a 2D or 3D representation that it is the Operating and management team allows on a computer - overground as well as underground - the Effects of increased incidence of convergence To observe reaction and from it also conclusions for future evaluations and decisions to draw.

Claims

Method of controlling a longwall conveyor, at least one mining machine and a hydraulic walking extension mining enterprises in the underground coal industry, at which by means of measuring sensors on the one hand, the extended height of the stamp the walking structure, the respective setting load reproducing stamp internal pressure the stamp and the inclination of the shield cap against the horizontal and, on the other hand, the increased thickness at the collision be, in a computer unit based on the on the podium expansion Data collected the convergence history of the coal thrust facing Determined cap of the tread extension until its fracture end and when crossing a predetermined target convergence value that from the mining machine Power cut at the collarbone is enlarged.

The method of claim 1, wherein additionally Slope of the runners of the tread extension measured against the horizontal becomes.

The method of claim 1 or 2, wherein at a recognized reduction in the occurring convergence following to the one hangend or Lying Mitschnitt causing increase in cut power made a reduction of the cut power on the coal thrust becomes.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that at a over a longer one Period extending increase the convergence of the mining progress of the longwall operation by means of a adapted staffing.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the over a determined values for the internal pressure of the platen are used of reservoir data concerning the structure of the hanging end layers and the fracture behavior used by the hanging to determine the risk of rock impact become.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the collected data in one of the collection of deposit data transmitting database and saved.