專利名稱：以確定的刨削深度開采煤礦層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用刨煤機(jī)采煤時(shí)，以確定的刨削深度進(jìn)行煤層開采的方法，該方法中有一沿開采面運(yùn)動(dòng)的工作面?zhèn)鬏攷б源_定刨削深度的距離向前推進(jìn)，推進(jìn)由推進(jìn)油缸的外伸而實(shí)現(xiàn)，油缸一端與工作面?zhèn)鬏攷сq接，另一端與平行于傳輸帶安裝的組合支架鉸接。
在煤礦層可進(jìn)行很厚刨削開采時(shí)，盡管配備有很大的功率，但常因刨煤機(jī)的卡死而使其使用受到極大妨礙，其原因在于刨削深度未加控制地超過額定刨削深度，這導(dǎo)致了刨煤機(jī)在煤層中卡死。為避免這一現(xiàn)象，采用本文開始時(shí)闡述的大家熟悉的方法，在此方法中，刨削機(jī)以確定的刨削深度工作。但由于煤層并非均勻，因此，至今尚不可能在整個(gè)工作面長度上保持正確的刨削深度，這便導(dǎo)致了刨煤機(jī)卡死，它大大地影響到工作進(jìn)程及開采效率。
本發(fā)明的目的在于提供一種開采煤礦層的方法，它能使刨削機(jī)以確定的刨削深度工作，并且在非均勻的煤層中也能使刨削機(jī)在整個(gè)工作面長度上保持正確的刨削深度，避免了刨煤機(jī)的卡死。
為此本發(fā)明提供一種應(yīng)用刨煤機(jī)以確定的刨削深度采煤的方法，其中有一個(gè)沿開采面運(yùn)行的工作面?zhèn)鬏攷?，以確定的刨削深度的距離向前推進(jìn)，推進(jìn)由推進(jìn)油缸外伸而實(shí)現(xiàn)，油缸一端連著傳輸帶，另一端與平行于工作面?zhèn)鬏攷О惭b的組合支架鉸接。向前推進(jìn)借助于每一逐次升程產(chǎn)生的位移測量信號(hào)，依賴于在各確定的、與刨削深度相應(yīng)的單步升程中完成的推進(jìn)油缸柱塞升程而加以控制，在柱塞達(dá)到一預(yù)定的最大總升程后，與該推進(jìn)油缸相連接的組合支架則自動(dòng)松開，以柱塞最大升程的距離前移并接著再固定。
按照本發(fā)明，用間隙補(bǔ)償?shù)霓k法來進(jìn)一步確保刨煤機(jī)的刨削深度為常量。因?yàn)樵趥鬏攷?nèi)的各溝槽部件之間存在著間隙，由此可造成各溝槽部件間最大可達(dá)3°的角度偏差，由該角度偏差產(chǎn)生的位移量決定了各組合支架間前移量的偏差。
由于工作面的實(shí)際狀況不同，以及各組合支架存在的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)差異，各組合支架在經(jīng)過很短的運(yùn)行后則存在與傳輸帶的距離差異。本發(fā)明采取以下的措施，即與刨削深度距離相應(yīng)的單步升程的位移量，被增加一個(gè)與推進(jìn)油缸鉸接點(diǎn)存在的平均機(jī)械間隙位移量，被增加一個(gè)與推進(jìn)油缸鉸接點(diǎn)存在的平均機(jī)械間隙相應(yīng)的補(bǔ)償量。此外，還以確定的時(shí)間間隙，對(duì)于由各組合支架基于單步升程存在的實(shí)際位移量加以測量，并對(duì)各組合支架的位移量進(jìn)行相互比較。
在某個(gè)組合支架的實(shí)際位移量與相應(yīng)于單步升程次數(shù)計(jì)算求得的位移值發(fā)生偏差時(shí)，對(duì)相應(yīng)推進(jìn)油缸升程位移的間隙補(bǔ)償量以一確定的最大許可縮小或增大。
根據(jù)本發(fā)明上述的方法，可確保刨煤機(jī)的刨削深度為一常量，由此避免了刨削煤機(jī)的卡死，并使之工作面?zhèn)鬏攷П３衷诮o定位置上，且刨煤機(jī)可雙向逐段刨削。


圖1到圖4為本發(fā)明方法的示意圖;
圖5至圖8依圖1到圖4中示意的方法的本發(fā)明的進(jìn)一步布置方案示意圖。
圖9至圖11為間隙補(bǔ)償法示意圖。
圖1到圖8是工作面開采狀況原理示意圖。其中刨煤機(jī)2沿煤層1行進(jìn)，同時(shí)也沿平行于煤層1開采面的工作面?zhèn)鬏攷?行進(jìn)。傳輸帶3由推進(jìn)油缸4推動(dòng)。油缸一端與傳輸帶3鉸接，另一端與平行于傳輸帶3安裝的組合支架5鉸接，作為組合支架5可以采用諸如帶有一剛性貫穿懸梁或并帶一個(gè)可調(diào)護(hù)板頂梁的兩個(gè)支柱護(hù)板支架。
圖1表示了依本發(fā)明方法的第1階段，此時(shí)，組合支架5全部安裝就位，推進(jìn)油缸皆處于其起始位置。此時(shí)刨煤機(jī)的刨削深度為def.s，刨煤機(jī)沿箭頭x方向行進(jìn)。圖2表示本發(fā)明的第2階段，從中可見，刨煤機(jī)已經(jīng)過的各組合支架的推進(jìn)油缸，這時(shí)以確定的刨削深度的距離外伸，由此使工作面?zhèn)鬏攷瑫r(shí)也以此同樣確定尺度移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，向前推進(jìn)借助于每一單步升程產(chǎn)生的位移測量信號(hào)，依賴于在各確定的單步升程中完成的推進(jìn)油缸柱塞升程而加以控制，就是說，推進(jìn)油缸上裝有位移測量傳感器，它在每一單步升程(相應(yīng)于確定刨削深度def.s的量)完成后發(fā)出一個(gè)位移測量信號(hào)。圖3表示本發(fā)明過程的第3階段，此時(shí)刨削沿箭頭y方向運(yùn)行，從中可見，刨煤機(jī)已經(jīng)過的各推進(jìn)油缸，此時(shí)再次以確定刨削深度的距離又一次向外推伸，因此，從刨煤機(jī)第一次轉(zhuǎn)向起，油缸向外推伸了2×def.s的距離。本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)想，在柱塞達(dá)到一個(gè)預(yù)定的最大總升程后，與該推進(jìn)油缸連接的組合支架則自動(dòng)松開，以柱塞最大總升程相應(yīng)的距離前移并接著再固定(推進(jìn)過程)。該方法的過程在圖4中表示，在圖4中位于左邊的兩個(gè)組合支架已經(jīng)完成了推進(jìn)過程或正處于該過程之中。本發(fā)明進(jìn)一步對(duì)推進(jìn)油缸以下述方式進(jìn)行控制;將各相鄰組合支架的推進(jìn)油缸的單步升程之和進(jìn)行比較，一旦兩個(gè)相鄰支架的推進(jìn)油缸同時(shí)達(dá)到最大總升程，則這兩個(gè)相鄰組合支架將按預(yù)定的順序相繼實(shí)行推進(jìn)過程。根據(jù)本發(fā)明，護(hù)板組合支架由此實(shí)現(xiàn)自身監(jiān)控，并確保兩相鄰的組合支架不會(huì)同時(shí)進(jìn)行推進(jìn)過程。按本發(fā)明基本的設(shè)想，推進(jìn)的油缸首先達(dá)到最大升程的那個(gè)組合支架，則首先進(jìn)行推進(jìn)過程。本發(fā)明進(jìn)一步對(duì)組合支架的推進(jìn)油缸單步升程之和持續(xù)進(jìn)行測量，并送入中央計(jì)算機(jī)之中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)油缸相應(yīng)于一單步升程的位移測量信號(hào)丟失時(shí)，即發(fā)出一個(gè)出錯(cuò)信號(hào)，和/或指明相應(yīng)的未發(fā)出位移測量信號(hào)的推進(jìn)油缸。通過這樣自動(dòng)控制，防止了某一組合支架落后于其它支架，要不將妨礙傳輸帶按步驟地向前推進(jìn)。本發(fā)明同樣也可以由各單個(gè)推進(jìn)油缸單步升程之和，來確定相應(yīng)于組合支架平均推移量的平均升程之和，當(dāng)一個(gè)組合支架的推進(jìn)油缸單步升程之和產(chǎn)生偏離時(shí)，同樣會(huì)發(fā)出一個(gè)出錯(cuò)報(bào)警信息，由此對(duì)各組合支架的狀況實(shí)行持續(xù)的監(jiān)控，當(dāng)諸如某個(gè)組合支架的推進(jìn)油缸的單步升程過小等誤動(dòng)作時(shí)，則確保對(duì)其及時(shí)識(shí)別，并可對(duì)此手動(dòng)進(jìn)行修正。
根據(jù)本發(fā)明，為了保證刨削范圍內(nèi)的平行作業(yè)，進(jìn)一步采用一個(gè)快速模擬信號(hào)處理器，以測取刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的瞬態(tài)電流消耗，并與預(yù)先確定的在刨削確定刨削深度時(shí)用于刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)的平均電流消耗值進(jìn)行比較，這就可在一旦檢測值出現(xiàn)電流加大的偏差時(shí)，預(yù)報(bào)刨煤機(jī)在八個(gè)護(hù)板內(nèi)可能出現(xiàn)的卡死現(xiàn)象，因此可在預(yù)計(jì)的堵卡區(qū)域，將傳輸帶推進(jìn)量減小一個(gè)確定值，并防止卡死。
圖5到圖8是本發(fā)明方法的進(jìn)一步基本設(shè)想的說明，以作為圖1到圖4的補(bǔ)充，在此同樣簡略說明了巷道內(nèi)的開采狀況，此時(shí)在巷道一邊是巷道傳輸帶6，另一則是傳輸帶3及巷道傳輸帶的驅(qū)動(dòng)裝置7，由圖可見，驅(qū)動(dòng)裝置7借助移動(dòng)油缸8向前挪動(dòng)。移動(dòng)油缸8一端與驅(qū)動(dòng)裝置鉸接，另一端連著在巷道內(nèi)底部固定的鐵軌結(jié)構(gòu)9，它們有前后依次間隔排列的棘輪止動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的方法，為能實(shí)現(xiàn)連續(xù)開采，驅(qū)動(dòng)裝置的推進(jìn)與對(duì)煤層以確定刨削深度開采的過程一致，也就是說，驅(qū)動(dòng)裝置7的向前移動(dòng)與傳輸帶的移動(dòng)相適應(yīng)，并取決于組合支架推進(jìn)油缸的柱塞升程。與各組合支架相同，驅(qū)動(dòng)裝置7的移動(dòng)油缸8上同樣裝有位移測量傳感器及所屬控制儀器。安裝在鐵軌上的移動(dòng)油缸使組合支架的推進(jìn)過程按圖1到圖4的方式進(jìn)行。本發(fā)明進(jìn)一步可以做到，能確保煤層開始就可以進(jìn)行開采過程，這與巷內(nèi)的工作面上的開采相應(yīng)。
按照本發(fā)明，為進(jìn)一步確保刨煤機(jī)的刨削深度為一常量，采用間隙補(bǔ)償辦法，見圖1及圖9至11。如上所述，圖1表示第1階段，此時(shí)所有支架5都固定就位，且推進(jìn)油缸都處于起始位置，刨煤機(jī)有一個(gè)def.s的刨削深度，它按箭頭x方向運(yùn)行。圖9表示了本發(fā)明方法的第2階段，從中可見，刨煤機(jī)已經(jīng)過的各支架的推進(jìn)油缸以確定的刨削深度def.s外加一個(gè)補(bǔ)償量△a的距離外伸，在此，△a是對(duì)由于與推進(jìn)油缸鉸接而存在的機(jī)械間隙的補(bǔ)償量，此間隙使傳輸帶的前移量減小，并由此使刨煤機(jī)的刨削深度比各單步升程相應(yīng)的位移量要小。本發(fā)明通過使每一單步升程增加一個(gè)相應(yīng)于機(jī)械間隙量的△a，從而保證傳輸帶總是移動(dòng)def.s距離，并由此使刨削深度保持為def.s。此外推進(jìn)量將借助于每一單步升程產(chǎn)生的位移測量信號(hào)，依賴在各確定的單步升程中完成的推進(jìn)油缸柱塞升程而加以控制。亦即，推進(jìn)油缸上裝有位移測量傳感器，它在每一單步升程完成后發(fā)出一個(gè)位移測量信號(hào)。圖10表示了本發(fā)明方法的第3階段，此時(shí)刨煤機(jī)按箭頭y轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)方向，由此可見，刨煤機(jī)已經(jīng)過的各推進(jìn)油缸再一次以確定刨削深度外加間隙補(bǔ)償量外伸。這樣，從它第一次轉(zhuǎn)向起，則外伸了2×(def.s+△a)的距離。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)想，柱塞達(dá)到預(yù)定最大是升程后，與該油缸連接的組合支架則自動(dòng)松開，以與柱塞最大升程相應(yīng)距離前伸，并接著再固定(推進(jìn)過程)。該方法的過程在圖11中表示，其中位于圖11左邊的兩支架已經(jīng)完成了、或正處于推進(jìn)過程。對(duì)推進(jìn)油缸的控制以下述方式進(jìn)行將各相鄰支架的推進(jìn)油缸單步升程之和進(jìn)行比較，一旦兩相鄰支架的推進(jìn)油缸同時(shí)達(dá)到最大總升程，則兩個(gè)相鄰組合支架按預(yù)定順序相繼進(jìn)行推過程。護(hù)板組合支架由此實(shí)現(xiàn)自身監(jiān)控，并確保兩相鄰組合支架不會(huì)同時(shí)進(jìn)行推進(jìn)過程，從根本上做到，推進(jìn)油缸最先達(dá)到最大升程的支架，則首先進(jìn)行推進(jìn)過程。對(duì)組合支架推進(jìn)油缸單步升程之和還持續(xù)進(jìn)行測量，并送入中央計(jì)算機(jī)，在一個(gè)或多個(gè)油缸的相應(yīng)于一次升程的位移測量信號(hào)丟失時(shí)，則發(fā)給一出錯(cuò)信號(hào)，并/或指明相應(yīng)未發(fā)生位移測量信號(hào)的推進(jìn)油缸。通過這種自動(dòng)控制，防止了某一支架相對(duì)其它支架落在后面，要不將妨礙傳輸帶按步驟地推進(jìn)。本發(fā)明同樣可做到，由各單個(gè)油缸單步升程之和，以確定相應(yīng)于支架平均推移量的平均升程之和，在一個(gè)支架油缸的單步升程之和與平均升程之和產(chǎn)生偏離時(shí)，同樣發(fā)出一個(gè)出錯(cuò)報(bào)警信息，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)組合支架狀況的持續(xù)監(jiān)控，并確保在諸如某個(gè)組合支架油缸單步升程過小的情況下及時(shí)識(shí)別其誤動(dòng)作，以便能對(duì)此進(jìn)行手動(dòng)修正。
為保證刨削范圍內(nèi)的平行作業(yè)，進(jìn)一步采用一高速模擬信號(hào)處理器測取刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的瞬態(tài)電流值，并與預(yù)先確定的，刨削深度確定的刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)的平均電流值進(jìn)行比較，這就可在一旦確定測量值出現(xiàn)電流加大的偏離時(shí)，預(yù)報(bào)刨煤機(jī)可能在八個(gè)滑板內(nèi)出現(xiàn)的卡死，因此可以在預(yù)計(jì)產(chǎn)生堵塞的區(qū)域，將傳輸帶推進(jìn)量減小一個(gè)確定值，以防止卡死。
因?yàn)楸景l(fā)明方法對(duì)由各支架基于單步升程存在的實(shí)際位移量加以測量，并將各個(gè)數(shù)值進(jìn)行相互比較，所以可以從比較中確定平均值，并在某支架與平均值發(fā)生偏離時(shí)對(duì)其以一個(gè)間隙補(bǔ)償量進(jìn)行修正，由此與平均值相符合。進(jìn)一步還可做到，求出各組合支架與升程次數(shù)相應(yīng)的實(shí)際位移量，并將該位移量與計(jì)算給出的位移量相比較，尚若此時(shí)確認(rèn)實(shí)際位移存在偏差，它超出或落后于計(jì)算給定的位移值，對(duì)升程位移間隙的補(bǔ)償可相應(yīng)減少或增大。按本發(fā)明，這樣就可以通過間隙補(bǔ)償，使傳輸帶的歪斜限制在一確定不超限的范圍，由此確保在整個(gè)開采期間，推移的刨削深度距離保持為常量。
權(quán)利要求
1.應(yīng)用刨煤機(jī)以確定刨削深度采煤的方法，其中有一個(gè)沿開采面運(yùn)行的工作面?zhèn)鬏攷?，以確定的刨削深度的距離向前推進(jìn)，推進(jìn)由推進(jìn)油缸外伸而實(shí)現(xiàn)，油缸一端連著工作面?zhèn)鬏攷?，另一端與平行于工作面?zhèn)鬏攷О惭b的組合支架鉸接，其特征在于，向前推進(jìn)借助于每一逐次升程產(chǎn)生的位移測量信號(hào)，依賴于在各確定的、與刨削深度相應(yīng)的單步升程中完成的推進(jìn)油缸柱塞升程而加以控制，在柱塞達(dá)到一預(yù)定的最大總升程后，與該推進(jìn)油缸相連接的組合支架則自動(dòng)松開，以柱塞最大升程的距離前移，并接著再固定。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，對(duì)推進(jìn)油缸的控制以下述方式進(jìn)行將各相鄰組合支架的推進(jìn)油缸單步升程之和進(jìn)行比較，一旦兩個(gè)相鄰組合支架的推進(jìn)油缸同時(shí)達(dá)到最大總升程，則相應(yīng)按一個(gè)預(yù)定的順序使兩個(gè)相鄰的組合支架相繼進(jìn)行推進(jìn)過程。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征是，對(duì)組合支架推進(jìn)油缸單步升程之和持續(xù)進(jìn)行測量，并由一中央計(jì)算機(jī)掌握，尤其在一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)油缸相應(yīng)于一單步升程的位移測量信號(hào)丟失時(shí)，立即發(fā)出一出錯(cuò)信號(hào)，并/或指出相應(yīng)的推進(jìn)油缸。
4.按照權(quán)利要求3中之一所述的方法，其特征是，由推進(jìn)油缸單步升程之和確定相應(yīng)于組合支架平均位移距離的平均和，并在某組合支架的推進(jìn)油缸單步升程之和與平均和發(fā)生偏離時(shí)發(fā)出一個(gè)報(bào)警信息。
5.按照權(quán)利要求1到4中之一所述的方法，其特點(diǎn)是，安裝在巷道的工作面?zhèn)鬏攷Ъ芭倜簷C(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)油缸柱塞完成一個(gè)相應(yīng)于推進(jìn)油缸柱塞的升程，當(dāng)移動(dòng)油缸達(dá)到預(yù)定最大升程時(shí)，整個(gè)移動(dòng)油缸則以相應(yīng)于推進(jìn)油缸最大柱塞總升程的距離向前移動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于與刨削深度距離相應(yīng)的單步升程的位移量，被增加一個(gè)與推進(jìn)油缸鉸接點(diǎn)存在的平均機(jī)械間隙相應(yīng)的補(bǔ)償量。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于以確定的時(shí)間間隙對(duì)于由各組合支架基于單步升程存在的實(shí)際位移量加以測量，并對(duì)各組合支架的位移量進(jìn)行相互比較。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于在某個(gè)組合支架的實(shí)際位移量與相應(yīng)于單步升程次數(shù)計(jì)算求得的位移值發(fā)生偏差時(shí)，對(duì)相應(yīng)推進(jìn)油缸升程位移的間隙補(bǔ)償量以一確定最大許可值縮小或增大。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤層開采的方法。該方法中，傳輸帶以與確定的刨削深度相應(yīng)的距離向前推進(jìn)，推進(jìn)由推進(jìn)油缸的外伸而實(shí)現(xiàn)。油缸一端與工作面?zhèn)鬏攷нB接，另一端與平行于傳輸帶安裝的組合支架鉸接。推進(jìn)借助于每一單步升程產(chǎn)生的位移測量信號(hào)，依賴于在各確定的、與刨削深度相應(yīng)的單步升程中完成的推進(jìn)油缸柱塞升程而加以控制。在柱塞達(dá)到一個(gè)預(yù)定的最大總升程后，與該推進(jìn)油缸相連接的組合支架則自動(dòng)松開，以柱塞最大總升程距離前伸，并接著再固定。
文檔編號(hào)E21D23/14GK1069315SQ9210412
公開日1993年2月24日 申請(qǐng)日期1992年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月30日
發(fā)明者蓋伊·格恩斯, 沃納·賴因埃爾特 申請(qǐng)人:赫曼·黑姆舍特機(jī)械制造有限公司