用于长壁剪切机的控制方法技术

本发明专利技术总体涉及一种用于控制地下矿井中的剪切机(10)的方法。所述方法包括：设定第一切割曲线(50)、朝向长壁面(2)推进剪切机(10)以及生成第二切割曲线(51)；所述第一切割曲线(50)包括待由第一切割辊筒(12)在所述第一行进方向(E)上逼近的多个期望位置(Di)；所述第二切割曲线(51)包括基于设定的所述第一切割曲线(50)、多个实际推进矢量(vi)以及多个剪切机方位(Oi)，待由所述第一切割辊筒(12)和第二切割辊筒(14)中的至少一者在所述剪切机(10)的第二行进方向(F)上逼近的多个期望位置(Ri)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种用于控制剪切机的方法，并且更具体地，涉及一种用于控制沿着地下矿井中的长壁面的剪切机的方法。
技术介绍
为了沿着地下矿井中的长壁面掘取物质，可以提供带有两个切割辊筒的剪切机。如本身所已知的，剪切机沿着长壁面往复运动，以利用两个旋转的切割辊筒来掘取物质。所掘取的物质落到沿着长壁面延伸的面运输机上，进而将所掘取的物质输送到巷道，以便进一步处理。例如，剪切机的控制通常需要操作者协助以根据待掘取的物质矿层来引导切割辊筒。由于地下矿井对于采矿设备和采矿设备操作者而言都是艰苦和危险的环境，因此，提供需要更少的操作者协助的用于控制沿着长壁面的剪切机的方法是采矿设备制造商一直感兴趣的主题。例如，EP1276969B1公开了一种依次从一侧到另一侧移动穿过待开采的物质矿层的采矿机。所述机器承载于轨道装置上并且在沿着轨道装置的长度的各个位置处测量轨道装置的坐标位置。然后，轨道装置的牵引部通过轨道移动装置移动到用于下一次穿行的新位置，并且通过先前测量位置的坐标确定移动的距离。还可以测量和存储剪切头的上下移动的坐标，以提供被切割矿层的曲线，从而在下一次穿行时能够相应地预测和移动剪切头的预期位置。作为另一个例子，US4,822,105A公开了一种用于剪切机的采矿方法。在半个操作周期期间，操作者手动管理或处理辊筒，并且在教学模式中存储在相应行进位置处的相应的右辊筒和左辊筒的高度以及剪切机机身的>倾斜角度。下半个周期操作能够通过回放操作模式来实现。因此，保持了受控条件下的采矿开采面的恒定工作高度。作为又一个示例，US2003/0075970A1公开了一种依次从一侧到另一侧移动穿过待开采的物质矿层的采矿机。所述机器承载在轨道装置上，并且在沿着轨道的长度的各个位置处测量轨道装置的坐标位置。轨道装置的牵引部移动到用于下一次穿行的新位置。通过先前测量的位置确定移动的距离，以呈现期望的曲线，优选地是直线。本专利技术旨在至少部分地改进或克服现有系统的一个或多个方面。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，公开了一种用于控制剪切机的方法。所述剪切机可配置为沿着地下矿井中长壁面在第一行进方向和与所述第一行进方向相反的第二行进方向上行进，以便利用第一切割辊筒和第二切割辊筒掘取物质。所述方法可包括：设定第一切割曲线，所述第一切割曲线包括待由所述第一切割辊筒在所述第一行进方向上逼近的多个期望位置；朝向所述长壁面推进所述剪切机；确定沿着所述长壁面的多个实际推进矢量，每个实际推进矢量指示由推进所述剪切机导致的所述剪切机的位置的变化；确定由推进所述剪切机导致的沿着所述长壁面的多个剪切机方位；以及生成第二切割曲线，所述第二切割曲线包括基于设定的所述第一切割曲线、所述多个实际推进矢量以及所述多个剪切机方位，待由所述第一切割辊筒和所述第二切割辊筒中的至少一者在所述剪切机的所述第二行进方向上逼近的多个期望位置。根据本专利技术的另一方面，公开了一种剪切机，其配置为由沿着地下矿井中的长壁面延伸的面运输机承载。所述剪切机可包括：主体，其具有第一端和与所述第一端相对的第二端；第一切割辊筒，其可枢转地安装于所述主体的所述第一端以改变所述第一切割辊筒的切割辊筒高度；第二切割辊筒，其可枢转地安装于所述主体的所述第二端以改变所述第二切割辊筒的切割辊筒高度；位置和方位测量装置，其配置为测量所述剪切机的位置和方位；以及控制单元，其配置为实现本文示例性公开的方法，用以基于从所述位置和方位测量装置接收的信息来生成第二切割曲线，从而控制所述第一切割辊筒的切割辊筒高度和/或所述第二切割辊筒的切割辊筒高度。通过以下的说明和附图，本专利技术的其他特征和方面将变得显而易见。附图说明图1是带有长壁面的地下矿井的示意图；图2是面运输机和掩护式支撑件的示意图；图3是示出用于描述剪切机位置的两个坐标系的示意图；图4是示出沿着长壁面行进和切割的剪切机的示意图；图5是示出沿着长壁面行进和切割的剪切机的示意图；图6是示出用于控制剪切机的示例性方法步骤的示意图；图7是示出用于控制剪切机的另一个示例性方法步骤的示意图；图8是示出用于控制剪切机的又一个示例性方法步骤的示意图；以及图9是说明用于控制剪切机的再一个示例性方法步骤的示意图。具体实施方式下文是本专利技术的示例性实施例的详细描述。本文描述和附图中示出的示例性实施例旨在教示本专利技术的原理，使得本领域技术人员能够将本专利技术实施并用于许多不同的环境和不同的应用。因此，这些示例性实施例并不意图并且不应被认为是专利保护范围的限制性描述。相反，专利保护的范围应当由所附的权利要求书限定。本专利技术部分地基于如下认识，即：用于在地下矿井中控制剪切机的方法由于自动控制方法的不可用和不完整而需要相当大量的操作者协助。由于地下矿井是使操作者承受例如甲烷气体爆炸等多种风险的艰苦且危险的环境，因而需要减少所需的地下操作者协助。因此，公开了一种减少所需的操作者协助的用于控制剪切机的方法。所述方法便于生成用于控制剪切机的切割辊筒的切割曲线。具体而言，在沿着长壁面的剪切机的一个行进方向上设定初始切割曲线之后，示例性的公开方法生成又一切割曲线用于剪切机沿着长壁面的反向行进。所生成的切割曲线合并多个测量到的输入参数以便于补偿变化的底部地面构造。图1中示出示例性的地下矿井1。为了沿着长壁面2掘取物质，地下矿井1包括具有主驱动件6和协助驱动件8的面运输机4以及由面运输机4承载的剪切机10。具体而言，剪切机10经由附连于面向长壁面2的面运输机4的剪切机引导轨道19引导。面运输机4沿着长壁面2延伸并且包括多个面运输机部段5。相邻的面运输机部段5彼此连接，以便例如抵抗在施加拉伸力时的分离并且以便限制相对角向运动。面运输机部段5在两个工位之间布置成一排，这些工位分别容纳链轮并且使用链轮来重新定向面运输机4的无限运输，以输送掉落到运输机4上的掘取物质。在操作中，剪切机10以往复方式沿着长壁面2切割以掘取物质3(例如煤)。为了切割物质，剪切机10包括均装备有多个切割工具的第一切割辊筒12和第二切割辊筒14。由剪切机10开采出的物质掉落到面运输机4上，面运输机4将所掘取的石块和矿物输送至主巷道20(也称为平硐(drift))。在那里，所掘取的矿块传送至穿越式运输机或巷道运输机22。所输送的矿块可被碾压并且进一步经由例如带式运输机输送。剪切机10进一步配备有测斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制剪切机(10)的方法，所述剪切机配置为沿着地下矿井(1)中长壁面(2)在第一行进方向(E)和与所述第一行进方向(E)相反的第二行进方向(F)上行进，以便利用第一切割辊筒(12)和第二切割辊筒(14)掘取物质，所述方法包括：设定第一切割曲线(50)，所述第一切割曲线(50)包括待由所述第一切割辊筒(12)在所述第一行进方向(E)上逼近的多个期望位置(Di)；朝向所述长壁面(2)推进所述剪切机(10)；确定沿着所述长壁面(2)的多个实际推进矢量(vi)，每个实际推进矢量(vi)指示由推进所述剪切机(10)导致的所述剪切机(10)的位置的变化；确定由推进所述剪切机(10)导致的沿着所述长壁面(2)的多个剪切机方位(Oi)；以及生成第二切割曲线(51)，所述第二切割曲线(51)包括基于设定的所述第一切割曲线(50)、所述多个实际推进矢量(vi)以及所述多个剪切机方位(Oi)，待由所述第一切割辊筒(12)和所述第二切割辊筒(14)中的至少一者在所述剪切机(10)的所述第二行进方向(F)上逼近的多个期望位置(Ri)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.13 EP 13167547.21.一种用于控制剪切机(10)的方法，所述剪切机配置为沿着地下
矿井(1)中长壁面(2)在第一行进方向(E)和与所述第一行进方向(E)
相反的第二行进方向(F)上行进，以便利用第一切割辊筒(12)和第二
切割辊筒(14)掘取物质，所述方法包括：
设定第一切割曲线(50)，所述第一切割曲线(50)包括待由所述第
一切割辊筒(12)在所述第一行进方向(E)上逼近的多个期望位置(Di)；
朝向所述长壁面(2)推进所述剪切机(10)；
确定沿着所述长壁面(2)的多个实际推进矢量(vi)，每个实际推进
矢量(vi)指示由推进所述剪切机(10)导致的所述剪切机(10)的位置
的变化；
确定由推进所述剪切机(10)导致的沿着所述长壁面(2)的多个剪
切机方位(Oi)；以及
生成第二切割曲线(51)，所述第二切割曲线(51)包括基于设定的
所述第一切割曲线(50)、所述多个实际推进矢量(vi)以及所述多个剪切
机方位(Oi)，待由所述第一切割辊筒(12)和所述第二切割辊筒(14)中
的至少一者在所述剪切机(10)的所述第二行进方向(F)上逼近的多个
期望位置(Ri)。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在沿着所述长壁面(2)
在所述第二行进方向(F)上移动所述剪切机(10)的同时，基于生成的
所述第二切割曲线(51)控制所述第一切割辊筒(12)和所述第二切割辊
筒(14)中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一切割曲线(50)
还包括待由所述第二切割辊筒(14)在所述第一行进方向(E)上逼近的
多个期望位置(Di)。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中在所述第二行进方向(F)

\t上控制所述第一切割辊筒(12)和/或所述第二切割辊筒(14)中的至少一
者包括：
从所述第二切割曲线(51)的所述期望辊筒位置(Ri)处测量实际辊
筒位置偏差(Gi)；以及
基于测得的所述实际辊筒位置偏差(Gi)调节所述剪切机(10)在所
述第二行进方向(F)上的实际剪切机行进速度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于惯性测量装置
(18)的测量来确定所述多个实际推进矢量(vi)和/或所述多个剪切机方
位(Oi)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个实际推进
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·威斯特法伦，E·基尔克霍普，S·赛基亚，H·拉恩加奥卡，
申请(专利权)人：卡特彼勒环球矿业欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE