改进的开采机和控制方法技术

改进的开采机和控制方法。一种用于控制开采机的系统，该系统包括坐标位置确定装置、至少一个坐标基准点以及处理器。该处理器被连接以接收与以下项相关的数据：由该位置确定装置确定的绝对坐标位置以及至少一个基准点。参照该至少一个基准点来校正与所确定的绝对坐标位置相关的数据。该处理器被连接以基于校正后的绝对坐标位置产生用于启动开采机致动器、轨道致动器和/或回采装置致动器的进一步信号，该处理器通过多个致动器中的至少一个致动器来操作使得回采装置将截割或尝试截割到预期截割曲线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开采机(mining machine)和可以控制开采机跨含有待开采产品的矿层移动的方法。
技术介绍
在煤的开采中，已经开发称为长壁开采的处理。在这些处理中，其它部件当中，可移动轨道被放置为跨越煤矿层。开采机设置有至少一个挖矿头(shearing head)，并且开采机被移动以从矿层的一侧到另一侧沿着轨道横切，并且向上向下操纵挖矿头，以从矿层的面挖煤。贯穿每次通过，在开采机的路径后面朝矿层向前移动轨道。然后，为了重复挖矿过程，使得开采机沿相反方向在矿层上横切。在该返回横切期间，若需要，则还可以向上向下操纵挖矿头，以从矿层进一步移除煤。重复该过程，直到完成所计划的回采盘区中的所有煤为止。由此，通过在各次通过之后使轨道朝矿层向前前进适当距离，可以随着各次通过以近似相等的截割深度渐进地移动到矿层中。在实践中，由于使轨道移动的机动顶部支撑件前进系统的滑移而随着各次随后通过而逐渐产生不准确性，这导致截割深度在矿层面上变化。这反过来导致产品产量降低以及对轨道和机动顶部支撑件前进系统的不必要的机械负荷和应力。这种误差在很大程度上可归于机动顶部支撑件前进系统使轨道在各次通过时向前移动设置的增加量。由此，由于机动顶部支撑件前进系统的滑移，在机器的多次通过之后积累不准确性。期望的是，希望轨道沿直线延伸，但是由于滑移，轨道被渐进地移动成导致轨道最后具有曲线或蛇形路径。这反过来在尝试使轨道复位以校正这些所积累的不准确性时导致停工时间。US6857705通过使用2D坐标确定定位装置来随着开采机在煤矿层的面上横切移动而在多个位置处确定开采机的绝对位置来解决该问题。虽然该方法解决了由于机动顶部支撑件前进系统的滑移而产生的积累不准确性的问题，但在随着开采机在煤矿层上横切移动而控制开采机的对齐方面仍然存在进一步改进的余地。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于贯穿挖矿循环控制开采机的系统，该系统包括：A.开采机，该开采机包括：(i)挖矿头，该挖矿头安装在可移动车架上，所述挖矿头用于随着所述可移动车架在穿过矿层从一侧到另一侧延伸的轨道上跨所述矿层的开采面从一侧到另一侧横切移动而从矿层开采产品；(ii)轨道致动器，该轨道致动器用于使轨道朝所述矿层移动；(iii)挖矿机机头(shearer head)致动器，该挖矿机机头致动器用于使挖矿机机头朝矿层边界移动；(iv)至少2D坐标位置确定装置，该至少2D坐标位置确定装置用于在沿着轨道的多个位置中的每个位置处确定开采机和/或轨道的空间中的绝对坐标位置，所述位置确定装置从位置确定装置提供当前绝对坐标位置输出数据信号；(v)处理器，该处理器被连接以接收输出数据信号并产生进一步信号，该进一步信号用于：a.启动所述轨道致动器，以从而基于所确定的开采机或轨道的该部分与期望坐标位置不同的当前绝对坐标位置，朝所述矿层将所述轨道移位或尝试移位一段距离，以取得预期截割曲线的坐标位置；和/或b.启动所述挖矿机机头致动器，以基于所确定的开采机或轨道装置与期望坐标位置不同的当前绝对坐标位置朝所述矿层边界将所述挖矿机机头移位或尝试移位一段距离，以取得预期截割曲线的坐标位置。所述处理器在沿着轨道的长度的不同位置处通过致动器中的至少一个致动器来操作，所以所述挖矿头将截割或尝试截割到预期截割曲线。B.至少一个坐标基准点，该至少一个坐标基准点各提供至少2D坐标位置，各基准点设置在主采区顺槽(gateroad)和/或尾采区顺槽处；其中，处理器被连接以接收与至少一个坐标基准点相关的数据。开采机或轨道致动器优选地朝所述矿层在大致水平面内将所述开采机或轨道移位或尝试移位一段距离。回采装置(例如，挖矿机机头)致动器优选地在大致竖直平面内将所述回采装置(例如，挖矿机机头)移位或尝试移位一段距离。本专利技术使得开采机和回采装置能够被更准确地定位并关于它相对于待开采矿层的位置具有更大的确定性。基准点中的至少一个优选地为绝对坐标基准点(或主基准点)。本专利技术的系统能够减少位置确定装置中逐步形成的误差的积累，并使得能够通过提供更准确的预期截割曲线来建立更准确测量得的截割曲线。此外，可以在矿层模型中更好地对齐预期截割曲线，使得开采机可以基于回采装置(例如，挖矿机机头)对煤矿层以及周围环境的特征而言处于哪里的更好理解来优化操作设置。为了提高预期截割曲线的准确性，可以校正位置确定装置的输入或输出。在一个实施方式中，来自所述位置确定装置的绝对坐标位置输出信号参照一个或更多个主基准点来校正。在另选实施方式中，所述确定装置的绝对坐标位置参照至少一个绝对坐标主基准点来校正。至少2D坐标位置确定装置可以位于允许确定开采机、可移动车架和/或轨道位置的任意适当的位置中。至少2D坐标位置确定装置优选地由开采机、可移动车架和/或轨道来承载。至少2D坐标位置确定装置优选地为3D坐标位置确定装置。优选的是，使用至少一个绝对坐标主基准点来对照一个或更多个基准点校正预期截割曲线。基准点优选地为优选地沿着主采区顺槽和/或尾采区顺槽延伸的多个当前绝对坐标位置。至少一个回采装置/挖矿头优选地包括旋转截割装置。开采机开采机可以包括长壁采矿机(miner)(包括所关联的轨道、顶部支撑件、驱动器、输送机、分段装载机以及破碎机)、连续采矿机、掘进机、梭车、柔性输送机列车(flexible conveyor train)、刨矿机或具有从矿层移除材料的回采装置的任意其他机器设备。预期截割曲线预期截割曲线包括可以分别以(x,y)和(x,z)平面内的3D笛卡尔坐标表示的水平平面和竖直平面。优选的是，水平平面内的预期截割曲线为直线，这使得能够实现采煤增加(例如，对于长壁开采，可移动车架沿主采区顺槽与尾采区顺槽之间的直线行进)。然而，将理解，在一些实施方式中，根据矿层构造而优选非线性预期截割曲线。因为开采机或轨道致动器可能无法在单个循环内将实际曲线有效地校正为直线曲线，所以预期截割曲线可以为实际截割曲线与直线之间的中间物。在竖直平面内，预期截割曲线可以是直的，或者可以跟随煤矿层的顶部和/或底部边界。标识矿层边界的传感器输出优选地输入到矿层模型中，以使得处理器能够产生用于挖矿头致动器在所标识的矿层边界内控制挖矿头的信号。这确保在回采装置(例如，挖矿头)不越过目标煤矿层外部的情况下提高采煤效率。预期截割曲线还可以参照由连续采矿机和掘进机进行的巷道开拓来使用。内插和外推优选的是，至少一个基准点用于在目标矿层的一端或两端处(即，在目标矿层的主采区顺槽端或尾采区顺槽端处)校正预期截割曲线。预期截割曲线的中间位置优选地借助内插或外推来确定。更优选的是，使用一个或更多个绝对坐标主基准点来在目标矿层的各端处直接校正预期截割曲线，并且借助外推来间接校正预期截割曲线的中间位置。可以使用线性内插或外推，或者可以如本领域技术人员所知的采用较复杂的分析技术。辅基准点系统优选地包括一个或更多个辅基准点。辅基准点为通过参照主基准点而产生的基准点。辅基准点可以包括由开采机、轨道或顶部支撑件系统上的一个或更多个传感器检测的截割矿层面的标识特征。例如，与位置确定装置组合的红外检测器提供到处理器中的输入，以产生形成矿层模型的一部分的特征热图像。然后，借助拖曳挖矿机机头产生的热图像符合下一截割循环中借本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制开采机的系统，该系统包括：(i)至少2D坐标位置确定装置，该至少2D坐标位置确定装置用于确定在以下项的空间中的绝对坐标位置：所述开采机；和/或轨道，所述开采机的回采装置沿着该轨道从一侧到另一侧横切穿过矿层的开采面，所述绝对坐标位置沿着矿层的开采面在所述开采机和/或所述轨道的多个位置中的每个位置处确定；(ii)至少一个坐标基准点，该至少一个坐标基准点各提供至少2D坐标位置，其中，各基准点设置在主采区顺槽和/或尾采区顺槽处；以及(iii)处理器，该处理器被连接以接收与以下项相关的数据：所确定的所述开采机和/或所述轨道的绝对坐标位置；以及所述至少一个坐标基准点，其中，参照所述至少一个坐标基准点来校正与所确定的所述开采机和/或所述轨道的所述绝对坐标位置相关的数据，并且其中，所述处理器被连接以产生进一步信号，该进一步信号用于：a.启动开采机或轨道致动器以使所述开采机或轨道朝所述矿层移动，从而基于所述开采机或所述轨道的校正后的所述绝对坐标位置朝所述矿层将所述开采机或轨道移位或尝试移位一段距离，以取得预期截割曲线的坐标位置；和/或b.启动回采装置致动器以使所述回采装置朝矿层边界移动，以基于所述开采机或所述轨道的校正后的所述绝对坐标位置朝所述矿层边界将所述回采装置移位或尝试移位一段距离，以取得预期截割曲线的坐标位置，所述处理器通过所述致动器中的至少一个致动器来操作，因而所述回采装置将截割或尝试截割到所述预期截割曲线。...

【技术特征摘要】
2015.05.28 AU 20159019791.一种用于控制开采机的系统，该系统包括：(i)至少2D坐标位置确定装置，该至少2D坐标位置确定装置用于确定在以下项的空间中的绝对坐标位置：所述开采机；和/或轨道，所述开采机的回采装置沿着该轨道从一侧到另一侧横切穿过矿层的开采面，所述绝对坐标位置沿着矿层的开采面在所述开采机和/或所述轨道的多个位置中的每个位置处确定；(ii)至少一个坐标基准点，该至少一个坐标基准点各提供至少2D坐标位置，其中，各基准点设置在主采区顺槽和/或尾采区顺槽处；以及(iii)处理器，该处理器被连接以接收与以下项相关的数据：所确定的所述开采机和/或所述轨道的绝对坐标位置；以及所述至少一个坐标基准点，其中，参照所述至少一个坐标基准点来校正与所确定的所述开采机和/或所述轨道的所述绝对坐标位置相关的数据，并且其中，所述处理器被连接以产生进一步信号，该进一步信号用于：a.启动开采机或轨道致动器以使所述开采机或轨道朝所述矿层移动，从而基于所述开采机或所述轨道的校正后的所述绝对坐标位置朝所述矿层将所述开采机或轨道移位或尝试移位一段距离，以取得预期截割曲线的坐标位置；和/或b.启动回采装置致动器以使所述回采装置朝矿层边界移动，以基于所述开采机或所述轨道的校正后的所述绝对坐标位置朝所述矿层边界将所述回采装置移位或尝试移位一段距离，以取得预期截割曲线的坐标位置，所述处理器通过所述致动器中的至少一个致动器来操作，因而所述回采装置将截割或尝试截割到所述预期截割曲线。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个基准点包括：一个或更多个主基准点和/或一个或更多个辅基准点。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述至少一个坐标基准点用于校正所述预期截割曲线。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个坐标基准点用于在所述矿层的一端或两端处直接校正所述预期截割曲线，并且借助内插或外推来间接校正所述预期截割曲线的中间位置。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所确定的所述开采机和/或所述轨道的所述绝对坐标位置参照至少两个坐标基准点来校正。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所确定的所述开采机和...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·查尔斯·里德，乔纳松·凯里·罗尔斯顿，查德·欧文·哈格雷夫，M·T·杜恩，P·B·里德，J·P·汤普逊，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU