DE3126831A1

DE3126831A1 - Strebausbau-stellungsanzeiger

Info

Publication number: DE3126831A1
Application number: DE19813126831
Authority: DE
Inventors: Klaus 4650 Gelsenkirchen Detering; Fritz Dr.-Ing. 4320 Hattingen Schuermann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1983-01-27
Also published as: FR2509367B1; FR2509367A1; DE3126831C2

Description

Strebausbau-Stellungsanzeiger

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Geradhaltung der Schreitausbaufront in Abbaubetrieben des Steinkohlenbergbaus . Weiter betrifft die Erfindung einen Strebausbau-Stellungsanzeiger zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Ermittlung des Abbaufortschrittes ist es bekannt, den Abstand des Strebes von einem festen Punkt aus durch Messung der Länge eines ablaufenden Seiles zu ermitteln. Dabei wird entweder die Drehzahl einer Meßrolle mechanisch oder durch Impulszählung und Fernübertragung elektrisch registriert. Durch die Anordnung mehrerer solcher Meßgeräte über einen Langfrontstreb verteilt, soll die Geradhaltung eines Langfrontstrebes überwacht werden.

Für die Wirtschaftlichkeit der gesamten Strebausrüstung und damit der Kohlengewinnung ist die Geradhaltung des Strebes von großer Bedeutung. Nur bei exakter Geradhaltung des Strebes kann je Schnitt der Gewinngungsmaschine auch deren volle Schnitttiefe erreicht werden. Außerdem ist der Verschleiß am Strebfördermittel bei entsprechender Geradhaltung gering und die Führung des Schreitausbaus wesentlich erleichtert. Bei den bekannten Geräten zur Ermittlung des Abbaufortschritts ist nachteilig, daß nur kurzzeitig eine Überwachung der Geradhaltung des Strebes möglich ist, weil insbesondere durch die wellige Lagerung der Kohlenflöze bei den einzelnen über die Streblänge angeordneten Meßgeräten unterschiedliche Messungen auftreten.

Ursache ist die Tatsache, daß die ausgezogenen Seillängen der einzelnen Meßgeber trotz geraden Strebs und paralleler Endstellung in Bezug auf die Ausgangsstellung nicht die gleiche Länge aufweisen. Damit entfällt die Möglichkeit, mit Hilfe solcher Abbaufortschrittsmeßgeräte eine Strebfront gerade zu halten.

In Erkenntnis der Tatsache, daß die Stellung des Strebs nicht in einer Ebene gesehen werden kann, weil es sich um ein räumliches Problem mit mehreren Dimensionen handelt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur mehrdimensionalen Überwachung der Strebstellung und einen zur Durchführung geeigneten Strebausbau-Stellungsanzeiger zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Länge eines von einer im Schreitausbau angeordneten Seilrolle versatzseitig ablaufenden Meßseiles mit Hilfe von zwei mechanisch miteinander verbundenen Potentiometern und die Neigung in Streb- und Abbaurichtung seriell nacheinander oder gleichzeitig abgefragt werden.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, die für die genaue Geradhaltung eines Strebes erforderlichen Meßdaten kontinuierlich zu ermitteln, die dann zur grundrißlichen Darstellung der Front des Strebausbaus verwendet werden. Werden die Endpunkte der Strebfront zusätzlich richtungsmäßig festgelegt, so besteht die Möglichkeit, die Strebfront in allen drei Dimensionen exakt festzustellen und so zum Beispiel das Grubenbild nachzutragen.

Zur Durchführung des Verfahrens ist ein Strebausbau-Stellungsanzeiger vorgesehen, der erfindungsgemäß ein Längendoppelmeßgerät und einen Doppelpendelgeber als Neigungsmesser aufweist, die im Schreitausbau angeordnet und elektrisch an eine Datenverarbeitungsanlage angekoppelt sind. Über das Längendoppelmeßgerät werden die Längen und über den Doppelpendelgeber die Neigung in Strebrichtung und in Abbaurichtung gemessen, die dann über die Datenverarbeitungsanlage seriell oder auch gleichzeitig abgefragt und ausgewertet werden.

Zur Ermittlung der Längenmeßwerte wird vorteilhaft ein Meßseil eingesetzt, das - wie bekannt - auf einer Seilrolle aufgewickelt und mit einem im Bruchfeld liegenden Fixpunkt befestigt ist. Zur Messung ist dieses zwischen der in den Schreitausbau integrierten Seilrolle und dem im Bruchfeld liegenden Fixpunkt gespannte Meßseil um eine kalibrierte, ein Doppelpotentiometer beeinflussende Meßrolle geführt. Das mit einer vollen Windung um die kalibrierte Meßrolle herumgeführte Meßseil beeinflußt das Doppelpotentiometer und damit die Initiierung und Weitergabe entsprechender Meßsignale an die Datenverarbeitungsanlage .

Eine einwandfreie Führung des Meßseiles während des Meßvorganges ist gewährleistet, indem der Seilrolle eine Rutschkupplung zugeordnet und das Meßseil zwischen Seilrolle und Meßrolle durch mehrere Führungs- und Klemmrollen geführt ist. Dadurch ist vor allem sichergestellt, daß das Meßseil auch während des Rückvorganges des Schreitausbaus nicht von der Meßrolle abgleiten kann.

Die Identifizierung der Längenangabe mit hoher Genauigkeit auch bei längerem Ausfall der Meßreinrichtung, beispielsweise durch Stromausfall, ist gegeben, da erfindungsgemäß die Meßrolle über ein Zahnradgetriebe zum überfahrbar ausgebildeten Potentiometer untersetzt und das Potentiometer seinerseits über ein Untersetzungsgetriebe mit einem weiteren, zehn Kontaktflächen von je

36 aufweisenden Potentiometer verbunden ist. Dabei ist eine besonders günstige Übertragung der Meßdaten möglich, wenn die Meßrolle einen kalibrierten Umfang von 20 cm aufweist, die Untersetzung des Zahnradgetriebes 5 t 1 und des Untersetzungsgetriebes 10 : 1 beträgt.

Um jedwede Meßfehler bzw. Nichtmessungen zu vermeiden, ist die Meßrolle zusätzlich mit einem mechanischen Drehzahlmesser verbunden.

Die notwendigen weiteren Angaben werden erfindungsgemäß über einen Doppelpendelgeber ermittelt und weitergegeben, wobei zweckmäßigerweise zwei Ölgedämpfte Präzisionspotentiometer als Doppelpendelgeber dienen.

Der Aufbau des Strebausbau-Stellungsanzeigers wird erfindungsgemäß dadurch einfach gehalten, daß die Potentiometer gleiche elektrische Widerstandsbereiche aufweisen und an eine Elektronik gekoppelt sind, die dann ihrerseits mit der Datenverarbeitungsanlage in Verbindung stehen.

In weiterer Optimierung des Gerätes ist dieses so ausgerüstet, daß damit auch eine volle Gewinnungstiefe der Gewinnungsmaschinen gewährleistet werden kann. Hierzu weisen einzelne Rückzylinder einen Meßgeber zur Ermittlung der jeweiligen Kolbenstellung auf, der über einen zusätzlichen Kanal mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden und dem ein von der Datenverarbeitungsanlage steuerbares elektrohydraulisches Ventil zugeordnet ist. Hierüber ist es möglich, jeweils die Stellung des Andruckzylinders zu überwachen und bei Nichterreichen der jeweiligen Endstellung über das elektrohydraulische Ventil eine Korrektur vorzunehmen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch einen hohen technischen Fortschritt aus, der darin zu sehen ist, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Strebausbau-Stellungsanzeigers eine Geradstellung des Strebes sowohl bei welligem wie nichtwelligem Liegenden zu gewährleisten ist. Dabei wird gleichzeitig eine Lösung vorgegeben, wie bei Geradhaltung des Strebausbaus auch eine jeweils volle Gewinnungstiefe der Gewinnungsmaschine, beipielsweise eines Doppelwalzenschrämladers, über die gesamte Streblänge erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Schemazeichnung des Strebausbau-Stellunganzeigers und

Figur 2 eine Seitenansicht eine derartigen Stellunganzeigers.

Die Seilrolle 1 ist in den Schreitausbau integriert und hat einen Seilvorrat von bis zu 1000 Metern. Die Seilrolle ist auf dem Lagerbock 2 gelagert und über die Halterung 3 mit dem Ausbau verbunden. Mit 4 ist der Mitnehmer und mit 5 die Rutschkupplung, die auf der Achse der Seilrolle befestigt sind, bezeichnet.

Das auf der Seilrolle laufgewickelte Meßseil 8 wird durch Federspannung stramm gehalten und über die Führungs- und Klemmrollen 9, 9' so geführt, daß es auch während des Rückvorganges nicht von der Meßrolle 10 abgleiten kann. Es ist mit einer vollen Windung um die kalibrierte Meßrolle 10 herumgeführt und verläßt das Meßgerät in das Bruchfeld des Strebes hinein und ist dort an einem Fixpunkt befestigt.

Die kalibrierte Meßrolle 10 wird über ein Zahnradgetriebe 13 mit einem Potentiometer 11 verbunden, dessen Anfangs- und Endpunkte überfahrbar sind. Mit diesem Potentiometer 11 wird ein weiteres überfahrbares Potentiometer 12 über das Untersetzungsgetriebe 14 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe übersetzt die Drehzahl des ersten Potentiometers 11 auf ein Zehntel in das Langsame. Das Potentiometer 12 hat 10 Kontaktflächen von je 36 . Durch die Verwendung von zwei Potentiometern 11, 12 für die Messung nur eines Weges ist eine Identifizierung der Längenangabe mit hoher Genauigkeit auch bei längerem Ausfall der Meßeinrichtung möglich.

Hat die Meßrolle 10 einen kalibrierten Umfang von 20 cm und wird sie zum Potentiometer 11 durch ein Zahnradgetriebe von 5 : 1 untersetzt, so dreht sich das Potentiometer 11 bei genau

I m Länge um 360 , das heißt, es macht eine volle Umdrehung. Das damit über eine Untersetzung von 10 : 1 verbundene Potentiometer 12 geht nach einer vollen Umdrehung des Potentiometers

II 36 weiter, von der Stellung 0 in die Stellung -1. Bei weiterem Vorrücken des Schreitausbaus kann also von dem Potentiometer 12 die Meterzahl von 0-9 und vom Potentiometer 11 die Zentimeterzahl von 0-99 angegeben werden. Damit ist auch bei längerem Strom- oder Geräteausfall die richtige Zuordnung der Meßwerte gewährleistet. Für alle Fälle ist mit der Meßrolle 10 auch noch ein mechanischer Drehzahlmesser 19 verbunden, der im Zweifelsfall vom Bedienungspersonal abgelesen werden kann.

Die Höhen liefert ein x-y-Doppelpendelgeber 16, der mit dem Chassis des Strebausbau-Stellungsanzeigers verbunden ist. Er ist durch Justierschrauben in x- und y-Richtung einstellbar. Die einzelnen Pendelgeber bestehen aus Potentiometern 17, 18, die durch Ölfüllung einerseits gedämpft und andererseits gegen Korrosion geschützt sind.

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Sowohl die Potentiometer 11, 12 wie 17, 18 haben gleiche elektrische Widerstandsbereiche, so daß für alle vier Meßgeber die 'jeweilige Elektronik 15 gleich ist.

Die Stromversorgung mehrerer Strebausbau-Stellunganzeiger erfolgt aus einer Vielstellenmeßanlage mit einer Spannung von 8 bis 16 V und einem Strom von 8-12 mA. Die Elektronik 15 reduziert die Spannung auf 8 V und erzeugt ein der Potentiometerstellung proportionales Spannungssignal von 1 - 3 V, das von einem Tonfrequenzgenerator und weiteren Bauteilen auf ein Frequenzsignal von 5 - 15 Hz proportional dem Meßwert umgeformt wird. Dieses Signal wird über das TF-Netz nach Übertage gesendet und dort zweckmäßig sofort in eine Datenverarbeitungsanlage eingegeben.

Die Datenverarbeitungsanlage kann aus dem Längenwert und dem Neigungswinkel in beiden Richtungen den auf eine grundrißliche Darstellung bezogenen Abbaufortschritt schnell errechnen. Die vier Meßgeber werden nacheinander abgefragt, was das Messen erheblich verbilligt.

Werden in einem Langfrontstreb mehrere dieser Strebausbau-Stellungsanzeiger in gleichmäßigen Abständen angeordnet, so kann die Stellung der einzelnen Strebabschnitte zueinander und daher die Form der Strebfront zutreffend angegeben werden. So ist nur die Strebfront gerade, die auch in grundrißlicher Darstellung gerade ist.

Damit ist das Problem der Geradhaltung der Strebfront durch Hinzunahme der "Höhen" grundsätzlich gewährleistet.

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Die volle Gewinnungstiefe eines Doppelwalzenschrämladers in ganzer Stellung kann voll genutzt werden, wenn der Strebausbau im Grundriß in gerader Stellung steht und die Rückzylinder vor Durchgang des Gewinnungsmittels in ihrer Grundstellung und nach Durchgang in ihrer Endstellung stehen. Letzteres wird erreicht, indem die Stellung der Zylinder unmittelbar auf der Basis der gemessenen Werte und des Betriebsablaufes gesteuert wird. Dazu sind die Verwendung der Vielstellenmeßanlage einerseits und die Verwendung eines weiteren Kanals andererseits Voraussetzung. Jeder Meßgeber zur Messung der Stellung des Förderers zum Schildausbau erhält zusätzlich ein elektrohydraulisches Ventil. Es wird über das gleiche Kabel gesteuert, und zwar durch ein Frequenzsignal in einem zusätzlichen TF-Kanal. Stellt die Datenverarbeitungsanlage fest, daß der Andruckzylinder seine Endstellung hinter der Maschine nicht erreicht hat, dann hält er die automatische Abfrage an dieser Stelle an und gibt dem elektrohydraulischen Ventil den Auftrag, zu öffnen, und den Förderer weiter zu rücken, bis der Meßgeber die Endstellung meldet.

Die Kombination der beiden als Neigungsmesser dienenden Potentiometer 17, 18 und der beiden als Längenmeßgeräte dienenden Potentiometer 11, 12, die zusammen den Strebausbau-Stellungsanzeiger bilden, gibt die Möglichkeit zur grundrißlichen Darstellung der Front des Strebausbaus. Werden die Endpunkte der Strebfront zusätzlich richtungsmäßig festgelegt, so kann die Strebfront in allen drei Dimensionen exakt festgestellt und so z.B. das Grubenbild nachgetragen werden. Für die Gewinnungstechnik im Streb tritt dann der volle Vorteil einer geraden Strebfront ein, wenn auch der Abstand Schildausbau - Förderer, d.h. die Stellung der Rückzylinder in Form einer Längenmessung überwacht wird.

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1 Seilrolle

2 Lagerbock

3 Halterung

4 Mitnehmer

5 Rutschkupplung

8 Meßseil

9 Führungs- u. Klemmrolle

10 Meßrolle

11 Potentiometer I

12 Potentiometer II

13 Zahnradgetriebe

14 Untersetzungsgetriebe

15 Elektronik

16 Dpppelpendelgeber

17 Potentiometer

18 Potentiometer

19 Drehzahlmesser

-IS-

Leerseite

Claims

f) M A » A BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG 4300 Essen 13 (Kray) Franz-Fischer-Weg 41 Telefon (0201) 105-1 A 8/23/81 Ha/ds Strebausbau-Stellungsanzeiger Patentansprüche

1. Verfahren zur Kontrolle der Geradhaltung der Schreitausbaufront in Abbaubetrieben des Steinkohlenbergbaus, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines von einer im Schreitausbau angeordneten Seilrolle versatzseitig ablaufenden Meßseiles mit Hilfe von zwei mechanisch miteinander verbundenen Potentiometern und die Neigung in Streb- und Abbaurichtung seriell nacheinander oder gleichzeitig abgefragt werden.

2. Strebausbau-Stellunganzeiger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Längendoppelmeßgerät (11, 12) und ein Doppelpendelgeber (16) als Neigungsmesser im Schreitausbau angeordnet und elektrisch an eine Datenverarbeitungsanlage gekoppelt sind.

3. Stellunganzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der in den Schreitausbau integrierten Seilrolle (1) und dem im Bruchfeld liegenden Fixpunkt gespanntes Meßseil (8) um eine kalibrierte, ein Doppelpotentiometer (11, 12) beeinflussende Meßrolle (10) geführt ist.

4. Stellunganzeiger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilrolle (1) eine Rutschkupplung (5) zugeordnet und das Meßseil (8) zwischen Seilrolle und Meßrolle (10) durch mehrere Pührungs- und Klemmrollen (9, 9') geführt ist.

5. Stellunganzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (10) über ein Zahnradgetriebe (13) zum überfahrbar ausgebildeten Potentiometer (11) untersetzt und das Potentiometer seinerseits über ein Untersetzungsgetriebe (14) mit einem weiteren, zehn Kontaktflächen von je 36 aufweisenden Potentiometer (12) verbunden ist.

6. Stellunganzeiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (10) einen kalibrierten Umfang von 20 cm aufweist, die Untersetzung des Zahnradgetriebes (13) 5 : 1 und des Untersetzungsgetriebes (14) 10 : 1 beträgt.

7. Stellunganzeiger nach Anspruch 2 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (10) zusätzlich mit einem mechnischen Drehzahlmesser (19) verbunden ist.

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8. Stellunganzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß zwei ölgedämpfte Präzisionspotentiometer (17, 18) als Doppelpendelgeber (16) dienen.

9. Stellunganzeiger nach Anspruch 2 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometer (11, 12; 17, 18) gleiche elektrische Widerstandsbereiche aufweisen und an eine Elektronik (15) gekoppelt sind.

10. Stellunganzeiger nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Rückzylinder einen Meßgeber zur Ermittlung der jeweiligen Kolbenstellung aufweisen, der über einen zusätzlichen Kanal mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden und dem ein von der Datenverarbeitungsanlage steuerbares elektrohydraulisches Ventil zugeordnet ist.