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EP2467577B1 - Verfahren zur herstellung einer streböffnung unter einsatz von automatisierungssystemen - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer streböffnung unter einsatz von automatisierungssystemen Download PDF

Info

Publication number
EP2467577B1
EP2467577B1 EP09777996.1A EP09777996A EP2467577B1 EP 2467577 B1 EP2467577 B1 EP 2467577B1 EP 09777996 A EP09777996 A EP 09777996A EP 2467577 B1 EP2467577 B1 EP 2467577B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
determined
disk
extraction
shearer loader
cutting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP09777996.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2467577A1 (de
EP2467577B8 (de
Inventor
Martin Junker
Armin Mozar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Original Assignee
RAG AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RAG AG filed Critical RAG AG
Publication of EP2467577A1 publication Critical patent/EP2467577A1/de
Publication of EP2467577B1 publication Critical patent/EP2467577B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2467577B8 publication Critical patent/EP2467577B8/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/08—Guiding the machine
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/24—Remote control specially adapted for machines for slitting or completely freeing the mineral
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/03—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor having protective means, e.g. shields, for preventing or impeding entry of loose material into the working space or support

Definitions

  • the invention relates to a method for an automatic production of a defined Strebö réelle in a longwall conveyor, a Walzenschrämlader as a mining machine and a hydraulic shield removal having longwall mining operations in underground coal mining.
  • the DE 20 2007 006 122 U1 relates to the detection of the boundary layer between the prone and the coal, in particular in the planing technique as extraction method.
  • an optical detection sensor for detecting the boundary layer is arranged in each case at intervals on the conveyor. Again, a method for producing a defined Strebö réelle can not be realized.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned, by means of which an automation of the extraction and expansion work with regard to the production of a defined Strebö réelle is possible due to the data to be obtained on the longwall equipment.
  • the invention provides in its basic idea a method for the cutting extraction with a roller cutter, in which by means of at least one attached to the hanging wall of the shield extension slope sensors determines the inclination of the hanging wall against the horizontal in the direction of degradation and / or in Verhiebscardi the Walzenschrämladers and from the so ascertained the slope of each Schildausbaugestells by means of a arranged on the Bodenkufe the Schildausbaugestells Wegmecker the depth of cut of the Walzenschrämladers is determined in each extraction journey, and which also mounted by means of the Walzenschrämlader Sensors, the cutting height of the Walzenschrämladers is detected, the setting of the cutting height of the Walzenschrämladers on the respective Hangendverlaufswinkel for Herstellun g the defined Strebötechnisch is aligned.
  • the invention has the advantage that initially due to the to be determined with a comparatively low effort Hangendverlaufswinkel at the shield support points a parameter for the longwall control in sufficient accuracy and reliability is available.
  • the other parameters used in the invention consist in detecting the cutting of the mining machine by determining their absolute average height on the one hand and the respective depth of cut on the other hand, which is derived from the detection of the path of the individual Schildausbaugestelle. Based on the data obtained so far, the hanging slope horizon can be used as a reference variable for the cutting work.
  • the control of the cutting operation can be further improved by using tilt sensors mounted on at least three of the four main components of each shield support such as bottom skid, breaker plate, support links and hanging end cap to determine the slope of the hanging end cap against the horizontal and from the measured data in a computing unit by comparison with it stored, the geometric orientation of the components and their movement during walking defining basic data determines the respective banking rights Schildford in the area between the Hangendkappe and Bodenkufe and it is determined taking into account the height of Hangendkappe and Bodenkufe the bank legal height of the shearbar loader cut free Strebraumes and in which, on the basis of the recorded data, the geometry of the cut-away prong space is determined at each shield trimming rack.
  • the height of the shield as a further parameter or reference variable, it is possible to calculate a geometry of the buttress space produced by the scraper drum loader which, over several consecutive recovery runs, also enables the creation of a model of the course of the seaming horizon in the direction of dismantling, which is compatible with the available depository data can be adjusted. With this data is much better possible, an automatic specify a driving profile of the roller cutter as well as over several consecutive mining trips away to driving cutting profile for the Walzenschrämlader and comply with in operation.
  • the cutting heights of the Hangendsammlung performing leading Hangendwalze and the Stanfordndrough running lagenden Hangendwalze determined based on the position of the Rollzentragarme detecting sensors and the passing of the Walzenschrämladers at each Schildausbaugestell the total height of cut in relation to the is set to the relevant shield frame computational determined Strebö réelle. This is a vote of the ride of the Walzenschrämladers by the longwall on the position of each shield extension of the shield construction used is possible.
  • the control method according to the invention is improved by determining the inclination of the conveyor and / or the scraper loader against the horizontal in the direction of travel of the shield extension by means of inclination sensors mounted on conveyors and / or drum skid steer loaders.
  • the arrangement of an inclination sensor on the roller cutter initially suffices.
  • the scraper loader running on and guided on the longwall conveyor makes a sense of unity with the longwall conveyor, to improve the accuracy of the control, it may also be convenient to detect the inclination of the longwall conveyor via a tilt sensor disposed thereon.
  • the arrangement of a tilt sensor only on the longwall conveyor for the purpose of the control from already sufficient.
  • the angle of inclination of conveyor and / or Walzenschrämlader set in relation to the determined at the bottom skid of the shield support frame and / or on the Hangendkappe tilt angle and the differential angle formed therefrom is included in the calculation of the staking opening which occurs during several successive recovery runs of the roller cutter.
  • This has the advantage that it is easier to control by opening fluffing troughs or seaming saddles because the historical course of the seam can be used for control, so that by timely control of the mining activity influence on position and cross section and thus the geometry of the Longwall can be taken in the seaming horizon.
  • the comparison of the desired shield height with the actual shield height can be superimposed by the occurrence of convergence, which reduces the cut-free end opening against the supporting effect of the shield construction used.
  • the convergence is compensated by adjusting the cutting height of the Walzenschrämladers, preferably by increasing the so-called undercut, in which the horizontal roll in cut in the prone horizon, as a rule, a cutting into the slope horizon is to be avoided.
  • the longwall opening is increased by the amount of convergence to be expected over the duration of the operational standstill.
  • these troughs and saddles can also be determined in the course of the seaming horizon on the basis of the data for the position of the shield building site and the extraction work of the drum chipper can be oriented thereon.
  • the approach of a saddle is detected by the detected change in inclination of the adjacent hanging wall end cap of the Schildausbaugestells.
  • the height change can be calculated in terms of a reduction in the height for each further stepping process of the relevant shield frame.
  • the inclination sensors arranged on the shield extension points also provide a measure of the inclination of the shield extension point transversely to the direction of dismantling, since saddles and depressions may also be pronounced in the direction of the grooving of the roller scraper during the course of the longwall.
  • one approach to automating the mining operation is to perform a manually controlled learn operation of the drum skid loader prior to commencing recovery, with manual alignment of the rollers at the hillside horizon and prone horizon.
  • the driven during the learning trip cutting profile is detected and stored in a computing unit, the roller cutter automatically nachner in the subsequent learning trip to the learning trip the stored cutting profile.
  • This has the disadvantage that when changes occurring in the seaming horizon, such as changing seam thickness or the occurrence of a wavy storage with saddles and troughs at least in some areas of the strut, the stored cutting profile is still processed by the Walzenschrämlader, which leads very quickly to undesirable operating conditions and a new manual learning trip is required.
  • Another disadvantage is that the cutting profile always starts from a constant depth of cut of the rolls and so far remain over the course of the course changing cutting depths for the subsequent determination of the extraction work disregarded.
  • the reclining roller produces the support surface for the longwall conveyor and the shield removal, deviations in the angular position, in particular the horizontal roller lead to a pivoting of the cutting plane of the roller cutter, this pivoting progressively amplified in successive mining trips, thus a diving effect of the longwall equipment at necessary undercuts of the roller and in order to adapt to changes in Hangendverlauf required upper sections of the roller a climbing effect of the longwall equipment is enhanced. Therefore, it is intended to make a correction for detected angular deviations.
  • Another approach to automation is that, based on the data from an infrared camera arranged on the roller cutter and oriented towards the coal shot, the position of the means of recovery embedded in the seam is determined and due to a known location of the machine By means of the hillside horizon during the extraction journey, the course of the hanging slope horizon in the direction of forcing is determined and the position of the leading hanging roll is then oriented in the subsequent recovery run of the roll cutter, and the position of the trailing lying roll is determined assuming a constant seam thickness.
  • the disadvantage of this technique is that the detection of the remedies by means of the infrared camera under very adverse environmental conditions, such as dust, heat, vibration, so that an accurate detection of Bergstoffb Sn in Flözhorizont is not always possible.
  • the cut of the rolls is controlled according to the specified distance to the hanging and lying.
  • deviations from the underlying seam thickness can lead to deviations of the cut of the lagging lying roll from the boundary layer course.
  • the set maximum thickness must be cut to grow no coal. Insofar as in geology the distances between the means of restraint used as a reference variable and the horizontal bands to the hanging and the horizontal fluctuate, system-related deviations of the cut are unavoidable because the distances of the means of restraint to the hanging and lying are assumed to be constant.
  • the advantage of this recovery as a reference variable for the cutting guide of the hanging roll in the control according to the invention is that the position of the hanging horizon is due to the data obtained from the position of the shield assembly units can be constantly checked so that mismanagement of the cutting work can be avoided.
  • the determined from the determined Hangendverlaufinking in the shield extension Hangendverlauf is matched with the predetermined by the Lernfahrt and / or due to the determination of the position of a rescue means cutting profile of the Walzenschrämladers and at computationally ascertained Hangendein steel the Walzenschrämladers a correction of the cutting guide Leading Hangendwalze is made to adapt to the course of the hanging wall, and further an adjustment of the cutting guide of the trailing lying roll to a correction of the cutting guide the leading hanging roll for making the defined Strebö réelle is made.
  • the proposal proposes, by means of a mounted on the machine body of the Walzenschrämladers between its rollers and directed to the collision radar sensor during the extraction journey to determine the course of the Hangendhorizontes in Verhiebscardi, so that the course of the Hangendhorizontes can be determined.
  • This measure is also used in the context of the control according to the invention, wherein it is provided that the determined by means of radar course of the Hangendhorizontes with the derived from the position of the shield extension and thus determined from Hangendverlaufwinkeln course of Hangendhorizontes and optionally made a correction of the cutting height of the Walzenschrämladers becomes.
  • the radar sensor additionally determines the course of the prone horizon in Verhiebscardi the Walzenschrämladers and determined the position of the trailing lying roller relative to the position of the prone horizon and optionally the roll position can be corrected.
  • the precision of the cutting work of the Walzenschrämladers can be improved overall.
  • This procedure is also to be transferred to that created by the juxtaposition of reproduced for several consecutive mining trips extraction channels in a three-dimensional space model for the course of Flözhorizontes in degradation direction and with a on the basis of for a sequence of several winning rides each in their Geometry calculated Streskyumen calculated Flözhorizontverlaufsmodell is adjusted.
  • a supplementary control measure that measured by means of at least one of the roller body of the Walzenschrämladers radar sensor, the distance between the upper edge of the roller body and the bottom of the underused hangover in the mining work of the shield support frame and as an actual value for the passage height the Walzenschrämladers is entered under the Schildausbaugestellen in a computer unit and compared there with a stored target value, which are generated at a detected deviation control commands for adjusting the cutting height of at least one of the two rolls of Walzenschrämladers.
  • the clearance height measured as the distance between the upper edge of the machine body and the underside of the wall end cap of the shield extension, is a direct measure for the longwall, as the Strebö réelle from the height of passage and occupied by the longwall equipment and thus invariable distances to the hanging wall on the one hand and to the foot or the free-lying horizon by the lying roller pruning horizon on the other hand composed.
  • the distance beyond the passage height to the hanging wall is determined by the dimensions of the hanging end cap, while the distance of the radar sensors to the horizontal horizon is determined by the height of the resting on the horizontal horizon Strebumbleers and the movable thereon machine body of Walzenschrämladers.
  • the value measured for the clearance height can be used directly as a synonym for the height of the longwall.
  • the control operations are thus faster to perform.
  • the setpoint value for the longwall opening predetermined in the computer unit is specified either by the storage site data, that is to say in particular by the seam thickness, or else by the minimum clearance height of the longwall equipment.
  • the target value can also be represented as a target value for the through hole depending on the design data of the longwall equipment.
  • the longitude determination carried out on the basis of the radar measurement can be supplemented by calculating the respective banking height of each shielding structure at the front end of the hanging endcap as a measure of the actual longwall opening from the data recorded at the shielding development sites and the thus determined actual values of the blade height calculation are fed to the computer unit processing the actual values from the clearance height measurement.
  • the corresponding Strebö Stammschal can provide information about a possible drop from the hanging wall, the occurrence of seaming, the "on-coal driving" of the Walzenschrämladers or a possible prone incision of the Walzenschrämladers.
  • the blade height detection provides anticipated prospect data, which can then be compared to the data measured by the roller shear loader as it passes through.
  • the accuracies of both procedures can be better estimated.
  • the two procedures form in this respect a supplement to each other, so that a redundancy in the review of the respective Strebö réelle is given.
  • a further advantage is that even if one of the two systems for determining the longwall opening fails, the recovery can be continued on the basis of the remaining measuring system.
  • the correction values for the cutting height of the rollers set in successive recovery runs are adjusted by the respective generated control commands and the sum value determined from the correction values is used as a measure of a convergence that has occurred in the future In this way, it is possible to draw conclusions about an intervening convergence. If there is a need for correction for the cutting height during a first extraction run, it can be checked for the following extraction run, whether the predetermined face opening is cut free after execution of the correction. If there is now a need for further correction, this can only be caused by a convergence that has occurred in the meantime.
  • longwall equipment comprises first a shield support frame 10 with a bottom skid 11 on which two punches 12 are attached in a parallel arrangement, of which in FIG. 1 only one stamp is recognizable and carry a hanging end cap 13 at its upper end. While the Hangendkappe 13 protrudes at its front (left) end in the direction of to be described Walzenschrämladers, at the rear (right) end of the Hangendkappe 13 a fracture shield 14 is articulated by means of a hinge 15, wherein the fracture shield of the two in the side view on the Bodenkufe 11 resting support arms 16 is supported.
  • three tilt sensors 17 are attached to the shield support 10, namely, a tilt sensor 17 on the bottom skid 11, a tilt sensor 17 in the rear of the hanging end cap 13 in the vicinity of the joint 15, and a tilt sensor 17 on the crash shield 14.
  • a tilt sensor may also be provided on the fourth movable component of the shield support frame 10, the support links 16, wherein in each case three tilt sensors must be installed of the four possible tilt sensors 17 in order to determine the position of the shield support frame with the inclination values determined therefrom to determine a working space.
  • the invention is not limited to the concrete in FIG. 1 illustrated arrangement of the inclination sensors limited, but includes all possible combinations of three inclination sensors to the four moving parts of the shield support frame.
  • Shielding frame illustrated is struck on a longwall conveyor 20, which also has a tilt sensor 21, so that in terms of the control of the longwall equipment in general also here data regarding the conveyor position can be obtained.
  • a drum skid loader 22 is guided with an upper roller 23 and a lower roller 24, wherein a tilt sensor 25 is disposed in the area of the roller skid loader 22, furthermore a sensor 26 for detecting the respective location of the roller skid loader 22 in the strut and reed rods 27 to measure the cutting height of the Walzenschrämladers 22.
  • the metrological equipment of the longwall equipment is supplemented by the arrangement of sensors 18 on the punches 12, by means of which the change in the altitude of the hanging wall 13 by determining the extension height of the punch 12 is possible. Furthermore, a Wegmesssystem 19 is integrated in the Bodenkufe 11, by means of which the respective Schreithub the shield support frame 10 in relation to the longwall conveyor 20 can be determined. Since the longwall conveyor 20 is advanced towards the coal thrust by means of cylinders supporting on the plate extension points 10, the horizontal stacking step executed by the plate extension frame 10 during retightening is to be equated to the depth of cut of the rollers of the roughing loader 22.
  • the arrangement of the inclination sensor 21 on the longwall conveyor 20 is not absolutely necessary as long as the inclination sensor 25 is set up on the drum skid loader 22.
  • the inclination sensor 21 may be additionally provided to improve the measurement accuracy.
  • FIG. 2 When operating the longwall equipment according to FIG. 1 usually results in an operating situation, as in FIG. 2 is shown by way of example.
  • a seaming horizon 32 projecting between a hanging wall 30 and a lying 31 is drawn in by the drum skid loader 22, wherein the cutting height 33 of the roller skid loader 22 advancing in the plowing direction 34 is adjusted so that a lying recess 35 is cut by the lower roller 24.
  • the front upper roller 23 is adjusted so that it can stand under the hanging wall 30 a narrow coal pack, which automatically dissolves in consequence of the cutting work from the hanging wall.
  • the set cutting height 33 in FIG. 2 entered. It can be seen that in this case the plate height 36 is set larger than the cutting height 33, so that a collision-free passage of the roller cutter loader 22 under the plate removal points 10 can be assumed.
  • FIGS. 3a and 3b To start from FIG. 2 to explain the possible different behavior of the longwall equipment at the mining operation, are in the FIGS. 3a and 3b the conditions that result when the roller cutter loader 22 against the shield support frame 10 has a climbing slope ( FIG. 3a ), which manifests itself in the formation of a differential angle 37 between the bottom skid 11 and the lower roller 24 of the roller skid loader 22. It will be appreciated that in such a case, the risk of collision between the roller cutter loader 22 and the pad removal points 10 increases and this risk can be accommodated by changing the cutting height. The same applies to the in FIG. 3b illustrated situation in which the Walzenschrämlader 22 has a dip slope.
  • a corresponding difference angle 37 is established which, on the basis of the positions of drum skid loaders 22 detected by the inclination sensors 17 and 25 and 21, respectively and Schildausbaugestell 10 can be determined, and each entering differential angle 37 are taken into account in the longwall control accordingly.
  • FIGS. 4a to 4c presented the conditions that represent when passing troughs or passes of saddles in the seam course.
  • FIG. 4b With FIG. 4a results in the approach of a trough ( FIG. 4b ) to a tilt position of longwall conveyor 20 and roll skid loader 22, which is detectable via the tilt sensors 21 and 25 arranged on this.
  • the inclination values recorded here can be compared with the inclination values recorded on the shield support frame 10, and this results in a differential angle that can be related to the respective contact surface of the walking support frame 10 and the longwall conveyor 20 with mining machine 22 on the horizontal 31.
  • FIG. 5 results, the Walzenschrämlader 22 with rollers 23 and 24 in the direction of travel (arrow 38) is moved, the rollers 23, 24 are driven respectively at the Hangendhorizont 30 and the prone horizon 31.
  • the lines 39 illustrate the cutting profile, which is stored for the further mining trips.
  • FIG. 7 yields a seaming 32 existing between the hanging wall 30 and the lying 31 by means of a Walzenschrämladers 22, which has the support arms 40 on a machine body 41 salaried cutting rollers 23 and 24.
  • the cutting roller 23 operates as cutting at Hangendhorizont 30 leading cutting roller, while working on the prone horizon 31 cutting cutting roller 24 operates as a trailing cutting roller.
  • the Hangend Scheme the Flözhorizontes 32 is supported by aligned perpendicular to the direction of travel 38 of the Walzenschrämladers 22 shield extension, of which in FIG. 7 only their Hangendkappen 13 can be seen.
  • the two radar sensors 42 are arranged on the machine body, which are flush with the surface of the machine body 41.
  • the radar sensors 42 send out vertically upwards towards the Hangendkappen 13 signals and take the reflected signals again, so that the distance between the Hangendkappen 11 and the machine body 14 can be determined in a simple manner, already early on during the recovery drive according to Roller Skid Loader 22.
  • the two radar sensors 42 are respectively disposed at the front and rear ends of the machine body 41 and flush with the surface of the machine body 41.
  • appropriate cleaning means may be provided in the form of mechanical wipers or high pressure water flushing devices.
  • thickness of Flözhorizontes 32 is less than the indicated by arrow 44 minimum clearance height of the longwall equipment, so that for producing or maintaining the minimum clearance height 20, the trailing cutting roller 24 each performs the lying incision 35.
  • the passage height designated by arrow 45 between Hangendkappe 13 and machine body 41 via the radar sensors 42 is determined during the extraction work, from which existing between the hanging walls 30 and 31 lying actual height of the longwall can be determined.
  • this actual height of the longwall is less than the minimum clearance height 44 of the longwall equipment, so that the trailing cutting roller 24 has to perform an additional horizontal incision for each recovery trip to gradually increase the total cut height of the longwall.
  • the actually cut height of the longwall is determined at each recovery drive of the Walzenschrämladers 22, at the same time a short-term, convergence-induced elevation of the lying 31 is taken into account, because in each case on the actually cut free height of the strut is turned off.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung in einen Strebförderer, einen Walzenschrämlader als Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schildausbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau.
  • Ein Problem bei der automatischen Steuerung von Strebbetrieben sowohl in Abbaurichtung als auch in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers besteht unter anderem darin, einerseits eine ausreichend große Streböffnung herzustellen, um den Durchgang der Strebausrüstung beispielsweise ohne Kollisionen zwischen Walzenschrämlader und Schildausbaugestellen bei der Vorbeifahrt des Walzenschrämladers sicherzustellen, und andererseits den Bergeanfall bei der Gewinnungsarbeit möglichst gering zu halten, demnach die Gewinnungsarbeit möglichst auf den Flözhorizont zu beschränken, ohne zuviel Nebengestein mitzuschneiden. Die vor dem Verhieb im wesentlichen zur Verfügung stehenden Lagerstättendaten über Flözmächtigkeit, Liegend- bzw. Hangendniveau und das Vorhandensein von Sätteln und/oder Mulden sowohl in der Abbaurichtung als auch in der Längsrichtung der Strebausrüstung, also in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers, sind zu ungenau, um darauf eine automatisierte Steuerung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit stützen zu können.
  • In der DE 10 2007 060 170 A1 ist eine Strebausrüstung beschrieben, bei welcher an den Bestandteilen eines Schildausbaugestells, insbesondere auch an dessen Hangendkappe, jeweils Neigungssensoren angebracht sind. Mittels der an den Bauteilen angebrachten Neigungssensoren soll die Stellung der Schildausbaugestelle erkennbar gemacht werden, so dass der Rückvorgang jedes Schildausbaugestells mit den Bewegungsvorgängen Einrauben - Schreiten - Setzen der Stempel vom Platz an der Strebsteuerung bzw. der übertägigen Zentrale aus eingeleitet, gesteuert und kontrolliert werden kann. Da es an einer Bezugnahme auf die Daten des Walzenschrämladers, wie insbesondere dessen Schnitthöhe oder Schnitttiefe fehlt, ist ein auf die Herstellung einer definierten Streböffnung gerichtetes Verfahren nicht durchführbar.
  • Die DE 20 2007 006 122 U1 betrifft die Erkennung der Grenzschicht zwischen dem Liegendgestein und der Kohle, insbesondere bei der Hobeltechnik als Gewinnungsverfahren. Dazu ist bei der in der Druckschrift beschriebenen Strebausrüstung jeweils in Abständen an dem Förderer ein optischer Erkennungssensor zur Erfassung der Grenzschicht angeordnet. Auch hiermit ist ein Verfahren zur Herstellung einer definierten Streböffnung nicht zu realisieren.
  • Weiterhin ist in der US 2009/035,072 A1 die Anordnung von Neigungssensoren an den unterschiedlichen Bestandteilen eines Schildausbaugestells, auch an der Hangendkappe, sowie die Anbringung einer Wegmesseinrichtung im Bereich der Bodenkufe beschrieben. Rückschlüsse auf die Herstellung einer definierten Streböffnung sind in dieser Druckschrift allerdings ebenfalls nicht angesprochen.
  • Auch in der US 5,423,638 A ist die Anordnung von Messeinrichtungen zur Ermittlung der Neigung der Hangendkappe und der Bodenkufe ohne Bezugnahme auf die Arbeit eines Walzenschrämladers und damit die Herstellung einer definierten Streböffnung beschrieben.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, mittels dessen aufgrund der an der Strebausrüstung zu gewinnenden Daten eine Automatisierung der Gewinnungs- und Ausbauarbeit im Hinblick auf die Herstellung einer definierten Streböffnung möglich ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken ein Verfahren für die schneidende Gewinnung mit einem Walzenschrämlader vor, bei welchem mittels wenigstens eines an der Hangendkappe der Schildausbaugestelle angebrachter Neigungssensoren die Neigung der Hangendkappe gegen die Horizontale in Abbaurichtung und/oder in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers ermittelt und aus den so ermittelten Hangendverlaufswinkeln an den Schildausbaugestellen der Verlauf des Hangendhorizontes festgestellt wird, und bei welchem über die Erfassung des Schreitweges jedes Schildausbaugestells mittels einer an der Bodenkufe des Schildausbaugestells angeordneten Wegmesseinrichtung die Schnitttiefe des Walzenschrämladers bei jeder Gewinnungsfahrt ermittelt wird, und bei welchem ferner mittels an dem Walzenschrämlader angebrachter Sensoren die Schnitthöhe des Walzenschrämladers erfasst wird, wobei die Einstellung der Schnitthöhe des Walzenschrämladers auf den jeweiligen Hangendverlaufswinkel zur Herstellung der definierten Streböffnung ausgerichtet wird.
  • Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass zunächst aufgrund der mit einem vergleichsweise geringen Aufwand zu ermittelnden Hangendverlaufswinkel an den Schildausbaugestellen ein Parameter für die Strebsteuerung in ausreichender Genauigkeit und Zuverlässigkeit zur Verfügung steht. Die anderen erfindungsgemäß herangezogenen Parameter bestehen in der Erfassung der Schnittführung der Gewinnungsmaschine durch Feststellung von deren absoluter Schnitthöhe einerseits und der jeweiligen Schnitttiefe andererseits, welche aus der Erfassung des Schreitweges der einzelnen Schildausbaugestelle abzuleiten ist. Aufgrund der insoweit gewonnen Daten lässt sich der Hangendhorizont als Führungsgröße für die Schneidarbeit einsetzen.
  • Die Steuerung des Schneidbetriebs lässt sich weiter dadurch verbessern, dass mittels an wenigstens drei der vier Hauptbauteile jedes Schildausbaugestells wie Bodenkufe, Bruchschild, Traglenkern und Hangendkappe angebrachter Neigungssensoren die Neigung der Hangendkappe gegen die Horizontale ermittelt und aus den gemessenen Daten in einer Rechnereinheit durch Vergleich mit darin abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegung während des Schreitens definierenden Basisdaten die jeweils bankrechte Schildhöhe in dem Bereich zwischen der Hangendkappe und der Bodenkufe ermittelt und daraus unter Berücksichtigung der Bauhöhe von Hangendkappe und Bodenkufe die bankrechte Höhe des von dem Walzenschrämlader freigeschnittenen Strebraumes festgestellt wird, und bei welchem aufgrund der aufgenommenen Daten die Geometrie des freigeschnittenen Strebraumes an jedem Schildausbaugestell bestimmt wird. Mit der Heranziehung der Schildhöhe als weiterem Parameter beziehungsweise Führungsgröße lässt sich eine Geometrie des jeweils von dem Walzenschrämlader hergestellten Strebraumes berechnen, die über mehrere aufeinander folgende Gewinnungsfahrten hinweg auch die Erstellung eines Modells des Verlaufes des Flözhorizontes in Abbaurichtung ermöglicht, welches mit den zur Verfügung stehenden Lagerstättendaten abgeglichen werden kann. Mit diesen Daten ist wesentlich besser möglich, ein automatisch über eine Gewinnungsfahrt des Walzenschrämladers wie auch über mehrere aufeinander folgende Gewinnungsfahrten hinweg zu fahrendes Schneidprofil für den Walzenschrämlader vorzugeben und im Betrieb auch einzuhalten.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schnitthöhen der den Hangendschnitt ausführenden voreilenden Hangendwalze und der den Liegendschnitt ausführenden nacheilenden Hangendwalze aufgrund von die Stellung der Walzentragarme erfassenden Sensoren ermittelt und bei der Vorbeifahrt des Walzenschrämladers an jedem Schildausbaugestell die gesamte Schnitthöhe in ein Verhältnis zu der an dem betreffenden Schildausbaugestell rechnerisch ermittelten Streböffnung gesetzt wird. Damit ist eine Abstimmung der Fahrt des Walzenschrämladers durch den Streb auf die Stellung der einzelnen Schildausbaugestelle des eingesetzten Schildausbaus möglich.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren dadurch verbessert, dass die Neigung von Förderer und/oder des Walzenschrämladers gegen die Horizontale in Schreitrichtung der Schildausbaugestelle mittels an Förderer und/oder Walzenschrämlader angebrachter Neigungssensoren ermittelt wird. Hierbei reicht die Anordnung eines Neigungssensors an dem Walzenschrämlader zunächst aus. Obwohl der auf dem Strebförderer fahrende und daran geführte Walzenschrämlader gewissermaßen eine Einheit mit dem Strebförderer bildet, kann es zur Verbesserung der Genauigkeit der Steuerung zweckmäßig sein, auch die Neigung des Strebförderers über einen daran angeordneten Neigungssensor zu erfassen. Gegebenenfalls reicht die Anordnung eines Neigungssensors lediglich an dem Strebförderer für die Zwecke der Steuerung auch schon aus.
  • Im einzelnen kann dabei vorgesehen sein, dass der Neigungswinkel von Förderer und/oder Walzenschrämlader in ein Verhältnis zum an der Bodenkufe des Schildausbaugestells und/oder an der Hangendkappe ermittelten Neigungswinkel gesetzt und der daraus gebildete Differenzwinkel in die Berechnung der sich bei mehreren aufeinander folgenden Gewinnungsfahrten des Walzenschrämladers einstellenden Streböffnung einbezogen wird. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass das durch Örtern von Flözmulden oder Flözsätteln besser beherrschbar ist, weil der historische bis zur Strebfront erkennbar werdende Flözverlauf zur Steuerung verwendet werden kann, so dass durch rechtzeitiges Einsteuern der Gewinnungstätigkeit Einfluss auf Lage und Querschnitt und damit die Geometrie des Strebraumes im Flözhorizont genommen werden kann.
  • Der Vergleich der Soll-Schildhöhe mit der Ist-Schildhöhe kann überlagert werden durch das Auftreten von Konvergenz, die die freigeschnittene Streböffnung entgegen der Stützwirkung des eingesetzten Schildausbaus verringert. So ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass bei Unterschreiten des Wertes für die Schnitthöhe durch die Schildhöhe die eingetretene Konvergenz ermittelt und die Konvergenz durch eine Anpassung der Schnitthöhe des Walzenschrämladers, vorzugsweise durch eine Erhöhung des sogenannten Unterschnitts kompensiert wird, bei welchem die Liegendwalze in den Liegendhorizont einschneidet, da im Regelfall ein Einschneiden in den Hangendhorizont zu vermeiden ist. Durch diese Maßnahme kann gezielt der Einfluss der Konvergenz auf die Höhe des Strebraumes kompensiert werden. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass im Fall von geplanten Betriebsstillständen die Streböffnung um das Maß einer über die Dauer des Betriebsstillstandes zu erwartenden Konvergenz vergrößert wird.
  • Soweit der abzubauende Flözhorizont häufig in der Abbaurichtung ausgeprägte Mulden und/oder Sättel aufweist, können diese Mulden und Sättel im Verlauf des Flözhorizontes ebenfalls aufgrund der Daten für die Stellung der Schildausbaugestelle festgestellt und die Gewinnungsarbeit des Walzenschrämladers daran orientiert werden. So wird beispielsweise das Anfahren eines Sattels durch die festgestellte Neigungsänderung der am Hangenden anliegenden Hangendkappe des Schildausbaugestells erkannt. Aus dem Maß der Neigungsänderung zwischen zwei Vorziehschritten eines Schildausbaugestells kann die Höhenveränderung im Sinne einer Minderung der Höhe für jeden weiteren Schreitvorgang des betreffenden Schildausbaugestells berechnet werden. Um die Streböffnung auf dem gewünschten Soll-Niveau zu halten und der Minderung der Streböffnung entgegenzutreten, ist bei der Gewinnungsmaschine eine Steuerbewegung zur Durchführung eines Unterschnittes, also eines Einschnittes in den Liegendhorizont, einzuleiten. Anschließend wird vor Überschreiten eines Sattelhochpunktes eine Neigungsänderung der Hangendkappe zur Horizontalen erkennbar. Dies ist dazu heranzuziehen, rechtzeitig die Schneidarbeit mit einer Rückführung des zwischenzeitlich gefahrenen Unterschnittes zu steuern, damit auch beim Überfahren des Sattels die Sollhöhe der Streböffnung eingehalten wird. Entsprechende Steuervorgänge, allerdings mit umgekehrtem Vorzeichen sind bei dem Durchfahren einer Mulde einzustellen, bei welchem prinzipiell die gleichen Richtungsabläufe herrschen.
  • Die an den Schildausbaugestellen angeordneten Neigungssensoren geben auch ein Maß für die Neigung der Schildausbaugestelle quer zur Abbaurichtung, da auch in der Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers im Strebverlauf Sättel und Mulden ausgeprägt sein können. Da sich der Verlauf des Hangenden und des Liegenden in Längsrichtung der Strebausrüstung aus der Querneigung der Schildausbaugestelle ableiten lässt, besteht die Möglichkeit, die voreilende Hangendwalze und die nacheilende Liegendwalze des Walzenschrämladers im Wege einer kontinuierlichen Schnittführung so zu steuern, dass kein unerwünschter Hangendschnitt beziehungsweise kein gegebenenfalls über das notwendige Maß hinausgehender Liegendeinschnitt erfolgt, so dass ein unnötiger Bergemitschnitt oder ein Anbauen von Kohle oder das Auftreten von Engstellen zwischen Walzenschrämlader und Schildausbau vermieden wird.
  • In der betrieblichen Praxis des Steinkohlenbergbaus besteht ein Ansatz zur Automatisierung der Gewinnungsarbeit darin, vor Aufnahme der Gewinnung eine manuell gesteuerte Lernfahrt des Walzenschrämladers durchzuführen, bei der eine manuelle Ausrichtung der Walzen an dem Hangendhorizont und zum Liegendhorizont erfolgt. Das bei der Lernfahrt gefahrene Schneidprofil wird erfasst und in einer Recheneinheit abgespeichert, wobei der Walzenschrämlader bei an die Lernfahrt anschließenden Gewinnungsfahrten das abgespeicherte Schneidprofil automatisch nachfährt. Hiermit ist der Nachteil verbunden, dass bei auftretenden Änderungen des Flözhorizontes, wie sich ändernde Flözmächtigkeit oder das Auftreten einer welligen Lagerung mit Sätteln und Mulden zumindest in Teilbereichen des Strebes, das abgespeicherte Schneidprofil weiterhin von dem Walzenschrämlader abgearbeitet wird, was sehr schnell zu unerwünschten Betriebszuständen führt und eine neue manuelle Lernfahrt erforderlich macht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Schneidprofil immer von einer gleich bleibenden Schnitttiefe der Walzen ausgeht und insoweit sich über den Strebverlauf ändernde Schnitttiefen für die nachfolgende Festlegung der Gewinnungsarbeit unberücksichtigt bleiben.
  • Die zusätzliche Einbeziehung dieser Vorgehensweise bei der Einstellung der Schnitthöhe des Walzenschrämladers auf der Basis der ermittelten Hangendverlaufswinkel beziehungsweise der aus den erfassten Daten berechneten Geometrie des hergestellten Strebraumes gibt die Möglichkeit frühzeitig zu erkennen, ob bzw. dass das vorgegebene Schreitprofil des Walzenschrämladers den tatsächliche geologischen Gegebenheiten noch entspricht und bei auftretenden Abweichungen in die Schnittführung der Walzen einschließlich der Anpassung von deren Schnitttiefe einzugreifen, bevor unerwünschte Betriebszustände entstehen. Auf diese Weise kann die Schnittführung länger in dem Flözhorizont gehalten werden, so dass seltener eine neue Lernfahrt zur Festlegung eines geänderten Schneidprofils durchgeführt werden muss. Auch gibt ein jeweils auf die geologischen Gegebenheiten aktualisiertes Schneidprofil die Möglichkeit, bei dem Durchfahren von Strebzonen mit Hangendausbrüchen, bei denen die Neigungsmessung der Hangendkappen des Schildausbaus zwangsläufig zu falschen Annahmen über den generellen Verlauf des Hangendhorizontes führt, dass zuletzt gefahrene Schneidprofil - dann unverändert - beizubehalten, bis nach dem Durchfahren der Ausbruchzone die Hangendkappen der betroffenen Schildausbaugestelle wieder Kontakt zum unversehrten Hangendhorizont haben.
  • Die vorstehend genannte gemeinsame Anwendung der Steuerungen gilt auch bei Einbeziehung der Neigungsstellung der Walzen des Walzenschrämladers, indem bei der Lernfahrt des Walzenschrämladers der Längsneigungswinkel und/oder der Querneigungswinkel der Walzen des Walzenschrämladers gegenüber der Vertikalen ermittelt und bei der Festlegung des nachzufahrenden Schneidprofils herangezogen werden, wobei bei den nachfolgenden Gewinnungsfahrten eintretende Winkelabweichungen ausgeglichen werden. Da die Liegendwalze die Auflagerfläche für den Strebförderer und den Schildausbau herstellt, führen Abweichungen in der Winkelstellung insbesondere der Liegendwalze zu einer Verschwenkung der Schnittebene des Walzenschrämladers, wobei sich diese Verschwenkung bei aufeinander folgenden Gewinnungsfahrten progressiv verstärkt, somit bei erforderlichen Unterschnitten der Walze eine Tauchwirkung der Strebausrüstung und bei zur Anpassung an Änderungen im Hangendverlauf erforderlichen Oberschnitten der Walze eine Kletterwirkung der Strebausrüstung verstärkt wird. Daher ist vorgesehen, bei festgestellten Winkelabweichungen eine Korrektur vorzunehmen.
  • Ein anderer, ebenfalls in der betrieblichen Praxis bekannte Automatisierungsansatz besteht darin, dass aufgrund der Daten einer an dem Walzenschrämlader angeordneten und auf den Kohlenstoß ausgerichteten Infrarotkamera die Lage von in das Flöz eingelagerten Bergemitteln festgestellt und aufgrund einer flözimmanenten, bekannten Lage des Bergemittels in Bezug auf den Hangendhorizont während der Gewinnungsfahrt der Verlauf des Hangendhorizontes in Verhiebsrichtung ermittelt und die Stellung der voreilenden Hangendwalze bei der anschließenden Gewinnungsfahrt des Walzenschrämladers daran orientiert wird, und wobei die Stellung der nacheilenden Liegendwalze unter Annahme einer gleichbleibenden Flözmächtigkeit festgelegt wird. Der Nachteil dieser Technik besteht darin, dass die Erfassung der Bergemittel mittels der Infrarotkamera unter sehr widrigen Umweltbedingungen, wie Staub, Wärme, Vibrationen erfolgt, so dass eine genaue Detektierung von Bergemittelbändern im Flözhorizont nicht immer möglich ist. Nach Erkennung und Lokalisierung der Bergemittelbänder wird die Schnittführung der Walzen entsprechend dem festgelegten Abstand zum Hangenden und Liegenden gesteuert. Insbesondere Abweichungen von der zugrundegelegten Flözmächtigkeit können zu Abweichungen der Schnittführung der nacheilenden Liegendwalze vom Grenzschichtverlauf führen. Weiterhin muss immer die eingestellte maximale Mächtigkeit geschnitten werden, um keine Kohle anzubauen. Soweit in der Geologie die Abstände der für die Schnittführung als Führungsgröße zugrundegelegten Bergemittelbänder zum Hangenden und zum Liegenden schwanken, sind systembedingte Abweichungen der Schnittführung unvermeidlich, weil die Abstände der Bergemittelbänder zum Hangenden und Liegenden als konstant angenommen werden.
  • Soweit demnach in dem abzubauenden Flöz hinreichend ausgeprägte Bänder von Bergemitteln vorhanden sind, kann mit der Einziehung dieser Bergemittel als Führungsgröße für die Schnittführung der Hangendwalze in die erfindungsgemäße Steuerung der Vorteil verbunden sein, dass die Lage des Hangendhorizontes aufgrund der aus der Stellung der Schildausbaueinheiten gewonnenen Daten ständig überprüft werden kann, so dass Fehlsteuerungen der Schneidarbeit vermeidbar sind.
  • Insofern kann vorgesehen sein, dass der aus den festgestellten Hangendverlaufswinkeln im Bereich der Schildausbaugestelle ermittelte Hangendverlauf mit dem durch die Lernfahrt und/oder aufgrund der Ermittlung der Lage eines Bergemittels vorgegebenen Schneidprofil des Walzenschrämladers abgeglichen wird und bei rechnerisch feststellbarem Hangendeinschnitt des Walzenschrämladers eine Korrektur der Schneidführung der voreilenden Hangendwalze zur Anpassung an den Verlauf des Hangenden vorgenommen wird, wobei weiterhin eine Anpassung der Schneidführung der nacheilenden Liegendwalze an eine Korrektur der Schneidführung der voreilenden Hangendwalze zur Herstellung der definierten Streböffnung vorgenommen wird.
  • Weiterhin ist in der DE 20 2007 014 710 U1 der Vorschlag unterbreitet, mittels eines an den Maschinenkörper des Walzenschrämladers zwischen dessen Walzen angebrachten und auf den Kohlenstoß gerichteten Radarsensors während der Gewinnungsfahrt den Verlauf des Hangendhorizontes in Verhiebsrichtung zu ermitteln, so dass der Verlauf des Hangendhorizontes feststellbar ist. Auch diese Maßnahme ist im Rahmen der erfindungsgemäßen Steuerung einsetzbar, wobei vorgesehen ist, dass der mittels Radar festgestellte Verlauf des Hangendhorizontes mit dem aus der Stellung der Schildausbaugestelle und damit aus den ermittelten Hangendverlaufswinkeln abgeleiteten Verlauf des Hangendhorizontes abgeglichen und gegebenenfalls eine Korrektur der Schnitthöhe des Walzenschrämladers vorgenommen wird. Weiterhin kann mittels des Radarsensors zusätzlich der Verlauf des Liegendhorizontes in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers ermittelt und die Stellung der nacheilenden Liegendwalze bezogen auf die Lage des Liegendhorizontes festgestellt und gegebenenfalls die Walzenstellung korrigiert werden. Hierdurch kann die Präzision der Schneidarbeit des Walzenschrämladers insgesamt verbessert werden.
  • Aus der Veröffentlichung "Inertial Navigation: Enabling Technology for Longwall Mining Automation" von D. C. Reid, aus D. W. Hainsworth, J.C. Ralston, R. J. McPhee & C. O. Hargrave, CSIRO, Mining Automation, 1 Technology Court, Pullenvale, Qld, Australia 4069 ist es schließlich bekannt, mittels an den Walzen angebrachter, zur Durchführung einer Trägheitsnavigation geeigneter Sensoren die jeweilige Stellung der Walzen im Strebraum fortlaufend in Form von Raumkoordinaten zu erfassen und bei Aneinanderreihung der während einer Gewinnungsfahrt erfassten Raumkoordinaten den von den Walzen jeweils freigeschnittenen Gewinnungskanal in einem dreidimensionalen Raum nachzubilden. Hiermit ist es möglich, eine gleich bleibende Qualität der Schnittführung der Walzen des Walzenschrämladers zu gewährleisten und auch bei vorher bekannten Änderungen der Flözparameter durch Vorgabe der zu erreichenden Raumkoordinaten die Schnittführung der Walzen anzupassen. Jedoch ist auch mit diesem bekannten Verfahren ähnlich dem vorstehend erwähnten Lernfahrt-Verfahren der Nachteil verbunden, dass keine automatische Orientierung der Schnittführung des Walzenschrämladers am Flözhorizont vorgesehen ist, und dass der tatsächliche Verlauf des Hangendhorizontes als Steuergröße für die Schnittführung nicht herangezogen wird. Diese Nachteile können durch eine Hinzunahme der vorstehend genannten Erfassung der Walzenstellung durch Raumkoordinaten zu der erfindungsgemäßen Steuerung dadurch beseitigt werden, dass der im dreidimensionalen Raum nachgebildete Gewinnungskanal mit der unter Einbeziehung der Stellung der Schildausbaugestelle berechneten Geometrie des Strebraumes abgeglichen wird. Soweit bei der Berechnung der Geometrie des Strebraumes die Lage des Strebförderers bei voranschreitendem Abbaubetrieb durch die Schreitzylinderwegmessung fortgeschrieben wird, treten systembedingte Fehler auf, die kontinuierlich kommulieren können, so dass die im Strebraum angenommene Strebfördererlage zusehens von der tatsächlichen Strebfördererlage abweicht. Durch die Erfassung der Walzenlage und damit auch der Lage des Strebförderers auf der Basis von durch Trägheitsnavigation gewonnenen Raumkoordinaten könnte bei jeder Gewinnungsfahrt zusätzlich die absolute Strebfördererlage erfasst und mit der angenommenen Strebfördererlage in der Geometrie des Strebraumes synchronisiert werden, so dass beispielsweise marktscheiderische Korrekturmessungen nicht mehr erforderlich sind und der angesprochene Fehler nicht mehr über viele Rückzyklen der Schildausbaugestellte kumuliert.
  • Diese Vorgehensweise ist auch darauf zu übertragen, dass durch die Aneinanderreihung der für mehrere aufeinander folgende Gewinnungsfahrten nachgebildeten Gewinnungskanäle in einem dreidimensionalen Raum ein Modell für den Verlauf des Flözhorizontes in Abbaurichtung erstellt und mit einem auf der Basis von für eine Abfolge von mehreren Gewinnungsfahrten jeweils in ihrer Geometrie berechneten Strebräumen berechneten Flözhorizontverlaufsmodell abgeglichen wird.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weiterhin als ergänzende Steuerungsmaßnahme vorgesehen sein, dass mittels wenigstens eines an dem Walzengrundkörper des Walzenschrämladers angebrachten Radarsensors der Abstand zwischen der Oberkante des Walzengrundkörpers und der Unterseite der bei der Gewinnungsarbeit unterfahrenen Hangendkappe des Schildausbaugestells gemessen und als Ist-Wert für die Durchgangshöhe des Walzenschrämladers unter den Schildausbaugestellen in eine Rechnereinheit eingegeben und dort mit einem abgelegten Soll-Wert verglichen wird, wobei bei einer festgestellten Abweichung Steuerbefehle für eine Anpassung der Schnitthöhe wenigstens einer der beiden Walzen des Walzenschrämladers generiert werden.
  • Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass das Steuerziel der Beibehaltung einer definierten Streböffnung während der Gewinnungsfahrten des Walzenschrämladers mit einem vergleichsweise geringen Aufwand zu erreichen ist. Die als Abstand zwischen der Oberkante des Maschinenkörpers und der Unterseite der Hangendkappe der Schildausbaugestelle gemessene Durchgangshöhe ist ein unmittelbarer Maßstab auch für die Streböffnung, da sich die Streböffnung aus der Durchgangshöhe und den von der Strebausrüstung eingenommenen und damit unveränderlichen Abständen zum Hangenden einerseits und zum Liegenden beziehungsweise dem von der Liegendwalze freigeschnittene Liegendhorizont andererseits zusammensetzt. So ist der über die Durchgangshöhe hinausgehende Abstand zum Hangenden durch die Abmessungen der Hangendkappe vorgegeben, während der Abstand der Radarsensoren zum Liegendhorizont durch die Bauhöhe des auf dem Liegendhorizont aufliegenden Strebförderers und des darauf verfahrbaren Maschinenkörpers des Walzenschrämladers vorgegeben ist. Somit kann der für die Durchgangshöhe jeweils gemessene Wert unmittelbar als Synonym für die Höhe der Streböffnung herangezogen werden. Die Steueroperationen sind somit schneller durchzuführen. Der in der Rechnereinheit vorgegebene Soll-Wert für die Streböffnung ist entweder durch die Lagerstättendaten, also insbesondere durch die Flözmächtigkeit, vorgegeben, oder aber durch die Mindest-Durchgangshöhe der Strebausrüstung bestimmt. Auch der Soll-Wert kann in Abhängigkeit von den Konstruktionsdaten der Strebausrüstung ebenfalls als Soll-Wert für die Durchgangsöffnung dargestellt werden.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die auf der Basis der Radarmessung durchgeführte Strebhöhenbestimmung dadurch ergänzt werden kann, dass aus den an den Schildausbaugestellen aufgenommenen Daten die jeweils bankrechte Höhe eines jeden Schildausbaugestells an dem vorderen Ende der Hangendkappe als Maß für die Ist-Streböffnung berechnet wird und die so ermittelten Ist-Werte der Schildhöhenberechnung der die Ist-Werte aus der Durchgangshöhenmessung verarbeitenden Rechnereinheit zugeführt werden. Während die Radarmessung Daten jeweils nur während des Durchgangs der Gewinnungsmaschine unter dem jeweiligen Schildausbaugestell liefert und somit eine zu geringe Durchgangshöhe nicht im vorhinein erkannt und bei der Festlegung der Gewinnungsparameter berücksichtigt werden kann, ist mit der ergänzenden Ermittlung der Streböffnung am vorderen Ende der Hangendkappe der Vorteil verbunden, dass die somit an einzelnen Schildausbaugestellen gewonnenen Daten zusätzlichen Aufschluss über das Verhalten von einzelnen Abschnitten der Strebfront beziehungsweise der gesamten Strebfront bei fortschreitendem Verhieb geben.
  • So kann aus dem Verhältnis der berechneten und gemessenen Streböffnung zu den für den jeweiligen Abbaubetrieb geltenden Lagerstättendaten, wie beispielsweise eine sich gegebenenfalls über die Länge des Strebes ändernde Flözmächtigkeit, im vorhinein darauf geschlossen werden, ob die Gefahr von Aufsetzern innerhalb der Strebausrüstung aufgrund des auf den Schildausbaugestellen auflastenden Hangenden besteht oder ob ein Überschreiten der oberen Verstellgrenze der Schildausbaugestelle bei einem angestrebten Automatikbetrieb droht. Die vorstehenden Gefahrenmomente gelten insbesondere für das Durchfahren von Sätteln oder Mulden im Flözverlauf, dem durch eine entsprechende Einrichtung der Schneidhöhe des Walzenschrämladers von vorneherein Rechnung getragen werden kann. Weiterhin können die entsprechenden Streböffnungsdaten Aufschluss über einen eventuellen Nachfall aus dem Hangenden, das Auftreten von Flözverjüngungen, das "Auf-Kohle-Fahren" des Walzenschrämladers beziehungsweise einen eventuellen Liegendeinschnitt des Walzenschrämladers geben.
  • Somit liefert die Schildhöhenerfassung Daten für die zu erwartende Streböffnung in einer Vorausschau, die dann mit den von den Walzenschrämlader bei dessen Durchgang gemessenen Daten verglichen werden können. Somit lassen sich die Genauigkeiten beider Verfahrensweisen besser abschätzen. Die beiden Verfahrensweisen bilden insoweit eine Ergänzung zueinander, so dass eine Redundanz bei der Überprüfung der jeweiligen Streböffnung gegeben ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch bei Ausfall eines der beiden Systeme für die Ermittlung der Streböffnung die Gewinnung auf der Basis des verbleibenden Messsystems fortgesetzt werden kann.
  • Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass zusätzlich zusätzlich die bei aufeinander folgenden Gewinnungsfahrten durch die jeweils generierten Steuerbefehle einstellten Korrekturwerte für die Schnitthöhe der Walzen miteinander abgeglichen und der aus den Korrekturwerten ermittelte Summenwert als Maß für eine eingetretene Konvergenz herangezogen wird, die bei zukünftigen Gewinnungsfahrten bei der Festlegung einer notwendigen Anpassung der Schnitthöhe der Walzen berücksichtigt wird, können auf diese Weise Rückschlüsse auf eine zwischenzeitlich eingetretene Konvergenz gezogen werden. Kommt es während einer ersten Gewinnungsfahrt zu einem Korrekturbedarf für die Schneidhöhe, so kann für die folgende Gewinnungsfahrt überprüft werden, ob nach Ausführung der Korrektur die vorgegebene Streböffnung freigeschnitten wird. Ergibt sich dabei nun ein erneuter Korrekturbedarf, so kann dieser nur durch eine zwischenzeitlich eingetretene Konvergenz hervorgerufen sein.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Schildausbaugestell mit daran angeordneten Neigungssensoren in Verbindung mit einem Strebförderer und einem Walzenschrämlader als Gewinnungsmaschine in einer schematischen Seitenansicht,
    Fig. 2
    die Strebausrüstung gemäß Figur 1 im Betriebseinsatz in einer schematischen Darstellung,
    Fig. 3a
    die Strebausrüstung gemäß Figur 1 bei Kletterneigung der Gewinnungsmaschine,
    Fig. 3b
    die Strebausrüstung gemäß Figur 1 bei Abtauchneigung der Gewinnungsmaschine,
    Fig. 4a - c
    die Strebausrüstung gemäß Figur 1 bei Muldendurchfahrungen und Sattelüberfahrungen in einer schematischen Darstellung,
    Fig. 5
    eine der Einstellung eines Schneidprofils dienende Lernfahrt des Walzenschrämladers in einer schematischen Darstellung,
    Fig. 6a, b
    den Einfluss einer Änderung der Flözbedingungen auf das eingestellte Schneidprofil in einer schematischen Darstellung,
    Fig. 7
    eine Strebausrüstung mit Walzenschrämlader und lediglich mit ihren Hangendkappen dargestellten Schildausbaugestellen im Betriebseinsatz in einer schematischen Vorderansicht, in Abbaurichtung gesehen,
    Fig. 8
    die Strebausrüstung gemäß Figur 7 in Seitenansicht.
  • Anhand der nachfolgend erläuterten Figuren werden die Grundlagen des erfindungsgemäßen Verfahrens in seiner die Erfassung der Schildhöhe ermöglichenden Ausführung näher erläutert.
  • Die in Figur 1 dargestellte Strebausrüstung umfasst zunächst ein Schildausbaugestell 10 mit einer Bodenkufe 11, auf der in paralleler Anordnung zwei Stempel 12 angesetzt sind, von denen in Figur 1 nur ein Stempel erkennbar ist und die an ihrem oberen Ende eine Hangendkappe 13 tragen. Während die Hangendkappe 13 an ihrem vorderen (linken) Ende in Richtung des noch zu beschreibenden Walzenschrämladers vorsteht, ist an dem hinteren (rechten) Ende der Hangendkappe 13 ein Bruchschild 14 mittels eines Gelenks 15 angelenkt, wobei das Bruchschild von in der Seitenansicht zwei auf der Bodenkufe 11 ruhenden Traglenkern 16 gestützt ist. An dem Schildausbaugestell 10 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Neigungssensoren 17 angebracht, und zwar ein Neigungssensor 17 an der Bodenkufe 11, ein Neigungssensor 17 im hinteren Bereich der Hangendkappe 13 in Nähe des Gelenks 15 und ein Neigungssensor 17 an dem Bruchschild 14.
  • Wie nicht weiter dargestellt, kann an dem vierten beweglichen Bauteil des Schildausbaugestells 10, den Traglenkern 16, ebenfalls ein Neigungssensor vorgesehen sein, wobei von den vier möglichen Neigungssensoren 17 jeweils drei Neigungssensoren eingebaut sein müssen, um mit den davon ermittelten Neigungswerten die Stellung des Schildausbaugestells in einem Abbauraum zu bestimmen. Insofern ist die Erfindung nicht auf die konkret in Figur 1 dargestellte Anordnung der Neigungssensoren beschränkt, sondern umfasst alle möglichen Kombinationen von drei Neigungssensoren an den vier beweglichen Bauteilen des Schildausbaugestells.
  • Das in Figur 1 dargestellte Schildausbaugestell ist an einem Strebförderer 20 angeschlagen, der ebenfalls einen Neigungssensor 21 aufweist, so dass im Hinblick auf die Steuerung der Strebausrüstung generell auch hier Daten hinsichtlich der Fördererlage gewonnen werden können. Auf dem Strebförderer 20 ist ein Walzenschrämlader 22 mit einer oberen Walze 23 und einer unteren Walze 24 geführt, wobei auch im Bereich des Walzenschrämladers 22 ein Neigungssensor 25 angeordnet ist, ferner ein Sensor 26 zur Erfassung des jeweiligen Standortes des Walzenschrämladers 22 im Streb sowie Reedstäbe 27 zur Messung der Schnitthöhe des Walzenschrämladers 22. Die messtechnische Ausrüstung der Strebausrüstung wird ergänzt durch die Anordnung von Sensoren 18 an den Stempeln 12, mittels derer die Änderung der Höhenlage der Hangendkappe 13 durch Feststellung der Ausfahrhöhe des Stempels 12 möglich ist. Ferner ist in die Bodenkufe 11 ein Wegmesssystem 19 integriert, mittels dessen der jeweilige Schreithub des Schildausbaugestells 10 im Verhältnis zum Strebförderer 20 feststellbar ist. Da der Strebförderer 20 mittels an den Schildausbaugestellen 10 sich abstützender Zylinder in Richtung des Kohlenstoßes vorgeschoben wird, ist der vom Schildausbaugestell 10 beim Nachziehen ausgeführte Schreithub jeweils der Schnitttiefe der Walzen des Schrämladers 22 gleichzusetzen. Wie schon ausgeführt ist die Anordnung des Neigungssensors 21 an dem Strebförderer 20 nicht zwingend erforderlich, soweit an dem Walzenschrämlader 22 der Neigungssensor 25 eingerichtet ist. In einem solchen Fall kann der Neigungssensor 21 zur Verbesserung der Messgenauigkeit zusätzlich vorgesehen sein.
  • Bei dem Betrieb der Strebausrüstung gemäß Figur 1 ergibt sich im Normalfall eine Betriebssituation, wie sie in Figur 2 beispielhaft dargestellt ist. Ein zwischen einem Hangenden 30 und einem Liegenden 31 anstehender Flözhorizont 32 wird von dem Walzenschrämlader 22 hereingewonnen, wobei die Schnitthöhe 33 des in der Verhiebsrichtung 34 vorrückenden Walzenschrämladers 22 so eingestellt ist, dass ein Liegendeinschnitt 35 von der unteren Walze 24 geschnitten wird. Die vordere obere Walze 23 ist dabei so eingestellt, dass sie unter dem Hangenden 30 einen schmalen Kohlenpacken stehen lässt, der sich in Folge der Schneidarbeit selbsttätig vom Hangenden löst. Insofern ist die eingestellte Schnitthöhe 33 in Figur 2 eingetragen. Es ergibt sich, dass in diesem Fall die Schildhöhe 36 größer eingestellt ist als die Schnitthöhe 33, so dass von einem kollisionsfreien Durchgang des Walzenschrämladers 22 unter den Schildausbaugestellen 10 auszugehen ist.
  • Um ausgehend von Figur 2 das mögliche unterschiedliche Verhalten der Strebausrüstung beim Gewinnungsbetrieb zu erläutern, sind in den Figuren 3a und 3b die Verhältnisse dargestellt, die sich ergeben, wenn der Walzenschrämlader 22 gegenüber dem Schildausbaugestell 10 eine Kletterneigung aufweist (Figur 3a), die sich in der Ausbildung eines Differenzwinkels 37 zwischen der Bodenkufe 11 und der unteren Walze 24 des Walzenschrämladers 22 äußert. Es ist erkennbar, dass in einem solchen Fall die Gefahr einer Kollision zwischen dem Walzenschrämlader 22 und den Schildausbaugestellen 10 zunimmt, und diesem Risiko kann durch eine Veränderung der Schnitthöhe Rechnung getragen werden. Entsprechendes gilt für die in Figur 3b dargestellte Situation, bei der der Walzenschrämlader 22 eine Tauchneigung aufweist. Auch hier stellt sich ein entsprechender Differenzwinkel 37 ein, der anhand der durch die Neigungssensoren 17 beziehungsweise 25 und 21 erfassten Stellungen von Walzenschrämlader 22 und Schildausbaugestell 10 bestimmbar ist, und die jeweils eintretenden Differenzwinkel 37 sind bei der Strebsteuerung entsprechend zu berücksichtigen.
  • Ergänzend sind in den Figuren 4a bis 4c die Verhältnisse dargestellt, die sich bei Durchfahrungen von Mulden oder Überfahrungen von Sätteln im Flözverlauf darstellen. Wie sich zunächst aus einem Vergleich von Figur 4b mit Figur 4a ergibt, führt das Anfahren einer Mulde (Figur 4b) zu einer Neigungsstellung von Strebförderer 20 und Walzenschrämlader 22, die über die an diesem angeordneten Neigungssensoren 21 beziehungsweise 25 erfassbar ist. Den hier aufgenommenen Neigungswerten können die an dem Schildausbaugestell 10 aufgenommenen Neigungswerte gegenüber gestellt werden, und hieraus ergibt sich ein Differenzwinkel, der auf die jeweilige Aufstandsfläche des Schreitausbaugestells 10 und des Strebförderers 20 mit Gewinnungsmaschine 22 auf dem Liegenden 31 bezogen sein kann. Bei der in Figur 4b dargestellten Muldendurchfahrung ergibt sich ein Differenzwinkel von kleiner 180 Grad, und dies führt dazu, dass der in Figur 4a noch gegebene Abstand zwischen dem kohlenstoßseitigen Ende der Hangendkappe 13 und dem Walzenschrämlader 22 sich verringert. Um das damit verbundene Kollisionsrisiko auszuschalten, kann vorgesehen sein, dass in einer solchen Situation das Schildausbaugestell 10 nicht um den vollen Betrag nachgezogen wird, sondern gegenüber dem Strebförderer 20 mit Walzenschrämlader 22 etwas zurückbleibt, damit ein Durchgangsabstand eingehalten wird.
  • Eine umgekehrte Situation ergibt sich bei einer Sattelüberfahrung, wie diese in Figur 4c in Vergleich mit Figur 4a dargestellt ist. Hierbei ergibt sich ein Differenzwinkel von mehr als 180 Grad, was bedeutet, dass im Hangendbereich der Abstand zwischen Hangendkappe 13 und Walzenschrämlader 22 aufgerissen wird. Zur Vermeidung einer nachteiligen Betriebssituation ist vorgesehen, dass im automatischen Ablauf der Schildausbaugestell 10 um den vollen Schreitweg nach vorne gezogen wird, dass aber die Schnitttiefe des Walzenschrämladers 22 zurückgenommen wird.
  • Soweit vorstehend jeweils die Einbeziehung der ermittelten Schildhöhe in die Steuerung beschrieben ist, ist darauf hinzuweisen, dass schon die Anordnung eines Neigungssensors lediglich an der Hangendkappe 13 der Schildausbaugestelle 10 ausreichend sein kann, um jeweils den Hangendverlaufswinkel in Abbaurichtung und/oder in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers 22 zu ermitteln, soweit bereits die Kenntnis des Verlaufs des Hangendhorizontes 30 und dessen Verwendung als Führungsgröße für die Schneidarbeit ausreichend ist.
    In den Figuren 5 und 6a, b ist die Einbeziehung einer Steuerungstechnik dargestellt, bei welcher zu Beginn der Gewinnung der Walzenschrämlader 22 eine sogenannte Lernfahrt durchführt, bei welcher die Hangendwalze 23 und die Liegendwalze 24 jeweils von Hand längs des jeweiligen Hangendhorizontes 30 beziehungsweise Liegendhorizontes gesteuert werden. Das dadurch aufgenommene Profil wird als Schneidprofil abgelegt und bei nachfolgenden Gewinnungsfahrten jeweils nachgefahren. Wie sich dazu aus Figur 5 ergibt, wird der Walzenschrämlader 22 mit Walzen 23 und 24 in Marschrichtung (Pfeil 38) bewegt, wobei die Walzen 23, 24 jeweils am Hangendhorizont 30 und am Liegendhorizont 31 gefahren werden. Die Linien 39 verdeutlichen dabei das Schneidprofil, welches für die weiteren Gewinnungsfahrten abgespeichert ist.
    Wie sich in einer vereinfachten Darstellung aus Figuren 6a, b entnehmen lässt, führt eine Beibehaltung des in Figur 6a durch die Linien 39 dargestellten Schneidprofils bei einer Verschiebung der welligen Lagerung nach rechts gemäß Figur 6b dazu, dass das unverändert nachgefahrene Schneidprofil und der Verlauf des Flözhorizontes 32 auseinander driften. Es ist leicht erkennbar, dass bei einer derartigen Fahrweise des Walzenschrämladers 22 der mitgeschnittene Bergeanteil stark anwächst, wobei auch der Anteil "angebauter" Kohle zunimmt. Die Verschiebung der welligen Lagerung im Flözhorizont 32 lässt sich dabei durch die hier nicht weiter dargestellte Neigungserfassung der Stellung der Schildausbaugestelle 10 erfassen, die ja insbesondere den Verlauf des Hangendhorizontes 30 als Führungsgröße folgen, so dass mit diesen Werten der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Flözverlauf und dem eingestellten Schneidprofil deutlich wird und entsprechend korrigiert werden kann.
  • Wie nicht weiter dargestellt können, ist es vorgesehen, zusätzlich zu der Strebhöhenvermittlung und damit zu der Ermittlung des Verlaufs des Hangendhorizontes, wie zu Figuren 1 bis 4 beschrieben, den tatsächlichen Verlauf des Hangendhorizontes dadurch zu bestimmen, dass mittels einer an dem Walzenschrämlader 22 angeordneten und auf den Kohlenstoß ausgerichteten Infrarotkamera die Lage von in den Flözhorizont eingelagerten Bergemitteln festgestellt und aufgrund einer flözimmanenten, bekannten Lage des Bergemittels in Bezug auf den Hangendhorizont auf den Verlauf des Hangendhorizontes in Verhiebsrichtung geschlossen wird. Hierdurch ist eine Überprüfung und gegebenenfalls Korrektur des aus der Strebhöhenermittlung gewonnenen Kenntnis über den Verlauf des Hangendhorizontes möglich. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, mittels eines an dem Maschinenkörper des Walzenschrämladers zwischen dessen Walzen angebrachten und auf den Kohlenstoß gerichteten Radarsensors während der Gewinnungsfahrt den Verlauf des Hangendhorizontes in Verhiebsrichtung zu ermitteln, so dass auch hiermit der tatsächliche Verlauf des Hangendhorizontes festgestellt und gegebenenfalls als Korrekturgröße herangezogen werden kann.
  • Die Anwendung der Radartechnik zur Strebhöhenermittlung ist gemäß dem nachfolgend in den Figuren 7 und 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls möglich.
  • Wie sich dazu zunächst aus Figur 7 ergibt, wird ein zwischen dem Hangenden 30 und dem Liegenden 31 bestehender Flözhorizont 32 mittels eines Walzenschrämladers 22 hereingewonnen, der die über Tragarme 40 an einem Maschinenkörper 41 gehalterten Schneidwalzen 23 und 24 aufweist. Bei der mit Pfeil 38 gekennzeichneten Marschrichtung des Walzenschrämladers 22 längs des Flözhorizontes 32 arbeitet die Schneidwalze 23 als am Hangendhorizont 30 schneidende voreilende Schneidwalze, während die am Liegendhorizont 31 schneidende Schneidwalze 24 als nacheilende Schneidwalze arbeitet. Der Hangendbereich des Flözhorizontes 32 wird durch senkrecht zur Marschrichtung 38 des Walzenschrämladers 22 ausgerichtete Schildausbaugestelle abgestützt, von denen in Figur 7 lediglich deren Hangendkappen 13 zu erkennen sind.
  • Um die Durchgangshöhe zwischen der Oberkante des Maschinenkörpers 41 und der Unterseite der bei der Gewinnungsarbeit jeweils unterfahrenen Hangendkappe 13 des betreffenden Schildausbaugestells zu messen, sind an dem Maschinenkörper 41 zwei Radarsensoren 42 angeordnet, die bündig in die Oberfläche des Maschinenkörpers 41 eingelassen sind. Die Radarsensoren 42 senden senkrecht nach oben in Richtung der Hangendkappen 13 Signale aus und nehmen die reflektierten Signale wieder auf, so dass der Abstand zwischen den Hangendkappen 11 und dem Maschinenkörper 14 in einfacher Weise bestimmt werden kann, und zwar schon frühzeitig bereits während der Gewinnungsfahrt gemäß Walzenschrämladers 22. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Radarsensoren 42 jeweils am vorderen und hinteren Ende des Maschinenkörpers 41 angeordnet und bündig in die Oberfläche des Maschinenkörpers 41 eingelassen. Wie nicht weiter dargestellt, können entsprechende Reinigungseinrichtungen in Form von mechanischen Abstreifern oder Hochdruckwasserspülvorrichtungen vorgesehen sein.
  • Wie sich ferner aus Figur 7 ergibt, ist die mit Pfeil 43 bezeichneten Mächtigkeit des Flözhorizontes 32 geringer als die durch Pfeil 44 gekennzeichnete Mindest-Durchgangshöhe der Strebausrüstung, so dass zur Herstellung beziehungsweise Beibehaltung der Mindest-Durchgangshöhe 20 die nacheilende Schneidwalze 24 jeweils den Liegendeinschnitt 35 durchführt.
  • In die über den Einsatz der Radarsensoren 42 bestimmte Durchgangshöhe 45 (Figur 8) zwischen den Hangendkappen 13 und dem Maschinenkörper 41 bekannt, so lässt sich daraus in einfacher Weise auch die Ist-Höhe der Streböffnung bestimmen, da der Abstand zwischen der Oberkante des Maschinenkörpers 41 und dem Liegendhorizont 31 durch den aus dem auf dem Liegendhorizont aufliegenden Strebförderer 20 und dem darauf fahrenden Walzenschrämlader 22 bestehenden Stahlbau mit einem fixen Wert vorgegeben ist.
  • Wie nun in Figur 8 dargestellt ist, wird während der Gewinnungsarbeit die mit Pfeil 45 bezeichnete Durchgangshöhe zwischen Hangendkappe 13 und Maschinenkörper 41 über die Radarsensoren 42 bestimmt, aus der die zwischen dem Hangenden 30 und dem Liegenden 31 bestehende Ist-Höhe der Streböffnung bestimmbar ist. Aus Figur 8 ist ersichtlich, dass diese Ist-Höhe der Streböffnung geringer ist als die Mindest-Durchgangshöhe 44 der Strebausrüstung, so dass die nacheilende Schneidwalze 24 bei jeder Gewinnungsfahrt jeweils einen zusätzlichen Liegendeinschnitt ausführen muss, um die insgesamt freigeschnittene Höhe der Streböffnung schrittweise zu vergrößern. Da ohne jede Zeitverzögerung die tatsächlich freigeschnittene Höhe der Streböffnung bei jeder Gewinnungsfahrt des Walzenschrämladers 22 bestimmt wird, wird gleichzeitig auch eine kurzfristige, konvergenzbedingte Hebung des Liegenden 31 berücksichtigt, weil jeweils auf die tatsächlich freigeschnittene lichte Höhe des Strebes abgestellt ist.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (20)

  1. Verfahren zur automatischen Herstellung einer definierten Streböffnung in einen Strebförderer (20), einen Walzenschrämlader (22) als Gewinnungsmaschine sowie einen hydraulischen Schildausbau aufweisenden Strebbetrieben im untertägigen Steinkohlenbergbau, bei welchem mittels wenigstens eines an der Hangendkappe (13) der Schildausbaugestelle (10) angebrachter Neigungssensoren (17) die Neigung der Hangendkappe (13) gegen die Horizontale in Abbaurichtung und/oder in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers (22) ermittelt und aus den so ermittelten Hangendverlaufswinkeln an den Schildausbaugestellen (10) in einer Rechnereinheit der Verlauf des Hangendhorizontes (30) festgestellt wird, und bei welchem über die Erfassung des Schreitweges jedes Schildausbaugestells (10) mittels einer an der Bodenkufe (11) des Schildausbaugestells (10) angeordneten Wegmesseinrichtung (19) die Schnitttiefe des Walzenschrämladers (22) bei jeder Gewinnungsfahrt ermittelt wird, und bei welchem ferner mittels an dem Walzenschrämlader (22) angebrachter Sensoren (25) die Schnitthöhe des Walzenschrämladers (22) erfasst wird, wobei die Einstellung der Schnitthöhe des Walzenschrämladers (22) auf den jeweiligen Hangendverlaufswinkel zur Herstellung der definierten Streböffnung ausgerichtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem mittels an wenigstens drei der vier Hauptbauteile jedes Schildausbaugestells (10) wie Bodenkufe (11), Bruchschild (14), Traglenkern (16) und Hangendkappe (13) angebrachter Neigungssensoren (17) die Neigung der Hangendkappe (13) gegen die Horizontale ermittelt und aus den gemessenen Daten in einer Rechnereinheit durch Vergleich mit darin abgelegten, die geometrische Ausrichtung der Bauteile und deren Bewegung während des Schreitens definierenden Basisdaten die jeweils bankrechte Schildhöhe in dem Bereich zwischen der Hangendkappe (13) und der Bodenkufe (11) ermittelt und daraus unter Berücksichtigung der Bauhöhe von Hangendkappe (13) und Bodenkufe (11) die bankrechte Höhe des von dem Walzenschrämlader (22) freigeschnittenen Strebraumes festgestellt wird, und bei welchem aufgrund der aufgenommenen Daten die Geometrie des freigeschnittenen Strebraumes an jedem Schildausbaugestell (10) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Schnitthöhen der den Hangendschnitt ausführenden voreilenden Hangendwalze (23) und der den Liegendschnitt ausführenden nacheilenden Liegendwalze (24) aufgrund von die Stellung der Walzentragarme (40) erfassenden Sensoren ermittelt und bei der Vorbeifahrt des Walzenschrämladers (22) an jedem Schildausbaugestell (10) die gesamte Schnitthöhe in ein Verhältnis zu der an dem betreffenden Schildausbaugestell (10) rechnerisch ermittelten Streböffnung gesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Neigung von Strebförderer (20) und/oder des Walzenschrämladers (22) gegen die Horizontale in Schreitrichtung der Schildausbaugestelle (10) mittels an Strebförderer (20) und/oder Walzenschrämlader (22) angebrachter Neigungssensoren ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der Neigungswinkel von Strebförderer (20) und/oder Walzenschrämlader (22) in ein Verhältnis zum an der Bodenkufe (11) des Schildausbaugestells (10) und/oder an der Hangendkappe (13) ermittelten Neigungswinkel gesetzt und der daraus gebildete Differenzwinkel in die Berechnung der sich bei mehreren aufeinander folgenden Gewinnungsfahrten des Walzenschrämladers einstellenden Streböffnung einbezogen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem bei Unterschreiten des Wertes für die Schnitthöhe des Walzenschrämladers (22) durch die Schildhöhe die eingetretene Konvergenz ermittelt und die Konvergenz durch Anpassung der Schnitthöhe kompensiert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem über die Ermittlung der Neigung der Hangendkappe (13) der Schildausbaugestelle (10) in Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Abbaurichtung festgestellt und über die festgestellten Änderungen der Neigung der Hangendkappe (13) über einen vorgegebenen Zeitraum die Änderung der Streböffnung vorausberechnet und die Steuerung der Schneidarbeit des Walzenschrämladers (22) entsprechend eingestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem über die Ermittlung der Neigung der einzelnen Schildausbaugestelle (10) quer zur Abbaurichtung der Verlauf von Mulden und/oder Sätteln in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers (22) festgestellt und die Stellung der Walzen (23, 24) des Walzenschrämladers (22) im Strebraum so gesteuert wird, dass die Walzen (23, 24) dem festgestellten Verlauf der Mulden oder Sättel folgen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem vor Aufnahme der Gewinnungsarbeit und/oder während der Gewinnung bei sich änderndem Flözverlauf eine manuell gesteuerte Lernfahrt des Walzenschrämladers (22) mit manueller Ausrichtung der Walzen an dem Hangendhorizont (30) und zu einem Liegendhorizont (31) durchgeführt und das Schneidprofil der Lernfahrt erfasst und in einer Recheneinheit abgespeichert wird derart, dass der Walzenschrämlader (22) bei an die Lernfahrt anschließenden Gewinnungsfahrten das abgespeicherte Schneidprofil automatisch nachfährt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem bei der Lernfahrt des Walzenschrämladers (22) der Längsneigungswinkel und/oder der Querneigungswinkel der Walzen (23 24) des Walzenschrämladers (22) gegenüber der Vertikalen ermittelt und bei der Festlegung des nachzufahrenden Schneidprofils herangezogen werden, wobei bei den nachfolgenden Gewinnungsfahrten eintretende Winkelabweichungen ausgeglichen werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem aufgrund der Daten einer an dem Walzenschrämlader (22) angeordneten und auf den Kohlenstoß ausgerichteten Infrarotkamera die Lage von in das Flöz eingelagerten Bergemitteln festgestellt und aufgrund einer flözimmanenten, bekannten Lage des Bergemittels in Bezug auf den Hangendhorizont (30) während der Gewinnungsfahrt der Verlauf des Hangendhorizontes (30) in Verhiebsrichtung ermittelt und die Stellung der voreilenden Hangendwalze (23) bei der anschließenden Gewinnungsfahrt des Walzenschrämladers (22) daran orientiert wird, und wobei die Stellung der nacheilenden Liegendwalze (24) unter Annahme einer gleichbleibenden Flözmächtigkeit festgelegt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem der aus den festgestellten Hangendverlaufswinkeln im Bereich der Schildausbaugestelle (10) ermittelte Hangendverlauf mit dem durch die Lernfahrt und/oder aufgrund der Ermittlung der Lage eines Bergemittels vorgegebenen Schneidprofil des Walzenschrämladers (22) abgeglichen wird und bei rechnerisch feststellbarem Hangendeinschnitt des Walzenschrämladers (22) eine Korrektur der Schneidführung der voreilenden Hangendwalze (23) zur Anpassung an den Verlauf des Hangenden (30) vorgenommen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem eine Anpassung der Schneidführung der nacheilenden Liegendwalze (24) an eine Korrektur der Schneidführung der voreilenden Hangendwalze (23) zur Herstellung der definierten Streböffnung vorgenommen wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem mittels eines an dem Maschinenkörper (41) des Walzenschrämladers (22) zwischen dessen Walzen (23, 24) angebrachten und auf den Kohlenstoß gerichteten Radarsensors während der Gewinnungsfahrt der Verlauf des Hangendhorizontes (30) in Verhiebsrichtung ermittelt und mit dem aus den Hangendverlaufswinkeln abgeleiteten Verlauf des Hangendhorizontes abgeglichen und gegebenenfalls eine Korrektur der Schnitthöhe der Walzen (23, 24) des Walzenschrämladers (22) vorgenommen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei welchem mittels des Radarsensors zusätzlich der Verlauf des Liegendhorizontes (31) in Verhiebsrichtung des Walzenschrämladers (22) ermittelt und die Stellung der nacheilenden Liegendwalze (24) bezogen auf die Lage des Liegendhorizontes (31) festgestellt und gegebenenfalls korrigiert wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welchem mittels an den Walzen (23, 24) angebrachter, zur Durchführung einer Trägheitsnavigation geeigneter Sensoren die jeweilige Stellung der Walze im Strebraum fortlaufend in Form von Raumkoordinaten erfasst und bei Aneinanderreihung der während einer Gewinnungsfahrt erfassten Raumkoordinaten der von den Walzen (23, 24) jeweils freigeschnittene Gewinnungskanal in einem dreidimensionalen Raum nachgebildet und mit der unter Einbeziehung der Stellung der Schildausbaugestelle (10) berechneten Geometrie des Strebraumes abgeglichen wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem durch die Aneinanderreihung der für mehrere aufeinander folgende Gewinnungsfahrten nachgebildeten Gewinnungskanäle in einem dreidimensionalen Raum ein Modell für den Verlauf des Flözhorizontes (32) in Abbaurichtung erstellt und mit einem auf der Basis von für eine Abfolge von mehreren Gewinnungsfahrten jeweils in ihrer Geometrie berechneten Strebräumen berechneten Flözhorizontverlaufsmodell abgeglichen wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei welchem mittels wenigstens eines an dem Maschinenkörper (41) des Walzenschrämladers (22) angebrachten Radarsensors (42) der Abstand zwischen der Oberkante des Maschinenkörpers (41) und der Unterseite der bei der Gewinnungsarbeit unterfahrenen Hangendkappe (13) des Schildausbaugestells (10) gemessen und als Ist-Wert für die Durchgangshöhe des Walzenschrämladers (22) unter den Schildausbaugestellen (10) in eine Rechnereinheit eingegeben und dort mit einem abgelegten Soll-Wert verglichen wird, wobei bei einer festgestellten Abweichung Steuerbefehle für eine Anpassung der Schnitthöhe wenigstens einer der beiden Walzen des Walzenschrämladers generiert werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei welchem aus den an den Schildausbaugestellen (10) aufgenommenen Daten die jeweils bankrechte Höhe eines jeden Schildausbaugestells (10) an dem vorderen Ende der Hangendkappe (13) als Maß für die Ist-Streböffnung berechnet wird und die so ermittelten Ist-Werte der Schildhöhenberechnung der die Ist-Werte aus der Durchgangshöhenmessung verarbeitenden Rechnereinheit zugeführt werden.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei welchem zusätzlich die bei aufeinander folgenden Gewinnungsfahrten durch die jeweils generierten Steuerbefehle einstellten Korrekturwerte für die Schnitthöhe der Walzen (23, 24) miteinander abgeglichen und der aus den Korrekturwerten ermittelte Summenwert als Maß für eine eingetretene Konvergenz herangezogen wird, die bei zukünftigen Gewinnungsfahrten bei der Festlegung einer notwendigen Anpassung der Schnitthöhe der Walzen (23, 24) berücksichtigt wird.
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