专利名称：在煤矿开采的刨煤机作业中自动建立确定的工作面开口的方法
在煤矿开采的刨煤机作业中自动建立确定的工作面开口的
方法本发明涉及一种用于在地下煤矿开采的具有工作面输送机、至少一个在工作面输 送机上导引的、用作采煤机的刨煤机以及液压式掩护支架的长壁式开采作业中自动建立确 定的工作面开口的方法。在自动控制长壁式开采作业中的问题在于，在所采用的采煤机的开采方向 (Abbaurichtung)和回采方向(Verhiebsrichtung)上，一方面要产生足够大的工作面开 口，为的是当采煤机通过时，在采煤机和掩护支架之间没有碰撞的情况下确保长壁装备的 通过，并且另一方面又在开采工作中使矿山故障尽可能地少，据此将开采工作尽可能限制 在煤层水平，而不太多地切削旁边石块。在开采前主要提供使用的矿藏数据，即有关煤层厚 度、下盘和上覆层水平和在长壁装备的开采方向和纵向方向、也就是采煤机的回采方向上 存在的鞍部和/或凹部，很不精确，以致于开采工作和支架工作的自动控制不能以此为依 据。在所述的刨煤作业中以特殊的方式产生这种问题。在所述作业时在设置在工作面 输送机上的固定的导向装置上，刨煤机沿着长壁前部来回地运行。在这种情况中装配有刀 具的刨煤机具有由设定所确定的固定的切削高度和比较小的切削深度，其数量级大约为60 毫米，这样，与切削式的开采不同的是，在开采期间切削高度无论如何是不能变化的。在刨 煤机运行时，刨煤机的高度控制是通过在作为刨煤机的固定的导向装置的工作面输送机与 作为所谓的悬臂控制器(Auslegersteuerimg)的、设在与工作面输送机相连的掩护支架框 架上的控制缸而建立的。因此，通过用悬臂控制器可改变的工作面输送机的倾斜，除了进行 水平中立控制外，还使得工作面输送机和因此在其上导引的刨煤机在开采行驶期间沿开采 方向作下沉运动。在这种下沉运动中刨煤机通过它的底部刀具的切削入下盘而倾斜，或者 也做爬升运动，在这种爬升运动中，刨煤机进行爬升式开采。只要在开采工作时也应尽量避免通过刨煤机损害下盘，于是按照已公开的在下盘 上刨除边界层的方法来控制刨煤机的高度。在所述方法中通过在刨煤机的底部刀具的水平 中一起随动的传感器进行检测，刨煤机的底部刀具是否是在旁边岩石中，也就是在下盘中 切削，或者是在煤中切削。这种方法首先是在硬件方面就有缺陷，因为有关的传感器和所属 的分析计算机在一种极端恶劣的环境中安装在刨煤机上或者之中，并且因此承受着相应的 载荷或者出现故障。此外，刨煤机的移动性还要求用蓄电池给硬件提供电流，并且要求借助 多个在长壁式开采作业上设置的变送器用无线电进行数据传输，其中，特别是在低的长壁 式开采作业中，长壁装备的铁磁部件所占比例高很难掌握无线电的条件。除此之外，这种方 法其信息具有不可靠性，或者在可能要求的设定中也产生相应的时间滞后，因为在一定程 度上关于由刨煤机切削的材料只有在几个刨削进程之后，也就是说在几次，通常大约5次 从掩护支架框架旁经过之后才得以兑现。因此，本发明的任务是提供一种本文开头所述类型的方法。借助这种方法在刨煤 作业中也能在制造规定的工作面开口方面实现开采工作和支架工作的自动化。从权利要求的内容中产生在任务的答案，包括本发明的有利的方案和改进方案。所述权利要求放置在本说明书的后面。为此，本发明规定了一种方法，在此方法中借助在每个掩护支架框架的四个主构 件，如底部滑架、采空区掩护架、支承导杆和顶梁的采空区侧的区域，的其中至少三个上设 置的倾斜传感器来检测掩护架构件相对于水平面的倾斜，并且从所述测得的数据中在计算 机单元中通过和在该计算机中存储的、确定在步进期间构件的几何取向及其运动的基本数 据进行比较，计算出掩护支架框架的相应垂直于基床的掩护架高度，并且在所述方法中，将 所求出的掩护支架框架的掩护架高度和刨煤机的与机器有关的固定的切削高度进行比较， 并且在此方法中，为了对已确定的偏差进行修正，通过设在掩护支架框架和工作面输送机 之间的悬臂控制器引发刨煤机的高度控制，其中，在位置同步分析的意义下，保留所引发的 刨煤机的高度控制，直到以时间上的延迟跟随刨煤机的掩护支架框架达到刨煤机在引发所 述高度控制的时间点所在的位置。本发明的优点是，首先由于可以比较低的费用求得掩护架高度，可以足够的精确 性和可靠性提供一种参数供长壁控制使用。另一参数在于通过刨煤机的设计所形成的刨煤 机的切削高度，所述切削高度大约和根据矿藏数据所期待的用于开采所显露出的煤层的厚 度相符。只要在计算机单元中确定在切削高度和掩护架高度之间存在显著偏差，则通过对 悬臂控制器的相应设定就可自动地改变刨煤机的高度控制。只要在刨煤机作业中在刨煤 机的切削轨迹和底部滑架的尖端，或掩护支架框架的形成用于悬臂控制器的铰接的单个滑 架的端部之间存在大的间距，则形成相应长的控制死时，直到在掩护支架框架上所确定的 掩护架高度对在工作面输送机上所进行的用于刨煤机的高度控制脉冲起反应。在这种情 况中完全的掩护架高度反应是在刨煤机的高度控制脉冲开始之后5-7个步进过程才进行。 然后，通过切削高度和掩护架高度的比较和通过确定掩护支架框架在空间中的位置，并用 因此通过确定工作面开口进行如此的检查，用于平衡所识别的偏差和用于改变工作面开口 而对刨煤机的高度控制所引入的变化进展到什么程度。在这段步进行程期间，从掩护支架 框架的底部滑架的所在地一在此所在地开始高度位置的改变一直到底部滑架的新的所在 地一在此所在地底部滑架达刨煤机以改变了的高度控制所切削的区域一不应改变已引入 的高度控制，虽然在这一行程期间已确定存在有差别。在这方面根据本发明规定，在位置同 步分析的意义下保持刨煤机已引入的高度控制，直到时间延迟地跟随刨煤机的掩护支架框 架到达在高度控制开始的时间点时所述刨煤机所在的位置。根据本发明的所述措施有关下述信息是可能的，即由刨煤机切削完的切削高度是 否也和以后在该地的掩护架高度相符，或者可能出现的上覆层崩塌，或者出现的收敛会导 致掩护架高度向上或者向下与切削高度有偏差。在随后的刨煤机的掘进中通过改变刨煤机 的高度控制时应对其加以考虑。同样，当通过凹部和/或鞍部时也应考虑所述偏差。在这 方面根据本发明的方法主要是使用所求出的掩护架高度，为的是包括刨煤机的切削高度在 内地建立用于控制开采工作和支架工作的控制回路。所述控制回路在使用它时会导致自动 保持确定的工作面开口。在这种情况中可合适地将顶梁上边缘至下滑架边缘之间的垂直于 基床的掩护架高度用作工作面高度的指标。掩护架支柱区域中的掩护架高度也适用于相应 的掩护支架框架的高度控制的控制参数，因为否则顶梁和底部滑架之间的相对角度在单个 的高度适配阶段会导致相对于顶梁尖端强烈的高度变化。在这方面下述做法是合适的，即 求出任意部位的顶梁和底部滑架之间的掩护架高度，并且将最适合相应方法的部位用于高
5度控制。在控制的框架内系统的控制特性可通过在计算机单元中存储的，且可自学习的算 法最佳化，因为纯几何增量的做法并不能模拟所有在实际情况中出现的效果，例如底部刀 具状况、在不同的下盘特性中的刨煤机的控制特性、向上影响、机械装置的机械间隙。在这 方面在计算机支持的控制的框架内进行检查，通过对刨煤机的高度控制的变化是否实际达 到有意的工作面开口，并且在计算时和规定以后的高度控制变化时要考虑在引入的高度控 制变化的目标预值和实现出现的工作面开口之间的偏差。按照本发明的一种实施例，使用具有分体式的底部滑架的掩护支架框架。在所述 掩护支架框架中将掩护支架框架的步进机构设置在两个单个的底部滑架之间，这样，与彼 此相连接的底部滑架不同之处是掩护支架框架的这两个单个滑架可彼此分开地收缩，这样 就能进行所谓的大象步步进，用作步进控制。在这样，特别是对于刨煤运行典型的较薄煤层 厚度中所使用的掩护支架框架中，在两个单个滑架中分别设置倾斜传感器。为此可以规定，从掩护支架框架的顶梁、采空区掩护架和左、右单个滑架的测量倾 斜角中为这两个单个滑架的每个计算出相应的掩护架高度，其中可以规定，为掩护支架框 架所求得的掩护架高度可以从为两个单个滑架计算的掩护架高度值的平均值中计算出。然 而，对于识别由支柱支起(Stempelaufsetzer)所引发的问题，或者对于分析在掩护支架框 架中是否达到了设定上限，还需要根据在单个滑架上所检测到的倾斜角为右边的和左边的 半防掩护架的掩护架高度进行单独计算。只要按照本发明的一种实施例规定，在工作面输送机上设置倾斜传感器，并且测 定沿开采方向工作面输送机的倾斜角，则在工作面输送机上设置的倾斜传感器显示出刨煤 机的控制方向，并且在这方面为单个的控制步骤提供基础。特别是按照本发明一种实施方式规定，根据沿开采方向测得的工作面输送机的倾 斜角求出掩护支架框架的顶梁和工作面输送机之间的角度差，并且用于计算要由刨煤机形 成的工作面开口。采用示出角度差的方法可对下述情况进行说明，即是否在下一开采进程 或者支架步骤期间要扩大或者缩小工作面开口，并且因此能够如此地建立刨煤机的高度控 制，即产生规定的工作面开口的额定高度。根据按照本发明规定的应经常地对实际掩护架高度进行监控，当刨煤机从掩护支 架框架旁经过时要检查，是否根据额定掩护架高度保持着由刨煤机产生的工作面开口，或 者是否产生向上或者向下的偏差。可根据所述偏差对刨煤机的进行自动的高度控制，其中， 为了按照本发明的实施例对刨煤机的高度进行控制，可以公开的方式通过悬臂控制器的控 制沿开采方向开始刨煤机的下沉运动，或者开始爬升运动。下述做法是有利的，即刨煤机的高度控制程序是在完整的，并且通常沿着在其延 伸中未受损伤的上覆层边界层中实施，而底部滑架通常不是在自然的下盘上步进，而是沿 着由刨煤机的底部刀具切削完的水平面上步进。此外，在安装掩护支架框架时由于底部滑 架的表面压力高，且在底部滑架的尖端附近出现压力峰值，所以经常出现下沉到人为造成 的下盘中的情况。在这种情况中底部滑架的下沉不是与煤层平行的，而是由于在底部滑架 上的压力分布在底部滑架的尖端下沉更为剧烈，这样，底部滑架进行一种转动。在这方面按照本发明的一种实施例也规定，当附加地或者代替将在未受扰动的上 覆层上滑行的顶梁的倾斜角用作控制参数，也可求出掩护支架框架的底部滑架或者相应的单个滑架和工作面输送机之间的角度差，并且用于计算要由刨煤机产生的工作面开口。当 底部滑架无大问题在下盘上行驶时，在考虑已求出的滑架倾斜的情况下对掩护支架框架进 行控制就足够了。然后在这方面不需要求出滑架角度。通常和必然地当驶过沿开采方向出现的凹部和/或鞍部时需要对刨煤机进行控 制。这样，例如通过在掩护支架框架的紧靠在上覆层上的顶梁的已确定的倾斜的变化识别 出已驶近鞍部。从掩护支架的两个前进步骤之间的倾斜变化的大小可为有关的掩护支架框 架的每个其它的步进过程计算出减小高度意义上的高度变化。为了将工作面开口保持在规 定的额定水平，并且防止工作面开口的减小，在刨煤机中例如引入下沉运动意义的高度控 制运动，紧接着在越过鞍部高点之前可识别出顶梁相对于水平面的倾斜的变化。将这种倾 斜的变化及时地和刨煤机的高度控制相适配地用于检测刨煤作业，这样，在驶过鞍部时也 能保持工作面开口的额定高度。然而在驶过凹部时需要设定具有相反特征的相应的控制过 程。在驶过凹部时方向流程原则上相同。在这方面按照本发明的一种实施例规定，通过求 出沿开采方向掩护支架框架的顶梁的倾斜，确定沿开采方向的凹部和/或鞍部的走向，并 且通过在规定的时间段内确定的顶梁的倾斜的变化，预计工作面开口的变化，并且相应地 设定刨煤机的高度控制。在掩护支架框架上设置的倾斜传感器也给出横交于开采方向的掩护支架框架的 倾斜的尺寸，因为沿刨煤机的行驶方向在长壁延伸内鞍部和凹部也可能是很明显的。因为 上覆层和下盘沿长壁涵洞的纵向方向的走向可从掩护支架框架的横向倾斜中推导出，所以 按照本发明的一个实施例规定，通过求出单个的掩护支架框架横交于开采方向的倾斜确定 沿刨煤机的回采方向的凹部和/或鞍部的走向，并且如此地设定刨煤机的高度控制，即确 保在掩护支架框架上刨煤机有足够的通过高度。由于出现收敛会叠加于额定掩护架高度和实际掩护架高度的比较。这种收敛与所 使用的掩护支架的支撑作用相反地减小切削完的工作面开口。这样按照本发明的一种实施 例规定，当低于切削高度的数值时通过掩护架高度求出出现的收敛，并且例如通过刨煤机 的相应的下沉运动用下盘切削对所述收敛进行补偿。在这种情况中，在本发明的专门的实 施方式中规定，在已计划的作业停止状态时将工作面开口义扩大，扩大量相当于在作业停 止期间所预期的收敛。按照本发明的一种实施例可以规定，当刨煤机在从单个的掩护支架框架经过期间 对刨煤机驱动器的功率消耗进行检测，并且记录下来，并且在计算机单元中进行分析，即在 单个的长壁区段，根据在从煤层到下盘的边界层上的正常功率消耗刨煤机能跑多远，或者 是否高的功率消耗是表示刨煤机的下盘切削。如果掩护架高度和从矿藏数据获得的可供使 用的煤层厚度相符，则这种附加信息是非常有用的，按照所述附加信息刨煤机在下盘的边 界层上运行。当例如虽然掩护架高度和煤层厚度相符，但是阶段性地通过刨煤机的高功率 需求即可识别出很显然也一起切削了下盘，这样，必须沿着更小的工作面开口方向对刨煤 机的切削导向进行调配，以避免继续一起切削下盘。相反地也可识别出太小的工作面高度， 当未达到下盘的下面的边界层时，并且因此存在下盘上积煤的危险，也就是说没有掘进到 直到下盘层的整个煤层。这样做的结果是不仅损失了高价值的煤，而且也有可能在被丢弃 的煤层中发生燃烧的危险。按照本发明的一种实施例规定，将加速度传感器用作倾斜传感器。所述加速度传
7感器通过与重力加速度的偏差来检测空间中的加速度传感器的角度位置。在这方面物理地 确定相对于垂线的角度。所述角度可换算成掩护架构件相对于水平面倾斜的倾斜角。在这 种情况中为了消除由于所采用的构件的振动所引起的误差可以规定，借助一种合适的减振 方法检查由加速度传感器所检测到的测量值，并且加以修正。图中示出本发明的实施例。下面对所述实施例进行说明。所述附图是
图1 掩护支架框架的侧面简图。图2a_c 具有不同设计的底部滑架的掩护支架框架的前视图。图3 具有图1和图2的刨煤机、工作面输送机和掩护支架框架的长壁装备的简 图。图1示出的掩护支架框架10包括底部滑架11，在所述底部滑架上平行布局地设置 有两个支柱12。在图中只能看到其中的一个支柱，并且在该支柱的上端部支承着顶梁13。 所述顶梁13在它的前(左)端部朝还待说明的采煤机方向伸出，在顶梁13的后(右)端 部借助铰链15铰接着采空区掩护架14，其中，所述采空区掩护架被在侧面图2中设置在底 部滑架11上的支承导杆16支承着。在掩护支架框架10上在所示的实施例中设置了三个 倾斜传感器17，一个倾斜传感器17设置在底部滑架11上、一个倾斜传感器设置在顶梁13 的后部区域中的铰链15的附近，一个倾斜传感器17设置在采空区掩护架14上。如未进一 步示出的也可在掩护支架框架10的第四个运动的部件上也设置一个倾斜传感器，其中，在 这四个可能的倾斜传感器17中必须分别安装三个倾斜传感器，以便用由它们所检测到的 倾斜值确定掩护支架框架在开采空间中的位置。在这方面本发明并不局限于倾斜传感器在 图1中所示出的具体布局，而是本发明包括在掩护支架框架的四个运动的构件上的三个倾 斜传感器的所有可能的组合。在计算机单元中可根据已知的并且在其中存储的确定在步进期间构件的几何取 向及其运动的运动数据，分别按照底部滑架11、采空区掩护架14以及顶梁13彼此间的位 置求出高度Iiph2以及h3，其中，高度Ill用于求出工作面开口 30的垂直于基床的高度，高度 h2为当掩护支架框架完全伸出时可能超高的尺度，或者冲击危险(Aufsetzergefahr)的尺 度，而高度h3可用于考察其收敛。可借助倾斜传感器17的测量值求出高度h”，其 中，将由所述传感器17测得的值在所述计算机单元中与在其中存储的用于构件的几何取 向及其运动数据的基本参数进行相互比较。为此规定，单个的掩护支架框架10在其安装到 长壁装备中之后要进行校准，其做法是，借助手持式测斜仪在安装位置时对顶梁13、采空区 掩护架14和底部滑架11进行测量，并且将测量值输入到掩护支架框架10的相应的控制器 中。只要在掩护架控制器中显示出高度值I^h2和h3，就可用卷尺对所述高度值进行再次测 量，然后对倾斜传感器相应地进行校准。如图3所示，所示的掩护支架框架10固定在工作面输送机20上。所述工作面输 送机20具有用于沿着工作面输送机20可运行的刨煤机22的刨煤机导向装置21。在图3 中用附图标记24表示上覆层，用附图标记25表示煤层23的下盘。工作面输送机20借助悬臂控制器26和所配属的掩护支架框架10连接，其中，通 过悬臂控制器26可对工作面输送机20在它的位置上沿开采方向相对于水平面进行设定， 这样，在工作面输送机20上通过用于悬臂控制器26的支架侧的止挡的抬起和下降，可使刨 煤机作下沉运动或者作爬升运动。为了确定工作面输送机20的位置和为了对所设定的高
8度控制进行监控，在工作面输送机20上设置倾斜传感器27。在图1的侧视图中所示出的掩护支架框架10在它的底部滑架方面主要有三个结 构形式。首先从图2a可以看出底部滑架11由两个部分滑架构成。然而所述部分滑架通过 固定的钢结构28彼此固定连接，这样就形成了一种所谓的“隧道式滑架”。这种隧道式滑架 虽然具有较好的高度移动性，然而表面压力较高，并且因此两个部分滑架有下沉到下盘中 的趋势。代替地根据图2b底部滑架可以具有两个部分滑架。这两个部分滑架通过底板29 彼此连接，这样就为底部滑架产生更大的支承表面。通过这一措施减小了表面压力，并且因 此也减小了特别是在滑架尖端区域内掩护支架框架压入到下盘中的倾向。然而这种结构形 式限制了掩护架高度快速变化的灵活性，因为特别是在掩护架高度快速扩大时步进机构37 不能跟上快速下沉的工作面输送机，因为然后步进机构就紧贴在封闭的底板29上，这限制 了高度适配的可能性。最后在图2c中示出了一种实施方式。当煤层厚度较小时，如大约小于1. 5米厚进 行刨煤作业时，优选地采用这种实施方式。在这种设计中设置分体式的单个滑架35和36。 在这两个滑架中间如此地设置步进机构37，即按步进方向右边的单个滑架35可和按步进 方向左边的单个滑架36无关地抬起。单个滑架35和36的分开使得掩护支架框架10能够 以所谓的大象步步进。借助这种大象步步进可以防止两个单个滑架35和36沉入下盘25 中，并且防止在单个滑架35和36前面矿石的堆积和滑动。这种矿石当没有采取预防措施 时在一定的作业条件下不能足够快地朝采空区排走，并且越来越妨碍步进过程，或者甚至 在后面的生产阶段阻碍步进过程。在步进过程中通过它的两个支柱12的收缩，掩护支架框 架10首先是卸载。然而紧接着那个和其中一个单个滑架相连接的支柱继续收缩，这样相关 的单个滑架进一步抬起，并且在掩护支架框架前进时可在位于下盘上的矿石上滑行。当掩 护支架框架安置时有关的单个滑架位于提高的水平上。然后在下一步进过程中交替地用另 一单个滑架重复相同的循环，这样以“踏步走”的形式完成单个的步进过程。采用同一技术 也可将下沉到下盘的单个滑架重新提升到下盘水平。在图3中简图示出，顶梁13紧靠在煤层23的未受破坏的上覆层24上。只是为了 说明高度控制在图3中示范性地示出，在从图3可看出的位置中刨煤机在进行下沉运动，其 做法是借助悬臂控制器26将工作面输送机20稍微抬起。刨煤机稍微地切入到下盘25中， 这样掩护支架框架10的仍然处于下盘25的原始水平的底部滑架11和由刨煤机22切削的 下盘水平出现角度差α。通过所述角度差α和由在掩护支架框架10上的倾斜传感器17 所检测到的掩护架构件的位置可计算出当刨煤机22继续开采时工作面开口的变化。根据实际掩护架高度的连续观察和它在时间轴上的发展，可分别求出所述掩护架 高度是否和从提供使用的矿藏数据所获得的在所开采区域中的煤层23的厚度相应，确切 地说包括来自设在刨煤机22上的边界层识别器的信息，是否刨煤机22处在旁边岩石中，优 选地在下盘25中进行切削或不是。因此在考虑所有三个数据组的情况下才可将对开采工 作和支架工作的控制建立在可靠的基础上。只要对刨煤机22的高度进行如此的控制，即一方面避免切到上覆层24中，并且另 一方面避免和长壁装备的单个的掩护支架框架10的顶梁13接触，则可设置传感器，以识别 刨煤机22的这种类型所不希望的接触，因为也可将确定这种类型的接触作为控制数据补充地加入方法控制中。这样，当刨煤机22从掩护支架框架10经过时就会识别到顶梁或者掩 护架梁接触。其做法是首先刨煤机驱动功率的功率峰值表示刨煤机22的(制动的)接触， 由于出现复位力矩的提高在工作面输送机20和掩护支架框架10之间的悬臂缸的压力快速 提高，由于复位力矩的提高，相关悬臂缸的行程多于通常行程地表现出快速的弹性的退让， 和/或在输送机20上的倾斜传感器27经历强烈加速的快速的角度变化。因此使用上述指示可以识别刨煤机22的顶部刀具的顶梁或掩护架梁接触。这点 特别是当煤层厚度小时可特别有利地用于控制开采工作和支架工作，因为在出现所述接触 时，刨煤机的高度控制会自动地进行下沉运动，这样在必要时在容忍切削下盘的情况下，避 免顶梁或在掩护架梁区域中的这种类型的 不希望的接触。在上述说明书、权利要求书和说明书摘要中所公开的本资料的主题的特征可单个 地，也可相互组合地以它们不同的实施方式用于实现本发明。
权利要求
用于在地下煤矿开采的具有工作面输送机(20)、至少一个在所述的工作面输送机(20)上导引且用作采煤机的刨煤机(22)以及液压式掩护支架的长壁式开采作业中自动建立确定的工作面开口的方法，在此方法中，借助于安装在每个掩护支架框架(10)的四个主构件，如底部滑架(11)、采空区掩护架(14)、支承导杆(16)以及顶梁(13)的采空区侧的区域，的其中至少三个上的倾斜传感器(17)求出掩护架构件相对水平面的倾斜，并且由测得的数据在计算机单元中通过与储存在其中的、确定在步进期间构件的几何取向及其的运动的基础数据进行比较，计算出掩护支架框架(10)的分别垂直于基床的掩护架高度(31)，并且在所述方法中，将所求出的掩护支架框架(10)的掩护架高度和刨煤机(22)的与机器有关的固定的切削高度进行比较，并且在此方法中，为了对已确定的偏差进行修正，通过设在掩护支架框架(10)和工作面输送机(20)之间的悬臂控制器(26)引发刨煤机(22)的高度控制，其中，在位置同步分析的意义下，保留所引发的刨煤机(22)的高度控制，直到以时间上的延迟跟随刨煤机(22)的掩护支架框架(10)达到刨煤机(22)在引发所述高度控制的时间点所在的位置。
2.按照权利要求1所述的方法，其中使用具有分体式的底部滑架的掩护支架框架 (10)，其中，在掩护支架框架(10)的两个单个滑架(35，36)之间设置掩护支架框架的步进 机构(37)，并且在两个单个滑架(35、36)上分别设置倾斜传感器(17)。
3.按照权利要求2所述的方法，其中从为掩护支架框架(10)的顶梁(13)、采空区掩护 架(14)和右侧的单个滑架(35)和左侧的单个滑架(36)的测得的倾斜角中，为所述两个单 个滑架(35、36)中的每个单个滑架计算出相应的掩护架高度。
4.按照权利要求3所述的方法，其中从为两个单个滑架(35、36)所计算的掩护架高度 值的平均值中，计算出用于掩护支架框架(10)的掩护架高度。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在工作面输送机(20)上设置倾斜传 感器(27)，并且求出工作面输送机(20)沿开采方向的倾斜角。
6.按照权利要求5所述的方法，其中根据沿开采方向测得的工作面输送机(20)的倾斜 角，求出掩护支架框架(10)的顶梁(13)和工作面输送机(20)之间的角度差，并且用于计 算要由刨煤机(22)形成的工作面开口。
7.按照权利要求5所述的方法，其中根据沿开采方向测得的工作面输送机的倾斜角， 求出掩护支架框架(10)的底部滑架(11)或底部滑架的单个滑架(35、36)与工作面输送机 (20)之间的角度差(α )，并且用于计算要由刨煤机(22)形成的工作面开口。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其中通过悬臂控制器(26)通过使刨煤机 (22)沿开采方向进行下沉运动借助下盘切削来实现刨煤机(22)的高度控制。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其中通过悬臂控制器(26)通过使刨煤机 (22)沿开采方向进行爬升运动实现刨煤机(22)的高度控制。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的方法，其中通过求出掩护支架框架(10)的顶 梁(13)沿开采方向的倾斜，确定沿开采方向凹部和/或鞍部的走向，并且通过在预先规定 的时间段中确定的顶梁(13)的倾斜的变化，预先计算工作面开口的变化，并且相应地设定 刨煤机(22)的高度控制。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其中通过求出单个掩护支架框架(10) 横交于开采方向的倾斜，确定刨煤机(22)的凹部和/或鞍部沿回采方向的走向，并且设定刨煤机(22)的高度控制，从而确保刨煤机(22)在掩护支架框架(10)上有足够的通过高度。
12.按照权利要求1至11中任一项所述的方法，其中当掩护支架框架(10)的掩护架高 度低于刨煤机(22)的切削高度的数值时，求出出现的收敛，并且通过刨煤机(22)的相应的 下沉运动借助下盘切削对所述收敛进行补偿。
13.按照权利要求12所述的方法，其中在计划的作业停止状态的情况下扩大工作面开 口，扩大量相当于在作业停止状态期间所期望的收敛。
14.按照权利要求13所述的方法，其中检测刨煤机(22)经过单个的掩护支架框架 (10)时用于刨煤机(22)的刨煤机驱动器的功率消耗，并且加以记录，并且在计算机单元中 进行分析，根据在从煤层(23)到下盘(25)的边界层上的正常功率消耗，所述刨煤机(22) 在单个的长壁区段中能跑多远，或者是否高的功率消耗表示刨煤机(22)的下盘切削。
15.按照权利要求1至14中任一项所述的方法，其中使用加速度传感器作为倾斜传感 器(17)，它通过与重力加速度的偏差来检测加速度传感器在空间中的角度位置。
16.按照权利要求15所述的方法，其中为了消除由于所采用的构件的振动所引起的误 差，借助合适的减振方法检验由加速度传感器检测到的测量值，并且加以修正。
全文摘要
本发明涉及一种用于在地下煤矿开采的具有工作面输送机(20)、至少一个在所述的工作面输送机(20)上导引且用作采煤机的刨煤机(22)以及液压式掩护支架的长壁式开采作业中自动建立确定的工作面开口的方法，在此方法中，借助在每个掩护支架框架(10)的四个主构件的其中至少三个上设置的倾斜传感器(17)检测掩护支架相对于水平面的倾斜，并且在计算机单元中计算出掩护支架框架(10)的分别垂直于基床的掩护架高度(31)，并且在所述方法中将所求出的掩护支架框架的掩护架高度和刨煤机(22)的切削高度进行比较，并且为了对已确定的偏差进行修正，引入了通过在掩护支架框架(10)和工作面输送机(20)之间的悬臂控制器(26)引入刨煤机(22)的高度控制。
文档编号E21D23/12GK101970796SQ200880127129
公开日2011年2月9日 申请日期2008年2月19日 优先权日2008年2月19日
发明者A·莫扎尔, M·容克尔 申请人:拉格股份公司