专利名称：用于操纵采掘机切割器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于操纵采掘机切割器的方法，其中，所述采掘机是具有被布置 来沿着被切割的矿物工祖(face)前进的主体的种类，该主体在任何一端都具有可转动地 安装在主体上的摇臂(ranging arm)，并且每一个臂承载可旋转的切割滚筒。这种机器被称 为双端测距滚筒截矿机(shearer)。
背景技术：
已知用于切割和提取所要的矿物的许多装置，但是具体用于采煤的一种常用形式 是使用测距滚筒机器，该机器在任何一端具有摇臂，其中，在可转动地紧固到机器的主体的 每一个摇臂的端部处，具有多个切割齿的切割滚筒可进行旋转。机器的主体沿着工祖移动， 并且每一个旋转滚筒从该工祖切割材料。这种类型的机器被操纵来通过调整摇臂的转动控制，使得滚筒始终能够在采掘工 祖层(seam)内进行切割。查看滚筒的前进和层的技术人员可以人工地进行该种操作，但是 也可以使用自动装置，因为灰尘的产生和喷水会影响操作员观察滚筒。该种机器承载有在机器上安装的多个传感器，该传感器被适配来测量采掘操作的 不同参数，并且产生用于表示所述参数的电信号。例如，该传感器中的一些可以被布置来沿 着工祖测量机器的纵摇和横摇，其他传感器可以被布置来测量机器的移动量和方向，并且 另外传感器可以被布置来测量前后摇臂相对于机器的位置。当操纵切割机器时，重要的是 保证机器不进入在采掘工祖层的任何一侧上的地层(strata)内。因此，通常留下几个英寸 的被切割的材料，以形成顶部和底部，以便在切割机器的路径上的任何微小改变仅改变所 剩下的顶部和底部的厚度，而不会切割到邻接的地层内。长壁工祖的巷道内端通常比采掘工祖的其余部分在采掘底部上更高，因为传送床 必须通过在采掘工祖的巷道内端的传输驱动装置来升高。这导致截矿机在巷道内端被抬 高。结果，截矿机操作员必须在巷道内端较低地来转动摇臂，以便仍然有效地从采掘工祖采
iS ο当操作员将摇臂留在较低的位置，并且试图离开巷道内端区域时会产生问题。如 果发生这一问题，则摇臂在底切极限之下，并且切割机器可以切入采掘底部，导致可能对机 器产生损害。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种改进的方法，用于操纵采掘机的后滚筒，以便帮助 降低操作员底切在采掘工祖之下的材料的可能。本公开的另一个目的是限制除了在采掘工祖的内端(被称为巷道，诸如头巷道和 尾巷道、内端)，在下文中，称为工祖的矿脉走向(rim offace)之外的工祖上的底切量，同 时仍然允许在巷道内端中的完全底切。一种控制系统，其监控每一个摇臂相对于机器的主框架的角度。当机器在沿着工
4祖的限定区域中时，如果臂的角度被操作员命令低于被称为底切极限的参数限定的设定点 时，控制系统不允许该臂更低。当从任何巷道内端进入工祖的矿脉走向内时，如果摇臂的 任何一个在设定点之下，则截矿机的水平移动停止，并且产生警告消息，并且警告灯开始闪 烁，以警告操作员他必须在可以启动截矿机的水平移动之前抬高臂。该机器包括摇臂测斜器、纵摇和横摇传感器、和d-齿轮传感器。
图1是被称为长壁截矿机的切割机器的透视图，长壁截矿机被示出为沿着铠装 (armor)的工祖传送器行进。图2是在图1中所示的截矿机以及摇臂相对于机器的位置的透视图，其中，箭头指 示机器的横摇和纵摇。图3是长壁工祖的示意图示。图4是示出底切保护程序64的流程图。图5是在图4中所示的巷道内端处理70的流程图。图6是在图5中所示的悬臂角度运输(boom angle tram)处理76的流程图。图7是在图5中所示的监控器运输锁定处理78的流程图。图8是在图7中所示的左悬臂极限处理73的流程图。图9是在图7中所示的右悬臂极限处理74的流程图。在详细描述本公开的一个实施例之前，应当明白，本公开在其应用上不限于在下 面的描述中给出或在附图中图示的部件的构造和布置的细节。本公开能够具有其他实施 例，并且能够以各种方式来实施或执行。而且，应当明白，在此使用的用语和术语用于描述 的目的，而不应当看作用于限制的目的。在此使用的“包括”和“包含”及其变化的使用表 示涵盖其后列出的项和其等同物，以及另外的项。在此使用的“由...组成”及其变化的使 用表示仅涵盖其后列出的项及其等同物。而且，应当明白，诸如“向前”、“向后”、“向左”、“向 右”、“向上”和“向下”等的术语是方便的词汇，并且不应当被理解为是限制术语。
具体实施例方式在图1中图示一种类型的采掘设备11，其包括具有截矿机沈形式的移动采掘或 切割机器，截矿机26具有可旋转的切割或采掘头34，该可旋转的切割或采掘头34配备了 多个切割钻头38，多个切割钻头38被用来从层(未示出)取出媒。切割头34附接到移动 悬臂装置42，移动悬臂装置42使得能够相对于采掘底部来调整切割头34的位置。当切割 头34旋转和前进到层内时，从采掘工祖移走煤，并且在采煤设备11的收集和传送设备36 上接收煤。传送设备36将采掘的材料排出到分离的独立传输设备或移动传输设备(未示 出)上，以最终传送出矿区。前切割头34切割层的顶部部分，并且后切割头提取剩余部分。 切割机器当它切割时以传统的方式沿着铠装的传输器被拖拉。在一些情况下，操作员(未示出)手动地沿着采掘工祖60(参见图幻移动截矿机， 并且，控制摇臂42的位置。操作员与机器交互，由此向机器控制器或控制系统52提供操作 员输入。机器控制器52在与底切保护程序64(参见图4)交互后，引起机器水平移动(运 输(tramming))和摇臂移动。
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为了限制对于切割机器沈的损害，本公开提供了一种用于限制采掘头34与采掘 底部或长壁系统(未示出)的其他部分的偶然接触的方法。所述方法被以软件实现在机器 控制器52中，并且使用在图4至9中所示的流程图。概括地，底切保护程序64确定在特定采掘工祖上的特定机器的底切极限是什么， 由机器操作员初始设置的值是什么。然后通过下述方式来确定摇臂相对于机器的位置即， 通过确定摇臂相对于机器的位置，通过确定机器的横摇，和通过确定机器的移动和方向来 确定摇臂相对于机器的位置。如果机器离开巷道内端，并且摇臂的位置在底切极限之下，则 停止机器的移动。沿着采掘工祖来对齐覆盖和保护长壁截矿机沈的顶部防护物68 (在图3中示意 地示出)。已知防护物的数量，并且，也已知接近长壁工祖的巷道内端的防护物。在工祖的 矿脉走向和巷道内端之间存在的防护物也是已知的，并且限定巷道内端开始和工祖的矿脉 走向结束的位置，反之亦然。更具体地，采掘机沈包括安装在机器上的多个传感器装置，并且被用来测量采掘 操作的不同参数，并产生用于表示所述参数的电信号。作为安装在每一个摇臂42的转动点 处的测斜器56的所述传感器装置的第一个被布置来测量所述臂的每一个相对于机器沈的 位置，并且，作为安装在截矿机驱动齿轮上的传感器55的第二传感器装置被布置来测量机 器26的移动和方向。作为纵摇和横摇传感器M的第三传感器装置被布置来测量机器沈 的沿着的工祖的横摇(参见图2)。如果期望，当确定摇臂相对于采掘底部的位置时，也可以 考虑机器纵摇(未示出)。更具体地，所述方法包括步骤从第一和第二传感器装置来建立用于指示机器的 移动方向和机器相对于采掘工祖的位置的电信号，和用于指示摇臂相对于机器的位置的电 信号；并且，在所述机器控制器中处理所述电信号以确定机器是否离开巷道内端，并且如果 摇臂的位置低于底切极限，则停止机器的移动。图4-9更详细地描述了本公开的底切保护程序的细节。更具体地，开始将初始参 数设置为启动底切保护程序64的一个初始参数。当设置了这个参数时，所述程序运行以确 定截矿机是否在工祖的矿脉走向上。通过比较当前顶部防护物数量与在工祖的巷道内端存 在的防护物数量(CurrentSupport > = HeadgateUndercutShield)来实现以上确定，如图3 中所示。如果截矿机沈在工祖的矿脉走向上，则所述程序通过执行左悬臂极限处理73和 右悬臂极限处理74来限制摇臂或悬臂(boom)，使其不在底切极限之下。如果截矿机不在工 祖的矿脉走向上，则所述程序执行巷道内端处理70。当程序64执行巷道内端处理70时，程序首先查看截矿机在什么方向上行进。如 果通过查看特定的顶部支持防护物的数量来确定截矿机沈正在离开巷道内端，则进行悬 臂角度运输处理76和监控器运输锁定处理78。首先执行悬臂角度运输处理76，并且悬臂 角度运输处理76考虑到由机器横摇(MachineRollAngle+RolIOffset)校正的初始偏移值 (LeftBoomOffset)来查看摇臂位置(LeftBoomAngle)。然后将这个值与底切极限作比较 (MaxUndercutAngle)，并且如果该值小于那个极限，则停止切割器的运输或移动。所述程 序然后执行监控器运输锁定处理，其中，再一次查看悬臂角，直到悬臂角不再在底切极限之 下。如果悬臂角不再在底切极限之下，则取消运输锁定，并且然后允许机器行进到工祖的矿 脉走向内。
如果软件将机器停止，则在截矿机的状态屏幕上的消息描述已经超过了底切极 限。并且对在机器上的某个灯进行闪烁，但是不是所有的机器都具有灯。机器将正常地运 行，但是不恢复运输，直到摇臂被抬高到高于参数限制。警告消息是“运输被禁止——摇臂 在底切极限之下”。帮助文本用于描述控制系统已经检测到摇臂已经达到了在工祖的矿脉 走向中的底切极限。通过参数来定义最大底切角。指示底切情况的控制器的可能起因是操作员已经将摇臂降低得太多，或摇臂测斜 器不能进行校准，或纵摇/横摇传感器不能进行校准。在所附的权利要求中给出了本公开的各种其他特征。
权利要求
1.一种操纵双端采掘机的尾部滚筒的方法，其中，所述采掘机是具有被布置来沿着被 切割的矿物工祖前进的主体的种类，所述主体在其任何一端都具有可转动地安装在主体上 的摇臂，并且每一个臂承载有可旋转的切割滚筒，多个传感器装置被安装在所述机器上，并 且被用来测量所述采掘操作的不同参数，以及产生用于表示所述参数的信号，所述传感器装置的第一传感器装置被布置来测量所述臂的每一个相对于所述机器的 位置，第二传感器装置被布置来测量所述机器的移动和方向，所述方法包括步骤从第一和第二传感器装置来建立用于指示所述机器的移动方向和 所述机器相对于所述矿物工祖的位置的信号，和用于指示所述摇臂相对于矿物底部的位置 的信号；并且，处理所述信号以确定所述机器是否离开所述矿物工祖的巷道内端，并且如果 所述摇臂的位置低于底切极限，则停止所述机器的移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述摇臂不再在所述底切极限之下时，所述机 器的移动恢复。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述采掘机在除了巷道内端之外的位置时，当 摇臂达到所述底切极限时，停止所述摇臂的移动。
4.一种操纵双端采掘机的尾部滚筒的方法，其中，所述采掘机是具有被布置来沿着被 切割的矿物工祖前进的主体的种类，所述主体在其任何一端都具有可转动地安装在主体上 的摇臂，并且每一个臂承载有可旋转的切割滚筒，多个传感器装置被安装在所述机器上，并 且被用来测量所述采掘操作的不同参数，并且产生用于表示所述参数的电信号，所述传感器装置的第一传感器装置被布置来测量所述臂的每一个相对于所述机器的 位置，第二传感器装置被布置来测量所述机器的移动和方向，所述传感器装置的第三传感器装置被布置来测量所述机器的沿着工祖的横摇，所述方法包括步骤从第一和第二传感器装置来建立用于指示所述机器的移动方向和 所述机器相对于所述矿物工祖的位置的电信号，和用于指示所述摇臂相对于所述矿物底部 的位置的电信号；并且，处理所述电信号以确定所述机器是否离开所述矿物工祖的巷道内 端，并且如果所述摇臂的位置低于底切极限，则停止所述机器的移动。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述摇臂不再在所述底切极限之下时，所述机 器的移动恢复。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述采掘机在除了巷道内端之外的位置时，当 摇臂达到所述底切极限时，停止所述摇臂的移动。
7.一种操纵双端采掘机的尾部滚筒的方法，其中，所述采掘机是具有被布置来沿着被 切割的矿物工祖前进的主体的种类，所述主体在其任何一端都具有可转动地安装在主体上 的摇臂，并且每一个臂承载有可旋转的切割滚筒，多个传感器装置被安装在所述机器上，并 且被用来测量所述采掘操作的不同参数，并且产生用于表示所述参数的信号，所述传感器装置的第一传感器装置被布置来测量所述臂的每一个相对于所述机器的 位置，第二传感器装置被布置来测量所述机器的移动和方向，所述方法包括步骤从第一和第二传感器装置来建立用于指示所述机器的移动方向和所述机器相对于矿物工祖的位置的信号，和用于指示摇臂相对于矿物底部的位置的信号； 并且，处理所述信号以确定所述机器是否离开所述矿物工祖的巷道内端，并且如果所述摇 臂的位置低于底切极限，则停止所述机器的移动，并且当所述摇臂不再在所述底切极限之 下时恢复所述机器的移动，并且当所述采掘机在除了巷道内端之外的位置时，当所述摇臂 达到所述底切极限时，停止所述摇臂的移动。
全文摘要
本发明涉及一种用于操纵采掘机切割器的方法。一种控制系统，其监控每一个摇臂相对于机器的主框架的角度。在所述机器沿着工祖位于限定的区域中时，如果检测到臂的角度低于被称为底切极限的参数限定的设定点，则控制系统不允许臂进一步降低。当从巷道内端进入工祖的矿脉走向时，如果摇臂的任何一个低于设定点，则停止截矿机的水平移动，并且产生警告消息，以及警告灯开始闪烁，以警告操作员必须在可以启动截矿机的水平移动之前抬起所述臂。
文档编号E21C31/02GK102061914SQ201010551160
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者格里高利·S·威尔森, 爱德华·F·尼德赖特 申请人:乔伊·姆·特拉华公司