专利名称：以确定的刨削深度开采煤矿层的方法
技术领域：
本发明涉及采用刨煤机采煤时，以确定的刨削深度进行煤层开采的方法，该方法中有一沿开采面运动的工作面传输带以确定刨削深度的距离向前推进，推进由推进油缸的外伸而实现，油缸一端与工作面传输带铰接，另一端与平行于传输带安装的组合支架铰接。
在煤矿层可进行很厚刨削开采时，尽管配备有很大的功率，但常因刨煤机的卡死而使其使用受到极大妨碍，其原因在于刨削深度未加控制地超过额定刨削深度，这导致了刨煤机在煤层中卡死。为避免这一现象，采用本文开始时阐述的大家熟悉的方法，在此方法中，刨削机以确定的刨削深度工作。但由于煤层并非均匀，因此，至今尚不可能在整个工作面长度上保持正确的刨削深度，这便导致了刨煤机卡死，它大大地影响到工作进程及开采效率。
本发明的目的在于提供一种开采煤矿层的方法，它能使刨削机以确定的刨削深度工作，并且在非均匀的煤层中也能使刨削机在整个工作面长度上保持正确的刨削深度，避免了刨煤机的卡死。
为此本发明提供一种应用刨煤机以确定的刨削深度采煤的方法，其中有一个沿开采面运行的工作面传输带，以确定的刨削深度的距离向前推进，推进由推进油缸外伸而实现，油缸一端连着传输带，另一端与平行于工作面传输带安装的组合支架铰接。向前推进借助于每一逐次升程产生的位移测量信号，依赖于在各确定的、与刨削深度相应的单步升程中完成的推进油缸柱塞升程而加以控制，在柱塞达到一预定的最大总升程后，与该推进油缸相连接的组合支架则自动松开，以柱塞最大升程的距离前移并接着再固定。
按照本发明，用间隙补偿的办法来进一步确保刨煤机的刨削深度为常量。因为在传输带内的各沟槽部件之间存在着间隙，由此可造成各沟槽部件间最大可达3°的角度偏差，由该角度偏差产生的位移量决定了各组合支架间前移量的偏差。
由于工作面的实际状况不同，以及各组合支架存在的机构结构差异，各组合支架在经过很短的运行后则存在与传输带的距离差异。本发明采取以下的措施，即与刨削深度距离相应的单步升程的位移量，被增加一个与推进油缸铰接点存在的平均机械间隙位移量，被增加一个与推进油缸铰接点存在的平均机械间隙相应的补偿量。此外，还以确定的时间间隙，对于由各组合支架基于单步升程存在的实际位移量加以测量，并对各组合支架的位移量进行相互比较。
在某个组合支架的实际位移量与相应于单步升程次数计算求得的位移值发生偏差时，对相应推进油缸升程位移的间隙补偿量以一确定的最大许可缩小或增大。
根据本发明上述的方法，可确保刨煤机的刨削深度为一常量，由此避免了刨削煤机的卡死，并使之工作面传输带保持在给定位置上，且刨煤机可双向逐段刨削。
图1到图4为本发明方法的示意图;
图5至图8依图1到图4中示意的方法的本发明的进一步布置方案示意图。
图9至图11为间隙补偿法示意图。
图1到图8是工作面开采状况原理示意图。其中刨煤机2沿煤层1行进，同时也沿平行于煤层1开采面的工作面传输带3行进。传输带3由推进油缸4推动。油缸一端与传输带3铰接，另一端与平行于传输带3安装的组合支架5铰接，作为组合支架5可以采用诸如带有一刚性贯穿悬梁或并带一个可调护板顶梁的两个支柱护板支架。
图1表示了依本发明方法的第1阶段，此时，组合支架5全部安装就位，推进油缸皆处于其起始位置。此时刨煤机的刨削深度为def.s，刨煤机沿箭头x方向行进。图2表示本发明的第2阶段，从中可见，刨煤机已经过的各组合支架的推进油缸，这时以确定的刨削深度的距离外伸，由此使工作面传输带同时也以此同样确定尺度移动。根据本发明，向前推进借助于每一单步升程产生的位移测量信号，依赖于在各确定的单步升程中完成的推进油缸柱塞升程而加以控制，就是说，推进油缸上装有位移测量传感器，它在每一单步升程(相应于确定刨削深度def.s的量)完成后发出一个位移测量信号。图3表示本发明过程的第3阶段，此时刨削沿箭头y方向运行，从中可见，刨煤机已经过的各推进油缸，此时再次以确定刨削深度的距离又一次向外推伸，因此，从刨煤机第一次转向起，油缸向外推伸了2×def.s的距离。本发明进一步的设想，在柱塞达到一个预定的最大总升程后，与该推进油缸连接的组合支架则自动松开，以柱塞最大总升程相应的距离前移并接着再固定(推进过程)。该方法的过程在图4中表示，在图4中位于左边的两个组合支架已经完成了推进过程或正处于该过程之中。本发明进一步对推进油缸以下述方式进行控制;将各相邻组合支架的推进油缸的单步升程之和进行比较，一旦两个相邻支架的推进油缸同时达到最大总升程，则这两个相邻组合支架将按预定的顺序相继实行推进过程。根据本发明，护板组合支架由此实现自身监控，并确保两相邻的组合支架不会同时进行推进过程。按本发明基本的设想，推进的油缸首先达到最大升程的那个组合支架，则首先进行推进过程。本发明进一步对组合支架的推进油缸单步升程之和持续进行测量，并送入中央计算机之中，当一个或多个推进油缸相应于一单步升程的位移测量信号丢失时，即发出一个出错信号，和/或指明相应的未发出位移测量信号的推进油缸。通过这样自动控制，防止了某一组合支架落后于其它支架，要不将妨碍传输带按步骤地向前推进。本发明同样也可以由各单个推进油缸单步升程之和，来确定相应于组合支架平均推移量的平均升程之和，当一个组合支架的推进油缸单步升程之和产生偏离时，同样会发出一个出错报警信息，由此对各组合支架的状况实行持续的监控，当诸如某个组合支架的推进油缸的单步升程过小等误动作时，则确保对其及时识别，并可对此手动进行修正。
根据本发明，为了保证刨削范围内的平行作业，进一步采用一个快速模拟信号处理器，以测取刨煤机驱动机构的瞬态电流消耗，并与预先确定的在刨削确定刨削深度时用于刨煤机驱动的平均电流消耗值进行比较，这就可在一旦检测值出现电流加大的偏差时，预报刨煤机在八个护板内可能出现的卡死现象，因此可在预计的堵卡区域，将传输带推进量减小一个确定值，并防止卡死。
图5到图8是本发明方法的进一步基本设想的说明，以作为图1到图4的补充，在此同样简略说明了巷道内的开采状况，此时在巷道一边是巷道传输带6，另一则是传输带3及巷道传输带的驱动装置7，由图可见，驱动装置7借助移动油缸8向前挪动。移动油缸8一端与驱动装置铰接，另一端连着在巷道内底部固定的铁轨结构9，它们有前后依次间隔排列的棘轮止动器。根据本发明的方法，为能实现连续开采，驱动装置的推进与对煤层以确定刨削深度开采的过程一致，也就是说，驱动装置7的向前移动与传输带的移动相适应，并取决于组合支架推进油缸的柱塞升程。与各组合支架相同，驱动装置7的移动油缸8上同样装有位移测量传感器及所属控制仪器。安装在铁轨上的移动油缸使组合支架的推进过程按图1到图4的方式进行。本发明进一步可以做到，能确保煤层开始就可以进行开采过程，这与巷内的工作面上的开采相应。
按照本发明，为进一步确保刨煤机的刨削深度为一常量，采用间隙补偿办法，见图1及图9至11。如上所述，图1表示第1阶段，此时所有支架5都固定就位，且推进油缸都处于起始位置，刨煤机有一个def.s的刨削深度，它按箭头x方向运行。图9表示了本发明方法的第2阶段，从中可见，刨煤机已经过的各支架的推进油缸以确定的刨削深度def.s外加一个补偿量△a的距离外伸，在此，△a是对由于与推进油缸铰接而存在的机械间隙的补偿量，此间隙使传输带的前移量减小，并由此使刨煤机的刨削深度比各单步升程相应的位移量要小。本发明通过使每一单步升程增加一个相应于机械间隙量的△a，从而保证传输带总是移动def.s距离，并由此使刨削深度保持为def.s。此外推进量将借助于每一单步升程产生的位移测量信号，依赖在各确定的单步升程中完成的推进油缸柱塞升程而加以控制。亦即，推进油缸上装有位移测量传感器，它在每一单步升程完成后发出一个位移测量信号。图10表示了本发明方法的第3阶段，此时刨煤机按箭头y转换运动方向，由此可见，刨煤机已经过的各推进油缸再一次以确定刨削深度外加间隙补偿量外伸。这样，从它第一次转向起，则外伸了2×(def.s+△a)的距离。根据本发明的设想，柱塞达到预定最大是升程后，与该油缸连接的组合支架则自动松开，以与柱塞最大升程相应距离前伸，并接着再固定(推进过程)。该方法的过程在图11中表示，其中位于图11左边的两支架已经完成了、或正处于推进过程。对推进油缸的控制以下述方式进行将各相邻支架的推进油缸单步升程之和进行比较，一旦两相邻支架的推进油缸同时达到最大总升程，则两个相邻组合支架按预定顺序相继进行推过程。护板组合支架由此实现自身监控，并确保两相邻组合支架不会同时进行推进过程，从根本上做到，推进油缸最先达到最大升程的支架，则首先进行推进过程。对组合支架推进油缸单步升程之和还持续进行测量，并送入中央计算机，在一个或多个油缸的相应于一次升程的位移测量信号丢失时，则发给一出错信号，并/或指明相应未发生位移测量信号的推进油缸。通过这种自动控制，防止了某一支架相对其它支架落在后面，要不将妨碍传输带按步骤地推进。本发明同样可做到，由各单个油缸单步升程之和，以确定相应于支架平均推移量的平均升程之和，在一个支架油缸的单步升程之和与平均升程之和产生偏离时，同样发出一个出错报警信息，由此实现对各个组合支架状况的持续监控，并确保在诸如某个组合支架油缸单步升程过小的情况下及时识别其误动作，以便能对此进行手动修正。
为保证刨削范围内的平行作业，进一步采用一高速模拟信号处理器测取刨煤机驱动机构的瞬态电流值，并与预先确定的，刨削深度确定的刨煤机驱动的平均电流值进行比较，这就可在一旦确定测量值出现电流加大的偏离时，预报刨煤机可能在八个滑板内出现的卡死，因此可以在预计产生堵塞的区域，将传输带推进量减小一个确定值，以防止卡死。
因为本发明方法对由各支架基于单步升程存在的实际位移量加以测量，并将各个数值进行相互比较，所以可以从比较中确定平均值，并在某支架与平均值发生偏离时对其以一个间隙补偿量进行修正，由此与平均值相符合。进一步还可做到，求出各组合支架与升程次数相应的实际位移量，并将该位移量与计算给出的位移量相比较，尚若此时确认实际位移存在偏差，它超出或落后于计算给定的位移值，对升程位移间隙的补偿可相应减少或增大。按本发明，这样就可以通过间隙补偿，使传输带的歪斜限制在一确定不超限的范围，由此确保在整个开采期间，推移的刨削深度距离保持为常量。
权利要求
1.应用刨煤机以确定刨削深度采煤的方法，其中有一个沿开采面运行的工作面传输带，以确定的刨削深度的距离向前推进，推进由推进油缸外伸而实现，油缸一端连着工作面传输带，另一端与平行于工作面传输带安装的组合支架铰接，其特征在于，向前推进借助于每一逐次升程产生的位移测量信号，依赖于在各确定的、与刨削深度相应的单步升程中完成的推进油缸柱塞升程而加以控制，在柱塞达到一预定的最大总升程后，与该推进油缸相连接的组合支架则自动松开，以柱塞最大升程的距离前移，并接着再固定。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，对推进油缸的控制以下述方式进行将各相邻组合支架的推进油缸单步升程之和进行比较，一旦两个相邻组合支架的推进油缸同时达到最大总升程，则相应按一个预定的顺序使两个相邻的组合支架相继进行推进过程。
3.按照权利要求2的方法，其特征是，对组合支架推进油缸单步升程之和持续进行测量，并由一中央计算机掌握，尤其在一个或多个推进油缸相应于一单步升程的位移测量信号丢失时，立即发出一出错信号，并/或指出相应的推进油缸。
4.按照权利要求3中之一所述的方法，其特征是，由推进油缸单步升程之和确定相应于组合支架平均位移距离的平均和，并在某组合支架的推进油缸单步升程之和与平均和发生偏离时发出一个报警信息。
5.按照权利要求1到4中之一所述的方法，其特点是，安装在巷道的工作面传输带及刨煤机的驱动机构的移动油缸柱塞完成一个相应于推进油缸柱塞的升程，当移动油缸达到预定最大升程时，整个移动油缸则以相应于推进油缸最大柱塞总升程的距离向前移动。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于与刨削深度距离相应的单步升程的位移量，被增加一个与推进油缸铰接点存在的平均机械间隙相应的补偿量。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于以确定的时间间隙对于由各组合支架基于单步升程存在的实际位移量加以测量，并对各组合支架的位移量进行相互比较。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于在某个组合支架的实际位移量与相应于单步升程次数计算求得的位移值发生偏差时，对相应推进油缸升程位移的间隙补偿量以一确定最大许可值缩小或增大。
全文摘要
本发明涉及煤层开采的方法。该方法中，传输带以与确定的刨削深度相应的距离向前推进，推进由推进油缸的外伸而实现。油缸一端与工作面传输带连接，另一端与平行于传输带安装的组合支架铰接。推进借助于每一单步升程产生的位移测量信号，依赖于在各确定的、与刨削深度相应的单步升程中完成的推进油缸柱塞升程而加以控制。在柱塞达到一个预定的最大总升程后，与该推进油缸相连接的组合支架则自动松开，以柱塞最大总升程距离前伸，并接着再固定。
文档编号E21D23/14GK1069315SQ9210412
公开日1993年2月24日 申请日期1992年5月30日 优先权日1991年5月30日
发明者盖伊·格恩斯, 沃纳·赖因埃尔特 申请人:赫曼·黑姆舍特机械制造有限公司