СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАБОЙНОЙ КРЕПЬЮ Российский патент 2008 года по МПК E21D23/12 H04B7/00 

Изобретение относится к системе управления подземной шагающей забойной крепью с транспортером, добычной машиной, множеством щитов, с каждым из которых связан блок функционального управления соответствующим щитом, устройством связи блоков управления между собой, расположенным вне лавы центральным постом и средствами связи для передачи данных между блоками управления в лаве и центральным постом вне лавы.

У известной из DE 19847901 С1 системы управления забойной крепью устройство связи блоков управления между собой и средство связи блоков управления с центральным постом состоит соответственно из шины лавы, выполненной в виде так называемой сети полевого уровня PROFIBUS. Любой обмен данными происходит в установленной в системе шин последовательности для санкционирований доступа к шинам. За счет использования PROFIBUS затраты на прокладку кабелей в подземной лаве можно сократить примерно на 40% по сравнению c традиционной кабельной техникой. Электромонтаж всех блоков управления между собой и с центральным постом все-таки необходим.

Из DE 19925721 А1 заявителя известно управление отдельными блоками управления подземной забойной крепи посредством блока инфракрасного дистанционного управления, который горняк носит с собой в виде пульта. При этом радиопередающий и приемный блок установлен не на каждом отдельном блоке управления крепью, а связан с группой блоков управления крепью, с тем чтобы через инфракрасную радиопередачу можно было обмениваться данными между пультом и блоками управления.

Из DE 10018481 А1 известна передача параметров состояния добычной машины через движущийся вместе с добычной машиной передатчик по радио на радиоприемники, расположенные в забое на расстоянии друг от друга и соединенные между собой системой кабельных линий. Передача данных происходит однонаправленно от добычной машины к центральному посту, причем между отдельными блоками управления щитовой крепью и центральным постом расположена соединенная кабелями система линий.

Из DE 10018597 А1 известна система управления крепью, у которой отдельным блокам управления щитами в лаве приданы управляющие устройства с радиоприемником и инфракрасным передатчиком, с тем чтобы дать горняку возможность управлять щитом по радио. Пульт горняка имеет дисплей, на котором могут отображаться рабочие состояния соответствующего щита. Блоки управления щитами соединены между собой посредством соединенной кабелями системы линий.

Задачей изобретения является дальнейшая минимизация затрат на прокладку кабелей для подземной системы управления забойной крепью и повышение надежности управления забойной крепью.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что средства связи включают в себя одно радиопередающее устройство со стороны лавы и одно радиопередающее устройство со стороны центрального поста с приемными и передающими модулями, с помощью которых в зоне конца лавы происходит беспроводная и бескабельная двунаправленная передача данных. Согласно изобретению, следовательно, шинное или шинно-кабельное соединение между центральным постом и блоками управления или соединяющим их для обмена данными устройством связи в лаве заменено радиопередачей, с помощью которой передача управляющих данных и данных о состоянии возможна в обоих направлениях. Это имеет то особое преимущество, что отпадают кабельные или соединительные линии в особенно опасных зонах конца лавы, где установлены главные и вспомогательные приводы для добычной машины и транспортера, так что в этих очень опасных зонах больше не может произойти обрыв кабеля или линии и, следовательно, не возникает сбоев при обмене данными.

В предпочтительном выполнении радиопередающее устройство со стороны лавы расположено на одном фланге или на обоих флангах лавы, с тем чтобы можно было сократить до минимума путь радиопередачи в зоне конца лавы.

В особенно предпочтительном выполнении системы управления забойной крепью согласно изобретению устройство связи в лаве включает в себя радиопередатчики с передающими и приемными модулями, которые расположены друг от друга на расстоянии нескольких щитов. Благодаря радиопередатчикам возможен двунаправленный обмен управляющими данными и данными о состоянии отдельных щитов или групп щитов, а использовавшиеся до сих пор в подземных лавах лишние шинные соединения могут отпасть. В то же время благодаря радиопередатчикам может осуществляться также быстрая двунаправленная связь между началом и концом лавы.

Другое предпочтительное выполнение системы управления забойной крепью согласно изобретению характеризуется тем, что добычная машина связана с радиопередатчиком с передающим и приемным модулем для двунаправленной передачи управляющих данных и данных о состоянии, с радиопередающим устройством в конце лавы или, при больших длинах лавы, со встроенными в устройство связи радиопередающими устройствами. Целесообразно при этом, если добычной машине придан присоединенный к устройству связи в лаве блок управления, с тем чтобы при обмене данными можно было обрабатывать имеющиеся в распоряжении управляющие данные и данные о состоянии и синхронизировать с управляющими данными для щитов.

Другие преимущества и выполнения системы управления забойной крепью согласно изобретению вытекают из нижеследующих схематичных примеров выполнения, изображенных на чертеже, на котором представляют:

- фиг.1: систему управления забойной крепью согласно изобретению, в первом примере выполнения;

- фиг.2: систему управления забойной крепью согласно изобретению, во втором примере выполнения.

На фиг.1 позицией 10 обозначена в целом система управления забойной крепью для подземной шагающей добычной установки. Из расположенной в лаве добычной установки схематично показаны транспортер 1, опирающаяся предпочтительно на транспортер 1 добычная машина 2, установленная с возможностью перемещения между левым и правым флангами лавы и изображенная здесь в виде комбайна с барабанным исполнительным органом, а также множество позиционируемых рядом друг с другом щитов 3. Каждому щиту 3 придан блок 4 управления, с тем чтобы можно было выполнять отдельные функции щита 3, такие как установка и демонтаж, продвижение транспортера 1 за счет выдвигания цилиндра шагания или подтягивание щита при выбитых подъемных стойках и опорных щитах.

С учетом техники безопасности при проведении горных работ управление определенным щитом 3 происходит посредством блока 4 управления, смонтированного на соседнем щите. Отдельные блоки 4 управления соединены между собой соединительной линией 5 в качестве соединенного кабелем устройства связи, с тем чтобы обмениваться информацией между соседними блоками 4 управления. Каждому шестому (как показано) или, например, каждому десятому щиту 3 придан блок 6 передачи данных, причем отдельные, расположенные на расстоянии друг от друга блоки 6 передачи данных соединены между собой для обмена данными лишней ZBUS-соединительной линией 7. Расположенный на правом на фиг.1 фланге лавы передающий блок 8 выполнен в виде радиопередающего устройства с приемными и передающими модулями, с тем чтобы через символически обозначенную стрелкой 11 двунаправленную, беспроводную и бескабельную радиопередачу реализовать передачу данных к расположенному, например, на поверхности центральному посту 12. Центральный пост 12 подходящими, соединенными здесь кабелями линиями 13 передачи данных соединен со вторым радиопередающим устройством 9 со стороны центрального поста, которое установлено предпочтительно как можно ближе к флангу лавы и также включает в себя приемные и передающие модули, с тем чтобы можно было обеспечить двунаправленную радиопередачу 11 данных между обоими радиопередающими устройствами 8, 9. Радиопередача 11 данных перекрывает зону конца лавы, где установлены главные и вспомогательные приводы для транспортера 1 или добычной машины 2 (не показаны) и где особенно высока опасность повреждений или обрывов кабелей.

Пример выполнения по фиг.1 показывает также, что добычная машина 2 по выбору может быть снабжена радиопередающей станцией 15, с помощью которой по радиосвязи 17 могут передаваться как управляющие данные и данные о состоянии добычной машины 2, так и данные о состоянии, такие как вид и твердость породы, которые определяют датчиками (не показаны) и, как обозначено стрелкой 16, направляют к радиопередающей станции 15, от которой они по радиосвязи 17 могут передаваться на блоки 6 передачи данных. Понятно, что для этого передающие блоки 6 также оснащены приемными и передающими модулями и имеют, например, такую же конструкцию, что и радиопередающее устройство 8 со стороны конца лавы. Передача данных между движущейся вместе с добычной машиной 2 радиопередающей станцией 15 и стационарными в любом случае относительно щитов 3 передающими блоками 6 происходит предпочтительно только к ближайшему, стационарному относительно щита 3 передающему блоку 6, как это обозначено сплошной стрелкой 17 и штриховыми стрелками 17'. Добычной машине может быть придан дополнительный блок управления (не показан).

У примера выполнения системы 50 управления забойной крепью по фиг.2 в лаве также расположены транспортер 51, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения между обоими флангами лавы добычная машина 52 и множество позиционированных рядом друг с другом, продвигающихся по мере очистных работ щитов 53, каждый из которых снабжен блоком 54 управления. Блоки 54 управления соединены между собой кабельным соединением 55. Как на левом, так и на правом фланге лавы расположено по одному оснащенному передающими и приемными модулями радиопередающему устройству 58 со стороны лавы, посредством которого может происходить двунаправленная радиопередача данных, как это обозначено стрелкой 61, к соответствующему, оснащенному передающими и приемными модулями радиопередающему устройству 59 со стороны центрального поста. Оба радиопередающих устройства 59 со стороны центрального поста соединены, в свою очередь, с расположенным на поверхности центральным постом 62 подходящими кабелями 63 и 73 для передачи данных соответственно. Обмен данными между центральным постом 62 и отдельными блоками 54 управления в подземном очистном забое происходит в обоих направлениях (двунаправленно) и частично по радио в особенно опасных зонах конца лавы. С определенными, проходящими по нескольким щитам 53 интервалами, например, на каждом десятом щите, расположена радиопередающая станция 56, которая соединительной линией 74 соединена с блоками 54 управления и, следовательно, присоединена также к устройству 55 связи. Благодаря приемным и передающим модулям как радиопередающих станций 56, так и радиопередающих устройств 58 возможен двунаправленный обмен данными по радио непосредственно между обоими радиопередающими устройствами 58, как обозначено стрелкой 80, между радиопередающими устройствами 58 и радиопередающими станциями 56, как обозначено стрелкой 81, а также между соседними или любыми радиопередающими станциями 56, как обозначено стрелкой 82. Лишнее шинное соединение у системы 50 управления забойной крепью может соответственно отпасть.

Для специалиста из предшествующего описания вытекает ряд модификаций, которые должны подпадать под объем охраны формулы изобретения. Передающие устройства со стороны центрального поста могут быть расположены также на поверхности. Обмен данными между передающими устройствами и центральным постом может происходить также по радио. Все блоки управления могут быть выполнены беспроводными и соединены между собой для двунаправленного обмена данными через передающую систему «беспроводная сеть».

Изобретение относится к системе управления подземной забойной крепью с транспортом. Система управления для подземной шагающей забойной крепи с транспортером, добычной машиной, множеством щитов, каждый из которых снабжен блоком функционального управления соответствующим щитом, с устройством связи блоков управления между собой, расположенным вне лавы центральным постом и средствами связи для передачи данных между блоками управления в лаве и центральным постом вне лавы. Средства связи включают в себя, по меньшей мере, одно радиопередающее устройство со стороны лавы и одно радиопередающее устройство со стороны центрального поста с приемными и передающими модулями для обеспечения в зоне конца лавы беспроводной и бескабельной двунаправленной передачи данных. Изобретение позволяет минимизировать затраты на прокладку кабелей для подземной системы управления забойной крепью и повысить надежность управления забойной крепью. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система управления для подземной шагающей забойной крепи с транспортером (1; 51), добычной машиной (2; 52), множеством щитов (3; 53), каждый из которых снабжен блоком (4; 54) функционального управления соответствующим щитом (3; 53), с устройством (5; 55) связи блоков управления между собой, расположенным вне лавы центральным постом (12; 62) и средствами связи для передачи данных между блоками (4; 54) управления в лаве и центральным постом (12; 62) вне лавы, отличающаяся тем, что средства связи включают в себя, по меньшей мере, одно радиопередающее устройство (8; 58) со стороны лавы и одно радиопередающее устройство (9; 59) со стороны центрального поста с приемными и передающими модулями для обеспечения в зоне конца лавы беспроводной и бескабельной двунаправленной передачи (11; 61) данных.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что радиопередающее устройство (8; 58) со стороны лавы расположено на одном фланге или на обоих флангах лавы расположено по одному радиопередающему устройству (58).3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство связи в лаве включает в себя радиопередающие блоки (56) с передающими и приемными модулями, расположенными друг от друга на расстоянии нескольких щитов (54).4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что добычная машина (2) снабжена радиопередающей станцией (15) с передающим и приемным модулем для двунаправленной передачи (17) управляющих данных и данных о состоянии с радиопередающим устройством (8) или со встроенными в устройство связи радиопередающими блоками (56, 6).5. Система по п.3, отличающаяся тем, что добычная машина (2) снабжена радиопередающей станцией (15) с передающим и приемным модулем для двунаправленной передачи (17) управляющих данных и данных о состоянии с радиопередающим устройством (8) или со встроенными в устройство связи радиопередающими блоками (56, 6).6. Система по п.4, отличающаяся тем, что добычная машина снабжена блоком управления, присоединенным к устройству связи в лаве.7. Система по п.5, отличающаяся тем, что добычная машина снабжена блоком управления, присоединенным к устройству связи в лаве.

Приоритет по пунктам: