Способ автоматического управления гидромонитором Советский патент 1984 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к способам автоматизации горнодобычных работ, а именно к способам автоматического управления исполнительным органом горной машины, которым в частности является струя гидромонитора. Известен способ автоматического управления стволом гидромонитора, включающий автоматическое качание стволом гидромонитора в заданных ограничивающих углах. Задание ограничивающих углов ведется oneратором с дистанционного пульта управления 1. Одна.ко задание углов не учитывает угловой скорости ствола гидромонитора, не учитывается результативность отбойки угля струей, переход на новый участок ведется не по объективной оценке ситуации в забое (по контрольным приборам), а по субъективным оценкам оператора. Неоптимальное управление ведет к завышению энергозатрат на процесс разрушения угольного массива. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления гидромонитором, включающий в себя задание ряда контрольных положений, по которым должен проследовать исполнитьный орган, получение данных о месте нахождения стрелы рабочего органа, автоматическое сравнение этих данных с задаваемыми и выбор по результатам сравнения направления движения исполнительного органа, отключение этого движения при достижении контрольного положения точки и вызова после этого из ПЗУ данных о новом контрольном положении 2. Применение указанного способа для гидромонитора не эффективно, так как количество изменений движения за цикл обработки одной заходки более 10 тыс., что требует большого бортового ПЗУ и весьма затрудняет программирование и оптимизацию процесса гидроотбойки. Кроме этого, прохождение ствола гидромонитора через контрольные точки (порядок сканирования) не обеспечивает оптимальное ведение процесса гидроотбойки и минимизацию энергозатрат на ведение этого процесса. Цель изобретения - повыщение эффективности процесса гидроотбойки путем стабилизации и оптимизации сканирования гидромониторной струей груди забоя. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления гидромотором, заключающемуся в задании ряда контрольных положений и в последовательном переходе в процессе выемки угля от одного контрольного положения и другому вплоть до полной обработки цикла управления для каждого контрольного положения дополнительно задают глубину выемки, угловую скорость и ограничивающие углы в горизонтальной и вертикальной плоскостях и сравнивают фактическую глубину выемки в очередном контрольном положении с заданной. Для каждого контрольного положения дополнительно задают время выемки, сравнивают его с временем, фактически затрачиваемым на выемку заданной глубины и по результатам сравнения выбирают режим работы. Таким образом, способ автоматического управления гидромонитором, при выемке заХОДКИ предусматривает п контрольных положений (подциклов). Для каждого подцикла задаются следующие параметры: iinправый граничный угол автоматического качания ствола гидромонитора в горизонтальной плоскости. in -аналогичный левый граничный PW -нижний граничный угол автоматического качания ствола гидромонитора в вертикальной плоскости;Р й-аналогичный верхний граничный LJ -расстояние до максимально удаленной поверхности элементарного объема, отрабатываемого в i-OM подцикле; Wri -угловая скорость горизонтальноного перемещения ствола в i-ом подцикле; W(j- -угловая скорость вертикального перемещения стволов в i-ом подцикле;Т - контрольное время, необходимое для выемки элементарного объема массива угля в i-ом подцикле. Восьмерка чисел или кодов, характеризующих перечисленные выще параметры управления гидромонитором, заносится заблаговременно для всех подциклов управления в устройство долговременной памяти и используются при реализации управления выемкой заходки. Весь объем вынимаемого угольного .массива заходки, учитывая горногеологические условия залегания пласта, разделяют на п отдельных объемов (контрольных положений) и определяют последовательность их выемки, присвоив каждому из объектов порядковый номер, начиная от 1 до п с учетом, что объем с меньшим номером вынимается раньще. Каждому номеру отдельного объема ставят в соответствии подцикл управления с отвечающими ему параметрами, которые задаются восьмеркой чисел. Процесс управления сводится к последовательному выполнению п подциклов, составляющих цикл управления по выемке заходки. Во время выполнения i-ro подцик та управления осуществляется качание ствола гидромонитора в заданных граничных углах (горизонтальных и вертикальных), при этом угловые скорости задаются так, что струя гидромонитора работает в оптимальном режиме по разрушению угольного массива. Качание гидромонитора продолжается до тех пор, пока грудь забоя не отодвинется на расстояние не менее заданного. Достижение заданного расстояния является информацией для перехода на следующий подцикл, но так как практически, возможны отклонения от расчетного режима разрушения (отставание или опережение), поэтому ведут сравнение фактически затрачиваемого времени с расчетным. Несовпадение этих времен используется как первичная информация для внесения именения в режим работы гидромонитора, например увеличения или уменьшения расхода или динамического напора струи.

На фиг. 1 изображена схема очистного забоя, объясняющая содержание параметров, задаваемых в i-ом подцикле управления, при разбиении всего цикла управления на п подциклов; на фиг. 2-4 - структурная схема устройства автоматического управления гидромонитором, реализуюш,его предлагаемый способ.

Устройство автоматического управления гидромонитором содержит пульт управления 1 с информационным табло, с которого подается команда на считывание информации первого подцикла программы обработки забоя, хранящейся в программном устройстве 2, задатчик 3 глубины отбойки, блок 4 управления горизонтальным качанием сдвига, блок 5 управления вертикальным качанием ствола, блок 6 управления скоростью горизонтального качани, блок 7 управления скоростью вертикального качания, реле

8времени отработки цикла, электрогидропривод 9 рабочего органа, обрабатывающего массив угля 10, датчик 11 горизонтального перемещения рабочего органа, датчик 12 вертикального перемещения рабочего органа, датчик 13 скорости горизонтального перемещения, датчик 14 скорости вертикального перемещения, дальномер 15, корректирующий фильтр 16, элемент сравнения 17, избиратель режима18.

На фиг. 2 представлена развернутая блоксхема программного устройства 2, содержащего блок считывания информации 19, постоянное запоминаюее устройство (ПЗУ), 20 блок дешифраторов 21, блок регистров 22; на фиг. 3 - то же, электрогидропривод

9рабочего органа, содержащего ствол 23, гидроцилиндр 24 горизонтального перемещения, гидроцилиндр 25 вертикального перемещения, электрогидрораспределители 26 и 27 гидродроссели 28 и 29 с электрическим управлением, регулятор давления 30, гидрораспределитель 31.

Способ автоматического управления гидромонитором с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Запись программы в ПЗУ производится заранее с помощью специального программатора на поверхности щахты.

При подаче команды на считывание информация из ПЗУ переносится в выходные регистры программного устройства, сигналами которых для каждого подцикла являются: глубина отбойки поступающий в задатчик глубины отбойки 3; левый Ц и правый Ь граничные углы, поступающие в блок управления горизонтальным качанием ствола 4; верхний и нижний граничные углы, поступающие в блок управления вертикальным качанием ствола 5, скорости Wr, поступающий в блок управления скоростью горизонтального качания 6, Wв поступающий в блок управления скоростью вертикального качания 7; сигнал f, включающий реле 8 времени отработки цикла.

Под воздействием исполнительных механизмов рабочий орган с помощью электрогидропривода 9 обрабатывает участок массива угля 10, соответствующий данному подциклу программы.

Рабочий орган, которым является гидромониторная струя, формируемая специальным насадком, установленным на стволе 23 (фиг. 4) перемещается в вертикальной плоскости гидроцилиндром 24 и в горизонтальной гидроцилиндром 25, которые включаются электроуправляемыми гидрораспределителями 26 и 27 соответственно, регулирование скорости осуществляется гидродросселями с электрическим управлением 2 и 29. Положение рабочего органа и скорости его перемещения контролируются соответствующими датчками 11 -14.

Табло оператора.

Использование предлагаемого способа управления стволом гидромонитора обеспечивает по сравнению с базовым, реализованном на выпущенном промышленностью автоматизированном гидромониторе типа ГПИ, следующие преимущества: освобождение человека от напряженного и опасного труда; оптимальное использование мощности агрегата за счет изменения режимов работы гидромонитора в те моменты времени, когда это действительно необходимо; увеличение коэффициента мащинного времени за счет стабилизации процесса отбойки угля и своевременного перехода на новый подцикл программы; более полное извлечение угля за счет строгого соблюдения размеров оставляемых целиков угля.

Фиг.2

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМОНИТОРОМ, заключающийся в задании ряда контрольных положений и в последовательном переЗинимаеная vacmt нассиВа уг/1Я заходка.) ходе в процессе выемки угля от одного контрольного положения сдругому вплоть до полной обработки цикла управления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса гидроотбойки, для каждого контрольного положения дополнительно задают глубину выемки, угловую скорость и ограничивающие углы в горизонтальной и вертикальной плоскостях и сравнивают фактическую глубину выемки в очередном контрольном положении с заданной. 2. Способ по п. I, отличающийся тем, что для каждого контрольного положения дополнительно задают время выемки, сравнивают его с временем, фактически затрачиваемым на выемку заданной глубины и по результатам сравнения выбирают режим раi боты. Оставляемая ас/пь масси а. СЛ ( угля) оо 05 СЛ 05 Аккунулирули ий штрек