Способ автоматического управления скоростью подачи проходческого комбайна в выбросоопасных условиях Советский патент 1981 года по МПК E21C35/24 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

СКОРОСТЬЮ ПОДАЧИ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА

В ВЫБРОСООПАСНЫХ УСЛОВИЯХ

I

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно угольной и может быть использовано в системах дис-. танционного и автоматического управления движением проходческих комбайнов по выбросоопасным угольным пластам.

По основному авт. св. № 590450 известен способ автоматического управления скоростью подачи проходческого комбайна в выбросоопасных условиях, основанный на нзмереннн крепости разрушаемого материала с последуюш,им воздействием на скорость подачи комбайна в сторону ее снижения при уменьшении крепости, т.е. при появлении у пласта таких физико-механических и структурных свойств, которые способствуют потери пластом способности сопротивляться резкому изменению напряжеииого состояния угольного массива в призабойнои части пласта, приводящему к разрушеник) массива угля - его дезинтеграции, бурному выделению газа И выносу разрушенного угля в газовом потоке. Контроль изменения физико-механнческнх и структурных свойств пласта по подвиганию выработки производят определением крепости разрушаемого материала с помощью измерительного резца специальиой конструкции путем измерения сопротивления резанию на ряде последовательных участков забоя, измеренные значения крепости по участкам запоминают с после- дующим выбором наименьшего из иих. Т.е. управляющее воздействие иа скорость подачи комбайна по известному способу формируется в функции изменчивости физнко-меха. .нических свойств наиболее ослаблеиной пачки пласта по подвиганию выработки и может .быть функцией любойкомбинации или всех известных физико-механических и струк10турных признаков выбросоопасиости угольного пласта:

Ру, г,(AI; Aj; Xj; ...), где X,, Xj, ... - крепость, иарушеииость, мощность пласта в целом, прочность, иарушенность каждой пачки пласта, количество

S пачек, количество плоскостей скольжения, изменчнвость этих характеристик по подвиганию выработки и т.п. (1.

Однако известно, если из разрушаемого горным давлением массива при резком изменении его. иапряжеииого состояний в

20 призабойной части происходит медленное газовыделениё (из-за низких значеиий газоносности угля или начальной скорости его гаэоотдачи), то динамическое явление может реализоваться ли1иь в виде горного удара или внезапного выдавливания угля. Внезапный выброс угля и газа в этом случае произойти не может. Таким образом, для объективной дифференциации динамических явлений на глубинах выше критических по фактору горного давления в процессе формирования управляющего воздействия на изменение скорости подачи и повышения наГГГ:.„«ТГ:ГГ, ,бросов необходимо контролировать как при-знаки выбросоопасности, характеризующие физико-механические и структурные свойства пласта, так и признаки по газовому фактору. В известном же способе признаки выбросоопасности по газовому фактору не контролируются. Цель изобретения - учет признаков выбросоопасности по газовому фактору при формировании управляющего воздействия ;; в: ™ с7;„ ;г;гг.„е запных выбросов. Поставленная цель достигается тем, что в способе дополнительно производят косвенное определение объема метана, выделившегося из едиЕшцы веса отбитого угля при движении выработки за время переходного процесса (с момента начала отбойки угля до установившегося значения) концентрации метана, а на скорость подачи воздействуют при увеличении контролируемого параметра выше допустимого. На чертеже приведена блок-схема формирования управляющего воздействия. Управляющее воздействие у ЯЙ-ПЯРТРЯ конъюнкцией (логической функцией ( ) параметров PV, и PVJ , первый из которых PV, FiCi i; Хд...) - результат измерения по каналу контроля физико-механических и структурных признаков выбросоопасности. По дополнительному второму каналу производят контроль признаков выбросоопасности по га.зовому фактору, используя операторРуг F, А), где Д Q - разность в объеме метана, выделяющегося из стенок выработки остановленного забоя и из отбиваемого угля при движении выработки за контролируемый интервал времени 1„; А 1Гколичество отбитого угля в забое за тот же интервал времени. Непосредственное непрерывное автоматическ(№ определение ЛО: затруднительно. Так как концентрация метана С в подготовнтельном забое, его количество, выделяющееся в выработку, и количество воздуха Q(,, подаваемого в ту же выработку за контролнруемый интервал времени i связаны между собой, то Д Q, определяется по операторуДР f,(CM; Qe). Автоматическое измерение, концентрации метана С в забое осуществимо. Количество подаваемого воздуха Qj определяется производительностью установленного в забое вентилятора. Количество А отбитого угля в забое за время IK пропорционально подвиганию за«i- - - про7„д,ескогс .«:б,,„а .у. вого типа скорости подачи У„, т.е. А KVp, где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от объемного веса углля, площади сечення выработки и контролируемого времени t,. Все применяемые проходческие комбайны имеют гидравлическую систему подачи (привод ведущей звездочки гусеничного хода осуществляется от гидродвигателя). У тяжелых комбайнов бурового типа при проведении горизонтальных и на .LV; . диапазоне скорости подачи проскальзывание гусениц относительно почвы выработки практически отсутствует. Скорость подачн комбайна функционально связана с давлением и расходом жидкости: Vn f.{P : РЖ). где Ррх - давление жидкости в системе гндродвигателя привода гусеничного хода; QHC- расход жидкости в этой же системе. Автоматическое измерение давления и расхода жидкости технически осуществимо. Величина контролируемого интервала вре мени t для определения признаков выбросоопасности по газовому фактору принимается равной продолжительности переходного процесса такого параметра, как конi -а центрация метана, с MOMeHta начала отбойки угля до установившегося значения при постоянной скорости подачн и обычной (неопасной) по газовому фактому ситуации в забое. Этого интервала времени достаточно и для определеиия признаков выбросоопасности по первому каналу контроля (физикомеханических и структурныхсвойств пласта). Устройство, реализующее способ, включает датчик I, радиопередатчик 2, передающуюу 3 и приемную 4 антенны, радиоприемник 5, усилитель 6, амплитудный селектор 7, суммирующий счетчик 8, формирователь 9 временных интервалов, логический преобразователь 10, счетчик 11, преобразователь 12 и исполнительный элемент 13. Устройство также содержнт датчик 14 концентрации метана и расходомер 15 воздуха, подаваемого в выработку, выходные сигналы C« и Qj которых поступают в процессор 16, производящий по операторуЛр„ f|(CM;Qt) определение разности А Q в объеме метана, выделяющегося из стенок выработки остановленного забоя и из отбнваемого угля при движении выработки