Способ управления перемещением очистного комплекса

 

Изобретение относится к способам безаварийного перемещения очистного комплекса в плоскости почвы пласта (ПП) и позволяет повысить точность управления при автоматической передвижке . Согласно способу заключающемуся в передвижке рештаков конвейера , разгрузке секций крепи, подтягивании секций крепи к рештакам кон- , вейера и распоре секций крепи, задают координаты контрольных точек (КТ) на секциях крепи и рештаках конвейера в плоскости ПП до и после перемещения , осуществляемого выдвижной щтока . гидроцилиндров хода (ГХ) на заданную . величину, а также допустимый угол скручивания рештаков конвейера. Измеряют углы наклона оснований секций крепи ГХ и рештаков конвейера относительно оси аппликат, а также углы взаимного поворота рештаков конвейера в плоскости ПП. Определяют координаты проекций КТ секций крепи и рештаков кон}зейера, сравнивают с заданными и путем перемещения штока ГХ при распертых секциях крепи устраняют рассогласование координат проекций КТ рештаков конвейера, а при разгруженных секциях крепи - проекций КТ секций крепи. Измеряют углы наклона рештаков конвейера относительно оси аппликат , определяют их угол скручивания , сравнивают с заданным и устраняют рассогласование путем перемещения рештаков конвейера при распертых секциях крепи. Вновь устраняют рассогласование измеренных и заданных координат проекций КТ секций крепи, рештаков конвейера и угла скручивания рештаков конвейера. Определяют рассогласование измеренных и заданных координат проекций КТ и учитывают его в следующем цикле перемещения очистного комплекса путем изменения заданной величины выдвижки штока ГХ. 4 ил. IS сл 4;аь СП Од ел Од

СОЮЗ GOBETCHMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119) 01) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4269057/23-03 (22) 29. 06. 87 (46) 07.02.89. Бюл. Р"- 5 (71) Московский горный институт (72) В.Д.Богомаз, A.È.Kîòëÿðñêèé, Д.И.Фрегер, Ю.А.Турицын, Е.Ф.Лагунович и А.В.Ильюша (53) 622.002.5 (088.8) (56) Кольман В., Шмидт Г. Исследование способов замеров положения очистного забоя. Глюкауф, 1974, В 23, с. 27-32.

Abbaufortschritt und Strebform

elektronisch messen und darstellen.—

Bergbau. 1987, У 3, с. 130-131. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ

ОЧИСТНОГО КОМПЛЕКСА (57) Изобретение относится к способам безаварийного перемещения очистного комплекса в плоскости почвы пласта (ПП) и позволяет повысить точность управления при автоматической передвижке. Согласно способу заключающемуся в передвижке рештаков конвейера, разгрузке секций крепи, подтягивании секций крепи к рештакам конвейера и распоре секций крепи, задают координаты контрольных точек (КТ) на секциях крепи и рештаках конвейера в плоскости ПП до и после перемещения, осуществляемого выдвижкой штока

Изобретение относится к автома" тизации управления очистными комплексами в горной промышленности, а

mD 4 Е 21 С 35/24 Е 21 D 23/00 гидроцилиндров хода (ГХ) на заданную величину, а также допустимый угол скручивания рештаков конвейера. Измеряют углы наклона оснований секций крепи ГХ и рештаков конвейера относительно оси аппликат, а также углы взаимного поворота рештаков конвейера в плоскости ПП. Определяют координаты проекций КТ секций крепи и рештаков конвейера, сравнивают с заданными и путем перемещения штока ГХ при распертых секциях крепи устраняют рассогласование координат проекций КТ рештаков конвейера, а при разгруженных секциях крепи — проекций КТ секций крепи. Измеряют углы наклона рештаков конвейера относительно оси аппликат, определяют их угол скручивания, сравнивают с заданным и устра няют рассогласование путем перемещения рештаков конвейера при распертых секциях крепи. Вновь устраняют рассогласование измеренных и заданных координат проекций КТ секций крепи, рештаков конвейера и угла скручивания рештаков конвейера. Определяют рассогласование измеренных и заданных координат проекций КТ и учитывают его в следующем цикле перемещения очистного комплекса путем изменения заданной величины выдвижки штока

ГХ. 4 ил. именно к способам автоматического управления перемещением секций механизированной крепи и рештаков скребкокрепи относительно оси аппликат, датчик 16 угла наклона гидроцилиндра хода относительно оси аппликат, микро-ЭВМ 17, выполняющую необходимые вычисления и выдающую управляющую сигналы на другие узлы блока через буферный усилитель 18 на электрогидроклапаны 19 и 2С гидростоек крепи и гидроцилиндров хода соответственно,.посредством которых управляют исполнительными механизмами гидростоек и гидроцилиндра соответственно 2 1 и 22. Штрековый 13 и лавный

12 блоки содержат телемеханические модули 23 связи для поддержания информационного обмена между микро-ЭВМ.

Штрековый блок 13 содержит такую же, как и в лавном блоке 12, микроЭВМ 24, пульт 25 управления, элемент

26 памяти для хранения информации о пространственном положении рештаков конвейера и узел 27 ввода данных о пространственном положении рештаков

25 конвейера.

Способ реализуется следующим образом.

Перед началом работы в произвольном месте, например на завальной стороне крайней со стороны откаточного штрека секции крепи, задают че-. рез пульт 25 управления (фиг,4) начало отсчета неподвижной трехмерной системы координат.. Через этот же пульт 25 управления задают конкретное место расположения контрольных точек очистного комплекса, например, для конвейера — на середине забойной стороны каждого рештака, а для секций крепи — на завальной стороне основания. Вводят через пульт 25 управления в штрековую 24 и лавные 17 микро-ЭВМ первоначальные значения координат контрольных точек крепи относительно оси абсцисс и оси ординат. Таким же образом задают максимальную величину углов скручивания рештаков конвейера, исходя из конструкторских данных и технологических требований на каждый

50 тип комплекса.

Для каждой секции крепи посредством датчиков 15 и 16 угла наклона основания секции крепи и угла р наклона гидроцилиндра хода измеряют величины этих углов относительно оси аппликат. Затем датчиком 14 выдвижки штока гидроцилиндра хода измеряют величину этой вьщвижки. Результаты измерений заносят в микро-ЭВМ 17 з 1456560 вого забойного конвейера очистных комбайновых комплексов в плоскости пласта.

Целью изобретения является повы5 шение точности за счет учета прост" ранственного положения комплекса и корректировки его положения в каждом цикле перемещения.

На фиг.1. представлена схема раепо- 10 ложения относительно оси ординат и оси аппликат, вырожденных в прямые линии рештака конвейера, гидроцилин" дра хода и основания секции крепи, у которЬЙ забойная сторона поднята 15 относительно завальной; на фиг.2 то же, гидроцилиндра хода и основания секции крепи, у которой завальная сторона поднята .относительно забойной на фиг.3 — схема располо- 20 жения относительно оси ординат и оси абсцисс нескольких рештаков конвейера, на фиг.4 — функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления перемещением очист ного комплекса.

На фиг. 1 и 2 точками отмечены завальная сторона 1 основания секции крепи, узел 2 крепления гидроцилиндра хода к основанию секции крепи, З0 забойная сторона 3 основания секции крепи, узел 4 крепления гидроцилиндра хода к рештаку конвейера, забойная сторона 5 рештака, место 6 крепления датчика угла наклона к основанию секции крепи, место 7 крепления датчика угла наклона на гидроцилиндре хода, а также изображены Э " угол наклона основания секции крепи относительно оси аппликат, — угол нак- 40 лона гидроцилиндра хода относительно оси аппликат, Я вЂ” угол наклона рештака конвейера относительно оси аппликат. На фиг.3 точками отмечены углы 8 и 9 завальной стороны решта- 45 ка, углы 10 и 11 забойной стороны рештака, середина забойной стороны

5 рештака, а также изображен угол

< — угол взаимного поворота рештаков в плоскости почвы пласта.

Устройство управления перемещением .очистного комплекса (фиг.4) состо ит из лавных блоков 12 и штрекового блока 13. Лавные блоки 12 одинаковы для всех секций крепи, на которых 55 они устанавливаются. Лавный блок 12 содержит датчик 14 величины вьщ-. вижки штока гидроцилиндра хода, датчик 15 угла наклона основания секции

1456560 6 (подтягивания) определяется по формуле соответствующей секции крепи. Затем вручную или посредством измерительной тележки, прогоняемой вдоль лавы по конвейеру, измеряют углы dv наклона рештаков конвейера относительно оси аппликат и углы взаимного поворота рештаков в плоскости почвь. пласта. Через узел 27 ввода данных заносят эту информацию в элемент 10

26 памяти, а оттуда с помощью штрековой микро-ЭВМ 24 и модулей 23 связи ее передают в соответствующие лавные микро-ЭВМ 17.

Каждая лавная микро-ЭВМ 17 вычисляет координаты своих контрольных точек. Согласно способу эти вычисления проводятся для координат проекций то.чек относительно оси ординат, например, следующим образом:

20 Àe у координата проекции контрольной точки рештака конвейера, координата проекции контрольной точки на основании секции крепи, заданная на начальном этапе либо определяемая на этапе подтягивания секции крепи; расстояние от завальной стороны основания секции крепи 35 до узла крепления гидроцилиндра хода к этому основанию (величина известная для каждого типа крепи); угол наклона основания сек- 40 ции крепи относительно оси аппликат, длина гидроцилиндра хода со штоком, выдвинутым на измеренную величину; 45 угол наклона гидроцилиндра хода относительно оси аппликат; ширина рештака конвейера (величина известная для каж- 50 дого типа забойного конвейера); угол наклона рештака конвейера относительно оси аппликат. 55

У(1 с

à — y, +1, sing+ 1, sing+

+ 1 sino, у, = у4- 1 sin% — 1, sing, (2) где у, — координата проекции конт" рольной точки секции крепи; у — координата проекции узла

4 крепления гидроцилиндра хода к рештаку конвейера у = у + 1 sinß+ 1 sing (3) но в формуле (3) у, определяют в предыдущем полном цикле перемещения, а значения h, $<, 1, измерены на данном этапе перемещения конвейера.

11риведенные в формулах (1)-(3) цифровые индексы при координатах проекций контрольных точек соответствуют цифровым номерам точек на фиг.1 и 2, Значения A „ р и 1", соответствуют параметрам >, р и 1,, измеренным на этапе подтягивания крепи к рештаку конвейера.

Углы наклона оснований секций крепн, гидроцилиндров хода и рештаков конвейера относительно оси аппликат при некоторых своих значениях, например нулевых, не позволяют полностью определить положение контрольных точек рештаков из-за наличия люфтов в узлах сопряжения рештаков и гидроцилиндров хода. Для устранения возмож" ной ошибки координаты вычисленных проекций контрольных точек рештаков корректируют с учетом измеренных углов взаимного поворота рештаков в плоскости почвы пласта. Для этого в каждом цикле перемещения комплекса задают координаты угловых точек любого рештака, например, крайнего со стороны откаточного штрека (точки

8-11, фиг.3). Тогда по измеренным углам взаимного поворота рештаков в плоскости почвы пласта и известным координатам угловых точек одного рештака определяют для всех рештаков конвейера координаты проекций контрольных точек 5 (фиг.3) и угловых точек, например, по следующим формулам (4) Для каждой секции крепи координат проекции ее контрольной точки иа ось ордИнат в каждом этапе перемещения

У = Ун уцди = у« 9

+ 0,51 sins;

+ 1 ° sins,, + 1 sin4

7 14565

У = у« "1„cos< для случая у„= у" у„= ФВ + 1> cosáдля учая yâ = y99 соответствующие коорди" наты проекций точек 5, 8, 9-11 рассматриваемо"

ro рештака на ось орди-. нат, — соответствующая координата проекций точек 9 и 10 предыдущего рештака на ось ординат; — длина рештака; — угол, определяемый для рассматриваемого рештака выражением

56

5,6-<<

15 (5) 40

" =!" t++y, где с — угол взаимного поворота рассматриваемого и предыдущего рештака в плоскости почвы пласта;

/Ъ вЂ” угол между прямой, парал- 25 лельной оси ординат, проходящей через узел сопряжения рассматриваемого и предыдущего рештака, и боковой стороной (по ширине) рассмат- Э0 риваемого рештака, примыкающей к предыдущему рештаку; л . — угол, определенный для предыдущей пары рештаков.

В начале рассчета для первой пары л 4- ЗВ рештаков угол с, приравнивают к нулю.

В формуле (5) перед углом с ставится знак плюс, если данный угол соответствует одинаковому типу раскрытия (на забой или на завал) с предыдущим, в противном случае при раскрытиях углов, обращенных в разные стороны, перед углом (ставится знак минус.

Таким образом, применяя формулы (1), (4) и (5), вычисляют начальные значения координат проекций контрольных точек рештаков конвейера.

Задают координаты проекций контрольных точек конвейера и секций крепи на очередной цикл перемещения комплекса. Подают иэ каждой лавной микро-ЭВМ 17 (фиг.4) сигналы управления на исполнительные механизмы гидроцилиндров 21 и 22 через буферные усилители 18 и электрогидроклапаяы 19 и 20. По окончании перемещения комплекса определяют по формулам (1)(5) координаты проекций контрольных

60 точек конвейера и крепи, Определяют величины рассогласования заданных и измеренных координат проекций контрольных точек конвейера и крепи. В этом же цикле перемещения устраняют рассогласование. Для этого, подавая сигналы управления из соответствующих микро-ЭВМ через буферные усилители и электрогидроклапаны на исполнительные механизмы гидростоек и гидроцилиндров, перемещают рештаки и секции крепи на забой или на завал.

После этого с помощью датчиков опять измеряют углы у наклона рештаков конвейера относительно оси аппликат.

Вычисляют углы взаимного скручивания рештаков путем определения разности углов наклона соседних рештаков, Сравнивают .полученное значение с заданной максимальной величиной угла взаимного скручивания и, если необходимо, подавая сигналы управления на. исполнительные механизмы соответствующих гидроцилиндров 22 хода, вновь перемещают рештаки на забой или на завал. Повторяют процесс корректировки координат проекций контрольных точек и, если после этого углы скручивания не будут превышать максимальное значение, то на этом заканчивают текущий процесс перемещения очистного комплекса. В противном случае опять снижают до допустимого значения углы взаимного скручивания рештаков путем их перемещения. Определяют рассогласование заданных и измеренных координат проекций контрольных точек конвейера и крепи, и эту величину учитывают при задании величины выдвижки штока гидроцилиндра хода на следующий цикл перемещения комплекса.

По предлагаемому способу управления различают две ситуации при устранении рассогласования измеренных и заданных координат проекций контрольных точек: недодвижка измеренных координат проекций контрольных точек до заданных и передвижка. Первая ситуация имеет место при поднятии забойной стороны основания секции крепи относительно завальной, а вторая— наоборот. Различные ситуации вызвали и разную направленность движения штока гидроцилиндров хода. При реализации такого порядка гидроцилиндры хода должны иметь запас движения штока в обе стороны.

1456560

Повторное проведение корректировки измеренных и заданных координат проекций контрольных точек и приведение к допустимой величине углов взаимно5 го скручивания рештаков вызваны нарушением соответствия измеренных и заданных координат проекций контрольных точек в предыдущей их корректировке из-за согласования углов скру- 10 чивания. В случае невозможности одновременного устранения рассогласования координат проекций и снижения к допустимой величине углов скручивания рассогласование координат учитывают 15 в следующем цикле перемещения комплекса.

В способе в каждом никле перемещения комплекса устраняется погрешI ность, вь|званная угловым смещением элеменгов комплекса от плоскости почвы пласта, что позволяет повысить надежность работы очистного комплекса и проходимос-ь выемочной машины, 25

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ управления перемещением очистного комплекса, включающий задание неподвижной прямоугольной сис- 30 темы координат на почве пласта, в которой ось абсцисс направлена по длине лавы, а ось ординат — по подвиганию забоя, определение контрольных точек на рештаках конвейера, задание координат контрольных точек на рештаках конвейера после перемещения комплекса, задание величины выдвижки штока гидроцилиндров хода, перемещение комплекса, заключающегося в пе- 40 ремещении рештаков конвейера, разгрузке секций крепи, перемещение секций крепи к рештакам конвейера и распоре секций крепи, измерение координат контрольных точек после пе- 45 ремещения очистного комплекса, определение величины рассогласования между заданными и измеренными координатами контрольных точек на рештаках конвейера и задание скорректиро- 50 ванной величины выдвижки штока гидроцилиндров хода на следующий цикл перемещения очистного комплекса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности эа счет 55 учета пространственного положения комплекса и корректировки его положения в каждом цикле перемещения, задают ось аппликат, определяют координаты контрольных точек на секциях крепи, задают координаты контрольных точек на секциях крепи после перемещения комплекса, задают максимальную величину углов скручивания рештаков конвейера, измеряют углы наклона оснований секций крепи и гидроцилиндров хода относительно оси аппликат, после окончания выдвижки штока измеряют углы наклона рештаков конвейера относительно оси аппликат, измеряют углы взаимного поворота рештаков в плоскости почвы пласта, с учетом этих измерений определяют координаты контрольных точек конвейера и крепи и рассогласование измеренных и заданных координат проекций данных контрольных точек конвейера и крепи в плоскости почвы пласта, затем в этом же цикле перемешения комплекса при распертых секциях крепи, выдвигая шток гидроцилиндров хода при недодвижке измеренных координат проекций контрольных точек рештаков конвейера до заданных и втягивая при передвижке измеренных координат проекций контрольных точек рештаков конвейера за заданные, перемещают рештаки до устранения рассогласования измеренных и заданных координат проекций контрольных точек рештаков конвейера, затем при разгруженных соответствующих секциях крепи аналогичным образом перемещают секции крепи до устранения рассогласования измеренных и заданных координат проекций контрольных точек крепи, дополнительно измеряют углы наклона рештаков конвейера относительно оси аппликат, по которым определяют углы взаимного скручивания рештаков, и при превышении этими углами заданной максимальной величины, выдвигая шток соответствующих гидроцилиндров хода, перемещают рештаки и тем самым снижают их углы взаимного скручивания до величины, равной или меньшей максимально заданной, вновь проводят корректировку измеренных и заданных координат проекций контрольных точек, измеряют углы наклона рештаков относительно оси аппликат и определяют их углы взаимного скручивания, и если эти углы больше заданной максимальной величины, уменьшают их до этой величины, а после этого величины рассогласования измеренных и заданных координат проекций контрольных точек

ll 1456560 1 2 конвейера и крепи учитывают в следу- тем изменения. заданной величины выд,ющем цикле перемещения комплекса пу- вижки штока гидроцилиндров хода.

1456560

Составитель В.Шилов

Техред М.Ходанцч

Редактор Л.Гратилло

Корректор Г. Решетник с

Заказ7470/27

Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г; Ужгород, ул. Проектная, 4