Способ автоматического управления скоростью подачи проходческого комбайна в выбросоопасных условиях

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 590450 (22) Заявлено 07.12.79 (21} 2848317/22-03 с присоединением. заявкн №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень № 40

Дата опубликования аттисання 05.11 81 (51» М.К .

Е 21 С 35/24

Государственный комитет

IlO делам изобретений и открытий (53) УДК 622.232..72 (088.8) ° J с

1

1 (72) Автор изобретения

Е. H. Шульгин

Карагандинский о дена Тр дового Краси о Знасмсени (7! ) Заявитель р у„ политехнический институт (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ.

СКОРОСТЬЮ ПОДАЧИ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА

В ВЬ)БРОСООПАСНЬ1Х УСЛОВИЯХ

Изобретение относится к горной про, мышленности, преимущественно угольной и может быть использовано в системах дистанционного и автоматического управления движением проходческих комбайнов по выбросоопасным угольным пластам.

По основному авт. cB. № 590450 известен способ автоматического управления скоростью подачи проходческого комбайна в выбросоопасных условиях, основанный на измерении крепости разрушаемого материала с последующим воздействием на скорость подачи комбайна в сторону ее снижения прн уменьшении крепости, т.е. при появлении у пласта таких физико-механических и структурных свойств, которые способствуют потери пластом способности сопротивляться резкому изменению напряженного состояния угольного массива в приэабойной части пласта, приводящему к разрушению массива угля — его дезинтеграции, бурному выделению газа и выносу разрушенного угля в газовом потоке. Контроль изменения физико-механических и структурных свойств пласта по подвнганию выработки производят определением крепости разрушаемого материала с помотцью измерительного резца спе2 циальной конструкции путем измерения сопротивления резанию на ряде последователь. ных участков забоя, измеренные значения крепости по участкам запоминают с после-. дующим выбором наименьшего из них. T.e. управляющее воздействие на скорость подачи комбайна по известному способу формируется в функции изменчивости физико-меха,нических свойств наиболее ослабленной пачки пласта по подвиганию выработки и может быть функцией любой комбинации или . всех известных физико-механических и структурных признаков выбросоонасности уголь- ного пласта: чь Рт(ХФ Х Х ") где Х,, Х, ... — крепость, нарушенность, мощность йласта в целом, прочность, нарушенность каждой пачки пласта, количество пачек, количество плоскостей скольжения, изменчивость этих характеристик по нодвиганию выработки и т.п. 111.

Однако известно, если иэ разрушаемого горным давлением массива нри резком изменении его напряженного состоянитт в призабойной части происходит медленное газовыделение (из-за низких значений газоносности угля или начальной скорости его

876998 з газоотдачи), то динамическое явление может реализоваться лишь в виде горного удара нлн внезапного выдавливания угля. Внезапный выброс угля и газа и этом случае произойти ие может. Таким образом, для объективной дифференциа цни динамических явлений на глубинах выше критическнх по фактору горного давления в процессе формирования улравля1ощего воздействия на измененне скорости подачи н повышения надежностн предотвращения внезапных выбросов необходнмо контролировать как признаки выбросоопасностн, характеризующне физико-механические н структурные свойства пласта, так и признаки ло газовому фактору. В известном же способе признаки выбросоопасности по газовому фактору не контролируются.

Цель изобретения — учет признаков выбросоопасности по газовому фактору прн формировании управляющего воздействия на изменение скорости подачи комбайна и повышенне надежности предотвращения внезапных выбросов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дополнительно производят косвенное определение объема метана, выделившегося из единнцы веса отбитого угля прн 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 является конъюнкцией (логнческой функцией б ) параметров Р„, н Р„,, первый иэ которых

Pv = F {Ì1, Х; Х ...) — результат измерения по каналу контроля физико-механических и структурных признаков выбросоопасности.

По дополнительному второму каналу лронэводят контроль признаков выбросоопасности ло газовому фактору, используя опе ратор

Р„= F, (ЬЯ„; А), где Ь Я вЂ” раЗность в объеме метана, выделяющегося нз стенок выработки остановленного забоя и иэ отбиваемого угля лри движении выработки за контролируемый интервал времени t;

А — количество отбитого угля в забое эа тот, же интервал времени.

Непосредственное непрерывное автоматическое определение ЬЬ ц затруднительно.

Так как концентрацня метана С„ в подготовительном забое, его количество, выделяющееся в выработку, н количество воздуха Qb, подаваемого в ту же выработку эа контролируемый интервал времени t связаны

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 IO, счетчик Il, преобразователь l2 н исполнительный элемент i3.

Устройство также содержит датчик 14 концентрации метана и расходомер I5 воздуха, подаваемого в выработку, выходные сигналы С„н Qb которых поступают в процессор l6, производящий по операторуЩ,„=

= f, (С„; Щ) определение разности ь Qö в объеме метана, выделяющегося из .стенок выработки остановленного забоя н из отбнваемого угля при движеннн выработки

4 между собой, то Ь Я„определяется по оператору Qм = f (См Qь)Автоматическое измерение, концентрации метана С в забое осуществимо. Количество подаваемого воздуха Qb олределяется производительностью установленного в забое вентнлятора.

Количество А отбитого угля в забое за время 1„ пропорционально подвнганию забоя илн для проходческого комбайна бурового типа скорости подачи V„, т.е. А = KV„, где К вЂ” коэффициент пропорциональности, завнсящий от объемного веса углля, площади сечения выработки и контролируемого интервала времени t„. Все применяемые проходческие комбайны имеют гидравлическую систему подачи (привод ведущей звездочки гусеничного хода осуществляется от гидродвигателя). У тяжелых комбайнов бурового типа лри проведении горизонтальных и наклонных выработок по падению в рабочем диапазоне скорости подачи проскальэываwe гусениц относительно почвы выработки практически отсутствует. Скорость подачи комбайна функционально связана с давлением н расходом жидкости:

25 л 2(ж Чк) где P — давление жндкостн в системе гндродвигателя привода гусеннчного хода;

Q — расход жидкости в этой же системе.

Автоматическое измеренне давления н

Зо расхода жндкости технически осуществимо.

Величнйа контролируемого интервала вре мени t для определення признаков выбросоопасйости по газовому фактору прннимаетсл равной продолжительности переходного процесса такого параметра; как концентрация метана, с момента начала отбойкн угля до установившегося значения лри постоянной скорости подачи и обычной (неопасной) по газовому фактому ситуации в забое. Этого интервала времени достаточно и для определения признаков выбросоопас40 ности ло первому каналу контроля (фнзнкомеханических н структурных свойств пласта).

876998

Формула изобретения.

ВНИИПИ 3аказ 9645/46 Тираж 630 Подписное

Филиал НПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 э за Контролируемый интервал времени задаваемый формирователем !7 временных интервалов.

Сигнал, пропорциональный мгновенной скорости подачи комбайна, формируется на выходе процессора !8, выполняющего оператор Уа = 4(P ;©). Сигналы на входы этого процессора поступают с выходов датчика !9 давления жидкости в системе гидродвигателя привода гусеничного хода комбайна и расходомера 20 жидкости в этой же системе. Процессор 2! по величине скорости 1В подачи Чп производит в соответствии с оператором А = КЧа определение количества отбитого угля в забое за контролируемый интервал времени 4, задаваемый формиро- ° вателем !7 временных интервалов..Определение объема метана, выделяющегося из единицы веса отбитого угля при движении выработки за время tg переходного процесса концентрации метана, производится процессором 22, т.е. на его выходе формируется сигнал, соответствующий степени опасности 2о по газовому фактору. Сигналы ЬЯ„и А на входы процессора 22 поступают с выходов процессоров 16 и 21 соответственно. Узел

23 выполняет функцию амплитудного селектора (порогового элемента}. Таким образом, сигнал Р„, на выходе порогового,эле-.

23 мента 23 (результат контроля признаков выбросоопасности по газовому .фактору) появляется, когда сигнал на выходе процессора

22 превышает заданный безопасный порогуставку. 30

Сигнал Р„, поступает на второй вход элемента 24, выполняющего логическую функцию <Запрет», и является разрешающим на прохождение сигнала Р 1 (результат измерения по каналу. контроля физико-механических и структурных признаков выбросоопас- 3s

6 ности) к исполнительному элементу !3. Вне то элемента, выполняющего функцию «3апрет», может быть использована схема совпадения (конъюнкция) для сигналов Pvt N

Ра. Исполнительный элемент !3 при наличии сигнала Р«а (при превышении безопасного порога-уставкн признака выбросоопасности по газовому фактору) в соответствии с сигналом Р„, о степени выбросоопасиости забоя, формируемым логическмм преобразователем 12, изменяет скорость подачи комбайна на забой.

Предлагаемый способ позволит учесть прн формировании управляющего воздействия на изменение скорости еодачи проходческого комбайна признаки выбросоопасности по газовому фактору н иовыснть надежность предотвращения внезанных выбросов.

Способ автоматического управления скоростью подачи проходческого комбайна в выбросоопасных условиях по авт. св. № 590450, отличающийся тем, что, с целью повышения. надежности предотвращения внезапных выбросов, дополнительно производят косвенное определение объема метана, выделившегося из единицы веса отбитого угля при движении выработки за время переходного процесса концеитрации метана, а на скорость подачи воздействуют при увеличении контролируемого параметра выше допустимого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР № 590450, кл. Е 2! С 35/24, !976 (прототип).