專利名稱：用于操縱采掘機切割器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于操縱采掘機切割器的方法，其中，所述采掘機是具有被布置 來沿著被切割的礦物工祖(face)前進的主體的種類，該主體在任何一端都具有可轉動地 安裝在主體上的搖臂(ranging arm)，并且每一個臂承載可旋轉的切割滾筒。這種機器被稱 為雙端測距滾筒截礦機(shearer)。
背景技術：
已知用于切割和提取所要的礦物的許多裝置，但是具體用于采煤的一種常用形式 是使用測距滾筒機器，該機器在任何一端具有搖臂，其中，在可轉動地緊固到機器的主體的 每一個搖臂的端部處，具有多個切割齒的切割滾筒可進行旋轉。機器的主體沿著工祖移動， 并且每一個旋轉滾筒從該工祖切割材料。這種類型的機器被操縱來通過調(diào)整搖臂的轉動控制，使得滾筒始終能夠在采掘工 祖層(seam)內(nèi)進行切割。查看滾筒的前進和層的技術人員可以人工地進行該種操作，但是 也可以使用自動裝置，因為灰塵的產(chǎn)生和噴水會影響操作員觀察滾筒。該種機器承載有在機器上安裝的多個傳感器，該傳感器被適配來測量采掘操作的 不同參數(shù)，并且產(chǎn)生用于表示所述參數(shù)的電信號。例如，該傳感器中的一些可以被布置來沿 著工祖測量機器的縱搖和橫搖，其他傳感器可以被布置來測量機器的移動量和方向，并且 另外傳感器可以被布置來測量前后搖臂相對于機器的位置。當操縱切割機器時，重要的是 保證機器不進入在采掘工祖層的任何一側上的地層(strata)內(nèi)。因此，通常留下幾個英寸 的被切割的材料，以形成頂部和底部，以便在切割機器的路徑上的任何微小改變僅改變所 剩下的頂部和底部的厚度，而不會切割到鄰接的地層內(nèi)。長壁工祖的巷道內(nèi)端通常比采掘工祖的其余部分在采掘底部上更高，因為傳送床 必須通過在采掘工祖的巷道內(nèi)端的傳輸驅動裝置來升高。這導致截礦機在巷道內(nèi)端被抬 高。結果，截礦機操作員必須在巷道內(nèi)端較低地來轉動搖臂，以便仍然有效地從采掘工祖采
iS ο當操作員將搖臂留在較低的位置，并且試圖離開巷道內(nèi)端區(qū)域時會產(chǎn)生問題。如 果發(fā)生這一問題，則搖臂在底切極限之下，并且切割機器可以切入采掘底部，導致可能對機 器產(chǎn)生損害。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的一個目的是提供一種改進的方法，用于操縱采掘機的后滾筒，以便幫助 降低操作員底切在采掘工祖之下的材料的可能。本公開的另一個目的是限制除了在采掘工祖的內(nèi)端(被稱為巷道，諸如頭巷道和 尾巷道、內(nèi)端)，在下文中，稱為工祖的礦脈走向(rim offace)之外的工祖上的底切量，同 時仍然允許在巷道內(nèi)端中的完全底切。一種控制系統(tǒng)，其監(jiān)控每一個搖臂相對于機器的主框架的角度。當機器在沿著工
4祖的限定區(qū)域中時，如果臂的角度被操作員命令低于被稱為底切極限的參數(shù)限定的設定點 時，控制系統(tǒng)不允許該臂更低。當從任何巷道內(nèi)端進入工祖的礦脈走向內(nèi)時，如果搖臂的 任何一個在設定點之下，則截礦機的水平移動停止，并且產(chǎn)生警告消息，并且警告燈開始閃 爍，以警告操作員他必須在可以啟動截礦機的水平移動之前抬高臂。該機器包括搖臂測斜器、縱搖和橫搖傳感器、和d-齒輪傳感器。


圖1是被稱為長壁截礦機的切割機器的透視圖，長壁截礦機被示出為沿著鎧裝 (armor)的工祖?zhèn)魉推餍羞M。圖2是在圖1中所示的截礦機以及搖臂相對于機器的位置的透視圖，其中，箭頭指 示機器的橫搖和縱搖。圖3是長壁工祖的示意圖示。圖4是示出底切保護程序64的流程圖。圖5是在圖4中所示的巷道內(nèi)端處理70的流程圖。圖6是在圖5中所示的懸臂角度運輸(boom angle tram)處理76的流程圖。圖7是在圖5中所示的監(jiān)控器運輸鎖定處理78的流程圖。圖8是在圖7中所示的左懸臂極限處理73的流程圖。圖9是在圖7中所示的右懸臂極限處理74的流程圖。在詳細描述本公開的一個實施例之前，應當明白，本公開在其應用上不限于在下 面的描述中給出或在附圖中圖示的部件的構造和布置的細節(jié)。本公開能夠具有其他實施 例，并且能夠以各種方式來實施或執(zhí)行。而且，應當明白，在此使用的用語和術語用于描述 的目的，而不應當看作用于限制的目的。在此使用的“包括”和“包含”及其變化的使用表 示涵蓋其后列出的項和其等同物，以及另外的項。在此使用的“由...組成”及其變化的使 用表示僅涵蓋其后列出的項及其等同物。而且，應當明白，諸如“向前”、“向后”、“向左”、“向 右”、“向上”和“向下”等的術語是方便的詞匯，并且不應當被理解為是限制術語。
具體實施例方式在圖1中圖示一種類型的采掘設備11，其包括具有截礦機沈形式的移動采掘或 切割機器，截礦機26具有可旋轉的切割或采掘頭34，該可旋轉的切割或采掘頭34配備了 多個切割鉆頭38，多個切割鉆頭38被用來從層(未示出)取出媒。切割頭34附接到移動 懸臂裝置42，移動懸臂裝置42使得能夠相對于采掘底部來調(diào)整切割頭34的位置。當切割 頭34旋轉和前進到層內(nèi)時，從采掘工祖移走煤，并且在采煤設備11的收集和傳送設備36 上接收煤。傳送設備36將采掘的材料排出到分離的獨立傳輸設備或移動傳輸設備(未示 出)上，以最終傳送出礦區(qū)。前切割頭34切割層的頂部部分，并且后切割頭提取剩余部分。 切割機器當它切割時以傳統(tǒng)的方式沿著鎧裝的傳輸器被拖拉。在一些情況下，操作員(未示出)手動地沿著采掘工祖60(參見圖幻移動截礦機， 并且，控制搖臂42的位置。操作員與機器交互，由此向機器控制器或控制系統(tǒng)52提供操作 員輸入。機器控制器52在與底切保護程序64(參見圖4)交互后，引起機器水平移動(運 輸(tramming))和搖臂移動。
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為了限制對于切割機器沈的損害，本公開提供了一種用于限制采掘頭34與采掘 底部或長壁系統(tǒng)(未示出)的其他部分的偶然接觸的方法。所述方法被以軟件實現(xiàn)在機器 控制器52中，并且使用在圖4至9中所示的流程圖。概括地，底切保護程序64確定在特定采掘工祖上的特定機器的底切極限是什么， 由機器操作員初始設置的值是什么。然后通過下述方式來確定搖臂相對于機器的位置即， 通過確定搖臂相對于機器的位置，通過確定機器的橫搖，和通過確定機器的移動和方向來 確定搖臂相對于機器的位置。如果機器離開巷道內(nèi)端，并且搖臂的位置在底切極限之下，則 停止機器的移動。沿著采掘工祖來對齊覆蓋和保護長壁截礦機沈的頂部防護物68 (在圖3中示意 地示出)。已知防護物的數(shù)量，并且，也已知接近長壁工祖的巷道內(nèi)端的防護物。在工祖的 礦脈走向和巷道內(nèi)端之間存在的防護物也是已知的，并且限定巷道內(nèi)端開始和工祖的礦脈 走向結束的位置，反之亦然。更具體地，采掘機沈包括安裝在機器上的多個傳感器裝置，并且被用來測量采掘 操作的不同參數(shù)，并產(chǎn)生用于表示所述參數(shù)的電信號。作為安裝在每一個搖臂42的轉動點 處的測斜器56的所述傳感器裝置的第一個被布置來測量所述臂的每一個相對于機器沈的 位置，并且，作為安裝在截礦機驅動齒輪上的傳感器55的第二傳感器裝置被布置來測量機 器26的移動和方向。作為縱搖和橫搖傳感器M的第三傳感器裝置被布置來測量機器沈 的沿著的工祖的橫搖(參見圖2)。如果期望，當確定搖臂相對于采掘底部的位置時，也可以 考慮機器縱搖(未示出)。更具體地，所述方法包括步驟從第一和第二傳感器裝置來建立用于指示機器的 移動方向和機器相對于采掘工祖的位置的電信號，和用于指示搖臂相對于機器的位置的電 信號；并且，在所述機器控制器中處理所述電信號以確定機器是否離開巷道內(nèi)端，并且如果 搖臂的位置低于底切極限，則停止機器的移動。圖4-9更詳細地描述了本公開的底切保護程序的細節(jié)。更具體地，開始將初始參 數(shù)設置為啟動底切保護程序64的一個初始參數(shù)。當設置了這個參數(shù)時，所述程序運行以確 定截礦機是否在工祖的礦脈走向上。通過比較當前頂部防護物數(shù)量與在工祖的巷道內(nèi)端存 在的防護物數(shù)量(CurrentSupport > = HeadgateUndercutShield)來實現(xiàn)以上確定，如圖3 中所示。如果截礦機沈在工祖的礦脈走向上，則所述程序通過執(zhí)行左懸臂極限處理73和 右懸臂極限處理74來限制搖臂或懸臂(boom)，使其不在底切極限之下。如果截礦機不在工 祖的礦脈走向上，則所述程序執(zhí)行巷道內(nèi)端處理70。當程序64執(zhí)行巷道內(nèi)端處理70時，程序首先查看截礦機在什么方向上行進。如 果通過查看特定的頂部支持防護物的數(shù)量來確定截礦機沈正在離開巷道內(nèi)端，則進行懸 臂角度運輸處理76和監(jiān)控器運輸鎖定處理78。首先執(zhí)行懸臂角度運輸處理76，并且懸臂 角度運輸處理76考慮到由機器橫搖(MachineRollAngle+RolIOffset)校正的初始偏移值 (LeftBoomOffset)來查看搖臂位置(LeftBoomAngle)。然后將這個值與底切極限作比較 (MaxUndercutAngle)，并且如果該值小于那個極限，則停止切割器的運輸或移動。所述程 序然后執(zhí)行監(jiān)控器運輸鎖定處理，其中，再一次查看懸臂角，直到懸臂角不再在底切極限之 下。如果懸臂角不再在底切極限之下，則取消運輸鎖定，并且然后允許機器行進到工祖的礦 脈走向內(nèi)。
如果軟件將機器停止，則在截礦機的狀態(tài)屏幕上的消息描述已經(jīng)超過了底切極 限。并且對在機器上的某個燈進行閃爍，但是不是所有的機器都具有燈。機器將正常地運 行，但是不恢復運輸，直到搖臂被抬高到高于參數(shù)限制。警告消息是“運輸被禁止——搖臂 在底切極限之下”。幫助文本用于描述控制系統(tǒng)已經(jīng)檢測到搖臂已經(jīng)達到了在工祖的礦脈 走向中的底切極限。通過參數(shù)來定義最大底切角。指示底切情況的控制器的可能起因是操作員已經(jīng)將搖臂降低得太多，或搖臂測斜 器不能進行校準，或縱搖/橫搖傳感器不能進行校準。在所附的權利要求中給出了本公開的各種其他特征。
權利要求
1.一種操縱雙端采掘機的尾部滾筒的方法，其中，所述采掘機是具有被布置來沿著被 切割的礦物工祖前進的主體的種類，所述主體在其任何一端都具有可轉動地安裝在主體上 的搖臂，并且每一個臂承載有可旋轉的切割滾筒，多個傳感器裝置被安裝在所述機器上，并 且被用來測量所述采掘操作的不同參數(shù)，以及產(chǎn)生用于表示所述參數(shù)的信號，所述傳感器裝置的第一傳感器裝置被布置來測量所述臂的每一個相對于所述機器的 位置，第二傳感器裝置被布置來測量所述機器的移動和方向，所述方法包括步驟從第一和第二傳感器裝置來建立用于指示所述機器的移動方向和 所述機器相對于所述礦物工祖的位置的信號，和用于指示所述搖臂相對于礦物底部的位置 的信號；并且，處理所述信號以確定所述機器是否離開所述礦物工祖的巷道內(nèi)端，并且如果 所述搖臂的位置低于底切極限，則停止所述機器的移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，當所述搖臂不再在所述底切極限之下時，所述機 器的移動恢復。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，當所述采掘機在除了巷道內(nèi)端之外的位置時，當 搖臂達到所述底切極限時，停止所述搖臂的移動。
4.一種操縱雙端采掘機的尾部滾筒的方法，其中，所述采掘機是具有被布置來沿著被 切割的礦物工祖前進的主體的種類，所述主體在其任何一端都具有可轉動地安裝在主體上 的搖臂，并且每一個臂承載有可旋轉的切割滾筒，多個傳感器裝置被安裝在所述機器上，并 且被用來測量所述采掘操作的不同參數(shù)，并且產(chǎn)生用于表示所述參數(shù)的電信號，所述傳感器裝置的第一傳感器裝置被布置來測量所述臂的每一個相對于所述機器的 位置，第二傳感器裝置被布置來測量所述機器的移動和方向，所述傳感器裝置的第三傳感器裝置被布置來測量所述機器的沿著工祖的橫搖，所述方法包括步驟從第一和第二傳感器裝置來建立用于指示所述機器的移動方向和 所述機器相對于所述礦物工祖的位置的電信號，和用于指示所述搖臂相對于所述礦物底部 的位置的電信號；并且，處理所述電信號以確定所述機器是否離開所述礦物工祖的巷道內(nèi) 端，并且如果所述搖臂的位置低于底切極限，則停止所述機器的移動。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，當所述搖臂不再在所述底切極限之下時，所述機 器的移動恢復。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，當所述采掘機在除了巷道內(nèi)端之外的位置時，當 搖臂達到所述底切極限時，停止所述搖臂的移動。
7.一種操縱雙端采掘機的尾部滾筒的方法，其中，所述采掘機是具有被布置來沿著被 切割的礦物工祖前進的主體的種類，所述主體在其任何一端都具有可轉動地安裝在主體上 的搖臂，并且每一個臂承載有可旋轉的切割滾筒，多個傳感器裝置被安裝在所述機器上，并 且被用來測量所述采掘操作的不同參數(shù)，并且產(chǎn)生用于表示所述參數(shù)的信號，所述傳感器裝置的第一傳感器裝置被布置來測量所述臂的每一個相對于所述機器的 位置，第二傳感器裝置被布置來測量所述機器的移動和方向，所述方法包括步驟從第一和第二傳感器裝置來建立用于指示所述機器的移動方向和所述機器相對于礦物工祖的位置的信號，和用于指示搖臂相對于礦物底部的位置的信號； 并且，處理所述信號以確定所述機器是否離開所述礦物工祖的巷道內(nèi)端，并且如果所述搖 臂的位置低于底切極限，則停止所述機器的移動，并且當所述搖臂不再在所述底切極限之 下時恢復所述機器的移動，并且當所述采掘機在除了巷道內(nèi)端之外的位置時，當所述搖臂 達到所述底切極限時，停止所述搖臂的移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操縱采掘機切割器的方法。一種控制系統(tǒng)，其監(jiān)控每一個搖臂相對于機器的主框架的角度。在所述機器沿著工祖位于限定的區(qū)域中時，如果檢測到臂的角度低于被稱為底切極限的參數(shù)限定的設定點，則控制系統(tǒng)不允許臂進一步降低。當從巷道內(nèi)端進入工祖的礦脈走向時，如果搖臂的任何一個低于設定點，則停止截礦機的水平移動，并且產(chǎn)生警告消息，以及警告燈開始閃爍，以警告操作員必須在可以啟動截礦機的水平移動之前抬起所述臂。
文檔編號E21C31/02GK102061914SQ201010551160
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權日2009年11月16日
發(fā)明者格里高利·S·威爾森, 愛德華·F·尼德賴特 申請人:喬伊·姆·特拉華公司