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Dokumentenidentifikation DE102005013062A1 04.01.2007
Titel Verfahren zum Steuern einer Strebausrüstung in Betrieben des untertätigen Steinkohlenbergbaus
Anmelder RAG AG, 45128 Essen, DE
Erfinder Jaeger, Karsten, Dipl.-Ing., 45731 Waltrop, DE;
Braick, Helmut, Dipl.-Ing., 46569 Hünxe, DE;
Kung, Friedhelm, Dipl.-Ing., 47495 Rheinberg, DE
Vertreter Becker und Kollegen, 40878 Ratingen
DE-Anmeldedatum 22.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005013062
Offenlegungstag 04.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.01.2007
IPC-Hauptklasse E21D 23/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E21C 41/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zum Steuern einer aus einem Gewinnungsmittel, einem Förderer und einem an den Förderer gekoppelten Schreitausbau bestehenden Strebausrüstung über eine vorgegebene Verhiebsfläche in Betrieben des untertätigen Steinkohlenbergbaus, bei welchem der über der Verhiebfläche von der Gewinnung zu erfassende Abbauraum unter Einsatz der zur Verfügung stehenden, digitalisierten Ist-Lagestättendaten in einem Rechner abgebildet und visuelle dargestellt wird und der Durchlauf der Strebausrüstung durch den Abbauraum unter Berücksichtigung der maßgeblichen Kenndaten der Strebausrüstung in dem Rechner simuliert und die dabei gewonnenen betrieblichen Daten als Soll-Werte abgespeichert werden, wobei nach Beginn der Gewinnung in dem Abbauraum die aufgenommenen betrieblichen Ist-Daten mit den Soll-Werten abgeglichen und bei festgestellten, ein vorgegebenes Maß überschreitenden Abweichungen das Auftreten der Abweichungen kenntlich gemacht werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer aus einem Gewinnungsmittel, einem Förderer und einem an den Förderer gekoppelten Schreitausbau bestehenden Strebausrüstung über eine vorgegebene Verhiebsfläche in Betrieben des untertätigen Steinkohlenbergbaus.

Im Rahmen der heute üblichen Planungsarbeit erfolgt die Planung und Auslegung von Strebbetrieben auf der Basis markscheiderischer Angaben zu den bekannten Ist-Lagerstättendaten wie Einfallen, Störungen, Mächtigkeiten, Vertaubungszonen, abgebaute Flächen in hangenden und liegenden Flözen, anhand von zeichnungsmäßigen, zweidimensionalen Darstellungen der geplanten Verhiebsfläche beziehungsweise der Verhiebsflächen in Form von Rissen und Schnitten. Die anschließende Steuerung der Strebausrüstung während des Verhiebs beruht vorzugsweise auf menschlicher Beobachtung und daraus abgeleiteten, oft nur unter Zeitdruck zu treffenden Entscheidungen. Ansätze zu einer Automatisierung der Steuerung befinden sich in der Entwicklung, wie zum Beispiel sensorische Grenzschichterkennung/-steuerung, Lernschnitt-Verfahren, definierte Streböffnung. Darüber hinaus sind Systeme zur Erkennung und Steuerung des Rückweges, zum automatischen Schreiten des Schreitausbaus und automatisches Einhalten einer vorgegebenen Sollneigung des Strebförderers bekannt.

Mit dem heutigen Planungs- und Betriebszustand ist jedoch der Nachteil verbunden, dass schon im planerischen Bereich wegen der unzureichenden zeichnerischen Darstellungen der Lagerstättensituation als Planungsgrundlage kritische Zonen, wie Störungen, Flözvertaubungen, Einfallensänderungen, Mächtigkeitsschwankungen insbesondere in begrenzten Teilbereichen der Verhiebsfläche, unerkannt bleiben können, was mit erheblichen negativen Auswirkungen bei dem späteren Durchlauf der Strebausrüstung über die Verhiebsfläche verbunden ist. Ferner kann es sich herausstellen, dass die eingesetzte Strebausrüstung den Anforderungen in besonderen Betriebssituationen nicht gerecht wird, und schließlich kommt es während des Verhiebs in schwierigen Betriebszuständen insbesondere zu bankrechten Versteuerungen des Strebes mit der Folge langwieriger Korrekturen der Streblage und damit verbundenem Produktionsausfall. Damit hat man zu berücksichtigen, dass aufgrund steigender Abbaugeschwindigkeiten, geringerer Belegschaftsstärke und gegebenenfalls geringerer Flözmächtigkeit die Beobachtungsintensität des betrieblichen Verhaltens der Strebausrüstung abnimmt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches zu einer besseren Planung von Strebbetrieben und anschließend zu einer besseren Beherrschung der betrieblichen Abläufe bei der Gewinnung über die gesamte Verhiebsfläche führt.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht im einzelnen ein Verfahren vor, bei welchem der über der Verhiebsfläche von der Gewinnung zu erfassende Abbauraum unter Einsatz der zur Verfügung stehenden, digitalisierten Ist-Lagerstättendaten in einem Rechner abgebildet und visuell dargestellt wird und der Durchlauf der Strebausrüstung durch den Abbauraum unter Berücksichtigung der maßgeblichen Kenndaten der Strebausrüstung in dem Rechner simuliert und die dabei gewonnenen betrieblichen Daten als Soll-Werte abgespeichert werden, wobei nach Beginn der Gewinnung in dem Abbauraum die aufgenommenen betrieblichen Ist-Daten mit den Soll-Werten abgeglichen und bei festgestellten, ein vorgegebenes Maß überschreitenden Abweichungen das Auftreten der Abweichungen kenntlich gemacht wird.

Wie sich dazu aus der Veröffentlichung „VR – Schulungs- und Trainingssysteme im Bergbau – Anwendungen und Einsatzerfahrungen" Glückauf 140 (2004) 5.534 ergibt, wird bisher die Simulationstechnik anhand künstlich erstellter virtueller Welten als Umgebungsdarstellung für einen Strebbetrieb zu Ausbildungszwecken für die Bedienmannschaften genutzt, indem unterschiedliche virtuelle Welten für beispielsweise die Beherrschung der Strebrandtechnik, die Bewegung eines Hilfsantriebes in einem Walzenbetrieb oder die Strebgewinnung mit Walzenlader erstellt und als Ausbildungsgrundlage gemeinsam mit Maschinen-Simulatoren wie Walzenlader, Ausbausteuerung etc. genutzt werden.

Mit der Erfindung ist im einzelnen zunächst der Vorteil verbunden, dass die Visualisierung des mit Ist-Lagerstättendaten umschriebenen Abbauraumes innerhalb des Lagerstättenkörpers einen besseren räumlichen Eindruck von den beim späteren Durchlauf der Strebausrüstung zur erwartenden Betriebszuständen vermittelt, so dass das Risiko des Übersehens kritischer Bereiche beispielsweise aufgrund eines unzureichenden räumlichen Vorstellungsvermögens auf Seiten der Planenden vermieden oder doch zumindest verringert ist. Die anschließende Simulation des Durchlaufes der mit ihren betrieblichen Daten festgelegten Strebausrüstung zeigt zunächst einmal auf, ob die planerisch zugrunde gelegte Strebausrüstung den festgestellten Anforderungen genügt, oder ob von vorneherein eine gegebenenfalls teilweise Anpassung der Maschinentechnik erforderlich ist. Gleichzeitig liefert die Simulation des Durchganges der Strebausrüstung über die gesamte Verhiebsfläche hinweg betriebliche Daten des Verhaltens der Strebausrüstung, die als Soll-Werte für die spätere Steuerung der Strebausrüstung vorgebbar sind. Wenn der Streb angelaufen ist, werden die jeweils aufgenommenen betrieblichen Ist-Daten mit den eingestellten Soll-Werten abgeglichen, wobei festgestellte, ein vorgegebenes Maß überschreitende Abweichungen kenntlich gemacht werden. Damit können Abweichungen von der geplanten Soll-Abbauführung objektiv festgestellt werden, so dass eine Überprüfung der gegebenenfalls aktuell notwendigen Entscheidungslage möglich ist.

Bei den angesprochenen betrieblichen Daten kann es sich beispielsweise um Fördererneigung und Fördererlage, Setzdruck der Ausbaustempel wie am Förderer anliegender Vorschubdruck jeweils in der Verteilung über die Länge des Strebes etc. handeln.

In einer Weiterbildung sieht die Erfindung ein Verfahren vor, bei welchem während des Verhiebs eine Aktualisierung der in dem Rechner abgespeicherten Ist-Lagerstättendaten aufgrund der nach Beginn der Gewinnung ermittelten Ist-Lagerstättendaten erfolgt und die Simulation des Durchlaufes der Strebausrüstung durch den aktualisierten visualisierten Abbauraum wiederholt und aufgrund der dabei gewonnen betrieblichen Daten eine Aktualisierung der abgespeicherten Sollwerte vorgenommen wird. Hiermit ist zunächst der Vorteil verbunden, dass etwa aufgrund der sich während des Betriebes verbessernden Lagerstättendaten vorher nicht erkannte Problemzonen für die Gewinnungsarbeit offenbar werden.

Weiterhin können die Soll-Daten aufgrund einer wiederholten Simulation unter aktualisierten Ist-Lagerstättendaten ihrerseits ständig aktualisiert werden, so dass die Berücksichtigung von Abweichungen der bei der Gewinnung aktuell ermittelten Ist-Daten gegenüber eventuell veralteten Soll-Werten vermieden ist.

Insgesamt lassen sich bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende betriebliche Vorteile erzielen: Durch einstellbare Grenzwerte für ermittelte Abweichungen können automatisch kritische Bereiche für die Abbauführung markiert werden. Im Rahmen der Planung können betriebliche Situationen separat detailliert simuliert werden, um beispielsweise die Betriebsmittelauswahl und die Verfahrenstechnik zu optimieren, ferner um Strategien der Bearbeitung entwickeln, die später einen sicheren Betrieb mit größtmöglicher Produktion erlauben. Es können Versteuerungen der Strebausrüstung mit der Folge signifikanter Produktionsausfälle vermieden werden. Auch sind Überlastungen maschineller Einrichtungen bei Berücksichtigung geometrisch-maschinentechnischer Randbedingungen zurückzuführen oder gänzlich zu vermeiden. Schließlich ist eine Optimierung der Planung zukünftiger Einsatzfälle durch Simulation historischer Betriebssituationen aufgrund des zur Verfügung stehenden Datenrahmens möglich.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.


Anspruch[de]
Verfahren zum Steuern einer aus einem Gewinnungsmittel, einem Förderer und einem an den Förderer gekoppelten Schreitausbau bestehenden Strebausrüstung über eine vorgegebene Verhiebsfläche in Betrieben des untertätigen Steinkohlenbergbaus, bei welchem der über der Verhiebsfläche von der Gewinnung zu erfassende Abbauraum unter Einsatz der zur Verfügung stehenden, digitalisierten Ist-Lagerstättendaten in einem Rechner abgebildet und visuell dargestellt wird und der Durchlauf der Strebausrüstung durch den Abbauraum unter Berücksichtigung der maßgeblichen Kenndaten der Strebausrüstung in dem Rechner simuliert und die dabei gewonnenen betrieblichen Daten als Soll Werte abgespeichert werden, wobei nach Beginn der Gewinnung in dem Abbauraum die aufgenommenen betrieblichen Ist-Daten mit den Soll-Werten abgeglichen und bei festgestellten, ein vorgegebenes Maß überschreitenden Abweichungen das Auftreten der Abweichungen kenntlich gemacht wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Verhiebs eine Aktualisierung der in dem Rechner abgespeicherten Ist-Lagerstättendaten aufgrund der nach Beginn der Gewinnung ermittelten Ist-Lagerstättendaten erfolgt und die Simulation des Durchlaufes der Strebausrüstung durch den aktualisierten visualisierten Abbauraum wiederholt und aufgrund der dabei gewonnen betrieblichen Daten eine Aktualisierung der abgespeicherten Sollwerte vorgenommen wird.






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