PL217681B1 - Urządzenie do określania poziomu cięcia górniczej maszyny urabiającej, w szczególności struga węglowego, oraz moduł rynnowy dla przenośnika - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy urządzenia do określania poziomu cięcia górniczej maszyny urabiającej, w szczególności struga węglowego, oraz modułu rynnowego dla przenośnika. Urządzenie zawiera przesuwany przenośnik z modułami rynnowymi, posiadający co najmniej jeden czujnik optyczny (20), który ma głowicę czujnikową (24) umieszczoną w elemencie nośnym (27) i może być dociśnięty przez element dociskowy (26) do monitorowanej granicy między węglem a spągiem. Dla poprawy pewności wykrywania monitorowanej strefy i skuteczności pracy, na długości przenośnika wybrane moduły rynnowe są skonfigurowane jako rynny czujnikowe (50), z których każda zawiera zabezpieczoną komorę (21) otwartą do spągu i w której jest, względnie może być umieszczony element nośny (27), umożliwiający wymontowanie razem z głowicą czujnikową (24).

Description

Opis wynalazku

Wynalazek odnosi się do urządzenia służącego określaniu poziomu cięcia górniczej maszyny urabiającej, w szczególności struga węglowego, współpracującego z przesuwanym przenośnikiem ścianowym. Przenośnik składa się z zestawionych, pojedynczych modułów rynnowych, zawierających ostrogorynnę posiadającą przedział górny i przedział dolny, oraz prowadnicę maszyny urabiającej z elementami prowadzącymi, zlokalizowaną po stronie odociosowej przenośnika. Ostrogorynna może posiadać przynajmniej jeden czujnik pomiarowy wykrywający optycznie warstwę graniczną pomiędzy węglem a spągiem, który to czujnik ma osadzoną w obudowie głowicę czujnikową dociskaną za pomocą przynajmniej jednego elementu dociskowego do monitorowanej strefy granicznej pomiędzy pokładem węgla, a skałą spągową.

Wynalazek odnosi się również do modułu rynnowego dla przenośnika, którego rynna posiada przedział górny i przedział dolny i jest wyposażona w elementy prowadzenia maszyny urabiającej, umieszczone po stronie odociosowej przenośnika, przystosowane w szczególności do urządzenia strugowego.

W robotach eksploatacyjnych przy podziemnym wybieraniu pokładów węgla wykrywanie warstwy granicznej pomiędzy spągiem a węglem jest podstawą do optymalizacji wybierania, rozumianej jako takie ustawienie horyzontu cięcia maszyny urabiającej, aby węgiel leżący powyżej tej warstwy granicznej był w całości wybrany, a leżący poniżej spąg, złożony z warstwy skalnej, wybierany nie był. Dla wykrywania warstwy granicznej używane są zwykle czujniki optyczne współpracujące z głowicą czujnikową oraz położonym naprzeciw tego czujnika oknem optycznym, w szczególności oknem szafirowym. Czujniki głowic czujnikowych wykorzystują różnice współczynników odbicia sygnałów od spągu i węgla, a sygnały optyczne przesyłane są w postaci odpowiednich impulsów przez przewody optyczne do optoelektrycznego konwertera i następnie do jednostki pomiarowej, określającej profil warstwy granicznej na podstawie przetwarzania otrzymywanych impulsów.

W znanym układzie wykrywającym profil warstwy granicznej pomiędzy węglem a spągiem, który był zazwyczaj używany w górnictwie podziemnym, czujnik optyczny wykrywający ten horyzont zamontowany był na maszynie urabiającej. W rezultacie uzyskiwano ciągłe sygnały odnoszące się do aktualnej pozycji maszyny urabiającej, emitowane przez jeden czujnik, względnie opcjonalnie przez dwa układy wykrywające odpowiednio umieszczone na maszynie urabiającej. Urządzenie takie dla maszyny urabiającej strugowej przedstawione jest przykładowo w opisie patentowym DE 199 25 949 B1, gdzie znany czujnik wykrywający zamontowany jest ruchomo we wnętrzu nośnika i jest usytuowany, jako część wymienna, w wybraniu korpusu struga. Głowica czujnikowa dociskana jest w kierunku spągu, w celu zapewnienia kontaktu z wykrywaną warstwą graniczną za pomocą resora. Głowica czujnikowa usytuowana jest mimośrodowo względem centralnej osi korpusu struga, obok jednego z dwóch nośników narzędzi urabiających struga, przy czym jest ona wyposażona na końcu w zużywający się ślizgacz, mający za zadanie ochronę krystalicznego okna przed mechanicznym zniszczeniem. Jak się okazało w trakcie długotrwałego użytkowania trwałość tego urządzenia jest relatywnie niska i czujnik optyczny musi być wymieniany najpóźniej po dwóch lub trzech miesiącach pracy. Z doświadczeń wynika również, że trwałość urządzenia obniża się wraz ze zwiększeniem nacisku na głowicę czujnikową, realizowanym przez ugięty resor, na wykrywaną warstwę graniczną, a także przy bardziej nieregularnym zaleganiu spągu, oraz przy zwiększeniu prędkości przemieszczania się struga. Przy mimośrodowym ustawieniu czujników optycznych występują również zróżnicowane obciążenia dla różnych kierunków pracy struga węglowego.

Zgodnie z rozwiązaniem według opisu patentowego DE 44 14 578 C2 czujniki optyczne, przeznaczone do odróżniania warstwy granicznej pomiędzy węglem a skałami spągowymi nie są przenoszone przez maszynę urabiającą, ale zintegrowane zostały z przednią stopą toru jezdnego maszyny urabiającej, co zapewnia ich stałe położenie ponad spągiem, ułatwiające wykrywanie warstwy granicznej. W rozwiązaniu tym niekorzystnym jest mały zakres monitorowania czujników optycznych, wynikający z bardzo ograniczonej możliwości ich zabudowywania na torze jezdnym struga węglowego, oraz braku możliwości zapewnienia wymaganej ochrony przewodom optycznym, przechodzącym częściowo po spodniej stronie tego toru jezdnego. Z tych przyczyn rozwiązanie takie nie znalazło w praktyce wykorzystania.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego urządzenia do określania poziomu cięcia górniczej maszyny urabiającej oraz modułu rynnowego dla przenośnika w szczególności struga węglowego

PL 217 681 B1 zapewniającego bardziej dokładne monitorowanie warstwy granicznej pomiędzy węglem a skałami spągowymi, przy znacznej niezawodności eksploatacyjnej i zmniejszonej podatności na zużycie.

Urządzenie według wynalazku polega na tym, że na długości przenośnika rozmieszczonych jest wiele modułów rynnowych, skonfigurowanych jako rynny czujnikowe, posiadające zabezpieczoną, otwartą ku spągowi komorę, w której jest, względnie może być osadzony element nośny z głowicą czujnikową z możliwością łącznego montowania i wymontowania tych części. Element nośny umieszczony jest w komorze zlokalizowanej obok profilu bocznego po stronie odociosowej przedziału górnego i dolnego. Alternatywnie komora wykonana jest w odociosowej pobocznicy ostrogorynny przenośnikowej albo w ściance złącznej po odzawałowej stronie prowadnicy. Wynika z tego, że głowica czujnikowa może być dociskana za pomocą elementów dociskowych w kierunku warstwy granicznej, podlegającej monitorowaniu, przy czym nie stanowi elementu wyposażenia poruszającej się maszyny urabiającej, ale jest zamontowana na stałe do elementów ostrogorynien rozmieszczonych na trasie przenośnika, tworząc rynny czujnikowe. Fakt, że czujniki optyczne są w zasadzie poruszane tylko przez ograniczone co do częstości i zakresu ruchy przenośnika, tarcie występujące na oknie optycznym, w szczególności oknie szafirowym, jak i następujące w wyniku nacisku na spąg pod wpływem elementów dociskowych, jest znacząco obniżone, niż to miałoby miejsce przy czujnikach optycznych zamontowanych na elementach maszyny urabiającej. Dodatkowo rozwiązanie takie eliminuje konieczność instalowania środków transmisji radiowej pomiędzy przemieszczającymi się czujnikami optycznymi a odbiornikami, jako że przesył danych w tym przypadku może odbywać się bez przeszkód poprzez linie przewodowe.

Korzystnym jest, dla dokładnego określenia profilu warstwy granicznej pomiędzy węglem a spągiem, gdy każdy moduł rynnowy ma postać rynny czujnikowej, lub każdy wybrany moduł rynnowy, zwłaszcza każdy piąty lub piętnasty, najlepiej zaś każdy ósmy do dziesiątego moduł rynnowy przenośnika wykonany jest w postaci rynny czujnikowej. W zależności od przyjętej długości rynny skutkuje to określonymi odstępami, w przybliżeniu 1,8 m do 15 m, lub około 20 m pomiędzy sąsiednimi czujnikami optycznymi. Dzięki temu, nawet jeśli jakiś czujnik optyczny zawiedzie, informacje dla wiarygodnego określenia przebiegu profilu spągu będą w zasadzie wystarczające na podstawie czujników pozostałych, co pozwoli na kierowanie układem urabiającym. Kierowanie to realizowane jest zazwyczaj przez odpowiednie siłowniki hydrauliczne, które dostosowują pozycje pracy maszyny urabiającej do zmiennego położenia linii spągu i tym samym ustawiają odpowiedni horyzont cięcia maszyny urabiającej względem aktualnego położenia spągu.

Realizujący zadanie moduł rynnowy, posiadający ostrogorynnę z przedziałem górnym i dolnym oraz zamocowaną do strony odociosowej prowadnicę dla maszyny urabiającej wyposażony jest w zabezpieczoną i otwartą ku spągowi komorę dla elementu nośnego z czujnikiem optycznym, monitorującym strefę graniczną między węglem a spągiem, przy czym ten element nośny jest dociskany w kierunku tej strefy za pomocą przynajmniej jednego elementu dociskowego. Element nośny umieszczony jest w komorze zlokalizowanej obok profilu bocznego po stronie odociosowej przedziału górnego i dolnego. Alternatywnie komora wykonana jest w odociosowej pobocznicy ostrogorynny przenośnikowej albo w ściance złącznej po odzawałowej stronie prowadnicy. Czujnik optyczny znajduje się wtedy w małej odległości od urabianego ociosu, wyznaczonej przez głębokość zabioru maszyny urabiającej. Rozstaw pomiędzy położeniem czujnika względem toru jazdy maszyny urabiającej znacząco powiększa miejsce możliwe do umieszczenia komory z osadzonym elementem nośnym i czujnikiem optycznym, co ma wpływ na odporność czujników optycznych na zużycie przy odpowiednim ich docisku. Zatem komora, w której osadzony jest element nośny z czujnikiem optycznym, może stanowić fragment konstrukcyjny odpowiedniego odlewu prowadnicy, zintegrowanego ze ścianą złączną rynny, co zapewnia całości odpowiednio wytrzymałą konfigurację.

Szczególnie korzystnym jest takie wykonanie, przystosowane do systemów strugowych, w którym prowadnica ostrogorynny skonfigurowana jest ze strugiem węglowym i w związku z tym posiada kanały łańcuchowe dla gałęzi łańcucha napędzającego strug węglowy, oraz posiada tor jezdny dla struga, a komora na element nośny czujnika zlokalizowana jest po odzrobowej stronie kanałów łańcuchowych. Takie umiejscowienie komory znacząco ułatwia wykonanie, jak i bieżące utrzymanie w sprawności modułu rynnowego, stanowiąc o wyższości tego urządzenia w stosunku do znanych rozwiązań ze stanu techniki.

Dodatkowo celowym jest wykonanie, w którym komora w ostrogorynnie przenośnikowej, albo w prowadnicy maszyny urabiającej ma przebieg z góry ku dołowi, umożliwiając montaż, względnie demontaż, elementu nośnego z czujnikiem optycznym od strony górnego przedziału przenośnika. Jest

PL 217 681 B1 to bardzo ważne, jako że prace związane z czujnikiem optycznym mogą być wykonywane bez konieczności demontażu toru jezdnego maszyny urabiającej, a także bez konieczności wchodzenia pracownika do przestrzeni roboczej struga pod niebezpieczny, urabiany ocios węglowy.

Komora może mieć przy tym cylindryczny przekrój i/lub element nośny wykonany jest korzystnie w postaci cylindrycznego wkładu osadzanego w tej komorze, a będącego obudową dla zlokalizowanego w jego wnętrzu elementu dociskowego i głowicy czujnikowej osadzonej przesuwnie za pomocą tego elementu dociskowego. Przy dostępności elementu nośnego na całej wysokości ścianki bocznej lub ścianki złącznej pomiędzy rynną a prowadnicą, układ może być używany w sposób odpowiedni do opisanego w opisie patentowym DE 199 25 949 A1.

W korzystnym wykonaniu otwór montażowo-demontażowy dla elementu nośnego z czujnikiem optycznym jest zamykany, względnie szczelnie zasłonięty za pomocą demontowalnego profilowego elementu, będącego częścią odociosowego profilu bocznego przedziału górnego przenośnika. Profilowany element może być osadzony w sposób prosty, jako część wymiennego wkładu do rynny przenośnikowej, lub też zamocowany za pomocą połączenia śrubowego.

Alternatywne wykonanie wynalazku ma element nośny, osadzony w krawędziowo otwartej komorze w spodniej stronie ostrogorynny, lub prowadnicy maszyny urabiającej, przy czym jest on osadzony przesuwnie w stosunku do tej ostrogorynny, bądź prowadnicy. W tym przypadku głowica czujnikowa nie porusza się względem elementu nośnego pod wpływem działania elementu dociskowego, ale głowica czujnikowa zintegrowana z elementem nośnym skonfigurowana jest z łącznikiem odpornym na zużycie i jako całość dociskana jest do wykrywanej warstwy granicznej, niezależnie od przebiegu linii spągu.

Komora dla elementu nośnego tego typu może być wykonana w szczególności w obszarze zabezpieczonym przez ściankę złączną prowadnicy strugowej, a więc od strony odzrobowej tej ścianki złącznej, która najlepiej stanowi część odlewaną. Ścianka złączna prowadnicy może przynajmniej częściowo tworzyć ramię profilowe dla zgrzebła w przedziale dolnym i posiadać strefę spawania dla blachy dennej przedziału dolnego. Komora dla czujnika zlokalizowana będzie pod dnem przedziału dolnego i po odzrobowej części ścianki złącznej prowadnicy.

Właściwe elementy ostrogorynny mogą być wyposażone w żebro wspierające, zlokalizowane poniżej dna przedziału dolnego, do którego przesuwnie zamocowany jest czujnikowy element nośny. Żebra wspierające mogą stanowić boczną osłonę dla ruchomych elementów nośnych czujnika, zwłaszcza wtedy, gdy element nośny jest umieszczony pomiędzy dwoma żebrami wspierającymi.

Korzystnym jest również, gdy czujnikowy układ elektroniczny do optoelektronicznej konwersji sygnału osadzony jest bezpośrednio w komorze.

Alternatywnie do tego czujnikowy układ elektroniczny umieszczony jest po odzrobowej stronie ściany bocznej modułu rynnowego, przy czym złączny przewód optyczny przebiega między przedziałem górnym a przedziałem dolnym, korzystnie w blasze pośredniej ostrogorynny. Jeżeli element nośny czujnika wyposażony jest w czujnik elektroniczny i umieszczony razem z drugim, krańcowym czujnikiem w komorze, przewody elektroniczne mogą być pozostawione, jako alternatywa, w dolnej części pomiędzy przedziałem górnym a dolnym rynny, dla zapewnienia zasilania i transmisji sygnałów pomiędzy urządzeniem sterującym procesem urabiania przodka ścianowego a czujnikami optycznymi.

Korzystnym jest zawsze, gdy element dociskowy wykonany jest przynajmniej z jednej sprężyny. W elemencie nośnym czujnika, stanowiącym cylindryczną obudowę, sprężyna może być umieszczona we wnętrzu przekroju części obudowy i rozpierać głowicę czujnikową w kierunku monitorowanej warstwy granicznej. W elemencie nośnym, który może być przesuwany we wnętrzu komory, można użyć większej ilości sprężyn.

Również głowica czujnikowa najlepiej winna być wyposażona na swym przedzie w okno optyczne, szczególnie zaś szafirowe okno optyczne.

Bardzo ważnym jest, aby głowicy czujnikowej, względnie oknu optycznemu przyporządkowana była listwa zabezpieczająca, najlepiej o kształcie litery V, która swym szczytem zwrócona jest korzystnie ku urabianemu ociosowi ściany. Dzięki temu zanieczyszczenia w postaci drobin skalnych są odsuwane przy przekładce przenośnika na boki, chroniąc przed uszkodzeniem szczególnie okno optyczne.

Celowym jest również wyposażenie urządzenia według wynalazku w układ pneumatyczny sprężonego powietrza, służący do czyszczenia okna optycznego. Dzięki temu współczynnik odbicia światła od warstwy monitorowanej może być w czasie praktycznie niezmienny, a to zapewnia prawidłowe

PL 217 681 B1 funkcjonowanie urządzenia. Możliwe są przy tym różne warianty, w których przykładowo oknu optycznemu przyporządkowana jest dysza, która dmucha na nie sprężonym powietrzem w trakcie urabiania.

Pomocnym może się okazać wyposażenie urządzenia według wynalazku w sterowalny, zasilany medium pod ciśnieniem podnośnik do opcjonalnego podnoszenia głowicy czujnikowej lub elementu nośnego. Podnośnik taki może być również wykorzystany dla utrzymania bezpiecznego docisku elementu nośnego czujnika we wnętrzu komory, przy wprowadzaniu do komory zamiennego elementu nośnego z głowicą, względnie dociśnięciu w kierunku monitorowanej warstwy granicznej po zakończeniu pracy struga. Podnośnik taki może być również uruchamiany elektronicznie.

Dalsze korzyści i udoskonalenia wynikające z wynalazku wynikają z opisu przykładowego wykonania, przedstawionego schematycznie na rysunku, gdzie:

Fig. 1 - pokazuje schematyczny przekrój poprzeczny przez wyrobisko eksploatacyjne z uwidocznionym urządzeniem według wynalazku i modułem rynnowym z czujnikiem do określania poziomu cięcia górniczej maszyny urabiającej,

Fig. 2 - pokazuje przekrój pionowy przez odociosową część modułu rynnowego z czujnikiem optycznym w pierwszym przykładowym wykonaniu;

Fig. 3 - pokazuje przekrój pionowy przez odociosową część modułu rynnowego z czujnikiem optycznym w drugim przykładowym wykonaniu;

Fig. 4 - pokazuje szczegółowy widok fragmentu IV zaznaczonego na fig. 3.

Urządzenie strugowe pokazane schematycznie na fig. 1 o konstrukcji powszechnie znanej, składa się ze ścianowego przenośnika 1, usytuowanego w nie pokazanej części ociosowej wyrobiska ścianowego, który może być ukierunkowany względem powierzchni urabialnej przy pomocy modułu rynnowego 1'.

Strug 3 urabia węgiel na ociosie i ładuje go przez nagarnianie na przenośnik 1, którym jest transportowany dalej na ciąg przenośników odstawczych. Strug 3 prowadzony jest w sposób wymuszony na prowadnicy 4 wzdłuż eksploatowanej ściany, przy czym prowadnica 4 stanowi element powiązany z rynną 2 modułu rynnowego 1' przenośnika 1. Ruch w jedną stronę i powrotny struga 3 uzyskiwany jest dzięki nie narysowanemu łańcuchowi strugowemu, znajdującemu się w kanałach łańc uchowych 5, 6 wewnątrz prowadnicy 4, przy czym jest on połączony z łańcuchem w niższym kanale łańcuchowym, co jest powszechnie znane w dziedzinie wydobywania węgla i nie wymaga szczegółowego objaśniania.

Dla kontrolowania poziomu cięcia struga, którego układ składa się z przenośnika 1, struga węglowego 3 oraz prowadzenia strugowego, każdy moduł rynnowy 1' przenośnika 1 lub każdy kolejny moduł rynnowy przenośnika 1 wyposażony jest w siłownik korekcji 7 nachylenia przenośnika usytuowany ukośnie względem spągu i zamontowany jednym końcem do łącznika spągnicy 8 na przedłużeniu mechanizmu przesuwu 9 sekcji obudowy zmechanizowanej, a drugim końcem w połączeniu przegubowym 11 modułu rynnowego Γ. Przesuwniki mechanizmu przesuwu 9 ułożone są pomiędzy spągnicami 12 każdej sekcji obudowy 10. Poziom cięcia calizny przez strug kształtowany jest przez wysuwanie, względnie zsuwanie siłownika korekcji 7 z takim założeniem, aby dolne noże spągowe 14 struga 3 cięły stosunkowo precyzyjnie wzdłuż warstwy granicznej między węglem a skałami spągowymi, które nie są urabiane.

Schematycznie na fig. 1 zaznaczony czujnik optyczny 20 umieszczony jest w komorze wykonanej w ściance złącznej prowadnicy 4 po odzrobowej stronie względem kanałów łańcuchowych 5, 6, przez co warstwa graniczna między węglem a spągiem może być monitorowana w obszarze pod pr owadnicą 4. Rozmieszczony na długości przenośnika ścianowego każdy moduł rynnowy, lub każdy moduł prowadzący może być wyposażony w odpowiedni czujnik optyczny 20. Opcjonalnie może jednak być wystarczająca taka konfiguracja, w której nie każdy moduł rynnowy, czy moduł prowadzący jest wyposażony w czujnik optyczny 20. Bardziej optymalnym zestawieniem wydaje się być takie, w którym w przybliżeniu co piąta do co dziesiątej rynny jest rynną czujnikową 50, posiadającą zintegrowany i dostosowany czujnik optyczny 20. Dane ustalone przez czujniki optyczne 20 i zamienione na sygnały elektryczne przez nie narysowane konwertery, mogą być przekazywane przez przewody optyczne i kable elektryczne do jednostki przetwarzania danych, do układu sterowania sekcji z obudowy 10 i do centralnego urządzenia sterującego, określającego i wypracowującego sygnały dla siłowników korekcyjnych 7, dzięki którym linia pozioma cięcia struga 3 dostosowana jest do profilu warstwy granicznej pomiędzy węglem a spągiem. W przypadku, gdy zaleganie cienkiego pokładu węgla nie zmienia się raptownie, jak to ma miejsce w większości przypadków, wyczuwanie warstwy granicznej pomiędzy węglem a spągiem i dostosowywanie linii poziomu cięcia może być z powodzeniem

PL 217 681 B1 realizowane w czasie rzeczywistym, poprzez optyczną detekcję czujnikami optycznymi 20, rozmieszczonymi z pewnym przesunięciem wzajemnym wzdłuż ściany, wynoszącym w przybliżeniu odległość równą szerokości maszyny urabiającej.

W odniesieniu do fig. 2 pokazana jest cześć odociosowa rynny 2 z modułem prowadnicy 4, w których usytuowana jest komora 21, ukierunkowane pionowo do spągu i służące do zamontowania czujnika optycznego. W pokazanym tu wykonaniu prowadnica 4 ma odlewany korpus posiadający kanały łańcuchowe 5, 6, integralnie uformowany tor jezdny 15, oraz występ prowadzący 16 dla łącznika sprzęgającego strug z gałęzią łańcucha strugowego w dolnym kanale łańcuchowym 5, a także wytrzymałą ściankę złączną 17 ze wspornikami 18 dla blachy pośredniej 30, stanowiącej dno przedziału górnego oraz stopniami 19 dla dolnego zamknięcia przedziału dolnego.

Blacha pośrednia 30 oddziela przedział dolny 32 rynny 2 od górnego przedziału 34, który wyposażony jest w odłączalne koryto wymienne 33. Górny otwór komory 21 jest tak położony, że otwarty może być poniżej profilu bocznego 35 koryta wymiennego 33 osadzonego w przedziale górnym 34. Czujnik optyczny 20 może być wkładany, jako element wymiennej części z góry do komory 21. Dla dokonania montażu względnie demontażu elementów w tej komorze koryto wymienne 33 musi być całkowicie zdjęte lub profil boczny 35, zlokalizowany po stronie odociosowej ostrogorynny, stanowić będzie element skonfigurowany z wielu części połączonych złączami śrubowymi z nakładką 36 zostanie uwolniony od części bocznego profilu zamocowanych na sztywno na korycie wymiennym 33 lub od przedziału górnego 34. Czujnik optyczny 20 może być następnie rozmontowany na górze beż żadnych problemów, bez konieczności demontowania z przenośnika, względnie podnoszenia rynny czujnikowej 50. Komora 21 otwierana jest poprzez otwarcie do spągu części spodniej 23, stanowiącej ślizgacz prowadnicy 4 względnie - jak to jest pokazane - od spodu części spodniej 23 żebra wspierającego, które jest wspawane w dolnym obszarze ścianki złącznej 17. Część spodnia 23, będąca ślizgaczem z głowicą czujnikową 24 czujnika optycznego 20, wystaje poprzez dolny otwór, przy czym cześć dolna 23 wyposażona jest w centralne okno optyczne, wykonane jako okno szafirowe 25, przez które wyczuwany jest współczynnik odbicia światła od spągu, na którym wspiera się żebro wspierające 40 i tor jezdny 15. Głowica czujnikowa 24 jest dociśnięta przez element dociskowy 26 w kierunku spągu tak, żeby samo okno optyczne 25 oparło się o spąg w sytuacji, gdy spód 43 żebra wspierającego 40 jest w minimalnej odległości od spągu, jak to zaznaczono linią kreskowo-punktową na fig. 2. Głowica czujnikowa 24 i element dociskowy 26 w postaci sprężyny usytuowane są w cylindrycznym elemencie nośnym 27, będącym dla nich obudową, który włożony jest z góry do również cylindrycznej komory 21 i tam zamocowany.

W urządzeniu wykonanym zgodnie z fig. 2 sygnały optyczne z głowicy czujnikowej 24 przesyłane są przez przewody optyczne 45 do nie narysowanego optoelektrycznego konwertera, przy czym te przewody optyczne skonfigurowane są w wiązki i ułożone na blasze pośredniej 30 pomiędzy przedziałem dolnym 32 i górnym 34, względnie pod korytem wymiennym 33, gdzie są zabezpieczone przed uszkodzeniem mechanicznym. Optoelektroniczny konwerter lub elektroniczny czujnik mogą jednak stanowić integralną część czujnika optycznego 20 umieszczonego w komorze 21 i dokonywać transmisji wyłącznie elektrycznych sygnałów z pozycji czujnika optycznego 20 do elektronicznego odbiornika, lub podobnego elementu. Zasilanie prądem podzespołów, które wraz z czujnikiem optycznym 20 tego wymagają, może być realizowane w sposób bezpośredni przewodami łączącymi. Fig. 2 przedstawia pozycje głowicy czujnikowej 24 czujnika optycznego 20, w której okno optyczne 25 wystaje w dół pod spód 43 żebra wspierającego 40. Oczywistym jest, że w sytuacji, gdy spód 43 żebra wspierającego 40 spoczywa płasko na spągu, okno optyczne jest na równym poziomie z tym spodem 43, co umożliwia ruchomość zamocowania realizowanego przez element dociskowy 26.

Fig. 3 i fig. 4 obrazują inne możliwe przykłady wykonania rynny czujnikowej 150 z zabezpieczoną komorą 121 i umieszczonym w niej czujnikiem optycznym 120. Również w takim wykonaniu rynna czujnikowa 150 posiada rynnę 102 przenośnika z prowadnicą 104 maszyny urabiającej, zlokalizowaną po stronie odociosowej i stanowiącą masywny odlew wraz z integralnie wykonanymi kanałami łańc uchowymi 105, 106, torem jezdnym 115, oraz wytrzymałą ścianką złączną 117, zlokalizowaną po stronie odzrobowej kanałów łańcuchowych 105, 106. Przedział górny 134 ma koryto wymienne 133 wspierające się na blasze pośredniej 130 przyspawanej po bokach do ścianek złącznych 117. Również końce blachy dennej 131 przyspawane są do ścianki złącznej 117, co częściowo formuje prowadzenie dla zgrzebeł łańcucha zgrzebłowego przenośnika w przedziale dolnym 132 zamkniętym od góry, w którym prowadzona jest nitka powrotna łańcucha zgrzebłowego. Jednakże przy zakończeniu od strony ociosowej blacha denna 131 przedziału dolnego 132 wyposażona jest w okno 160, które

PL 217 681 B1 zamykane jest przez pokrywę 161 przedziału dolnego, która umożliwia po zdjęciu wykonanie prac konserwacyjnych. Wtedy koryto wymienne 133 oraz ta pokrywa mogą być usunięte, co otwiera drogę do czujnika optycznego 120, umieszczonego w komorze 121 wykonanej po odzrobowej stronie ścianki złącznej 117, zintegrowanej z torem jezdnym 115 poniżej spodu przedziału dolnego 131. Komora 121 jest również otwarta od spodu, ale jest osłonięta od strony urabiania poprzez tor jezdny 115 rynny czujnikowej 150 i część ramienia ścianki złącznej 117. Kolejne żebra wspierające mogą być przyspawane do ścianki złącznej 117 w obszarze komory 121, jak to jest pokazane na fig. 4 w odniesieniu do żebra wspierającego 140.

W czujniku optycznym 120 głowica czujnikowa 124 z oknem optycznym 125 zainstalowana jest ruchomo w elemencie nośnym 127, który może być przemieszczany zarówno względem ścianki złącznej 117, jak i względem blachy dennej 131. W tym celu element nośny 127 ma ukierunkowane pionowo wycięcie prowadzące 170, w którym prowadzone są dwa zaczepy 171 zamocowane do żebra wspierającego 140. Sprężyny 126 przewidziane do takiego zamocowania rozparte są o spodnią część blachy dennej 131 i dociśnięte do górnej, lub tylnej strony wlotu 129 dla elementu nośnego 127. Cały element nośny 127 razem z głowicą czujnikową 124, która umieszczona jest w sposób bezpieczny w elemencie nośnym 127, może poruszać się opadająco w dół dzięki sprężynom 126 w sytuacji, gdy spód toru jezdnego 115 lub listwa zabezpieczająca 180 o kształcie litery V traci kontakt ze spągiem po to, aby czujnik optyczny 120 mógł właściwie odebrać współczynnik odbicia od węgla lub spągu i przekazać odebrany sygnał do jednostki sterującej. Przy relatywnie dużym prześwicie, występującym w obszarze za ścianką złączną 117 oraz poniżej blachy pośredniej 130, cała elektronika czujnika, włączając optoelektroniczny konwerter, może być opcjonalnie umieszczona w komorze 121. Wystarczającym jest wówczas poprowadzenie przewodów łączących albo wzdłuż dolnej strony, względnie przez blachę pośrednią 130 w kierunku odzrobowym, a następnie do jednostki sterującej każdej, indywidualnej sekcji obudowy zmechanizowanej.

Na objaśnianych figurach rysunku nie pokazano pneumatycznego układu i dysz sprężonego powietrza, które mogą być nakierowane w każdym przypadku na komory w rynnach czujnikowych dla realizacji nadmuchu na okno optyczne głowicy czujnikowej, jeśli tylko jest to niezbędne ruchowo, a rynna czujnikowa odstaje od spągu. Co więcej, nie jest również pokazane, że urządzenie może być poruszane w szczególności dzięki tej samej instalacji medium pod ciśnieniem, która służy do podnoszenia głowicy czujnikowej lub elementu nośnego, równając nacisk sprężyn dociskowych, dzięki czemu chronione jest przed uszkodzeniem i ścieraniem okno optyczne w kontakcie ze skałami w trakcie urabiania. Instalacja ciśnieniowa może być nawet użyta do podnoszenia elementu nośnego lub głowicy czujnikowej na krótko podczas procesu urabiania, gdy rynna czujnikowa opiera się na spągu, w celu oczyszczenia okna szafirowego.

Wynalazek nie ogranicza się do przykładowego wykonania przedstawionego na rysunku i opisanego. Dla różnych konstrukcji maszyn, prowadzenie dla nich i geometrii prowadzenia łańcucha i stosowanych sposobów urabiania mogą występować modyfikacje, mieszczące się w ramach tego wynalazku. Również w zależności od konkretnych parametrów ostrogorynien różna może być konfiguracja rozmieszczenia rynien czujnikowych. Również odstępy pomiędzy sąsiednimi rynnami czujnikowymi mogą się zmieniać w zależności od potrzeb.

Claims (31)

1. Urządzenie do określania poziomu cięcia górniczej maszyny urabiającej, w szczególności struga węglowego z przesuwnym przenośnikiem zestawionym z pojedynczych modułów rynnowych, z których każdy wyposażony jest w ostrogorynnę z przedziałem górnym i przedziałem dolnym, oraz zlokalizowaną od strony ociosu prowadnicę maszyny urabiającej, wyposażone w przynajmniej jeden czujnik optyczny z osadzoną w obudowie głowicą czujnikową dociskaną za pomocą przynajmniej jednego elementu dociskowego do monitorowanej strefy granicznej pomiędzy pokładem węgla a skałą spągową, znamienne tym, że wiele z rozmieszczonych wzdłuż przenośnika modułów rynnowych ma postać rynien czujnikowych (50) posiadających zabezpieczoną, otwartą ku spągowi komorę (21, 121), w której jest lub może być osadzony element nośny (27, 127) wraz z głowicą czujnikową (24) tak, że możliwym jest ich łączne wymontowanie, przy czym element nośny (27, 127) umieszczony jest w komorze (21, 121) zlokalizowanej obok profilu bocznego (35, 135) po stronie odociosowej przedzia8

PL 217 681 B1 łu górnego (34) i dolnego (32) albo komora (21, 121) wykonana jest w odociosowej pobocznicy ostrogorynny przenośnikowej albo w ściance złącznej (17) po odzawałowej stronie prowadnicy (4).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każdy moduł rynnowy ma postać rynny czujnikowej lub każdy wybrany moduł rynnowy, zwłaszcza każdy piąty lub piętnasty, najlepiej zaś każdy ósmy do dziesiątego moduł rynnowy przenośnika (1) wykonany jest w postaci rynny czujnikowej (50; 150).

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że prowadnica (4, 104) maszyny urabiającej wykonana jest jako prowadnica strugowa z kanałami łańcuchowymi (5, 6, 105, 106) oraz posiada tor jezdny (15, 115) maszyny, a komora (21; 121) zlokalizowana jest po odzrobowej stronie kanałów łańcuchowych.

4. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że komora (21) w ostrogorynnie przenośnikowej albo w prowadnicy ma przebieg z góry ku dołowi i umożliwia montaż względnie demontaż elementu nośnego (27) od strony górnego przedziału przenośnika.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że komora (21) posiada cylindryczny przekrój i/lub element nośny (27) wykonany jest korzystnie w postaci cylindrycznego wkładu osadzanego w komorze (21), będącego obudową dla zlokalizowanego w jego wnętrzu elementu dociskowego (26) i głowicy czujnikowej (24) ułożyskowanej przesuwnie za pomocą tego elementu dociskowego.

6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że otwór montażowy/demontażowy dla elementu nośnego (27) jest zamknięty, względnie szczelnie zasłonięty za pomocą profilowego elementu (35) będącego fragmentem odociosowego profilu bocznego przedziału (34) przenośnika.

7. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że element nośny (127) osadzony jest w krawędziowo otwartej komorze (121) w spodniej stronie ostrogorynny lub prowadnicy (102, 104), przy czym element nośny (127) jest osadzony przesuwnie w stosunku do tej ostrogorynny albo prowadnicy.

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że ścianka złączna (117) prowadzenia maszyny przynajmniej częściowo tworzy ramię profilowe dla zgrzebła w przedziale dolnym i posiada strefę spawania dla blachy dennej przedziału dolnego i/lub komora (121) dla czujnika (20) zlokalizowana jest pod dnem przedziału dolnego (130) i po odzrobowej stronie ścianki złącznej (117).

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że ostrogorynna przenośnikowa posiada zlokalizowane poniżej dna przedziału dolnego żebro wspierające (140), na którym przesuwnie osadzony jest czujnikowy element nośny (127).

10. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 9, znamienne tym, że czujnikowy układ elektroniczny do optoelektronicznej konwersji sygnału osadzony jest w komorze.

11. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 9, znamienne tym, że czujnikowy układ elektroniczny umieszczony jest na odzrobowej stronie ściany bocznej modułu rynnowego, przy czym złączny przewód optyczny (45) przebiega między przedziałem górnym (34) a przedziałem dolnym (32), korzystnie w blasze pośredniej (30).

12. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienne tym, że element dociskowy wykonany jest przynajmniej z jednej sprężyny (26, 126).

13. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 12, znamienne tym, że w głowicy czujnikowej (24, 124) wykonane jest okno optyczne, zwłaszcza szafirowe okno optyczne (25, 125).

14. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 13, znamienne tym, że głowicy czujnikowej lub oknu optycznemu przyporządkowana jest listwa zabezpieczająca, najlepiej o kształcie litery V, która swym szczytem zwrócona jest korzystnie ku ociosowi wyrobiska.

15. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 14, znamienne tym, że posiada układ pneumatyczny, zwłaszcza sprężonego powietrza, do opcjonalnego czyszczenia okna optycznego.

16. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 15, znamienne tym, że posiada sterowalny, zasilany medium pod ciśnieniem podnośnik do opcjonalnego podnoszenia głowicy czujnikowej albo nośnika czujnika.

17. Moduł rynnowy dla przenośnika urządzenia urabiającego, posiadający ostrogorynnę z przedziałem górnym i przedziałem dolnym, oraz dobudowaną po stronie odociosowej ostrogorynny prowadnicę będącą prowadzeniem dla maszyny urabiającej, znamienny tym, że posiada zabezpieczoną i otwartą ku spągowi komorę (21, 121) dla elementu nośnego (27, 127) z czujnikiem optycznym monitorującym strefę graniczną pomiędzy złożem węglowym a skałą, dociskanym w kierunku tej strefy za pomocą przynajmniej jednego elementu dociskowego (26, 126), przy czym element nośny (27, 127) umieszczony jest w komorze (21, 121) zlokalizowanej obok profilu bocznego (35, 135) po stronie

PL 217 681 B1 odociosowej przedziału górnego (34) i dolnego (32) albo komora (21, 121) wykonana jest w odociosowej pobocznicy ostrogorynny przenośnikowej albo w ściance złącznej (17) po odzawałowej stronie prowadnicy (4).

18. Moduł według zastrz. 17, znamienny tym, że prowadnica (4; 104) maszyny urabiającej wykonana jest jako prowadnica strugowa z kanałami łańcuchowymi (5, 6, 105, 106) oraz posiada tor jezdny (15, 115) maszyny, a komora (21, 121) zlokalizowana jest po odzrobowej stronie kanałów łańcuchowych.

19. Moduł według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że komora (21) w ostrogorynnie przenośnikowej albo w prowadnicy ma przebieg z góry ku dołowi i umożliwia montaż względnie demontaż elementu nośnego (27) od strony górnego przedziału przenośnika.

20. Moduł według zastrz. 19, znamienny tym, że komora (21) posiada cylindryczny przekrój i/lub element nośny (27) wykonany jest korzystnie w postaci cylindrycznego wkładu osadzanego w komorze (21), będącego obudową dla zlokalizowanego w jego wnętrzu elementu dociskowego (26) i głowicy czujnikowej (24) ułożyskowanej przesuwnie za pomocą tego elementu dociskowego.

21. Moduł według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że otwór montażowy/demontażowy dla elementu nośnego (27) jest zamknięty, względnie szczelnie zasłonięty za pomocą profilowego elementu (35) będącego fragmentem odociosowego profilu bocznego przedziału (34) przenośnika.

22. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 21, znamienny tym, że element nośny (127) osadzony jest w krawędziowo otwartej komorze (121) w spodniej stronie ostrogorynny lub prowadnicy (102, 104), przy czym element nośny (127) jest osadzony przesuwnie w stosunku do tej ostrogorynny albo prowadnicy.

23. Moduł według zastrz. 22, znamienny tym, że ścianka złączna (117) prowadzenia maszyny przynajmniej częściowo tworzy ramię profilowe dla zgrzebła w przedziale dolnym i posiada strefę spawania dla blachy dennej przedziału dolnego i/lub komora (121) dla czujnika (20) zlokalizowana jest pod dnem przedziału dolnego (130) i po odzrobowej stronie ścianki złącznej (117).

24. Moduł według zastrz. 23, znamienny tym, że ostrogorynna przenośnikowa posiada zlokalizowane poniżej dna przedziału dolnego żebro wspierające (140), na którym przesuwnie osadzony jest czujnikowy element nośny (127).

25. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 24, znamienny tym, że czujnikowy układ elektroniczny do optoelektronicznej konwersji sygnału osadzony jest w komorze.

26. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 24, znamienny tym, że czujnikowy układ elektroniczny umieszczony jest na odzrobowej stronie ściany bocznej modułu rynnowego, przy czym złączny przewód optyczny (45) przebiega między przedziałem górnym (34) a przedziałem dolnym (32), korzystnie w blasze pośredniej (30).

27. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 26, znamienny tym, że element dociskowy wykonany jest przynajmniej z jednej sprężyny (26, 126).

28. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 27, znamienny tym, że w głowicy czujnikowej (24, 124) wykonane jest okno optyczne, zwłaszcza szafirowe okno optyczne (25, 125).

29. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 28, znamienny tym, że głowicy czujnikowej lub oknu optycznemu przyporządkowana jest listwa zabezpieczająca, najlepiej o kształcie litery V, która swym szczytem zwrócona jest korzystnie ku ociosowi wyrobiska.

30. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 29, znamienny tym, że posiada układ pneumatyczny, zwłaszcza sprężonego powietrza, do opcjonalnego czyszczenia okna optycznego.

31. Moduł według jednego z zastrz. 17 do 30, znamienny tym, że posiada sterowalny, zasilany medium pod ciśnieniem podnośnik do opcjonalnego podnoszenia głowicy czujnikowej albo nośnika czujnika.