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1、10申请公布号CN101970799A43申请公布日20110209CN101970799ACN101970799A21申请号200880127133822申请日20080219E21F3/00200601E21C41/16200601E21F1/0020060171申请人拉格股份公司地址德国黑尔讷72发明人M容克尔W赫米尔海姆D罗特尔A弗里德里希74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人宣力伟汲长志54发明名称结合矿井大气和空气调节资源控制长壁式开采作业的方法57摘要本发明涉及一种用于在地下煤矿开采的长壁式开采作业中控制开采能力的方法，其中基于对长壁式开采作业的机器装备以及对相。
2、应长壁式开采作业要经过的开采面的矿藏储量参数所要应用的数据，作为对长壁式开采作业的计划输送量的影响变量，以要储存到计算机单元中的额定数据的形式，求出相应的长壁式开采作业基于要输送的矿井大气对于矿井大气和空气调节资源的需求，对采用的制冷设备的要保持的制冷能力的需求，以及对瓦斯排出的需求；其中，在连续的作业到单个的长壁式开采作业期间，借助于安装的传感器检测原煤输送量的实际数据，以及流过相应的长壁式开采作业的矿井大气的实际数据，以及相应输送的制冷能力的实际数据以及瓦斯排出的实际数据并传送到计算机单元；其中，当识别到对矿井大气和空气调节资源有更多需求时，通过转送在其它长壁式开采作业上可供使用的过量资源。
3、来满足所述需求，并且当识别到减少需求时，过量资源以相应的资源缺口被转运到其他的长壁式开采作业上。85PCT申请进入国家阶段日2010081986PCT申请的申请数据PCT/EP2008/0012672008021987PCT申请的公布数据WO2009/103308DE2009082751INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN101970799A1/1页21一种用于在地下煤矿开采的长壁式开采作业中控制开采能力的方法，在所述方法中，基于对长壁式开采作业的机器装备以及对相应长壁式开采作业要经过的开采面的矿藏储量参数所要应用的数据，作为对长壁式开采作业的。
4、计划输送量的影响变量，以要储存到计算机单元中的额定数据的形式，求出相应的长壁式开采作业基于要输送的矿井大气对于矿井大气和空气调节资源的需求，对采用的制冷设备的要保持的制冷能力的需求，以及对瓦斯排出的需求，其中，在连续的作业到单个的长壁式开采作业期间，借助于安装的传感器检测原煤输送量的实际数据，以及流过相应的长壁式开采作业的矿井大气的实际数据，以及相应输送的制冷能力的实际数据以及设置的瓦斯排出的实际数据并传送到计算机单元；其中，当识别到对矿井大气和空气调节资源有更多需求时，通过转送在其它长壁式开采作业上可供使用的过量资源来满足所述需求，并且当识别到减少需求时，过量资源以相应的资源缺口被转运到其他。
5、的长壁式开采作业上。2根据权利要求1的所述方法，其中在计算机单元中，在理论/实际分析的框架内单个地监控所述矿井大气和空气调节资源的影响变量，并且在达到单个的影响变量的设定的极限值之前，对于所涉及的影响变量进行自动再调节。3根据权利要求1或2的所述方法，其中在控制多个长壁式开采作业的计算机单元中存储优先列表，用于自动地改变单个的长壁式开采作业的矿井大气和空气调节资源的供给。4根据权利要求1到3中任一项的所述方法，其中输入的实际数据在计算机单元中进行可信性控制，确定是否超出通常的数据偏差，并且在出现这种偏差时产生错误报告。5根据权利要求1到4中任一项所述方法，其中相应监控矿井大气速度。6根据权利要。
6、求1到5中任一项所述方法，其中，相应监控冷水的流通量。7根据权利要求1到6中任一项所述方法，其中，相应监控冷水流入温度和/或冷水回流温度。8根据权利要求1到7中任一项所述方法，其中相应监控在制冷设备上的使用的通风机的运行效率。9根据权利要求1到8中任一项所述方法，其中，监控矿井大气流中的甲烷的浓度。10根据权利要求1到9中任一项所述方法，其中，监控瓦斯集气管中存在的低压。11根据权利要求1到10中任一项所述方法，其中，监控通过瓦斯集气管排出的体积流。12根据权利要求1到11的所述方法，其中，监控瓦斯排出中存在的甲烷浓度。权利要求书CN101970799A1/3页3结合矿井大气和空气调节资源控制。
7、长壁式开采作业的方法0001本发明涉及一种用于在地下煤矿开采的长壁式开采作业中控制开采能力的方法，也就是说既可以是单个的长壁式开采作业，也可以相关联的多个在一个矿井结构物中相关地进行的长壁式开采作业。0002在地下煤矿开采作业中，通常存在的问题是，单个长壁式开采作业以及多个长壁式开采作业总和所配备的开采能力的优化利用问题。其中，出于优化的效率发挥而分别输送到单个的长壁式开采作业中的矿井大气和空气调节资源WETTERUNDKLIMATECHNISCHENRESSOURCEN，造成了对效率的限定或者限制。这些矿井大气和空气调节资源主要包括输送到长壁式开采作业中的新鲜空矿井大气的影响变量、所应用的制。
8、冷设备要保持的制冷能力的影响变量以及装备的瓦斯排出的影响变量，其中，上述影响变量部分地相互影响。因此，矿井大气速度值在长壁式开采作业中不允许超过4米/秒，而在区段中不允许超过6米/秒，由此受相应可供使用的横截面限制要导通的矿井大气量。岩土温度以及安装的、优选电气功率基本上确定了对所要保持的制冷能力的需求，用于保证对于作业人员生理上仍然可接受的空气调节，并最终注意矿井大气流中的甲烷的极限值为1或者15，超过该极限值会自动导致中止作业。其中，甲烷浓度在此又也依赖于作为稀释因子的导通的矿井大气量，并进一步受到瓦斯排出运行的影响或者控制，而其作用效果又依赖于瓦斯排出钻孔的布置和状态。0003因此本发明。
9、的任务在于，提出开头所述类型的方法，借助于该方法，可以实现地下煤矿开采的长壁式开采作业的开采能力的最大可能的优化利用。0004本发明的任务的解决方案包括本发明的方案和改进措施，其来自于在说明书后面的权利要求的内容。0005为此本发明提出一种方法，在所述方法中，基于对长壁式开采作业的机器装备以及对相应长壁式开采作业要经过的开采面的矿藏储量参数所要应用的数据，作为对长壁式开采作业的额定输送量的影响变量，以要储存到计算机单元中的额定数据的形式，求出相应的长壁式开采作业基于要输送的矿井大气对于矿井大气和空气调节资源的需求，对采用的制冷设备的要保持的制冷能力的需求，以及对设置的瓦斯排出的需求；其中，在连。
10、续的作业到单个的长壁式开采作业期间，借助于安装的传感器检测原煤输送量的实际数据，以及流过相应的长壁式开采作业的矿井大气的实际数据，以及相应输送的制冷能力的实际数据以及瓦斯排出的实际数据并传送到计算机单元；其中，当识别到对矿井大气和空气调节资源有更多需求时，通过转送在其它长壁式开采作业上可供使用的过量资源来满足所述需求，并且当识别到减少需求时，过量资源以相应的资源缺口被转运到其他的长壁式开采作业上。0006然后在第一阶段中，首先在可接受的计划输送量的情况下，求出计划的长壁式开采作业的矿井大气和空气调节供给的额定数据。基于计划的横截面、安装的功率、待开采矿层的排气特性以及存在的岩土温度，根据计划的。
11、开采能力，进行排气和空气调节储备计算，其中要注意技术可行性的限制，如最大允许的矿井大气速度、与长壁尺寸和区段尺寸相比最大可能的冷却器尺寸，最经济的可维持的冷水质量流以及在瓦斯排出中最大可实现的负说明书CN101970799A2/3页4压。还要注意借助于在矿井结构物中在考虑其它作业的供给的情况下可供使用的资源进行供给的可能性。0007如果要在后期的作业中通过相应安装在长壁式开采作业中的传感器连续并实时地检测所述矿井大气和空气调节资源的影响变量的实际值并且，并在相应配备的计算机单元中与存储的额定值进行比较，则首先对于单个长壁式开采作业要求出，是否给出了对于矿井大气和空气调节资源的更多需求，以达到预。
12、先给定的和技术上可以实现的原煤输送量，或者是否可供使用的矿井大气和空气调节资源在实现当前的原煤输送量的情况下不会被耗光，从而存在特定的过量可供使用。单个长壁式开采作业的更多需求以及减少需求都可以在自动化过程中通过计算机单元的相应控制经过多个长壁式开采作业得到平衡，从而借助本发明能够实现整个矿山的开采能力的效率优化的优点。其中，单个影响变量，如矿井大气量、制冷能力以及单个长壁式开采作业的瓦斯排出通过多个长壁式开采作业得到调节。0008根据本发明的一种实施方式规定，在计算机单元中在理论/实际分析的框架内单个地监控矿井大气和空气调节资源的影响变量，并且在达到单个影响变量的设定的极限值之前，对所涉及的。
13、影响变量进行自动再调节。0009在应用根据本发明的方法的范围内，还可以规定，在控制多个长壁式开采作业的计算机单元中存储优先列表，用于自动地改变单个长壁式开采作业的矿井大气和空气调节资源的供给；其中，优先列表能够根据单个的、连接到相应的供给平衡的长壁式开采作业的实际状态自由地参数化。0010根据本发明的一种实施方式规定，输入的实际数据在计算机单元中进行可信性控制，确定是否超出通常的数据偏差，并且在出现这种偏差时产生错误报告。从而可能出现的情况就是，一个或者多个传感器失效，或者在短的传输间隔内显示明显偏差的信号变量。0011在所述情况下，可以在计算机单元中求出，由传感器传输的数值是否位于预定的限度。
14、内。如果存在系统相关的干扰变量，那么系统误差就可以记录下来并显示出来。此外，可能的是，在计算机单元中，对于系统相关的干扰变量的出现储存优先列表，从而了解前置或者后置的传感器是否可以用来形成用于确定资源的控制值。如果这是可以的，则计算机单元可以遵循通常的流程。0012根据本发明的一种实施方式还特别规定，在长壁式开采作业或者后置的区段中在单个的位置上分别监控矿井大气速度。0013相应地，也同样适用于监控制冷能力，其中例如监控冷水的流通量或者冷水流入温度和/或冷水回流温度。还可以监控应用在制冷设备中的通风机的运行效率。0014此外还可以规定，监控矿井大气流中甲烷的浓度，同样还有瓦斯集气管中存在的低压。
15、，以及通过瓦斯集气管排出的体积流，和/或瓦斯排出中甲烷的浓度。0015相应求出的实际值表明了相应对矿井大气和空气调节资源的当前的消耗，这必须与相应存储在计算机单元中的额定数据进行比较。由额定实际比较，那么就能够以自动的方式，对单个作业的矿井大气和空气调节资源的供给方面做出相应的改变。0016在一种实施方式的范围内，应该在矿山的矿井系统中通过中央的制冷和中央的瓦斯排出作用于至少多个长壁式开采作业。其中，根据本发明的一种实施方式，长壁工作面A在其计划输送量的数量级上生产在测量技术上检测到的原煤输送流，计划输送量通常是位说明书CN101970799A3/3页5于技术上可能的最大生产量以下的。传感器在。
16、矿井大气排气流的不同点处检测甲烷气的浓度，从而借助于那里检测的数据，例如采用用于控制矿井大气和空气调节资源的目标变量M1、M2、M3。此外检测瓦斯集气管中存在的低压以及瓦斯集气管中流出的瓦斯流的甲烷浓度，以及在配属于长壁式开采作业的区段中的矿井大气体积流。作为其它的目标变量，同样在选择的地点以KLI1、KLI2、KLI3求出物理变量用于评估以已知方式或得的空气调节总值。根据哪个变量可能首先达到预设的极限值，对于相应有效的作业状态所需的矿井大气体积流借助于目标变量M1、M2、M3或者KLI1、KLI2、KLI3的或运算进行调节。这种调节根据合适的和集成在系统中的对调节特性的分析如下进行，即避免由。
17、于可能由此触发的作业中断造成超出极限值。0017然后在其它的调节步骤中，考虑到对排出的甲烷接着再利用而言最优的混合成分，例如对低压和瓦斯排出的体积流进行再调节，只要由此不会影响到用于控制矿井大气和空气调节资源的目标变量。0018在通过计算机单元进行调节干预期间，实现持续的变化平衡，用于避免在交互干预的调节过程中引起超调。其中，目标变量的等级和其顺序以及调节步骤的要设置的阻尼能够以所规定的关系自由地编程。结果，对于长壁式开采作业的当前的原煤输送，在进行调节后，尤其未耗光的矿井大气和空气调节资源得以保留。例如矿井大气体积流或者冷水体积流，其在其它的在计算机单元中待执行的、用于优化矿山中其它长壁式开。
18、采作业的效率的调节步骤中可以加以利用。0019因此所述方式的自由的矿井大气和空气调节资源被用于矿山的开采能力的整体优化。为此例如冷水体积流自动调节，首先尽可能完全地在矿山的所有运行的长壁式开采作业中，满足由于长壁式开采作业的相应的作业状态所引起的基本需求。调节特性的预值在需求偏差向上或者向下的情况下可以在优先列表的意义下自由编程。这可以例如在长壁式开采作业停止或者重置中或者在空气调节上高要求的作业的过量冷水供给中表现出来。同样对于作为实际数据检测到的矿井大气体积流也同样有意义地成立。针对矿山总系统的部分负载，根据本发明的方式方法同样也能降低总体矿井大气流或者冷水量，只要没有所使用矿井大气机器或。
19、制冷机器的均匀负荷的技术原因。0020额外地在计算机单元中，基于实时检测到的原煤输送流，连续地为进行的开采建立原煤输送流特有的输出和空气调节预测，借助其连续地更新最初在计划阶段存储在计算机单元中的额定数据作为用于实际控制的预值。这些更新的额定值在计算机单元中与然后实际检测的实际值相关联。在此确定的差值可以或者直接指明特定的单个偏差作为该差值的原因。在以这种方式确定的单个偏差情况下，例如可以进行自动的错误排除，例如在降低冷水回流温度的情况下自动清理冷却器。如果所述确定的偏差指明复杂的原因，可以在计算机单元中建立具有指示和和错误报告的检查列表，据此实现了所属的以及由此叠加的目标变量的调节。在实现了额定状态的调节以及可能的重建之后，仍然可能存在的偏差可以系统地存储在计算机单元中的数据库中，并用于有规律地再调校输出和空气调节特性的所进行的预测。0021在上面的说明书、权利要求、摘要和附图中所公开的对象的特征，单独地以及以任意相互组合的方式，对于本发明的不同实施方式的实施而言都是重要的。说明书。