Shearer control algorithm and identification of control parameters

• Autorzy: Dziurzyński W. , Krach A. , Pałka T.

Identyfikatory

DOI

10.24425/123673

Warianty tytułu

PL

Algorytm sterowania kombajnem ścianowym i identyfikacja parametrów sterujących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes the concept of controlling the advancement speed of the shearer, the objective of which is to eliminate switching the devices off to the devices in the longwall and in the adjacent galleries. This is connected with the threshold limit value of 2% for the methane concentration in the air stream flowing out from the longwall heading, or 1% methane in the air flowing to the longwall. Equations were formulated which represent the emission of methane from the mined body of coal in the longwall and from the winnings on the conveyors in order to develop the numerical procedures enabling a computer simulation of the mining process with a longwall shearer and haulage of the winnings. The distribution model of air, methane and firedamp, and the model of the goaf and a methanometry method which already exist in the Ventgraph-Plus programme, and the model of the methane emission from the mined longwall body of coal, together with the model of the methane emission from the winnings on conveyors and the model of the logic circuit to calculate the required advancement speed of the shearer together all form a set that enables simulations of the control used for a longwall shearer in the mining process. This simulation provides a means for making a comparison of the output of the mining in the case of work using a control system for the speed advancement of the shearer and the mining performance without this circuit in a situation when switching the devices off occurs as a consequence of exceeding the 2% threshold limit value of the methane concentration. The algorithm to control a shearer developed for a computer simulation considers a simpler case, where the logic circuit only employs the methane concentration signal from a methane detector situated in the longwall gallery close to the longwall outlet.

PL

W pracy opisano koncepcję układu sterowania prędkością posuwu kombajnu, którego celem jest eliminacja wyłączeń napięcia zasilania urządzeń w ścianie i chodnikach przyległych związana z przekroczeniem progu 2% stężenia metanu w prądzie powietrza wypływającym z wyrobiska ścianowego lub 1% w powietrzu dopływającym do ściany. Dla opracowania procedur numerycznych umożliwiających symulację komputerową procesu urabiania kombajnem ścianowym i odstawy urobku podano związki opisujące emisję metanu z urabianej calizny węglowej ściany i z urobku na przenośnikach. Razem z już istniejącymi w programie Ventgraph-Plus modelem rozpływu powietrza, metanu i gazów pożarowych, modelem zrobów i modelem metanometrii, model emisji metanu z urabianej calizny ściany, model emisji metanu z urobku na przenośnikach i model układu kalkulacyjnego obliczającego wymaganą prędkość posuwu kombajnu tworzą zestaw umożliwiający wykonanie symulacji sterowania kombajnem ścianowym w procesie urabiania. Symulacja ta pozwala na porównanie wydajności urabiania przy pracy z układem sterowania prędkością posuwu kombajnu i wydajności urabiania bez tego układu, gdy występują wyłączenia napięcia zasilania z powodu przekraczania progu 2 % stężenia metanu. Algorytm sterowania kombajnem utworzony dla symulacji komputerowej obejmuje prostszy przypadek, gdy układ kalkulacyjny wykorzystuje sygnał stężenia metanu tylko z metanomierza w chodniku nadścianowym w pobliżu wylotu ściany.

Słowa kluczowe

EN

mine ventilation; methane hazard; longwall mining; controll of shearer operation; monitoring system

PL

wentylacja kopalń; zagrożenie metanowe; ściana wydobywcza; sterowanie pracą kombajnu; system monitoringu

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, no. 3
• Strony: 537--552
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dziurzyński W.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, ul. Reymonta 27, 30-059 Krakow, Poland

autor

Krach A.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, ul. Reymonta 27, 30-059 Krakow, Poland

autor

Pałka T.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, ul. Reymonta 27, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Airuni A.T., 1987. Prognozirowanie i priedotwraszczienie gazodynamiczieskich jawlienij w ugolnych szachtach. Moskwa, „Nauka”.
• [2] Blecharz B., Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., 2003. Symulacja przepływu mieszaniny powietrza i metanu w rejonie ściany, z uwzględnieniem procesu urabiania i odstawy węgla. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 3-4, 55-67.
• [3] Drzęźla B., Badura H., 1980. Przybliżony rozkład stężenia metanu emitowanego z urobku. Archiwum Górnictwa 25, 2.
• [4] Dziurzyński W., 1999. Symulacja numeryczna procesu przewietrzania - programy komputerowe. 1 Szkoła Aerologii – Zakopane 1999 r.
• [5] Dziurzyński W., Krach A., 2001. Mathematical model of methane emission caused by a collapse of rock mass crump. Archiwum Górnictwa 46, 4.
• [6] Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., 2001. Prognozowanie rozkładu stężenia metanu w sieci wentylacyjnej z uwzględnieniem systemu monitoringu. Prace IMG PAN 3, 1/2.
• [7] Górecki H., 1971. Analiza i synteza układów regulacji z opóźnieniem. WNT, Warszawa.
• [8] Klebanow F.S., 1974. Aerodinamiczieskoje uprawlienie gazowym reżimom w szachtnych wentilacionnych sietiach. Izdatielstwo „Nauka”.
• [9] Kozłowski B., 1972. Prognozowanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Wyd. „Śląsk”, Katowice.
• [10] Krause E., 2009. Prognozowanie wydzielania metanu do ścian przy urabianiu kombajnem. Przegląd Górniczy 65, 3-4.
• [11] Tarasow B.G., Kołmakow W.A., 1978. Gazowyj barjer ugolnych szacht. Moskwa „Niedra”.
• [12] Węgrzyn S., 1972. Podstawy automatyki. PWN, Warszawa.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)