[发明专利]用于控制开采设备的方法

说明书

本申请是申请日为2007年9月4日、申请号为200710149515.8，发明名称为“用于驱动开采设备的方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种方法，用于控制沿着在地下矿井中的工作面的开采设备，其中通过至少一个气体传感器来测量气体浓度，并且根据测量结果发出报警信号。

背景技术

这种类型方法基本上已经从实践中公开，并且用于确定危险的气体浓度，特别是不允许的高甲烷气体浓度。通过测量气体浓度可以确定在工作面中气体浓度的升高，从而可以通过所发出的报警信号来实现预警。例如该报警信号可以触发听觉和/或视觉显示设备，或者该警示信号使在工作面中的用电设备关闭，以便使甲烷爆炸的危险降到最小。只有当进行足够的通风一段时间之后所测量的甲烷值重新降低时，开采作业才可以继续进行。

已公开的方法中的问题在于，尽管应用了现代的监测技术，但是目前在地下矿井中仍然总是出现甲烷爆炸，对此其中一个原因是操作人员故意对气体传感器进行人为不正当操纵。因此从实践中已知，为了提高日产量而盖住气体传感器，或者持续不断地向该气体传感器输送空气流，从而该气体传感器不能检测出在工作面中实际存在的气体浓度。气体爆炸的另一个可能的原因可能是气体传感器产生故障。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种方法和装置，利用该方法和装置可以在持续地运行中检测到气体传感器的人为不正当操纵或者故障。

该目的通过独立权利要求的特征来实现，并且特别是由此实现，即测定由开采设备开采的采掘量，即测量气体浓度，即当确定出在所测定的开采采掘量和所测量的气体浓度之间的不合格的相互关系时，发出报警信号。

本发明基于以下认识，即在开采中由煤产生的甲烷至少大约与采掘量成比例。在此，每开采一吨煤所产生的甲烷气体的值例如约为20m3。因此，当采掘量升高或者减少时，所测量的气体浓度同样会升高或者降低(通常在时间上会有延迟)。进而，通过比较采掘量与所测量的气体浓度的时间曲线可以测定，在这两个所测量的值之间是合格还是不合格的相互关系。同样也可以在不同的时间点通过比较绝对值来检测出，是否可能存在对气体传感器的人为不正当操纵。当采掘量上升时，也同样测定出气体浓度上升，并且采掘量下降时，测定出甲烷气体浓度也同样下降(通常在时间上会有延迟)，那么可以认为是合格的相互关系。然而，如果通过覆盖或者以新鲜空气进行喷射来人为不正当操纵该气体传感器，由于所测定的气体浓度基本上不依赖于采掘量的波动，那么在采掘量和气体浓度之间就存在不合格的相互关系。在这种情况下，发出报警信号，以便例如激活显示装置或者停止开采运行，直到排除出现报警信号的原因，并确保在工作面中的甲烷气体浓度足够低。

本发明有利的实施例在说明书、附图以及从属权利要求中进行描述。

根据有利的实施例，可以由开采设备的速度和挖掘深度算出采掘量。可选的用于计算被开采的采掘量的可能性在于，通过设置在输送线路上的带式输送机秤给所开采的材料称重，或者利用超声波测量算出输送体积。然而，本发明并不局限于所描述的方法。

根据本发明方法的一个有利的变体，由于在开采时由煤产生的甲烷与采掘量至少大约成比例，因此可以通过减少开采设备的采掘量而降低工作面内的甲烷浓度。在相应地减少采掘量时，同样降低了由煤中喷出的甲烷，从而工作面内的甲烷浓度可以保持低于预定最大临界值，而没有必要完全停止开采。当所测量的气体浓度足够低时，当然也可以相应地重新提高开采设备的采掘量。因此，在持续的过程中，可以如此调节采掘量，即不超过或者仅短暂地超过预定最大临界值。在根据本发明的方法变体中，因为在这里采掘量首先在开采开始之后甚至也升高，所以也可以检测对气体传感器的可能的人为不正当操作。因此，即使当气体浓度保持在预定最大临界值之下时，在工作面内部的气体浓度也应该在采掘量升高时而同样升高。如果不是这样，或者尽管大致等于原来的采掘量而所测量的气体浓度突然下降，这意味者在采掘量和气体浓度之间的不合格的相互关系，从而发出报警信号。

根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于控制沿着在地下矿井中的工作面的开采设备的方法，其中通过至少一个传感器测量气体浓度，并且基于测量结果驱动开采设备。

这种方法在实践中已知，其中在已知方法中的传感器(以通风方向来看)设置在工作面端部上，并且当所测量的气体浓度(特别是所测量的甲烷浓度)超过预定临界值时，开采设备被完全停止。当所测量的甲烷值通过足够的通风一定的时间后下降时，在这种方法中开采设备才再次运行。