Brevet FR2487909A1 — publié le 19820205

La présente intention se rapporte à un procédé pour la surveillance et la commande des équipements de taille d'une exploitation minière qui utilise un ordinateur, en se servant de la position du transporteur de taille dans l'espace comme plan de référence, procédé dans lequel les grandeurs de mesure réelles et les grandeurs d'état réelles de la machine d'abattage et du transporteur de taille, qui sont introduits dans l'ordinateur par une intervention manuelle au cours d'une première prise sont comparées dans l'ordinateur à.des grandeurs de mesure de consigne et des grandeurs d'état de consigne introduites ou calculées, les écarts sont mémorisés et l'ordinateur émet des ordres qui commandent les organes de position- nement de la machine d'abattage en fonction des écarts constatés, les corrections des valeursde consigne sont effectuées immédiatement et par paliers jusqu'à des valeurs minimales et maximales prédéterminées par l'ordinateur c'est-à-dire qu'en cas de grands écarts entre une valeur réelle et la valeur de consigne correspondante, l'ordina- teur ne tient compte pour l'émission des ordres que de différences partielles données et, de cette façon, la différence totale est compensée en plusieurs phases, les valeurs minimales n'étant pas dépassées par le bas ni les valeurs maximales par le haut et, en dehors de la machine d'abattage, le transporteur de taille et les unités de soutènement interviennent dans la surveillance et la commande effectuées par l'ordinateur conformément. à l'en- seignement de la demande FR 78 09 470 et l'invention concerne également un dispositif approprié pour la mise en oeuvre du procédé. Dans l'invention décrite dans la demande 79 09 470 il y a comme inconvénient que, dans le cas d'une zone perturbée ou d'un rétrécissement de la veine, on n'est pas certain que la machine d'abattage, pour établir une ouverture de travail suffisamment grande, prendra dans le toit ou dans le mur, quelles que soient les résistances des couches du toit et des couches du mur, de sorte que, si la machine taille dans un paquet de couches plus dures, il en résulte comme inconvénient une plus grande dépense d'-énergie ainsi qu'une forte usure des taillants. L'invention vise à éliminer cet inconvénient et à proposer un procédé qui ne laisse pas au hasard la dévia- tion de la machine d'abattage dans le toit ou dans le mur mais, au contraire, fait en sorte que cette déviation puisse être calculée. Suivant l'invention, ce problème est résolu dans un procédé suivant la demande de brevet FR 78 09 470 par le fait qu'on mesure la résistance du toit et celle du mur, à titre de valeurs d'exploitation coeplémentaires et en:présence d'un rétrécissement de la veine on les utilise comme grandeurs régnantes de façon que la machine d'abattage taille dans la plus tendre des couches des terrains adja- cents pour former une ouverture de taille suffisamment grande en présence d'une zone perturbée ou d'un rétrécis- sement de veine. Les caractéristiques de l'invention garantissent que le mouvement de déviation de la machine d'abattage se produit toujours vers la couche de roche adjacente la plus tendre, de sorte que l'on obtient une consommation optimale d'éner- gie et un temps de tenue optimale des taillants. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il est avantageux d'utiliser un dispositif de surveillance et de commande des équipements de taille pour mine de charbon qui utilise un ordinateur comportant une mémoire de programme de commande automatique, des comparateurs valeurs de consigne-valeurs réelles munis d'une partie de correction, une entrée de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état et qui utilise la position du transporteur de taille dans l'espace plan de référence, ce dispositif comprenant également des capteurs de position prévus sur le transpor- teur de taille, des capteurs d'inclinaison servant à indi- quer la position réelle de la machine d'abattage par rapport au transporteur de taille et des capteurs d'état servant à indiquer les états de fonctionnement du transporteur de taille et de la machine d'abattage et, finalement, des dispositifs de transmission connectés l'ordinateur pour pour transmettre des grandeurs de mesure et d'état à cet ordinateur et connectés à des organes moteurs prévus-sur la machine d'abattage pour transmettre.les ordres de commande élaborés dans l'ordinateur à.ces organes moteurs, le dispositif comprenant en outre des capteurs de grandeurs de mesure servant à déterminer la position du transporteur de taille par rapport à une ligne de référence spatiale arrière fixe ainsi que les positions des éléments du soutè- nement les uns par rapport aux autres et leurs positions par rapport au transporteur de taille, à la machine d'abat- tage et aux surfaces limites de la taille, des capteurs d'état servant à mesurer les états de fonctionnement des éléments du soutènement et de leurs accessoires, et des organes moteurs ou de positionnement commandés interposés entre la machine d'abattage et le transporteur de taille et/ou entre cette machine d'abattage et les éléments du soutènement ainsi qu'entre ces éléments du soutènement et le transporteur de taille, l'ordinateur comportant une partie de compensation reliée au comparateur de gran- deurs de consigne et de grandeurs réelles muni d'une partie de correction, ainsi qu'un organe de contrôle des minima et des maxima, caractérisé en ce qu'à.chacun'des palpeurs, de toit (61) et de mur (62) montés sur la tra- verse à tambours (3), est associé un capteur de valeurs de résistance (610,620) et en ce que les deux capteurs (610,620) sont connectés par l'intermédiaire de dispositifs de transmission à l'entrée de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état (501) de l'ordinateur. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig. 1 est une vue en élévation de côté montrant le dispositif suivant l'invention dans une taille, dans le cas d'une haveuse à tambours; la Fig.2 est une coupe du dispositif suivant l'inven- tion placé dans une autre taille, dans le cas d'un rabot; la Fig.3 est une représentation schématique du calcu- lateur de processus; la Fig.4 est une coupe d'une veine avec diverses allures possibles de la surface d'attaque, dans la région d'irrégularités géologiques. Sur la Fig.l, est représentée une taille 1 qui est ménagée dans une veine 15 et qui est limitée vers le bas par le mur 12 et vers le haut par le toit 13 et, latéra- lement, par le front de taille de charbon 10. Sur le mur 12 est posé un transporteur de taille 2 sur lequel est guidé une haveuse- à tambours 3 constituants l'appareil d'abattage.La haveuse. tambours 3 comporte un tambour supérieur 30 et un tambour inférieur 31 avec lesquelson exploite la veine 15. Les tambours 30 et 31 peuvent être relevés et abaissés par mouvement angulaire, au moyen de moteurs d'élévation et de descente 32, 33 de sorte que les tambours 30, 31 peuvent ainsi suivre 'allure du mur 12 et du toit 13. Le sens de l'abattage est désigna par la flèche 7 (Fig. 1) pour cet exemple. Sur la haveuse 3 est monté un ordinateur 5. Cet ordinateur peut toutefois être agencé en un autre endroit et doit être relié à la haveuse 3 par des lignes de communication correspondantes. L'ordinateur 5 sert à commander et à surveiller l'équipement de la taille. A cet effet, il est prévua des capteurs de mesure et des capteurs d'état appropriés. Dans l'exemple considéré, la haveuse 3 comprend un palpeur de toit 61 et un palpeur de mur 62 qui sont destinés à capter la position de la surface limite entre la veine 15 et le mur 12 ainsi qu'entre la veine 15 et le toit 13. Par ailleurs, il est prévu dans l'exemple considéré des capteurs d'état 610, 620 prévus respecti- vement pour le toit 13 et pour le mur 12 et qui captent continuellement les valeurs de résistance ou de consistance des couches du toit et des couches du mur. Les capteurs de mesure et les capteurs d'état qui sont mentionnés dans cet exemple ne sont pas représentés àtitre limitatif mais - il est au contraire possible de prévoir toute une série d'autres appareils de mesure de ce genre qui sont appro- priés pour assurer des fonctions de surveillance et/ou de commande, qui ne sont pas représentés spécialement ici. Les capteurs de mesure et les capteurs d'état font partie de la technique antérieure de sorte qu'il n'est pas néces- saire de les décrire en détail dans le présent mémoire. Comme le montre la Fig. 2, on peut également utiliser comme appareil d'abattage un rabot en remplacement de la haveuse à tambours 3. Dans cet exemple, il s'agit d'un rabot coulissant 90 qui est guidé sur une rampe de glis- sement 20 prévue sur le transporteur de taille 2. Le rabot est composé d'un corps de base 95 sur lequel sont prévues, au centre un organe 91 d'attaque du toit et, latéralement deux organes 92 d'attaque du mur ces organes étant cons- truits de manière à pouvoir être rapprochés du toit 13 et du mur 12 respectivement par un vérin supérieur 93 et des vérins inférieurs 94 de sorte qu'ils peuvent suivre l'allure du toit 13 et du mur 12. La taille 1 est séparée du remblai 11 par les unités de soutènement de taille 4. Dans l'exemple considéré, ces unités sont des boucliers de soutènement qui comprennent une rallonge 40 et un châssis de base 41 entre lesquels est articulé un bouclier 42 supporté par des étançons hydrauliques 44. Des vérins de ripage 43 assurent la liaison entre le transporteur de taille 2 et l'unité de soutènement 4. Ainsi qu'on l'a déjà expliqué en détail plus haut à propos de la haveuse à tambours 3, le rabot 90 peut également être équipé, par exemple de palpeurs de toit 61 et de palpeurs de mur 62, ainsi que de capteurs de valeurs de résistance 610, 620 qui coopèrent avec un ordinateur 5. Sur la Fig. 3, on a indiqué au moyen d'un schéma comment se produisent la surveillance et la commande de l'équipement de taille au moyen de l'ordinateur 5. Les capteurs de mesure et d'état précités qui sont désignés dans leur ensemble par la référence 9 transmettent les grandeurs de mesure et d'état qu'ils ont captés par l'inter- médiaire de dispositifs de transmission appropriés, à une entrée de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état 501, qui est agencée en amont de l'ordinateur 5. Les valeurs réelles captées sont introduites par l'entrée de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état 501 à un comparateur 51 qui reçoit en même temps les valeurs de consigne correspondantes fournies par un programme 50 introduit dans l'ordinateur 5. Si les valeurs réelles coïncident avec les valeurs de consigne, les valeurs de consigne sont transmises du programme 50, par l'intermédiaire d'une sortie d'ordres de commande 500 connectée à-l'ordinateur , aux organes de commande de l'équipement qui sont dési- gnés dans leur ensemble par la référence 8 sur cet ensemble et auxquels sont associés, en aval, des organes moteurs ou de positionnement désignés par la référence 80 qui transforment les ordres de commande en conséquence. En cas d'absence de coïncidence entre les valeurs de consigne issues du programme 50 et les valeurs réelles issues de l'entrée 501 de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état, il s'effectue dans une partie de correction 52, des correc- tions appropriées pour qu'on obtienne l'accord entre le programme 50 et l'état réel. Dans le cas de différences extrêmes entre les valeurs réelles et les valeurs de consigne, une commande à valeurs minimales et à valeurs maximales 54 évite le dépassement, par le haut ou par le bas respectivement de valeurs maximales déterminées et de valeurs minimales déterminées. Un autre étage, le circuit d'ajustement 53 a pour fonction de permettre, en cas de grands écarts entre les valeurs réelles et les valeurs de consigne, une adaptation progressive du programme 50 à l'état réel de l'exploitation, c'est-à-dire que les valeurs de consigne correspondantes sont alors adaptées par échelons successifs c'est-à-dire en plusieurs pas successifs, au nouvel état réel. Ceci est représenté plus clairement en regard de la Fig. 4 et à propos de deux exemples. Sur le côté droit de cette figure, on a représenté un rétrécissement de la veine 15. L'allure de consigne du toit 16' est représentée par une ligne tiretée. L'allure réelle 13' est dessinée en trait continu et la surface de taille 13' ou 19' corrigée, déterminée par l'ordinateur 5, est dessinée en pointillé. La haveuse à. tambours 3 ou le rabot coulissant 90 est commandé par l'ordinateur 5 de manière qu'en cet endroit, on ne tombe pas au-dessous de la hauteur minimale de la taille Hmi ou Hmi', c'est-à-dire que, ici, on abat en même temps une bande de la roche adjacente et que la cote du palpeur de toit 61 (figures 1 et 2) reste donc sans influence dans ce cas. Les valeurs fournies par les pal- peurs de résistance 610 et 620 indiquent si l'ouverture de travail Hmi ou Hmi' est taillée par l'appareil d'abat- tage, suivant que le toit 13' ou le mur 12 présente la couche la plus tendre. Au milieu de la figure, on a repré- senté une faille 14. Ici également, la haveuse à tambours 3 ou le rabot coulissant 90 ne suit pas la surface programmée 16 du toit ni la surface programmée 17 du mur (indiquée en ligne tiretée). Il ne suit pas non plus la surface d'attaque non corrigée 24 sur le toit ni la surface d'attaque non corrigée 25 du mur (dessinée en traits conti- nus) que les appareils de mesure correspondants, le palpeur de toit 61 et le palpeur de mur 62 respectivement captent en réalité mais l'ordinateur 5 choisit et impose une sur- face d'attaque 18 corrigée en conséquence au niveau du toit lorsque les couches de ce toit sont les plus tendres ou une surface d'attaque corrigée en conséquence 19 au niveau du mur (lignes pointillées), ce qui signifie que la haveuse à tambours 3 ou le rabot 90 est ramené progres- sivement contre le toit 13 ou au niveau du mur, au lieu 3o de suivre la surface d'attaque non corrigée 25, un peu de charbon est abattu tandis que, au niveau du toit, au lieu de suivre la surface d'attaque non corrigée 24, la machine abat également une partie de la roche adjacente. Toutefois, si les couches du mur 12 sont les plus tendres, l'appareil d'abattage, convenablement commandé suit les surfaces d'attaque corrigées 190 et 180. REVENDICATIONS- 1. Procédé pour la surveillance et la commande des équipements de taille d'une exploitation minière, qui utili- se un ordinateur en se servant de la position du transpor- teur de taille dans l'espace comme plan de référence, pro- cédé dans lequel les grandeurs de mesure réelles et les grandeurs d'état réelles de la machine d'abattage et du transporteur de taille, qui sont introduits dans l'ordina- teur par une intervention manuelle au cours d'une première passe sont comparées dans l'ordinateur à des grandeurs 1o de mesure de consigne et des grandeurs d'état de consigne introduites ou calculées, les écarts sont mémorisés et l'ordinateur émet des ordres cui cola iandent les organes de positionnement de la machine d'abattage en fonction des écarts constatés, les corrections des valeurs de consigne sont effectuées immédiatement et par paliers jusqu'a des valeurs minimales et maximales urédéterminées par l'ordi- nateur c'est-à-dire qu'en cas de grands écarts entre une valeur réelle et la valeur de consigne correspondante, l'or- dinateur ne tient compte pour l'émission des ordres que de différences partielles données et, de cette façon, la diffé- rence totale est compensée en plusieurs phases, les valeurs minimales n'étant pas dépassées par le bas ni les valeurs maximales par le haut et, en dehors de la machine d'abatta- ge, le transporteur de taille et les unités de soutènement interviennent dans la surveillance et la commande effectuées par l'ordinateur caractérisé en ce qu'on mesure la résistan- ce du toit et celle du mur, à titre de valeurs d'exploita- tion complémentaires en présence d'un rétrécissement de la veine on les utilise comme grandeurs réglantes,,de façon que la machine d'abattage taille dans la plus tendre des couches des terrains adjacents pour former une ouverture de taille suffisamment grande en présence d'une zone perturbée ou d'un rétrécissement de veine. 2. Dispositif de surveillance et de commande d'équi- pements de taille pour mines de charbon qui utilise un ordi- nateur comportant une mémoire de programme de commande automatique, des comparateurs de grandeurs de consigne et de grandeurs réelles munis d'une partie de correction, une entrée de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état et une sortie d'ordres de commande et qui utilise la position du transporteur de taille dans l'espace comme plan de référen- ce, ce dispositif comprenant également des capteurs de posi- tion prévus sur le transporteur de taille, des capteurs d'inclinaison servant à indiquer la position réelle de la machine d'abattage par rapport au transporteur de taille et des capteurs d'état servant à indiquer les états de fonc- tionnement de transporteur de taille.et de la machine d'abattage et, finalement, des dispositifs de transmission connectés à l'ordinateur pour transmettre des grandeurs de mesure et d'état à cet ordinateur et connectés à des organes moteurs prévus sur la machine d'abattage pour transmettre les ordres de commande élaborés dans l'ordinateur à ces organes moteurs, le dispositif comprenant en outre des capteurs de grandeurs de mesure servant à déterminer la posi- tion du transporteur de taille par rapport à une ligne de référence spatiale arrière fixe ainsi que les positions des éléments du soutènement les uns par rapport aux autres et leurs positions par rapport au transporteur de taille, à la machine d'abattage et aux surfaces limites de la taille, des capteurs d'état servant à mesurer les états de fonction- nement des éléments du soutènement et de leurs accessoires, et des organes moteurs ou de positionnement commandés inter- posés entre la machine d'abattage et le transporteur de taille et/ou entre cette machine d'abattage et les éléments du soutènement ainsi qu'entre ces éléments du soutènement et le transporteur de taille, l'ordinateur comportant une partie de compensation reliée au comparateur de grandeurs de consigne et de grandeurs réelles muni d'une partie de correction, ainsi qu'un organe de contrôle des minima et des maxima, caractérisé en ce qu'à chacun des palpeurs, de toit (61) et de mur (62) montés sur la hareuse à tambours (3), est associé un capteur de valeurs de résistance Io (610,620) et en ce que les deux capteurs (610,620) sont connectés par l'intermédiaire de dispositifs de transmission à l'entrée de grandeurs de mesure et de grandeurs d'état: (501) de l'ordinateur.