Brevet FR2594175A1 — publié le 19870814

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour 11 interprétation des mesures effectuées sur des vérins de travail dans des exploitations par teille de mine souterraine. dans lesquels la longueur sortie du vérin de ripage est déterminée et additionnée lors du ripage du convoyeur de taille. Dans les mines de charbon souterraines le cherbon est extrait en Allemagne Fédérale et également dans la plupart des autres pays, par la technique d'exploitation dite à taille. Suivant cette technique la machine d'abattage est guidée par le convoyeur de taille qui s'appuie, du cOté opposé, sur le soutènement, à l'aide de vérins de ripage. Ces vérins de ripage servent à le fois à l'avancement du convoyeur et au ripage du soutènement. En raison de cette double fonction on a recherché, en surveillant et en saisissant les différentes lonqueures sorties des -pistons des vérins de ripage, à relever la situation du frond d'abattage et l'avancement réalisé au cours de cet abattage. Le pistond'un tel vérin de ripage est prévu en conséquence avec un capteur de longueur de sorte que ces mouvements. soient saisis exactement et que les longeurs de déplacement restantes soient saisies commes le permettent les techniques de mesures (brevet DE- 3225342.7). Les valeurs obtenues sont envoyées à une station de mesure ou elles sont traitées et additionnées.Des imprécisions proviennent en particulier de ce que les courses partielles mortes interviennent dans les déplacements du pistons, c'est-à-dire dans des courses partielles sans effet sur l'avancement de l'abattage. Ces courses partielles se produisent constament au cours de-s ripages répétés du soutènement par des jeux de déplacement, encore accentués par le fait qu'au moment du ripage le bac de convoyeur peut en plus reculer. Ces courses partielles mortes fausses tellement l'image du frond d'abattage que l'on obtient pas la représentation souhaitée et que son exploit a tion ultérieure serait une source d'erreurs suplémentaires. D'autres procédés et dispositifs connus ont l'inconvénients soient d'être utilisables et uniquement dans des conditions d'exploitations bien définies soient de nécessiter un impor tant éventail de surveillance mais avant tout il travail dans le cas d'une plus longue période. avec tellement d'inéxactitude qu'il faut procéder également à des relevés de géomètre. L'invention a donc pour but d'éliminer d'une façon simple la saisie des erreurs, en particulier celles des courses partielles mortes. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que l'on mesure la pression hydraulique dans les différents vérins de ripage et on l'utilise pour enclencher ou déclencher la station de mesure déterminant les longueurs sorties. Par la saisie ou la surveillance de la pression hydraulique dans les différents vérins de ripage il est possible de faire mesurer par la station de mesure uniquement l'avancement de l'abattage. alors qu'en raison d'une haute pression correspondante dans le vérin de ripage on peut déduire d'une façon sûre le fait que le convoyeur de taille a été effectivement déplacé et celà d'une façon correspondant à un avancement déterminé. Ainsi les courses partiellement mortes sont effectivement éliminées d'une façon simple mais sûre. Pour la mise en oeuvre du procédé on se sert d'un dispositif avec une station de mesure saisissant le longueur sortie du vérin de ripage ou de son piston et additionnant l'avancement de l'abattage. A cette station de mesure est adjoint un capteur de pression, ou de préférence deux capteurs de pression, lesquels sont réglés pour enclencher ou déclencher la station de mesure. Lorsque chaque passe est terminée, la pression nominale de service pour le ripage est atteinte en premier lieu après élimination des jeux et un nouveau repoussage du convoyeur de taille, éventuellement reculé, contre le front d'abattage. Cette pression nominale de service élevée actionne le capteur de pression et par celui-ci la station de mesure a laquelle il est adjoint. La comparaison de la position du vérin qui vient d'être mesurée avec la nouvelle position du vérin de ripage après chaque passage de la machine d'abattage et la modification correspondante du front d'abattage donne l'avancement réalisé effectivement a mesure est poursuivie aussi longtemps que la course du vérin de ripage, limitée pour des raisons de construction ou d'exploitation, permet la poursuite de la passe.Ensuite la pression de service est appliquée sur l'autre côté du vérin de ripage, le capteur de pression associé réagit et désactive de nouveau la station de mesure de sorte que les mouvements suivants du piston ne sont pas enregistrés. Le second capteur de pression sert de contrôle et confirme la fin de la passe en cours. Une adaptation impeccable aux conditions du fond de la mine est obtenue parce que l'on peut utiliser, suivant l'invention, des capteurs de pression appropriés et que l'on peut installer des capteurs de pression analogiques adaptés aux endroits et pressions correspondant å la station de mesure en fonction de la pression correspondant à chaque lieu d'utilisation. Un capteur de pression de pression est associé au côté du piston et l'autre capteur de pression est associé au côté du cylindre du vérin de ripage, le capteur de pression se trouvant du côté du cylindre étant réglé sur la pression de service du cylindre tandis que celui situé du côté du piston est réglé sur une pression de consigne inférieure h la pression nécessaire pour vaincre les frottements du piston. Les deux capteurs de pression saisissent ainsi les données avec assez de finesse pour que les courses mortes soient éliminées d'une façon certaine aussi bien lors du ripage du convoyeur de taille que lors de la fin de cette passe. Avant que le soutènement ne se déplace, comme lors du ripage du convoyeur, les jeux du vérin et de l'élément médian du convoyeur sont annulés par l'action de forces faibles.A cause de cela et pour éviter des erreurs de mesure, la pression correspondant au commutateur de pression côté cylindre, pour le signal de déclenchement de la station de mesure, est réglée assez basse de sorte qu'elle soit en dessous de la pression nécessaire pour vaincre les frottements du piston. D'autres sources d'erreurs sont donc éliminées, suivent 1 invention, par le fait que la station oe mesure est en situation d'enregistrer la pression de ripage ou de service de sorte qu'avec cette valeur on peut très vite examiner si l'ensemble de l'installation et en particulier les deux capteurs de pression sont encore. actifs. En taille on utilise souvent ce qu'on nomme une centrale de commande, c'est-à-dire que plusieurs cadres de soutènement sont ripés ou mis en serrage suivant un "top" donné. Pour pouvoir, suivant l'invention, permettre cette solution, il est prévu, suivant l'invention, que la station de mesure soit reliée avec les stations de mesure voisines ou toutes les stations de mesure et avec une centrale de données par l'intermédiaire de lignes de transmission de données. De cette manière, on peut réaliser une commande groupée ou une commande centralisée dans le cas d'un système de surveillance et de commande. Bien que dans la plupart des cas d'utilisation seul un nombre limité d'éléments de soutènement sont équipés de cylindres de mesure, il est nécessaire en général de surveiller la pression de service dans les vérins en action dans chaque élément de soutènement pour actionner le bloc de commande hydraulique associé. Dans ce but on doit installer dans les éléments de soutènement des stations d'interpréta- tions de signaux qui sont constituées, par exemple, de stations de mesure dans une exécution simplifiée. Ces stations peuvent surveiller et commander, dans certaines conditions, plusieurs éléments de soutènement. Le progrès technique et la valeur de cette invention doivent être vus en particulier en ce que la précision de mesure du procédé et du dipositif pour mettre en oeuvre ce procédé est nettement améliorée, les courses mortes des vérins de ripage étant efficacement éliminées. On obtient ainsi une mesure exactement proportionnelle à la longueur sortie de la tige de vérin. Cette valeur mesurée peut-être enregistrée, affichée ou transmise. Ainsi il est possible, pour la première fois, d'obtenir une représentation exacte de la situation du front d'abattage et de l'avancement réalisé. En additionnant les avancements partiels on obtient l'avancement total réalisé jusque lè avec une précision d'autant plus grande que la définition des mesures est plus grande.Le -remplacement d'un vérin de ripage et même d'une station de mesure n'a aucune influence. La seule perturbation qui reste possible, est la défaillance partielle ou totale d'un capteur de pression mais dans ce cas, grâce è un moyen de contrôle approprié, elle peut être éliminée ou du moins réduite è un minimum. L'intervention de la variation de pression est de même sans importance, la station de mesure ne nécessitant que la pression de service ne soit atteinte qu'une fois, après quoi elle saisit la course du piston indépendemment d'éventuelles variations de pressions et elle est seulement désactivée quand le capteur de pression suivant ou le commutateur de pression intervient. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un schéma du dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan de deux éléments de soutènement de taille, l'un avant ripage et l'autre auprès ripage. La figure 3 est un schéma d'une station de mesure représentée d'une manière simplifiée. La figure 4 est un schéma d'une construction modulaire du système de mesure et de commande. La figure 5 est un schéma d'une variante d'exécution. La figure 6 est un schéma d'une autre variante d'exécution. Le schéma de la figure 1 montre d'abord un convoyeur de taille 1 et un soutènement de taille 2 seulement esquissé. De ce soutènement de taille sont représentés uniquement un vérin de ripage 3 et un vérin de mise en serrage 8. Le vérin de ripage 3 est relié, par son côté cylindre 4 et son côté piston 5, à un bloc de commande 7, ainsi qu'è une station de mesure 10. Les mouvements du piston 6 sont surveillés par un dispositif non représenté, la sortie du vérin faisant par exemple l'objet d'une mesure saisie et prise en compte par la station de mesure ln. A la station de mesure 10 sont associés des capteurs de pression 1l et 14 qui sont reliés à la station de mesure 10 par l'intermédiaire de conducteurs de mesure 12,15 et qui sont en liaison avec le bloc de commande 7 par l'intermédiaire de conduites d'alimentation 13,16. Ces capteurs de pression ll et 14 peuvent être réalisés sous la version "tout ou rien" ou commutateur ou bien ils peuvent transmettre un signal de mesure proportionnel à la pression. Par l'intermédiaire des capteurs de pression 11,14 on peut saisir ou surveiller la montée ou la baisse de pression du côté cylindre 4 ou du côté piston 5 et on la transmet, sous la forme d'un siqnal de mesure, à la station de mesure 10 de telle façon que cette dernière soit activée ou désactivée suivant celui des deux côtés du vérin de ripage 3 qui est soumis à la pression. Des conducteurs de liaison 18 sont reliés aux éléments de soutènement voisins, par exemple pour actionner une commande 'groupée. Les vérins de mise en serrage 8 peuvent être également pourvus de capteurs de pression 20,21, pour commander aussi bien l'avancement que la mise en serrage ou le foudroyage de l'étançon en fonction de la pression. Ces capteurs de pression 11,14 ou 20,21 assurent en coordination l'élimination certaine des jeux de positionnement 22, comme il est représenté sur la figure 2, c'est-è-dire qu'ils assurent que seule la course efficace du piston 6 est retenue pour la mesure. La station de mesure 10 est prévue sur la figure 3 avec un affichage de la valeur mesurée pour permettre une surveillance optique et communiquer des instructions complémentaires, par exemple "démarrer le déplacement" . Par 25,26,27 sont désignées des entrées de signaux tels que pression initiale disponible, course, déplacement tandis que par 18,29,30 sont désignés la transmission de données, le ripage ou la désactivation. Dans cette station de mesure 10 on saisit et on enregistre, comme indiqué, la longueur de sortie du piston 6 en même tant que la pression de service dans le vérin de ripage 3.L'avancement réalisé jusqu' cet instant ou quand le vérin se trouve en position finale, peut être indiqué, de même que l'instruction de démarrer le cycle d'avancement dans le cas où la course résiduelle du cylindre de ripage 3 ne suffit plus pour une profondeur de coupe programmée à la valeur maximale de la machine d'abattage. Pour la première mise en service ou après un arrêt sur incident il est possible d'introduire des valeurs correctives. En se raccordant è un système de transmission de données, les valeurs mesurées peuvent être sauvegardées dans un calculateur situé au fond ou au jour. De même des correctifs peuvent intervenir à partir de celui-ci. Avec l'installaW tion, dans la station de mesure, d'une sortie de commande influant sur la vanne hydraulique de la fonction "ripage" on a la possibilité de réaliser un cycle de taille souhaité en faisant intervenir des ordres adaptés. La station de mesure 10 des figures 1 et 3 présentent les fonctions suivantes relatives h l'entrée et 9 la sortie de signaux et è l'affichage 1) entrée de signaux a) capteur de pression (11) numérique ou analogique ripage (25) b) capteur de pression (14) numérique ou analogique avancement (27) c) capteur de pression (21) numérique ou analogique mise en serrage d) capteur de pression (20) numérique ou analogique foudroyage e) capteur de course (3) analogique ou numérique (valeur absolue ou incrdmentale) course (26) f) capteur de course (3) analogique ou numérique (valeur absolue ou incrémentale) mise en serrage 2) sortie de signaux a) analogique ou numérique ripage (29) b) analogique ou numérique avancement (30) c) analogique ou numérique foudroyage (31) d) analogique ou numérique mise en serrage (32) 3)Entrées ou sorties de données a)entrées de valeurs correctives pour l'avancement d'abattage b) entrée d'ordre d'avancement du soutènement c) sortie de mesure pour l'avancement d'abattage d) sortie de signal pour cycle de ripage e) sortie de signal pour cycle d'avancement du soutènement f) sortie d'information de défaut pour défaillance du capteur de pression g) entrée de signal pour profondeur maximale de coupe de la machine d'abattage. 4) Affichage à la station de mesure a) avancement d'abattage b) exécution manuelle ou automatique du cycle d'avancement du soutènement c) capteur de pression (11) ripage défectueux d) capteur de pression (12) mise en serrage defectueux e) capteur de pression (14) avancement du soutènement défectueux f) capteur de pression (20) foudroyage défectueux g) indication de capacité de l'alimentation sur demande de secours 5) Autres possibilités de la station de mesure a) enregistrement de l'avancement d'abattage cumulé b) enregistrement intermédiaire de l'avancement partiel c) sauvegarde des valeurs mesurées et des mesures en cours en cas de chute de l'alimentation en courant sur les éléments primaires ou secondaires d) sur demande exécution automatique de la série foudroyage avancement du soutènement mise en serrage ripage du convoyeur Sur la figure 4 et représentée une exécution modulaire du système de mesure et de commande avec affichage sur place de l'avancement d'abattage et commande sur place de celui-ci. On peut prévoir une exécution avec transmission de données 18. La figure 5 montre une autre exécution avec en plus la commande 29, par l'intermédiaire d'une centrale de données 32, pour obtenir ou maintenir un cycle de taille pré- vu. fln désigne par 33 le capteur de course dans le cylindre de ripage 3. La commutation indiquée ci-dessus a l'avantage de réduire le volume des interprétations des mesures dans les différentes stations de mesure. La figure 6 montre la possibilité de commander en plus localement le cycle automatique de l'avancement du soutènement suivant la série foudroyage déplacement mise en serrage ripage du convoyeur. D'autres étapes possibles sont ensuite la surveillance des cycles avancement et foudroyage/contrôle de plausibilité pour reconnattre les défauts avec les capteurs de pression 14 et 20, de même que commande d'un cycle automatique d'avancement du soutènement à partir d'une centrale de données avec dépendance réciproque de l'avancement du soutènement de taille et de la posi r tion de la machine d'abattage et du sens de déplacement de celle-ci. De même les vérins de mise en serrage 8 peuvent également être exécutés comme cylindres de mesure pour permettre une surveillance supplémentaire du cycle d'avancement. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'interprétation des mesures effectuées sur des vérins de travail dans des exploitations par taille de mine souterraine, dans lesquels la longueur sortie du vérin de ripage est déterminée et additionnée lors du ripage du convoyeur de taille, caractérisé en ce que l'on mesure la pression hydraulique dans les différents vérins de ripage et on l'utilise pour enclencher ou déclencher la station de mesure déterminant les longueurs sorties. 2.- Dispositif pour l'interprétation des mesures effectuées sur des vérins de travail dans des exploitations pst teille de mines souterraine et pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, avec une station de mesure déterminant la longueur sortie du vérin de ripage ou de son piston et donnant par addition l'avancement d'abattage ge, caractérisé en ce qu'un capteur de pression (11) et de préférence deux capteurs de pression (11,14) sont associés à la station de mesure (10), ces capteurs de pression étant réglés pour enclencher ou déclencher la station de mesure. 3.- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les capteurs de pression (11,14) sont réglables. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce qu'un capteur de pression (14) est associé au côté du piston (5) du vérin de ripage (3) tandis que l'autre capteur de pression (11) est d'associé au côté du cylindre (4) de ce vérin. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 4 caractérisé en ce que'le capteur de pression (11) associé au côté cylindre est réglé sur la pression de service du vérin de ripage (3). 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 4 caractérisé en ce que le capteur de pression (14) associé au côté piston est réglé sur une pression de fonctionnement qui est inférieure è la pression néces- saire pour vaincre le frottement statique du piston (6). 7.- Dispositif suivant la revendication 2 caracté- risé en ce que la station de mesure (10) est prévue pour enregistrer la pression de ripage ou la pression de service. 8.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la station de mesure (10) est reliée à des stations de mesure voisines ou à toutes les stations ainsi qu'à une centrale de données par l'intermédiaire de conducteurs de transmission de données (18).