УПРАВЛЯЕМОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ОБЛАСТИ ДЛЯ СРЕДЫ ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК
CONTROLLED LIGHTING OF AREA IN MINING ENVIRONMENT

Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] В настоящей заявке заявлен приоритет по предварительной заявке № 61/687522 США, поданной 26 апреля 2012 г., полное содержание которой представлено здесь по ссылке.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Варианты осуществления изобретения относятся к способам и системам для управления горношахтным оборудованием, например, освещением, используемым в среде горных разработок.
Сущность изобретения
[0003] Горношахтное оборудование обычно включает в себя большое количество структур, которые перемещаются относительно друг друга, часто в определенной последовательности. Например, горный комбайн, такой как врубовая машина для длинного забоя, может быть установлен под одной или больше крепями свода. Врубовая машина режет материал, такой как уголь, и загружает срезанный материал на конвейер, на котором установлена эта врубовая машина. Врубовая машина перемещается вдоль конвейера, по мере того, как она срезает материал, и крепи свода устанавливают после прохода врубовой машины.
[0004] Варианты осуществления изобретения предусматривают освещение для среды горных разработок. В частности, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают освещение в области среды горных разработок и управляют различными свойствами освещения, с тем, чтобы также передавать информацию персоналу, расположенному в этой среде. Например, в некоторых вариантах осуществления, светодиоды ("LED") установлены на крепях свода, и ими управляют с помощью контроллера. Например, контроллер может изменять цвет, яркость и/или статус светодиода (например, включен, включен, мигает и т.д.), для передачи информации персоналу, работающему в шахте, такой как определение местоположения опасных условий. В соответствии с этим, освещение используется с двумя назначениями: (1) освещение области и (2) передача информации.
[0005] В частности, один вариант осуществления изобретения направлен на систему для управления освещением в среде горных разработок. Система включает в себя, по меньшей мере, один светодиод и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью передачи информации, по меньшей мере, в один светодиод и изменения первого режима работы светодиода на второй режим работы. В первом режиме работы, по меньшей мере, один светодиод обеспечивает освещение области, и во втором режиме работы, по меньшей мере, один светодиод передает информацию персоналу, расположенному в среде горных разработок. Контроллер меняет первый режим работы светодиода на второй режим работы, на основе информации статуса, принятой, по меньшей мере, из одного устройства, включенного в среду горных разработок.
[0006] Другой вариант осуществления изобретения направлен на способ для управления освещением в среде горных разработок. Способ включает в себя этапы, на которых: управляют с помощью, по меньшей мере, одного контроллера, множеством светодиодов, расположенных в среде горных разработок, по меньшей мере, на одной из крепей свода и перегрузочного устройства. Способ также включает в себя: принимают, по меньшей мере, в одном контроллере, информацию, ассоциированную со средой горных разработок, и управляют с помощью, по меньшей мере, одного контроллера, по меньшей мере, одним из множества светодиодов для передачи информации персоналу, расположенному в среде горных разработок на основе принятой информации. Управление, по меньшей мере, одним из множества светодиодов, для передачи информации, включает в себя изменение, по меньшей мере, одного из цвета, яркости и последовательности мигания, по меньшей мере, одного из множества светодиодов.
[0007] Другие аспекты изобретения будут понятны с учетом подробного описания изобретения и приложенных чертежей.
Краткое описание чертежей
[0008] На фиг. 1 показан вид сбоку системы горных разработок, включающей в себя врубовую машину и систему крепей свода.
[0009] На фиг. 2 схематично иллюстрируется контроллер освещения для системы горных разработок по фиг. 1.
[0010] На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ управления освещением, выполняемый контроллером по фиг. 2.
[0011] На фиг. 4 иллюстрируется перегрузочное устройство.
Подробное описание изобретения
[0012] Прежде, чем будет подробно описан какой-либо из вариантов осуществления изобретения, следует понимать, что изобретение не ограничено его применением, деталями конструкции и компоновкой компонентов, представленными в следующем описании или иллюстрируемыми на следующих чертежах. Изобретение может выполняться в других вариантах осуществления и может применяться на практике или может осуществляться различными способами. Кроме того, следует понимать, что фразеология и терминология, используемые здесь, предназначены для описания и их не следует рассматривать, как ограничение. Использование таких терминов, как "включающий в себя", "содержащий" или "имеющий", и их вариации здесь означают, что они охватывают элементы, список которых представлен после них, и эквиваленты, а также дополнительные элементы. Если только не указано другое или не ограничено по-другому, термины "установленный", "соединенный", "поддерживаемый" и "присоединенный" и их вариации используются в широком смысле, и охватывают, как прямой, так и опосредованный монтаж, соединение, поддержку и присоединение.
[0013] Кроме того, следует понимать, что варианты осуществления изобретения могут включать в себя аппаратные средства, программные средства и электронные компоненты или модули, которые с целью описания могут иллюстрироваться и могут быть описаны, как если бы большая часть компонентов была воплощена исключительно в аппаратных средствах. Однако, специалист в данной области техники, основываясь на чтении данного подробного описания, может распознать что, по меньшей мере, в одном варианте осуществления аспекты изобретения, основанные на электронных устройствах изобретения, могут быть воплощены в виде программного средства (например, сохранены на постоянном считываемом компьютером носителе информации). При этом следует отметить, что множество устройств, основанных на аппаратных и программных средствах, а также множество разных структурных компонентов, могут использоваться для воплощения изобретения. Кроме того, и как описано в последующих параграфах, конкретные механические конфигурации, представленные на чертежах, предназначены для описания вариантов осуществления изобретения и что возможны другие альтернативные механические конфигурации.
[0014] На фиг. 1 иллюстрируется система 10 для горных разработок, включающая в себя врубовую машину, такую как врубовая машина 12 для длинного забоя, которая перемещается на забойном конвейере 14, и систему крепей свода, включающую в себя консольные крепи 16 свода (например, формирующие перекрытие для поддержки свода). Врубовая машина 12 режет материал (например, уголь) и загружает срезанный материал на конвейер 14, на котором установлена врубовая машина 12. Врубовая машина 12 движется вдоль конвейера 14, по мере того, как врубовая машина 12 срезает материал. Отдельные крепи 16 свода перемещаются после прохода врубовой машины 12. Следует понимать, что на фиг. 1 иллюстрируется только один пример системы 10 горных разработок и что возможны другие системы, включающие в себя другие конфигурации систем крепей свода и другие типы машин для горных разработок.
[0015] Как описано выше, освещение, такое как светодиоды ("LED"), может быть установлено в шахте вокруг системы 10 горных разработок. Например, как представлено на фиг. 1, освещение может включать в себя один или больше источников 18 света, установленных на одной или больше из крепей 16 свода (например, на нижней стороне крепей 16 свода). В некоторых вариантах источники 18 света могут быть разноцветными (например, красными, синими и зелеными), или белыми. Например, в некоторых вариантах осуществления, источник 18 света включает в себя красно-зеленый-синий светодиоды. Как описано более подробно ниже, цвет света 18 можно изменять для передачи информации персоналу, находящемуся в шахте. Например, свет 18 может изменяться на красный для передачи сигнала об опасности, из-за потенциального движения оборудования, и может изменяться на зеленый, для передачи сигнала о безопасных условиях. В некоторых вариантах осуществления последовательность цветов основана на движении оборудования во время последовательности горных разработок. Например, по мере перемещения крепей 16 свода и врубовой машины 12, источник 18 света, расположенный на конце крепей 16 свода, может изменять свой цвет на красный, когда крепи 16 свода перемещаются, для обозначения движения крепи свода, что может представлять опасность для персонала и другого оборудования, расположенного в шахте. Другие цвета также могут использоваться для передачи информации для персонала. Например, свет 18 может изменяться на синий, когда неясно, является ли данная область безопасной для персонала. Свет 18 также может мигать или может быть стробирован, для обозначения тревоги или состояния предупреждения (например, вероятности столкновение). Набор источников 18 света также может мигать в определенной последовательности для направления персонала в безопасные места положения или от опасных мест положений. Например, источник 18 свет может стробирующим светом и указывать направление выхода из шахты или от места с опасными условиями. В общем, свойствами каждого источника 18 света или набором источников 18 света, такими как цвет, яркость, статус (например, включен, выключен, мигает и т.д.) структурой мигания и т.д. можно управлять и изменять для передачи информации для персонала, находящегося в шахте. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления каждый из источника 18 света имеет два режима работы или установки. В первом режиме работы источником 18 света управляют для обеспечения освещения области (например, по существу, постоянный белый свет). Во втором режиме работы источником 18 света управляют для передачи информации (например, изменения цвета, статуса, яркости и т.д. света). В других вариантах осуществления отдельные источники света могут использоваться для обеспечения освещения в области и для передачи информации.
[0016] Источниками 18 света управляют с помощью контроллера 20. Следует понимать, что контроллер 20 может быть установлен в различных местах положения, в пределах и вокруг системы 10 горных разработок, например, он может быть включен в систему крепей свода или может быть включен во врубовую машину. В некоторых вариантах осуществления, контроллер 20 выполнен с возможностью управлять другими аспектами системы 10 горных разработок, кроме источников 18 света, например, перемещением крепей 16 свода. Например, контроллер 20 может быть интегрирован в контроллер крепей свода или другие системы горных разработок.
[0017] На фиг. 2 схематично иллюстрируется контроллер 20, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Следует понимать, что на фиг. 2 иллюстрируется только один пример компонентов контроллера 20 и, что возможны другие конфигурации. Как показано на фиг. 2, контроллер 20 включает в себя процессор 22, считываемый компьютером носитель 24 информации, и интерфейс 26 ввода-вывода. Процессор 22, считываемый компьютером носитель 24 информации, и интерфейс 26 ввода-вывода соединены с помощью одного или больше соединений 28, таких как системная шина. Следует понимать, что, хотя только один процессор 22, модуль 24 считываемого компьютером носителя информации и интерфейс 26 ввода-вывода показаны на фиг. 2, контроллер 20 может включать в себя множество процессоров 22, модулей 24 считываемого компьютером носителя информации и интерфейсов 26 ввода-вывода. Кроме того, как отмечено выше, следует понимать, что контроллер 20 может быть соединен с и/или распределен среди других контроллеров и систем управления.
[0018] Процессор 22 получает и выполняет инструкции, сохраненные на считываемом в компьютере носителе 24 информации. Процессор 22 также может сохранять данные на считываемом в компьютере носителе 24 информации. Считываемый в компьютере носитель 24 может включать в себя постоянный считываемый компьютером носитель информации и может включать в себя энергозависимое запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство или их комбинацию. Как показано на фиг. 2, интерфейс 26 ввода-вывода может выполнять обмен информацией с одним или больше внешними устройствами или системами 29. Внешние устройства или системы 29 могут включать в себя машину для горных разработок, систему крепей свода и другое оборудование, включенное в шахту, такое как система конвейера, интерфейсы пользователя или пульты дистанционного управления, вентиляционные системы и т.д. Внешние устройства или системы 29 также могут включать в себя систему дистанционного управления, которая передает информацию о статусе (например, команды) в контроллер 20. Как более подробно описано ниже, контроллер 20 может принимать информацию о статусе из внешних устройств или систем 29 и может управлять одним или больше из источников 18 света на основе информации о статусе. Как показано на фиг. 2, интерфейс 26 также соединен с источником 18 света. Интерфейс 26 может быть соединен с источником 18 света и внешними устройствами или системой 29, используя проводное соединение, беспроводное соединение или их комбинации. Например, в некоторых вариантах осуществления, интерфейс 26 соединен с источником 18 света через последовательный интерфейс.
[0019] Инструкции, сохраненные в считываемом в компьютере носителе 24 информации, могут включать в себя различные компоненты или модули, выполненные с возможностью исполнения различных функций при их исполнении процессором 22. Например, считываемый в компьютере носитель 24 информации может включать в себя модуль 30 управления освещением. Модуль 30 управления освещением может быть выполнен на основе процессора 22 для управления одним или больше из источников 18 света, установленных на крепях 16 свода. Как описано выше, различные аспекты источника 18 света, такие как цвет, яркость и/или состояние, могут изменяться контроллером 20 для передачи информации персоналу, находящемуся в шахте.
[0020] Например, на фиг. 3 иллюстрируется способ управления источником 18 света, выполняемый контроллером 20, который выполняет модуль 30. Как отмечено выше, контроллер 20 может управлять каждым из источника 18 света в первом режиме работы, в котором источник 18 света обеспечивает освещение области (например, по существу, постоянным белым светом) (на этапе 30). Контроллер 20, однако, также принимает информацию о статусе из внешних устройств или систем 29 (на этапе 32). Например, информация о статусе может включать в себя положение, рабочий статус и/или движение крепей 16 свода и положение, рабочий статус (например, активная резка) и/или движение врубовой машины 12. Информация о статусе также может включать в себя ошибки или предупреждения, генерируемые компонентами системы 10 горных разработок или другими устройствами или персоналом, ассоциированным с окружающей средой горных разработок. Контроллер 20 использует информацию о статусе для определения, требуется ли передать информацию персоналу, расположенному в шахте (на этапе 34). Например, контроллер 20 может быть выполнен с возможностью определения, обозначает ли принятая информация о статусе, что в шахте возникает состояние или может возникнуть состояние, о котором требуется предупредить персонал, находящийся в шахте. Такое состояние может включать в себя активную работу врубовой машины 12, детектирование ядовитых газов, детектирование нестабильных структур шахты, необходимость технического обслуживания (например, ремонт врубовой машины 12, изменение положения системы, перерывы подачи питания, замена долота и т.д.), ошибки и т.д.
[0021] Если контроллер 20 определяет, что информация должна быть передана персоналу на основе принятой информации о статусе (то есть, по меньшей мере, одним из источников 18 света требуется управлять во втором режиме работы) (на этапе 34), контроллер 20 определяет, как должна быть передана эта информация. В частности, контроллер 34 может определять параметры для управления, по меньшей мере, одним из источника 18 света на основе принятой информации о статусе (на этапе 36). В некоторых вариантах осуществления контроллер 34 может обращаться к различным таблицам, правилам или взаимозависимостям, которые отображают конкретную информацию о статусе с конкретными параметрами управления для источника 18 света. Например, если информация о статусе обозначает опасное условие, которое требует полной эвакуации шахты, правила могут определять первый набор параметров для управления источником 18 света, для передачи информации об опасном состоянии (например, изменение цвета всех источников 18 света и мигание всеми источниками света). Аналогично, если информация о статусе обозначает опасное состояние, которое требует, чтобы персонал оставался на расстоянии от врубовой машины 12, правила могут определять второй набор параметров, для управления источником 18 света, для передачи информации об этом состоянии (например, изменение цвета всех источников 18 света). Кроме того, если информация о статусе обозначает, что ремонт или техническое обслуживание требуются для, по меньшей мере, части системы 10 горных разработок, правила могут определять третий набор параметров (например, изменение цвета, по меньшей мере, одного из источника 18 света, такого как источник 18 света в заданном положении или источники света расположенные в заданной структуре). Поэтому, правила определяют, что источником 18 света требуется управлять (например, источниками 18 света в определенных положениях или местах положений), и как управлять источником 18 света (например, какой цвет, последовательность мигания или анимации, яркость и т.д.) на основе принятой информации о статусе.
[0022] Правила могут быть сохранены на считываемом компьютером носителе 24 информации (например, как часть модуля 30) или на отдельном считываемом в компьютере носителе (включенном в или внешним для контроллера 20). Следует также понимать, что в некоторых вариантах осуществления, вместо приема информации о статусе и определения, следует ли и как управлять источниками 18 света, такая логика может быть распределена между отдельными контроллерами, которые передают команды в контроллер 20, который определяют параметры управления источником 18 света.
[0023] После определения параметров, для управления источниками 18 света, контроллер 20 управляет, по меньшей мере, одним из источников 18 света на основе определенных параметров (на этапе 38), до тех пор, пока контроллер 20 не определит, что информация больше не должна быть передана (на этапе 40). В некоторых вариантах осуществления контроллер 20 выполнен с возможностью управления источниками 18 света для передачи информации в течение заданного периода времени. Заданный период времени может быть основан на определенной информации, которую передают (например, на основе параметров, определенных правилами, описанными выше). В других вариантах осуществления контроллер 20 ожидает команды "окончания" или "прекращения" от персонала или другого контроллера или системы. В еще одних других вариантах осуществления контроллер 20 продолжает управлять источниками 18 света для передачи определенной информации, до тех пор, пока информация о статусе, принятая контроллером 20, больше не будет обозначать, что информация должна быть передана. В некоторых вариантах осуществления, когда контроллер 20 прекращает управление источником 18 света для передачи информации, контроллер 20 возвращается к управлению источниками 18 света в первом режиме работы, в котором источники 18 света обеспечивают освещение области. В некоторых вариантах осуществления контроллер 20 может также поддерживать журнал регистрации, в котором записывается, когда и как происходило управление источником 18 света во втором режиме работы. Журнал регистрация может использоваться для анализа работы шахты и/или системы 10 горных разработок (например, в отношении безопасности или для расследований).
[0024] Как отмечено выше, источники 18 света могут быть расположены в различных местах внутри шахты и места их расположения не ограничены крепями 16 свода. Например, в некоторых вариантах осуществления, источники 18 света могут быть установлены на перегрузочном устройстве в дополнение к или, в качестве альтернативы, для источников 18 света, установленных на крепях 16 свода. На фиг. 4 схематично иллюстрируется перегрузочное устройство 60, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Перегрузочное устройство 60 включает в себя стальной конвейер, установленный в подземном туннеле (или дороге). Как представлено на фиг. 4, сторона среза материала (например, сторона угля) будет находиться с левой стороны перегрузочного устройства 60 под углом приблизительно девяносто градусов к дороге.
[0025] После того, как материал будет добыт врубовой машиной 12, перегрузочное устройство 60 проталкивают (вправо на фиг. 4) с помощью крепей 16 свода. Источники света на перегрузочном устройстве 60 могут быть предусмотрены вокруг стороны среза материала и/или вдоль, по меньшей мере, участка длины перегрузочного устройства 40 (например, приблизительно 40 метров). Во время работы перегрузочное устройство 60 проталкивается крепями 16 свода, и движение обоих элементов оборудования создает чрезвычайно опасные состояния. Подача звуковых предупреждающих сигналов при движении крепей 16 свода и перегрузочного устройства 60 невозможна, однако, из-за шума, генерируемого оборудованием во время его нормальной работы. Поэтому, источники света 18 перегрузочного устройства 60 могут использоваться, как описано выше для предупреждения персонала в среде горных разработок о скором движении крепей 16 свода и перегрузочного устройства 60 и для обозначения, что движение оборудования было закончено, что не всегда очевидно при простом наблюдении за оборудованием. Например, в некоторых вариантах осуществления, цвет света одного или больше из источников 18 света, установленных на перегрузочном устройстве 60, может изменяться на красный для передачи сигнала о движении перегрузочного устройства 60 и/или крепей 16 свода. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления источниками 18 света, установленными на перегрузочном устройстве 60, можно управлять в определенной последовательности (например, последовательности цветов), которые координируют по движению горношахтного оборудования, как части последовательности среза материала.
[0026] Таким образом, варианты осуществления изобретения относятся к управлению источниками света, такими как светодиоды, в среде для горных разработок для передачи информации персоналу, находящемуся в шахте. В частности, свойствами источников света, такими как цвет, яркость, статус, структура, положение и т.д., можно управлять для передачи разных сообщений или информации персоналу. Источники света также могут использоваться для обеспечения освещения области. Поэтому, источники света могут работать, по меньшей мере, в двух разных режимах работы.
[0027] Различные свойства и преимущества изобретения представлены в следующей формуле изобретения.