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Dokumentenidentifikation DE19882613B4 25.10.2007
Titel Kontrollsystem für Abraumaustrag
Anmelder BHP Coal Pty.,Ltd.,, Brisbane, Queensland, AU
Erfinder Turner, Marcel A., Moranbah, GB
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 12.08.1998
DE-Aktenzeichen 19882613
WO-Anmeldetag 12.08.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/AU98/00638
WO-Veröffentlichungsnummer 1999008947
WO-Veröffentlichungsdatum 25.02.1999
Date of publication of WO application in German translation 21.09.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse B65G 47/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf die Tagebaugewinnung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Kontrolle des Austrags von Abbaumaterial eines Abbaumittels auf ein Übergabeband.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere, obwohl keinesfalls ausschließlich, auf ein System zur Kontrolle des Austrags von Abraum von einem Abwurfausleger eines Schaufelradabbaumittels auf ein Übergabeband mittels eines Aufgabewagens.

Bei der Tagebaugewinnung ist es bekannt, um Abraum von einer Abbauwand der Mine zu entfernen, Schaufelräder oder andere Abbaumittel großen Maßstabs einzusetzen, die sich an einer Minensohle befinden.

Das Schaufelrad ist auf Schienen befestigt, die es ihm ermöglichen, sich längs der Minenwand zu bewegen und in die Wand zu schneiden. Typischerweise ist die Minenwand 2,4 Kilometer lang, die Wand bis zu 25 Meter hoch und der durch das Schaufelrad geschaffene Schnitt in die Wand 40–45 Meter.

Wenn das Schaufelrad das Ende der Länge der Wand erreicht, wird es typischerweise auf das andere Ende gewendet und der Prozeß des Schneidens in und des Bewegens entlang der Wand wird wiederholt.

Der Abraum, der vom Schaufelrad abgetragen wird, wird mittels eines Austrageauslegers des Schaufelrades in einen Aufgabewagen gegeben und mittels des Aufgabewagens auf ein Übergabeband, das parallel zu und beabstandet von der Wand läuft, übergeben. Typischerweise ist das Förderband 70 Meter von der Schnittwand entfernt. Der Abraum wird durch das Förderband und durch mit diesem verbundenen Bändern auf Halden transportiert.

Der Aufgabewagen überbrückt das Förderband und fährt auf Schienen auf beiden Seiten des Bandes. Der Aufgabewagen enthält einen Laderaum der durch Vorder-, Rück- und Seitenwände definiert ist, einen Boden, der eine Bodenklappe zur Übergabe des Abraums auf das Förderband enthält und einen mechanischen Walzenkranz innerhalb der Bodenklappe, der den direkten Aufschlag von Abraum, der vom Austrageausleger auf das Förderband fällt, verhindert und mithilft größere Felsbrocken des Abraumes zu zerbrechen.

Der Aufgabewagen unterbricht den Fluß des Abraums vom Austrageausleger auf das Förderband und minimiert dabei den Aufschlag des Abraums, der auf das Band fällt und die Beschädigung des Bandes, die durch den Aufschlag verursacht wird. Es ist wichtig, die Beschickung des Förderbandes mit Abraum zu kontrollieren, so daß das Förderband korrekt läuft und es minimalen Verlust von Abraum vom Band gibt.

Ein signifikantes Problem, das durch den Verlust von Abraum, insbesondere Felsbrocken vom Förderband entsteht, ist, daß der Abraum Sicherheitsseilzüge betätigen kann, die entlang der gesamten Länge an beiden Seiten des Transportbandes zu Sicherheitszwecken entlanglaufen.

Die Betätigung eines Sicherheitsseilzugs verursacht eine Systemauslösung, die alle Förderbänder abschaltet, sowie einen übermäßigen Verschleiß der Förderbandbremsen und eine übermäßige Motorenbeanspruchung und -belastung, wenn die mit Abraum beladenen Förderbänder wieder anlaufen. Im Durchschnitt beläuft sich die Zeit, die durch Abraum ausgelöste Sicherheitsseilzüge verloren geht, auf ungefähr eine Stunde pro Schicht. Es wird leicht erkennbar, daß dies eine signifikante Menge an verlorener Zeit ist.

Ein relevanter Faktor für den Verlust von Abraum vom Förderband ist das seitliche Abdriften des Förderbandes relativ zum Aufgabewagen. Für eine Bandbreite von 1800 mm kann das seitliche Abdriften bis zu 600 mm betragen. Die seitliche Abdrift wird durch eine Reihe von Faktoren verursacht, die beispielsweise

  • (i) Faktoren in Zusammenhang mit der Beschickung von Abraum und insbesondere der Verteilung von Abraum auf dem Förderband;
  • (ii) Faktoren in Zusammenhang mit den Förderbandmodulen und -längsträgern, beinhalten.

Das Förderband ist, in Bezug auf Punkt (ii) endlos und wird über seine Länge von einer Serie von Unterstützungsmodulen, die mit den Enden aneinander angeordnet sind, unterstützt. Sind die Module nicht mehr ausgerichtet – was ohne Schwierigkeit in einem praktischen Minenbetrieb vorkommen kann – kann dies seitliches Abdriften des Bandes in Bezug auf den Aufgabewagen verursachen.

Die DD 288809 A5 beschreibt ein Verfahren zur Fördergurtlenkung in Aufgabewagen. Dort sind zwar Sensormittel zur Erkennung der Größe der seitlichen Abweichung eines Förderbands relativ zum Aufgabewagen vorhanden. Die so erhaltene Information wird jedoch genutzt; um das Förderband über ein Förderbandsteuersystem immer wieder auszurichten.

Die DD 241239 A1 betrifft eine Regelung zur Bandschieflauferfassung sowie eine dazugehörige Schaltungsanordnung. Ein Schieflauf wird gegebenenfalls von einem Spulensystem erfasst, das ein kontinuierliches Meßsignal liefert. Das Meßsignal wird zur Ausregelung des Schieflaufes für die Leistungssteuereinrichtungen eines Beladeauslegers über eine Laststufe aufbereitet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zur Kontrolle des Austrages von Abbaumaterial bereitzustellen, das das oben beschriebene Problem der abraumausgelösten Sicherheitsseilzüge minimiert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Kontrolle des Austrags von Abbaumaterial mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind Gegenstand der Unteransprüche.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Kontrolle des Austrages von Abbaumaterial eines Abbaumittels auf ein Übergabeband mittels eines Aufgabewagen, der das Förderband überbrückt und längs des Förderbandes fährt und einen Auslaß zum Austrag des Abbaumaterials auf das Förderband hat, geschaffen, das

  • (i) einen Sensor zur Erkennung der Größe der seitlichen Abdrift des Förderbandes relativ zum Aufgabewagen und
  • (ii) ein Kontrollmittel, das auf die durch den Sensor ermittelte Größe der seitlichen Abdrift des Förderbandes relativ zum Aufgabewagen reagiert, um die Aufgabeposition des Abbaumaterials des Abbaumittels in den Aufgabewagen zu steuern, um einen Austrag des Abbaumaterials vom Aufgabewagen auf das Förderband mit einem minimalen Verlust an Abbaumaterial zu erzeugen und/oder um die seitliche Abdrift des Förderbandes relativ zum Aufgabewagen zu reduzieren, aufweist.

Es ist bevorzugt, daß das Abbaumaterial Abraum ist.

Es ist bevorzugt, daß das Abbaumittel einen Austrageausleger mit einem Abwurfende zum Abwurf des Abbaumaterials in den Aufgabewagen aufweist.

Es ist besonders bevorzugt, daß das Abbaumittel ein Schaufelrad ist.

Der Sensor ist angepasst, um Metall im oder in Zusammenhang mit dem Förderband zu erkennen. Es ist bevorzugt, daß das Förderband Metall aufweist. Es ist besonders bevorzugt, daß das Förderband aus einem drahtverstärkten, elastischen Material besteht. Es ist alternativ bevorzugt, daß das Förderband aus einem nichtmetallischen Material besteht und ein metallisches Markierungsmittel auf dem Band aufweist.

Der Sensor weist ein Feld von mit Abstand zueinander angeordneten Metalldetektoren auf, die derart positioniert sind, daß sie sich seitlich zur Bewegungsrichtung des Förderbandes über oder unter dem Förderband erstrecken, so daß im Betrieb festgelegt ist, daß die Position einer Seite des Förderbandes zwischen zwei benachbarten Metalldetektoren ist, wenn einer der beiden Metalldetektoren Metall und der andere Metalldetektor Metall nicht erkennt. Es ist besonders bevorzugt, daß das Feld der Metalldetektoren am Aufgabewagen befestigt ist.

Es ist insbesondere bevorzugt, daß das Feld der Metalldetektoren an einem vorderen Ende des Aufgabewagens über oder unter dem Eintritt des Förderbandes unterhalb des Aufgabewagens befestigt ist.

Es ist bevorzugt, daß das Kontrollmittel angepasst ist, um automatisch irgendeinen oder mehrere:

  • (i) der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Aufgabewagens relativ zum Abbaumittel;
  • (ii) die Höhe der Auswurfauslässe des Austragsauslegers über dem Aufgabewagen; und
  • (iii) die Schwenkung des Austrageauslegers relativ zum Aufgabewagen; in Abhängigkeit zu der von den Sensoren erkannten, seitlichen Abdrift des Förderbandes relativ zum Aufgabewagen, einzustellen.

Die vorliegende Erfindung wird weiter anhand eines Beispieles mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein System zum Abbau von Abraum; und

2 eine detaillierte Sicht auf den Aufgabewagen von 1 ist.

1 illustriert schematisch einen Überblick auf ein typisches System zum Abbau von Abraum in einer Tagebaumine.

Das System zum Abbau von Abraum enthält ein Schaufelrad 3, das Abraum von einer Wand 5 der Mine schneidet und den Abraum mittels einem Austrageausleger 7 des Schaufelrades 3 auf einen Aufgabewagen 11, der auf Schienen fährt, austrägt.

Der Aufgabewagen 11 fördert den Abraum mittels einer Bodenklappe (nicht dargestellt) im Boden des Aufgabewagens 11 auf ein Übergabeband 13. Das Übergabeband 13 ist ein Teil eines Netzwerkes von Förderbändern, das das Förderband 15 enthält, das den Abraum auf eine Halde (nicht dargestellt) transportiert.

Die Grundkonstruktion des Schaufelrades 3 (den Austrageausleger 7 enthaltend), des Aufgabewagens 11 und des Förderbandes 13 sind üblich.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor 17 am vorderen Ende des Ausgabewagens 11 befestigt, um die seitliche Position des Förderbandes 13 relativ zum Aufgabewagen 11 zu erkennen.

Das Förderband 13 ist aus einem drahtverstärkten elastischen Material hergestellt. Der Sensor 17 weist zwei separate Felder von induktiven Spurvorrichtungen (nicht dargestellt) zur Erkennung von Metall im Förderband 13 auf.

Jedes Feld weist eine Vielzahl von Spurvorrichtungen auf, die im Abstand zueinander angeordnet sind und sich seitlich zur Bewegungsrichtung des Förderbandes 13 erstrecken. Die Felder sind derart positioniert, um die Seiten des Förderbandes 13 zu erkennen. In der Region der Seiten des Förderbandes 13 sind die Felder speziell oberhalb oder unterhalb des Förderbandes 13 positioniert. Die Spurvorrichtungen sind geeignet abgeschirmt, um die Störung durch anderes Metall als Metall in oder auf dem Förderband 13 zu minimieren.

Es wird leicht bewußt, daß in Betrieb der Sensoren 17 die Position der Förderbandseiten relativ zu dem Aufgabewagen 11 und (deshalb die seitliche Abdrift des Förderbandes 13 relativ zum Aufgabewagen 11) zwischen benachbarten Spurvorrichtungen jedes Feldes festgelegt ist, wenn eine der Spurvorrichtungen Metall und die benachbarte Spurvorrichtung kein Metall erkennt.

Die oben beschriebenen Sensoren 17 sind Teile einer bevorzugten Ausführungsform des Systems zur Kontrolle des Austrages von Abraum auf das Förderband 13 entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Das System weist ferner Kontrollmittel (nicht dargestellt) auf, die auf die seitliche Abdrift des Förderbandes 13 relativ zum Aufgabewagen 11, wie durch die Sensoren 17 zur Kontrolle der Position des Austrages des Abraums von dem Austrageausleger 7 in den Aufgabewagen 11 festgestellt, reagiert. Das Kontrollmittel ist ausgebildet, die seitliche Abdrift des Förderbandes 13 (und andere relevante Fektoren) in Betracht zu ziehen, bei der Bestimmung der optimalen Verteilung von Abraum den Aufgabewagen 11, um einen Austrag von Abraum vom Aufgabewagen 11 auf das Förderband 13

  • (i) mit minimalem Verlust von Abraum vom Förderband 13; und/oder
  • (ii) um das Band 13 zur Reduzierung der seitlichen Abdrift zu bewegen, zu schaffen.

Um eine optimale Verteilung zu erreichen, ist das Kontrollmittel angepasst einen oder mehrere der folgenden Parameter automatisch einzustellen:

  • (i) Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Aufgabewagens 11 relativ zum Schaufelrad 3;
  • (ii) die Höhe des Austrageauslegers 7 über dem Aufgabewagen 11; und
  • (iii) die Schwenkung des Austrageauslagers 7 relativ zum Aufgabewagen 11.

Das Kontrollmittel ist ebenfalls ausgebildet, um den Aufgabewagen 11 automatisch mit dem Schaufelrad 3 zu bewegen. Durch eine Anordnung eines Ablenkschildes (nicht dargestellt) der an das Ende des Autrageauslegers 7 angeschweißt ist, und eines Ultraschallimpulsgenerators/Sensors (nicht dargestellt), der am Aufgabewagen 11 befestigt ist und Ultraschallimpulse zum Ablenkschild übermittelt, und vom Schild reflektierte Ultraschallimpulse erkennt, wird diesbezüglich die relative Position des Schaufelrades 3 und des Aufgabewagens 11 festgelegt. Der radiale Abstand des Kontaktpunktes des Ultraschallimpulses mit dem Schild vom Mittelpunkt des Schildes ist zu jedem Zeitpunkt ein Hinweis auf die relative Position des Schaufelrades 3 und des Übergabewagens 11. Das Kontrollmittel reagiert auf die relative Position, um wie gewünscht die Fahrt des Aufgabewagens 11 auszulösen, um den Aufgabewagen 11 mit dem Schaufelrad 3 in der Spur zu halten.

Das oben beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Austragskontrollsystems der vorliegenden Erfindung ist ein effektives und verlässliches Mittel zur Kontrolle des Austrages von Abraum auf das Förderband 13, um abraumausgelöste Sicherheitsseilzugauslösungen des Abraumabbausystems zu minimieren.

Es können viele Modifikationen zum Ausführungsbeispiel der vorliegenden oben beschriebenen Erfindung gemacht werden, ohne den Sinn und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Obwohl beispielsweise der Sensor des bevorzugten Ausführungsbeispieles induktive Spurvorrichtungen aufweist, ist es leicht ersichtich, daß die vorliegende Erfindung nicht in der Weise beschränkt ist und sich auf jeden geeigneten Sensor erstreckt.

Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit dem Austrag von Abraum beschrieben ist, ist es außerdem leicht ersichtlich, daß die Erfindung nicht dadurch beschränkt ist und sich auf den Austrag jeglichen Minenmaterials erstreckt.


Anspruch[de]
System zur Kontrolle des Austrages von Abbaumaterial eines Abbaumittels (3) auf ein Übergabeband (13) mittels eines Aufgabewagens (11), der das Förderband (13) überbrückt und entlang des Förderbandes (13) hin und her fährt und mit einem Auslaß zum Auswurf des Abbaumaterials auf das Förderband (13), wobei das System

(i) Sensoren (17) zur Erkennung der Größe der seitlichen Abweichung des Förderbandes (13) relativ zum Aufgabewagen (11) aufweist, und

(ii) ein Kontrollmittel, das auf die durch den Sensor (17) ermittelte Größe der Abweichung des Förderbandes (13) relativ zum Aufgabewagen (11) reagiert und die Aufgabeposition des Abbaumaterials der Abbaumittel (3) in den Aufgabewagen (11) steuert, um den Austrag des Abbaumaterials vom Aufgabewagen (11) auf das Förderband (13) mit einem minimalen Verlust an Abbaumaterial zu fördern und/oder um die seitliche Abweichung des Förderbandes (13) relativ zum Aufgabewagen (11) zu reduzieren,

dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (17) Metall im oder im Zusammenhang mit dem Förderband (13) erkennt, wobei der Sensor (17) ein Feld aus im Abstand zueinander angeordneten Metalldetektoren aufweist, die derart positioniert sind, daß sie sich seitlich zur Bewegungsrichtung des Förderbandes (13) über oder unter dem Förderband (13) hin erstrecken, so daß im Betrieb festgelegt ist, daß die Position einer Seite des Förderbandes (13) zwischen zwei benachbarten Metalldetektoren ist, wenn einer der Detektoren Metall und der andere Detektor Metall nicht erkennt.
System nach Anspruch 1, wobei das Abbaumittel (3) einen Austragausleger (7) mit einem Abwurfende zum Abwerten des Abbaumaterials in den Aufgabewagen (11) aufweist. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abbaumittel (3) ein Schaufelrad ist. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (13) Metall aufweist. System nach Anspruch 4, wobei das Förderband (13) aus einem drahtverstärkten, elastischen Material besteht. System nach Anspruch 4, wobei das Förderband (13) aus einem nichtmetallischen Material besteht und metallische Markierungsmittel auf dem Band aufweist. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Feld der Metalldetektoren am Aufgabewagen (11) befestigt ist. System nach Anspruch 7, wobei das Feld der Metalldetektoren am Aufgabewagen (11) an dessen vorderem Ende über oder unter dem Eintritt des Förderbandes (13) unterhalb des Aufgabewagens (11) befestigt ist. System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Kontrollmittel angepaßt ist, um automatisch irgendeinen oder mehrere der folgenden Parameter in Abhängigkeit des seitlichen Abweichens des Förderbandes (13) relativ zum Aufgabewagen (11), wie von den Sensoren (17) erkannt, einzustellen:

(i) Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Aufgabewagens (11) relativ zum Abbaumittel (3);

(ii) Die Höhe des Austrageauslegers (7) über dem Aufgabewagen (11); und

(iii) Die Schwenkung des Austrageauslegers (7) relativ zum Aufgabewagen (11).
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontrollmittel angepaßt ist, um den Aufgabewagen (11) automatisch mit dem Abbaumittel (3) zu bewegen. System nach Anspruch 10 mit einer Anordnung eines Ablenkschildes, das am Austrageausleger (7) befestigt ist und einem Ultraschallimpulsgenerator/-sensor, der am Aufgabewagen (11) befestigt ist, um die relative Position des Aufgabewagens (11) und des Austrageauslegers (7) zu bestimmen und wobei das Kontrollmittel auf die relative Position reagiert, um wie gewünscht die Fahrt des Aufgabewagens (11) auszulösen, um den Aufgabewagen (11) mit dem Abbaumittel (3) in der Spur zu halten.






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