長壁系統工作面對準的檢測和操縱的制作方法

相關申請的交叉引用

本申請涉及共同提交的申請號為15/080,344的美國專利申請(代理人案號：051077-9631-us00)，其全部內容通過引用而并入本申請。

本發明涉及用于檢測在地下開采環境中使用的輸送機系統的運動的方法和系統。

背景技術：

長壁開采系統可以用于開采煤炭區塊，或者其它被稱為長壁區塊(longwallblock)的礦石。長壁區塊包括采煤工作面(或采礦工作面)，從所述采煤工作面(或采礦工作面)移除煤炭(或礦石)。兩條巷道，即主門巷道和尾門巷道，沿著長壁區塊的兩側延伸，并與采礦工作面正交。長壁開采系統包括動力頂板支撐件，以支撐頂板和長壁系統上方的上覆巖石。長壁采掘機(longwallshearer)沿長壁區塊的采礦工作面移動，并將礦石從采礦工作面采掘到刮板輸送機(afc)上。刮板輸送機沿著采礦工作面延伸，并將礦石朝主門巷道輸送。當礦石已經被拖曳到主門巷道時，連接到刮板輸送機的梁式分段裝載機(bsl)通過轉向(例如90度)而將來自刮板輸送機的礦石轉移到沿著主門巷道放置的帶式輸送機上。在長壁采掘機采掘一層采礦工作面之后，長壁系統向前移動以采掘下一層。由于開采環境和其它因素，采礦工作面可能變得不平整，并且刮板輸送機(采掘機沿著刮板輸送機行進)可能變得無法與采礦工作面對準。

技術實現要素：

在某一實施例中，本發明提供一種用于檢測長壁開采系統的工作面對準和操縱長壁開采系統的工作面的系統。所述系統包括：檢測裝置，所述檢測裝置被安裝在主門巷道內；第一指示器裝置，所述第一指示器裝置安裝在所述長壁開采系統的采掘機上，以指示所述采掘機相對于所述檢測裝置的位置；以及控制器，所述控制器被連接至所述檢測裝置。所述控制器被配置成：當所述采掘機沿采礦工作面移動時，確定所述采掘機的采掘機路徑。基于由所述檢測裝置接收的、來自所述第一指示器裝置的信號來確定所述采掘機路徑。所述控制器還被配置成：基于所述采掘機路徑生成工作面對準的指示。

在另一實施例中，本發明提供一種用于檢測長壁開采系統的工作面對準和操縱長壁開采系統的工作面的方法。所述方法包括：通過檢測裝置接收來自采掘機上的第一指示器裝置的信號，所述信號指示所述長壁開采系統的采掘機的位置。所述方法還包括：通過連接至所述檢測系統的控制器確定所述采掘機的沿采礦工作面的采掘機路徑。基于由所述檢測裝置接收的信號來確定所述采掘機路徑。所述方法還包括：基于所述采掘機路徑，通過所述控制器生成工作面對準的指示。

在另一實施例中，本發明提供一種用于檢測長壁開采系統的工作面對準和操縱長壁開采系統的工作面的控制器。所述控制器包括電子處理器和存儲在存儲器中的可執行指令，所述可執行指令被配置成：確定采掘機的沿采礦工作面的采掘機路徑。基于由檢測裝置接收的、來自第一指示器裝置的信號來確定所述采掘機路徑，其中所述檢測裝置連接至所述控制器并且位于主門巷道內。所述控制器還包括存儲在存儲器中的可執行指令，所述可執行指令被配置成執行下述步驟：基于所述采掘機路徑，生成工作面對準的指示。

在詳細說明本發明的任何實施例之前，應當理解，本發明在其應用上不限于在以下描述中闡述或在附圖中示出的組件的配置和布置的細節。本發明能夠具有其它實施例并且能夠以各種方式實踐或執行。此外，應當理解，本文使用的措辭和術語是為了描述的目的，并且不應被認為是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其變體的使用意在包括其后列出的項目及其等同物以及附加項目。除非另有說明或限制，否則術語“安裝”，“連接”，“支撐”和“耦接”及其變體被廣義上使用并且包括直接和間接安裝、連接、支撐和耦接。

此外，應當理解，本發明的實施例可以包括硬件、軟件和電子組件或模塊，出于討論的目的，可以將其顯示和描述為好像大部分組件僅以硬件實現。然而，本領域普通技術人員基于對具體實施例的閱讀將認識到，在至少一個實施例中，本發明的基于電子的方面可以軟件實施(例如，存儲在非暫時性計算機可讀介質上)，其可由諸如微處理器和/或專用集成電路(“asic”)的一個或多個電子處理器執行。因此，應當注意，可以使用多個基于硬件和軟件的設備以及多個不同的結構組件來實施本發明。例如，說明書中描述的“服務器”和“計算裝置”可以包括一個或多個處理單元、一個或多個計算機可讀介質模塊、一個或多個輸入/輸出接口以及連接組件的各種連接(例如，系統總線)。

通過考慮以下具體實施方式和附圖，本發明的其它方面將變得更為明顯。

附圖說明

圖1是根據本發明某一實施例的長壁開采系統的透視圖。

圖2示出了地下礦井的示例，在該地下礦井中可以操作圖1的長壁開采系統。

圖3示出了長壁開采系統的工作面對準。

圖4示出了與圖1的長壁開采系統一起使用的檢測系統，其被配置成實施本發明的一個或多個方面。

圖5示出了根據本發明某一實施例的、用于圖1所示長壁開采系統的控制器。

圖6示出了根據本發明某一實施例的、用于檢測圖1所示長壁開采系統的工作面對準的過程。

圖7示出了根據本發明某一實施例的、用于控制圖1所示長壁開采系統的過程。

圖8a和8b示出了長壁開采裝備的布置，以校正圖1所示長壁開采系統的工作面對準。

具體實施方式

在下面的描述中闡述了許多具體細節，以提供對本發明的透徹理解。然而，對本領域技術人員顯而易見的是，可以在缺少一個或多個這些具體細節的情況下實施本發明。在其它情況下，沒有描述公知的特征，以避免使本發明變得模糊。

圖1示出了長壁開采系統100。在示出的實施例中，長壁開采系統100包括但不限于：長壁采掘機110、動力頂板支撐件120、刮板輸送機130、梁式分段裝載機140、帶式輸送機150和單軌輸送系統160。長壁開采系統100用于開采礦石(例如，煤)區塊，礦石區塊可以被稱為地下礦井(例如圖2所示的地下礦井200)的長壁區塊。如圖所示，地下礦井200包括長壁區塊210、主門巷道220和尾門巷道230。長壁區塊210包括采礦工作面240，礦石從采礦工作面240移除。兩條巷道，即主門巷道220和尾門巷道230，沿著長壁區塊210的側面延伸，并且與采礦工作面240正交。

重新參考圖1，長壁采掘機110從長壁區塊210的采礦工作面240切削礦石。長壁采掘機110位于刮板輸送機130上方，并且在其沿著采礦工作面240的長度移動時切削礦石。在一些實施例中，長壁采掘機110可以安裝在刮板輸送機130上。長壁采掘機110可以包括一個或多個切削滾筒242和244。切削滾筒242和244帶有截齒，并且在與采礦工作面平行的平面中旋轉。當被推入采礦工作面240并旋轉時，切削滾筒242和244能夠切入采礦工作面240。

一旦從采礦工作面240采掘了礦石，礦石就會落到刮板輸送機130上，刮板輸送機130然后將礦石輸送到刮板輸送機130的、在主門巷道220處的主門端部232。刮板輸送機130沿著采礦工作面240的長度從尾門巷道230延伸到主門巷道220。刮板輸送機130可以包括能夠通過彎曲而相對于彼此移動的一系列鋼盤。在一些實施例中，礦石由刮板輸送機130的鋼條輸送，所述鋼條布置成與刮板輸送機130的長度成90度，這些鋼條被一對循環鏈條拖曳。

在刮板輸送機130的主門端部232處，礦石被轉移到梁式分段裝載機140。梁式分段裝載機140的位置被設置成沿著主門巷道220，并且沿著長壁區塊210的肋或壁從刮板輸送機130的主門端部232延伸到帶式輸送機150。在一些實施例中，梁式分段裝載機140可以具有更靠近刮板輸送機130的柔性部分，以便通過轉彎(例如90度)把礦石轉移到刮板輸送機130的主門端部232上。在某些實施例中，梁式分段裝載機140可具有沿其長度的高程變化，以便將礦石卸放到帶式輸送機150上。在一些實施例中，梁式分段裝載機140還可以包括破碎機或粉碎機，以便防止損壞帶式輸送機150并且改善其上的負載。在一些實施例中，類似于刮板輸送機130，礦石由梁式分段裝載機140的鋼條輸送，鋼條被布置成與梁式分段裝載機140的長度成90度，這些鋼條被一對圓形鏈條拖曳。梁式分段裝載機140可以連接到主門驅動器，并且可以沿著主門巷道220移動，或者在主門巷道220內橫向移動。帶式輸送機150接收來自梁式分段裝載機140的礦石，并將礦石輸送到地面。帶式輸送機150可以從梁式分段裝載機140的端部延伸到表面。

動力頂板支撐件120支撐地下礦井200的頂板，并且在采礦操作期間推進刮板輸送機130。動力頂板支撐件120的位置被設置成沿著采礦工作面240，從而為刮板輸送機130和長壁采掘機110上方的頂板提供支撐。在一些實施例中，動力頂板支撐件120包括：頂棚及垂直和水平的液壓缸。頂棚可以通過垂直缸壓靠在頂板上，以便在采礦操作期間支撐頂板，而水平缸可以用于在長壁區塊210的縮回方向(即，圖2中向下的方向)上推進動力頂板支撐件120和刮板輸送機130。

單軌運輸系統160支持由長壁開采系統使用的某種主門裝備。例如，單軌運輸系統160支撐用于在開采過程期間冷卻長壁采掘機110的高壓水和液壓軟管。單軌運輸系統160還承載用于操作長壁開采系統100的功率控制和通信電纜。

盡管在上面的描述中，長壁開采系統100被示出為具有所有部件的特定布局，但是本領域技術人員能夠認識到，圖1的布局僅考慮了本發明的示例性實施例。其它實施例可以包括與所示布局不相同的、更多或更少的部件，并且可以執行與在此所述的功能不同的附加功能。

當一層長壁區塊210被開采時，長壁開采系統100沿采礦工作面240的方向縮回，以便開采接下來的、新露出的長壁區塊210的層。

長壁區塊210的每個新露出的礦層可能不是平整的。例如，如圖3所示，采礦工作面240向內和向外彎曲，而不是沿著直線，例如期望的對準線310。期望的對準線310被顯示為垂直于主門巷道220和尾門巷道230。然而，在某些實施例中，期望的對準線310可以不垂直于主門巷道220或尾門巷道230。刮板輸送機130和動力頂板支撐件120通常遵循采礦工作面240的輪廓。確定采礦工作面240的工作面對準將有助于長壁開采系統100沿采礦工作面240的自動化和操縱。如下面更詳細描述的，工作面對準是動力頂板支撐件120的、相對某一直線的相對位置的一般測量，該直線在理論上從主門巷道220畫到尾門巷道230，并且垂直于主門巷道220的方向、尾門巷道230的方向或兩者。

圖4示出了圖1的長壁開采系統100，其包括用于確定采礦工作面240的工作面對準的檢測部件。在所示的示例中，檢測部件包括檢測裝置410、拐角指示器裝置420和主門指示器裝置430。

當長壁采掘機110沿著采礦工作面240移動時，檢測裝置410檢測長壁采掘機110的位置。檢測裝置410可以安裝在主門裝備上(例如，在單軌運輸系統160上)。主門裝備可以被配置為：當長壁開采系統100前進時，使檢測裝置410沿主門巷道220移動，從而檢測裝置410保持對長壁采掘機110的清晰視線。在一些實施例中，檢測裝置410可以設置在主門巷道220內的其它位置。檢測裝置410可以包括無線電檢測和測距(radar)裝置，光雷達(lidar)裝置，聲音導航和測距(sonar)裝置，或者能夠感測物體的角度和距離和/或空間坐標的其它已知的電子測量設備。

拐角指示器裝置420(例如，第一指示器裝置)指示長壁采掘機110相對于檢測裝置410的位置。拐角指示器裝置420可以安裝在長壁采掘機110上，以使其具有對檢測裝置410的清晰視線。例如，拐角指示器裝置420可以安裝在長壁采掘機110的主門側，如圖4所示。在一些實施例中，拐角指示器裝置420可以安裝在長壁采掘機110的其它位置。

一個或多個主門指示器裝置430(例如，第二指示器裝置)指示主門巷道220相對于檢測裝置410的位置。具體而言，每個主門指示器裝置430均指示主門線的位置。為了簡化描述，將描述多個主門指示器裝置430中的一個，并且這樣的描述將代表主門指示器裝置430中的每一個。主門線沿主門巷道220的方向延伸。例如，主門線是主門巷道220的中心線(主門中心線320)、單軌運輸系統160的中心線、或者沿著限定主門巷道220的主門中心線220的任一側上的壁面的線。在一些實施例中，單軌中心線與主門中心線320重合。主門指示器裝置430可以安裝在單軌運輸系統160上，或者在主門巷道220中的另一個位置，以指示主門線的位置。當主門指示器裝置430不在主門線上時，檢測裝置410可使用預先確定的偏移來確定主門線的位置，其中預先確定的偏移指示主門指示器裝置430相對于主門線的偏移。為了簡化討論，主門中心線320在此被一般性地作為主門線描述和使用，以確定工作面對準。然而，在一些實施例中，用于確定工作面對準的主門線可以相對于主門中心線320偏移。在一些實施例中，檢測裝置410在設置階段被設置在主門中心線320上并定向，從而在沒有與主門指示器裝置430通信的情況下(在這種實施例中不存在主門指示器裝置430)，主門中心線320也可以被檢測裝置410知曉。

從指示器裝置420和430接收的信號例如可以是指示器裝置產生的周期性信號，可以由指示器裝置響應于來自控制器500的命令而生成(例如，通過有線或無線連接發送)，或者可以是檢測裝置410發射的信號的反映。例如，在一些實施例中，檢測裝置410包括發送器，以向指示器裝置420和420發射無線電、光或聲音信號。指示器裝置420和430包括反射器，以反射來自檢測裝置410的信號。可選地，指示器裝置420和430可以包括信標，所述信標向檢測裝置410發射無線電、光或聲音信號。檢測裝置410也包括接收器，以接收來自指示器裝置420和430的、被反射或傳輸的信號。在一些實施例中，指示器裝置420和430中只有一個被用于確定采礦工作面240的工作面對準和操縱長壁開采系統100。此外，在一些實施例中，檢測裝置410可包括安裝在不同位置的多個接收器，以從指示器裝置420和430接收位置數據。在其它實施例中，比圖4所示的指示器裝置更多的指示器裝置可以用于確定采礦工作面240的工作面對準和操縱長壁開采系統100。因此，接收器和指示器裝置的數量和位置是示例性的，且不應被認為是限制性的。

圖5示出了與長壁開采系統100相關聯的控制系統490。控制系統490包括控制器500，控制器500被連接(例如，電氣地或通信地)到各種附加模塊或組件，例如用戶接口510、一個或多個系統指示器520、電源530、一個或多個傳感器540、蠕變檢測裝置550、對準檢測裝置410和頂板支撐件驅動機構和驅動器560。

一個或多個傳感器540例如是：被配置或可操作以測量或感測長壁采掘機110的特性(例如，采掘機位置、采掘機速度等)的傳感器，被配置或可操作以測量或感測諸如刮板輸送機130、梁式分段裝載機140和帶式輸送機150等輸送機的特性(例如，鏈條位置、鏈條速度、鏈條張力等)的傳感器，被配置或可操作以測量或感測電特性(例如，電流、電壓、功率因數、扭矩、速度、輸入功率、輸出功率等)的在長壁開采系統100內的功率變換器，可操作成生成與輸送機的負載有關的信號的測力元件或傳感器(例如張力傳感器、荷載銷釘等)等。

控制器500包括硬件和軟件的組合，除了其他之外，其可操作成：生成關于長壁開采系統100的健康狀況的輸出，控制長壁開采系統100的操作，激活一個或多個指示器520(例如，液晶顯示器“lcd”)，監測長壁開采系統100的操作。在一些實施例中，控制器500包括多個電氣和電子部件，其向控制器500和/或長壁開采系統100內的部件和模塊提供電力、操作控制和保護。例如，除了其他之外，控制器500包括電子處理器580(例如，微處理器、微控制器或另一合適的可編程裝置)、存儲器590、輸入單元502和輸出單元504。除了其他之外，電子處理器580包括：控制單元582、算術邏輯單元(“alu”)584和多個寄存器586，并且使用諸如改進的哈佛架構、馮諾依曼架構等已知的計算機架構來實施電子處理器580。通過一個或多個控制和/或數據總線(例如，公共總線506)連接電子處理器580、存儲器590、輸入單元502和輸出單元504以及連接到控制器500的各種模塊。在圖5中以示例性的目的大致示出了控制和/或數據總線。根據本文所描述的發明，使用用于各種模塊和組件之間的互連和通信的一個或多個控制和/或數據總線對于本領域技術人員是已知的。在一些實施例中，部分地或完全地在半導體芯片上實施控制器500，該半導體芯片可以是現場可編程門陣列(“fpga”)、專用集成電路(“asic”)、比例積分微分(pid)控制器等。

存儲器590包括：例如，程序存儲區域和數據存儲區域。程序存儲區域和數據存儲區域可以包括不同類型的存儲器的組合，諸如只讀存儲器(“rom”)、隨機存取存儲器(“ram”)(例如動態ram[“dram”]、同步dram[“sdram”]等)、電可擦除可編程只讀存儲器(“eeprom”)、閃存、硬盤、sd卡或其它合適的磁、光、物理或電子存儲器設備或數據結構。電子處理器580連接到存儲器590，并能夠執行軟件指令，軟件指令能夠被存儲在存儲器590的ram(例如，在執行期間)、存儲器590的rom(例如，以基本永久的方式)，或諸如另一存儲器或磁盤的另一非暫態計算機可讀介質中。在長壁開采系統100的實施中包括的軟件可以存儲在控制器500的存儲器590中。軟件包括：例如，固件、一個或多個應用、程序數據、過濾器、規則、一個或多個程序模塊和其它可執行指令。除了其他方面，控制器500被配置或可操作以從存儲器檢索并且執行與本文所述的控制過程和方法有關的指令等。在其它結構中，控制器500包括額外的、更少的或不同的部件。

控制器500根據從對準檢測裝置410接收的位置數據來確定工作面對準。在一些實施例中，控制器500還可以從蠕變檢測裝置550接收工作面蠕變信息。在一些實施例中，蠕變檢測裝置550類似于題為“長壁系統蠕變檢測”的共同未決的美國專利申請第______號中公開的檢測裝置，其全部內容通過引用而并入本文。雖然對準檢測裝置410和蠕變檢測裝置550被示出為兩個單獨的部件，但是在其它實施例中，可以使用一個組合的檢測裝置來檢測工作面的蠕變和工作面的對準。

頂板支撐件驅動機構和驅動器560由從控制器500或另一個相關聯的控制器接收的控制信號控制。每個動力頂板支撐件120均與刮板輸送機130的一部分相關聯，并使用液壓油缸推進刮板輸送機130的該部分。通過控制液壓油缸的移動量，驅動器560可以改變刮板輸送機130推進的角度。在一些實施例中，控制器500使用檢測裝置410，550、一個或多個傳感器540和一個或多個存儲的程序或模塊來自主地控制驅動器560和長壁開采系統100。在其它實施例中，控制器500基于手動輸入和自動控制的組合來控制驅動器560和長壁開采系統100。

用戶接口510提供接口，以接收用戶控制并提供用戶反饋來控制和監測長壁采掘機110、輸送機130，140，150和/或長壁開采系統100。例如，用戶接口510被可操作地連接到控制器500，以控制長壁采掘機110的速度、輸送機130，140，150的速度、驅動器560的速度、采掘機循環之間的縮回量等。用戶接口510可以包括數字和模擬的、輸入或輸出裝置的組合，其被用于實現對長壁開采系統100的控制和檢測的期望水平。例如，用戶接口510可以包括顯示器和輸入裝置，例如觸摸屏顯示器、一個或多個旋鈕、刻度盤、開關、按鈕等。顯示器例如是：液晶顯示器(“lcd”)、發光二極管(“led”)顯示器、有機led(“oled”)顯示器、電致發光顯示器(“eld”)、表面傳導電子發射顯示器(“sed”)、場致發射顯示器(“fed”)、薄膜晶體管(“tft”)lcd等。在其它結構中，顯示器可以是超級有源矩陣oled(“amoled”)顯示器。用戶接口510還可以被配置或可操作來實時或基本實時地顯示與長壁開采系統100相關聯的情況或數據。例如，用戶接口510被配置或可操作來顯示長壁開采系統100的(例如長壁采掘機110、輸送機130，140，150等的)測得的特性、長壁開采系統100的狀態、長壁開采系統100的工作面蠕變量、長壁開采系統100的工作面對準等。在一些實施例中，結合一個或多個指示器520(例如，led)來控制用戶接口510，以提供包括工作面蠕變和工作面對準在內的、長壁開采系統100的狀態或情況的可視指示。

雖然在圖5中示出了單個控制器，但是在其它結構中，控制器500可以被分成多個控制器。例如，控制器500可以被分成合并控制單元(“ccu”)、可編程控制單元(“pcu”)等。ccu可以容納在防爆外殼中，并且提供對輸送機系統的控制。pcu本質上是安全型系統，其可以與ccu相連接，除了其他之外，以用于使輸送機的操作停止、抑制、切斷等。

如前所述，當長壁采掘機110沿采礦工作面240移動時，檢測裝置410提供指示長壁采掘機110位置的位置數據。控制器500從檢測裝置410接收該位置數據。控制器500然后處理并分析位置數據，以確定采礦工作面240和長壁開采系統100的工作面對準。在一些實施例中，控制器500可以采取校正措施來抑制和校正由檢測裝置410檢測到的工作面對準。將在下面參照圖6和7以更詳細地描述確定和校正長壁開采系統100的工作面對準的方法。

過程600和700與以下操作相關并在此關于這些操作描述：確定長壁開采系統100的工作面對準，以及基于工作面對準使用動力頂板支撐件120來控制長壁開采系統100的移動。能夠同時地、并行地或以與所示的連續執行方式不相同的順序執行在此關于過程600和700描述的各個步驟。還能夠使用比所示實施例中所示更少的步驟來執行過程600和700。另外，控制器500和檢測裝置410可操作：同時執行過程600和700，或者與其它過程串聯地執行過程600和700。

圖6示出了用于確定長壁開采系統100的工作面對準的過程600。在步驟610，檢測裝置410從拐角指示器裝置420接收指示長壁采掘機110位置的信號。如上所述，檢測裝置410可以向拐角指示器裝置420發送信號，并且從拐角指示器裝置420接收反射信號。基于從拐角指示器裝置420接收到的信號，電連接到檢測裝置410的控制器500確定長壁采掘機110的位置。該位置可以包括指示檢測裝置410與長壁采掘機110之間距離的距離測量，以及指示長壁采掘機110的位置相對于檢測裝置410的方向的方向測量(例如，使用關于檢測裝置410內部的參考點的、在0-360度之間的角度)。在一些實施例中，位置可以包括長壁采掘機110的坐標，例如使用直角坐標，其中x軸在長壁采掘機110行進的大致方向上延伸，y軸沿著主門巷道220的大致方向延伸。在步驟620，控制器500將指示在步驟610中確定的長壁采掘機110的位置的位置數據添加到采礦工作面的數據集。采礦工作面數據集可以被存儲在存儲器590中。

在步驟630，控制器500確定長壁采掘機110是否已經到達刮板輸送機130的主門端232或尾門端。控制器例如基于將在步驟610中確定的長壁采掘機110的位置與存儲在存儲器590中的預定的主門和尾門位置進行比較，從而確定長壁采掘機110已經到達刮板輸送機130的任一端(主門/尾門)。在一些實施例中，控制器500可以基于來自其它傳感器(例如，傳感器(540))或系統指示器的數據，從而確定長壁采掘機110已經到達任一端。當控制器500確定長壁采掘機110沒有到達刮板輸送機130的任一端時，過程600循環回到步驟610，從而在長壁采掘機110沿著采礦工作面240移動時持續地確定長壁采掘機110的位置。在一些實施例中，以特定的時間隔執行步驟610，620和630，從而例如控制器500在采掘機循環期間每隔1毫秒就確定長壁采掘機110的位置。

在采掘機循環過程中多次執行的步驟620和630可以統稱為確定長壁采掘機110的采掘機路徑的步驟。因此，確定的采掘機路徑包括隨著長壁采掘機110從主門行進至尾門長壁采掘機110的位置，或反之亦然。采掘機路徑可以被存儲在存儲器590中，并且控制器500可以以圖形或數字方式描繪采掘機路徑。例如，圖3圖示地示出了采掘機路徑340，而采礦工作面數據集的列表可以是采掘機路徑的數字描述。

當控制器500在步驟640中確定長壁采掘機110已經到達刮板輸送機130的任一端(主門/尾門)時，控制器500基于在步驟610獲得并在步驟620存儲的采礦工作面數據集中的位置數據而確定采掘機路徑的最佳擬合線。例如，圖3示出了用于采掘機路徑340的最佳擬合線330。控制器500可以使用任何已知的近似技術來基于存儲在采礦工作面數據集中的位置數據確定最佳擬合線330。

在步驟650，檢測裝置410從指示主門中心線320位置的主門指示器裝置430接收信號。如上所述，檢測裝置410可以向一個或多個主門指示器裝置430發送信號，并接收來自一個或多個主門指示器裝置430的反射信號。連接到檢測裝置410的控制器500基于從主門指示器裝置430接收的信號來確定主門中心線320的位置。在一些實施例中，檢測裝置410可以使用檢測裝置410的位置來向控制器500指示主門中心線320的位置。

在步驟660處，控制器500確定在步驟640中確定的最佳擬合線330與在步驟650中確定的主門中心線320之間的交角α。控制器500可以使用任何已知的技術來確定交角α。當交角α大于90°(即，期望對準線310和主門中心線320之間的交角)時，控制器500指示工作面對準是主門領先(lead)。當交角α小于90°時，控制器500指示工作面對準是主門延遲(lag)。應當理解，在期望對準線310不垂直于主門中心線320的實施例中，可以基于期望對準線310與主門中心線320之間的交角確定工作面對準是主門領先還是主門延遲。

步驟640，650和660可以統稱為基于采掘機路徑確定長壁開采系統100的工作面對準的步驟。

在步驟670，控制器500基于確定的工作面對準來生成長壁開采系統100的工作面對準的指示。該指示可以輸出到用戶接口510上，傳輸到遠程位置，保存用于繪圖等。在其他信息中，指示可以包括以下信息中的一項或多項：以圖表、聲音、文本或其它格式顯示的工作面對準的標繪、主門領先的指示、主門延遲的指示、期望的對準線310、采掘機路徑340、最佳擬合線330、主門中心線320、交角α、長壁區塊210的模擬投影。過程600循環回到步驟610，以持續地確定長壁區塊210的每個后續礦層的工作面對準。

圖7示出了校正由控制系統490檢測的工作面對準的過程700。在步驟710，控制器500確定采礦工作面240的工作面對準。例如，步驟710可以包括執行過程600，以生成工作面對準的指示。在步驟720，控制器500基于工作面對準的指示來確定工作面對準是主門領先、工作面對準是主門延遲、或者工作面是對準的。如上所述，當最佳擬合線330和主門中心線320之間的交角α大于90°時，控制器500確定工作面對準是主門領先。當最佳擬合線330和主門中心線320之間的交角α小于90°時，控制器500確定工作面對準是主門延遲。當交角為90°時，工作面是對準的。

當控制器500確定工作面對準是主門領先時，控制器500控制驅動器560，以限制更靠近主門巷道220的動力頂板支撐件120的推進(步驟730)。當控制器500確定工作面對準是主門延遲時，控制器500控制驅動器560，以限制更靠近尾門巷道230的動力頂板支撐件120的推進(步驟740)。當控制器500確定工作面是對準的時，控制器500控制驅動器560，以均勻地推進動力頂板支撐件120，而不限制動力頂板支撐件120在任一端處的前進(步驟750)。下面參考圖8a和8b更詳細地描述控制動力頂板支撐件120的前進以校正工作面對準的方法。

上述過程600和700僅提供了確定采礦工作面240的工作面對準的一些示例。本發明可以存在和預期其它方法、規則和技術。因此，上述方法、規則和技術是示例性的，而并非旨在限制。

在一些實施例中，控制器500的電子處理器580使用從檢測裝置410接收的位置數據來確定工作面對準。在一些實施例中，控制器500被結合到檢測裝置410中。在其它實施例中，電子處理器可以包括在檢測裝置410中，以確定工作面對準。然后，從檢測裝置410將工作面對準的指示傳送到控制器500。

圖8a示出根據圖7所示方法700校正主門領先的示例。當控制器500確定長壁開采系統100處于主門領先狀態(步驟720)時，控制器500控制驅動器560以推進動力頂板支撐件120，進而推進刮板輸送機130，從而使更靠近尾門巷道230的頂板支撐件比更靠近主門巷道220的頂板支撐件被推進得更遠(步驟730)。因此，動力頂板支撐件120被驅動器560推進，從而使在推進之后的最佳擬合線810和主門中心線820之間的角度α減小。控制器500持續對長壁區塊210的每層礦層均這樣推進，直到由控制器500確定的工作面對準是中性的。

圖8b示出根據圖7所示方法700校正主門延遲的示例。當控制器500確定長壁開采系統100處于主門延遲狀態(步驟720)時，控制器500控制驅動器560推進動力頂板支撐件120，進而推進刮板輸送機130，從而使得更靠近主門巷道220的頂板支撐件比更靠近尾門巷道230的頂板支撐件被推進得更遠(步驟740)。因此，動力頂板支撐件120被驅動器560推進，從而使在推進之后的最佳擬合線810和主門中心線820之間的角度β增大。控制器500持續對長壁區塊210的每層礦層這樣推進，直到由控制器500確定的工作面對準是中性的。

當控制器500確定工作面對準是中性時，所有頂板支撐件可以前進相同的距離。此外，在一些實施例中，控制器500可以被編程，以僅當與期望工作面對準的偏差量超過預定閾值時才對工作面對準進行校正。另外，校正的力度可以與檢測到的、與理想工作面對準的偏差量成比例。

在一些實施例中，控制器500基于采掘機路徑340和最佳擬合線330的比較來校正工作面對準。對于每個動力頂板支撐件120，控制器500確定采掘機路徑340上的相應位置是否指示動力頂板支撐件120比最佳擬合線330更接近采礦工作面240(即，在圖3中，與采掘機路徑340上的動力頂板支撐件120相對應的位置位于最佳擬合線330和采礦工作面240之間)，或者指示動力頂板支撐件120比最佳擬合線330更遠離采礦工作面240。當控制器500確定動力頂板支撐件120比最佳擬合線330更靠近礦石面240時，控制器500可以限制動力頂板支撐件120的推進。當控制器500確定動力頂板支撐件120比最佳擬合線330更遠離采礦工作面240時，控制器500推進該動力車頂支撐件120的距離可比推進處于或更靠近采礦工作面240的其它動力頂板支撐件的距離更長。例如，比最佳擬合線330更遠離采礦工作面240的動力頂板支撐件120被推進的距離可以是在該頂板支撐件120位置處的采掘機路徑340和最佳擬合線330之間的距離。

所描述的技術用于：通過開始主門或尾門的領先或延遲、以抑制或校正蠕變工作面所要求的嚴重程度來自動操縱采礦工作面240，以及通過在沿著長壁的相關點上所測量的量來限制動力頂板支撐件120的推進來自動校正工作面的非對準。

因此，除了其他之外，本發明主要提供了用于檢測長壁開采系統的工作面對準和操縱長壁開采系統的系統和方法。