Мониторинг крепления кровли в системе сплошной разработки - RU2718447C2

Чертежи

Показать все 20 чертежа(ей)

Описание

Связанные заявки

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №62/043,389 и связана с одновременно поданной заявкой на патент США №___________ (патентный поверенный №051077-9443-US01), все содержание которых включено сюда по ссылке.

Область техники изобретения

[0002] Настоящее изобретение относится к мониторингу крепления кровли в системе сплошной разработки.

Сущность изобретения

[0003] Сплошная разработка начинается с идентификации угольного пласта, который должен быть разработан, затем выполняется "нарезка" пласта на угольные участки путем выемки штреков по периметру каждого участка. Во время выработки пласта, некоторые целики угля остаются нетронутыми между соседними участками угля для того, чтобы содействовать поддержанию перекрывающего геологического пласта. Угольные участки вырабатываются при помощи системы сплошной разработки, которая включает в себя такие компоненты, как автоматизированные электрогидравлические крепления кровли, машину для вырубки угля (то есть комбайн для сплошной выработки), и забойный скребковый конвейер (то есть ЗСК), расположенный параллельно угольному забою. По мере того, как комбайн проходит ширину угольного забоя, удаляя слой угля, крепления кровли автоматически выдвигаются для поддержки кровли только что вскрытой секции пласта. ЗСК затем выдвигается креплениями кровли в сторону угольного забоя на расстояние, равное глубине только что удаленного комбайном слоя угля. Выдвижение ЗСК в сторону угольного забоя таким способом позволяет комбайну соприкасаться с угольным забоем и продолжать вырубку угля из забоя.

[0004] В одном варианте осуществления, изобретение обеспечивает способ для мониторинга крепления кровли в системе сплошной разработки. Способ включает в себя процессор, получающий данные давления в креплениях кровли, агрегированные на протяжении цикла мониторинга. Процессор анализирует данные давления для определения того, произошли ли сбои в подаче давления для каждого из креплений кровли на протяжении цикла мониторинга. Способ дополнительно включает в себя генерацию количества сбоев, показывающего число креплений кровли, определенных как испытавших сбой в подаче давления. Затем генерируется оповещение при обнаружении того, что количество сбоев превысило порог оповещения.

[0005] В другом варианте осуществления, изобретение обеспечивает систему для мониторинга системы сплошной разработки. Система включает в себя множество креплений кровли, и каждое крепление кровли включает в себя один или множество датчиков давления для определения уровней давления в креплении кровли на протяжении цикла мониторинга. Система также включает в себя модуль мониторинга, реализованный на процессоре, который соединен с креплениями кровли для получения данных давления и определенных уровней давления. Модуль мониторинга включает в себя модуль анализа, счетный модуль и модуль оповещения. Модуль анализа анализирует данные давления для определения того, произошли ли сбои в подаче давления на протяжении цикла мониторинга для каждого из креплений кровли. Модуль подсчета генерирует количество сбоев, представляющее количество креплений кровли, определенных как испытавших сбой в подаче давления на протяжении цикла мониторинга. Модуль оповещения генерирует оповещение при обнаружении того, что количество сбоев превысило порог оповещения.

[0006] Другие аспекты изобретения станут понятны при рассмотрении подробного описания и прилагающихся чертежей.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг.1A-Фиг.1B иллюстрируют систему сплошной разработки.

[0008] Фиг.2A-Фиг.2B иллюстрируют комбайн сплошной разработки.

[0009] Фиг.3 иллюстрирует вид сбоку механизированного крепления кровли.

[0010] Фиг.4 иллюстрирует изометрическую проекцию крепления кровли на Фиг.3.

[0011] Фиг.5A-Фиг.5B иллюстрируют комбайн сплошной разработки, проходящий через угольный пласт.

[0012] Фиг.6 иллюстрирует обрушение геологического пласта после выемки угля из пласта.

[0013] Фиг.7 иллюстрирует примерный цикл опускания-выдвижения-установки для системы крепления кровли.

[0014] Фиг.8 иллюстрирует блок-схему систему контроля состояния системы сплошной разработки в соответствии с одним вариантом осуществления.

[0015] Фиг.9 иллюстрирует блок-схему системы управления креплениями кровли в соответствии с системой на Фиг.8.

[0016] Фиг.10A-Фиг.10B иллюстрируют примерную управляющую логику, которая может выполнена процессором в системе на Фиг.8.

[0017] Фиг.11-Фиг.12 иллюстрируют дополнительную примерную управляющую логику, которая может быть выполнена процессором в системе на Фиг.8.

[0018] Фиг.13 иллюстрирует показания давления для крепления кровли на протяжении времени.

[0019] Фиг.14 иллюстрирует способ мониторинга креплений кровли для сплошной разработки.

[0020] Фиг.15 иллюстрирует модуль мониторинга, выполненный с возможностью осуществлять способ на Фиг.14.

[0021] Фиг.16A-Фиг.16B иллюстрируют электронное письмо с оповещением и графики крепления кровли, соответственно.

Подробное описание чертежей

[0022] До того, как любой из вариантов осуществления изобретения будет описан в подробностях, следует понять, что изобретение не ограничено в своем применении подробностями построения и расположением компонентов, описанных в следующем описании или проиллюстрированных в следующих чертежах. Изобретение может иметь другие варианты осуществления и может быть применено или выполнено различными способами. Следует также отметить, что множество основанных на аппаратном и программном обеспечении устройств, а также множество различных структурных компонентов может быть использовано для реализации изобретения.

[0023] В дополнение, следует понимать, что варианты осуществления изобретения могут включать в себя аппаратные, программные и электронные компоненты или модули, которые, для целей обсуждения, могут быть проиллюстрированы и описаны, как будто бы большинство компонентов было реализовано исключительно в аппаратуре. Однако, специалист в данной области техники на основании прочтения этого подробного описания поймет, что, по крайней мере, в одном варианте осуществления связанные с электроникой аспекты изобретения могут быть реализованы в программном обеспечении (например, хранящейся на постоянном компьютерно-читаемом носителе), выполнимом с помощью одного или более процессоров. Таким образом, следует отметить, что множество основанных на аппаратном и программном обеспечении устройств, а также множество различных структурных компонентов, может быть использован для реализации изобретения. Более того, и как будет описано в следующих параграфах, конкретные механические конфигурации, проиллюстрированные на чертежах, предназначены для иллюстрации примеров вариантов осуществления изобретения. Однако, возможны другие альтернативные механические конфигурации. Например, "контроллеры" и "модули", описанные в спецификации, могут включать в себя стандартные обрабатывающие компоненты, такие как один или более процессоров, один или более модулей компьютерно-читаемого носителя, один или более интерфейсов ввода/вывода, и различные соединения (например, системную шину), соединяющую компоненты. В некоторых примерах, контроллеры и модули могут быть реализованы в виде одного или более процессоров общего назначения, цифровой сигнальный процессор (ЦСП), специализированные интегрированные схемы (СИС), программируемые пользователем вентильные матрицы (ППВМ), которые выполняют инструкции или каким-либо другим способом реализуют свои функции, описанные здесь.

[0024] Фиг.1A-Фиг.1B иллюстрирует систему 100 сплошной разработки. Система 100 сплошной разработки выполнена с возможностью извлекать продукт, например, уголь из разработки, эффективным образом. Система 100 сплошной разработки может быть также использована для извлечения других руд или минералов, таких как, например, трона. Система 100 сплошной разработки физически извлекает уголь, или другой минерал из подземной разработки. Система сплошной разработки может, в качестве альтернативы, быть использованной для добычи угля, или другого минерала, из пласта, обнаженного на поверхности земли (например, поверхностные разработки).

[0025] Как показано на Фиг.1A, система 100 сплошной разработки включает в себя крепления 105 кровли и комбайн 110 сплошной разработки. Крепления 105 кровли соединены друг с другом параллельно угольному забою (не показан) с помощью электрических и гидравлических соединений. Дополнительно, крепления 105 кровли защищают комбайн 110 от перекрывающего геологического пласта. Количество креплений 105 кровли, используемых в системе 100, зависит от ширины разрабатываемого угольного забоя, поскольку крепления 105 кровли предназначены для защиты полной ширины угольного забоя от перекрывающего пласта. Комбайн 110 передвигает себя вдоль линии угольного забоя на забойном скребковом конвейере (ЗСК) 115, который имеет выделенный путь (реечный) для комбайна 110, перемещающегося параллельно угольному забою между собственно забоем и креплениями 105 кровли. ЗСК 115 также включает в себя конвейер, расположенный параллельно пути комбайна таким образом, чтобы вынутый угль мог падать на конвейер для транспортировки из забоя. Конвейер в ЗСК 115 приводится в движение моторами 120 ЗСК, расположенными у основных ворот 121 и задних ворот 122, которые расположены в противоположных концах ЗСК 115. Моторы 120 ЗСК позволяют конвейеру непрерывно перемещать уголь в сторону основных ворот (с левой стороны на Фиг.1A), и позволяют передвигать комбайн 110 вдоль пути на ЗСК 115 в двух направлениях вдоль угольного забоя. В некоторых вариантах осуществления, комбайн сплошной разработки может быть расположен таким образом, что основные ворота будут с правой стороны, и задние ворота буду с левой стороны комбайна.

[0026] Система 100 также включает в себя консольный перегружатель (КП) 125, расположенный перпендикулярно у главных ворот по отношению к ЗСК 115. Фиг.1B иллюстрирует вид в перспективе системы 100 и развернутый вид КП 125. Когда добытый уголь, транспортируемый ЗСК, достигает основных ворот, он направляется через 90° поворот на КП 125. В некоторых примерах, КП 125 соединяется с ЗСК 115 не под прямым (90°) углом. КП 125 затем подготавливает и погружает уголь на конвейер основных ворот (не показан), которые перемещает уголь на поверхности. Уголь подготавливается к погрузке дробилкой (или сортировщиком) 130, которая разбивает уголь для улучшения погрузки на конвейер основных ворот. Аналогично конвейеру на ЗСК 115, конвейер на КП 125 приводится в движение мотором 135 КП.

[0027] Фиг.2A-Фиг.2B иллюстрируют комбайн 110. Фиг.2A иллюстрирует вид в перспективе комбайна 110. Комбайн 110 имеет удлиненный центральный корпус 205, который содержит органы управления комбайна 110. Снизу корпуса 205 выступают опорные башмаки 210 (Фиг.2A) и захватывающие башмаки 212 (Фиг.2B). Опорные башмаки 210 поддерживают комбайн 110 с забойной стороны ЗСК 115 (например, стороны, ближайшей к угольному забою), и захватывающие башмаки 212 поддерживают комбайн 110 c завальной стороны ЗСК 115. В частности, захватывающие башмаки 212 и тяговые зубчатые колеса сцепляются с путем ЗСК 115, позволяя перемещать комбайн 110 вдоль угольного забоя. В стороны от корпуса 205 выступают левый и правый поворотные редукторы 215 и 220, соответственно, которые поднимаются и опускаются при помощи гидравлических цилиндров, присоединенных к нижней стороне поворотных редукторов и корпусу 205 комбайна. На дальнем конце правого поворотного редуктора 215 (по отношению к корпусу 205) расположен правый ножевой барабан 235, и на дальнем конце левого поворотного редуктора 220 расположен левый ножевой барабан 240. Ножевые барабаны приводятся в движение соответствующими электрическими моторами 234, 239 через приводы, проходящие в поворотных редукторах 215, 220. Каждый из ножевых барабанов 235, 240 имеет множество добывающих наконечников 245 (например, режущих зубцов), которые стачивают угольный забой по мере вращения ножевых барабанов 235, 240, срезая тем самым уголь. Добывающим наконечникам 245 также помогают распыляющие форсунки, которые также распыляют флюид во время процесса добычи так, чтобы рассеивать вредные/горючие газы, которые образуются в месте проведения выемки, а также для подавления пыли и охлаждения. Фиг.2B иллюстрирует боковой вид комбайна 200, включающий в себя ножевые барабаны 235,240, поворотные редукторы 215,220, опорные башмаки 210, захватывающие башмаки 212, тяговые зубчатые колеса и корпус 205. Фиг.2B также показывает подробности левого тягового мотора 250 и правого тягового мотора 255, используемые для перемещения комбайна 110 вдоль пути на ЗСК 115.

[0028] Фиг.3 иллюстрирует систему 100 сплошной разработки, вид вдоль линии угольного забоя 303. Крепление 105 кровли показано закрывающим комбайн 110 от пласта сверху при помощи выступающего перекрытия 315 крепления 105 кровли. Перекрытие 315 является вертикально перемещаемым (то есть к и от пласта) при помощи гидравлических стоек 329 (показана только одна из них на Фиг.3). перекрытие 315 может, таким образом, прилагать к геологическому пласту диапазон направленных вверх сил при помощи приложения различных давлений к гидравлическим стойкам 320. На перекрытии 315 со стороны забоя смонтирован дефлектор или упор 325, который показан в положении, поддерживающем забой. Однако упор 325 может также быть полностью выдвинутым, как показано пунктиром, при помощи гидравлического цилиндра 330 упора. Выдвигающий гидравлический цилиндр 335, прикрепленный к базе 340 позволяет креплению 105 кровли быть выдвинутым в направлении угольного забоя 303 по мере того, как срезаются слои угля. Выдвигающий гидравлический цилиндр 335 также позволяет креплениям 105 толкать ЗСК 115 вперед. Фиг.4 иллюстрирует изометрический вид крепления 105 кровли. Крепление 105 кровли показано имеющим левую гидравлическую стойку 430 и правую гидравлическую стойку 435, при этом каждая содержит сжатый флюид, который поддерживает перекрытие 315.

[0029] Фиг.5A иллюстрирует комбайн 110 сплошной разработки проходящим по всей ширине угольного забоя 505. Как показано на Фиг.5A, комбайн 110 может перемещаться в обоих боковых направлениях вдоль угольного забоя, однако необязательно комбайн 110 срезает уголь в двух направлениях, в зависимости от конкретной операции по разработке. Например, в некоторых операциях по разработке, комбайн 110 способен перемещаться в двух направлениях вдоль угольного забоя, но срезает уголь только в одном направлении. Например, комбайн 110 может управляться для срезания угля во время первого, прямого, прохода по ширине угольного забоя, но не срезать уголь во время обратного прохода. В качестве альтернативы, комбайн 110 может быть выполнен с возможностью срезать уголь во время обоих, прямого и обратного, проходов, например, в двунаправленной операции срезания. Фиг.5B иллюстрирует комбайн 110 сплошной разработки, проходящим вдоль угольного забоя 505, вид со стороны забоя. Как показано на Фиг.5B, левый ножевой барабан 240 и правый ножевой барабан 235 комбайна 110 разведены для захвата полной высоты разрабатываемого угольного пласта. В частности, по мере горизонтального перемещения комбайна 110 вдоль ЗСК 115, левый ножевой барабан 240 показан вырезающим уголь из нижней половины угольного забоя 505, в то время как правый ножевой барабан 235 показан вырезающим уголь из верхней половины. Комбайн 110 также выполнен с возможностью срезать полную секцию угольного забоя более чем за один проход вдоль угольного забоя, частично извлекая уголь при каждом проходе (например, срезая уголь в одном направлении.

[0030] По мере того, как уголь вырезается из угольного забоя, допускается обрушение геологического пласта, перекрывающего разработанные области, позади системы разработки, по мере того, как она продвигается через угольный пласт. Фиг.6 иллюстрирует систему 100 разработки, продвигающуюся через угольный пласт 620 по мере того, как комбайн 110 удаляет уголь из угольного забоя 623. В частности, угольный забой 623, как показано на Фиг.6, проходит перпендикулярно плоскости чертежа. По мере продвижения системы 100 добычи через угольный пласт 620 (налево на Фиг.6), допускается обрушение пласта 625 позади системы 100, формируя завал 630. При определенных обстоятельствах, обрушение перекрывающего пласта 625 может формировать пустоты, или неравномерные распределения пластов над креплением 105 кровли. Образование пустоты над креплением 105 кровли может вызвать неравномерно распределенное давление на перекрытие крепления 105 кровли со стороны перекрывающего пласта, что может привести к повреждению системы 600 и, в частности, крепления 105 кровли. Пустота может иногда продолжаться в сторону разрабатываемой области, вызывая нарушение процесса сплошной добычи, и это может привести к повреждению оборудования и увеличению степени износа.

[0031] Фиг.7 иллюстрирует примерный цикл опускания-выдвижения-установки (ОВУ) который может быть использован каждым креплением 105 кровли по мере продвижения системы 100 разработки через угольный пласт 620. Относительно одного из креплений 105 кровли, на этапе 650 комбайн 110 проходит крепление 105 кровли вырезая уголь из угольного забоя 623. Комбайн 100 считается прошедшим крепление 105 кровли после того, как лидирующий ножевой барабан 235 или 240 (например, ножевой барабан, срезающий горизонт кровли или верхнюю часть угольного пласта), покинул сегмент ЗСК 115, который расположен рядом с креплением 105 кровли. На этапе 651, перекрытие 315 крепления 105 кровли опускается путем понижения давления в его опорных стойках. Выдвигающий гидравлический цилиндр 235 крепления 105 кровли затем выдвигает крепление 105 в направлении угольного забоя 623 на расстояние, приблизительно равное глубине слоя угля, только что срезанного комбайном 110. На этапе 655, после того как крепление 105 было выдвинуто, перекрытие 315 крепления 105 кровли поднимается свежеобнаженной кровли угольного пласта 620 путем увеличения давления в их опорных стойках. В частности, на этапе 655, перекрытие 315 поднимается только чтобы коснуться кровли угольного пласта 620, что достигается путем приложения установочного давления (например, больше 300 бар) к опорным стойкам 430,435 крепления 105 кровли.

[0032] Установочное давление может быть заранее определенным или динамически рассчитываемым значением. Далее, период времени, проходящий между опусканием перекрытия 315 (этап 651) и достижением установочного давления (этап 655), может быть установлен заданным количеством времени (например, шестьдесят (60) секунд), так что ожидается, что исправные системы крепления кровли достигают установочного давления в пределах заданного установочного периода времени. На этапе 657 цикла ОВУ, перекрытие 315 дополнительно поднимается для достижения высокого установочного давления, которое является давлением, прилагаемым к опорным стойкам 430,435, что может заставить перекрытие 315 крепления 105 кровли оказывать давление на кровлю угольного пласта 620, удерживая, таким образом, перекрывающий пласт на месте и/или контролируя его перемещение. Также, как и для установочного давления, высокое установочное давление может быть заранее определенным или динамически рассчитываемым значением. Далее, период времени, проходящий между опусканием перекрытия 325 (этап 651) и достижением высокого установочного давления (этап 657), может быть установлен заданным количеством времени (например, девяносто (90) секунд), так что ожидается, что исправные системы крепления кровли достигают высокого установочного давления в пределах заданного высокого установочного периода времени. Заданные количества времени могут также быть короче, чем количество времени, за которое ожидается, что кровля над креплением 105 кровли может значительно просесть или обрушиться.

[0033] На этапе 659, выдвигающий гидравлический цилиндр 335 крепления 105 кровли толкает ЗСК 115 в направлении угольного забоя. Цикл ОВУ может быть затем повторен креплением 105 кровли на следующем срезающем проходе комбайна 110. В основном, каждое крепление 105 кровли вдоль угольного забоя выполняет цикл ОВУ на Фиг.7 каждый раз, когда комбайн 110 выполняет срезающий проход.

[0034] Фиг.8 иллюстрирует систему 700 контроля состояния, которая может быть использована для обнаружения и реакции на ситуации, возникающие в различных подземных системах 705 управления сплошной разработкой. Системы 705 управления сплошной разработкой расположены в месте разработки и могут включать в себя различные компоненты и средства управления креплениями 105 перекрытия, ЗСК 115, комбайном 110, и так далее. Системы 705 управления сплошной разработкой соединены с наземным компьютером 710 посредством сетевого коммутатора 715, каждый из которых может быть расположен в месте разработки. Данные из систем 705 управления сплошной разработкой передаются на наземный компьютер 710 через сетевой коммутатор 715 таким образом, что, например, сетевой коммутатор 715 может получать и перенаправлять данные из отдельных систем управления креплений 105 кровли, ЗСК 115 и комбайна 110. Наземный компьютер 710 дополнительно соединен с системой 720 дистанционного мониторинга, которая может включать в себя множество компьютерных устройств и процессоров 721 для обработки данных, полученных от наземного компьютера 710 (такие данные, как передаваемые между наземным компьютером 710 и различными системами 705 управления сплошной разработкой), а также различные сервера 723 или базы данных для хранения таких данных. Система 720 дистанционного мониторинга обрабатывает и архивирует данные из наземного компьютера 710 на основании логики управления, которая может выполняться одним или более компьютерными устройствами или процессорами системы 720 дистанционного мониторинга. Конкретная управляющая логика, выполняющаяся на системе 720 дистанционного мониторинга может включать в себя различные способы для обработки данных из каждого компонента системы разработки (то есть, креплений 105 кровли, ЗСК 115, комбайн 110, и так далее).

[0035] Таким образом, выходные данные системы 720 дистанционного мониторинга могут включать в себя оповещения (события) или другие предупреждения, относящиеся к конкретным компонентам системы 100 сплошного бурения, на основании управляющей логики, выполняемой системой 720. Эти предупреждения могут быть посланы определенным участникам (например, по электронной почте, СМС сообщениями, и так далее), такие как обслуживающий персонал в сервисном центре 725, с которым соединена система 720 мониторинга, и подземный персонал или наземный персонал в месте работы подземных систем 705 управления сплошной добычей. Следует отметить, что система 720 дистанционного мониторинга может также выдавать, на основании выполняемой управляющей логики, информацию, которая может быть использована для составления отчетов о процедуре разработки и состоянии используемого оборудования. Соответственно, некоторые выходные данные могут быть направлены в сервисный центр 725, в то время как другие данные могут быть заархивированы в системе 720 мониторинга или переданы на наземный компьютер 710.

[0036] Каждый из компонентов в системе 700 коммуникационно соединен для двунаправленного обмена информацией. Коммуникационные линии между двумя любыми компонентами системы 700 могут быть проводными (например, кабели Ethernet или тому подобное), беспроводными (например, WiFi, сотовыми, протоколами Bluetooth), или их сочетанием. Несмотря на то, что на Фиг.8 изображены только система сплошной разработки и один сетевой коммутатор, дополнительные разрабатывающие машины, как подземные так и наземные (и в качестве альтернативы сплошной разработке), могут быть подсоединены к наземному компьютеру 710 через сетевой коммутатор 715. Аналогично, дополнительные сетевые коммутаторы 715 или соединения могут быть добавлены для обеспечения альтернативных коммуникационных линий между подземными системами 705 управления сплошной разработкой и наземным компьютером 710, а также другими системами. Более того, дополнительные наземные компьютеры 710, системы 720 дистанционного мониторинга, и сервисные центры 725 могут быть включены в систему 700.

[0037] Фиг.9 иллюстрирует блок-схему примера подземной системы 705 управления сплошной добычи, в частности для системы 750 крепления кровли, включающей в себя крепления 105 кровли. Фиг.9 иллюстрирует одно из креплений 105 кровли в конкретных подробностях (крепление 105a кровли), и остальные крепления 105 кровли, которые устроены аналогично, отмечены как дополнительные крепления 765 кровли и показаны с меньшей детализацией для описания и иллюстрации. Система 750 включает в себя основной контроллер 753, которые соединяется с системой 751 управления гидравлическим насосом, и управляет работой дренажного клапана 752, который или доставляет гидравлическое давление к оборудованию сплошной разработки или распределяет безопасным образом давление обратно в резервуар (не показан), если потребуется (например, в случае аварийной остановки при управлении из системы управления). Гидравлический насос 755 обеспечивает давление флюида для левой и правой стоек, 759 и 761, соответственно, крепления 105a кровли таким образом, что это крепление 105a кровли может достигать установочного давления на основании инструкций, выданных основным контроллером 753. Аналогично, гидравлический насос 757 высокого давления обеспечивает высокое давление флюида для левой и правой стоек 759,761 таким образом, что крепление 105a может достигать высокого установочного давления. Гидравлический насос 755 и гидравлический насос 757 высокого давления обеспечивают гидравлический флюид для каждой из левой и правой стоек 759,761 крепления 105a кровли, а также для дополнительных креплений 765 кровли. В частности, крепление 105a кровли и дополнительные крепления 765 кровли электрически соединены посредством электрических соединений, и гидравлически соединены посредством гидравлических линий, идущих от насосов 755, 757. Гидравлический насос 755 может иметь множество гидравлических линий, соединяющих крепления 105a, 765 кровли, в то время, как гидравлический насос 757 высокого давления имеет другой набор гидравлических линий высокого давления, соединяющих крепления 105a,765 кровли. Далее, гидравлический насос 755 имеет датчик 769 давления флюида для обеспечения связанного с давлением отклика для основного контроллера 753. Аналогично, гидравлический насос 757 высокого давления имеет датчик 774 давления флюида высокого давления. В некоторых вариантах осуществления, насос 757 высокого давления может не использоваться. Вместо этого, гидравлический насос 755 и система управления будут выполнены с возможностью обеспечивать заранее определенное гидравлическое давление.

[0038] Основной контроллер 753 дополнительно соединен с контроллерами, связанными с креплениями 105a,765 кровли таким образом, что основной контроллер может направлять инструкции по цепочке креплений кровли, включающие в себя инструкции цикла ОВУ, и так далее. В частности, основной контроллер 753 может направлять инструкции или другие данные контроллеру 775 крепления 105a кровли. Несмотря на то, что здесь описаны отдельные органы управления креплением кровли в связи с креплением 105a кровли, дополнительные крепления 765 кровли разделяют такой же конфигурацией, что и крепление 105a кровли, и, таким образом, описание крепления 105a кровли аналогично применяется к каждому из дополнительных креплений 765 кровли. Инструкции/данные, передаваемые контроллеру 775 из основного контроллера 735, могут включать в себя инструкции для управления левой и правой стойками 759, 761, однако контроллер 775 может также управлять левой и правой стойками 759,761 на основании локально хранящейся логики (то есть логики, хранящейся в памяти, выделенной контроллеру 775).

[0039] В проиллюстрированном варианте осуществления, контроллер 775 соединен с гидравлическим цилиндром 777 упора, а также с выдвигающим гидравлическим цилиндром 779 крепления 105a кровли. В некоторых вариантах осуществления, однако, система 100 разработки не включает в себя гидравлического цилиндра 777 упора. Наряду с управлением левой и правой стойкой 759,761, контроллер 775 может управлять гидравлическим цилиндром 777 упора и выдвигающим гидравлическим цилиндром 779 на основании инструкций, передаваемых из основного контроллера 753 или на основании локально хранящихся инструкций/логики. Дополнительно, датчик 785 положения упора подсоединен к гидравлическому цилиндру 777 упора, и обеспечивает обратную связь с контроллером 775, показывая степень отклонения упора. Аналогично, датчик 787 положения выдвижения подсоединен к выдвигающему гидравлическому цилиндру 779 и обеспечивает обратную связь с контроллером 775, показывая степень выдвижения выдвигающего гидравлического цилиндра 779 (например, во время этапа выдвижения крепления кровли в цикле ОВУ, описанном в отношении Фиг.7). Крепление 105 кровли также включает в себя датчики 788 наклона, которые могут быть использованы для обеспечения обратной связи относительно угла наклона перекрытия 315 крепления кровли, отклонения упора 325, наклона базы комбайна 110, наклона задних соединений комбайна 110, и так далее.

[0040] Левый датчик 789 давления подсоединен к левой стойке 759 крепления 105 кровли, в то время как правый датчик 791 давления подсоединен к правой стойке 761. Левый датчик давления 789 определяет давление в левой стойке 759 и обеспечивает сигнал для контроллера 775, представляющий измеренное давление. Аналогично, правый датчик 791 давления определяет давление в правой стойке 761 и обеспечивает сигнал для контроллера 775, представляющий измеренное давление. В некоторых случаях, контроллер 775 принимает данные давления в режиме реального времени от датчиков 789,791 давления, а также данные положения (то есть, наклона) в режиме реального времени от одного или более датчиков, таких как датчик 785 положения упора, датчик 787 положения выдвижения, и датчиков 788 наклона (которые все вместе называются "датчики положения"). В таких примерах, контроллер 775 может агрегировать данные, собранные датчиками 789, 791 давления и датчиками 785, 787, 788 положения, и сохранять агрегированные данные в памяти, включающей в себя память, выделенную для контроллера 775 или для основного контроллера 753. Периодически, агрегированные данные передаются в виде файла данных через сетевой коммутатор 715 на наземный компьютер 710. Из наземного компьютера 710, данные направляются в систему 720 дистанционного мониторинга, где они обрабатываются и сохраняются в соответствии с управляющей логикой, предназначенной для обработки данных из системы 750 управления креплением кровли. В основном, файл данных включает в себя данные датчиков, агрегированные с момента отправки предыдущего файла данных. В проиллюстрированном варианте осуществления, файл данных отправляется как можно ближе к реальному времени (например, каждую секунду или каждый момент времени сбора новых точек данных. Прием файла данных практически в режиме реального времени позволяет быстро обнаруживать и исправлять недостатки в работе крепления кровли. В других вариантах осуществления, новый файл данных с данными датчиков может быть отправлен каждые пятнадцать, тридцать или шестьдесят минут, при этом файл данных включает в себя данные датчиков, агрегированные на протяжении предыдущего окна в пятнадцать, тридцать или шестьдесят минут. В некоторых вариантах осуществления, временное окно для агрегирования данных может соответствовать времени, необходимому для завершения одного цикла среза.

[0041] Фиг.10A и Фиг.10B иллюстрируют примерную управляющую логику 800, которая может быть выполнена процессором 721 системы 720 дистанционного мониторинга для обработки и хранения файлов данных, агрегированных контроллером 775 за цикл мониторинга. Как описано выше в отношении Фиг.9, продолжительность цикла мониторинга может быть основана на заданном временном окне, завершении цикла среза, или конкретного периода времени, предоставленного креплениям 105 кровли для достижения заданного давления (например, установочного давления или высокого установочного давления). В проиллюстрированном варианте осуществления, цикл мониторинга может быть по возможности как можно короче, чтобы выполнять анализ данных как можно ближе к режиму реального времени. Таким образом, процессор 721 может быть выполнен с возможностью выполнять управляющую логику 800 по завершении каждого цикла мониторинга. Однако, в некоторых вариантах осуществления, в которых контроллер 775 не агрегирует данные датчиков для крепления 105 кровли, система 720 дистанционного мониторинга может сама быть сконфигурирована для агрегирования данных по мере получения их от контроллера 775 в режиме реального времени. В качестве альтернативы, управляющая логика 800 может быть изменена для обработки каждой точки данных, по мере получения их системой 720 дистанционного мониторинга. Более того, управляющая логика может быть реализована локально в месте разработки (например, в основном контроллере 753).

[0042] В частности, управляющая логика 800 может быть использована системой 720 для идентификации и генерирования оповещений для креплений 105a, 765 кровли, которые не смогли достичь целевого давления за определенный период времени (после опускания крепления кровли) для достижения целевого давления. Например, если целевое давление для анализа является установочным давлением, то системы 720 идентифицирует на основании управляющей логики 800 те крепления 105a,765 кровли, которые не смогли достичь установочного давления за определенный период времени для достижения установочного давления (например, 60 секунд). Аналогично, если целевое давление является высоким установочным давлением, система 720 идентифицирует крепления 105a,765 кровли, которые не смогли достичь высокого установочного давления за определенный период времени для достижения высокого установочного давления (например, 90 секунд). Поскольку высокое установочное давление возникает после достижения установочного давления, высокий установочный период времени может быть больше, чем установочный период времени (например, 90 секунд против 60 секунд из этапа 651 опускания перекрытия). Более конкретно, если процессор 721 запускает анализ для первого целевого давления (например, установочного давления), а также для второго целевого давления (например, высокого установочного давления) с использованием данных из последнего цикла мониторинга, то процессор 721 выполняет управляющую логику, проиллюстрированную на Фиг.10A, раздельно для каждого анализируемого давления, хотя оба анализа могут быть выполнены одновременно или последовательно. На основании управляющей логики 800, система 720 может также идентифицировать и генерировать оповещения для состояний, в которых множество креплений 105a,765 кровли не смогло достичь целевого давления.

[0043] Крепление 105 кровли может не достичь целевого давления по разным причинам. Например, если крепление 105 кровли оказывается отсоединенным от одной или более установочных, или высоких установочных гидравлических линий, крепление 105 кровли не получит достаточно флюида, чтобы достичь целевого давления. Аналогично, утечки в гидравлических линиях, сбои клапанов, управляющих гидравлическими линиями, или неисправные или неэффективные гидравлические компоненты могут также стать причиной сбой в подаче давления в креплении кровли. Далее, сбой в подаче давления может происходить, когда множество креплений кровли пытаются достичь целевого давления в одно и то же время, повышая требования к флюиду от насосов 755,757. В некоторых случаях, насосы 755,757 не могут обеспечить достаточно флюида для удовлетворения потребности так, чтобы каждое из множества креплений 105 кровли достигло его целевого давления. Другие разные причины могут вызвать сбой в подаче давления в креплениях 105 кровли, включая другие неисправные или неэффективные компоненты, не обязательно относящиеся к гидравлическим линиям.

[0044] На этапе 805 на Фиг.10A, процессор 721 принимает заданный период времени для достижения целевого давления. На этапе 810, процессор 721 принимает файл с данными датчиков, агрегированными основным контроллером 752 для последнего цикла мониторинга. Агрегированные данные могут включать в себя давления левой и правой стойки креплений 105a кровли (а также дополнительных креплений 765 кровли), считанные с определенной частотой считывания (например, каждую 1 секунду) на протяжении цикла мониторинга таким образом, что каждое значение давления левой и правой стойки соответствует моменту времени в пределах периода последнего цикла мониторинга.

[0045] На этапе 815, процессор 721 использует агрегированные данные давления для левых и правых стоек 759,761 для определения общего давления (называемого здесь просто "давление"), которое было достигнуто креплением 105a кровли и дополнительными креплениями 765 кровли в каждый момент времени. Например, давление, которого достигает крепление 105a кровли, рассчитывается как среднее от давления, которого достигает левая стойка 759, и давления, которого достигает правая стойка 761, для каждой точки времени. В случае, если левая или правая стойка даст утечку или будет иметь несправный датчик, давление, достигнутое креплением 105a кровли в этой точке времени будет рассчитано как давление, которого достигла работающая стойка, при условии, что датчик давления, подсоединенный к работающей стойке, был также работающим (то есть, не был неисправным). Однако, если обе стойки 759, 761 крепления 105a кровли имеют неисправные датчики, или имеют утечку, данные давления, полученные для этого крепления кровли не будут использованы, и, таким образом, система 720 не будет работать с этими данными. На этапе 820, процессор 721 использует рассчитанные давления креплений кровли для каждой точки времени для идентификации точек времени, в которые крепление 105a кровли было опущено. Аналогичные этапы выполняются для каждого дополнительного крепления 765 кровли.

[0046] Дополнительная логика используется для идентификации и оповещения PRS стоек 320, которые теряют давление на протяжении времени и/или имеют показания неисправного датчика давления. Например, процессор 721 может периодически анализировать данные более чем одного цикла мониторинга (например, два или три цикла мониторинга) для определения, показывают ли крепление 105 кровли или группа креплений 105 кровли тенденцию в изменении давления. Процессор 721 может анализировать данные давления для креплений 105 кровли на протяжении последовательных циклов среза для того, чтобы гарантировать, что конкретное крепление кровли или группа креплений 105 кровли не теряет медленно давления, что может показывать, например, растущую утечку в одной из гидравлических линий. В таких вариантах осуществления, процессор 721 получает доступ к данным давления для предыдущих циклов мониторинга для того же крепления 105 кровли и анализирует изменение давления на протяжении циклов мониторинга. Если процессор 721 определяет, что то же крепление 105 кровли достигает уменьшающегося давления на протяжении циклов мониторинга, процессор 721 может генерировать оповещение для пользователя для обозначения того, что PRS стойки теряют давление с течением времени. Количество циклов мониторинга, анализируемых процессором 721 для определения потери давления PRS стойками на протяжении времени, может быть основано на количестве циклов мониторинга, выполненных за один или несколько циклов среза. Дополнительно, процессор 721 может также определять, работают ли датчики давления 789,791 как ожидалось. В таких вариантах осуществления, процессор 721 может анализировать данные давления из предыдущих циклов мониторинга и может определять, когда произошло значительное изменение в показаниях давления из данного датчика давления 789,791. Такое значительное изменение в показаниях давления может указывать на неисправный датчик. В качестве альтернативы, процессор 721 может определять, что показания давления не коррелируют с работой PRS стоек 320. Например, если датчик давления работает исправно, показания давления увеличиваются с течением времени. Таким образом, если процессор 721 определяет, что показания давления уменьшаются со временем, то процессор может определить, что датчик давления неисправен. В некоторых вариантах осуществления, каждая стойка может включать в себя дублирующее оборудование для уменьшения влияния неисправных компонентов во время работы.

[0047] Фиг.11 иллюстрирует этап 820 более подробно, в котором он показывает управляющую логику, которая может быть выполнена процессором 721 для определения точек времени, на которых каждое крепление 105 кровли (например, крепление 105a кровли) опущено (то есть, точки времени опускания). В частности, на этапе 825, процессор 721 вычисляет мгновенную скорость изменения давления (то есть, изменение давления на протяжении времени) крепления 105a кровли в каждой точке времени. Например, мгновенная скорость изменения давления для одной точки времени может быть вычислена путем нахождения разности между соответствующим давлением в этой точке времени, и предыдущим давлением (соответствующим соседней или предыдущей точке времени), и делением этой разности на период времени между двумя давлениями (например, 1 секунда, 5 секунд, 10 секунд, 15 секунд, и так далее). На этапе 830, процессор 721 сравнивает рассчитанные мгновенные скорости изменения давления в каждой точке времени с заранее определенным порогом опускания. Например, порог опускания может быть установлен в -40 бар/с. Если мгновенная скорость изменения давления в определенный момент времени находится ниже -40 бар/с, крепление 105 кровли считается опускающимся. На этапе 835, и для каждой мгновенной скорости изменения давления ниже порога опускания, процессор 721 определяет минимальное давление, достигнутое креплением 105 кровли за определенное временное окно. В частности, временное окно отцентрировано по точке времени, в которой было определено, что мгновенная скорость изменения давления находится ниже порога опускания (например, ±N точек времени от определенной точки времени). Временное окно (то есть, ±N точек времени) может, например, быть заранее заданным значением или динамически вычисляемым значением. На этапе 840, точка времени, соответствующая минимальному давлению крепления кровли, сохраняется как точка, в которой крепление 105 кровли было полностью опущено (идентифицированная нижняя точка).

[0048] Возвращаясь к Фиг.10A, на этапе 845, процессор 721 определяет, не смогла ли любое крепление 105 кровли достичь целевого давления за соответствующий период времени после идентифицированной нижней точки. В частности, Фиг.12 иллюстрирует управляющую логику, которая может быть использована процессором 721 для выполнения этапа 845. На этапе 843, процессор 721 проверяет все нижние точки, которые были идентифицированы. Если есть любые сохраненные идентифицированные нижние точки, процессор 721, на этапе 850, определяет давление крепления кровли, достигнутое перед этой идентифицированной нижней точкой. В частности, процессор 721 смотрит назад на предыдущую точку времени (определенное число точек времени, удаленных от идентифицированной нижней точки). Процессор 721 затем сохраняет соответствующее давление крепления кровли для предыдущей точки времени, как давление, достигнутое перед опусканием. В другом варианте осуществления, данные приведения в действие мотора или соленоида могут быть использованы для определение каждого компонента цикла ОВУ. Например, включение опускающего соленоида (то есть, мотора, которые опускает крепление 105 кровли) показывает начало и продолжительность компоненты опускания цикла ОВУ. Аналогично, включение выдвигающего соленоида показывает начало и продолжительность компоненты выдвижения цикла ОВУ. В других вариантах осуществления реализуются другие способы для определения компонентов цикла ОВУ.

[0049] Количество точек времени, на которые нужно посмотреть назад (между идентифицированной нижней точкой и предыдущей точкой времени) может быть определено различными путями. Например, если ожидается, что крепление 105 кровли должно иметь установочное давление (например, 300 бар) n точек времени до идентифицированной нижней точки, количество точек времени, на которые нужно посмотреть назад может быть установлено в n.

[0050] Путем проверки давления в предыдущей точке времени (например, n предыдущих точек от идентифицированной нижней точки), процессор 721 может определять, смогло ли крепление 105 кровли достичь установочного давления по время предыдущего цикла ОВУ. Однако, в некоторых вариантах осуществления, процессор 721 может смотреть назад на определенное количество точек для определения того, что крепление 105 кровли смогло достичь других давлений, таких как высокое установочное давление, во время цикла ОВУ.

[0051] На этапе 855, процессор 721 сравнивает идентифицированное давление, достигнутое до опускания, с заданным установочным давлением. Если давление перед опусканием было больше или приблизительно равным заданному установочному давлению, то крепление 105a считается достигшим установочного давления во время цикла ОВУ, и процессор 271 переходит к определению того, достигло ли крепление 105a кровли целевого давления за определенный период времени в текущем цикле ОВУ. На этапе 860, процессор определяет, было ли целевое давление достигнуто в пределах заданного периода времени, путем измерения давления, достигнутого в точке времени, равной идентифицированной нижней точке, плюс период времени, заданный для достижения целевого давления. Если, на этапе 865, измеренное давление крепления кровли определяется как меньшее, чем целевое давление, процессор 721 определяет, что крепление 105a кровли не смогло достичь целевого давления за заданный период времени, и генерирует сигнальное событие для крепления 105a кровли (этап 870 на Фиг.10A). Сигнальное событие является оповещением, описывающим сбой крепления кровли, и может быть заархивировано системой 720 дистанционного мониторинга или экспортировано в сервисный центр 725 или еще куда-либо. Например, система 720 дистанционного мониторинга может архивировать сигнальные сообщения для последующего экспорта для целей построения отчетности. Информация, переданная сигнальным событием, может включать в себя идентифицирующую информацию о конкретном сбойном креплении кровли (например, номер крепления кровли, тип крепления кровли, и так далее), а также соответствующую точку времени, в которой крепление кровли не смогло достичь целевого давления, и определенные на этапах 850 и 860 давления. Если, на этапе 865, найденное давление крепления кровли определяется как большее или равное целевому давлению, процессор 721 возвращается к этапу 843 для проверки новой идентифицированной нижней точки.

[0052] Возвращаясь к этапу 855 на Фиг.12, если давление перед опусканием было меньше, чем заданное установочное давление, то крепление 105a кровли определяется как не достигшее заданного установочного давления во время цикла ОВУ, и процессор 721 переходит к этапу 875. На этапе 875, процессор 721 вычисляет среднее давление перед опусканием соседних креплений кровли. Соседние крепления кровли выбираются на основании заранее определенного числа креплений кровли по обе стороны от крепления 105a кровли. Если, на этапе 880, среднее давление перед опусканием было меньше, чем заданное установочное давление, крепление 105a кровли и его соседи могут быть расположены под пустотой в пласте, и, вследствие этого, не могли достичь установочного давления для ожидаемой точки времени. В этом случае, процессор 721 возвращается на этап 841 за новой идентифицированной нижней точкой. Если, однако, на этапе 880, среднее давление перед опусканием было выше или равно заданному установочному давлению, процессор 721 переходит к этапу 860.

[0053] Как показано на Фиг.10B, на этапе 885, процессор 721 определяет, превысило ли количество сигнальных событий, сгенерированных для последнего цикла и относящихся к конкретному рассматриваемому целевому давлению, превышает пороговое число X, что может означать, что больше чем безопасное количество креплений кровли не смогло достичь целевого давления, создавая риск возникновения пустоты в пласте и потенциального повреждения системы крепления кровли. Если процессор 721 выполняет анализ для первого целевого давления (например, для установочного давления), а также для второго целевого давления (например, высокого установочного давления), используя данные из последнего цикла мониторинга, процессор 721 выполняет управляющую логику, проиллюстрированную на Фиг.10B раздельно для каждого анализируемого целевого давления.

[0054] Возвращаясь к этапу 885 на Фиг.10B, если больше чем X сигнальных событий было сгенерировано для последнего цикла мониторинга, то на этапе 890 генерируется предупреждение (предупреждение X-типа), включающее в себя подробности, относящиеся к множеству сбоев, которые сгенерировали сигнальные события. В некоторых вариантах осуществления, такие подробности могут включать в себя идентифицирующую информацию креплений кровли, для которых было сгенерировано множество сигнальных событий, а также соответствующие точки времени, в которых появление сбоев (в достижении целевого давления) было зафиксировано. Аналогично сигнальным событиям, описанным в отношении Фиг.10A, предупреждение X-типа может быть заархивировано в системе 720 или экспортировано в сервисный центр или еще куда-либо. В некоторых вариантах осуществления, предупреждение X-типа может также вызвать оповещение (включающее в себя электронные письма, телефонные звонки, сообщения на пейджер, и так далее), которое посылается в сервисный центр 725 или другое место или другому персоналу, какие будут считаться целесообразными. Например, оповещение может включать в себя такую информацию, как: идентифицирующую информацию креплений кровли, которые не смогли достичь целевого давления за заданный период времени; точку времени для идентифицированного сбоя в достижении целевого давления; соответствующее актуальное достигнутое давление; идентифицирующая информация конкретной управляющей логики, использованной для выполнения анализа; и начальное и конечное время анализа.

[0055] После генерации предупреждения X-типа, процессор переходит к этапу 895. Если, на этапе 885, было сгенерировано меньше чем X сигнальных событий для последнего цикла мониторинга, процессор 721 также переходит к этапу 895. На этапе 895, процессор 721 определяет, было ли сгенерировано сигнальных событий больше чем пороговое число Y для последовательных креплений кровли (то есть, последовательных креплений кровли в линии креплений кровли системы 700) за последний цикл мониторинга. Если было сгенерировано сигнальных событий меньше чем Y, то процессор 721 переходит к этапу 805 на Фиг.10A для нового цикла мониторинга и соответствующего файла данных. Однако, если было сгенерировано сигнальных событий больше чем Y, процессор 721 генерирует предупреждение Y-типа на этапе 900. Генерация предупреждения Y-типа на этапе 900 является аналогичной генерации предупреждения X-типа на этапе 890, за исключением того, что предупреждение Y-типа включает в себя подробности, относящиеся к сбою множества последовательных креплений кровли.

[0056] Фиг.13 иллюстрирует показания 920 давления для крепления 105a кровли на протяжении времени, которые могут быть сгенерированы на основании агрегированных данных давления, полученных, например, системой 720 дистанционного мониторинга. Показания 920 показывают связь 922 давления в правой стойке и времени, и связь 924 давления в левой стойке и времени, на графике давлений 926 относительно точек 928 времени. Как показано на Фиг.13, за начальным высоким установочным давлением 930 следует через некоторое время точка крутого уменьшения давления 932 в стойке. Уменьшение давления 932 в стойке показывает, что крепление 105a кровли находится в стадии опускания цикла ОВУ. Как описано в отношении этапа 825 на Фиг.11, уменьшение давления 932 в стойке может быть определено путем вычисления мгновенной скорости изменения давления в каждой точке 928 времени. После уменьшения давления 932 в стойке следует точка с минимальным давлением 934, показывающая, что крепление 105a кровли полностью опустилось. Как описано в отношении этапа 825 на Фиг.11, точка минимального давления может быть определена путем определения минимального давления в пределах ±N точек времени относительно точки времени, имеющей мгновенную скорость изменения давления ниже порога. После точки минимального давления 934, цикл ОВУ продолжается через фазы Выдвижения и Установки в пределах периода 936 времени для достижения установочного давления и периода 938 времени для достижения высокого установочного давления. Крепление 105a достигает установочного давления в точке 940 и достигает высокого установочного давления в точке 942. Как описано в отношении этапа 845 на Фиг.10A, крепления кровли, которые не смогли достичь целевого давления (установочного или высокого установочного) за соответствующий период времени, вызывают сигнальное событие.

[0057] Фиг.14 иллюстрирует способ 950 для выполнения модулем 952 мониторинга на Фиг.15. Модуль 952 мониторинга может быть локальным по отношению к системе 100 сплошной разработки (например, подземным или наземным в месте разработки) или может быть удален от системы сплошной разработки. Например, модуль 952 мониторинга может быть программным обеспечением, оборудованием, или их сочетанием, реализованным на системе 702 дистанционного мониторинга, наземном компьютере 710 или основном контроллере 753 для выполнения способа 950 на Фиг.14. Модуль 952 мониторинга включает в себя модуль 954 анализа, модуль 956 подсчета, и модуль 958 оповещения (см. Фиг.15), чья функциональность будет описана ниже в отношении способа 950. В некоторых примерах, модуль 952 мониторинга реализуется частично в первом месте (например, в месте разработки) и частично в другом месте (например, системе 720 дистанционного мониторинга). Например, модуль 952 анализа может быть реализован в основном контроллере 753, в то время как модуль подсчета 956 и модуль 958 оповещения реализованы в системе 720 дистанционного мониторинга.

[0058] Возвращаясь к Фиг.14, на этапе 960, модуль 954 анализа получает файл с агрегированными данными, содержащий данные давления для креплений 105 кровли из последнего цикла мониторинга. На этапе 962, модуль 954 анализа анализирует данные давления для определения, достигло ли каждое крепление 105 кровли установочного давления за цикл мониторинга. Для каждого примера, когда крепление 105 кровли не достигло установочного давления за цикл мониторинга, модуль 954 анализа выдает событие "не достигнуто установочное давление" для модуля 956 подсчета. Событие включает в себя информацию, относящуюся к случаю не достижения установочного давления, включающую в себя метку времени, идентификатор крепления кровли, расположение крепления кровли (особенно, если это не следует из идентификатора крепления кровли), и различные подробности о конкретных уровнях давления в креплении кровли во время цикла мониторинга.

[0059] На этапе 964, модуль 956 подсчета подсчитывает полное число креплений кровли, которые не смогли достичь установочного давления, на основе принятых событий. Модуль 956 подсчета далее передает полное подсчитанное число в модуль 958 оповещения. На этапе 966, модуль 958 оповещения определяет, превысило ли полное число креплений кровли, которые не смогли достичь установочного давления, порог оповещения. Если порог оповещения превышен, то модуль 958 оповещения генерирует оповещение на этапе 968. Например, порог оповещения может быть установлен в двадцать (20) креплений кровли. Соответственно, если более чем двадцать креплений кровли не смогут достичь установочного давления во время цикла мониторинга, то генерируется оповещение при помощи модуля 958 оповещения. В некоторых вариантах осуществления, порог оповещения может быть установлен как процент от общего количества креплений кровли, а не как конкретное число. Например, порог оповещения может быть установлен в 4% от общего количества креплений кровли. Соответственно, если больше чем 4% от общего количества креплений кровли не смогло достичь установочного давления во время цикла мониторинга, то генерируется оповещение при помощи модуля 958 оповещения. В некоторых вариантах осуществления, порог оповещения может быть в пределах между четырьмя процентами (4%) и двадцатью пятью процентами (25%) на основании геологического состояния пласта. В некоторых вариантах осуществления, порог оповещения может быть выше или ниже диапазона, заданного выше.

[0060] После генерации оповещения на этапе 968, или если было определено, что порог оповещения не был превышен на этапе 966, модуль 952 мониторинга переходит к этапу 970. На этапе 970, модуль 956 подсчета, используя события, обеспеченные на этапе 962, подсчитывает количество последовательных креплений 105 кровли, которые не смогли достичь установочного давления. Этот подсчет принимает во внимание информацию о расположении крепления кровли, обеспеченную или выеденную из события(й) сгенерированных модулем 954 анализа. Последовательные крепления кровли относятся к непрерывной линии креплений кровли вдоль угольного забоя. Соответственно, последовательные крепления кровли, не смогшие достичь установочного давления, будут являться линией из двух или более креплений кровли вдоль угольного забоя, которая не прерывается креплением кровли которое смогло достичь установочного давления во время цикла мониторинга.

[0061] На этапе 972, модуль 958 оповещения определяет, превышает ли количество последовательных креплений кровли, не смогших достичь установочного давления, порог оповещения для последовательных креплений кровли, например, в шесть (6) последовательных креплений кровли. Если порог оповещения превышен, то генерируется оповещение при помощи модуля 958 оповещения на этапе 974. После генерации оповещения на этапе 974, или если порог оповещения не был превышен, модуль 952 мониторинга переходит к этапу 976. В некоторых вариантах осуществления, порог оповещения для последовательных креплений кровли может быть ниже или выше, чем шесть (6) последовательных креплений кровли. Например, порог оповещения для последовательных креплений кровли может изменяться между двумя (2) и двадцатью пятью (25) на основании геологических условий пласта. Другими словами, если пласт является непрочным, то порог оповещения для последовательных креплений кровли может быть установлен в два (2), но если пласт является прочным, то, вместо этого, порог оповещения для последовательных креплений кровли может быть установлен в двадцать (20). Может быть определено, что большинство пластов использует порог оповещения для последовательных креплений кровли между четырьмя (4) и десятью (10).

[0062] Несколько последовательных креплений кровли, не смогших достичь установочного или высокого установочного давления, обычно говорят о более значительной проблеме (например, увеличении вероятности оседания или обрушения кровли), чем то же число отказавших креплений кровли, если такие отказавшие крепления кровли были распределены непоследовательно вдоль угольного забоя. Соответственно, порог оповещения на этапе 972 для последовательных креплений кровли, не смогших достичь установочного давления, обычно меньше порога оповещения на этапе 966 для полного количества креплений кровли, не смогших достичь установочного давления, включающего в себя и последовательные и непоследовательные крепления кровли.

[0063] Этапы 976-988 в основном повторяют этапы 962-974, описанные выше в отношении не достижения установочного давления, за исключением того, что этапы 976-988 относятся к высокому установочному давлению. На этапе 976, модуль 954 анализа анализирует данные давления из цикла мониторинга и определяет, достигло ли каждое крепление 105 кровли высокого установочного давления. Для каждого примера, когда крепление 105 кровли не достигло высокого установочного давления за цикл мониторинга, модуль 954 анализа выдает событие "не достигнуто высокое установочное давление" для модуля 956 подсчета. Событие включает в себя информацию, относящуюся к случаю не достижения установочного давления, включающую в себя метку времени, идентификатор крепления кровли, расположение крепления кровли (особенно, если это не следует из идентификатора крепления кровли), и различные подробности о конкретных уровнях давления в креплении кровли во время цикла мониторинга.

[0064] На этапе 978, модуль 956 подсчета подсчитывает полное число креплений кровли, которые не смогли достичь высокого установочного давления, на основе принятых событий. Модуль 956 подсчета далее передает полное подсчитанное число в модуль 958 оповещения. На этапе 980, модуль 958 оповещения определяет, превысило ли полное число креплений кровли, которые не смогли достичь высокого установочного давления, порог оповещения (например, двадцать (20) креплений кровли). Если порог оповещения превышен, то модуль 958 оповещения генерирует оповещение на этапе 982.

[0065] После генерации оповещения на этапе 982, или если порог оповещения не был превышен на этапе 980, модуль 952 мониторинга переходит к этапу 984. На этапе 984, модуль 956 подсчета, используя события, обеспеченные на этапе 976, подсчитывает количество последовательных креплений 105 кровли, которые не смогли достичь высокого установочного давления. Этот подсчет принимает во внимание информацию о расположении крепления кровли, обеспеченную или выеденную из события(й) сгенерированных модулем 954 анализа.

[0066] На этапе 986, модуль 958 оповещения определяет, превышает ли количество последовательных креплений кровли, не смогших достичь высокого установочного давления, порог оповещения для последовательных креплений кровли, например, в шесть (6) последовательных креплений кровли. Если порог оповещения превышен, то генерируется оповещение при помощи модуля 958 оповещения на этапе 988. После генерации оповещения на этапе 988, или если порог оповещения не был превышен, модуль 952 мониторинга переходит к этапу 990.

[0067] На этапе 990, модуль анализа 954 получает другой файл с агрегированными данными, содержащими данные давления для креплений 105 кровли из следующего завершенного цикла мониторинга, и возвращается на этап 962. Соответственно, способ 950 выполняется, по меньшей мере, один раз для каждого цикла мониторинга. В некоторых примерах, файл с агрегированными данными, полученный на этапах 960 и 990, включает в себя множество циклов мониторинга, и способ 950 повторяется для конкретного файла данных для раздельного рассмотрения каждого цикла мониторинга, составляющего файл данных.

[0068] Несмотря на то, что этапы способа 950 проиллюстрированы как происходящие последовательно, один или более этапов выполняются одновременно в некоторых примерах. Например, этапы 962 и 976 анализа могут происходить одновременно, этапы 964, 970, 978 и 984 подсчета могут происходить одновременно, и этапы 968, 974, 982 и 988 генерации оповещения могут происходить одновременно. Более того, этапы способа 950 могут выполняться в другом порядке. Например, этапы 962 и 976 анализа могут происходить первыми (одновременно или последовательно), затем этапы 964, 970, 978 и 984 подсчета (одновременно или последовательно), и затем этапы 968, 974, 982 и 988 генерации оповещения (одновременно или последовательно).

[0069] Как отмечено выше, модуль 958 оповещения генерирует оповещение на этапах 968, 974, 982 и 988. Несмотря на то, что оповещение может принимать несколько форм (например, по электронной почте, СМС сообщениями, и так далее), Фиг.16A иллюстрирует примерное оповещение 1000 посредством электронного письма, которое может быть отправлено одному или более назначенным участникам (например, сервисному персоналу в сервисном центре 725, подземному персоналу или наземному персоналу в месте разработки, и так далее). Оповещение 1000 по электронной почте включает в себя текст 1002 с общей информацией об оповещении, включающей в себя произошедшее событие, место возникновения события, идентификатор типа оповещения ("имя тега"), описание типа оповещения, уровень приоритета, указание на подсистему, в которой произошло событие и соответствующий компонент(ы) (например, механизированные крепления кровли), не соблюденный параметр (например, более чем двадцать креплений 105 кровли не смогли достичь установочного давления (300 бар) за 60 секунд), и когда это событие/оповещение было создано.

[0070] Также в оповещение 1000 по электронной почте включен графический файл 1004, в этом случае файл переносимой сетевой графики (.png), включающий в себя графическое изображение для улучшения отображения события или сценария, вызвавшего оповещение. Фиг.16B иллюстрирует содержимое графического файла 1004, которое включает в себя два графика: граф 1006 отказа крепления кровли и график 1008 давления крепления кровли. График 1006 отказа крепления кровли включает в себя ось X, где каждая x-точка представляет отдельное крепление 105 кровли системы 100 разработки, и ось Y с тремя точками: нет сбоя, не достигнуто установочное давление, и не достигнуто высокое установочное давление. Таким образом, график 1006, если не показано столбцов, выступающих на осью X в Y направлении для конкретного крепления кровли, то потери давления не происходило. Однако, если столбец первого цвета наполовину выступает в Y направлении, то соответствующее крепление кровли не смогло достичь установочного давления. Наконец, если столбец второго цвета выступает в Y направлении до верха графика 1006, то соответствующее крепление кровли не смогло достичь высокого установочного давления.

[0071] График 1008 давления крепления кровли включает в себя ту же ось X, что и на графике 1006, где каждая x-точка представляет отдельное крепление 105 кровли, но ось Y является измерением давления в барах. График 1008 показывает, для каждого крепления кровли 105, давление, достигнутое во время превышения порога оповещения. С помощью графиков 1006 и 1008, персонал может быстро оценить проблемы с давлением в креплениях 105 кровли.

[0072] В некоторых примерах, сгенерированное оповещение принимает другие формы или включает в себя дополнительные признаки. Например, оповещение, сгенерированное модулем 958 оповещения может также включать в себя инструкцию, отправленную одному или более компонентам системы 100 сплошной разработки (например, креплениям 105 кровли, комбайну 110 сплошной разработки, ЗСК 115, приводам ЗСК 120, и так далее) для безопасной остановки.

[0073] Дополнительно, оповещения, сгенерированные модулем 958 оповещения, могут иметь различные уровни важности в зависимости от конкретного оповещения (например, в зависимости от того, было ли оповещение сгенерировано на этапе 968, 974, 982 или 988). Дополнительно, модуль 958 оповещения может иметь множество порогов для каждого этапа 966, 972, 980 и 986, таких как предупреждающий порог (например, пять креплений кровли), средний порог оповещения (например, десять креплений кровли), и высокий порог оповещения (например, двадцать креплений кровли), и важность сгенерированных оповещений зависит от того, какой порог был превышен. В основном, чем более высокий порог оповещения, тем более важное оповещение. Таким образом, оповещения с низким уровнем важности могут быть оповещения, являющиеся частью дневного отчета; средний уровень важности может включать в себя электронное письмо или другое электронное оповещение для персонала в месте разработки; и оповещение с высоким уровнем важности могут включать в себя автоматическую остановки одного или более компонентов системы 100 сплошной разработки. Также следует отметить, что пороги оповещения могут меняться в зависимости от локальных геологических условий разработки. Например, когда сплошная разработки находится близко от геологических разрывов и трещин, более узкие границы могут быть установлены для гарантии выполнения установки крепления кровли и для исключения обрушения пласта над системой сплошной разработки.

[0074] Следует отметить, что один или более описанных здесь этапов и процессов могут быть выполнены одновременно, а также множеством различных последовательностей, и не ограничены конкретным порядком описанных здесь этапов или элементов. В некоторых вариантах осуществления, вместо датчиков 789, 791 давления могут быть использованы другие датчики или техники для определения давлений в левой и правой стойках 759,761. Более того, в некоторых вариантах осуществления, система 700 может быть использована различными системами, специфическими для сплошной разработки, а также различными другими индустриальными системами, не обязательно относящимися к сплошной или подземной разработке.

[0075] Следует также понимать, что, когда система 720 дистанционного мониторинга выполняет анализы, описанные в отношении Фиг.10A-B, Фиг.11, Фиг.12 и Фиг.14, другие анализы, проводимые на данных системы крепления кровли, или данных другого компонента системы сплошной разработки, могут быть выполнены процессором 721 или другим назначенными процессорами системы 720. Например, системы 720 может выполнять анализы наблюдаемых параметров (собранные данные) из других компонентов системы 750 крепления кровли. В некоторых примерах, например, система 720 дистанционного мониторинга может анализировать данные, собранные из главных гидравлических линий (линий, идущих от насосов 755, 757) и генерировать оповещения о связанных с давлением сбоях, определенных для одной или более линий. Такие сбои могут включать в себя сбои при поддержании конкретных давлений, связанных с каждой линией, сбои в поддержании конкретных расходов, и так далее. В одном примере, система 720 дистанционного мониторинга может также анализировать данные, собранные из одного или более датчиков, связанных с различными компонентами системы 750 крепления кровли. Например, система 720 дистанционного мониторинга может анализировать данные, собранные из датчиков 789, 791 давления левой и правой стоек для определения сбоя при определении датчиками точных данных, или, когда стойки протекают или теряют давление (возможно, на основании данных, собранных датчиками из различных компонентов и датчиками системы 750 крепления кровли). Аналогично, система 720 дистанционного мониторинга может определять такие сбои и генерировать оповещения с подробностями о сбое.

[0076] Таким образом, изобретение обеспечивает, среди прочего, системы и способы для определения и реакции на сбои в креплении кровли в системе сплошной разработки. Различные признаки изобретения изложены в следующей формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к мониторингу крепления кровли в системе сплошной разработки, имеющей множество креплений кровли. Каждое крепление кровли включает в себя датчик давления для определения уровней давления в креплении кровли во время цикла мониторинга. Данные давления получаются для множества креплений кровли. Данные давления включают в себя информацию о давлении для каждого крепления кровли из множества креплений кровли во время цикла мониторинга. Данные давления анализируются для определения, для каждого крепления кровли, произошел ли сбой в подаче давления первого типа во время цикла мониторинга. Генерируется количество сбоев, представляющее число креплений кровли, определенных как имевших сбой в подаче давления первого типа во время цикла мониторинга. Генерируется оповещение на основании определения то, что количество сбоев превысило порог оповещения. Изобретение обеспечивает системы и способы для определения и реакции на сбои в креплении кровли в системе сплошной разработки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 21 ил.

Формула