採礦系統的輸出控制的製作方法

2023-10-23 01:11:42 3

本發明涉及長壁採礦系統的控制。

背景技術：

本發明涉及長壁採礦系統的控制。所述長壁採礦系統包括長壁剪切機和輸送機，例如刮板輸送機(armored face conveyor,「AFC」)或梁式分段裝載機(beam stage loader,「BSL」)。

技術實現要素：

用於地下採礦的長壁採礦系統包括，例如，從採掘工作面移除礦材料(例如，煤)的剪切機以及從材料被開採的區域運送開採的物料到處理(例如，壓碎、存儲等等)區域的輸送機。所述剪切機被一個或多個驅動裝置(例如，馬達)驅動沿著採掘工作面改變它的位置以及從所述採掘工作面移除開採的物料。刮板輸送機包括，例如，第一鏈輪和第二鏈輪，其中鏈條被提供圍繞所述第一鏈輪和第二鏈輪。所述鏈條被一個或多個驅動裝置(例如，主門馬達、尾門馬達等等)驅動，並且所述鏈條圍繞所述鏈輪的移動導致所述輸送機傳送開採的物料。

隨著剪切機沿著AFC移動以及物料從採掘工作面被移除，AFC在輕負載(under-loaded)條件下操作是可能的。例如，當AFC上有相對小的數量的開採物料時(例如，與AFC的最大負載比較)，所述採礦系統可以具有可利用的容量。如果一確定採礦系統不在滿容量下操作，所述採礦系統的性能就被提高，所述採礦系統可以使用可利用的容量並且從礦場移除更多物料。例如，通過提高所述剪切機的速度和/或輸送機的速度，採礦系統的性能可以被提高。同樣地，如果採礦系統在滿容量以上被操作，可降低採礦系統的性能以避免對採礦系統造成損害。

本發明涉及利用控制器控制長壁採礦系統的剪切機和/或輸送機的速度以調節所述採礦系統的輸出。所述控制器接收與所述剪切機的位置和/或輸送機的負載相關的 信號並且確定所述採礦系統的輸出。所述控制器可以基於所述採礦系統的輸出修改或調節(例如，提高或降低)所述剪切機和/或輸送機的速度，以便改善所述採礦系統的生產率。例如，提高所述剪切機的速度導致更多的開採的物料從採掘工作面被移除，而提高輸送機的速度導致開採的物料被傳輸到處理區域更快。

在一些實施例中，本發明提供一種採礦系統。所述採礦系統包括剪切機、輸送機、聯接於所述剪切機的第一驅動裝置、第一傳感器、第二傳感器以及控制器。所述第一驅動裝置可操作來驅動所述剪切機。所述第一傳感器可操作來生成與所述剪切機的位置相關的第一信號。所述第二傳感器可操作來生成與所述輸送機的負載相關的第二信號。所述控制器可操作來接收來自於所述第一傳感器的第一信號，基於所述第一信號確定所述剪切機的位置，接收來自於所述第二傳感器的第二信號，基於所述第二信號確定所述輸送機的負載。所述控制器還包括基於所述剪切機的位置和所述輸送機的負載確定所述採礦系統的輸出，以及根據所述採礦系統的輸出控制剪切機的速度。

在其他的實施例中，本發明提供一種控制採礦系統的方法。所述方法包括由處理器接收與剪切機關聯的第一信號，利用處理器基於所述第一信號確定所述剪切機的位置，由處理器接收與輸送機關聯的第二信號，以及利用處理器基於所述第二信號確定所述輸送機的負載。所述方法還包括利用所述處理器基於所述剪切機的位置和所述輸送機的負載確定所述採礦系統的輸出，以及基於所述採礦系統的輸出控制所述剪切機的速度。

在其他的實施例中，本發明提供一種採礦系統。所述採礦系統包括剪切機、輸送機、聯接於所述輸送機的第一驅動裝置、第一傳感器、第二傳感器以及控制器。所述第一驅動裝置可操作來驅動所述輸送機。所述第一傳感器可操作來生成與所述剪切機的位置相關的第一信號。所述第二傳感器可操作來生成與所述輸送機的負載相關的第二信號。所述控制器可操作來接收來自於所述第一傳感器的第一信號，基於所述第一信號確定所述剪切機的位置，接收來自於所述第二傳感器的第二信號，以及基於所述第二信號確定所述輸送機的負載。所述控制器還包括基於所述剪切機的位置和所述輸送機的負載確定所述採礦系統的輸出，以及基於所述採礦系統的輸出控制所述輸送機的速度。

在其他的實施例中，本發明提供一種控制採礦系統的方法。所述方法包括由處理器接收與剪切機的位置關聯的第一信號，利用所述處理器基於所述第一信號確定所述 剪切機的位置，由所述處理器接收與所述輸送機的負載關聯的第二信號，以及利用所述處理器基於所述第二信號確定所述輸送機的負載。所述方法還包括利用所述處理器基於所述剪切機的位置和所述輸送機的負載確定所述採礦系統的輸出，以及基於所述採礦系統的輸出控制所述輸送機的速度。

在本發明的任何實施例被詳細解釋之前，可以理解，本發明在應用方面不受在下文中示出的或在附圖示出的具體的組件的結構和排列的限制。本發明可以具有其他實施例或可以以各種方式被實施或被實現。同樣地，可以理解，於此使用的措辭和術語是以描述為目的並且不應該認為是限制。「包括」、「包含」或「具有」以及於此它們的變化的使用意味著包括其後列出的項以及它們的等同以及其他的項。如果沒有另外的說明和限制，術語「安裝」、「連接」、「支撐」以及「聯接」和它們的變化被廣義上使用並且包含直接和間接安裝、連接、支撐和聯接。

此外，應當理解，本發明的實施例可以包括硬體、軟體以及電子元件或模塊，這些硬體、軟體和電子部件或模塊為了描述的目的而被示出或描述成好像這些零部件的大部分僅僅是以硬體的形式來實施。然而，本領域技術人員基於對本文的詳細描述的理解將明白，在至少一個實施例中，本發明的以電子為基礎的方面可通過以一個或多個比如微處理器和/或專用集成電路(ASICs)的處理器單元來執行的軟體(比如存儲在非易失的計算機可讀介質中)來實施。因此，應當注意，多個基於硬體和軟體的設備以及多個不同結構的部件可用來實施本發明。例如，在說明書中所描述的「伺服器」和「計算設備」可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/輸出界面和連接所述部件的不同連接裝置(比如系統總線)。

本發明的獨立的方面通過考慮具體實施方式和附圖將會變得清楚。

附圖說明

圖1是長壁採礦系統的透視圖；

圖2是與圖1的採礦系統關聯的長壁剪切機的透視圖；

圖3是與圖1的採礦系統關聯的輸送機的部分透視圖；

圖4示出了根據本發明一實施例的用於圖1的採礦系統的控制器；

圖5是示出在圖2的剪切機的位置和承載於圖3的輸送機的開採的物料的數量之間的關係的示意圖；

圖6是示出了沿圖3的輸送機的長度的鏈條應力變化的方式的示意圖；

圖7是用於優化圖1的採礦系統的流程；

圖8是用於優化圖1的採礦系統的另一流程；

圖9是用於優化圖1的採礦系統的另一流程。

具體實施方式

於此描述的本發明關於長壁採礦系統。所述長壁採礦系統包括，例如，長壁剪切機、諸如刮板輸送機(「AFC」)或梁式分段裝載機(「BSL」)的輸送機以及控制器。所述控制器可操作來接收與所述長壁採礦系統的特徵(例如，剪切機的位置，輸送機的負載等等)相關的一個或多個信號並且基於所述特徵驅動所述採礦系統的輸出。所述控制器還基於所述採礦系統的輸出可操作來控制所述剪切機和/或輸送機的速度。所述剪切機和/或輸送機的速度可以被調節或調整以不過載所述輸送機或負擔過度剪切機而提高所述採礦系統的生產率。以描述的目的，本發明於本文中與輸送機相關的一般性的被描述。

圖1示出長壁採礦系統100。採礦系統100包括從採掘工作面110延伸出去的卸料輸送機105。兩個輸送機115和120沿所述採掘工作面110延伸。長壁剪切機125安裝於所述輸送機115和120上沿大致平行於所述採掘工作面110的橫向移動。所述輸送機115和120包括驅動端，所述驅動端限定放置於臨近所述卸料輸送機105的卸料部分130。所述卸料輸送機105包括粉碎機135，所述粉碎機135用於減小開採的物料的尺寸用於進一步處理和存儲。輸送機平移設備140可操作來朝著採掘工作面110移動輸送機115和120。在一些實施例中，所述長壁採礦系統在地下煤礦操作中使用並且進一步包括多個動力頂部支撐(未示出)。

如圖2所示，每個長壁剪切機125包括一般矩形的底盤200以及一對咬合臂205，每個咬合臂205支撐切刀組件210。臂205樞接於所述底盤200的相對端並且被驅動器215驅動從而轉動，所述驅動器215聯接於臂205和底盤200之間。每個臂205支撐切刀馬達220，所述切刀馬達220可操作來旋轉驅動切刀組件210。所述切刀組件210通常為圓柱形並且包括第一切割表面225和第二切割表面230，當長壁剪切機大致平行於採掘工作面110移動時，所述第一切割表面225用於從採掘工作面110移除物料，所述第二切割表面230被所述切刀組件210的端面限定，當所述長壁剪切機125 大致正常的向採掘工作面110移動時，所述第二切割表面230用於從採掘工作面移除物料。所述第一切割表面225通常可以是圓柱形，而第二切割表面通常可以是圓形、環形、圓錐形、或除了這些以外，與根據物料類型所述切割表面225、230想要切割的截面相應的圓錐形。第一和第二切割表面225、230可以被提供以多種配置的多個切割齒235，用於從採掘工作面110移除物料。在一些示範實施例中，齒235被安裝在第一和第二切割表面225、230上。

所述長壁剪切機125還包括一對內側支撐腳240和一對外側支撐腳245(僅僅外側支撐腳中的一隻在圖2中可見)。所述內側支撐腳和外側支撐腳240、245被配置為或可操作來安裝於輸送機115、120，以致長壁剪切機125可以沿所述輸送機115、120從卸料部分130到所述輸送機115、120的回歸端橫向移動並且然後再返回。所述長壁剪切機120被驅動裝置(例如，變速馬達)沿輸送機115、120驅動。

圖3示出類似於圖1的輸送機115、120的長壁輸送機300的部分。所述輸送機300包括返回端305、在所述返回端305和卸料部分130(參考圖1)之間來回的傳送元件或鏈310、以及鄰近所述返回端305的傳感器組件315。所述鏈310被驅動裝置驅動，例如可變速馬達，其關聯於卸料部分130。所述返回端305包括車架(frame)320、安裝在所述車架320上的鏈輪或卷取軸325、以及至少一個的液壓缸(未示出)。基於液壓缸的延伸和回縮，所述車架320相對卸料部分130移動。所述鏈310通過圍繞所述卷取軸325在所述卸料部分130和返回端305之間連續循環來回。所述鏈310包括多個安裝在鏈310上的飛行構件330，所述飛行構件在所述鏈310的來回方向間隔相距第一間距。

圖4示出與採礦系統100關聯的控制器400。所述控制器400被連接或聯接於多種附加的模塊或組件，例如用戶界面模塊405、一個或多個指示器、電源模塊415、一個或多個傳感器420、剪切機參數模塊425、輸送機參數模塊430、數據存儲或資料庫420、第一驅動裝置和驅動器440(例如，與一個或多個剪切機關聯)以及第二驅動裝置和驅動器445(例如，與一個或多個輸送機關聯)。在一些實施例中，所述第一驅動裝置和驅動器包括第一馬達和第一馬達驅動器，以及所述第二驅動裝置和驅動器包括第二模塊和第二馬達驅動器。在一些實施例中，第一馬達和第一馬達驅動器440以第二馬達和馬達驅動器445中的每一個包括開關設備組件。於本文中描述的本發明的實施例描述關於馬達和馬達驅動器的驅動裝置和驅動器。

例如，一個或多個傳感器420是被配置為或可操作來測量或檢測所述剪切機125的特徵(例如，剪切機的位置，剪切機的速度等等)的傳感器、是被配置為或可操作來測量或檢測輸送機300的特徵(例如，鏈的位置、鏈的速度、鏈的張力等等)的傳感器、是被配置為或可操作來測量或檢測電學特徵(例如，電流、電壓、功率因子、扭矩、速率、輸入功率、輸出功率等等)的換能器、是可操作來生成與輸送機的負載相關的信號的測壓元件或傳感器、等等。在一些實施例中，所述輸送機包括多個在輸送機上不同位置的測壓元件組件。然後所述輸送機的負載可以基於來自於測壓元件組件的測量的總和或平均被確定。在一些實施例中，所述傳感器組件類似於在專利號為8,931,628、名稱為「在鏈式張力板中的自動刮板輸送機鏈張力測壓元件」的美國專利的那些公開，其全部內容通過引用於本文中合併。在一些其他的實施例中，所述傳感器組件類似於在專利號為8,636,140、名稱為「鏈張力傳感器」的美國專利的那些公開，其全部內容通過引用於本文中合併。

所述控制器400包括硬體和軟體的組合，除了其他方面以外，其可操作來確定採礦系統100的輸出、控制採礦系統100的操作、激活一個或多個指示器410(例如，液晶顯示器[「LED」])、監控採礦系統的操作等等。在一些實施例中，所述控制器400包括多個電學和電子的組件，其提供對控制器400和/或採礦系統100內的組件和模塊的能量、操作的控制以及保護。例如，除了其他方面以外，控制器400包括處理單元450(例如，微處理器、微控制器、或其他合適的可編程器件)、存儲器455、輸入單元460和輸出單元465。除了其他方面以外，所述處理單元450包括控制單元470、算術邏輯單元(「ALU」)475以及多個寄存器480(在圖4中示出一組寄存器)，利用例如改進的哈佛結構(modified Harvard architecture)，馮諾依曼結構等已知的計算機結構實施。處理器單元450、存儲器455、輸入單元460和輸出單元465以及連接於控制器400的多個模塊通過一個或多個控制和/或數據總線(例如，公共總線485)連接。所述控制和/或數據總線以示例的目的在圖4中被一般性地示出。用於在多個模塊之間互聯和通信的一個和多個控制和/或數據總線的使用通過於本發明於本文中描述對於本領域技術人員而言是已知的。在一些實施例中，控制器400部分或完全地在半導體晶片上實施，該半導體晶片是現場可編程陣列半導410體(「FPGA」)、專用集成電路(「ASIC」)等。

存儲器455包括例如程序儲存區和數據儲存區。程序儲存區和數據儲存區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)、電可擦可編程只讀存儲器("EEPROM")、快閃記憶體、硬碟、SD卡或其它合適的磁性、光學、物理或電子存儲器裝置或其他數據結構。處理單元450被連接到存儲器455並執行被存儲在存儲器455的RAM(例如在執行期間)、存儲器455的ROM(例如在基本永久基礎上)或諸如其它存儲器或磁碟的其它非暫時性計算機可讀介質中的軟體指令。包括在採礦系統100的實施中的軟體可以被儲存在控制器400的存儲器455中。所述軟體包括例如固件、一個或多個應用程式、程序數據、篩選程序、規則、一個或多個程序模塊以及其它可執行指令。其中，控制器400被構造成從存儲器取回並執行涉及本文描述的控制流程和方法的指令。在其它結構中，控制器400包括另外的、更少的或不同的部件。

所述剪切機參數模塊425被連接或被關聯於一個或多個剪切機125，其被第一驅動裝置和驅動器400驅動。所述剪切機參數模塊425被配置為或可操作來接收關聯於一個或多個剪切機125的一個或多個參數(例如，剪切機位置、剪切機速度、馬達速度、馬達電流、馬達電壓、輸入功率等等)的信號。在一些實施例中，所述剪切機參數模塊425生成與剪切機參數相關的信號。在其他的實施例中，剪切機參數模塊425包括或被連接於一個或多個傳感器420並接收來自於與所述剪切機參數相關的一個或多個傳感器的信號。

所述輸送機參數模塊430被連接或被關聯於一個或多個輸送機300，其被第二驅動裝置和驅動器445驅動。所述輸送機參數模塊430被配置為或可操作來接收關聯於一個或多個輸送機參數(例如，輸送機負載或裝載、輸送機速度、馬達速度、馬達電流、馬達電壓、輸入功率等等)的信號。在一些實施例中，所述輸送機參數模塊430生成與輸送機參數相關的信號。在其他的實施例中，所述輸送機參數模塊430包括或被連接於一個或多個傳感器420並接收來自於與所述輸送機參數相關的一個或多個傳感器420的信號。

馬達440、445通過來自於控制器400或其他關聯的控制器的控制信號被控制。馬達440、445也被聯接於齒輪減速箱以減小馬達440、445的旋轉速度以適於剪切機125和輸送機的旋轉速度。在一些實施例中，獨立地使用傳感器420和一個或多個存儲的程序或模塊，所述控制器400被配置為或可操作來控制馬達440、445和採礦系統100。在其他的實施例中，所述控制器400被配置為或可操作來基於手動輸入或自動控制的組合控制馬達440、445和採礦系統100。

所述用戶界面模塊405被用於控制或監控剪切機125、輸送機300和/或採礦系統100。例如，所述用戶界面模塊405可操作來被聯接於所述控制器400以控制剪切機125的速度、輸送機300的速度、馬達440、445的速度等。所述用戶界面模塊405可以包括對採礦系統100要求達到控制和監控的需求水平的數字和模擬的輸入或輸出設備的組合。例如，用戶界面模塊405包括顯示器和輸入裝置，諸如觸控螢幕顯示器、多個旋鈕、錶盤、開關、按鈕等。顯示器例如是液晶顯示器("LCD")、發光二極體("LED")顯示器、有機LED("OLED")顯示器、電致發光顯示器("ELD")、表面傳導電子發射體顯示器("SED")、場致發射顯示器("FED")、薄膜電晶體("TFT")LCD等。在其他的結構中，顯示器是超級主動矩陣OLED(「AMOLED」)顯示器。用戶界面模塊405還能夠被配置為或可操作來實時或大致實時地顯示與採礦系統100相關聯的狀態或數據。例如，用戶界面模塊405被配置為或可操作來顯示所測量的採礦系統100的電特徵(例如，剪切機125、輸送機300等)、採礦系統100的狀況、故障情況(例如，松鏈，零張力鏈條等)、在輸送機300開採的物料的數量等。在一些實施例中，聯合控制用戶界面模塊405和一個或多個指示器410(例如LEDs、揚聲器等)，以提供採礦系統100的狀態或狀況的視覺指示。

雖然單個的控制器在圖4中被示出，在其他的構造中，所述控制器400可以被分成多個控制器。例如，所述控制器400可以被分成統一控制單元(consolidated control unit，「CCU」)、可編程控制單元(「PCU」)等。CCU可以放置於防爆外殼內並且提供對輸送機系統的控制。PCU是固有地安全系統，其與CCU配合，除了這些方面以外，以停止、禁止、跳閘(tripping)等輸送機的操作。

如前文指出的，在一些實施例中，所述控制器400被配置為或可操作來基於是否採礦系統100充分使用(例如接近100％)控制一個或多個剪切機125的速度。所述控制器400也被配置為或可操作來接收來自於一個或多個傳感器420的信號，所述一個或多個傳感器420與馬達440、445、剪切機125、輸送機300或採礦系統100的其他組件關聯。例如，來自於傳感器420的信號與剪切機125的位置、輸送機300的負載等相關。所述控制器400然後處理和分析所述信號以確定所述採礦系統100的輸出。所述採礦系統的輸出是長壁採礦系統10的生產率的衡量，以及可以被每單位時間(例如，分鐘、小時等)的單位噸數(例如，開採的物料)來衡量。除了這些方式以外，採礦系統的輸出依賴於被剪切機125從採掘工作面移除的開採的物料的數量、輸送機300上負載的開採的物料的數量、以及剪切機125的速度。在一些實施例中，所述控 制器400通過對比採礦系統的輸出與預定的閾值(例如採礦系統100的可能的最大輸出)確定是否優化採礦系統100的輸出。例如，所述預定的閾值是採礦系統100的最大(安全)輸出的90％-100％(例如，不會超負載輸送機300或剪切機125負擔過度的輸出)。然後控制器400基於所述輸出和閾值的對比控制剪切機125的速度。在一些實施例中，控制器400基於與採礦系統100有關的函數控制剪切機125的速度。在一些實施例中，控制器400基於與採礦系統100的輸出有關的查找表控制剪切機125的速度。剪切機的速度可以是剪切機沿輸送機300移動的速度和/或切刀組件210旋轉的速度。

附加地或可選地，所述控制器400被配置為或可操作來基於是否所述採礦系統100充分使用(例如接近100％)控制一個或多個輸送機300的速度。所述控制器也被配置為或可操作來接收來自於一個或多個傳感器420的信號，所述傳感器420與所述馬達440、445、剪切機125、輸送機300或採礦系統100的其他組件關聯。例如，來自於傳感器420的信號與剪切機125的位置、輸送機300的負載等相關。然後控制器400處理和分析所述信號以確定採礦系統的輸出。所述採礦系統的輸出是採礦系統100的生產率的衡量，以及可以被每單位時間(例如，分鐘、小時等)的單位噸數(例如，開採的物料)來衡量。除了這些方式以外，採礦系統的輸出依賴於被剪切機125從採掘工作面移除的開採的物料的數量、輸送機300上負載的開採的物料的數量、以及剪切機125的速度。在一些實施例中，所述控制器400通過對比採礦系統的輸出與預定的閾值(例如採礦系統100的可能的最大輸出)確定是否優化採礦系統100的輸出。例如，所述預定的閾值是採礦系統100的最大(安全)輸出的90％-100％(例如，不會超負載輸送機300或剪切機125負擔過度的輸出)。然後控制器400基於所述輸出和閾值的比較來控制輸送機300的速度。在一些實施例中，控制器400基於與採礦系統100有關的函數控制輸送機300的速度。在一些實施例中，控制器400基於與採礦系統100的輸出有關的查找表控制輸送機300的速度。

採礦系統100的輸出是採礦系統100的生產率的衡量。在操作過程中，基於開採的物料、開採的調節、系統配置等，採礦系統100的輸出更好地接近採礦系統100的最大可能輸出。在任何給定時間採礦系統100的輸出可以被表示為採礦系統100的最大輸出的百分比(％)。同樣地，當採礦系統100進行最大輸出的100％(例如，在90％和100％之間)，長壁採礦系統達到最大生產率和最大利用率。如果採礦系統的輸出小於最大輸出，控制器400調節(例如，提高)剪切機125和/或輸送機300的速 度以提高採礦系統100的輸出。

基於剪切機125的位置和/或輸送機300的負載(例如，開採的物料、功率消耗)，採礦系統100的輸出被確定。圖5和圖6示出了在剪切機125的位置和在輸送機300上的開採的物料的數量之間、以及在輸送機鏈條310上的張力(其與輸送機的負載、輸送機的功率消耗等相關)的關係。特別地，圖5是示出了在剪切機125的位置和在輸送機300上負載的開採的物料的數量(例如，噸每米[t/m])之間的關係的示意圖600，以及示出沿著坐標系統的x-軸時間(例如，分鐘)。所述剪切機125的位置被描述為相對於採掘工作面110(例如，在採掘工作面110的主門和尾門之間)的百分比(％)。例如，如果剪切機125位於採礦系統100的極遠端(例如，尾門)，剪切機的位置的百分比是100％(例如，相對於沿著採掘工作面的剪切機125全範圍的移動)。隨著剪切機125的位置接近100％位置，負載在輸送機300上的開採的物料的數量也相應於剪切機125的位置增長。因此，採礦系統100的輸出沿著採掘工作面110與剪切機125的位置相關，以及剪切機的位置可以被用於確定和/或預報採礦系統100的輸出。

類似地，圖6是相對於時間的鏈條310的不同位置的應力(例如，噸)的示意圖700。例如，示意圖700包括上主門應力、上尾門應力、下主門應力和下尾門應力。應力成噸施加並且也與剪切機125的位置和輸送機300的負載(例如，負載於輸送機300上的開採的物料的數量)相關。對比圖5，隨著負載於輸送機300上的開採的物料的數量的增加，在鏈條310內的應力也隨著增加。類似地，隨著剪切機125的位置增加，在鏈條310內的應力也隨著增加。在一些實施例中，在鏈條310內的應力總量、在鏈條310內的應力平均值、和/或在鏈條310的特定位置的應力被用於確定或計算輸送機300的負載。在其他的實施例中，在鏈條310內的應力總量、在鏈條310內的應力平均值、和/或在鏈條310的特定位置的應力被考慮作為輸送機300的負載的典型。因此，輸送機300的負載和/或剪切機125的位置可以被用來確定採礦系統100的輸出。

流程800、900和1000與關於確定採礦系統100的輸出和基於採礦系統的輸出控制剪切機125和/或輸送機300的速度關聯並且於本文描述。關於流程800、900和1000的於本文描述的各種步驟能夠被同時地、平行地、或不同與展現的執行的連續方式有次序地執行。流程800、900和1000也可以能夠利用被展示出的示範實施例更少的步驟執行。此外，控制400可操作來同時或與其他流程串聯執行流程800、900和1000。

圖7示出用於控制採礦系統100的流程800。在步驟805中，控制器400接收與剪切機125的位置相關的第一信號。控制器400被配置為或可操作來確定或計算關於剪切機125的位置的值，例如，作為沿著採掘工作面110的位置百分數(％)(步驟810)。在步驟815中，控制器400接收與輸送機300的負載相關的第二信號。控制器400被配置為或可操作來確定或計算關於輸送機300的負載的值，例如，以每米單位噸數(步驟820)。

在步驟825中，控制器400基於在步驟810中確定的特徵(例如，剪切機125的位置)和步驟820中確定的特徵(例如，輸送機300的負載)確定或計算採礦系統100的輸出。通過確定在沿著採掘工作面110橫向移動的過程中剪切機125移除多少噸開採的物料、在單位時間(例如，分鐘，小時等)輸送機300向卸載部分130運送多少噸開採的物料等，採礦系統100的輸出可以被計算。在步驟830中，控制器400分析採礦系統100的輸出。在一些實施例中，控制器400被配置為或可操作來對比採礦系統的輸出和預定閾值。例如，預定閾值是採礦系統100的最大輸出。如前文所述，採礦系統100的輸出可以被描述為採礦系統100的最大輸出的百分數(％)。額外地或可選地，控制器可以利用與採礦系統100相關的函數和/或查找表(例如，現有的採礦系統的輸出作為函數或查找表輸出並且函數或查找表產生必須的控制信號或參數)分析採礦系統的輸出。基於採礦系統100的輸出的分析，控制器400可以被配置為或可操作來控制剪切機125的速度(步驟835)和輸送機300的速度(步驟840)。例如，控制器400可以提高驅動剪切機125的馬達440的速度以使得從採掘工作面110移除的開採的物料的數量增加。控制器400也可以提高驅動輸送機300的馬達445的速度以使得輸送機300的速度和從採掘工作面110的被傳送的開採的物料的數量增加。流程800可以在採礦系統100的操作過程中連續地被執行以不斷地調節或修改剪切機125和輸送機300的速度以便最大化採礦系統100的生產率。在一些實施例中，採礦系統100的輸出不被確定並且剪切機125的位置和輸送機300的負載被用於直接控制剪切機125和輸送機300的速度。

圖8示出用於控制採礦系統100的流程900。在步驟905中，控制器400接收與剪切機125的位置相關的第一信號。控制器400被配置為或可操作來確定或計算剪切機125的位置的值，例如，作為沿著採掘工作面110的位置的百分數(％)(步驟910)。在步驟915中，控制器400接收與輸送機300的負載相關的第二信號。控制器400被配置為或可操作來確定輸送機300的負載的值，例如，以每米單位噸數(步驟920)。

在步驟925中，控制器400基於在步驟910中確定的特徵(例如，剪切機125的位置)和在步驟920中確定的特徵(例如，輸送機300的負載)確定或計算採礦系統100的輸出。例如可以通過沿著採掘工作面110的橫向移動的過程中剪切機移除多少噸開採的物料、在單位時間(例如，分鐘、小時等)輸送機300朝著卸料部分130傳送多少噸開採的物料等，採礦系統100的輸出可以被計算。在步驟930中，控制器400分析採礦系統100的輸出。在一些實施例中，控制器400被配置成或可操作來對比採礦系統輸出和預定的閾值。例如，預定的閾值是採礦系統100的最大輸出。如前文所述，採礦系統100的輸出可以被描述為採礦系統100的最大輸出的百分數(％)。額外地或可選地，控制器400利用與採礦系統100相關的函數和/或查找表(例如，現有的採礦系統的輸出作為函數和查找表的輸出並且函數或查找表生成必須的控制信號或參數)可以分析採礦系統100的輸出。基於採礦系統100的輸出的分析，控制器400被配置為或可操作來控制剪切機125的速度(步驟935)。例如，控制器400可以提高驅動剪切機125的馬達440的速度以增加從採掘工作面110移除的開採的物料的數量。流程900可以在採礦系統100的操作過程中被連續的執行以不斷地調節或修改剪切機125和輸送機300的速度以最大化採礦系統100的生產率。在一些實施例中，採礦系統的輸出不被確定並且剪切機125的位置和輸送機300的負載被直接用於控制剪切機125和輸送機300的速度。

圖9示出用於控制採礦系統100的流程1000。在步驟1005中，控制器400接收與剪切機125的位置相關的第一信號。控制器400被配置為或可操作來確定或計算剪切機125的位置的值，例如，作為沿著採掘工作面110的位置百分數(％)(步驟1010)。在步驟1015中，控制器400接收與輸送機300的負載相關的第二信號。控制器400被配置為或可操作來確定輸送機300的負載的值，例如，以每米單位噸數(步驟1020)。

在步驟1025中，控制器400基於在步驟1010中確定的特徵(例如，剪切機125的位置)和在步驟1020中確定的特徵(例如，輸送機300的負載)確定或計算採礦系統100的輸出。例如，通過確定沿著採掘工作面110的橫向移動過程中剪切機125移除多少噸開採的物料、在單位時間(例如，分鐘、小時等)輸送機300朝著卸料部分130傳送多少噸開採的物料等，採礦系統100的輸出可以被計算。在步驟1030中，控制器400分析採礦系統100的輸出。在一些實施例中，控制器400被配置為或可操作來對比採礦系統的輸出和預定的閾值。例如，預定的閾值是採礦系統100的最大輸出。如前文所述，採礦系統100的輸出可以被描述為採礦系統100的最大輸出的百分 數(％)。額外地或可選地，控制器400利用與採礦系統100相關的函數和/或查找表(例如，現有的採礦系統的輸出作為函數和查找表的輸出並且函數或查找表生成必須的控制信號或參數)可以分析採礦系統100的輸出。基於採礦系統100的輸出的分析，控制器400被配置為或可操作來控制輸送機300的速度(步驟1035)。例如，控制器400可以提高驅動輸送機300的馬達445的速度以提高輸送機300的速度和從採掘工作面110傳送的開採的物料的數量。步驟1000可以在採礦系統100的操作過程中連續的被執行以最大化採礦系統100的生產率。在一些實施例中，採礦系統100的輸出不被確定並且剪切機125的位置和輸送機300的負載被用於直接控制剪切機125和輸送機300的速度。

在一些實施例中，基於輸送機300的負載和/或採礦系統100的輸出，控制器400也被配置為或可操作來可選地能夠或禁用採礦系統100的附加的特徵或控制，例如岸推(bank push)、蛇形負載(snake loading)、雙蛇(double snake)、自動拖拽(auto-drag)、多重前進(multiple advance)、快速定向工作面(slewing the face)等等。

例如，隨著剪切機沿著採掘工作面110前進，輸送機300朝著採掘工作面推進以準備剪切機125的下一次的通過。與推進輸送機300關聯的功率在這種方式數量下大約等於輸送機300的負載的20％。結果從推進輸送機300提供負載，對於沿著輸送機300傳送開採的物料具有更少的負載。但是，從開採的物料負載於輸送機300的數量也有自然的減少。例如，當剪切機125到達採掘工作面的端部，剪切機必須改變方向並且執行其他操作以允許輸送機300上開採的物料沒有替代的儘快被運走，這樣，減少負載於輸送機300上的開採的物料。因此，為了提高採礦系統100的輸出，在一般的操作過程中(例如，不在採掘工作面110的端部、在採掘工作面110的10％和90％之間、在採掘工作面110的20％和80％之間等)，控制器400可以減緩或禁止輸送機前進(例如，減少輸送機的前進速度、阻止輸送機前進[例如，減少傳送速度至0等)。結果，有額外的輸送機負載存在以致能夠用於提供剪切機125的速度和/或輸送機300的速度。隨著剪切機接近採掘工作面110的端部以及負載於輸送機300的開採的物料減少，控制器400可以允許輸送機300朝著採掘工作面110前進(例如，提高輸送機前進速度)。

因此，除了這些方式以外，本發明整體上可以提供基於採礦系統的輸出用於控制在採礦系統中的剪切機和/或輸送機的速度的系統和方法。