СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОБЫЧНОЙ МАШИНЫ И ДОБЫЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 1998 года по МПК E21C35/24 E21C27/34 

Изобретение относится к способу эксплуатации добычной машины непрерывного действия для нетронутых в виде пласта залежей минерального сырья, в частности угля, которая содержит струговую ветвь с соединенными в струговый тракт струговыми желобчатыми звеньями, конвейерную ветвь с соединенными в конвейерный тракт конвейерными желобчатыми звеньями и обводные станции, причем в струговых желобчатых звеньях стугового тракта и в конвейерных желобчатых звеньях конвейерного тракта, а также по обводным станциям проходят струговые и конвейерные тела, присоединенные к бесконечной, статически натянутой цепной тяге, которая проходит в зоне входного участка стругового тракта (т.е. в конце конвейерного тракта) по конвейерному приводу, а в зоне входного участка конвейерного тракта (т.е. в конце стругового тракта) - по струговому приводу и приводится в движение, причем конвейерный и струговый приводы содержат каждый ведомый вал с ведомой звездочкой, а в направлении вращения цепной тяги, по меньшей мере, за ведомой звездочкой конвейерного привода установлены элементы для ввода струговых и конвейерных тел в соответствующие направляющие стругового тракта.

Такие добычные машины подобной принципиальной конструкции известны в различных формах выполнения (заявка ФРГ N 4919512 A1). При эксплуатации добычных машин непрерывного действия, имеющих описанные конструкцию и назначение, в струговой ветви может образовываться так называемый провес цепи. Термин провес цепи означает провисание цепи цепной тяги. Это основано на том, что цепная тяга в струговой ветви растягивается в результате упругой деформации за счет растягивающих усилий, которые цепная тяга должна воспринимать при работе добычной машины. По сравнению с этим цепная тяга в конвейерной ветви практически не растягивается благодаря существенно меньшим растягивающим усилиям. Если деформация больше, чем это соответствует статическому натяжению цепной тяги в конвейерной ветви, то образуется провес цепи. Термин провес цепи означает таким образом обусловленную работой избыточную длину, подобно тому, как у канатных тяг говорят о слабине. Провес цепи образуется в струговой ветви рядом с обводной станцией, содержащей конвейерный привод. Это подробно поясняется ниже с помощью фиг. 1-3.

В известных добычных машинах описанной выше конструкции, из которых исходит изобретение, образованию провеса цепи препятствуют сильным натяжением цепной тяги. Это зарекомендовало себя в тех случаях, когда добычная машина работает в ненарушенных или мало нарушенных пластах, а усилие, требующееся струговой ветви, мало изменяется. Если же пласт, в котором работает добычная машина, нарушен, например, участками породы, а струговой ветви для преодоления этого нарушения требуется большее усилие (создаваемое струговым приводом, оборудованным, например, трехфазным асинхронным двигателем), то из-за провисания цепи могут возникнуть сбои. Под этим следует понимать то, что вследствие провеса цепи в зоне обводной станции с конвейерным приводом струговые тела и/или конвейерные тела не попадают за ним в свои направляющие на струговом тракте, "сходят с рельсов" или перекашиваются. В этих случаях для устранения сбоев требуются отнимающие много времени перерывы в эксплуатации добычной машины.

В основе изобретения лежит техническая проблема, заключающаяся в том, чтобы при эксплуатации добычной машины непрерывного действия и описанной выше конструкции воспрепятствовать сбоям из-за провисания цепи. В основе изобретения лежит также техническая проблема создания добычной машины, содержащей устройства, которые препятствуют сбоям из-за провеса цепи.

Решение этой технической проблемы согласно изобретению, исходящему из описанного выше способа, состоит в том, что, с целью воспрепятствования сбоям из-за повисания цепи, образование провеса в струговой ветви регистрируют с помощью измерительной техники непосредственно или косвенно и данные подают к устройству регулирования или управления конвейерным приводом, при этом скорость конвейерного привода уменьшают по мере образования провеса цепи так, что в струговой ветви цепная тяга снова натягивается, а провес цепи появляется на конвейерном тракте.

Способ согласно изобретению может быть осуществлен различным образом. Предпочтительная форма выполнения изобретения отличается тем, что образование провеса цепи регистрируют с помощью измерительной техники по деформациям и/или смещениям, которые испытывает обводная станция с конвейерным приводом из-за изменяющихся при образовании провеса цепи различных растягивающих напряжений в струговой или конвейерной ветви цепной тяги. Другая предпочтительная форма выполнения изобретения отличается тем, что образование провеса цепи регистрируют с помощью измерительной техники по изменениям частоты вращения, которые испытывает струговой привод при изменяющемся за счет образования провеса цепи растягивающем напряжении в струговой ветви цепной тяги. Образование провеса цепи можно, однако, регистрировать и с помощью датчиков, которые установлены в зоне обводной станции с конвейерным приводом на струговом тракте и регистрируют провисание цепной тяги с одновременным измерением геометрии.

Изобретение исходит из того факта что у добычной машины непрерывного действия, имеющей описанные выше конструкцию и назначение, образование провеса цепи в зоне обводной станции с конвейерным приводом основано на том, что конвейерный и струговый приводы работают синхронно или с одинаковой скоростью для цепной тяги, вследствие чего при удлинении цепной тяги в струговой ветви за счет меньшей рабочей скорости струговой ветви из-за соответствующих сопротивлений в пласте конвейерный привод в зависимости от удлинения добавляет цепь в струговую ветвь, в результате чего там образуется провес цепи. Изобретение препятствует этому тем, что конвейерную ветвь движут с уменьшенной скоростью привода до тех пор, пока цепь в струговой ветви цепной тяги снова не натянется, причем образовавшаяся избыточная длина, иначе говоря провес цепи, собирается в конвейерной ветви, где она не мешает. Понятно, что в рамках изобретения описанные мероприятия способа целесообразно применять уже в начале образования провеса цепи, которое можно легко зарегистрировать описанными мероприятиями с помощью измерительной техники.

Объектом изобретения являются также добычные машины, особенно предназначенные для осуществления описанного способа и являющиеся объектом п.п. 5-8 формулы.

Сущность изобретения более подробно поясняется лишь одним примером его осуществления и чертежами, на которых схематично изображены: на фиг. 1 - добычная машина описанной выше конструкции в нормальном режиме работы; на фиг. 2 - добычная машина согласно фиг. 1 при неконтролируемом образовании провеса цепи; на фиг. 3 - добычная машина согласно фиг. 2 при ее эксплуатации по способу согласно изобретению; на фиг. 4 - вид сверху на фрагмент добычной машины, предназначенной для осуществления способа согласно изобретению; на фиг. 5 - вид сбоку на добычную машину на фиг. 4.

На фиг. 1-3 схематично изображена добычная машина непрерывного действия для нетронутых в виде пласта залежей минерального сырья, в частности угля. Подробная конструкция добычной машины сама по себе известна и не требует описания для пояснения способа согласно изобретению. Добычная машина содержит струговую ветвь 1 с соединенными в струговой тракт 2 струговыми желобчатыми звеньями, конвейерную ветвь 3 с соединенными в конвейерный тракт 4 конвейерными желобчатыми звеньями и обводные станции 5. В желобчатых звеньях стругового тракта 2 и в желобчатых звеньях конвейерного тракта 4, а также по обводным станциям 5 проходят струговые H и конвейерные F тела, схематично показанные на фиг. 1-3 и хорошо видимые на фиг. 4. Они присоединены к бесконечной, замкнутой, предварительно статически натянутой цепной тяге 6. Цепная тяга 6 в зоне входного участка 7 стругового тракта 2, т.е. в конце конвейерного тракта 4, проходит по конвейерному приводу 8, а в зоне входного участка 9 конвейерного тракта 4, т.е. в конце стругового тракта 2, - по струговому приводу 10. Цепная тяга 6 приводится в действие обоими приводами 8, 10. Конвейерный 8 и струговой 10 приводы содержит каждый ведомый вал 11 с ведомой звездочкой 12. В направлении вращения цепной тяги 6, по меньшей мере, за ведомой звездочкой 12 конвейерного привода 8 установлены элементы 13 для ввода струговых тел H и конвейерных тел F в соответствующие направляющие стругового тракта 2. Эти вводные элементы 13 для ввода схематично показаны на фиг. 1-3.

На фиг. 1 цепная тяга 6 со струговыми H и конвейерными F телами работает в нормальном режиме и находится под статическим предварительным натяжением, обозначенным стрелками 14. Допустим, что преодолеваемые силы трения в струговой 1 и конвейерной 3 ветвях одинаковы по величине. Тогда цепь цепной тяги 6 испытывает в струговой 1 и конвейерной 3 ветвях одинаковые растягивающее напряжение. Приводы 8, 10 обводных станций 5 работают с одинаковой скоростью, что показано на фиг. 1 проходящими по углу 180^o дугообразными стрелками.

Пусть на фиг. 2 в том месте, которое обозначено встречными стрелками 15, на струговые тела H оказывает влияние особое сопротивление, например участок породы. Для пояснения предположим, что в течение небольшого отрезка времени в этом месте происходит блокировка одного стругового тела H. Поскольку струговой привод 10 продолжает работать, в зоне L₁ цепь цепной тяги 6 натягивается, и происходит упругое растяжение. Если конвейерный привод 8 продолжает работать с той же или в зависимости от повышенного сопротивления уменьшенной скоростью, то он направляет растяжение, устанавливающееся в струговой ветви 1 цепной тяги 6, через привод 8 в зону L₂ последней. Здесь образуется провисание цепи 16, как обозначено на фиг. 2 штрихпунктиром. Видно, что из-за провисания цепи 16 возникают проблемы ввода соединенных с ней струговых H или конвейерных F тел в показанные за конвейерным приводом 8 элементы 13 направляющих (не показаны), проходящих по всей длине струговой ветви 1. Это образование провисания цепи 16 обусловлено тем, что оба привода 8, 10 продолжают работать с одинаковой скоростью, тогда как струговой ветви 1 цепной тяги 6 произошло удлинение цепи. Точно так же обстоит дело и в том случае, когда не происходит блокировки, как предполагалось выше, а по геологическим причинам повышается лишь сопротивление, против которого работают струговые тела H струговой ветви 1.

Из фиг. 3 видно, как благодаря способу согласно изобретению можно воспрепятствовать образованию провеса цепи 16 за конвейерным приводом 8. Как видно из фиг. 2 в зоне L₁ произошло удлинение цепи цепной тяги 6 в струговой ветви 1. В дальнейшем происходит уменьшение скорости привода струговой ветви 1 из-за увеличения прикладываемых усилий, как в таких случаях обычно происходит у электроприводов, в частности трехфазных асинхронных приводов. Такое изменение является мерой образования провеса цепи 16 в струговой ветви или условием образования провисания цепи 16 в той же ветви. Короткая дугообразная стрелка слева на фиг. 3 означает, что скорость конвейерного привода 8 была уменьшена, в результате чего цепь в струговой ветви 1 цепной тяги 6 снова натягивается, а провес цепи 16 создается в конвейерной ветви. На фиг. 3 показано, что измеренное значение скорости стругового привода 10 было снято в точке 17 и направлено к компьютеру 18, который, в свою очередь, как описано, управляет конвейерным приводом 8 или регулирует его.

На фиг. 4 и 5, насколько возможно, были проставлены уже поясненные ссылочные позиции. На фиг. 4 в виде фрагмента изображена описанная конструкция добычной машины непрерывного действия, а именно левая часть машины из фиг. 1-3. Струговая ветвь 1 содержит устройство для регистрации образования провеса цепи, которое сообщает об этом компьютеру 18. Компьютер 18 управляет конвейерным приводом 8 по мере начинающегося образования провеса цепи, уменьшая его скорость, в результате чего в струговой ветви 1 цепная тяга 6 снова натягивается, а провес цепи образуется на конвейерном тракте 4. Для этого на фиг. 4 и 5 обводная станция 5 с конвейерным приводом 8 присоединена к струговому 2 и конвейерному 4 трактам через шарнирную систему 19, которая при разности растягивающих усилий в цепной тяге 6 между струговой 1 и конвейерной 3 ветвями обеспечивает деформацию или смещение этой обводной станции 5 относительно агрегата из стругового 2 и конвейерного 4 трактов. Начинающуюся деформацию или смещение обводной станции 5 относительно стругового 2 и конвейерного 4 трактов регистрируют в зоне шарнирной системы 19 с помощью датчиков 20 силы или датчиков перемещений, и данные измерений направляют в компьютер 18. Компьютер 18 обеспечивает уменьшение скорости конвейерного привода 8 так, что цепь цепной тяги 6 в струговой ветви 1 снова натягивается по всей длине, тогда как провес цепи появляется в конвейерной ветви 3. Из фиг. 5 видно, что струговой тракт 2 в зоне конвейерного привода 8 может быть оснащен датчиками 21, с помощью которых можно зарегистрировать образование провеса цепи или его начало, причем к ним присоединены уже описанные устройства управления. На фиг. 3 было показано, что струговой привод 10 может быть также оборудован тахометром 22, который в начале образования провеса цепи регистрирует частоту вращения ведомой звездочки 12 или ведомого вала 11, причем описанным образом оказывает влияние на скорость конвейерного привода 8.

Способ эксплуатации добычной машины непрерывного действия для нетронутых залежей минерального сырья, в частности угля, включает регистрацию с помощью измерительной техники провес цепи в струговой ветви, передачу этих данных в устройство регулирования или управления конвейерным приводом и регулирование скорости конвейерного привода таким образом, чтобы в струговой ветви цепь натягивалась, а провес появлялся на конвейерной ветви. Провес можно регистрировать по деформациям или смещениям на обводной конвейерной станции, по изменениям частоты вращения с помощью датчиков, установленных в зоне обводной конвейерной станции на струговой ветви. Добычная машина для осуществления способа содержит струговую и конвейерную ветви. Рабочие органы струговой и конвейерной ветвей присоединены к бесконечной замкнутой цепи, огибающей конвейерную и струговую обводные станции. За ведомой звездочкой конвейерной станции имеются направляющие для ввода рабочих органов в струговую ветвь. К струговой ветви прикреплено устройство для регистрации провеса цепи. Компьютер управляет конвейерным приводом, получая данные о провесе, и уменьшает скорость, натягивая цепь на струговой ветви и переводя провес на конвейерную ветвь. 2 с и 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ эксплуатации добычной машины непрерывного действия для нетронутых в виде пласта залежей минерального сырья, в частности угля, которая содержит струговую ветвь с соединенными в струговый тракт струговыми желобчатыми звеньями, конвейерную ветвь с соединенными в конвейерный тракт конвейерными желобчатыми звеньями и обводные станции, причем в струговых желобчатых звеньях стругового тракта и в конвейерных желобчатых звеньях конвейерного тракта, а также по обводным станциям проходят струговые и конвейерные тела, присоединенные к бесконечной, замкнутой, статически предварительно натянутой цепной тяге, которая проходит в зоне входного участка стругового тракта по конвейерному приводу, а в зоне входного участка конвейерного тракта - по струговому приводу и приводится в движение, причем конвейерный и струговый привод содержат каждый ведомый вал с ведомой звездочкой, а в направлении вращения цепной тяги по меньшей мере за ведомой звездочкой конвейерного привода установлены элементы для ввода стругового и конвейерных тел в соответствующие направляющие стругового тракта, отличающийся тем, что, с целью воспрепятствования сбоям из-за провисания цепи, образование провеса цепи в струговой ветви регистрируют с помощью измерительной техники непосредственно или косвенно и данные подают к устройству регулирования или управления конвейерным приводом, при этом скорость конвейерного привода уменьшают по мере образования провеса цепи так, что в струговой ветви цепная тяга снова натягивается, а провес цепи появляется на конвейерном тракте. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что появление провеса цепи регистрируют с помощью измерительной техники по деформациям и/или смещениям, которые испытывает обводная станция с конвейрным приводом из-за изменяющихся при образовании провеса цепи растягивающих напряжений в цепной тяге относительно стругового и конвейерного трактов. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образование провеса цепи регистрируют с помощью измерительной техники по изменениям частоты вращения, которые испытывает струговый привод при изменяющемся за счет образования провеса цепи растягивающем напряжении в цепной тяге струговой ветви. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что образование провеса цепи регистрируют с помощью датчиков, установленных в зоне обводной станции с конвейерным приводом на струговом тракте. 5. Добычная машина непрерывного действия, содержащая струговую ветвь с соединенными в струговый тракт струговыми желобчатыми звеньями, конвейерную ветвь с соединенными в конвейерный тракт конвейерными желобчатыми звеньями и обводные станции, причем в струговых желобчатых звеньях стругового тракта и в конвейерных желобчатых звеньях конвейерного тракта, а также по обводным станциям проходят струговые и конвейерные тела, присоединенные к бесконечной, замкнутой, статически предварительно натянутой цепной тяге, которая проходит в зоне входного участка стругового тракта по конвейерному приводу, а в зоне входного участка конвейерного тракта - по струговому приводу и приводится в движение, причем конвейерный и струговый приводы содержат каждый ведомый вал с ведомой звездочкой, а в направлении вращения цепной тяги по меньшей мере за ведомой звездочкой конвейерного привода установлены вводные элементы для ввода струговых и конвейерных тел в соответствующие направляющие стругового тракта, отличающаяся тем, что к струговой ветви прикреплено устройство для регистрации образования провеса цепи, которое сообщает о начинающемся в струговой ветви образовании провеса цепи компьютеру, при этом компьютер управляет конвейерным приводом по мере начинающегося образования провеса цепи, а именно уменьшает приводную скорость конвейерного привода по мере образования провеса цепи так, что в струговой ветви цепная тяга снова натягивается, а провес цепи появляется на конвейерном тракте. 6. Машина по п.5, отличающаяся тем, что обводная станция для конвейерного привода присоединена к струговому и конвейерному трактам посредством шарнирной системы, которая при разности растягивающих усилий между конвейерной и струговой ветвями в цепной тяге обеспечивает деформацию или смещение этой обводной станции относительно агрегата из стругового и конвейерного трактов, начинающуюся деформацию или смещение регистрируют посредством установленных в зоне шарнирной системы датчиков силы или датчиков перемещений и данные подают к компьютеру, при этом компьютер уменьшает скорость конвейерного привода по мере начинающегося образования провеса цепи так, что в струговой ветви цепная тяга снова натягивается, а провес цепи появляется на конвейерном тракте. 7. Машина по п.5, отличающаяся тем, что струговый привод содержит тахометр, который при начинающемся образовании провеса цепи регистрирует изменение частоты вращения на ведомом валу или на ведомой звездочке и сообщает об этом компьютеру, при этом компьютер управляет конвейерным приводом по мере изменения частоты вращения стругового привода и уменьшает скорость конвейерного привода так, что в струговой ветви цепная тяга снова натягивается, а провес цепи появляется на конвейерном тракте. 8. Машина по п.5, отличающаяся тем, что струговый тракт содержит в зоне конвейерного привода датчики, которые регистрируют образование провеса цепи и подают данные к компьютеру, при этом компьютер уменьшает скорость конвейерного привода по мере образования провеса цепи так, что в конвейерной ветви цепная тяга снова натягивается, а провес цепи появляется на конвейерном тракте.