Настоящее изобретение относится к технологии производства горных работ и, более конкретно, к устройству и способу непрерывной выемки агрегатного материала, такого как каменный уголь, из места первоначального залегания или отложения.
Каменный уголь, образовавшийся из разложившегося и сжатого растительного вещества, типично находится в, по существу, горизонтальных пластах, простирающихся между пластами осадочной породы, такой как известняк, песчаник или сланцевая глина. Разработка поверхностным и подземным способами представляет основные технологии горных работ, которые использовались для добычи этого каменного угля.
Разработка поверхностным или открытым способом предполагает удаление материала, известное в качестве вскрыши, залегающего сверху пласта каменного угля так, чтобы оставлять открытым каменный уголь для добычи. В последние годы, например, в Соединенных Штатах разработка поверхностным способом завоевала предпочтение в сравнении с разработкой поземным способом. Это имеет место благодаря многим факторам, которые включают:
(а) повышенную производительность по перемещению материала оборудования для разработки поверхностным или открытым способом;
(б) более низкие затраты на производство работ в разработке поверхностным способом, чем при разработке подземным способом;
(в) лучшую статистику безопасности разработки поверхностным способом в сравнении с разработкой подземным способом;
(г) более высокий процент выемки угля для разработки поверхностным способом в сравнении с разработкой подземным способом;
(г) более высокий процент выемки угля для разработки поверхностным способом в сравнении с разработкой подземным способом; и
(д) факт, что геологические факторы благоприятствуют извлечению многих запасов угля разработкой поверхностным способом.
Однако разработка поверхностным способом действительно имеет свои ограничения, несмотря на упоминавшиеся выше преимущества. Основной ограничивающий фактор относится к глубине вскрыши. После того как угольный пласт достигает определенной глубины ниже поверхности, мощность вскрыши, которая должна удаляться для достижения угольного пласта, просто делает разработку открытым способом экономически невозможной.
Когда это происходит, большие количества угля могут все еще оставаться в грунте. Однако другие способы системы разработки месторождений должны использоваться, если должна достигаться рентабельная добыча каменного угля. Применение разработки подземным способом в таком случае типично является очень ограниченным. Это может быть благодаря целому ряду факторов, включающих существование плохих условий крепления кровли, малую мощность пласта, или присутствие недостаточных запасов угля, чтобы оправдывать большие капиталовложения, которые являются типичными для поземных разработок.
Вследствие этих соображений шнекобуровая выемка часто используется, чтобы добывать уголь, следом за разработкой открытым способом, где вскрыша становится слишком дорогостоящей, чтобы снимать. Большой шнековый бур используется, чтобы проходить бурением в пластовый забой и добывать уголь из-за перекрывающих пород. Преимущественно шнекобуровая выемка является очень эффективной, обеспечивающей больше тонн на человека в день, чем любая другая форма выемки. Шнекобуровая выемка может также быстро инициироваться и требует относительно малое капиталовложение в сравнении с разработкой поверхностным и подземным способами. Как считается до сих пор, шнекобуровая выемка является наилучшим способом для применения в пластах относительно малой мощности. Кроме того, шнекобуровая выемка является безопаснее, чем разработка поверхностным и подземным способами. Таким образом, шнекобуровая выемка может использоваться, чтобы эффективно дополнять процесс разработки открытым способом и делать выемку маломощных угольных месторождений, которые, в противном случае, могли оставляться пройденными.
Однако шнекобуровая выемка также не обходится без свойственных этому способу недостатков. Шнекобуровая выемка обеспечивает относительно низкую полную добычу угля. Выемка угля для ресурсного участка, на котором производится разработка с применением шнекобуровой выемки, обычно является меньше, чем примерно 35%. Некоторый потерянный процент добычи имеет место благодаря целикам угля, которые оставляются стоящими, чтобы поддерживать перекрывающие породы между соседними стволами проходки бурошнековой машины. Однако большинство дефицита мощности выемки имеет место, благодаря ограниченным глубинам проникновения, достигаемым оборудованием для шнекобуровой выемки.
Более конкретно, когда глубины проникновения увеличиваются, требуется большее число скребков бурошнековой машины, чтобы транспортировать уголь от подрубной головки к пластовому забою для выемки. Каждый скребок добавляет фрикционное сопротивление вращению бурошнекового устройства, благодаря контакту со стенками буровой выработки. Кроме того, чем длиннее колонна скребков бурошнековой машины, тем больше вес угля, который перемещается скребками в любой отдельно взятый период времени. В качестве результата, следует понимать, что требования мощности для бурошнековой машины быстро возрастают с глубиной проникновения рабочего органа бурошнековой машины.
Вследствие приведенных выше соображений буровые выработки (скважины), проходимые осуществляющим бурошнековую выемку оборудованием, обычно имеют глубину порядка 45, 72 м, причем глубина порядка 60, 93 м является редко достигаемой. Конечно, любое увеличение этого показателя является желательным, поскольку это могло бы сильно повышать интенсивность выемки угля из ресурсного участка.
Соответственно этому основной целью настоящего изобретения является разработка усовершенствованных устройства и способа для выемки материала, такого как каменный уголь, из пласта, преодолевающих описанные выше ограничения и недостатки известного уровня техники в данной области, включающей обычное оборудование для шнекобуровой выемки.
Другой целью настоящего изобретения является разработка устройства для выемки материала при повышенной норме валовой добычи.
Дальнейшей целью этого изобретения является разработка устройства и способа для выемки материала более эффективным способом.
Еще другой целью этого изобретения является разработка способа и устройства для выемки материала, позволяющих безопасную и эффективную добычу до большей глубины из забоя горизонтальной проходки.
Так, известно по патенту США N 3135502 устройство для непрерывной выемки материала из пласта, содержащее конвейерную установку, имеющее установленные на платформах, поддерживаемых домкратами, связанные между собой головную, промежуточные и заднюю секции с приводами, загрузочными и разгрузочными концами, выемочную машину, соединенную с головной секцией конвейерной установки и со средствами передвижения.
Еще одной целью настоящего изобретения является разработка устройства и способа для выемки материала, в частности, приспособленных для разработки пластов минералов с мягкой почвой.
Очередной целью этого изобретения является разработка устройства для выемки материала относительно простой конструкции, которая является дешевой в производстве. Это устройство также является легким в эксплуатации, требующим минимальную бригаду обслуживающего персонала, состоящую из трех-пяти человек, для того чтобы снижать издержки на оплату рабочей силы. Также должно пониматься, что представляется легким обучение отдельных рабочих эксплуатировать это устройство.
Еще дополнительной целью данного изобретения является разработка устройства и способа для выемки материала, причем устройство является автоматически направляемым и поддерживает прямолинейный путь проходки при разработке во время эксплуатации.
Для достижения упомянутых этих целей в соответствии с настоящим изобретением устройство снабжено принимающим конвейером, размещенным под разгрузочным концом задней секции на платформе, выполненной с направляющими для задней секции конвейерной установки, и толкающим средством, связанным с задней секцией конвейерной установки, при этом каждая секция конвейерной установки снабжена жесткой сцепкой, установленной с возможностью углового перемещения относительно горизонтальной оси, выемочная машина, конвейерная установка и принимающий конвейер последовательно установлены друг за другом, а их продольные оси расположены в одной плоскости. Каждая секция конвейерной установки смонтирована на колесах. Каждая секция конвейерной установки включает опорную раму и расположенный под углом конвейер, удерживаемый в опорной раме. Расположенный под углом конвейер имеет входной конец для приема материала от горного комбайна или предшествующей секции как по отдельности, так и в совокупности и выходной конец для разгрузки материала к следующей секции конвейерной установки. Посредством добавления секций к конвейерной установке он может удлиняться так, чтобы позволять глубокую подземную выемку из забоя горизонтальной проходки, либо из траншеи, выкопанной в грунте на равнинных участках.
Соединение между секциями конвейерной установки осуществляется полужесткой сцепкой, специально приспособленной, чтобы предупреждать конвейерную установку от выгибания в продольном направлении или складывания во время продвижения вперед в пласт, между тем как также предусматривается обеспечение необходимого углового смещения в вертикальной плоскости, чтобы позволять установке из последовательных секций следовать по контурам основного рабочего горизонта. Более конкретно, каждая конвейерная секция включает пару разнесенных друг от друга на некоторое расстояние вилок на первом конце и пару разнесенных друг от друга на некоторое расстояние гребней на втором противоположном конце. Примыкающие конвейерные секции соединяются вместе приемом гребней одной секции во взаимодействующие вилки другой секции.
В соответствии с другим аспектом изобретения несущий поперечную нагрузку палец фиксируется в каждой вилке. Паз в каждом гребне приспособлен, чтобы принимать несущий нагрузку палец сопрягаемой вилки. Как только гребень и вилка сцепляются полностью, стопорный палец вставляется в отверстие в гребне. Стопорный палец эффективно захватывает несущий нагрузку палец в гребне и завершает соединение. Предпочтительно сцепка обеспечивает минимальный мертвый ход в горизонтальном и вертикальном направлениях (приблизительно 6,35 мм и 50,8 мм соответственно) с тем, чтобы предупреждать выгибания в продольном направлении конвейерной установки из последовательных секций в процессе работы. Однако допускается угловое смещение порядка в основном 19o относительно продольной (горизонтальной) оси несущего нагрузку пальца. Это позволяет конвейерной установке из последовательных секций эффективно следовать изменениям в наклоне основного рабочего горизонта. Далее, мертвый ход позволяет конвейерным секциям легче соединяться вместе. Более конкретно, гребни могут приводиться в состояние сцепления в вилках, когда конвейерные секции являются слегка смещенными от правильного положения. Затем, когда гребни и вилки наворачиваются вместе, конвейерные секции направляются в состояние надлежащего выравнивания и соединение завершается.
Толкающее средство для продвижения вперед конвейерной установки и горного комбайна в пласт, когда производится выемка материала, может представлять собой приводной механизм возвратно-поступательного движения, прикрепленного к пусковой транспортной машине или машине-толкачу.
Преимущественно использование пусковой транспортной машины позволяет конвейерной установке из последовательных секций становиться удлиненной добавлением конвейерной секции без прерывания транспортировки материала. Соответственно этому доводится до максимума производительность. Далее, исключением необходимости остановки наклонных конвейеров конвейерной установки из последовательных секций каждый раз, когда добавляется секция, двигатели конвейера повторно не подвергаются механическому напряжению повторных пусков под нагрузкой, чтобы возобновлять работу. Следовательно, отдельные конвейерные секции обеспечивают более надежную работу в течение более продолжительного срока службы.
Для того чтобы использовать пусковую транспортную машину, уступ может подрубаться снизу пласта, который должен разрабатываться. Пусковая транспортная машина включает опорную раму, которая удерживает конвейер для приема материала от оконечного конвейера установки из последовательных конвейерных секций. Конвейер пусковой транспортной машины отлагает материал на разгрузочный конвейер, который транспортирует этот материал к месту назначения, такому как грузовая платформа перевозочного транспортного средства. Дополнительно пусковая транспортная машина включает разнесенные на некоторое расстояние друг от друга направляющие гусеничные полотна для приема имеющих сцепление с грунтом колес конвейерных секций и гусеничные полотна горного комбайна. Оконечная конвейерная секция установки поддерживается на направляющих гусеничных полотнах непосредственно над принимающим конвейером пусковой транспортной машины на высоте пласта. Это позволяет конвейерной установке из последовательных секций плавно продвигаться вперед в пласт во время операций выемки угля, когда уголь доставляет к принимающему конвейеру пусковой транспортной машины от установленного под углом конвейера оконечной конвейерной секции.
Пусковая транспортная машина может удерживаться в требуемом положении на уступе во время операций выемки угля посредством последовательного ряда анкеров, таких как стальные трубы, или стоек, которые располагаются в шпурах, пробуренных в уступе. Пусковая транспортная машина также включает мощный приводной механизм возвратно-поступательного движения, который является функционально соединяемым с оконечной конвейерной секцией конвейерной установки. Соответственно этому благодаря работе этого приводного механизма, оконечная конвейерная секция, другие конвейерные секции в установке из последовательных секций и горный комбайн, которые все жестко крепятся вместе, могут продвигаться вперед в пласт, когда подрубается материал. Этот приводной механизм используется в сочетании с приводным механизмом горного комбайна, чтобы способствовать продвижению вперед горного комбайна во время подрубки и выемки материала. Соответственно этому, где условия мягкого грунта препятствуют эффективной выемке угля только горным комбайном непрерывного действия, этот приводной механизм служит для того, чтобы продвигать вперед горный комбайн и позволяет разработку пласта. Таким образом, исключается проблема "высокого центрирования" и пласты в мягком грунте могут эффективно разрабатываться, где это не представлялось возможным в прошлом. Далее, избежанием вырывания мягкого грунта, уменьшается количество грунтового материала в агрегатном продукте. Соответственно этому настоящее устройство позволяет обеспечить добычу более чистого каменного угля.
Преимущественно комбинированное толкание и подтягивание конвейерной установки из последовательных секций делается возможными полужестким механизмом сцепки. Этот механизм является относительно жестким в горизонтальном и вертикальном направлениях с тем, чтобы предупреждать выгибание в продольном направлении или складывание конвейерной установки из последовательных секций. Соответственно этому представляется возможным прилагать достаточное толкающее давление, между тем как сохранять выравнивание по прямой и рабочее состояние отдельных конвейерных секций. Аналогично, направление работы или продвижения вперед этого устройства также поддерживается. Кроме того, эта сцепка позволяет ограниченное угловое смещение в вертикальной плоскости между примыкающими конвейерными секциями. Это позволяет конвейерной установке из последовательных секций следовать изменениям в наклоне или контуре основного рабочего горизонта. Соответственно этому это устройство обладает способностью поддерживать его надлежащее положение внутри угольного пласта для более эффективной добычи более чистого продукта.
Когда горный комбайн и конвейерная установка из последовательных секций продвигаются вперед описанным образом, посредством взаимодействия приводных систем пусковой транспортной машины и горного комбайна, фронтальный погрузчик или другое соответственное оборудование используется, чтобы помещать новую конвейерную секцию на пусковую транспортную машину при имеющих сцепление с грунтов колесах этой конвейерный секции, принятых в направляющие гусеничные полотна. Пространство оставляется между последней конвейерной секцией конвейерной установки из последовательных секций и конвейерной секцией, только что установленной на пусковую транспортную машину. Это пространство позволяет материалу из вскрытого пласта падать из этой конвейерной установки из последовательных секций непосредственно на принимающий конвейер, на котором таковой транспортируется снизу вновь добавленной конвейерной секции для выемки. Таким образом, должно пониматься, что выемка материала, такого как каменный уголь, является непрерывной, даже когда к установке добавляются конвейерные секции.
После установки в заданное положение на пусковой транспортной машине линии управления и энергоснабжения приводного двигателя конвейера для новой конвейерной секции затем соединяются с линиями управления и энергоснабжения конвейерной установки из последовательных секций, чтобы инициировать работу. Когда приводной механизм возвратно-поступательного движения достигает его переднего или продвинутого предела, подающая каретка, приводимая в действие гидроцилиндром или другими средствами, такими как кабестан в задней части пусковой транспортной машины, приводится в действие, чтобы продвигать вперед новую конвейерную секцию в состояние сцепления с оконечной секцией конвейерного агрегата из последовательных секций. Затем новая конвейерная секция крепится к той секции, которая была ранее оконечной конвейерной секцией, посредством описанного полужесткого сцепного механизма, в силу этого, становясь новой оконечной конвейерной секцией установки из последовательных секций. Во время крепления уголь продолжает транспортироваться конвейерной установкой из последовательных секций для доставки на принимающий конвейер пусковой транспортной машины. Отсюда уголь доставляют к разгрузочному конвейеру, который транспортирует уголь к местоположению доставки. Приводной механизм возвратно-поступательного движения повторно используется, и конвейерная установка из последовательных секций и горный комбайн тогда продвигаются вперед в пласт ранее описанным образом. Этот цикл повторяется, когда требуется.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления данного изобретения пусковая транспортная машина заменяется отдельной машиной-толкачом. Как и в случае описанной выше пусковой транспортной машины, машина-толкач включает принимающий конвейер для приема материала от конвейерной установки из последовательных секций и разгрузочный конвейер для транспортировки материала к месту доставки. Машина-толкач также является самоходной. Эта машина-толкач включает гидравлические домкраты, приспособленные приводиться в состояние сцепления со сцепными устройствами оконечной конвейерной секции установки из последовательных секций. Эти домкраты выдвигаются, когда конвейерная установка из последовательных секций и горный комбайн продвигается вперед в пласт во время подрубки материала.
После того как домкраты продвигаются вперед в их самой полной степени, они втягиваются назад, когда самоходная машина-толкач пододвигается в направлении конвейерной секции на конце конвейерной установки из последовательных секций. Затем домкраты снова выдвигаются, чтобы продвигать вперед конвейерную установку из последовательных секций и горный комбайн, как это уже описывалось. После того как домкраты полностью выдвигаются, они втягиваются назад, когда машина-толкач снова перемещается в направлении конца конвейерной установки из последовательных секций. Этот цикл повторяется, когда необходимо продвигать устройство вперед в пласт. После того как машина-толкач достигает забоя горизонтальной проходки, она отсоединяется от конвейерной секции на конце установки из последовательных секций и перемещается назад в сторону от установки из последовательных секций посредством самоходной системы. Затем новая конвейерная секция добавляется и прицепляется к конвейрной установке из последовательных секций и машина-толкач возвращается обратно в требуемое положение, чтобы приходить в состояние сцепления с этой секцией. Затем эта конвейерная секция и горный комбайн продвигаются вперед в пласт, как описано выше, с дополнительными конвейерными секциями, добавленными, когда необходимо.
В любом используемом варианте осуществления этого изобретения в конечном счете становится необходимым извлекать горный комбайн и конвейерную установку из последовательных секций из пласта и инициировать новую выемку в разнесенном на некоторое расстояние местоположении вдоль забоя горизонтальной проходки. В первом варианте осуществления этого изобретения приводной механизм возвратно-поступательного движения используется в сочетании с самоходной системой горного комбайна, чтобы извлекать конвейерную установку из последовательных секций и конвейерную секцию одновременно из пласта. Во втором варианте осуществления этого изобретения машина-толкач используется в сочетании с самоходной системой горного комбайна, чтобы извлекать одновременно конвейерную установку из последовательных секций и конвейерную секцию. После того как все оборудование извлекается из пласта, горный комбайн перемещается к местоположению нового вруба, разнесенному на некоторое достаточное расстояние так, чтобы оставлять целик материала в пласте, достаточный чтобы поддерживать перекрывающие породы. Затем горный комбайн продвигается вперед в пласт с конвейерными секциями, добавляемыми, когда необходимо, описанным ранее способом для того, чтобы продолжать операцию выемки.
В соответствии с другим важным аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ непрерывной выемки материала из пласта, в котором используются горный комбайн и конвейерная установка. Этот способ включает подсоединение к задней секции конвейерной установки с помощью жесткой сцепки дополнительных секций, одновременное перемещение транспортируемого материала от задней секции расположенным под ней дополнительным конвейером с последующим перемещением вперед конвейерной установки, толкая ее заднюю секцию.
На фиг.1 изображен частично в разрезе вид сбоку в вертикальной проекции с удаленной ближней боковой стенкой устройства согласно настоящему изобретению, включающего горный комбайн, отдельные конвейерные секции для образования конвейерной установки из последовательных секций и пусковую транспортную машину;
на фиг. 1a - перспективное, схематичное изображение погрузчика, используемого, чтобы устанавливать в требуемое положение новую конвейерную секцию на пусковую транспортную машину;
на фиг. 2 - вид в плане головной конвейерной секции конвейерной установки из последовательных секций, включающий фрагментарное представление задней части горного комбайна;
на фиг. 3 - вид в плане пусковой транспортной машины, показывающий конвейерную секцию в положении, из которого она может добавляться к конвейерной установке из последовательных секций;
на фиг. 3а - поперечное сечение, взятое вдоль линии 3a, показанной на фиг.3;
на фиг. 3b - схематическое изображение системы одного привода приводного механизма возвратно-поступательного движения, установленного на пусковой транспортной машине;
на фиг. 3c - частично в разрезе, деталированный вид сбоку узла захватного крюка, приспособленного соединять приводной механизм возвратно-поступательного движения с отдельной конвейерной секцией;
на фиг. 3d - частично в разрезе, в схематическом изображении, деталированный вид сбоку узла захватного крюка, показывающий узел крюка повернутым вниз и проходящим под пальцем на конвейерной секции;
на фиг. 4 - вид сбоку конвейерной секции, показывающий установленный под углом конвейер этой секции прерывистой линией:
на фиг. 5 - вид сбоку альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения, включающего машину-толкач;
на фиг. 6 - фронтальное перспективное изображение машины-толкача;
на фиг. 7a - деталированный вид в плане, показывающий сцепной механизм между двумя конвейерными секциями; и
на фиг. 7b - деталированный вид сбоку, показывающий сцепной механизм между двумя конвейерными секциями.
Как показано на фиг. 1, устройство 10 для выемки материала из пласта предпочтительно включает горный комбайн 12 типа для непрерывной выемки, который является известным в данной области техники. Более конкретно, горный комбайн 12 включает вращающийся барабан врубовой головки 14, поддерживающий последовательный ряд режущих зубков врубовой части комбайна 16 на винтообразных скребках (не показаны). Барабан врубовой головки 14 с возможностью вращения монтируется на вертикально подвижном баре 18 врубовой части комбайна, который шарнирно монтируется на элементе рамы-шасси 20 горного комбайна 12. Также рама-шасси 20 поддерживается для движения по почве горной выработки парой узлов в сборе машины на гусеничной ходу 22, как это известно в данной области техники. Только один узел в сборе машины на гусеничном ходу показан на фиг. 1.
В процессе эксплуатации горный комбайн 12 предпочтительно продвигается вперед в забой F угольного пласта при поднятом баре 18 врубовой части комбайна и с вращающимся барабаном 14 врубовой головки. Когда подрубка начинается на высоком уровне или в кровли пласта S, горный комбайн продвигается далее вперед и бар 18 врубовой части комбайна постепенно опускается. Когда горный комбайн 12 продвигается вперед и бар 18 врубовой части комбайна поднимается и опускается, уголь C вырубается из забоя F режущими 16 врубовой части комбайна. Затем агрегатный уголь C собирается посредством обычного типа захватывающей головки 24, которая служит, чтобы доставлять агрегатный уголь к скребковому конвейеру 26.
Как показано, скребковый конвейер 26 доставляет уголь C к головной конвейерной секции 27 конвейерной установки 30 из последовательных секций (см. также фиг.2). Головная конвейерная секция 27 может оборудоваться последовательным рядом телекамер (не показаны), чтобы позволять оператору наблюдать за работой горного комбайна 12 на дистанционном расположении. Конвейерная установка 30 из последовательных секций также содержит последовательный ряд конвейерных секций 28, идентичных друг другу, которые освобождаемо сцепляются вместе в последовательный ряд позади конвейерной секции 27.
Как наилучшим образом показано на фиг. 2 и 4, каждая конвейерная секция 27, 28 содержит конструктивную опорную раму-шассу 32, поддерживаемую для движения на имеющих сцепление с грунтом колесах 34. Каждая конвейерная секция 27, 28 также включает центрально расположенный, продольно продолжающийся установленный под углом конвейер 36. Конвейер 36, который является предпочтительно конвейером ленточного типа, работает так, чтобы транспортировать уголь C, принимаемый на нижнем конце, к высокому концу, где он разгружается из конвейерной секции. Соответственно этому следует понимать, что уголь транспортируется вдоль конвейера 36 справа налево, на фиг. 2 и 4 показано стрелками действия А.
Каждая конвейерная секция включает свой собственный двигатель (не показан) для приведения в действие конвейера 36. Далее все конвейерные секции 27, 28 в конвейерной установке 30 из последовательных секций взаимосоединяются посредством линии управления 40 (см. также фиг. 3a), которая сначала прокладывается от источника энергоснабжения, такого как генератор (не показан) на уступе B, к горному комбайну 12 и затем обратно через отдельные секции 27, 28. Соответственно этому двигатели отдельных конвейерных секций соединяются последовательно для одновременной работы при, по существу, согласующейся скорости. На другой стороне конвейерных секций 28, внутри рамы-шасси 32, обеспечивается система каналов 42. Эта система каналов может соединяться с вытяжным каналом 44 на горном комбайне 12. Вентилятор (не показан) в головной конвейерной секции 27 служит для того, чтобы вытягивать пыль и дебрис из забоя F через систему каналов 42, 44 во время связанных с выемкой операций способом, известным в данной области техники.
Каждая из конвейерных секций 28 также включает жесткую сцепку 46, специально приспособленную, чтобы позволять конвейерным секциям 27, 28 сцепляться вместе, а головной конвейерной секции 27 сцепляться с горным комбайном 12. Предпочтительно обеспечивается жесткой сцепкой 46, которая взаимосоединяет конвейерные секции 27, 28 достаточно жестко, чтобы позволять агрегату из последовательных секций подвергаться толканию. Жесткая сцепка 46 включает пару взаимодействующих вилок 47, по оной в каждом углу задней части каждой конвейерной секции 28 (см. фиг. 7a и 7b). Пара сочленяющихся, взаимодействующих гребней 48 обеспечивается по передней части каждой конвейерной секции 28, по одному в каждом углу. Когда примыкающие, расположенные на одной линии конвейерные секции 27, 28 соединяются, гребни 48 располагаются в вилках 47, то есть между пластинами, образующими эти вилки. Каждая вилка 47 снабжена выдерживающим постоянную нагрузку пальцем 49, который одновременно располагается внутри паза 53, вырезанного во взаимодействующем гребне 48. Когда гребни 48 полностью находятся внутри вилок 47, пальцы 49 стыкуются с нижней частью пазов 53 в гребнях. Затем стопорный палец 55 вставляется в направлении вниз в отверстие в каждом гребне 48 так, чтобы захватить несущие постоянную нагрузку пальцы 49 и завершить это соединение. Каждый стопорный палец 55 включает оттяжное кольцо 57, чтобы позволить легкое удаление, когда это необходимо. Конечно автоматическая сцепка могла бы использоваться вместо стопорных пальцев 55.
Преимущественно жесткая сцепка 46 является специально разработанной, чтобы обеспечивать необходимую жесткость, позволяющую толкание конвейерной установки 30 из последовательных секций описанным ниже способом, между тем как также обеспечить свободное угловое движение, чтобы позволять конвейерной установке 30 из последовательных секций следовать по контуру почвы горной выработки или пласта. Более конкретно, жесткая сцепка 46 обеспечивает угловое движение приблизительно на 19o относительно продольной оси выдерживающего постоянную нагрузку пальца 49 так, чтобы позволять отдельным конвейерным секциям 28 установки 30 из последовательных секций следовать по контурам подъемов и спусков или уклонов. Однако свободный ход в горизонтальном и вертикальном направлениях ограничивается до 6,35 мм и 50,8 мм соответственно, чтобы предупреждать продольное выгибание или складывание установки 30 из последовательных секций во время толкания. Однако такой свободный ход действительно упрощает процесс соединения конвейерных секций. Более конкретно, гребни 48 и вилки 47 примыкающих конвейерных секций 27, 28 могут быть слегка отклоненными от требуемого положения, когда первоначально сцепляются. Когда осуществляется полная вставка, конвейерные секции 27, 28 приводятся в состояние полного выравнивания и пальцы 55 могут вставляться, чтобы завершать процесс соединения.
Соответственно этому, когда соединены вместе посредством жесткой сцепки 46, конвейерные секции 27, 28 остаются, по существу, в состоянии прямолинейного выравнивания позади горного комбайна 12. Таким образом, устройство 10 гарантирует, что выемка завершается по прямой линии и соответственно этому также исключается необходимость в дорогостоящей системе наведения. Кроме того, упрощаются органы управления для оператора.
Как должно пониматься из рассмотрения фиг.1, конвейерная установка 30 из последовательных секций включает столько конвейерных секций 28, сколько представляется необходимым, чтобы иметь эту установку из последовательных секций протянутой из пласта S до уступа B. Как показано, предпочтительно уступ B подрубается ниже подстилающей породы пласта так, чтобы принимать пусковую транспортную машину или платформу 50. Пусковая транспортная машина 50 включает главную рамную конструкцию 51, которая поддерживает конвейер 52 для приема угля C от последней конвейерной секции 28 установки 30 из последовательных секций. При этом принимающий конвейер 52 связан с разгрузочным конвейером 56 так, что уголь C доставляется принимающим конвейером 52 вверх по уклону под операторской кабиной управления 54 к разгрузочному конвейеру 56. Разгрузочный конвейер 56 также является наклонным и может, например, использоваться, чтобы транспортировать уголь C к местоположению доставки, такому как платформа грузового автомобиля, который используется, чтобы перевозить уголь в другое место для складирования или дальнейшей обработки.
Как наилучшим образом показано на фиг. 3 и 3a, пусковая транспортная машина 50 включает две разнесенные друг от друга на некоторое расстояние направляющие 58, установленные на верхней части рамной конструкции 51. Одна направляющая 58 обеспечивает у каждой боковой стороны принимающего конвейера 52. Как показано на фиг. 3a, направляющие 58 разносятся друг от друга на соответствующее расстояние так, чтобы принимать имеющие сцепления с грунтом колеса 34 любой из конвейерных секций 28. Как показано, направляющие 58 включают внутреннюю и внешнюю боковые стенки 60, 62, которые приходят в состояние контакта с колесами 34. Соответственно этому должно пониматься, что разнесенные друг от друга на некоторое расстояние направляющие 58 функционируют в качестве каналов, чтобы эффективно поддерживать и направлять конвейерную секцию 27, 28, принятую на них. Кроме того, должно пониматься, что подрубкой уступа ниже подстилающей породы пласта направляющие 58 эффективно обеспечиваются на уровне подстилающей породы пласта. Таким образом, конвейерные секции 28 могут плавно продвигаться вперед в пласт, в, по существу, горизонтальном направлении без какого-либо значительного изменения в высоте.
В соответствии с важным аспектом настоящего изобретения пусковая транспортная машина 50 также включает приводной механизм возвратно-поступательного движения 64. Приводной механизм 64 содержит пару комбинированных цилиндро-тросовых приводных систем 65, по одной у каждой боковой стороны пусковой транспортной машины 50.
Как показано на фиг. 3b, каждая приводная система 65 включает гидроцилиндр двустороннего действия 66, соединенный посредством движения умножающего ступени механизма тросового привода 67 с узлом захватного крюка 68. Гидроцилиндр двустороннего действия 66 включает пару противопоставленных, взаимодействующих поршневых штоков 69. Дальний конец каждого штока 69 включает вилку 70. Первый трос 71 имеет первый конец, монтируемый к одной вилке 70, и второй конец, монтируемый к основанию 72 узла захватного крюка 68. Второй трос 73 имеет первый конец, монтируемый к другой вилке 70, и второй конец, монтируемый к противоположному концу основания 72 узла захватного крюка 68. Каждый трос 71, 73 протягивается от связанной вилки 70 и пропускается вокруг натяжного ролика 74 полиспаста 75, второго натяжного ролика 77, монтируемого к связанной вилке 70, и третьего натяжного ролика 77, монтируемого к пусковой транспортной машине 50. Соответственно этому три витка троса обеспечиваются у каждого торца гидроцилиндра 66. Эти вилки служат, чтобы умножать движение цилиндра 66 относительно узла захватного крюка 68 при соотношении три к одному. Следовательно, цилиндр 66, обеспечивающий полный диапазон движения порядка 4,572 м, служит, чтобы перемещать узел захватного крюка 68 в диапазоне порядка 13,716 м. Винтовая стяжная муфта 78 может предусматриваться, чтобы поддерживать требуемое натяжение троса.
Каждая цилиндротросовая приводная система 65 действительно соединяется с конвейерной секцией 28 конвейерной установки 30 из последовательных секций посредством узла захватного крюка 68. Более конкретно, каждый узел захватного крюка 68 включает основание 72, имеющее противоположные концы, соединенные пальцами 79 или другими средствами с двумя тросами 71, 73 приводного механизма 67, который показан на фиг.3b и 3c и описан выше. Двурогий крюк 80 поворотно монтируется к основанию 72 посредством пальца 82. Как описано более подробно ниже, двурогий крюк 80 может селективно располагаться в первом положении (показано сплошной линией) для сцепления с взаимодействующим пальцем 49 на жесткой сцепке 46 между конвейерными секциями 28 и продвигающейся вперед в угольный пласт конвейерной установки 30 из последовательных секций. Альтернативно, двурогий крюк 80 может селективно располагаться во втором, противоположном направлении (показанном пунктирной линией) для зацепления пальца 49 на противоположной стороне и вытягивания конвейерной установки 30 из угольного пласта. Двурогий крюк 80 также включает пару упоров 86 для удерживания крюка на пальце 49 конвейерной секции 28, даже когда некоторая слабина существует в тросовом приводном механизме 67.
Преимущественно приводной механизм 64 является достаточно мощным, чтобы помогать в продвижении вперед конвейерной установки 30 из последовательных секций и горного комбайна 12 в забой F.
Это является особенно важным преимуществом, когда во многих районах добычи существуют условия мягкой подстилающей породы, такой как огнеупорная глина. Узлы в сборе машины на гусеничном ходу 22 на обыкновенном горном комбайне 12 прокапывают борозды в мягкой подстилающей породе, пока рама-шасси 20 горного комбайна не "центрируется на верхнем уровне" и не ложится на ненарушенный материал подстилающей породы между бороздами. Соответственно этому горные комбайны непрерывного действия имеют предрасположение становиться застрявшими, где присутствуют условия мягкой подстилающей породы. Соответственно этому в прошлом разработка этих пластов избегалась. При настоящей системе разработка этих пластов является теперь возможной. Таким образом, настоящее устройство эффективно открывает новые районы разработки, в силу чего увеличивает поддающиеся извлечению запасы угля.
Для того чтобы гарантировать, что пусковая транспортная машина 50 остается неподвижной, когда приводной механизм 64 приводится в действие, чтобы помогать в продвижении вперед конвейерной установки 30 из последовательных секций и горного комбайна непрерывного действия 12, пусковая транспортная машина может анкероваться к уступу B. Это может достигаться любым способом, известным в данной области техники. Один к решению этой проблемы показывается на фиг. 1 и 3. Более конкретно, последовательный ряд скважин предварительно пробуривается в этом уступе. Имеющие диаметр 15, 24 см стальные трубы 86 затем надставляются сверху вниз в скважины, пробуренные в уступе B. Затем трос 90 из упругой стали крепится между каждой трубой 86 и пусковой транспортной машиной 50. Вместе тросы 90 и трубы 86 служат, чтобы эффективно удерживать пусковую транспортную машину 50 в требуемом положении во время работы приводного механизма 64.
Работа предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения осуществляется следующим образом. После завершения разработки поверхностным способом уступ B подготавливается бульдозером или другим оборудованием для тяжелых условий работы, как по отдельности, так и в совокупности, подрубкой ниже подстилающей породы пласта на достаточное расстояние для надлежащей установки пусковой транспортной машины ( платформы) 50, если возможно. Пусковая транспортная машина 50 может поддерживаться и перемещаться в требуемое положение на узлах в сборе машины на гусеничном ходу 91. Как должно пониматься, четыре комплекта узлов в сборе машины на гусеничном ходу 91 обеспечиваются на каждом конце пусковой транспортной машины 50, показанной на фиг. 1 и 3. Теодолит с вертикальным кругом может использоваться, чтобы гарантировать надлежащее выравнивание пусковой транспортной машины 50 относительно пласта, который должен разрабатываться. Так как конвейерная секция 27, горный комбайн 12 полужестко соединяются вместе, как, например, сцепным механизмом 46 описанного выше типа, устройство 10 остается, по существу, в состоянии линейной расстановки во время выемки.
После того как машина устанавливается в требуемое положение, рама 51 пусковой транспортной машины 50 опускается на домкратах 106 так, чтобы ложиться на грунт. Когда машина расположена таким образом, направляющие 58 пусковой транспортной машины 50 находятся, по существу, на одном уровне с почвой пласта S. После того как пусковая транспортная машина 50 устанавливается около забоя горизонтальной проходки H в месте пласта S, который должен разрабатываться, цельный защитный навес 92, который тянется над передним узлом в сборе машины на гусеничном ходу 91, устанавливается в положение, примыкающее к забою горизонтальной проходки. Дополнительный защитный навес (не показан), который является известным в данной области техники, если требуется, может использоваться между узлом в сборе машины на гусеничном ходу 91 и забоем горизонтальной проходки, где этот узел в сборе не примыкает или не может располагаться примыкающим непосредственно к забою горизонтальной проходки. Далее скважины для анкеровки бурятся в уступе B, как это описывалось выше, и трубы 86 надставляются сверху вниз в эти скважины. Затем тросы 90 используются, чтобы крепить пусковую транспортную машину 50 к трубам 86, посредством этого обеспечивая анкерное крепление пусковой транспортной машины в требуемом положении.
Горный комбайн 12 и головная конвейерная секция 27 могут устанавливаться в требуемое положение на пусковой транспортной машине 50 перед перемешиванием пусковой транспортной машины в требуемое положение на уступе B. При узлах в сборе машины на гусеничном ходу 22 горного комбайна 12, установленных по прямой и свободно укладывающихся в направляющих 58, бар 18 врубовой части комбайна поднимается, чтобы выравнивать барабан 14 подрубной головки с кровлей пласта. Барабан 14 подрубной головки, захватывающая головка 24 и скребковый конвейер 26 затем приводятся в действие. Далее узлы в сборе машины на гусеничном ходу 22 включаются, чтобы продвигать горный комбайн 12 в направлении забоя в пласт.
Горный комбайн 12 управляется известным в данной области техники способом из кабины оператора 54, чтобы осуществлять выемку угля C из пласта S. Причем, когда горный комбайн 12 продвигается вперед в пласт S, головная конвейерная секция 27 следует вдоль направляющих 58.
После того как горный комбайн 12 в достаточной степени продвигается в пласт 8, чтобы обеспечивать свободный промежуток на пусковой транспортной машине 50, конвейерная секция 28 устанавливается в заданное положение на пусковой транспортной машине 80 при помощи фронтального погрузчика 93 так, чтобы колеса 34 конвейерной секции попали в разнесенные друг от друга на некоторое расстояние направляющие 58. Линии управления 40 к новой конвейерной секции 28 соединяются с линией управления 40 головной конвейерной секции 27. Это инициирует работу конвейера 36 на конвейерной секции 28. Далее сдвоенные, взаимодействующие приводные цилиндры 94 приводятся в действие, чтобы продвигать вперед каретку подачи 94 приводятся в действие, чтобы продвигать вперед каретку подачи 96 в задней части пусковой транспортной машины 50. Каретка подачи 96 ездит вдоль колеи в раме 51 и включает буферы 98, которые приходят в состояние контакта с задней частью новой конвейерной секции 28. Соответственно этому, когда каретка подачи 96 продвигается в направлении действия стрелок D, новая конвейерная секция 28 приводится в движение в направлении задней части головного конвейера 27, пока эти две секции не придут в состояние контакта и смогут сцепляться вместе посредством жесткой сцепке 46. Приводные цилиндры 94 затем повторно переводятся в отведенное назад положение, чтобы возвращать каретку подачи 96 к концу пусковой транспортной машины 50. Следует понимать, что в течение всей этой операции уголь непрерывно транспортируется для выемки.
Более конкретно, когда первая конвейерная секция 28 устанавливается в заданное положение на пусковой транспортной машине 50, уголь, вырубленный из пласта S барабаном 14 подрубной головки, пропускается захватывающей головкой 24 к скребковому конвейеру 26 горного комбайна и установленному под углом конвейеру 36 головной конвейерной секции 27. Затем уголь C доставляется к принимающему конвейеру 52 пусковой транспортной машины 50. Принимающий конвейер 52 транспортирует уголь под новой конвейерной секцией 28 к разгрузочному конвейеру 56. Разгрузочный конвейер 56 транспортируется уголь C к местоположению назначения, такому как грузовая платформа углевоза (не показан) для перевозки к месту складирования или для дальнейшей обработки.
Когда новая конвейерная секция 28 продвигается в направлении горного комбайна 12 посредством каретки подачи 96, принимающий конец конвейера 36 начинает перехватывать уголь, который в это время разгружается конвейером 36 головной конвейерной секции 27. Как ранее описывалось, конвейер 36 на секции 28 уже находится в рабочем состоянии, когда это происходит. Соответственно этому уголь транспортируется вдоль конвейера 36 к разгрузочному концу, где таковое все еще доставляет к принимающему конвейеру 52 пусковой транспортной машины 50. Отсюда уголь C транспортируется к местоположению доставки, как это описано выше.
После того как конвейерная секция 28 продвигается вперед в положение позади головной конвейерной секции 27 при гребнях 48, полностью принятых в вилках 47, стопорные пальцы 55 вставляются в соответствующем положении в гребне так, чтобы улавливать несущие нагрузку пальцы 49. Первая конвейерная секция 28 затем полужестко сцепляется с головной конвейерной секцией 27. Далее приводной механизм возвратно-поступательного движения 64 соединяется с конвейерной секцией 28. Более конкретно, крюки 80 приводных систем 65 на каждой стороне пусковой транспортной машины 50 соединяются с пальцами 49 на задней стороне новой конвейерной секции 28. Эти пальцы 49 выступают достаточно, чтобы позволить соединение (см. также фиг. 7a). Приводные системы 65 затем приводятся в действие синхронно и в тандеме, чтобы помогать продвижению вперед конвейерной установки 30 из последовательных секций и горного комбайна 12 в забой F пласта S.
Более конкретно, цилиндры 66 приводятся в действие, чтобы обеспечивать привод для обоих узлов захватного крюка 68 вместе в направлении забоя пласта (обратите внимание на стрелку действия на фиг.1). Благодаря соединению узлов захватного крюка 68 с конвейерной секцией 28 сцеплением крюков 80 и пальцев 49 это движение служит, чтобы направлять установку 30 из последовательных секций и горный комбайн 12 в забой пласта, из которого уголь вырубается барабаном 14 подрубной головки. Это продвижение вперед конвейерной установки 30 из последовательных секций и горного комбайна 12 в забой F пласта S продолжается до тех пор, пока цилиндры 66 и, следовательно, узлы захватного крюка 68 не начнут достигать их предела движения вперед. В этот момент времени, достаточный промежуток существует на пусковой транспортной машине 50 для размещения следующей конвейерной секции 28, которая должна крепиться к конвейерной установке 30 из последовательных секций. Таким образом, когда конвейерная секция 28 достигает переднего конца пусковой транспортной машины 50, фронтальный погрузчик 93 используется, чтобы устанавливать в заданное положение следующую конвейерную секцию 28 на пусковой транспортной машине при колесах 34, принятых в направляющие 58. Линия управления 40 к новой конвейерной секции 28 соединяется с линией управления 40 оконечной конвейерной секции установки 30 из последовательных секций так, чтобы инициировать работу нового конвейера 36. Далее приводные цилиндры 94 приводятся в действие, чтобы продвигать вперед каретку подачи 98 и тем самым направлять новую конвейерную секцию 28 в то место, которое ранее было занято оконечной секцией конвейерной установки 30 из последовательных секций. Новая конвейерная секция 28 затем сцепляется с установкой 30 из последовательных секций (ранее описанным способом), и приводные цилиндры снова используются, чтобы возвращать каретку подачи в их отведенное назад исходное положение.
После того как новый конвейер 28 соединяется с установкой 30 из последовательных секций, приводной механизм 64 снова приводится в действие. В качестве результата, крюка 80 освобождаются от пальцев 49 этого устройства, которое ранее было оконечной секцией конвейерной установки 30 из последовательных секций. Узлы захватных крюков 68 оба приводятся в действие вместе (в направлении стрелки L, как показано на фиг.1) до тех пор, пока они не будут приводится в состояние действенного сцепления с пальцами 49 вновь добавленной конвейерной секции 28.
Должно пониматься, что крюки 80 упруго опускаются под пальцы 49, когда они перемещаются в направлении стрелки так, чтобы позволять прохождение. Более конкретно, каждый крюк 80 располагается на нагруженном пружиной стопоре 100. Соответственно этому, когда закругленная лобовая поверхность 102 приходит в состояние контакта с пальцем 49, крюк подобно кулачку опускается вниз против действия нагруженного пружиной стопора 100 (см. показанное на фиг. 3d пунктирной линией положение), чтобы позволять прохождение крюка 80 под пальцем. В противоположность этому при перемещении в противоположном направлении палец 49 захватывается в крюке 80 и удерживается по месту упором.
После того как крюки 80 зацепляются пальцами 49 новой конвейерной секции 28, конвейерная установка 30 из последовательных секций и горный комбайн 12 продвигаются вперед в пласт уже описанным способом. Еще раз должно приниматься во внимание, что в течение всей этой операции уголь должен транспортироваться без перерыва.
Более конкретно, перед сцепкой уголь от конвейера 36 на первой секции 28 разгружается непосредственно на принимающий конвейер 52 пусковой транспортной машины 50, который затем транспортирует уголь под секцией, которая добавляется. Когда секция, которая добавляется, продвигается вперед в направлении первой секции, конвейер 36 на секции, которая добавляется, перехватывает уголь. Затем уголь транспортируется конвейером 36 на второй секции 28, с которой он также разгружается на принимающий конвейер 52 пусковой транспортной машины 50. Соответственно этому должно приниматься во внимание, что настоящее изобретение успешно позволяет транспортировку материала и добычу угля, по существу, без перерыва, причем даже когда конвейерная секция 28 добавляется к конвейерной установке 30 из последовательных секций.
Конечно, должно пониматься, что дополнительные конвейерные секции 28 могут добавляться к установке 30 из последовательных секций способом, описанным выше, когда требуется добывать уголь из пласта до требуемой глубины. После достижения максимальной глубины конвейерная установка 30 из последовательных секций и горный комбайн 12 выводятся назад из этого пласта. Этот процесс осуществляется одновременно, начиная с конвейерной секции 28.
Более конкретно, крюки 80 узлов захватных крюков 68 отцепляются от взаимодействующих пальцев 49 конвейерной секции 28, опирающейся на пусковую транспортную машину 50. Затем крюки 80 переворачиваются в показанное пунктирной линией на фиг.3c положение (обратите внимание на стрелку действия K) и затем приводятся в состояние зацепления с боковыми сторонами пальцев 49, ближайшими к забою F угольного пласта. Приводной механизм возвратно-поступательного движения 64 тогда используется в сочетании с узлами в сборе машины на гусеничном ходу 22 горного комбайна 12, чтобы обеспечивать задний ход конвейерного агрегата 30 из последовательных секций и выводить таковой из пласта S. Более конкретно, цилиндры 66, приводятся в действие, чтобы тянуть узлы захватных крюков 68 посредством тросов 71, 73 в направлении кабины оператора 54 на пусковой транспортной машине 50. После того как конвейерная секция 28 устанавливается в требуемое положение на пусковой транспортной машине 50 из-под прикрытия защитного навеса 92, жесткая сцепка 46 между этой хвостовой конвейерной секцией 28 и остальной частью конвейерной установки 30 из последовательных секций затем рассоединяется. Это делается оттягиванием колец 57 и удалением стопорных пальцев 55. Линии управления 40 к этой последней секции также отсоединяются. Фронтальный погрузчик 93 или другие машины для эксплуатации в тяжелых условиях затем используются, чтобы поднимать отсоединенную конвейерную секцию 28 из пусковой транспортной машины 50. Затем приводной механизм 64 повторно приводится в действие, чтобы приводить узлы захватных крюков 68 обратно к передней части пусковой транспортной машины 50. Когда это делается, крюки 80, подобно кулачкам, опускаются вниз против нагруженного пружиной стопора 104 так, чтобы проходить под пальцами 49 на новой оконечной конвейерной секции 28. После прохождения пальцев 49 оттягивание назад узлов захватных крюков 68 вынуждает крюки 80 приходить в состояние сцепления с этими пальцами и захватывать их. Соответственно этому приводной механизм 64 может снова использоваться в сочетании с узлами в сборе машины на гусеничном ходу 22 горного комбайна 12, чтобы обеспечивать движение задним ходом конвейерной установки 30 из последовательных секций и горного комбайна 12 из пласта предписанным способом.
Эта процедура повторяется для удаления конвейерных секций 28 из конвейерной установки из последовательных секций по одной секции за один раз. После удаления последней конвейерной секции 28 горный комбайн 12 и головная конвейерная секция 27 подаются назад на пусковую транспортную машину 50 при помощи узлов в сборе машины на гусеничном ходу 22, находящихся в состоянии сцепления с направляющими 58. Тросы анкерного крепления 90 отсоединяются от пусковой транспортной машины 50 и трубы анкерного крепления 86 затем удаляются из уступа B. Рама 51 пусковой транспортной машины затем поднимается от уступа B посредством домкратов 106 и перемещается поперечно по уступу B к следующему местоположению выемки посредством узлов в сборе машины на гусеничном ходу 91. Это местоположение выемки находится на достаточном расстоянии от предшествующего местоположения выемки, чтобы оставлять целик материала в пласте для поддерживания перекрывающих пород. Альтернативно пусковая транспортная машина 50 может поддерживаться на салазках. Когда это делается, бульдозер или другой тип тяжелого оборудования может использоваться, чтобы толкать пусковую транспортную машину 50 вдоль уступа B к новому местоположению выемки. После установки в требуемое положение, рама 51 пусковой транспортной машины опускается домкратами 106 в состояние сцепления с уступом B. Затем трубы анкерного крепления 86 снова устанавливаются в скважины, пробуренные в уступе, и тросы 90 соединяются между пусковой транспортной машиной 50 и трубами 86. Затем операция выемки продолжается описанным выше способом.
Альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 5 и 6. В этом альтернативном варианте пусковая транспортная машина 50 заменяется машиной-толкачом 110. Горный комбайн 12 и конвейерные секции 27, 28, образующие конвейерную установку 30 из последовательных секций, остаются без изменений.
Машина-толкач 110 включает раму-шасси 112, поддерживаемую на паре узлов в сборе машины на гусеничном ходу 114 (только один показан на фиг. 5). Узлы в сборе транспортной машины на гусеничном ходу 114 приводятся в действие двигателем и трансмиссией (не показаны) так, чтобы машина-толкач 110 являлась самоходной машиной. Кабина 116 монтируется на платформе 118, установленной на раме-шасси 112. Кабина 116 заключает в себе органы управления для эксплуатации устройства 10. Более конкретно, эти органы управления включает видеоконтрольные устройства (видеоманиторы), соединенные с телекамерами, установленными на головной конвейерной секции 27 или горном комбайне 12, которые позволяют оператору наблюдать за имеющим место процессом выемки в забое пласта S. Органы дистанционного управления, которые являются известными в данной области техники, также обеспечиваются для управления горным комбайном 12. Далее обеспечиваются органы управления для эксплуатации машины-толкача 110.
Как показано на фиг. 6, машина-толкач 110 также включает принимающий конвейер 120 между узлами в сборе машины на гусеничном ходу 114 и под платформой 118. Когда машина-толкач 110 устанавливается таким образом, чтобы находиться в состоянии контакта с последней секцией 28 конвейерной установки 30 из последовательных секций, уголь, разгружаемый их этой секции, принимается на конвейер 120. Затем этот уголь транспортируется в направлении назад под платформой 118 к установленному под углом разгрузочному конвейеру 120, смонтированному к задней части машины-толкача. Этот разгрузочный конвейер 122 транспортирует уголь к местоположению доставки.
Как также показано на фиг. 5 и 6, машина-толкач 110 включает пару домкратов 124. Эти гидравлические домкраты 124 поддерживают буферный элемент 126 на дальних концах выдвижных штоков 128, которые могут совершать возвратно-поступательное движение в домкраты 124 и из них. Как следует понимать, буферные элементы 126 каждый включает сцепной механизм 46 описанного выше типа.
Как показано на фиг. 5, когда машина-толкач 110 надлежащим образом расположена позади конвейерной установки 30 из последовательных секций, буферный элемент 126 сцепляется с вилками 47 на задней части рамы 32 оконечной конвейерной секции 28. Соответственно этому должно приниматься во внимание, что домкраты 124 могут выдвигаться, чтобы толкать конвейерную установку 30 из последовательных секций и продвигать вперед конвейерную установку из последовательных секций и горный комбайн 12 вместе в пласт S во время выемки угля.
Работа альтернативного варианта осуществляется следующим образом. Уступ B готовится так, чтобы он находился на одном уровне подстилающей породы или почвы выработки пласта S. Горный комбайн 12 и головная конвейерная секция 27 затем устанавливаются в требуемое положение и продвигаются вперед, как это известно в данной области техники, чтобы инициировать прорубание ходовой выработки через пласт S. Как известно в данной области техники, защитный навес используется примыкающим к забою горизонтальной проходки. Для дополнительной безопасности горный комбайн 12 управляется дистанционно с безопасного расстояния.
После инициирования вруба в пласт S конвейерная секция 28 устанавливается в требуемое положение посредством фронтального погрузчика 93 или другого соответствующего оборудования непосредственно позади головной конвейерной секции 27 и горного комбайна 12. Затем осуществляется сцепка между секцией 28 и головной конвейерной секцией 27 уже описанным способом. Машина-толкач 110 затем продвигается вперед посредством узлов в сборе машины на гусеничном ходу 114 так, чтобы располагаться непосредственно позади конвейерной секции 28. Причем, когда этот маневр завершается, должно подразумеваться, что домкраты 124 являются полностью отведенными в заднее положение. Машина-толкач 110 осторожно перемещается вперед приведением в действие узлов в сборе машины на гусеничном ходу 114 до тех пор, пока буфер 126 не будет приходить в состояние контакта с вилками 47 или несущими нагрузку пальцами 49 на раме 32 конвейерной секции 28. В это время узлы в сборе машины на гусеничном ходу 114 выключаются и машина-толкатель 110 крепится по месту анкерными связями.
Далее домкраты 124 выдвигаются, чтобы помогать узлам в сборе машины на гусеничном ходу 22 в направлении конвейерной секции 28 и горного комбайна 12 вперед в пласт S. Домкраты 124 обеспечивают равномерное усилие по обеим сторонам конвейерной секции 28, в силу чего гарантируется, что горный комбайн 12 и конвейерная установка 30 из последовательных секций будут продвигаться прямолинейно в пласт S. Соответственно этому представляется возможной эффективная выемка мягких нижних пластов, между тем как, по существу, аннулируется рассматривавшаяся выше проблема "высокого центра".
Когда горный комбайн 12 и конвейерная секция 28 продвигаются вперед в пласт S, уголь вырубается вращающимся барабаном 14 подрубной головки и доставляется посредством сборочной головки 24, скребкового конвейера 26 и конвейеров 36 секций 27, 28 к принимающему конвейеру 120 машины-толкача 110. От принимающего конвейера 120 уголь разгружается на разгрузочный конвейер 122, который затем транспортирует уголь к его местоположению доставки. Местоположение доставки может содержать любое число возможностей, включающих другой конвейер для доставки угля к месту складского запаса или, например, к платформе грузового автомобиля для перевозки угля от уступа к другому местоположению.
После того как домкраты 124 выдвигаются полностью, они повторно возвращаются в полностью отведенное назад положение и машина-толкач 110 снова продвигается вперед, пользуясь узлами в сборе машины на гусеничном ходу 114, до тех пор, пока буферный элемент 126 снова не будет приходить в состояние контакта с рамой 32 конвейерной секции 28. Этот рабочий цикл затем повторяется, чтобы продолжать выемку угля, столько раз, сколько это может представляться необходимым, до тех пор, пока машина-толкач 110 не достигнет защитного навеса. В это время "медленный червячный" тип перемещения вперед оканчивается и машина-толкач 110 отцепляется от секции 28 и узлы в сборе машины на гусеничном ходу 114 включаются, чтобы отводить задним ходом машину-толкач 110 в сторону от этой конвейерной секции. Фронтальный погрузчик 93 или другое оборудование затем приводится в действие, чтобы устанавливать в требуемое положение другую конвейерную секцию 28 позади последней конвейерной секции 28 конвейерной установки 30 из последовательных секций. Две конвейерные секции 28 затем сцепляются вместе, и машина-толкач 110 снова продвигается вперед в положение с домкратами 124, полностью отведенными назад так, чтобы приводить буферный элемент 126 в состояние контакта с задней частью секции 28 в конце конвейерной установки 30 из последовательных секций. Домкраты 124 и узлы в сборе машины на гусеничном ходу 114 затем снова приводятся в действие описанным выше способом, чтобы продвигать вперед горный комбайн 12 и конвейерную установку 30 из последовательных секций "медленным червячным" образом в угольной пласт S.
Эта процедура продолжается до тех пор, пока не достигается требуемая или максимальная глубина для выемки. На этом этапе конвейерная установка 30 из последовательных секций удаляется из пласта S по одной секции 28 за один раз посредством соединения буферных элементов 126 с несущими нагрузку пальцами 49 вилок 47 и благодаря приведению в действие узлов в сборе машины на гусеничном ходу 114, 22 на машине-толкаче 110 и на горном комбайне 12 для поточной работы. После последовательного удаления конвейерных секций 28 из конвейерной установки 30 из последовательных секций горный комбайн 12 и головная конвейерная секция 27 в конечном счете снова появляются из пласта S. Затем разработка с выемкой снова инициируется описанным выше способом на новом месте вдоль уступа B, разнесенном на некоторое расстояние от предшествующего места, достаточное, чтобы сохранить целик угля достаточно широким, чтобы поддерживать перекрывающие породы над пластом.
Согласно настоящему изобретению устройство 10 для непрерывной выемки является относительно простым в управлении и требует только малочисленную бригаду (от 3 до 4 человек), чтобы доводить выемку до полной производительности горного комбайна для поточной работы 12. Конвейерные секции 27, 28 являются относительно низкими в профиле, чтобы позволять разработку относительно узких пластов. Также принимается во внимание, что конвейерные секции 28, которые составляют конвейерную установку 30 из последовательных секций, все строятся совершенно одинаковыми. Соответственно этому они являются полностью взаимозаменяемыми. Поэтому, если одна из секций могла бы иметь отказ в процессе эксплуатации по любой причине, она может удаляться из системы и выемка может продолжаться без значительного простоя.
Преимущественно следует также принимать во внимание, что настоящее устройство в либо предпочтительном, либо альтернативном показанных вариантах осуществления обеспечивает продвижение вперед или удаление горного комбайна 12 и конвейерной установки 30 из последовательных секций в пласт S или из него от уступа B. Соответственно этому узлы в сборе машины на гусеничном ходу 22 горного комбайна 12 не представляют собой единственные средства, чтобы продвигать вперед горный комбайн в забой F и выводить из него. Это является главным преимуществом в участках с мягким материалом подстилающей породы, таким как огнеупорная глина. Фактически настоящая система позволяет эффективную разработку таких участков, которая, поистине, не являлась возможной ранее. Далее, так как это достигается без разрушения подстилающей породы пласта, добытый продукт не загрязняется материалом подстилающей породы.
Данное описание предпочтительного и альтернативного вариантов осуществления этого изобретения не предназначается, чтобы ограничивать это изобретение точной раскрытой формой. Очевидные модификации или изменения являются возможными в свете приведенных выше технических решений.
Например, где уступ не может подрубаться, пусковая транспортная машина 50 может просто устанавливаться в требуемое положение на уступ B и конвейерные секции 28 могут направляться вниз с легким наклоном в угольный пласт S. Если необходимо, горный комбайн 12 может удалять часть материала кровли в забое горизонтальной проходки, чтобы обеспечивать достаточный просвет для прохождения горного комбайна и конвейерных секций. Далее должно пониматься, что настоящее устройство для выемки материала может использоваться для разработки угольных пластов в равнинных земельных участках. Более конкретно, котлован может отрываться в грунте устройством, приводимым в действие из котлована, чтобы добывать уголь из-под, в противном случае, ненарушенных перекрывающих пород. В качестве дальнейшего примера пусковая транспортная машина 50 не нуждается в том, чтобы она включала кабину оператора. Органы управления оператора могут располагаться дистанционно.
Варианты осуществления настоящего изобретения выбраны и описаны, чтобы обеспечивать наилучшую иллюстрацию принципов этого изобретения и его практического применения, чтобы в силу этого обеспечить возможность для специалиста в данной области техники использовать это изобретение в различных вариантах его осуществления и с различными модификациями, которые являются подходящими для конкретного предполагаемого использования. Все такие модификации и изменения находятся в пределах объема данного изобретения, который определен формулой изобретения, и могут быть интерпретированы в соответствии с объемом защиты, на который они получают право.
Изобретение относится к горному делу. Способ непрерывной выемки агрегатного материала из пласта включает подрубку материала пласта, выемку и транспортировку, а также продвижение в пласт выемочной машины, соединенной с головной секцией конвейерной установки, подтягиванием конвейерной установки выемочной машиной. К задней секции конвейерной установки с помощью жесткой сцепки подсоединяют дополнительные секции, одновременно перемещая транспортируемый материал от задней секции расположенным под ней принимающим конвейером. После этого конвейерную установку перемещают вперед, толкая ее заднюю секцию. Устройство имеет конвейерную установку со связанными между собой головной, промежуточной и задней секциями и выемочную машину, соединенную с головной секцией и средством передвижения. Под разгрузочным концом задней секции на платформе размещен принимающий конвейер. С задней секцией связано толкающее средство. Секции конвейерной установки связаны жесткой сцепкой. Выемочная машина и конвейерная установка имеют возможность их прямолинейного перемещения в пласт. Изобретение обеспечивает непрерывную выемку пласта. 2 с. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.
Приоритет по пунктам:
10.12.90 по пп.1 - 5, 9 - 23;
20.11.91 по пп.9 - 2, 6 - 8.
| US 3135502, 02.06.64 | |||
| Проходческий комбайн | 1985 |
|
SU1293333A1 |
