用于連續露天開采的輸送機系統的制作方法

用于連續露天開采的輸送機系統的制作方法
【專利摘要】提供了用于露天開采操作的側移輸送機。該輸送機通常包括輸送機區段和輸送機平移裝置。每個輸送機平移裝置包括可操作成在大體垂直于輸送方向的方向上移動相關聯的至少一個輸送機區段的驅動器。輸送機還包括可操作地聯接到每個驅動器以控制驅動器的操作并協調輸送機區段的移動的控制器。用于在露天礦中移動輸送機的方法通常包括：檢測能夠操作成將材料沉積到輸送機區段上的露天采礦機已經移動到輸送機區段中的一個之外；固定與輸送機區段中的一個相關聯的輸送機平移裝置相對于露天礦的位置；以及操作輸送機平移裝置以在大體垂直于輸送方向的方向上移動輸送機區段中的一個。
【專利說明】用于連續露天開采的輸送機系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求全都在2010年4月16日提交的美國臨時專利申請61/325，061、61/325，064、61/325，067和61/325,070的權益和優先權，并且要求2010年7月21日提交的美國臨時專利申請N0.61/366，394的權益和優先權。據此，前述申請中的每個申請的全部內容在此通過引用并入本文。
【背景技術】
[0003]大部分高產露天煤和鐵礦的礦山利用包括在表面內鉆孔、將炸藥裝入孔內、點燃炸藥以松弛材料、挖掘松弛的材料并將其裝載到托運卡車、將材料運輸到破碎和輸送設施以及將定尺寸的且分類的材料沉積在合適的儲料堆的循環過程。該方法已經使用超過100年并且已經為連續精煉的主題。挖掘并裝載煤或鐵礦的主要方法是使用大容量的液壓挖掘機(也稱為液壓采掘鏟)。移除殘積層的主要方法是使用拉鏟挖土機和/或電動采掘鏟。最近，液壓采掘鏟在容量上已經增加且目前可大體等于較小的電采掘鏟的生產率。
[0004]另一最近的發展是針對露天開采的路面銑刨機的改進。這些改進的路面銑刨機通常為具有以與地面固定的關系來操作的帶驅動切割滾筒的人具運輸的、柴油動力車輛。

【發明內容】

[0005]在一種實施方式中，本發明提供一種用于露天開米操作的側移輸送機。所述輸送機通常包括大體在輸送方向上延伸的多個輸送機區段以及多個輸送機平移裝置。每個輸送機平移裝置與多個輸送機區段中的至少一個相關聯。每個輸送機平移裝置包括能夠操作成在大體垂直于輸送方向的方向上移動相關聯的至少一個輸送機區段的驅動器。輸送機還包括可操作地聯接到每個驅動器以控制驅動器的操作并協調多個輸送機區段的移動的控制器。
[0006]在另一實施方式中,本發明提供一種用于在露天礦中移動輸送機的方法。輸送機包括在輸送方向上延伸的多個輸送機區段。所述方法通常包括:檢測能夠操作成將材料沉積到輸送機區段上的露天采礦機已經移動到多個輸送機區段中的一個之外；固定與多個輸送機區段中的一個相關聯的輸送機平移裝置相對于露天礦的位置；以及操作輸送機平移裝置以在大體垂直于輸送方向的方向上移動多個輸送機區段中的一個。
[0007]考慮詳細說明和附圖，本發明的其它方面將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是利用一對露天連續采礦機的露天開采操作的鳥瞰透視圖。
[0009]圖2是示出露天連續采礦機之一的與圖1類似的放大透視圖。
[0010]圖3是圖2的連續采礦機的透視圖。
[0011]圖4是圖2的工作面輸送機的一部分的平面視圖。
[0012]圖5是利用露天長壁系統的另一露天開采操作的鳥瞰透視圖。[0013]圖6是與圖5的露天長壁系統相關的露天長壁剪切機的透視圖。
[0014]圖7是示出與圖5的露天長壁系統相關的裝甲式工作面輸送機的一部分和用于移動工作面輸送機的負載平移裝置的透視圖。
[0015]圖8是圖7的裝甲式工作面輸送機的部分的另一透視圖。
[0016]圖9是不出圖6的從開米面移除材料的露天長壁剪切機、圖7和8的朝破碎機輸送材料的裝甲式工作面輸送機以及圖7和8的多個負載平移裝置的與圖5類似的放大透視圖。
[0017]圖10是在盲開挖操作之前圖5的露天長壁系統的一部分的透視圖。
[0018]圖11是示出緊接在盲開挖操作之后的露天長壁系統的與圖10類似的透視圖。
[0019]圖12是示出在第一組負載平移裝置在盲開挖操作后已經重置之后的露天長壁系統的與圖10類似的透視圖。
【具體實施方式】
[0020]在詳細解釋本發明的任何實施方式之前，應理解，本發明的應用不限于在以下說明書中闡述的或在所附附圖中圖示的部件的結構和布置的細節。本發明能夠具有其它實施方式且以各種方式實踐或實施。
[0021]圖1是利用一對露天連續采礦機10進行第一類型的露天開采操作的鳥瞰透視圖。卸料輸送機12沿著大體垂直于兩個開采面14的中切部在中切部的每一側上延伸。第一和第二側移工作面輸送機16、18沿著開采面14從卸料輸送機12大體垂直地向外延伸。當從上方觀察時，第一和第二工作面輸送機16、18以互生葉的模式延伸到卸料輸送機12的左側和右側。第一工作面輸送機16延伸到開米面14的第一端20,而第二工作面輸送機18延伸到開采面14的第二端22。工作面輸送機16、18各自包括位于卸料輸送機12附近相對的第一端和第二端20、22之間的卸料部24，并可操作成將從開采面14移除的材料朝卸料輸送機12輸送。盡管所示操作包括兩個連續采礦機10以及第一和第二工作面輸送機16、18，但是其它操作可包括僅一個連續采礦機10和僅一個工作面輸送機。而且，盡管以下論述涉及連續采礦機10和第一工作面輸送機16，但是該論述同等地適用于連續采礦機10和第二工作面輸送機18。
[0022]還參考圖2，連續采礦機10可從開采面14移除材料并且將移除的材料沉積到工作面輸送機16上。連續采礦機10通過橋接輸送機26連接到安裝在工作面輸送機16上的料斗28。連續采礦機10沿開采面14橫向地移動并從開采面14移除材料。連續采礦機10還收集移除的材料并將移除的材料經由橋接輸送機26輸送到料斗28。在某些實施方式中，料斗28包括破碎輥(未示出)，該破碎輥在將所破碎的材料卸載到在料斗28下方延伸的工作面輸送機16上之前按尺寸排列材料。工作面輸送機16將材料朝卸料部24攜帶，卸料部24將材料沉積在卸料輸送機12上。卸料輸送機然后將材料從開采區域帶走以進行進一步處理。材料因而被從開采面14連續地移除并從連續采礦機10輸送到料斗28，到工作面輸送機16，到卸料部24，并隨后通過卸料輸送機12從開采區域輸送走。在某些實施方式中，整個操作是自動的和/或通過遠離開采區域的操作者控制。
[0023]圖3是連續采礦機10的詳細視圖。連續采礦機10包括底盤30、安裝在底盤30上的垂直地伸展的切割臂或懸臂32以及安裝在懸臂32上的橫向地細長的開采頭34。懸臂32可操作成使開采頭34在大體垂直方向上移動以從開采面14移除材料。如所示的，懸臂32的垂直移動的范圍足以將開采頭34定位得高于連續采礦機10的其它部件。在某些實施方式中，懸臂32可被升高到高于地面約5米的垂直高度。開采頭34包括同軸地安裝在懸臂32端部以圍繞軸線42旋轉的多個大切割滾筒36。切割滾筒36配備有將材料從開采面14刮走、切割并破碎的多個齒48。切割滾筒36可操作地聯接到驅動可旋轉的切割滾筒36的切割機驅動馬達(未示出)。驅動馬達可為或包括電動馬達或液壓馬達、電動馬達和液壓馬達的組合，且在某些實施方式中驅動馬達可至少部分地由攜帶在底盤上的內燃發動機驅動或給予動力。在這方面，連續采礦機10可包括“混入型”的柴油-電力包或包括聯接到發電機的內燃發動機或用于從由發動機執行的工作產生電力的其它合適裝置的類似發電機組。這種發電機組能夠驅動連續采礦機的所有操作并給所有操作提供動力而不需要外部動力。連續采礦機10的其它結構可利用外部動力源(未示出)且可包括用于輸送來自外部動力源的電力的拖曳電纜系統。連續采礦機10的別的其它結構可包括拖曳電纜系統和發電機組兩者使得任一系統可用于提供電力，如特定應用或操作環境所要求的。
[0024]連續采礦機10還包括大體定位在開采頭34下方以收集從開采面14移除的材料的托盤50。托盤50包括朝礦物輸送機40聚集并引導材料的一對旋轉收集器輪38，礦物輸送機40朝采礦機10的后部延伸遠離托盤50。礦物輸送機40從托盤50向后延伸并將從開采面14移除的材料沉積到橋接輸送機26 (參見圖2)。
[0025]再次參考圖2,橋接輸送機26在礦物輸送機40的尾端和定位在工作面輸送機16上方的料斗28之間延伸。橋接輸送機26具有允許其相對于連續采礦機10和料斗28中的一個或兩者樞轉的鉸接式構造。在某些實施方式中，橋接輸送機26也是伸縮地可延伸的。在某些結構中，橋接輸送機26和/或工作面輸送機16、18可為基于無極帶或鏈刮板的板型輸送機。橋接輸送機26可以通過連續采礦機10的驅動系統(例如，混入型柴油電力包)可操作地驅動或可以包括其自己獨立的驅動系統，其中任一種均可實際上為電的和/或液壓的。
[0026]還參考圖4,在所不結構中，工作面輸送機16和18由多個輸送機區段52構成。輸送機區段安裝在用于將輸送機區段朝開采面14以及遠離開采面14移動的輸送機平移裝置54上或者可整體地包括該輸送機平移裝置54。在所示實施方式中，該輸送機平移裝置54包括安裝在輪56上的底架55。輪56可為橡膠輪胎式輪、軌道式履帶輪或者允許移動輸送機區段52的基本上任何其它類型的支撐件。盡管圖4示出與輸送機區段52為一體并位于輸送機區段52下面的輸送機平移裝置54，但是其它實施方式可包括與輸送機區段52分開的輸送機平移裝置54和/或可從側面推或拉輸送機區段52的輸送機平移裝置54，包括，例如，下面論述的負載平移裝置。
[0027]每個輸送機平移裝置54包括其中輸送機平移裝置54相對于開采面14基本上固定的固定構造和其中輸送機平移裝置54相對于開采面14可移動的非固定構造。固定或非固定構造可借助于機械、液壓、氣動或電氣系統實現，取決于輸送機平移裝置54的容量和構造。例如，在所示實施方式中，防止一個或更多個輪56旋轉的制動機構可能是合適的。其它實施方式可包括鉆入地面或以其它方式將其自身固定到地面以防止輸送機平移裝置54和輸送機區段52移動的更侵入性錨定系統。
[0028]繼續參考圖4，底架55支撐輸送機區段框架58和呈平行軌道60形式的料斗支撐件。在可替換的結構中，軌道60可由框架58支撐。所示框架58包括細長的側梁61和橫梁62 (在圖4中僅不出一個橫梁)。所不框架58還包括從側梁61中的一個向上延伸并隨后橫向地橫跨輸送機區段的寬度的倒L形臂63。多個下部輥64可旋轉地支撐在側梁61之間和橫梁62之上，并且支撐輸送帶65的返回段。一組凹槽棍66由臂63支撐并支撐輸送帶65的輸送段。輸送機區段52的某些實施方式還可包括在倒L形臂63的沒有連接到底架55的一側的支撐腿(未示出)，以對凹槽輥66提供進一步支撐或支撐大體鄰近凹槽輥66安裝在框架58上方的軌道60。
[0029]料斗28被料斗框架支撐在輸送帶65上方，該料斗框架包括從料斗28向下延伸到沿軌道60滾動的輪68的支撐件67。料斗28可在大體平行于開采面14的方向上沿軌道60移動，并大體上跟蹤連續采礦機10的移動。料斗28可在軌道60上自由地滾動，通過由橋接輸送機26提供的連接而被連續采礦機10拖曳或推入到適當位置。料斗28可以可替換地包括用于驅動輪68的獨立驅動系統，或者驅動系統可并入輸送機區段52以沿工作面輸送機16的長度移動料斗28。
[0030]總體上參考圖1-4，在操作中，連續采礦機10開始從開采面14的一端(例如，鄰近中切部的端部)移除材料并且橫向地沿開采面14橫過。連續采礦機10通過如下方式運行:在其垂直移動范圍(例如，約5米)中旋轉切割滾筒36并擺動懸臂32同時使切割滾筒36與材料接合。隨著材料被移除，連續采礦機10沿開采面14前進。在某些示例性實施方式中，連續采礦機10對于沿開采面14橫向前進的每一米移除約30立方米的材料。
[0031]隨著連續采礦機10前進，被切割滾筒36移除的材料下落或者被聚集到托盤50中。旋轉的收集器輪38將收集在托盤50中的材料朝礦物輸送機40引導。礦物輸送機40將材料朝連續米礦機10的后部輸送并輸送到橋接輸送機26,橋接輸送機26又將材料輸送并最終沉積在料斗28內。一旦在料斗28中，材料可在被沉積到工作面輸送機16上之前被定尺寸。工作面輸送機16將材料朝卸料部24攜帶并將材料沉積到卸料輸送機12，在卸料輸送機12處,材料被從開采地點帶走。
[0032]隨著連續采礦機10橫過開采面14，料斗28隨連續采礦機10從工作面輸送機16的一端朝工作面輸送機16的另一端移動。如上面論述的，料斗28可沿工作面輸送機16自由地移動并可通過連續采礦機10和橋接輸送機26沿工作面輸送機16拉動，或者可在料斗28上或者工作面輸送機16上設置驅動機構，用于以與連續采礦機10協調的方式移動料斗28。
[0033]當連續采礦機10在向外的開采操作(例如，遠離卸料部12行進)之后到達開采面14的末端時，可用電車將連續采礦機10朝卸料部12向后運走或者可執行允許連續采礦機10轉向并繼續開采同時向內朝卸料部12移動的端部切割程序。為了執行端部切割程序，連續采礦機10轉向約90度使得切割滾筒36的旋轉軸42 (參見圖3)大體與開采面14平行。連續采礦機10隨后向前前進到開采面14內的至少約等于連續采礦機10的寬度的距離，并且在維持開采輸送機、橋接輸送機26和料斗28之間的接合的同時從開采面14移除材料。在某些操作情形中，可增加切割深度以輔助連續采礦機10的操縱性和/或提供開采面14和輸送機16之間的額外空間以用于隨后的切斷或轉向操作。
[0034]在完成初始切割之后，連續采礦機10從由初始切割形成的坑道反轉出來并重新定位切割滾筒36用于第二切割。第二切割以與初始切割相同的方式執行但是更靠近卸料輸送機定位。在完成第二切割之后，將存在開采面14的具有約為兩個采礦機寬度寬和至少約一個采礦機寬度深度的尺寸的切斷端部。根據連續采礦機10的尺寸和操縱性，還可進行第三切割以增加切斷端部的寬度。一旦完成切斷端部，連續采礦機10被定位在切斷端部內同時切割滾筒36的旋轉軸線42垂直于開采面14并面朝卸料部12定向。連續采礦機10隨后朝卸料輸送機開采其往回的路直到其到達中切部，在該點處，連續采礦機10轉向并在向外的方向上執行另一開采工作循環。
[0035]當連續采礦機10完成沿開采面14的開采工作循環時，工作面輸送機16自動地朝開采面14前進。工作面輸送機16可作為單元朝開采面14前進，由此隨著連續采礦機10重新定位自身用于開始下一開采工作循環，整個工作面輸送機16朝開采面14同時移動，或者隨著連續采礦機10沿開采面14前進，工作面輸送機16可在連續采礦機10后面“蜿蜒”。在任一情形中，輸送機平移裝置54各自操作成將其各自的輸送機區段52朝開采面14移動。例如，關于圖4的輸送機區段52和輸送機平移裝置54，輸送機平移裝置54從固定構造改變為非固定構造并且輪56被驅動以朝開采面14移動輸送機平移裝置54和輸送機區段52。移動的具體距離以及在完成重新定位時輸送機區段52和開采面14之間的具體距離除別的之外還取決于輸送機區段52、料斗28、橋接輸送機26和連續采礦機10的構造。
[0036]圖5是利用露天長壁系統的另一露天開采操作的鳥瞰透視圖。露天長壁系統包括大體垂直于開采面14定向并遠離開采面14延伸的卸料輸送機112。第一和第二裝甲式工作面輸送機116、118沿開采面14延伸并大體垂直于卸料輸送機112定向。裝甲式工作面輸送機116、118中的每一個具有安裝在其上的呈露天長壁剪切機110形式的連續采礦機。每個露天長壁剪切機110安裝在其各自的工作面輸送機116、118上，用于在大體平行于開采面14的橫向方向上移動。每個裝甲式工作面輸送機116、118包括限定鄰近卸料輸送機112定位的卸料部124的驅動端。卸料輸送機112包括鄰近每個裝甲式工作面輸送機116、118的卸料部124定位的破碎機128。呈負載平移裝置130形式的多個輸送機平移裝置與裝甲式工作面輸送機116、118相關聯并且可操作成朝開采面14移動裝甲式工作面輸送機116、118,如下面進一步論述的。
[0037]參考圖6，每個長壁剪切機110包括大體矩形的底盤134和一對鉸接臂138，每個鉸接臂138均支撐切割機組件142。臂138樞轉地聯接到底盤134的相對端并由聯接在臂138和底盤134之間的致動器146樞轉。每個臂138支撐可操作成可旋轉地驅動切割機組件142的切割機馬達150。切割機組件142為大體柱狀的且包括第一大體柱形的切割表面154和第二切割表面158,第一大體柱形的切割表面154用于在長壁剪切機110大體平行于開采面14移動時從開采面14移除材料，第二切割表面158由切割機組件142的端表面限定，用于在長壁剪切機110大體垂直于開采面14移動時從開采面14移除材料。第二切割表面158可以為大體圓形的、環形的、圓錐形的、或者截頭錐形的，除別的之外這還取決于切割表面158旨在切割的材料的類型。第一和第二切割表面154、158兩者可設有多個用于從開采面14移除材料的不同構造的切割齒162。在所示結構中，齒162安裝在切割表面154和158上。
[0038]長壁剪切機110還包括一對內側支撐底腳166和一對外側支撐底腳170 (僅一個外側支撐底腳在圖6中可見)。內側和外側支撐底腳166和170被構造成安裝到工作面輸送機116、118，使得長壁剪切機110能夠沿工作面輸送機116、118從卸料部124橫向地移動到工作面輸送機116、118的遠端并再次返回。在某些實施方式中，長壁剪切機110利用水冷馬達并包括閉路可變水流系統(未示出)。水流系統可包括泵、恒溫器、輻射器和/或換熱器的合適組合以控制通過長壁剪切機110的冷卻水的流量。
[0039]參考圖7和8,每個工作面輸送機116、118包括多個輸送機區段174。每個輸送機區段174包括用于支撐鏈式輸送機182的前進段的托盤部178和在托盤部178下方的坑道部186，鏈式輸送機182的返回段延伸穿過坑道部186。鏈式輸送機182由與卸料部124相關聯的驅動組件驅動。輸送機區段174的趾部190在操作期間靠近開采面114定位并且包括有角度的表面194，當輸送機驅動174朝開采面14前進時所述有角度的表面194向上引導切割自開采面14的材料并將所述材料引導到鏈式輸送機182上。
[0040]輸送機區段174的拐角各自設有方便將輸送機區段174附接到鄰近的輸送機區段174的附接插孔198。托盤部178的(在操作期間離開采面14最近的)內側邊緣限定導軌202，長壁剪切機110的內側支撐底腳170在導軌202上騎行。托盤部178的外側邊緣限定驅動軌道204，長壁剪切機110的外側支撐底腳166在驅動軌道204上騎行。驅動軌道204包括由形成在外側支撐底腳166上的相應齒(未示出)嚙合的多個驅動齒208，使得長壁剪切機110能夠沿工作面輸送機116、118被驅動。在某些實施方式中，長壁剪切機110包括用于沿工作面輸送機116、118驅動長壁剪切機110的車載驅動組件。在其它實施方式中，驅動組件可設置在輸送機區段174中的一個或更多個上或者可與卸料部124相關聯，以沿工作面輸送機116、118移動長壁剪切機110。防溢板212以一定角度遠離托盤部178延伸，剛好在驅動軌道204外側。防溢板212向上且遠離開采面14延伸使得從開采面14落下的材料被引導到輸送機182上并且不落在輸送機區段174后面。
[0041]繼續參考圖7和8，所示負載平移裝置130包括框架216、鉆具組件220和一對致動器224 (某些實施方式可包括單個致動器224)。每個致動器224包括:聯接到鉆具組件220的第一致動器部分228 ;和相對于第一致動器部分228可移動且聯接到框架216和輸送機區段174的第二致動器部分232。致動器224可操作成使框架216和輸送機區段174相對于鉆具組件220移動以使輸送機區段174朝開采面14前進。在某些實施方式中，一個或更多個致動器224為線性致動器且包括線性變換器。
[0042]在所示結構中，致動器224為大體柱形的且第二致動器部分232延伸穿過第一致動器部分228。第二致動器部分232的內側端234聯接到輸送機區段174且第二致動器部分232的外側端236聯接到框架216。框架216向上且與第二致動器部分232的外側端236成一定角度延伸并且聯接到輸送機區段174的防溢板212。框架216還包括在第二致動器部分232之間延伸的橫拉條237。框架216、輸送機區段174和第二致動器部分232因而限定了大體剛性的三角形結構，且大體上被固定以便一起移動。
[0043]鉆具組件220包括支撐并引導鉆具構件242的大體柱形的殼體部分238，鉆具構件242可鉆入地面和從地面抽出以大體固定鉆具組件220相對于開采面14的位置。當鉆具構件242鉆入地面時，負載平移裝置130處于固定構造，而當鉆具構件242從地面抽出時，負載平移裝置130處于非固定構造。在某些實施方式中，鉆具構件242大體為環形以最小化鉆具橫截面面積來最大化負載反作用能力。該環形構造最小化鉆具構件242鉆入地面的時間并最小化鉆具構件242上的磨損。環形鉆具構件242的另一益處是隨著輸送機區段174前進，鉆具構件242在地面中留下環形圈切口，這與留下對在開采區域的新近未覆蓋表面上操縱的人或機械存在危險的開孔形成對比。與殼體部分238相關聯的驅動系統可操作成使鉆具構件242圍繞鉆具軸線旋轉并且還在鉆具操作期間使鉆具構件242沿鉆具軸線平移。盡管未示出，但是在某些實施方式中，負載平移裝置130還包括集成的液壓能量分布系統，比如驅動液壓泵以及相關閥和控制裝置的電動馬達或內燃發動機，使得除用于與露天開采系統的其它部件協調操作的控制信號之外，每個負載平移裝置130還是獨立起作用的單元。
[0044]還參考圖9和10，多個輸送機區段174彼此聯接并沿開采面14延伸。負載平移裝置130與每個輸送機區段174相關聯并且每個負載平移裝置130可操作成朝開采面14移動其各自的輸送機區段174。長壁剪切機110在輸送機區段174的導軌202和驅動軌道204 (參考圖7-8)上騎行并且橫向地橫過開采面14以從開采面14移除材料。在長壁剪切機110的橫向移動期間，切割機組件142由切割機馬達150旋轉并且鉸接臂138通過致動器146向上和向下樞轉，使得圓柱形切割表面154接合開采面14并從開采面14移除材料(參見圖7-8)。
[0045]當長壁剪切機110橫向地橫過開采面14時，負載平移裝置130處于固定構造使得負載平移裝置130基本上固定輸送機區段174相對于開采面14的位置。更具體地，鉆具構件242延伸到地面并與地面接合，使得鉆具構件242起作用以反抗與長壁剪切機110和輸送機區段174的切割和輸送操作相關聯的力，以維持系統的整體穩定性。而且，操作致動器224以維持鉆具組件220和輸送機區段174之間的大體上固定的關系。
[0046]現在參考圖10-12，負載平移裝置130可操作成執行允許長壁剪切機110雙向操作的盲開挖操作。圖10-12示出在與盲開挖操作相關聯的各個構造中并且由定位在第一裝甲式工作面輸送機116的卸料部124附近的長壁剪切機110執行的露天長壁系統。當長壁剪切機110定位在裝甲式工作面輸送機116的遠側遠端處在開采面14的端部處時(參見圖9)，也可執行相同的操作。
[0047]如圖10所示，負載平移裝置130被構造有其各自的鉆具構件242，所述鉆具構件242延伸且與地面接合。而且，每個負載平移裝置130的致動器224處于縮回位置，由此在致動器224和框架216的構造能允許的范圍內，將鉆具組件220盡可能靠近輸送機區段174定位。長壁剪切機110已經到達裝甲式工作面輸送機116的末端位置并且剛剛完成沿開采面14的一個工作循環。在盲開挖操作期間，長壁剪切機110相對于輸送機區段174保持大體固定，且鉸接臂138相對于長壁剪切機110的底盤134保持大體固定。
[0048]為了開始盲開挖操作，旋轉切割機組件142并且啟動負載平移裝置130的致動器224以在大體垂直于開采面14的方向上朝開采面14推動框架216、輸送機區段174和長壁剪切機110。隨著長壁剪切機110朝開采面14移動，切割機組件142的第二切割表面158接合開采面14并向開采面14內鉆孔或者開挖。如圖11所示，當致動器224到達其完全延伸位置時，切割機組件142已經各自在開采面14中鉆取或開挖了大體圓柱形孔246。致動器224的延伸范圍以及孔246的對應深度被選擇成大體對應于切割機組件142的寬度。除形成孔246之外，致動器224的延伸和輸送機區段174朝開采面14的移動將向上并在輸送機區段174的趾部190和有角度的表面194 (參見圖8)上推動已經落入輸送機區段174和開采面14之間的材料并將材料推動到輸送機區段174的托盤部178上，使得輸送機182能夠將材料朝卸料部124輸送。[0049]在某些操作環境中，長壁剪切機110可使用沒有涉及切割組件142的第二切割表面158的可替換的開挖方法。為了開始可替換的開挖方法，升高鉸接臂138使得切割組件142定位在開采面14的頂表面上方。由于切割組件142在開采面14上方，所以負載平移裝置130的致動器224被啟動以朝開采面推動框架216、輸送機區段174和長壁剪切機110。隨著致動器224延伸，已經落入輸送機區段174和開采面14之間的材料被向上并在輸送機區段174的趾部190和有角度的表面194 (參見圖8)上推動并被推動到輸送機區段174的托盤部178上。一旦致動器224完全延伸，切割機組件142便定位在開采面14上方。切割機馬達150隨后被操作成旋轉切割機組件142并且鉸接臂138向下移動以使圓柱形切割表面154與開采面14的頂表面接合。鉸接臂138繼續向下移動使得圓柱形切割表面154在開采面14內切割拱形狹槽直到切割機組件142的位置靠近地面。長壁剪切機110然后可開始沿開采面14的另一工作循環。
[0050]與所使用的哪種開挖方法無關，一旦致動器24延伸且與盲開挖方法相關的孔246或與可替換的開挖方法相關的拱形狹槽已經形成，負載平移裝置130便開始重置操作使得當長壁剪切機110完成沿開采面14向下的下一工作循環且到達裝甲式工作面輸送機116的相對端時，所有的負載平移裝置130被再次設定成執行另一開挖操作。如圖12所示，重置操作涉及第一組負載平移裝置130a，所述第一組負載平移裝置130a將其鉆具構件242縮回以從地面移除它們并隨后操作其致動器224以朝相應的輸送機區段174移動鉆具組件220。盡管第一組負載平移裝置130a重置，但是輸送機區段174部分地由于其實質質量并且還因為第二組輸送機平移裝置130b將其鉆具構件242保持在延伸位置中且保持固定到地面而相對于開采面14保持固定。盡管第一組負載平移裝置130a重置，但是第二組負載平移裝置130b的致動器224保持在延伸位置中。一旦第一組負載平移裝置130a被重新設定使得鉆具組件220再次在致動器224和框架216的構造能允許的范圍內盡可能靠近輸送機區段174，第一組負載平移裝置130a就啟動其鉆具組件220并在新的位置將鉆具構件242鉆回到地面。一旦第一組負載平移裝置130a的鉆具構件242延伸并固定在地面內，第二組負載平移裝置130b就將鉆具構件242縮回并啟動致動器224以將鉆具組件220往回朝輸送機區段174移動。一旦重置，第二組負載平移裝置130b也啟動鉆具組件220以在新的位置將鉆具構件242鉆回到地面，且露天長壁系統此后預備好執行另一盲開挖操作。在某些應用中，長壁剪切機110可在負載平移裝置130重置時開始橫過開采面14。在其它應用中，長壁剪切機110可在開始沿開采面14的下一工作循環之前等待負載平移裝置重置。盡管前面的描述涉及其中整個裝甲式工作面輸送機116執行朝開采面14的直線前進的露天長壁系統，但是其它應用可利用類似于上面關于工作面輸送機16論述的蜿蜒前進模式。
[0051]某些操作環境可允許略微簡化的重置程序。不是同時啟動所有負載平移裝置130來將輸送機區段174朝開采面14移動，而是能夠僅利用一些負載平移裝置130將輸送機區段174朝開采面14移動。例如，在開始上述的開挖方法中的一種之前，第二組負載平移裝置130b可將其鉆具構件242縮回并設定其致動器224以使每個負載平移裝置130b相對于輸送機區段174的相對位置大體固定。第一組負載平移區段130a隨后可如上論述地操作其致動器224以將輸送機區段174和負載平移裝置130b朝開采面14移動。一旦第一組負載平移裝置130a已經完成將輸送機區段和負載平移裝置130b朝開采面14的移動，第二組負載平移裝置130b就可開始將其鉆具構件242延伸到地面以將輸送機區段174錨定在新的位置中。同時或此后不久，負載平移裝置130a可從地面抽出其鉆具構件242并啟動其致動器224以將其鉆具組件220朝輸送機區段174移回。為了減少磨損并提高操作時間，成組的負載平移裝置130a和130b可作為“推動”負載平移裝置而交替操作。
[0052]除操作鉆具構件242以在延伸位置和縮回位置之間移動之外，鉆具組件220還可操作成在輸送機區段174的趾部190上施加可控的垂直向下的力。例如，在不旋轉鉆具構件242的情況下，鉆具組件220可操作通常應該用于在軸向方向上移動鉆具的同一驅動機構，但是此操作是為了在趾部190上施加傾覆載荷或移除該傾覆載荷。該總的傾覆載荷是有效的水平控制和清潔的重要組成部分(例如，當輸送機區段174向前前進以將移除材料向上推動到坑道部分186上時)。通過由負載平移裝置130的鉆具組件220施加的垂直力控制總的傾覆載荷的能力提供了針對條件的調節并提供了確保用于剪切和輸送操作的穩定操作平臺。
[0053]為了增加厚煤層應用中的生產率，長壁剪切機110可按促進懸垂材料塌落到裝甲式工作面輸送機116、118上的方式操作。例如對于8米高的厚煤層材料，長壁剪切機110可僅切掉底部4米的材料，從而形成留下4米的懸垂材料的底切。通過控制長壁剪切機110的傾斜和切割機組件142接合開采面14的切割角度，能夠促進懸垂材料的塌落。當懸垂材料塌落到裝甲式工作面輸送機116、118時，有角度的防溢板212將塌落材料引導到輸送機區段174的托盤部分178上。根據應用，塊料打碎機(未示出)可安裝到長壁剪切機110以破碎大塊塌落材料，因此材料能夠在被朝卸料部124和破碎機128輸送時在長壁剪切機110的底盤134下方通過。
[0054]為了適應裝甲式工作面輸送機116、118的前進，破碎機128包括用于連同裝甲式輸送機116、118 —起將破碎機128朝開采面14移動的驅動機構或者與這種驅動機構相關聯。而且，卸料輸送機112設有隨著破碎機128和裝甲式工作面輸送機116、118的前進而延伸卸料輸送機112的自動帶延伸系統。合適的自動帶延伸系統可包括一個或更多個帶儲存單元，比如將輸送帶沿可變的蜿蜒路徑延伸多圈的帶儲存單元，或者能夠在操作卸料部112的同時向卸料部112安裝或以其它方式增加區段的其它系統。為了最小化纜線處理問題，帶延伸系統可包括具有與帶延伸長度匹配的卷繞容量的集成的電信服務纜線處理系統。
[0055]使用露天連續采礦機10的圖1-4的系統和使用露天長壁剪切機110的圖5_12的系統兩者都能夠通過遠離實際開采部件的自動中心控制系統來控制。部件可使用將部件狀態、構造和位置中繼到中心控制系統的有線或無線信號來控制。例如，連續采礦機10可包括提供諸如切割臂32的角度、切割滾筒36的旋轉速度、連續采礦機10自身的前進速度、各種驅動機構上的轉矩負載等的信息的各種傳感器、變換器、照相機等。可在工作面輸送機
16、18、卸料輸送機12、橋接輸送機26和料斗28上設置額外的傳感器，以監測沿系統輸送的材料。就此而言，中心控制系統可操作成除別的之外還控制輸送機速度、料斗位置、輸送機位置等。例如，控制器可操作成通過監測料斗28相對于不同輸送機區段54的方向和相關位置來控制上述的工作面輸送機16、18的“蜿蜒”前進的所有方面。一旦料斗28已經充分地前進經過輸送機區段52，中心控制系統可自動地操作相關的輸送機平移裝置54以將輸送機區段52朝開采面14移動。中心控制系統還可在上述的端部切割程序期間自動地控制連續采礦機10的移動。
[0056]類似系統也可關于圖5的露天長壁系統實現。長壁剪切機110可包括除別的之外還用于確定鉸接臂138的位置和切割機馬達150的速度和轉矩的傳感器，這些全部也可通過中心控制系統控制。類似地，負載平移裝置130可包括用于確定鉆具構件242和致動器224的位置和加載的傳感器以及涉及其相關的驅動單元的轉矩的傳感器。因為中心控制系統也可操作成控制各種馬達、驅動器和致動器的操作，所以系統可在需要最小化操作者監督的閉環中操作。在某些實施方式中，一個或更多個致動器224包括與控制器通信的線性變換器以提供在相關的輸送機區段的位置上的閉環控制。閉環控制能夠是特別有利的一個區域是在上述的盲開挖操作期間。在盲開挖期間，中心控制系統可監測當刀具切割機組件142通過由負載平移裝置130的線性致動器224的延伸提供的驅動力而與開采面14接合時切割機馬達150的馬達轉矩。如果馬達轉矩增加超過預定閾值，則中心控制系統可減慢或停止線性致動器224的延伸直到馬達轉矩值降到閾值以下。中心控制系統隨后可進一步延伸致動器224同時繼續監測切割機馬達150的馬達轉矩。
[0057]為了輔助圖1-4和5-12的系統的遠程自動操作，一些或所有部件可設有全球定位系統(“GPS”)或局部定位系統(“LPS”)接收器和/或發射器。GPS和/或LPS系統允許各種部件的位置信息實時反饋到中心控制系統。對于圖1-4的系統，可能包括一個或更多個GPS和/或LPS接收器和/或發射器的某些部件包括連續采礦機10、卸料輸送機12、工作面輸送機16、18 (包括某些或全部輸送機區段52)和料斗28。因為連續采礦機10被設定成調節其相對于開采面14的定向，所以連續采礦機10尤其可包括多個GPS和/或LPS接收器和/或發射器，從而連續采礦機10相對于開采面14的具體定向可被確定。例如，第一GPS/LPS接收器/發射器可定位在開采頭34上或附近，而第二 GPS/LPS接收器/發射器可定位成靠近連續采礦機的后部，鄰近橋接輸送機26。對于圖5-12的系統，可包括一個或更多個GPS和/或LPS接收器和/或發射器的某些部件包括長壁剪切機110、卸料部124、破碎機128、負載平移裝置130和裝甲式工作面輸送機116、118 (包括輸送機區段174中的一些或全部)。GPS和/或LPS系統允許中心控制系統監測并控制開采面14的切割水平面(垂直平面)以及關鍵系統部件的定位和相對位置。GPS系統的固有性能存在監測垂直平面中的位置的某些限制。為此，GPS系統可通過包括一個或更多個具有在露天開采操作附近的固定和已知位置的發射器和/或接收器的專用LPS系統來執行。補充的LPS系統可獨立地使用或與GPS系統結合使用以提供各個部件位置的更精確確定，尤其是在垂直平面中。
【權利要求】
1.一種用于露天開采操作的側移輸送機，所述輸送機包括: 多個輸送機區段，所述多個輸送機區段大體在輸送方向上延伸； 多個輸送機平移裝置，每個輸送機平移裝置與所述多個輸送機區段中的至少一個輸送機區段相關聯，每個輸送機平移裝置包括驅動器，所述驅動器可操作用于在大體垂直于所述輸送方向的方向上移動相關聯的至少一個輸送機區段；以及 控制器，所述控制器可操作地聯接到每個驅動器，以用于控制所述驅動器的操作和協調所述多個輸送機區段的運動。
2.根據權利要求1所述的輸送機，還包括料斗，所述料斗定位在輸送帶上方，并且能夠沿所述多個輸送機區段移動。
3.根據權利要求2所述的輸送機，其中所述控制器可操作用于檢測所述料斗沿所述多個輸送機區段的位置。
4.根據權利要求3所述的輸送機，其中隨著所述料斗移過相關聯的輸送機區段，所述控制器相繼地操作所述輸送機平移裝置。
5.根據權利要求1所述的輸送機，其中所述控制器相繼地操作每個驅動器來以蜿蜒模式移動所述多個輸送機區段。
6.根據權利要求1所述的輸送機，其中所述控制器基本上同時地操作每個驅動器，使得整個輸送機在大體垂直于所述輸送方向的方向上作為一個單兀一起移動。
7.根據權利要求1所述的輸送機，其中所述輸送機平移裝置包括能夠固定在地面內的鉆具構件，并且其中，所述驅動器包括線性致動器，所述線性致動器聯接在所述鉆具構件和相關聯的至少一個輸送機區段之間。`
8.根據權利要求7所述的輸送機，其中所述線性致動器包括線性變換器，所述線性變換器與所述控制器通信，以提供相關聯的至少一個輸送機區段的位置上的閉環控制。
9.根據權利要求1所述的輸送機，其中所述鉆具構件由所述控制器控制。
10.一種用于在露天礦中移動輸送機的方法,所述輸送機包括在輸送方向上延伸的多個輸送機區段，所述方法包括: 檢測露天采礦機已經移動到所述多個輸送機區段中的一個輸送機區段之外，其中所述露天采礦機可操作用于將材料沉積到所述輸送機區段上； 固定與所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段相關聯的輸送機平移裝置相對于露天礦的位置；以及 操作所述輸送機平移裝置，以在大體垂直于所述輸送方向的方向上移動所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段。
11.根據權利要求10所述的方法，其中檢測所述露天采礦機已經移動到所述多個輸送機區段中的一個輸送機區段之外包括:檢測料斗已經在所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段上經過，其中所述料斗聯接到所述露天采礦機并且能夠沿所述輸送機區段移動。
12.根據權利要求10所述的方法，其中固定與所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段相關聯的所述輸送機平移裝置相對于露天礦的位置包括:鉆入所述露天礦中。
13.根據權利要求10所述的方法，其中操作所述輸送機平移裝置包括:啟動線性致動器，所述線性致動器被聯接在所述輸送機平移裝置和所述多個輸送機區段中的相關聯的一個輸送機區段之間。
14.根據權利要求10所述的方法，還包括:在操作所述輸送機平移裝置以移動所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段之后，松開所述輸送機平移裝置相對于露天礦的位置，固定所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段相對于露天礦的位置，并且操作所述輸送機平移裝置，以朝所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段移動所述輸送機平移裝置的至少一部分，從而重置所述輸送機平移裝置以用于進行后續的移動操作。
15.根據權利要求14所述的方法，其中固定所述多個輸送機區段中的所述一個輸送機區段的位置包括:固定一對另外的輸送機區段的位置，所述另外的輸送機區段被定位在所述多個輸送機區段 中的所述一個輸送機區段的任一側上。
【文檔編號】E21C35/24GK103459771SQ201180028011
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年4月15日 優先權日:2010年4月16日
【發明者】布拉德·尼爾森, 邁克爾·S·亞當齊扎克, 約瑟夫·J·齊默爾曼 申請人:喬伊·姆·特拉華公司