Экран для врубовой рамы горной машины
SCREEN FOR CUTTING FRAME OF MINING MACHINE

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[1] Изобретение относится к горным машинам, в частности к горным комбайнам и подготовительным машинам горной выработки.
[2] Обычные подземные горные машины включают в себя резцовую коронку, поддерживаемую с возможностью вращения на рычаге или стреле. Непрерывная добыча полезных ископаемых часто включает в себя чередующиеся циклы первоначального вруба и вертикальной зарубки, при которых резцовая коронка сначала приводится в действие для прямого первоначального вруба или резания при горизонтальной подаче в забой горной выработки, а затем резцовая коронка движется в скалывающем или вертикальном направлении через забой горной выработки для срезания минерала с забоя. Горное устройство затем перемещается вперед с использованием системы привода (например, гусениц и т.п.), и снова располагается рядом с передней поверхностью для другой последовательности первоначального вруба и вертикальной зарубки. Горная машина может также включать в себя собирающую головку для направления или погрузки срезанного материала на конвейер или откаточное транспортное средство такое, как транспортная тележка.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[3] В одном аспекте, горная машина включает в себя шасси, стрелу, резцовую коронку, и экран. Шасси включает в себя первый конец и второй конец, и определяет продольную ось, продолжающуюся между первым концом и вторым концом. Стрела включает в себя первый конец и второй конец, и стрела поддерживается для движения относительно шасси. Стрела перемещается в первом направлении, и является поворотной относительно шасси между первым положением и вторым положением. Резцовая коронка соединена со вторым концом стрелы и поддерживается для вращения относительно стрелы. Резцовая коронка способна вращаться вокруг оси резцовой коронки. Экран поддерживается для перемещения относительно шасси и располагается вблизи резцовой коронки.
[4] В другом аспекте врубовый узел для горной машины, имеющей шасси, определяющее продольную ось, включает в себя стрелу, резцовую коронку, и экран. Стрела включает в себя первый конец и второй конец, и стрела выполнена с возможностью поддерживаться для движения относительно шасси. Стрела перемещается в первом направлении и втором направлении, противоположном первому направлению. Резцовая коронка соединена со вторым концом стрелы и поддерживается для вращения относительно стрелы. Резцовая коронка вращается вокруг оси резцовой коронки. Экран соединен со стрелой и располагается вблизи резцовой коронки. Экран ориентирован, по существу, перпендикулярно к первому направлению.
[5] В еще одном аспекте, горная машина включает в себя шасси, врубовую раму, стрелу, конвейер, резцовую коронку, и экран. Шасси включает в себя первый конец и второй конец, и определяет ось шасси, продолжающуюся между первым концом и вторым концом. Врубовая рама поддерживается для перемещения относительно шасси. Стрела включает в себя первый конец и второй конец, при этом первый конец поворотно соединен с врубовой рамой. Конвейер соединен с врубовой рамой и включает в себя пролеты для перемещения срезанного материал по направлению ко второму концу шасси. Конвейер соединен с врубовой рамой. Резцовая коронка соединена со вторым концом стрелы и поддерживается для вращения относительно стрелы. Резцовая коронка способна вращаться вокруг оси резцовой коронки. Экран соединен с врубовой рамой и располагается вблизи резцовой коронки. Экран ориентирован, по существу, перпендикулярно к оси шасси.
[6] Другие признаки и аспекты станут очевидными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[7] Фиг.1 представляет собой вид в перспективе горной машины с врубовым узлом во втянутом положении и резцовой коронкой в нижнем положении.
[8] Фиг.2 представляет собой вид в перспективе горной машины по фиг. 1 с врубовым узлом в вытянутом положении и резцовой коронкой в верхнем положении.
[9] Фиг.3 представляет собой вид сбоку горной машины с врубовым узлом в вытянутом положении и резцовой коронкой в верхнем положении.
[10] Фиг.4 представляет собой вид в перспективе резцовой коронки и врубового узла.
[11] Фиг.5 представляет собой вид в перспективе участка врубового узла.
[12] Фиг.6 представляет собой вид спереди горной машины по фиг.1.
[13] Прежде чем любые варианты осуществления будут подробно объяснены, следует понимать, что изобретение не ограничено в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, излагаемыми в последующем описании или иллюстрированными на следующих чертежах. Изобретение допускает другие варианты осуществления и применяется или осуществляется различными способами. К тому же, должно быть понятно, что фразеология и терминология, используемые в материалах настоящей заявки, предназначены для целей описания и не должны рассматриваться в качестве ограничивающих. Использование здесь "включающий в себя", "содержащий" или "имеющий" и их вариаций здесь, предназначено для охвата элементов, перечисленных после этого и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Термины "установленный", "соединенный" и "связанный" используются в широком смысле, и охватывает как прямую, так и косвенную установку, соединение и связывание. Дополнительно, "соединенный" и "связанный" не ограничены физическими или механическими соединениями или связями, а также могут включать в себя электрические или гидравлические соединения или связи, прямые или косвенные. Кроме того, электронные средства связи и сообщений могут быть выполнены с использованием любых известных средств, включая прямые соединения, беспроводные соединения и т.п.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[14] Фиг.1 представляет подземную горную машину (например, горный комбайн), в целом, называемую горной машиной 10. Иллюстрированный вариант осуществления горной машины 10, которая представлена на фиг.1, выполнен с возможностью осуществления операции резания, которая включает в себя одновременное срезание материала с забоя горной выработки, и направление срезанного материала на конвейер 12 для перемещения срезанного материала.
[15] Ссылаясь к фигурам 1 и 2, горная машина 10 включает в себя шасси 14, поддерживаемое на приводном механизме (например, гусеницах 18) для облегчения движения горной машины 10 и для позиционирования машины 10 относительно забоя горной выработки (не показан) для осуществления операции резания. Шасси 14 включает в себя первый или передний конец 26 и второй или задний конец 30, а ось шасси 34 продолжается между передним концом 26 и задним концом 30 вдоль длины машины 10. Конвейер 12 (фиг.6) может продолжаться между передним концом 26 и задним концом 30 для перемещения срезанного материала к задней части машины 10 и к другому перемещающему механизму (например, конвейеру или откаточному транспортному средству).
[16] В одном варианте осуществления ось 34 может быть ориентирована, в целом, перпендикулярно к забою горной выработки. В иллюстрированном варианте осуществления, гусеницы 18 шасси 14 ориентированы в направлении, параллельном оси 34 шасси. Машина 10 включает в себя поддерживающие механизмы или анкеры для зацепления поверхности горной выработки и обеспечения дополнительной стабильности для шасси 14, когда шасси 14 находится в требуемом положении. В некоторых вариантах осуществления, дополнительные поддерживающие механизмы, такие как штанги анкерной крепи или троса могут быть вставлены в потолок горной выработки и/или ребра жесткости для поддержки поверхности горной выработки вокруг машины 10. Оборудование анкерной крепи может быть размещено на машине 10 или на отдельной машине (не показана). Операторская станция 38 расположена между передним концом 26 и задним концом 30 и включает в себя средства управления для эксплуатации горной машины 10. В некоторых вариантах осуществления, горная машина 10 может управляться дистанционно.
[17] Как представлено на фиг.3 горная машина 10 дополнительно включает в себя врубовый узел, который может включать в себя стрелу 50 и врубовую раму 54. В иллюстрированном варианте осуществления врубовая рама 54 подвижно соединена с шасси 14, а стрела 50 шарнирно соединена с врубовой рамой 54. Врубовая рама 54 поддерживается для поступательного движения параллельно оси 34 шасси (например, к первому концу 26 или к заднему концу 30 шасси) в первом направлении 56 и втором направлении 60, противоположном первому направлению 56. Врубовая рама 54 и стрела 50 могут двигаться между втянутым положением (фиг.1) и вытянутым положением (фиг.2).
[18] Ссылаясь к фиг.3, в иллюстрированном варианте осуществления врубовая рама 54 и стрела 50 вытягиваются и втягиваются относительно шасси 14 посредством первого привода (например, первого гидравлического цилиндра 46), соединенного между врубовой рамой 54 и шасси 14. Вытягивание первого цилиндра 46 продвигает или врубает врубовый узел по направлению забоя горной выработки для того, чтобы позволить резцовой коронке 68 срезать материал. В одном варианте осуществления, шасси 14 может включать в себя одну или несколько дорожек (не показаны), продолжающихся параллельно оси 34 шасси, а стрела 50 может включать в себя выступ (например, штырь - не показан), расположенный в каждой дорожке. Выступы могут скользить вдоль дорожки, когда стрела 50 вытягивается или втягивается относительно шасси 14. Один пример такой системы описан в Патенте США № 7,703,857, выпущенном 27 апреля 2010 г., полное содержание которого включено в данный документ в качестве ссылки.
[19] Как представлено на фиг.3, стрела включает в себя первый конец 62 и второй конец 64, и первый конец 62 поворотно соединен с врубовой рамой 54. Стрела 50 может поворачиваться в вертикальной плоскости (например, вдоль траектории 66) между потолком горной выработки и полом горной выработки для облегчения срезания материала на различной высоте в забое горной выработки. Стрела 50 может поворачиваться относительно врубовой рамы 54 между нижним положением, как представлено на фиг.1 и верхним положением, как представлено на фиг.2. Второй привод (например, второй гидравлический цилиндр 58) соединен между стрелой 50 и врубовой рамой 54 и перемещает стрелу 50 между нижним и верхним положениями. Первый и второй гидравлические цилиндры 46, 58 могут приводиться в действие отдельно, что может позволить стреле 50 поворачиваться относительно шасси 14 независимо от поступательного движения стрелы 50.
[20] Как представлено на фигурах 3-5, резцовая коронка 68 поддерживается для вращения на втором конце 64 стрелы 50. В иллюстрированном варианте осуществления, резцовая коронка 68 включает в себя концевые участки 76 и промежуточный участок 72 между концевыми участками 76. Резцовая коронка 68, в целом, образована как удлиненный барабан; в других вариантах осуществления резцовая коронка может быть образована отличным образом. Для примера, резцовая коронка может включать в себя структуру для направления материала к экрану 92 и/или конвейеру 12. В одном варианте осуществления, концевые участки 76 являются подвижными относительно промежуточного участка 72 и могут вытягиваться наружу вдоль оси 80 вращения (т.е. вдоль траекторий 82) на линейное расстояние 86. Также, в варианте осуществления, лопастная структура 84 продолжается вокруг поверхности резцовой коронки 68 винтовым образом. Лопастная структура 84 может быть образована как два отдельных участка, при этом каждый участок продолжается вокруг резцовой коронки 68 от каждого конца по направлению к центру резцовой коронки 68. Узлы 88 резцов закреплены к резцовой коронке 68 с интервалами вдоль лопастной структуры 84.
[21] Обратимся теперь к фигурам 4 и 5, машина 10 (и в частности, врубовый узел) дополнительно включает в себя экран 92, расположенный между резцовой коронкой и шасси 14. Экран 92 преграждает материал, срезанный с забоя горной выработки, и захватывает материал в области между экраном 92 и забоем. В иллюстрированном варианте осуществления, экран 92 соединен с врубовой рамой 54, и является, следовательно, соединенным со стрелой 50. Экран 92 может быть расположен вблизи резцовой коронки 68. Экран 92 может быть ориентирован, по существу, в вертикальной плоскости и располагаться, по существу, перпендикулярно к оси 34 шасси, и может быть ориентирован, по существу, параллельно к забою горной выработки во время работы. Экран 92 включает в себя нижний конец 96 вблизи пола забоя горной выработки и верхний конец 100. Резцовая коронка 68 расположена прилегающей к нижнему концу 96 экрана 92 в нижнем положении (фиг.1), тогда как резцовая коронка 68 расположена прилегающей к верхнему концу 100 экрана 92 в верхнем положении (фиг.2).
[22] Экран 92 включает в себя первичную стенку 104 и вторичную стенку 108. Обе, первичная стенка 104 и вторичная стенка 108 ориентированы в плоскости экрана 92. Вторичная стенка 108 является подвижно соединенной с первичной стенкой 104. Вторичная стенка 108 может быть приведена в действие для вытягивания наружу относительно первичной стенки 104 в направлении, поперечном к оси 34 шасси (например, вдоль траекторий 110). Иначе говоря, вторичная стенка 108 может перемещаться в направлении, параллельном оси вращения 80 резцовой коронки 68. В иллюстрированном варианте осуществления, первичная стенка 104 включает в себя боковые края, продолжающиеся, в целом, между верхним концом 100 и нижним концом 96, а вторичная стенка 108 вытягивается и втягивается относительно боковых краев первичной стенки 104 в направлении, параллельном к плоскости экрана 92. Как представлено на фиг.5, вторичная стенка 108 расположена позади первичной стенки 104, так, что вторичная стенка 108 расположена между первичной стенкой 104 и шасси 14.
[23] Ссылаясь к фигурам 4-6, экран 92 дополнительно включает в себя выступ 112 вблизи нижнего конца 96 экрана 92. Выступ 112 продолжается снаружи от плоскости экрана 92 и образует острый угол относительно первичной стенки 104. Выступ 112 выполнен с возможностью направления срезанного материала от земли и на конвейер 12. В иллюстрированном варианте осуществления, первичная стенка 104 экрана 92 образована как два разделенных промежутком 116 участка. Промежуток 116 выровнен с конвейером 12, и участки первичной стенки 104, прилегающие к промежутку 116, расположены под углом к шасси 14 для направления срезаемого материала через промежуток 116, и на конвейер 12. В иллюстрированном варианте осуществления, экран 92 дополнительно включает в себя источник 120 света на каждой стороне от промежутка 116 для освещения забоя горной выработки. Хотя иллюстрированный вариант осуществления экрана 92 включает в себя пару источников 120 света, в альтернативном варианте осуществления экран 92 может включать в себя меньшее или большее количество источников 120 света и источники 120 света могут быть расположены по-разному.
[24] Как представлено на фиг.4, конвейер 12 в иллюстрированном варианте осуществления соединен со стрелой 50, и конвейер 12 и стрела 50 перемещаются вместе относительно шасси 14. Иначе говоря, конвейер 12 и стрела 50 движутся, в целом, параллельно оси 34 шасси, которая может быть перпендикулярной к забою горной выработки. Конвейер 12 включает в себя множество пролетов 124 (фиг.6) для перемещения срезанного материала вдоль конвейерного лотка и к заднему концу 30.
[25] Оператор (локально или удаленно) перемещает горную машину 10 в требуемое положение, выравнивая шасси 14 в требуемую ориентацию относительно забоя горной выработки. После того, как машина 10 расположена, анкеры 22 могут быть выдвинуты для зацепления потолка горной выработки (не показан) и дополнительного закрепления шасси 14 от движения. В этот момент стрела 50 может быть в любом положении между нижним положением и верхним положением. Врубовая рама 54 выдвигается или углубляется к выдвинутому положению посредством приведения в действие первого гидравлического цилиндра 46 так, что резцовая коронка 68 входит в зацепление с забоем горной выработки. После того, как режущая головка 68 зацепляет забой горной выработки, стрела 50 может поворачиваться по вертикали между потолком забоя горной выработки и полом забоя горной выработки посредством приведения в действие вторых гидравлических цилиндров 58. Более конкретно, стрела 50 может поворачиваться между нижним и верхним положениями. Резцовая коронка 68 срезает забой горной выработки таким образом, что узлы 88 резцов смещают материал (например, уголь) с поверхности.
[26] Часто, операция вертикальной зарубки заставляет добытый материал оставлять забой горной выработки по различным траекториям. Благодаря расположению и геометрии экрана 92, смещенный добытый материал отражается от экрана 92 и направляется к области впереди экрана 92. Другими словами, экран 92 увеличивает количество добытого материала, захваченного между забоем горной выработки и экраном 92.
[27] Когда врубовая рама 54 дополнительно углубляется в забой горной выработки, резцовая коронка 68 продолжает срезать или выбивать материал. Срезанный материал падает на пол впереди экрана 92. Выступ 112 экрана 92 направляет срезанный материал выше земли и к промежутку 116, где материал укладывается на конвейер 12. Срезанный материал впоследствии передается от переднего конца 26 шасси 14. В иллюстрированном варианте осуществления срезанный материал передается через конвейер 12 по направлению к заднему концу 30 для дальнейшей обработки или транспортировки из шахты.
[28] Концевые участки 76 резцовой коронки 68 и вторичная стенка 108 могут быть приведены в действие или выдвинуты наружу для того, чтобы регулировать ширину профиля проходки и выбивания материала. Вторичная стенка 108 и концевые участки 76 также могут быть втянуты, когда горные работы прогрессируют. В одном варианте осуществления вторичная стенка 108 движется (то есть, вытягивается или втягивается) относительно первичной стенки 104 с одинаковой скоростью и расстоянием по мере того как концевые участки 76 движутся относительно промежуточного участка 72 резцовой коронки 68, чтобы соответственно отклонять добытый материал. В других вариантах осуществления, концевые участки 76 и вторичная стенка 108 могут двигаться с разными скоростями и расстояниями.
[29] Когда врубовая рама 54 вытянута на максимальное расстояние (т.е., когда она достигает вытянутого положения), операция резания может быть приостановлена и врубовая рама 54, затем может быть перемещена во втянутое положение. Анкеры 22 могут быть деактивированы, и горная машина 10 продвигается вперед, чтобы быть расположенной ближе к новому забою горной выработки. Описанный выше процесс может быть повторен.
[30] Врубовая рама 54 и экран 92 могут уменьшить расстояние между забоем горной выработки и поддерживающими механизмами (например, анкерами или штангами анкерной крепи), и могут снизить общий вес машины. В частности, вес врубовой рамы 54 и экрана 92 могут быть снижены, а общее расстояние или диапазон перемещения врубовой рамы 54 и стрелы 50, могут увеличиваться, не требуя соответствующего увеличения длины шасси 14. Снижение веса машины 10 также снижает давление на грунт. Кроме того, компактная конструкция обеспечивает больше места на машине 10 для оборудования анкерной крепи и места для хранения сопутствующих расходных материалов. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления экран 92 и резцовая коронка 68 перемещаются на одинаковое поступательное расстояние, тем самым сохраняя эффективную геометрию нагрузки.
[31] Несмотря на то, что экран 92 был описан выше применительно к непрерывной горной машине 10, следует понимать, что подобная структура может быть включена в другой тип горной машины, включая подготовительную машину и/или проходческий комбайн.
[32] Вариант осуществления, описанный выше и иллюстрированный на чертежах, представлен в виде единственного примера и не предназначен в качестве ограничения концепций и принципов настоящей заявки. Несмотря на то, что изобретение было подробно описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты осуществления, варианты и модификации существуют в пределах объема и сущности одного или нескольких независимых аспектов настоящего изобретения, как описано. Различные признаки и преимущества излагаются в следующей формуле изобретения.