ЛИНЕЙНЫЙ РЕШТАК И ДЛИННОЗАБОЙНАЯ ВРУБОВАЯ МАШИНА
LINEAR PAN AND LONGWALL CUTTER

Настоящее изобретение в целом относится к длиннозабойным врубовым машинам, и, более конкретно, к линейному рештаку для цельнопередвижного забойного конвейера.
В длиннозабойной врубовой машине, выемочный комбайн перемещается вдоль линии рештаков цельнопередвижного забойного конвейера (AFC), чтобы добывать материал из забоя. AFC включает в себя несколько секций линейного рештака, соединенных вместе, чтобы сформировать конвейер для перемещения срезанного материала от забоя. Примерный AFC, включающий в себя секции линейного рештака или конвейерные рештаки, раскрыт в патенте США № 7896444, выданном 1 марта 2011 года, содержание которого полностью включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.
Линейные рештаки AFC для применений к низким и средним пластам могут быть затруднены в продвижении из-за уплотнения срезанного материала между лицевой стороной рештака и передней стороной разрезаемого материала. Это может быть вызвано плохими характеристиками погрузки рештака и невозможностью угольного выемочного комбайна погружать срезанный материал через маленькое отверстие, доступное между нижней стороной угольного выемочного комбайна и верхней частью линейного рештака AFC. Уплотнение срезанного материала также вызывает проблемы с контролем горизонта (проблемы вертикального рулевого управления) с линией рештаков AFC, как целым, что может вызвать задержки в добыче.
В некоторых независимых аспектах, предоставляется новый профиль для передней литой детали линейного рештака. Например, новый профиль может иметь наклонную погрузочную поверхность (например, с погрузочным углом 45 градусов) вместо типичной вертикальной лицевой стороны (например, лицевой стороны под углом 90 градусов). С наклонной погрузочной поверхностью, создается погрузочное отверстие между рукой выемочного комбайна, которая удерживает режущие элементы, и транспортировочной областью AFC. Это может улучшить характеристики погрузки как выемочного комбайна, так и срезаемого материала, позволяя материалу легко протекать над лицевой стороной линейного рештака AFC, когда линейный рештак продвигается в направлении забоя. Это может быть применимо к приложениям AFC с низким профилем, высоким профилем, в которых важен контроль AFC.
В одном из независимых вариантов осуществления, предоставляется секция линейного рештака длиннозабойной врубовой машины, расположенная рядом с очистным забоем и поддерживаемая на поверхности земли, и секция линейного рештака может в целом включать в себя лицевой рельс, рельс стороны выработанного пространства и конвейерный рештак между лицевым рельсом и рельсом стороны выработанного пространства. Лицевой рельс может в целом иметь по существу горизонтальную верхнюю поверхность с верхним лицевым концом и верхним концом стороны выработанного пространства и расположенную на высоте верхней поверхности, длина верхней поверхности определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним концом стороны выработанного пространства и верхним лицевым концом, наклонную погрузочную поверхность, проходящую от верхнего лицевого конца в направлении очистного забоя и поверхности земли и расположенную под косым углом относительно верхней поверхности, погрузочную поверхность с погрузочным лицевым концом на погрузочной высоте, длина погрузочной поверхности определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним лицевым концом и погрузочным лицевым концом, общая длина определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним концом стороны выработанного пространства и погрузочным лицевым концом, длина погрузочной поверхности составляет по меньшей мере около 25 процентов от общей длины, и полость для материала, выполненную в лицевой поверхности под погрузочной поверхностью и углубленную от погрузочного лицевого конца в направлении стороны выработанного пространства и проходящую дальше верхнего лицевого конца до нижней поверхности полости.
В другом независимом варианте осуществления, предоставляется длиннозабойная врубовая машина, расположенная рядом с очистным забоем и поддерживаемая на поверхности земли, и машина может в целом включать в себя выемочный комбайн, включающий в себя режущую головку для врезания в очистной забой, корпус и транспортировочную сборку для перемещения выемочного комбайна вдоль очистного забоя; цельнопередвижной забойный конвейер; транспортировочный элемент, проходящий вдоль длины очистного забоя и соединенный с транспортировочной сборкой выемочного комбайна; и продвигающую сборку, включающую в себя толкатель, который продвигает цельнопередвижной забойный конвейер в направлении очистного забоя.
Цельнопередвижной забойный конвейер может в целом включать в себя множество линейных рештаков, соединенных вдоль очистного забоя, и конвейер. Каждый линейный рештак может в целом включать в себя лицевой рельс, рельс стороны выработанного пространства напротив лицевого рельса, и конвейерный рештак между лицевым рельсом и рельсом стороны выработанного пространства. Лицевой рельс может в целом иметь по существу горизонтальную верхнюю поверхность с верхним лицевым концом и верхним концом стороны выработанного пространства и расположенную на высоте верхней поверхности, длина верхней поверхности определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним концом стороны выработанного пространства и верхним лицевым концом, наклонную погрузочную поверхность, проходящую от верхнего лицевого конца в направлении очистного забоя и поверхности земли и расположенную под косым углом относительно верхней поверхности, погрузочную поверхность с погрузочным лицевым концом на погрузочной высоте, длина погрузочной поверхности определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним лицевым концом и погрузочным лицевым концом, общая длина определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним концом стороны выработанного пространства и погрузочным лицевым концом, длина погрузочной поверхности составляет по меньшей мере около 25 процентов от общей длины, и полость для материала, выполненную в лицевой поверхности под погрузочной поверхностью и углубленную от погрузочного лицевого конца в направлении стороны выработанного пространства и проходящую дальше верхнего лицевого конца до нижней поверхности полости.
В еще одном варианте осуществления, секция линейного рештака может в целом включать в себя лицевой рельс, рельс стороны выработанного пространства напротив лицевого рельса, и конвейерный рештак между лицевым рельсом и рельсом стороны выработанного пространства. Лицевой рельс может в целом иметь по существу горизонтальную верхнюю поверхность с верхним лицевым концом и верхним концом стороны выработанного пространства и расположенную на высоте верхней поверхности, длина верхней поверхности определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним концом стороны выработанного пространства и верхним лицевым концом, наклонную погрузочную поверхность, проходящую от верхнего лицевого конца в направлении очистного забоя и поверхности земли, и расположенную под косым углом относительно верхней поверхности, погрузочную поверхность с погрузочным лицевым концом на погрузочной высоте, длина погрузочной поверхности определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним лицевым концом и погрузочным лицевым концом, общая длина определяется в направлении от стороны выработанного пространства к лицевой стороне между верхним концом стороны выработанного пространства и погрузочным лицевым концом, длина погрузочной поверхности составляет по меньшей мере около 25 процентов от общей длины, и полость для материала, выполненную в лицевой поверхности под погрузочной поверхностью и углубленную от погрузочного лицевого конца в направлении стороны выработанного пространства, и проходящую дальше верхнего лицевого конца до нижней поверхности полости, конвейерные углубления, выполненные в поверхности, противоположной лицевой поверхности, и проходящие в глубину до нижней поверхности углубления, верхний лицевой конец, расположенный ближе очистному забою, чем нижняя поверхность углубления, и нижнюю скользящую полку, проходящую в направлении очистного забоя из нижнего края полости для материала, нижнюю скользящую полку, проходящую дальше погрузочного лицевого конца и определяющую поверхность полки, общая высота определяется между поверхностью полки и высотой верхней поверхности, высота погрузочной поверхности определяется между поверхностью полки и погрузочной высотой, погрузочная высота составляет меньше, чем около 80 процентов общей высоты.
Другие независимые аспекты изобретения станут очевидными посредством рассмотрения подробного описания, формулы изобретения и прилагаемых чертежей, где изображено:
Фиг. 1 – вид в частичном поперечном сечении длиннозабойной врубовой машины, включающей в себя выемочный комбайн и цельнопередвижной забойный конвейер с секцией линейного рештака.
Фиг. 2 – увеличенный вид в перспективе лицевого рельса секции линейного рештака, показанной на фиг. 1.
Фиг. 3 – увеличенный вид в частичном поперечном сечении лицевого рельса, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 – увеличенный вид в частичном поперечном сечении части машины, показанной на фиг. 1, иллюстрирующий секцию линейного рештака более подробно.
Фиг. 5 – вид в частичном поперечном сечении врубовой машины, показанной на фиг. 1, иллюстрирующей действие продвижения.
Фиг. 6 – увеличенный вид в частичном поперечном сечении части машины, показанной на фиг. 5, иллюстрирующий секцию линейного рештака более подробно.
Фиг. 7 – вид с торца лицевого рельса фиг. 2 с частью врубовой машины фиг. 1.
Фиг. 8 - вид в перспективе альтернативной конструкции секции линейного рештака.
Фиг. 9 – вид с торца части секции линейного рештака предшествующего уровня техники, иллюстрирующий лицевой рельс предшествующего уровня техники с частью врубовой машины.
Фиг. 10 – вид в перспективе секции рештака предшествующего уровня техники, показанной на фиг. 9.
Прежде чем какие-либо независимые варианты осуществления изобретения будут подробно объяснены, должно быть определено, что изобретение не ограничено в своем применении подробностями конструкции и размещением компонентов, изложенными в последующем описании или проиллюстрированными на последующих чертежах. Изобретение допускает другие независимые варианты осуществления и осуществление на практике или выполнение различными способами.
Фиг. 1 показывает длиннозабойную врубовую машину 10, включающую в себя цельнопередвижной забойный конвейер (AFC) 14 с секциями 18 линейного рештака (показана одна), и выемочный комбайн 22. Выемочный комбайн 22 включает в себя режущий барабан 26 для разрезания материала M (например, угля) из очистного забоя 30, и башмак 34 (см. фиг. 7), который перемещается по AFC 14, чтобы поддерживать выемочный комбайн 22. Как показано на фиг. 1, транспортировочная сборка 38 включает в себя ведущий зубчатый барабан для проталкивания выемочного комбайна 22 вдоль очистного забоя 30.
Каждая секция 18 линейного рештака AFC 14 включает в себя лицевой рельс 46, рельс 50 стороны выработанного пространства, и конвейерный рештак 54 между рельсами 46, 50. AFC 14 также включает в себя конвейер 58, перемещающийся вдоль конвейерного рештака 54. Рельс 50 стороны выработанного пространства определяет опору 62 для стойки, которая поддерживает транспортировочный элемент в виде стойки 66.
В некоторых конструкциях (таких как проиллюстрированная конструкция), каждый рельс 46, 50 выполнен в виде цельной литой детали, чтобы включать структуру(ы), обсуждаемую более подробно ниже. Каждый рельс 46, 50 определяет верхнее конвейерное углубление 70 и нижнее конвейерное углубление 74, и включает в себя часть 78 конвейерного рештака, которая входит в зацепление с конвейерным рештаком 54. Проиллюстрированный конвейерный рештак 54 является в значительной степени плоской пластиной, соединенной (например, сваренной), с частью 78 конвейерного рештака 78 каждого рельса 46, 50. Рельсы 46, 50 и конвейерный рештак 54 в собранном состоянии формируют секцию 18 линейного рештака, и множество секций 18 линейного рештака соединяются вместе с помощью фиксирующих шпонок (не показаны), чтобы сформировать непрерывный AFC 14 вдоль очистного забоя 30.
Верхнее конвейерное углубление 70 и нижнее конвейерное углубление 74 рельсов 46, 50 взаимодействуют, чтобы предоставить верхний конвейерный путь и нижний конвейерный путь для конвейера 58. Конвейер 58 выполнен в виде замкнутого контура вокруг конвейерного рештака 54, и приводится в движение приводным двигателем (не показан), чтобы транспортировать материал M из очистного забоя на верхнюю поверхность конвейерного рештака 54.
Как более подробно обсуждено ниже, проиллюстрированный лицевой рельс 46 сконструирован, чтобы в целом способствовать погрузке материала M, срезанного с очистного забоя, на конвейерный рештак 54. Со ссылкой на фиг. 2-3, лицевой рельс в целом включает в себя нижнюю скользящую полку 82, часть 86 корпуса и погрузочную часть 90.
Как показано на фиг. 3, нижняя скользящая полка 82 поддерживает лицевой рельс 46 на земле и определяет поверхность 94 полки, которая с возможностью скольжения поддерживает башмак 34 (см. фиг. 7). Поверхность 94 полки (см. фиг. 3) в значительной степени горизонтальна или параллельна земле. Часть 86 корпуса проходит вверх из нижней скользящей полки 82. Часть 86 корпуса определяет конвейерные углубления 70, 74, которые проходят в части 86 корпуса в направлении забоя 30 до лицевой крайней точки 98. Часть 86 корпуса также предоставляет часть 78 конвейерного рештака. Соединительные части 102 расположены, чтобы принимать фиксирующую шпонку, чтобы соединять смежные лицевые рельсы 46 вместе, чтобы формировать непрерывный AFC 14.
Полость 106 для материала выполнена в части 86 корпуса между поверхностью 94 полки и погрузочной частью 90. Погрузочная часть 90 ограничивает верхнюю часть полости 106 для материала. Как показано на фиг. 5-6, материал M собирается и уплотняется в полости 106 для материала, чтобы выполнить наклонную плоскость для срезанного материала. В проиллюстрированной конструкции (см. фиг. 3), часть 86 корпуса определяет контурную поверхность 110 напротив углублений 70, 74 и части 78 конвейерного рештака. Проиллюстрированный контур в значительной степени следует форме углублений 70, 74 и части 78 конвейерного рештака. В других вариантах осуществления, поверхность 110 могла бы иметь другую форму (например, форму прямой наклонной плоскости или со многими угловыми частями (см., например, профиль «двойного отвала», показанный на фиг. 8)).
Полость 106 для материала проходит в части 86 корпуса в направлении стороны выработанного пространства до крайней точки 114 стороны выработанного пространства. В проиллюстрированной конструкции, часть конвейерных углублений 70, 74 и полости 106 для материала перекрываются (например, полость 106 для материала проходит в направлении стороны выработанного пространства дальше лицевой крайней точки 98 конвейерных углублений 70, 74, а конвейерные углубления 70, 74 проходят в направлении забоя 30 дальше крайней точки 114 стороны выработанного пространства полости 106 для материала). В проиллюстрированной конструкции, крайняя точка 114 стороны выработанного пространства в целом находится горизонтально на одной линии с частью 78 конвейерного рештака.
Дополнительные подробности лицевого рельса 46 будут обсуждены со ссылкой на фиг. 3. В настоящем описании, понятия вверх, вниз, влево, вправо, вертикально и горизонтально соответствуют изображенным на фиг. 3. Погрузочная часть 90 соединена с частью 86 корпуса и имеет верхнюю поверхность 118 и погрузочную поверхность 122. Погрузочная поверхность 122 расположена и проходит между двумя соединительными частями 102. В проиллюстрированной конструкции, полость 106 для материала проходит под всей погрузочной поверхностью 122 и под частью верхней поверхности 118. Также, в проиллюстрированной конструкции, относительно лицевой крайней точки 98 конвейерных углублений 70, 74, в значительной степени большая часть погрузочной поверхности 90 с лицевой стороны расположена под углом.
Верхний конец 126 стороны выработанного пространства определен рядом с крайней точкой стороны выработанного пространства верхней поверхности 118. Верхний лицевой конец 130 определен в переходе от горизонтальной верхней поверхности 118 к наклонной погрузочной поверхности 122. Погрузочный лицевой конец 134 определен рядом с лицевой крайней точкой погрузочной поверхности 122 (лицевой крайней точкой верхней части лицевого рельса 46).
Общая ширина 138 верхней поверхности погрузочной части 90 определена (в целом в горизонтальной плоскости) между погрузочным лицевым концом 134 и верхним концом 126 стороны выработанного пространства. Ширина 142 верхней поверхности определена между верхним концом 126 стороны выработанного пространства и верхним лицевым концом 130, а ширина 146 погрузочной поверхности определена (в целом в горизонтальной плоскости) между погрузочным лицевым концом 134 и верхним лицевым концом 130.
Ширина 146 погрузочной поверхности составляет по меньшей мере около 25 процентов, и более конкретно, по меньшей мере около 40 процентов общей ширины 138. В проиллюстрированном варианте осуществления, ширина 146 погрузочной поверхности составляет около 50 процентов (например, около 48 процентов) общей ширины 138. Иными словами, ширина 142 верхней поверхности составляет не более чем 75 процентов, и более конкретно, не более чем 60 процентов общей ширины 138. В проиллюстрированном варианте осуществления, ширина 142 верхней поверхности составляет около 50 процентов (например, около 52 процентов) общей ширины 138.
Погрузочный угол 150 определен между по меньшей мере частью погрузочной поверхности 122 и по меньшей мере частью верхней поверхности 118. В проиллюстрированной конструкции, верхняя поверхность 118 и погрузочная поверхность 122 каждая в значительной степени линейны, и погрузочный угол 150 определен между линейными частями поверхностей 118, 122.
Погрузочный угол 150 составляет между около 25 градусами и 55 градусами, и более конкретно, между около 30 градусами и около 50 градусами. Проиллюстрированный погрузочный угол 150 составляет около 45 градусов. В проиллюстрированной конструкции, погрузочная поверхность 122 расположена с тем, чтобы плоскость, определяемая погрузочной поверхностью 122, не пересекалась с нижней скользящей полкой 82.
Высота 154 определена в целом в горизонтальной плоскости с поверхностью 94 полки. Высота 158 полости для материала определена в вертикальном направлении между верхней поверхностью полости 106 для материала (или нижней поверхностью погрузочной части 90) и поверхностью 94 полки. Погрузочная высота 162 определена в вертикальном направлении между самой низкой точкой погрузочной поверхности 122 (например, в погрузочном лицевом конце 134) и поверхностью 94 полки. Высота 166 верхней поверхности 166 определена в вертикальном направлении между верхней поверхностью 118 и поверхностью 94 полки.
Высота 158 полости для материала составляет менее около 80 процентов, и более конкретно, менее около 70 процентов высоты 166 верхней поверхности. В проиллюстрированном варианте осуществления, высота 158 полости для материала составляет около 60 процентов (например, около 61 процентов) высоты 166 верхней поверхности.
Погрузочная высота 162 составляет менее около 85 процентов, и более конкретно, 75 процентов высоты 166 верхней поверхности. В проиллюстрированном варианте осуществления, погрузочная высота 162 составляет около 70 процентов (например, около 71 процентов) высоты 166 верхней поверхности.
Во время операции разрезания (см. фиг. 1 и 4), выемочный комбайн 22 вращает режущий барабан 26, чтобы вырезать материал M из очистного забоя 30. По мере того, как материал M разрезается, режущий барабан 26 также проталкивает материал M в направлении AFC 14. Погрузочная часть 90 предоставляет в значительной степени увеличенное погрузочное отверстие 170 между лицевым рельсом 46 и выемочным комбайном 22. По существу, материал M легко погружается на конвейерный рештак 54 даже в установках с низкой высотой пласта (например, 3 метра или меньше). Фиг. 1 и 4 показывает материал M, срезаемый с очистного забоя 30 и погружаемый на AFC 14 посредством выемочного комбайна 22.
Во время операции продвижения забоя (см. фиг. 5-6), AFC 14 продвигается в оставшийся отвал материала M с помощью гидравлического толкателя 174. Гидравлический толкатель 174 проталкивает AFC в направлении очистного забоя 30 с тем, чтобы материал M направлялся над лицевым рельсом 46 и на конвейерный рештак 54. Полость 106 для материала и наклонная погрузочная поверхность 122 взаимодействуют с нижней скользящей полкой 82, чтобы обеспечить динамическую погрузочную наклонную плоскость. Материал M собирается в полости 106 для материала и насыпается на нижнюю скользящую полку 82 с тем, чтобы сформировалась ровная наклонная плоскость из материала M под в значительной степени тем же углом 178, что и угол 150 погрузочной поверхности. Наклонная погрузочная поверхность 122 и/или полость 106 для материала делают возможной ровную и эффективную погрузку материала M на конвейерный рештак 54.
По мере того, как материал M протекает над лицевым рельсом 46, сила, направленная вниз, прикладывается к лицевому рельсу 46. Наклонная погрузочная поверхность 122, наклонная плоскость из материала M и результирующая сила, направленная вниз, обеспечивает более стабильный AFC 14 во время операции продвижения. Другими словами, AFC 14 с меньшей вероятностью поедет вверх по или сместится вверх по отвалу материала M, по мере того, как AFC 14 продвигается в отвал материала M. Вместо этого, AFC 14 поддерживает стабильный контакт с полом и перемещается ровно в отвале материала M. Вдобавок, с наклонной погрузочной поверхностью 122, AFC 14 уплотняет отвал материала M меньше, чем AFC предшествующего уровня техники во время операции продвижения. Фиг. 5-6 показывают материал M, протекающий над лицевым рельсом 46 во время операции продвижения.
Фиг. 8 показывает лицевой рельс 446, имеющий множественные угловые части (профиль «двойного отвала») для линейного рештака в стиле двойного отвала. Лицевой рельс 446 двойного отвала в целом включает в себя нижнюю скользящую полку 482, часть 486 корпуса, погрузочную часть 490 и две соединительные части 502. Нижняя скользящая полка 482 определяет поверхность 494 полки, которая с возможностью скольжения поддерживает башмак 34. Часть 486 корпуса определяет конвейерные углубления 470, 474, которые проходят в части 486 корпуса в направлении забоя 30. Часть 486 корпуса также предоставляет часть 478 конвейерного рештака. Соединительные части 502 расположены, чтобы принимать фиксирующую шпонку, чтобы соединять смежные лицевые рельсы 446 двойного отвала вместе, чтобы формировать непрерывный AFC.
Погрузочная часть 490 определяет лицевую поверхность 506, первичную погрузочную поверхность 510, вторичную погрузочную поверхность 514 и три соединительные поверхности 518. Погрузочная часть 490 действует, чтобы предоставить наклонную плоскость для материала M, чтобы протекать над лицевым рельсом 446 двойного отвала на конвейер.
Фиг. 7 и 9 сравнивают погрузочную часть 90 настоящей секции 18 линейного рештака с соответствующей частью 290 секции 218 линейного рештака предшествующего уровня техники, соответственно. Фиг. 10 – вид в перспективе секции 218 линейного рештака предшествующего уровня техники, чтобы облегчить сравнение. На фиг. 9, схожие компоненты имеют тот же ссылочный номер плюс 200.
Со ссылкой на фиг 7, 9 и 10, общая ширина 138 погрузочной части 90 настоящей секции 18 линейного рештака в значительной степени такая же, как и общая длина 338 верхней части 290 секции 218 линейного рештака предшествующего уровня техники. Однако погрузочная часть 90 секции 18 линейного рештака предоставляет относительно больший промежуток или погрузочное отверстие 170 между лицевым рельсом 46 и выемочным комбайном 22 с тем, чтобы большее количество материала M могло проходить через него. Секция 18 линейного рештака предоставляет примерно на пять процентов (5%) большее погрузочное отверстие по сравнению с погрузочным отверстием секции 218 линейного рештака предшествующего уровня техники. Напротив, в секции 218 линейного рештака предшествующего уровня техники верхняя часть 290 занимает сравнимое открытое пространство погрузочного отверстия 178 в секции 18 линейного рештака.
С настоящей секцией 18 линейного рештака, высота в лицевом конце погрузочной части 90 (погрузочная высота 162 в погрузочном лицевом конце 134) относительно ниже, чем высота соответствующего расположения верхней части 290 (около высоты 366 верхней поверхности) секции 218 линейного рештака предшествующего уровня техники. С уменьшенной погрузочной высотой 162, высота материала M, уплотняемого напротив лицевого рельса 46, уменьшается.
Один или более независимых признаков и преимуществ изобретения могут быть изложены в последующей формуле изобретения.