ЗАБОЙНЫЙ СКРЕБКОВЫЙ КОНВЕЙЕР
FACE SCRAPER CONVEYOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится к забойному конвейеру для подземных горных работ длинными забоями.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Горные работы длинными забоями является способом подземных горных работ, когда длинный забой материала (например, угля) разрабатывают в один слой (например, толщиной 1-2 метра). Группа камер, отделенная от остальных выработок целиками (т.е. блок разрабатываемого материала), может иметь длину до 3-4 км и ширину 250-400 м. Забойные скребковые конвейеры являются частью общей системы добычи материала при работе длинными забоями, которая, помимо прочего, содержит машину для вырезки материала (например, выемочный комбайн) и опорную конструкция (например, кровельную опору). Забойный конвейер используют для сбора отделенного от массива материала и его перемещения к другому конвейеру или в другое место.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В одном варианте осуществления изобретения предлагается система добычи материала для шахты. Система содержит машину для вырезки материала и забойный конвейер для транспортировки материала, вырезанного указанной машиной. Забойный конвейер содержит множество расположенных рядом друг с другом линейных рештаков, каждый из которых включает желоб, имеющий наружную поверхность и внутреннюю поверхность. Забойный конвейер также содержит множество скребков, расположенных в желобе поперек линейных рештаков. Каждый скребок имеет конец с верхней направляющей поверхностью, обращенной к наружной поверхности желоба, и с нижней направляющей поверхностью, обращенной к внутренней поверхности желоба. Скребковый конвейер также содержит соединительный элемент, проходящий через множество скребков и соединяющий их друг с другом. Боковое движение любого скребка, приводящее к контакту верхней направляющей поверхности с наружной поверхностью желоба, приводит, по существу одновременно, к контакту нижней направляющей поверхности с внутренней поверхностью желоба.
[0004] Согласно другому варианту осуществления изобретения, предлагается забойный конвейер для перемещения материала в шахте, содержащий множество расположенных рядом друг с другом линейных рештаков, множество скребков и соединительный элемент. Каждый рештак включает желоб, имеющий наружную поверхность и внутреннюю поверхность. Скребки расположены в желобе поперек линейных рештаков и каждый из них имеет верхнюю направляющую поверхность и нижнюю направляющую поверхность. Соединительный элемент проходит через множество скребков и соединяет их друг с другом. Боковое движение любого скребка, приводящее к контакту верхней направляющей поверхности с наружной поверхностью желоба, приводит, по существу одновременно, к контакту нижней направляющей поверхности с внутренней поверхностью желоба.
[0005] Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, предлагается узел линейного рештака для шахтного забойного конвейера, содержащий линейный рештак, включающий желоб с наружной поверхностью и внутренней поверхностью, и по меньшей мере один скребок, расположенный в желобе поперек линейного рештака. Скребок установлен в желобе подвижно в боковом направлении и имеет конец с верхней направляющей поверхностью, обращенной к наружной поверхности желоба, и нижней направляющей поверхностью, обращенной к внутренней поверхности желоба. Боковое движение скребка, приводящее к контакту верхней направляющей поверхности с наружной поверхностью желоба, по существу одновременно, приводит к контакту нижней направляющей поверхности с внутренней поверхностью желоба.
[0006] Другие аспекты изобретения будут понятны из приведенного ниже подробного описания и прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0007] На фиг.1 показана в аксонометрии система подземной добычи материала согласно изобретению,
[0008] на фиг.2 показан в аксонометрии забойный конвейер системы, изображенной на фиг.1,
[0009] на фиг.3 показан разрез забойного конвейера, изображенного на фиг.2,
[0010] на фиг.4 показан разрез другого варианта выполнения забойного конвейера, изображенного на фиг.2,
[0011] на фиг.5 показана в аксонометрии часть скребка забойного конвейера, изображенного на фиг.2,
[0012] на фиг.6 показана в аксонометрии часть другого варианта выполнения скребка забойного конвейера, изображенного на фиг.2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0013] При рассмотрении вариантов осуществления изобретения следует иметь в виду, что изобретение не ограничено конструктивными элементами и их расположением, представленными в описании и на чертежах, и допускает другие варианты осуществления и может быть реализовано по-другому.
[0014] На фиг.1 показана в аксонометрии система 10 подземной добычи материала согласно варианту осуществления изобретения. Система 10 предназначена для выемки материала из грунта (т.е. очистного забоя) и содержит горную машину 15 для непрерывной вырезки материала (например, выемочный комбайн для длинных забоев), которая движется в боковом направлении, по существу параллельно очистному забою 12. Выемочный комбайн 15 установлен на забойном скребковом конвейере 20, расположенном ниже и сзади конвейера и по существу параллельно забою 12. Система 10 дополнительно содержит кровельную опорную конструкцию 25, служащую конструктивной опорой для системы 10. В некоторых вариантах осуществления изобретения опорная конструкция 25 содержит множество кровельных опор 26, которые выступают вперед из соответствующих домкратов 27. Кровельные опоры 26 и домкраты 27 расположены по линии, параллельной забою 12, и по мере выемки материала из забоя 12 продвигаются вперед с выемочным комбайном 15 и забойным конвейером 20.
[0015] В некоторых вариантах осуществления изобретения система 10 добычи материала может содержать выгрузочный конвейер 30, расположенный по существу перпендикулярно к забою 12 и отходящий от него. Может быть предусмотрена загрузочная машина (не показана) для снятия материала с конвейеров 20 и 30 и его переноса на дробильные машины, калибровочные машины или другое технологическое оборудование. Выгрузочный конвейер 30 может быть соединен с забойным конвейером 20, благодаря чему материал, перемещаемый забойным конвейером 20, легко переносится на выгрузочный конвейер 30. Например, забойный конвейер 20 может иметь на одном конце выгрузочную часть 32 для укладки материала, удаленного с забоя 12, на выгрузочный конвейер 30. Забойный конвейер 20 и выгрузочный конвейер 30 могут работать от привода выемочного комбайна 15 или могут иметь свои собственные приводы, электрические и/или гидравлические.
[0016] Забойный выемочный комбайн 15 содержит по существу прямоугольную раму 35 и два шарнирно сочлененных рычага 38, несущих режущее устройство 40. Рычаги 38 с возможностью поворота соединены с противоположными концами рамы 35 и поворачиваются исполнительными механизмами (не показаны), установленными между рычагами 38 и рамой 35. На каждом рычаге 38 установлен двигатель (не показан) для вращения режущего устройства 40. Режущее устройство 40 имеет режущую поверхность (не показана) для выемки материала из забоя 12 по мере движения забойного выемочного комбайна 15 по существу параллельно забою 12. Материал, отделенный выемочным комбайном 15, собирается забойным конвейером 20. Забойный конвейер 20 транспортирует материал к выгрузочной части 32, которая укладывает его на выгрузочный конвейер 30. Затем выгрузочный конвейер 30 транспортирует материал из зоны горных работ для дальнейшей обработки. Таким образом, материал непрерывно извлекается из забоя 12 и транспортируется от выемочного комбайна 15 к забойному конвейеру 20, выгрузочной части 32 и затем посредством выгрузочного конвейера 30 выводится из зоны горных работ. В некоторых вариантах осуществления изобретения вся работа автоматизирована и/или контролируется операторами, находящимися вне зоны горных работ.
[0017] На фиг.2 показан в аксонометрии забойный конвейер 20, входящий в систему 10 добычи материала. Забойный конвейер 20 содержит множество конвейерных секций или линейных рештаков 45 и откаточный узел 49, включающий соединительные элементы в виде цепей 55 и соединенные с ними скребки 60. Откаточный узел 49 расположен вдоль линейных рештаков 45. В данном варианте конвейер 20 содержит два соединительных элемента 55. В других вариантах конвейер 20 может содержать один соединительный элемент 55 или три и более соединительных элемента, в зависимости от применения. Как альтернатива, соединительный элемент 55 может представлять собой или включать в себя ремень, ленту или другие подходящие средства для перемещения скребков 60 по линейным рештакам 45. Общая длина забойного конвейера 20 зависит от количества используемых линейных рештаков 45.
[0018] Линейные рештаки 45 расположены рядом друг с другом и проходят вдоль забоя 12. В данном варианте осуществления изобретения каждый рештак 45 выполнен как одна деталь и включает две боковые стенки 48, соединенные расположенной между ними центральной пластиной 50 и образующие противоположные стороны 46 и 47 рештака. В другом варианте рештаки могут быть выполнены из нескольких деталей, соединенных сваркой или другим способом.
[0019] Линейный рештак 45 содержит верхний канал 83 и нижний канал 87 и на нем установлен откаточный узел 49. Верхний канал 83 служит для размещения откаточного узла 49 при его движении вперед, а нижний канал 87 - для размещения откаточного узла при его движении назад. Боковые стенки 48 ограничивают обращенные внутрь верхние части 70 желоба, расположенные на наружных концах верхнего канала 83, и обращенные внутрь нижние части 73 желоба, расположенные на наружных концах нижнего канала 87. При работе части 70, 73 желоба служат направляющими для откаточного узла 49 при его движении по рештакам 45. Более конкретно, сперва откаточный узел 49 перемещается по верхнему каналу 83 и направляется верхними частями 70 желоба до тех пор, пока не достигнет конца забойного конвейера 20, Затем откаточный узел 49 переходит из верхнего канала 83 в нижний канал 87 и направляется нижней частью 73 желоба назад, к противоположному концу забойного конвейера 20. Перемещение откаточного узла 49 осуществляется приводными устройствами (не показаны), установленными на противоположных концах забойного конвейера 20. В некоторых вариантах приводные устройства включают звездочки, но могут использоваться и другие приводные устройства.
[0020] Верхняя часть 70 желоба линейного рештака 45 имеет удлиненную часть 75, имеющую верхнюю поверхность 75А, нижнюю поверхность 75В (не показана) и по существу вертикальную наружную поверхность 77А. Верхняя часть 70 желоба также имеет по существу вертикальную внутреннюю поверхность 79А, расположенную ниже верхней части 75 параллельно наружной поверхности 77А, и нижнюю поверхность 81, расположенную под углом к наружной поверхности 77А. Верхняя часть 70 желоба заканчивается верхней стороной 83 пластины 50. Как видно на фиг.2-4, элементы верхней части 70 желоба имеются на обеих сторонах рештака 45.
[0021] Нижняя часть 73 желоба линейного рештака 45 имеет по существу вертикальную наружную поверхность 77В, параллельную наружной поверхности 77А верхней части 70 желоба, по существу горизонтальную поверхность 85, расположенную между наружной поверхностью 77В и по существу вертикальной внутренней поверхностью 79В, параллельной внутренней поверхности 79А верхней части 70 желоба. Нижняя часть 73 желоба заканчивается нижней стороной 87 пластины 50 и нижней опорной частью 88, параллельной пластине 50. Как видно на фиг.2-4, элементы нижние части 73 желоба имеются на обеих сторонах рештака 45.
[0022] Между концами 46 и 47 линейных рештаков 45 расположено множество продолговатых скребков 60. Через скребки 60 проходят соединительные элементы 55, которые соединяют их друг с другом. В данном варианте осуществления изобретения соединительный элемент включает две непрерывные цепи 55. Скребки 60 имеют корпус 89 с двумя находящимися на расстоянии друг от друга концами 90. Корпус 89 скребка 60 имеет по меньшей мере одно отверстие 92 для вставки непрерывной цепи 55.
[0023] Как лучше видно на фиг.3 и 4, каждый конец 90 скребка 60 имеет верхний уступ 93 и нижний уступ 95, отходящий от верхнего уступа 93 в направлении к боковым стенкам 48 линейных рештаков 45. Каждый верхний уступ 93 образует первую или верхнюю направляющую поверхность 97, а каждый нижний уступ 95 образует вторую или нижнюю направляющую поверхность 98. Когда скребки 60 находятся в верхней части 70 желоба, каждая верхняя направляющая поверхность 97 обращена к соответствующей наружной поверхности 77А желоба, а каждая нижняя направляющая поверхность 98 обращена к соответствующей внутренней поверхности 79А желоба. Когда скребки 60 находятся в нижней части 73 желоба, каждая верхняя направляющая поверхность 97 обращена к соответствующей наружной поверхности 77В желоба, а каждая нижняя направляющая поверхность 98 обращена к соответствующей внутренней поверхности 79В желоба.
[0024] Скребки 60, верхняя часть 70 желоба и нижняя часть 73 желоба имеют такую форму, что независимо от того, находятся ли скребки 60 в верхней части 70 желоба или в его нижней части 73, на каждом конце скребков 60 расстояние между верхней направляющей поверхностью 97 и соответствующей ей наружной поверхностью 77А или 77В желоба по существу равно расстоянию между нижней направляющей поверхностью 98 и соответствующей ей внутренней поверхностью 79А или 79В желоба. Поэтому когда при работе скребки 60 смещаются в боковом направлении, если верхние направляющие поверхности 97 входят в контакт с наружной поверхностью 77А или 77В желоба, то нижние направляющие поверхности 97 по существу одновременно входят в контакт с внутренней поверхностью 79А или 79В желоба. Поскольку имеются две контактные поверхности, износ скребков 60 и линейных рештаков 45 уменьшается. Когда скребки 60 расположены по центру в верхней части 70 желоба, расстояния между верхними направляющими поверхностями 97 на каждом конце скребка 60 и соответствующими им наружными поверхностями 77А желоба по существу одинаковы, а расстояния между нижними направляющими поверхностями 98 на каждом конце скребка 60 и соответствующими им внутренними поверхностями 79А желоба тоже по существу одинаковы и по существу равны расстояниям между верхними направляющими поверхностями 97 и наружными поверхностями 77А желоба. Это также справедливо для ситуации, когда скребки 60 расположены по центру в нижней части 73 желоба.
[0025] Как показано на фиг.4-6, в некоторых вариантах осуществления изобретения верхний уступ 93 скребка 60 дополнительно содержит направляющее устройство с малым трением для направления скребков по наружной поверхности 77А или 77В желоба линейного рештака. Например, направляющее устройство может представлять собой ролик 99, установленный на первой вертикальной части 97 верхнего уступа 93, контактирующий с наружной поверхностью 77А или 77В желоба рештака 45.
[0026] Отделенный выемочным комбайном 15 материал падает на верхнюю поверхность движущегося забойного конвейера 20. Каждый из линейных рештаков 45 забойного конвейера 20 удерживает и направляет скребки 60 и, соответственно, непрерывные цепи 55 по линии, параллельной боковым сторонам 46 и 47 рештаков 45. Возможность удерживать и направлять скребки 60 и цепи 55 в конвейере 20 достигается благодаря усовершенствованной конструкции верхней части 70 и нижней части 73 желоба линейных рештаков 45 (так называемому Σ-образному профилю рештака) и конфигурации уступов 93 и 95 скребка 60. Как показано на фиг.2-4, такая конструкция позволяет выравнивать первые вертикальные части 97 верхних уступов 93 относительно наружных поверхностей 77А и 77В желоба рештака 45, а вторые вертикальные части 98 нижних уступов 95 - относительно внутренних поверхностей 79А и 79В желоба рештака 45. То есть наружные поверхности 77 и внутренние поверхности 79 желоба линейных рештаков 45 имеют конфигурацию, позволяющую удерживать скребки 60 по центру линейных рештаков.
[0027] При движении скребков 60 по линейным рештакам 45 скребки 60 направляются описанной конфигурацией, которая облегчает перемещение и удерживание узла, состоящего из скребков 60 и непрерывной цепи 55. Как показано на фиг.3, при движении в канале 65 рештака скребки 60 опираются на верхнюю сторону 83 пластины 50 и перемещаются благодаря выравниванию первых вертикальных частей 97 скребков относительно наружных поверхностей 77А желоба, а также выравниванию вторых вертикальных частей 98 скребков относительно внутренних поверхностей 79А желоба рештаков 45. Кроме того, подобное выравнивание между вертикальными частями 97 и 98 скребков и поверхностями 77В и 79В желоба используется при движении скребков 60 в канале 67 рештака 45.
[0028] Поэтому для того, чтобы обеспечить гарантированное, но в то же время беспрепятственное движение скребков 60, первые и вторые вертикальные части 97 и 98 не плотно прилегают к наружным поверхностям 77А/77В и внутренним поверхностям 79А/79В желоба. Благодаря увеличению числа вертикальных поверхностей 77 и 79 линейного рештака 45 уменьшается сила, приложенная к каждой вертикальной поверхности 77 и 79 при направлении скребков 60 по рештаку 45. В результате уменьшается износ рештака 45 и уступов 93 и 95 скребков. Кроме того, такая конфигурация позволяет использовать рештаки с Z-образным профилем меньшего размера как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.
[0029] На фиг.4-6 показан вариант выполнения системы 10 добычи материала, в которой верхний уступ 93 скребка 60 включает ролик 99, выступающий наружу от края верхнего уступа 93 к боковой стенке 48 линейного рештака 45. Ролик 99 установлен на первой вертикальной части 97 верхнего уступа 93 и контактирует с наружными поверхностями 77А и 77В желоба рештака 45. При движении скребка 60 по верхней части 70 или нижней части 73 желоба рештака 45 ролик 99 катится по наружным поверхностям 77А или 77В желоба.
[0030] В некоторых вариантах осуществления изобретения ролик 99 представляет собой отдельный элемент, механически закрепленный в отверстии 102 в первой вертикальной части 97 скребка 60 (см. фиг.5). В этих вариантах ролик 99 можно вынуть и/или заменить через отверстие 102 в скребке 60. В альтернативных вариантах осуществления (см. фиг.6) скребок 60 содержит роликовый узел 105, прикрепленный к скребку 60 крепежными элементами 107 (например, винтами). Роликовый узел 105 размещен в отверстии 109 в верхней части 110 верхнего уступа 93. Ролик 99 можно вынуть и/или заменить путем удаления всего роликового узла 105. Возможны другие конструкции и устройства для крепления ролика 99 к верхнему уступу 93 скребка 60.