用於採礦系統的發射車、採礦系統和採礦方法

2024-03-11 00:19:15

專利名稱：用於採礦系統的發射車、採礦系統和採礦方法
技術領域：
本發明涉及一種用於採礦系統的發射車。本發明還涉及一種包括這種發射車的採礦系統以及採礦方法。
背景技術：
採礦、特別是邊幫採礦可以用於移除覆蓋層下面的礦層或礦脈中的煤炭、礦石、礦砂或其他材料，所述礦層或礦脈可以從材料礦層或礦脈的暴露邊緣接近。這種類型的採礦適合於其中可以將適當機器與待開採的礦層成一直線放置(例如在切割或挖掘中)以便伸出截割頭的情況。為了將截割頭更深地穿入礦層中，如在邊幫採礦中所實施的那樣，當截割頭前進到位於覆蓋層下面的基本水平的礦井內時，該截割頭後跟隨一系列輸送段或單元。輸送段也稱為推梁(push beam)，因為它們不是自推進的，相反，它們是被推入礦層內的。每個輸送段都具有諸如一個或更多個螺旋輸送器(「螺旋推運器」)、輸送帶或鏈式/刮板式輸 送器之類的運輸裝置，以將所開採的材料從其前端移動到其後端，並且進一步移動到下一個後面的輸送段，並且最終移動到發射床。螺旋輸送器、輸送帶和鏈式/刮板式輸送器可以由從一個輸送段連接到下一個輸送段的軸來提供動力，所述軸最後通過發射車上的馬達、通過連接至發射車的單獨的動力發生單元或通過位於輸送段系列的截割頭末端的馬達轉動。現有技術的發射車可以包括框架結構，該框架結構包括輸送段轉移機構，該輸送段轉移機構通過夾持框架以及發射框架操縱所述輸送段。該框架結構可拆卸成多段，以便運輸到採礦場所和從採礦場所運走，因為該結構總體上對於長距離整體運輸來說太大。為了在採礦場所以及相對平坦表面上在較短距離上以自我推進方式重新安置發射車，框架結構通常由在該框架結構的角部處支撐該框架結構的至少四個履帶運送。可以從W095/300676、WO 2005/116402和US 5，682，807中已知這種現有技術的發射車。任選地，發射車還可以包括錨固機構、氣體源和/或排放設備。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於採礦系統的發射車、一種採礦系統和一種採礦方法，以便提供增強的機動性並且使採礦成本降低。為此，本發明提供了一種用於採礦系統的發射車，該發射車包括設置有履帶的基架(底架)；圍繞基本豎直的旋轉軸線可旋轉地連接至所述基架的上框架；連接至所述上框架的發射框架；起重機單元；以及用於驅動履帶、發射框架和/或起重機單元的驅動裝置。對於這種採礦車來說，可以利用現有標準基礎的高性能挖掘機(鏟子)或起重機(實踐上還稱為高性能履帶車或者具有連續履帶的工程車)，例如功率為1500kW、1600kW或2000kW的挖掘機或起重機。現在可以利用較容易獲取和較容易維護的設備，而非利用專門設計的發射車。所述發射車還遠比現有技術的發射車好操縱，從而在重新安放發射車期間以及從相同的全局發射車位置操作例如「設備安裝(Rig-Up)」期間大量節省時間和成本，以便在一個或更多個多通道中製作水平或大坡度(傾斜)礦層開採入口角。例如，現在發射車可以作為完整單元容易地移動，而不是將發射車拆卸然後組裝成發射車。這甚至在傾斜表面也可以實現。在本文中，設置有履帶的基架也稱為「履帶式車輛基架」，二者具有相同含義。這裡公開的發射車的另一個優點在於，該發射車也可以通過將所述發射框架、起重機單元和/或履帶車或具有連續履帶的工程車分離而被拆卸，並且可以再次配備成具有其他特徵(例如吊杆、操縱杆、鏟鬥、反鏟)，從而能夠執行與發射車不同的功能。這種另選用途的一個示例可以是例如挖掘機之類的工程車，以準備等高挖掘。在示例性實施方式中，根據本發明的發射車的優點在於，其使得特別是大坡度採礦和深井採礦的利用或應用領域更廣泛。對於用於邊幫採礦(highwall mining)的已知發射設備來說，相對於最大8°的礦坑底水平，只可能開採最多12°的礦層。本發明提供了相對於水平正負8°甚至一直開採至高達30°以上的礦層的可能。同樣，對於現有技術的用於邊幫採礦的發射設備，只可能開採最大300米長度的礦層。本發明提供了開採最大500米長度或更長長度的礦層的可能(從礦層入口測量的穿透深度)。 在示例性實施方式中，起重機單元安裝至所述發射框架。這種連接的優點是，將所述發射框架和起重機單元連接至所述上框架和從所述上框架拆下甚至更簡單。就此而言，「起重機單元」應理解為結合了所有類型的高性能履帶式車輛或具有連續履帶的其它類型的工程車。進一步的優點是由所述起重機單元施加的力將由所述發射單元吸收，並因而對所述上框架的影響較小。為了容易操縱設備部件，例如像推梁之類的輸送段，在示例性實施方式中，所述起重機單元可以在吊杆的自由端上設置夾持框架(抓取器框架)或單元。已經公知在採礦設備中使用夾持單元，但現在該夾持單元可以簡單地附裝起重臂的吊杆(操縱杆)，以提供所有的期望設備處理。而且，通過將夾持框架更換為起重臂上的典型的升降鉤，所述起重機單元可非常有用地用來在維修和/或安裝修理處理期間提供支承目的。在另一示例性實施方式中，所述基架和所述上框架利用中間支承環相連。這種構造經久耐用，同時仍提供所需要的運動自由度。在示例性實施方式中，所述基架將設置有兩個履帶，相對於具有兩個以上履帶的公知基架，這增加了機動性。所述驅動裝置可以包括內燃機，但是作為替換，也可以包括電驅動器，該電驅動器由獨立的電力源提供電力。通常，所述內燃機/電驅動器用來至少部分地將可用能量轉換成液壓。所述上框架可以簡單地以動態聯接部連接至所述發射框架，所述動態聯接部通常是現有的高性能挖掘機或起重機單元(包括之前已經闡述的其他類型的高性能履帶車或其他類型的具有連續履帶的工程車)的標準部件。為了增強所述發射框架的機動性(例如為了開採大坡度角下的礦層)，所述上框架可以通過至少一個中間缸連接至所述發射框架，因而提供相對於所述上框架定位所述發射框架的可能性。在示例性實施方式中，本發明還提供了一種採礦系統，該採礦系統包括如上公開的發射車，該發射車具有連接至所述發射車的發射框架的至少一個輸送段和與連接至所述發射車的一側相對地連接至所述輸送段的截割頭。這種系統可適應於表層開採。在所述採礦系統還包括連接至所述發射車的一系列輸送段的情況下，所述系統可以用於邊幫採礦。其他優點可以通過為所述採礦系統設置從所述基礎結構延伸至所述截割頭的氣體供應(供應源)來實現，該氣體供應用於將惰性氣體引導所述截割頭的環境(周圍環境)，以降低截割頭的環境中出現爆炸氣體/灰塵的危險。本發明的示例性實施方式還涉及一種使用前面公開的發射車採礦的方法，其中所述發射車在採礦井中相對於水平面以8°到約30°的角度，更優選相對於水平面以約0°到約35°的角度驅動一系列輸送段。而且，所述發射車可以在採礦井中驅動長度大於約300米，優選大於約350米或甚至大於500米的一系列輸送段(即所謂的「驅動器」)。在本發明的其他示例性實施方式中，所述發射車相對於水平面以大約0°到大約35°的步進角驅動一系列輸送段，以從一個全局發射位置產生一個通道或多個通道的採礦井，而無需進行重新安置和/或礦坑鋪平或運土準備。在這種方法中，優點是由於較少重新安置/運土而實現了節省。


從下面僅作為示例結合附圖的詳細描述中可以看出其他目的、特徵、優點和細節，在附圖中 圖I示出在表層採礦中使用的作為採礦系統的一部分的根據本發明的發射車的示意圖；圖2示出在圖I中部分示出的採礦系統的示意圖，該採礦系統被修改成用於大坡度定向邊幫採礦；以及圖3示出在圖2中部分示出的採礦系統的示意圖，該採礦系統現在用於水平定向邊幫採礦。
具體實施例方式下面的描述實際上僅僅是示例性的，並不是為了限制當前公開內容、應用或用途。應該理解的是，在所有附圖中，相應的附圖標記表示相同或相應的部件和特徵。在示例性實施方式中，圖I示出作為採礦系統的一部分的發射車1，該發射車I設置有履帶式車輛基架2。上框架3圍繞基本上豎直的旋轉軸線4可旋轉地連接至該基架I。發射框架5安裝至上框架3，發射框架5的後支撐梁5. 3橫向於發射框架5延伸，並且可以包括安裝於其上的起重機單元6。用於操作發射車I的驅動系統(未示出)可以集成在上框架3中。如同容納動力和傳動系統(未不出)的發動機-發電機室23 —樣,用於操作員的艙室7設置在上框架3上。開採的材料將被供應到發射框架5的後側，該此處，所開採的材料可以通過運輸系統16或者通過直接傾倒到卡車18中而排出。為了操縱任何設備，起動機單元6可以在其外端部上設置夾持框架8。發射車I被示出為位於敞開的礦坑9中，在該礦坑9中挖掘待開採的材料10。在示例性實施方式中，圖2示出包括如圖I所示的發射車I的採礦系統19,但現在該發射車I驅動位於覆蓋層13中的大坡度礦井12中(或者，作為未示出的替換方案，在直接表層大坡度接近礦井入口中)的截割頭11。如在圖2中僅部分可見的，採礦系統19設置有與發射車I的發射框架5相連的一系列輸送段14。發射框架前支撐梁5. 2橫向於發射框架5延伸，並且可以是用於動力管線和軟管的支撐捲軸15。該動力管線可用於向該系列輸送段14或截割頭11提供電能或液壓能。該軟管可用於向截割頭11的環境供給惰性氣體或通風氣體，並且/或者從礦井12排放流體(除水)。圖3示出圖2的採礦系統19，該採礦系統適用於水平採礦礦井20。後排放吊杆24或帶式輸送器可以在由底盤離地間隙(或發射框架5的間隙)限定的區域28中安裝在發射車I (工程車)的履帶2之間，以便通過位於圖2中發射框架5下面的具有接收料鬥28的附加堆疊式輸送帶進一步輸送開採的材料。
圖3還用於圖示說明上框架3和發射框架5之間的連接。上框架3設置有用於保持分段聯接臂22的動態聯接位置21，該分段聯接臂22結合有用於定位分段聯接臂22的缸26 (例如液壓缸)。作為另選方式，上框架3可以通過分段聯 接臂22運動地連接至發射框架滑動升降平臺，該分段聯接臂22附接至位於其上的動態運動聯接位置21。儘管已經參照示例性實施方式描述了本發明，本領域技術人員將理解，在不脫離本發明的範圍的情況下可以進行各種改變，並且用等價物替換本發明的元件。另外，在不脫離本發明的實質範圍的情況下，可以進行許多修改以使得具體情形或材料適合於本發明的教導。因此，本發明並不限於作為為了實施本發明而設想的最佳方式公開的具體是實施方式,並且本發明將包括落入本申請範圍內的所有實施方式。
權利要求
1.用於採礦系統的發射車，該發射車包括 -履帶式車輛基架； -圍繞基本豎直的旋轉軸線可旋轉地安裝至該基架的上框架； -連接至所述上框架的發射框架； -安裝至所述發射框架的起重機單元；以及 -用於驅動所述履帶、發射框架、起重機單元或其組合的驅動系統。
2.根據權利要求I所述的發射車，其特徵在於，所述起重機單元還包括設置在該起重機單元的外端部上的夾持框架。
3.根據權利要求I或2所述的發射車，其特徵在於，所述履帶式車輛基架和所述上框架通過中間支承環相連。
4.根據前述權利要求中任一項所述的發射車，其特徵在於，所述履帶式車輛基架設置有兩個履帶。
5.根據前述權利要求中任一項所述的發射車，其特徵在於，所述驅動系統包括內燃機。
6.根據前述權利要求中任一項所述的發射車，其特徵在於，所述驅動系統包括由單獨的電力源供能的電驅動器。
7.根據前述權利要求中任一項所述的發射車，其特徵在於，所述上框架通過分段聯接臂聯接至所述發射框架，所述分段聯接臂附裝至位於該上框架上的動態聯接位置。
8.根據前述權利要求中任一項所述的發射車，其特徵在於，所述上框架通過用來相對於所述上框架定位所述發射框架的至少一個中間缸聯接至所述發射框架。
9.採礦系統，包括 -發射車，該發射車具有履帶式車輛基架； -圍繞基本豎直的旋轉軸線可旋轉地安裝至所述基框的上框架； -連接至所述上框架的發射框架； -用於驅動所述履帶、發射框架、起重機單元或其組合的驅動系統； -連接至所述發射車的發射框架的至少一個輸送段；以及 -與連接至發射車的一側相反地連接到所述輸送段的截割頭。
10.根據權利要求9所述的採礦系統，其特徵在於，所述採礦系統包括一系列連接至所述發射車的輸送段。
11.根據權利要求9或10所述的採礦系統，其特徵在於，所述採礦系統包括從所述發射車延伸至所述截割頭的氣體供應，該氣體供應用於將惰性氣體引導所述截割頭的環境。
12.使用根據權利要求I至8中任一項所述的發射車採礦的方法，其特徵在於，該發射車在採礦井中以相對於水平面呈約0°到約35°的角驅動一系列輸送段。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，該發射車在採礦井中驅動長度大於約300米、優選大於約350米或大於500米的一系列輸送段。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，所述發射車相對於水平面以約0°到約35°的步進角驅動一系列輸送段，以便從一個全局發射位置產生一個通道或多個通道的採礦井，而無需進行重新安置和/或礦坑鋪平或運土準備。
全文摘要
本發明提供了一種用於採礦系統的發射車(1)，該發射車包括設有履帶的基架(2)，圍繞基本豎直的旋轉軸線可旋轉地連接至該基架(2)的上框架(3)，連接至所述上框架(3)的發射框架(5)，安裝在該發射框架上的起重機單元，工程車或履帶車以及用於驅動連續的履帶、發射框架(5)、起重機單元或其組合的驅動機構。
文檔編號E21C25/58GK102770621SQ201180011013
公開日2012年11月7日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年2月26日
發明者C·W·因特豪特 申請人:卡特彼勒環球礦業邊坡礦工有限責任公司