地下开采设备的制作方法

文档序号:5405123阅读:208来源:国知局
专利名称:地下开采设备的制作方法
技术领域
本发明涉及地下作业的设备和方法。更具体地说,本发明涉及沿地下 通道运动的设备,所述通道由设备自身形成并且通过所述设备本身形成抵 抗坍塌的支撑加固。本发明还涉及从地下区域开采原料的设备和方法。
尽管没必要单独提出,但是本发明是特别为适用于地下采矿作业而设 计的,这种作业包括地下目标原料的开采和将开采的原料输送到处理区域 (通常为地面水平)。
背景技术
国际申请PCT/AU95/00667披露了一种通道加固的结构,所述通道是开 采头前进时穿过地下结构形成的。开采头前进时开采原料,从而形成通道。 通过从开采头沿通道伸展的管道支线将开采的原料运送到地面。在进行采 矿作业期间管道支线还提供开采头所需的服务。管道支线随着开采头逐渐 进入通道并且沿其前行。管道支线还随着开采头一起退出。由于管道支线 在通道内运动,所以通道在管道支线上方不枬塌是很重要的。因此,在形 成通道时要不断地对通道进行加固。借助于经组装和膨胀的护罩形成通常 为柱形的承载加固件可实现加固。
加固件的结构特别适用于国际申请PCT/AU96/00106中公开的那种开采 头,然而,由于加固件的前部大致呈矩形形状从而使开采的通道为相应的 矩形截面。因此,在通常为矩形截面形状的通道和通常为圆形截面形状的 加固件之间存在不一致。由此在通道的外周和加固件的外周之间形成了空 闲的空间,在该空间内某些约束通道的材料可能会坍塌。
此外,必须将塌入开采头后面的加固件周围空间内的原料取出,以便 使开采头后退。这可以通过将坍塌的原料从开采头后面的区域取出并将其 输送到开采头前面的区域来实现。因此,在开采头后部不断地形成可以使开采头后退的空间。取出开采头后面坍塌的原料并将其输送到开采头前面
区域的一种方式是如国际申请PCT/AU96/00106中披露的那样,通过开采头 抽吸原料。这就需要在开采头中设置抽吸系统,这样做将增加开采头的成 本和复杂性而且还占据了开采头中可用于其他目的的空间。这正开发本发 明的背景所在。
以上对本发明背景的讨论意在促进对本发明的理解。然而,应该认识 到,在享有申请优先权日的澳大利亚,并不认为或承认上述讨论所提到的 任何材料都是公开的、公知的或是公知常识的一部分。

发明内容
根据本发明的第一方面,本发明提供一种地下作业设备,该设备包括: 穿过地下原料运动并在穿过原料前行时在之后形成通道的作业头;沿着通
道延伸到作业头的细长构件;以及将护罩固定到细长部件长度上
(longitudinal)周边的至少一部分上的装置,以便与通道周边形成支撑接合, 并形成一个可供细长构件在其中运动的空间,护罩的截面形状大致对应于 通道所形成的截面形状。
优选的是,在护罩和细长构件之间引入膨胀液,使护罩膨胀并保持其 与通道外周边接合的状态。
通常,由作业头形成的通道大致为矩形,在这种情况下,护罩的截面 也大致为矩形。
优选的是,由多个长度方向上的护罩段组装的护罩适合于在相邻的长 度方向上的边缘处彼此相连接。
优选的是,连接是流体密封意义上的密封连接。
可以通过在护罩段的长度方向上的边缘处设置互补的连接件来形成连接。
优选的是,每个护罩段都是易弯的并且包括一段柔性材料。 每个护罩段可以包括至少一个索类部件(例如缆线或绳索)以便提供
纵向抗张强度。通常,每个护罩段包括两个沿护罩段长度方向上的边缘延
伸的索类部件。优选的是,将连接部件固定到索类部件上。
优选的是,对应于通道的每一侧设置一个护罩段。通常,通道大致上 为具有四个侧面的矩形截面,在这种情况下,设置四个护罩段。当然,通 道的截面形状也可以是其他形状。
在护罩组件中,优选使每个护罩段绕弯曲部位转向从而形成内区段和 外区段,内区段与细长构件一起沿通道运动,外区段相对于内区段回转并 且与护罩结合。
为此,优选由转向构件形成弯曲部位。优选的是,使转向构件绕垂直 于护罩段纵轴区的轴转动。
优选的是,每个护罩段的内区段呈侧向压紧的状态以便其装入护罩的 空间内并沿所述空间运动,其中细长构件也装在所述空间中。
通常,每个内区段具有可形成侧向压紧状态的皱褶。需要将每个护罩 段从内区段具有的侧向压紧状态移到外区段的侧向伸展拉紧状态,从而使 组合的护罩能与通道周边支撑接合。
优选的是,每个护罩段在侧向压紧状态和侧向伸展状态之间的运动包 括在弯曲位置上或弯曲位置之后经历的中间拉紧状态的运动。
在本发明的一种形式中,转向构件可以具有弯曲的外形,以便与绕其 转动的护罩段接触。借助于该弯曲形状,转向构件使与其接触的护罩段的 一部分呈现拉紧状态,在该状态下,消除了所有皱褶或折皱而且由此在组 装护罩期间,当护罩移离转向构件时,护罩将伸展成完全展开的状态。由 于转向构件弯曲的外形,使得与转向构件接触的那部分护罩段的两个相对 端之间的距离远小于护罩构件材料之间的实际宽度。这就是这种结构能够 使与转向构件接触的那部分护罩构件呈现拉紧状态的原因。
在一种结构中,转向构件可以包括多个转动部件,每个转动部件安装 成可绕轴转动的形式,所述轴与护罩段绕转向构件移动的方向垂直。
优选的是,至少一些转动部件相对于护罩段的移动方向彼此具有侧向 间隔。
优选的是,每一个转动部件设计成盘,所述盘具有两个相对的宽表面 和处于两相对表面之间的周缘。
优选的是,将每个盘安装成使其中轴成为转轴。借此,每个盘的周缘
8表面将面对护罩段。
优选的是,每个盘都为双凸面结构,由此每个相对的宽表面都是凸的。 优选的是,将盘安装成在共用基座上转动,基座自身可绕轴转动,所
述转轴垂直于护肇段移动的方向。
在这种结构中,转向构件包括构成共用基座的辊轮组件和安装在其上
的转动部件。
优选的是,共用基座是大致对称的结构并具有柱状侧表面。 优选的是,柱状侧表面包括垂直的柱状中部和两个向内渐细的截锥结 构的端部。
优选的是,基座具有用于容纳可转动盘的凹部,每个盘的一部分超过 基座柱形侧表面突出从而朝向对面的护罩段。
在这种结构中,朝向对面护罩段的弯曲形状包括处于相邻盘之间的柱 形侧表面的各中间部分,以及每个盘上相对的宽表面的边缘表面和暴露部 分。
在另一种结构中,转向构件可以包括这样的构件,该构件适合在与护 罩段接触时产生变形从而使得与之接触的那部分护罩呈拉紧状态。该构件 可以包括可变形构件,其形状适合与护罩段接触。可变形构件可以包括安 装在可转动基座上的可变形部件(例如,硬毛或叶片)。可转动基座可以 包括刚性基座或柔性基座。
在本发明的另一种形式中,转向构件包括两个轮,每个轮的外周适合 引导地接收两个索类部件中相应的一个。
从作业头延伸的细长构件可以包括多个捆到一起的细长部件。细长部 件可以包括缆线和管道。缆线可以包括电缆、数据通信缆线和其它服务线, 而管道可以包括适合浆料和水的管道系统。
细长部件可以在防护软套构件中捆到一起。防护软套构件优选包括内 壁和外壁,内壁构成其中封装有细长部件捆的管套,而外壁与内壁隔开从 而形成在沿通道运动时容纳护罩段的腔室。
优选的是,通过在内外壁之间延伸的分隔壁将腔室分成多个分室(对 应于每个护罩段有一个分室)。
如上所述,提供膨胀液使护罩膨胀并使其保持与通道外周支撑接合的状态。
优选进一步将膨胀液引入到腔室中(或更具体地说,在将腔室分成多 个分室的情况下,将其引入不同的分室中)以便使腔室(或多个分室)膨 胀。
腔室(或各分室)中的膨胀压力稍高于护罩内的膨胀压力,防护软套 构件的外部处于护罩内的膨胀压力下。这将确保腔室(或各分室)保持在 膨胀状态。
腔室(或各分室)内的膨胀压力作用于形成管套的内壁上并且促使管
套对细长部件捆形成紧密包裹的状态。
优选的是,在每种情况下,膨胀液包括液体,尤其是水。
借此,护罩段具有一定的浮力并且能够沿着膨胀腔室(或各分室)产
生"浮动"。
紧紧包裹细长部件捆的管套将护罩段与细长部件隔离开,从而避免了 彼此间的纠缠。
优选的是,当将细长构件渐渐引入通道中时,通常在地面处理站或在 地下的凹坑或发射坑中将防护软套构件渐进地装到细长构件(例如细长部 件捆)上。
在将防护软套构件装到细长构件上时,可以将内壁渐渐地包裹在细长 构件周围,然后其自身封闭,从而逐渐密封细长构件。可以用任何合适的 方式例如通过拉链装置,使内壁自身封闭。优选使内壁以液密的方式实现 自身的密封封闭。
类似地,当将外壁逐渐引入到腔室时,外壁可以在护罩段周围逐渐封 闭。可以用任何合适的方式,例如与各分室相联的拉链结构,使外壁封闭。 优选使外壁用液密方式完成密封封闭。
防护软套构件可以以巻筒的形式存放(通常在地表面或接近地表面), 而且展开巻筒并渐渐传送到细长构件。
构成细长部件捆的一部分的管道系统可以包括多个管段,这些管段在 处理站彼此连接。捆内的其他细长部件(例如缆线)可以以巻筒的形式存 放,而且当细长构件进入通道时,将巻筒展开并逐渐传送到细长构件。
同样,护罩段可以以巻筒的形式存放,当细长构件进入通道时,展开
10巻筒并渐渐将其传送到细长构件。
作业头可以包括开采头,开采头渐进地从其工作的地下区域开采原料 并且借助细长构件中的管道系统将挖出的原料移送到较远的位置(例如处 理站)。开采头的路径形成通道,,在开采操作期间,细长构件和护罩沿着 通道伸展。
开采头可以包括主体构件,主体构件包含壳体,壳体的外表面大致为 矩形形状,当它前进通过地下区域时,外表面将面对迎面而来的原料。外 表面可以包括前壁、顶壁、底壁和两个侧壁。主体构件还包括后部,其构 成定位装置的一部分,定位装置将护罩固定在细长构件长度方向上的周边 的至少一部分附近。
为了接收从地下区域挖出的浆料,优选将吸入腔设在主体构件中。吸 入腔可以设置至少一个出口,浆料可以通过该出口排出。
前壁优选设置有滤板,浆料可以通过该滤板进入吸入腔。
滤板优选包括栅筛,栅筛具有面对迎面来的原料的第一侧面和与之相 对的第二侧面。栅筛可以包括多个纵向部件,这些纵向部件按确定的间隙 彼此相间隔地并排固定。间隙提供细长的滤板开口,浆料可以通过这些开 口进入吸入腔。
优选的是,设置与滤板相联的齿组件。齿组件可用作在开采头的路径 中粉碎对面原料,以及除去累积在滤板开口中的任何原料,并且也移除所 有相对于滤板而言的大尺寸原料,例如石子和卵石等。
齿组件优选包括多个齿,每个齿都可通过各循环路径运动。每个齿的 一部分循环路径包括一个相应的滤板开口,而另一部分为齿在吸入腔内的 移动路径。
优选将齿安装在与滤板第二侧面相邻设置的支撑构件上,齿的长度为, 当沿着滤板开口移动时,可伸过滤板并延伸超过滤板第一侧面。
优选支撑构件可在循环路径上运动而且所述支撑构件包括多个支撑部 件,这些部件在循环路径移动的方向上横向伸展,而且这些部件上带有齿。
优选将齿以可运动的形式支撑在支撑部件上,从而能够在遇到无法克 服的障碍时转向。通过这种方式,在遇到既不可以运动也不可以粉碎的无 法克服的障碍时,齿可以向后转向。齿向后转向的角度允许其在不对齿造成损害的情况下掠过障碍。
优选存在限制每个齿的齿构件。
每个齿构件可具有弹簧,其可以柔性地抵抗齿向后的偏转并且在齿移 到无障碍的地方后使齿反转到直立的状态。
每个齿构件可以由弹性材料杆构成,将杆加工成形成弹簧的螺旋部分, 从螺旋部分的一端伸出以形成的齿的第一延伸部分,和从螺旋部分的另一 端伸出的第二延伸部分。螺旋部分安装到一个支撑部件上,从而使由第一 延伸部分构成的齿从支撑部件上侧向突出,而第二延伸部分伸向相邻的支 撑部件并在有载荷时对其产生作用。借此,当齿发生角度偏移时,在弹簧 中产生的力将不会作为扭力传递到带齿的支撑部件上(这是把弹簧安装到 带齿的特定支撑部件上时会出现的情况),相反地,将简单地在相邻的支 撑部件上施加反作用力。
优选地,将第二延伸部分的外端部连接到相邻的支撑部件上。这可以 通过将外端部设计成钩形结构来实现,钩形结构与相邻的支撑部件形成钩 接合。
优选地,支撑装置还包括适合于围绕端部链轮运动的环链。更具体地 说,支撑装置包括两个可围绕各自的端部链轮运动的环链,还带有由两个 环链带动并在两个环链之间延伸的支撑部件。
优选地,为了冲洗环链防止砂粒侵入而设置冲洗系统。
优选地,使冲洗系统形成冲洗流,冲洗流沿朝向吸入腔的方向流过环 链,由此将来自吸入腔中浆料的砂粒原料移向远离环连的方向。
优选地,冲洗液包括水。方便的是,冲洗水取自供给通道作为护罩膨 胀液的水。
优选地,为了向上移送浆料,将抽到吸入腔中的浆料移到细长构件内 的管道系统中。
优选通过对存在于地下区域中的固体原料和水的混合物进行搅拌来形 成浆料,所述地下区域是作业发生地。为了形成浆料并且也使作业头运动 通过该位置,可能需要粉碎在地下区域中的固结原料,而且特别是粘土。
优选在高压下将水引入地下区域,这可能也将有助于形成浆料或在地 下环境中无水的情况下确保形成浆液。优选在设备的前方通过齿的作用瞬间产生浆区。浆区可以是动态静止 的,没有原料进入或离开该区。通过齿在该区内的运动,齿搅拌浆但其仍 然处于动态静止的状态。当受到设备的吸入作用时,浆仅从该状态开始运 动。当设备前进时,只要有浆料抽到设备中,浆区对前进的设备有很小(如 果存在的话)的阻碍。如果不从浆区抽吸桨料,将对设备的前进运动构成 障碍。没有进入设备的浆料可以在之后的前进中绕过设备。 一旦这一旁路 浆脱离搅拌齿的影响,浆就会在设备周围沉积并与设备上的传动系统(例 如环轨)接合从而形成拖力。
为了使浆中的重颗粒保持悬浮,作业头还可以带有扰动浆的装置。这 种装置可以包括使开采头振动或至少使其部分振动的装置,由此搅动原料 使之形成浆。
可以在主体构件中设置泵,以便沿着管件从作业头向上输送浆。 根据本发明的第二方面,提供一种利用本发明第一方面所述设备进行 地下作业的方法。
根据本发明的第三方面,提供一种利用本发明第--方面所述设备从地 下区域开采原料的方法。
根据本发明的第四方面,提供一种从地下区域开采原料的方法,包括 在地下原料中运动作业头,并且当作业头穿过原料时,在作业头的后面形 成通道,设置沿通道伸向作业头的细长构件,将护罩固定在细长构件长度 方向上的周边的至少一部分附近,以便与通道的周边形成支撑接合,同时 形成可供细长构件在其中运动的的空间,护罩的截面形状大致对应于作业 头形成的通道的截面形状。
优选地,将挖出的目标原料抽到作业头中并沿细长构件移送到远端位置。
优选地,远端位置在地面水平而且挖出的原料在地面水平进行处理。


通过参考以下对几个特定实施例的说明,将能更好地理解本发明,其 中如附图所示图1是按照第一实施例所述设备的示意性侧视图,所述设备正在进行地 下采矿作业;
图2是与图1有些相似但表现其他特征的视图3是图1所示设备中开采头构成部件的示意性侧视图4是如图2所示的开采头的示意性侧视图5是开采头的透视图6是开采头的平面图7是开采头的侧视图8是开采头的正视图9是开采头的示意性透视图,其中为了展现某些内部情况而在图中去 掉了某些部件;
图10是开采头的示意性透视图,其中为展现某些内部情况而在图中去 掉了另一些部件;
图ll是开采头的底面视图12是开采头的平面图,其中为了展现某些内部情况而在图中去掉了 某些部件;
图13是开采头的剖面图14是表示开采头部件的示意性侧视图15是开采头的正视图,其中为展现某些内部情况而切掉了一部分; 图16是开采头前部的示意性透视图,其特别表示设在开采头内的吸入
腔;
图17是吸入腔的示意性透视图18是用于相关吸入腔的流体系统的视图19是开采头的齿组件构成部件的分解图20是齿组件和与之相关的部件的另一个分解图21是齿组件的多个齿构件构成部件的透视图22是一个齿构件的透视图23是齿构件的侧视图24是齿构件的正视图25是齿组件的齿支撑结构的局部分解图;图26是齿组件和齿构件构成部件的支撑杆的正视图27是支撑杆的平面图28是支撑杆的端视图29是图26中所示支撑杆一端的细部图; 图30是图27中所示支撑杆一端的细部图; 图31是图28中所示支撑杆一端的细部图32是用于设备的驱动轨道系统的分解图33是说明开采头局部结构的示意图,其特别表示转向构件和心轴;
图34是一个转向构件的平面图; 图35是一个转向构件的端视图36是支撑护罩和防护软套构件的示意性剖视图,支撑护罩处于由开 采头形成的通道位置上,防护软套构件中装有细长部件;
图37是装入防护软套构件中之前的细长部件示意性剖视图; 图38是托架的示意性剖视图,所述托架在将细长部件捆固定到防护软 套构件中之前,将细长部件捆到一起;
图39表示套管,其处于将一捆细长部件紧紧包裹的状态; 图40表示图39示出的套管,但其处于与一个托架对应的位置;
图41是按照第二实施例所述设备转向构件的示意性正视图; 图42是转向构件的端视图43是与图41相似的视图,除了示出织物穿过转向构件之外,还示出 了转向构件变成当前这种便于与织物接合的弯曲形状;
图44是按照第四实施例所述设备基座部分的示意图45是图44所示基座部分的剖面图; 图46是用于形成图44中基座部分的薄板的底面示意图; 图47是按照第五实施例所述设备的局部侧视图,其特别表示密封系统 部分;
图48是图47所示密封系统的示意图49是按照第六实施例所述用于设备中长度方向上的护罩; 图50是按照第六实施例所述设备部分的平面图,其特别表示辊轮构件, 长度方向上的护罩段围绕其转动;图51是图5 0中所示构件的侦lj视图; 图52是辊轮构件的示意图53是与图52的辊轮构件相关的导向结构的示意图; 图54是用于与图52的辊轮构件接合的保持装置的示意性侧视图; 图55是支撑护罩和防护软套构件的示意性剖面图,所述护罩位于由开 采头形成的通道中,所述防护软套构件中装有细长部件;
图56是按照第七实施例所述设备中开采头底面的局部示意图; 图57是图56中所示底面部分的示意性侧视图,和 图58是按照第八实施例所述设备中环轨的局部正视图。
本发明的实施方式
图中所示的每个实施例都涉及地下采矿作业用的设备,其包括开采地 下目标原料和将开采的原料输送到处理区域(通常在地面)。目标原料可 以是任何合适的类型,例如,包含金属颗粒的原料,所述金属例如金、重 金属、矿砂和宝石(在深铅,深矿砂和深铁砂中包含的砂金),以及油砂 和为再加工而开采的沉没残渣。
设备沿地下通道运动,所述通道由设备自身形成并且通过设备自身进 行防止坍塌的支撑加固。
参照图1一40,按照第一设备例的设备10包括开采头11,其适合于在地 下区域作业,而且当前进时在其自身背后形成通道13。 一个细长构件15穿 过通道13并在开采头11和位于地面19上的接收及处理站17之间延伸。
可以用任何合适的方式将开采头11和其后面的细长构件15送达发现目 标原料的地下区域。 一种路径是,例如,穿过表层开采到地下区域或是可 以用开采头逐渐开采原料并由此形成自身的路径。
设备10进一步包括装置21,该装置用于将护罩23相对于细长构件15长 度方向上的周边的至少一部分定位,以便与通道13的周边支撑接合,从而 形成可供细长构件在其中运动的空间,护罩23的截面在尺寸和形状上大致 对应于由开采头ll形成的通道截面尺寸和形状。在该实施例中,由开采头 ll形成的通道B大致为矩形截面,护罩23的截面形状也大致为矩形。护罩23支撑周围的原料14,以便保持通道13。当安装护罩时,-一些原料14很可 能坍塌到护罩23周围的位置。
开采头11包括主体构件31,其安装了具有外表面33的壳体32,为了在 穿过地下区域前进时应对迎面而来的原料,外表面33为常规ft矩形轮廓。 外表面33包括前壁35、顶壁37、底壁39和两个侧壁41。外表面33还包括后 部43,后部43构成装置21的一部分,该装置用于相对于细长构件15长度方 向上的周边的至少一部分来固定护罩23。
吸入腔45容纳在主体构件31中,以便接收从地下区域挖出的浆料。吸 入腔45装有两个出口46,通过该出口可以将泥浆排出。
前壁35从前壁35和底壁39之间确定的前缘部分47向后向上延伸。潜板 48紧靠前缘部分47设置以便于开采头的方向控制。可以将潜板48设计成振 动形式。
前壁35还装有滤板51,浆料可以穿过滤板进入吸入腔45。滤板51包括 栅筛53,栅筛具有面对迎面来的原料的第一面55和与之相对的第二面57。 栅筛包括多个纵向部件54,这些部件彼此相间隔地并排固定从而在它们之 间形成间隙。所述间隙构成细长的滤板开口59,浆料可以通过这些开口进 入到吸入腔45。
纵向部件54是中空结构,其构成了输送有压水的管道。该管道装有-一 系列构成喷嘴的部件56,水在压力的作用下可以通过喷嘴象射流一样流出, 从而有助于将开采头11遇到的原料粉碎,还有助于形成浆料。
齿组件61与滤板51结合。齿组件61用于在开采头11的路途中粉碎迎面 而来的原料,并移除堆积在滤板开口59中的任何原料,还除去所有紧靠滤 板51的尺寸过大的原料,例如石块和卵石等。
齿组件61包括多个齿63,每个齿都可以通过各自的循环路径运动。每 个齿63的一部分循环路径包括相应的一个滤板开口59,齿63还具有可在吸 入腔45内移动的另一部分路径。当在吸入腔45内移动时,齿63用于搅拌腔 内的浆作用,从而有助于固体保持悬浮状态。
为了有助于形成浆料,可以设置一个装置,该装置在设备前进之前将 水注入地下区域。这种装置可以包括喷水口58。
设备的前方可形成浆料区60。通过齿63的作用,在设备的前方迅速形成浆区60。可以借助于潜板48 的振动以及开采头ll上其他部件的振动来形成浆。浆区域60处于动态平衡 状态,没有原料进入或离开该区。齿63以通常为每秒1.2—3.4米数量级的运 动速度在该区中运动,通逢该运动齿对区60中的浆进行搅拌,但区60仍然 保持动态平衡的状态。浆只从受到设备的抽吸的状态开始运动。只要在开 采头前进时将浆料抽到开采头中,浆区对前行的开采头ll出现很小(如果 有的话)阻力。如果不从浆区抽出衆料,浆料将对开采头的前进运动构成 阻碍。没有进入设备的浆料在开采头前进时将绕过开采头。 一旦绕行的浆 移出了搅拌齿的影响范围,就会如下文中将要描述的那样,其可以在开采 头的周围沉积并与设备上的驱动系统接合从而形成拖力。
齿63设置在支撑构件65上,支撑构件的位置紧靠滤板51的第二侧57, 当齿沿滤板开口59移动时,齿的长度贯穿滤板51并且延伸到滤板的第一侧 55。
支撑构件65包括适合于进行循环运动的闭环构件67,所述循环运动涉 及两项主要工作, 一是带动齿63在一个方向上沿滤板开口59运动,另一项 是带动齿沿另一个方向上在吸入腔45内运动。闭环构件67包括两个环链69, 在靠近主体构件31的每个侧壁41的地方布置一个。每个环链69都环绕上链 轮71和下链轮73。
支撑构件65进一步包括多个杆状结构的细长支撑部件75,所述细长支 撑部件配置为在环链69之间横向延伸并带动齿63的杆。装在每个杆75上的 齿63的数量对应于滤板51上滤板口59的数量。每个支撑杆75的端部与链69 相连。更具体地说,支撑杆75的每一端与两个销77相连,每个销以枢轴转 动的方式与各链69中的两个链节79相连。每个销77具有伸出部分81,该伸 出部分从销所连接的两个链节79侧向突出,伸出部分81与杆75的各端相连 以便提供支撑。
齿63以可运动的方式支撑在交替设置的支撑杆75上,以便在遇到难以 处理的障碍物时能够偏移。用这种方式,在遇到那些既不能移动也无法粉 碎的难以处理的障碍物时,这些齿可以向后偏移。齿63向后偏移的角度允 许齿在不会受到损坏的情况下掠过障碍物。
每个齿63都由齿构件83形成,齿构件83由弹性金属杆84构成。杆84形成具有螺旋部分85、第一延伸部分87、和第二延伸部分88的结构,所述螺 旋部分85构成螺旋弹簧86,所述第一延伸部分87从螺旋部分一端延伸从而 形成齿63,第二延伸部分88从螺旋部分85的另一端延伸。螺旋部分85安装 在一个杆75a上,从而使由第一延伸部分87形成的齿63从杆75a向外突出,而 第二延伸部分88延伸到相邻的另一个杆75b,以便在有载荷时起到抵抗作 用。第二延伸部分88的外部带有与杆75b接合的钩部89。
弹簧86的作用是以可弹性变形的方式承受齿63的向后偏移并在齿移过 障碍物后使其回到直立状态。借助于该结构,当齿63偏移某个角度时,在 弹簧86中产生的力不会作为扭力传输到装有齿的支撑杆75a上(这是把弹簧 安装到带齿的特定支撑杆上时会出现的情况),相反地,将简单地在相邻 的支撑杆75b上施加反作用力。
在每个交替设置的支撑杆75b上的相邻钩状件89之间设置间隔件90。
将齿63设计成这样的结构,当每个环链69都环绕到上链轮71和下链轮 73上时,每个齿之间以及齿与支撑构件65的部件之间不会发生冲突。
由于环链69装在吸入腔45内,所以它们暴露在吸入腔内的桨中。浆中 的固体颗粒可能形成砂粒料,这对环链69形成潜在侵害并且可能引起过度 损耗。因此,为了抵抗砂粒的入侵而设置了用于冲洗环链69的冲洗系统(图 中未示)。冲洗系统在向内的方向上朝着吸入腔45的近端出口46形成流过 每个环链69的冲洗流,从而起到在某个方向上将吸入腔内浆中的砂粒原料 移离链的作用。
为了确保冲洗液流过链而在每个环链69的外周边周围设置了周边密封 装置(图中未示)。密封装置(图中未示)可以包括硬毛密封装置,其布 置成与环链中链节79的外侧件79a密封接合。每个链节部件79a具有中心腰部 79b,并且在中心腰部79b和周边密封装置之间形成间隙。间隙形成了可供 冲洗液流过环链的流路。
在一个可替代的装置(图中未示)中,可以将周边密封装置装到环链 69上以便随之运动,该密封装置适用于滑动地和密封地与链69周边周围的 静止件相接合。
冲洗液包括水,如下面将更详细说明的那样,所述水可以源自作为护 罩23的膨胀液向通道供给的水。冲洗水进入吸入腔45并与浆混合,且通过出口 46将其作为浆的 一 部分从吸入腔中抽出。
在开采头内的适当位置保持正的流体压从而防止沙子和其它杂质在不 期望的位置进入。
的确,壳体32的内部与护罩23的内部连通并且由此使之处于流体压下 (如后面将详细解释的那样,所述流体压是水压,该水压来自用于充填护 罩的水,充填护罩是为了使护罩与通道的壁131保持支撑接触)。借助于这 种结构,由于可以通过这些间隙防止沙子和其它杂质进入壳体,所以通过 所设的间隙,能够使从壳体32内泄漏出的所有水都成为有益的。
每个浆出口46都连接到出口通路101上,通路101延伸到设在主体31内 的泵系统103,以便将浆向上抽到接收和处理站17。
每个浆出口46的入口端都包括一个位于浆吸入腔45内的储浆斗102。储 浆斗102接收浆料并引导浆料移向出口通路101 。
如果需要的话,可设置注入系统105,以便选择性地将带压的水流注入 出口通路101从而提高浆料的流动性。高压水流还有助于沿出口通路101输 送浆。
泵系统103包括电动泵。
支撑构件65的循环路径可通过液压马达来驱动,液压马达接收来自装 在主体构件31内的电动液压泵的流体能量。多种马达和其他装置的电能都 是通过与细长构件15相联的电线提供的。
为了使开采头ll在开采过程中穿过地下区域运动和在需要时沿着通道 13向反方向运动而设置了传动系统111。传动系统111包括与主体构件31的 顶壁37及底壁3財目连的环轨传动器113。每个环轨传动器l 13包括具有外侧 面116的环轨115,外侧面116与牵引用的传动挡板117形成整体结构。每个 环轨l 15具有传送段119和转向段121 ,传送段l 19在开采头1 l前进而形成通 道13时,牵引开采头与通道13的上周边接合。传送段119暴露在主体构件31 的外部,而转向段121设置在主体构件的边界内。借助于这种结构,环轨115 穿过壳体31上的入口 123在主体构件31的外部和内部之间移动。
上下环轨115中每一个都设有由导板116隔开的两个并排区段115a和 115b。
底壁39上的导板116包括中间部分l 16a和位于中间部分前端的导板板116b。
传送段119由基座120支撑,传送段119可相对于基座120滑动。基座120 包括表面122和紧靠表面122设置的容纳带压水的腔室。表面122带有排孔 124,通过这些孔可从腔室发射带压的水从而对传%段119形成流体支撑床。
密封系统与每个入口123相联以防止杂质侵入到主体构件的内部。密封 系统包括密封件,该密封件可滑动和可密封地与环轨115的外侧面116接触 而且由于传动挡板117的原因,密封件还适于在外侧面116上进行顺应变化 的运动。密封件可相对于外侧面116进行侧向运动从而在适应传动挡板117 的同时,保持与外侧面116的密封接触。为此,将密封件127设计成可滑动 地支撑在基座上的板式结构,以便在板平面上进行往复运动。板上带有与 外侧面116接合的密封边缘,随着板的往复运动,该密封边缘同时运动。板 适宜按确定的时序与环轨l 15—起进行往复运动,从而使密封边缘根据需要 运动以便保持与环轨115外侧面116的密封接触。为了使板往复运动可以使 用任何合适的机构,例如响应环轨115运动的机电机构或是可操作地连接到 环轨的驱动机构上运行的凸轮机构。
为了减小摩擦,支撑该板的基座上设有产生水膜的装置,由水膜运载 所述板。为了形成水膜要在高压下输送水,而且水可以来自在为护罩23膨 胀液膨胀液时供给通道13的水或是利用单独的供水管。
开采头ll的传动系统可以包括其他类似结构的环轨传动装置,所述装 置设在合适的位置上,例如与侧壁41相结合。在一个可替代的结构中,侧 壁41可以安装环轨,该环轨不是由动力源驱动而是仅仅在开采头运动时响 应周围环境的反作用产生运动。由于这样不产生任何动力,所以具有减小 侧壁上摩擦力的效果。
在合适的场合,开采头11还可以具有国际申请PCT/AU96/00106中公开 的开采头所具有的一个或多个特征,在本文中以引用的形式结合了上述国 际申请的内容。
参照上述内容,设备10进一步包括固定护罩23的装置21,装置21相对 于细长构件15长度方向上的周边的至少一部分将护罩固定,由此使护罩与 通道13的周边形成支撑接合,同时形成使细长构件能在其中运动的空间, 护罩23的截面形状大致对应于开采头11形成的通道13的截面形状。该装置21包括开采工具150,其设置并安装在开采头11的后部43上。
开采工具150包括外表面151,外表面151通常具有与主体构件31上的壳 体33相同的矩形剖面轮廓。外表面151构成容纳心轴153和辊轮组件155的外 壳。将辊轮组件155布會成矩形结构。
每个辊轮组件155具有主转轴156并且包括基座157和多个安装在基座 上的可转动部件159。基座157可装有使基座绕轴156旋转的驱动电机158。
基座157通常为具有柱形侧表面161的对称结构。柱形侧表面161包括正 柱形中部163和两个向内逐渐变小的截锥形端部165结构。基座157还包括用 于容纳可转动部件159的凹部167,每个可转动部件159的一部分伸到柱形侧 面161之外。
为了围绕各自的转轴169转动,每一个可转动部件159都安装到基座157 上,所述转轴垂直于主转轴156。
每个可转动部件159的结构都为盘形,其具有两个相对的宽表面171和 在两个表面之间延伸的周边表面173。将每个盘159安装成让它的中轴作为 其转轴169。
每个盘159都是两面凸的结构,因此,宽表面171为凸形结构。
借助该结构,每个辊轮组件155都具有弯曲的外形,包括在相邻盘159 之间柱状侧表面161上的多种中间截面175、以及边缘表面173和每个盘上相 对的宽表面171的暴露部分177。
护罩23由多个适合于在相邻的长度方向的边缘上彼此连接的长度方向 上的护罩段201组装而成。每个护罩段201都是可弯曲的而且包括一段柔性 织物202。对应于通道13的每一侧都有一个护罩段201,因此在该实施例中 有四个护罩段201。
在护罩组件中,每个护罩段201都围绕辊轮组件155中之一转向以便形 成沿通道13供细长构件15运动的内区段203,和相对于内区段203折转并组 装到护罩23上的外区段205。外护罩段205彼此以液密方式连接从而形成护 罩。
护罩段201通过设在护罩段长度方向的边缘的互补连接部件207互相连 接,连接部件207在相邻的护罩段之间形成滑动密封或"拉链"式连接。
每个护罩段201包括两个索类部件209 (例如缆线或绳索),所述索类部件209沿着护罩织物202的长度方向的边界的周边延伸以产生纵向抗张强 度。连接部件207固定到索类部件209上。
为了能够装入护罩23内的空间中并沿该空间运动,每个护罩段201的内 区段203都呈侧向压紧的状态,细长构件15也装i所述空间内。每个内区段 203都有纵向折合211以便为侧向压紧提供条件。
为了使组装的护罩23能够与通道13的周边形成支撑接合,需要将每个 护罩段201从内区段203具有的侧向压紧状态移向外区段205的侧向伸展绷 紧状态。每个护罩段201在侧向压紧状态和侧向伸展状态之间的运动都会在 围绕辊轮组件155转动的情况下,经历中间绷紧状态的运动。
当每个护罩段201靠近其各自的辊轮组件155时,在绕过辊轮组件155之 前,首先要越过摊铺辊210,摊铺辊210使压紧的护罩段开始打开(侧向展 开)。
每个摊铺辊210都具有接收护罩段201的中凹外形。中凹外形包括基部 212和两个倾斜的侧部214,该侧部具有这样的构造,即,在护罩段201的长 度方向上的侧面接合索类部件209并引导它们向外(图中未示),借此,侧 向伸展的织物202开始打开护罩段。
在组装护罩期间,当护罩段移离辊轮组件155时,由辊轮组件155展现 出的弯曲外形使得与之接触的部分护罩段201呈现绷紧状态,这时所有皱褶 都从织物202上消失并且通过织物使护罩段能延展到完全伸开的状态。由于 辊轮组件155的弯曲外形,使得与辊轮组件接触的部分护罩段的两个相对端 之间的空间比其间的护罩原料的宽度小很多。这种结构使得与辊轮组件155 接触的那部分护罩段201呈现绷紧状态。每个辊轮组件155的结构都有助于 各护罩段围绕其进行转向运动,辊轮组件包含有安装在其上的转动基座157 和可转动的盘159。
每个外区段205都从各自的辊轮组件155上移离,它沿着心轴153的内侧 213穿过心轴上的狭缝215,然后沿着心轴的外侧217运动。这起到了帮助打 开外区段205以及稳定外区段205的作用,在这个阶段,外区段205暴露于护 罩23内的膨胀压力下,因此,当与外区段相连形成组合护罩时,能保持护 罩的形状和它的绷紧状态。因此,甚至在开采头不运动的情况下,也可以 连续驱动辊轮组件155。盘159有效地起到了机械手的作用,它相对于织物202滑动并在织物上
施加力从而在织物上形成张力,由此防止出现皱褶和折皱。
心轴153包括可绕支点转动的心轴部分154,每一部分都能在活塞158的 作用下绕支点fe动从而促使外区段205与通道13的壁相接触。可在可绕支点 转动的心轴部分154或是活塞158上联接传感器(图中未示)以便检测心轴 部分154和通道13的壁之间的接触情况。可以用这种方式确定,当开采头ll 沿通道运动时开采工具150在通道内是否正确定位。
细长构件15包括多个捆在一起的细长部件221 。细长部件221包括缆线 223、管道225和钢索226。缆线223可包括电缆、数据通信缆线和其他服务 线,而管道225可包括用于挖出的浆料和水的管道系统。托架222按一定间 隔沿着细长部件固定以便将细长部件保持在一起。每个托架222都具有承重 的基座224。细长部件221在防护软套构件227内捆到一起。防护软套构件227 包括内壁229和外壁233 ,所述内壁229限定内部封装有细长部件捆的套管 231,所述外壁233与内壁231相隔一定距离从而形成了腔室235,腔室内装 有可沿通道13运动的护罩段201。
腔室235通过在内壁229和外壁233之间延伸的分隔壁239分成多个分室 237,每个分室对应于一个护罩段201。
正如上面所提到的那样,用膨胀液使护罩23膨胀并使它与通道13的周 边保持支撑接合。
还可以进一步将膨胀液引入各分室237中以便使这些分室膨胀。在分室 237中的膨胀压力稍高于护罩23内的膨胀压力,防护软套构件227的外部暴 露于护罩23内。这保证分室237保持膨胀状态。
分室237内的膨胀压力作用于由内壁229确定的套管231上从而促使套 管进入对细长部件捆221紧紧包裹的状态。
在该实施例中,每种情况下的膨胀液都包括水。借此,护罩段201具有 一定的浮力并能沿着分室237"浮动"。
紧紧封住细长部件捆221的套管231使护罩段201与细长部件221隔离, 从而可防止出现缠绕。
当在处理站17将细长构件15 (例如细长部件捆221)渐进地引入通道B 中时,将防护软套构件227渐进地安装到细长构件15 (例如细长部件捆221)上。在将防护软套构件227安装到细长构件15上时,内壁229渐进地缠绕在 细长构件15上,然后自身封闭从而渐渐地封闭细长构件。内壁229通过拉链 结构241以液密方式完成自身封闭。同样,外壁233也在护罩段201被渐进地 引入通道中时,对护罩段201形成渐进地密封。外壁233通过与各分室237相 联的拉链结构243以液密的方式密封。
防护软套构件227可以用巻筒的方式存放,并且在处理站17将其从巻筒 状松巻并渐进地传送到细长构件15 。
管道225可以适当地包括多个在处理站17彼此连接的管件,所述管道 225以管线的形式形成细长部件捆221的一部分。捆内的其他细长部件(例 如缆线223)可以方便地以巻筒的形式存放,在处理站17将巻筒松开并渐进 地传送到细长构件15。同样,护罩段201可以方便地用巻筒的形式存放,在 处理站17将巻筒松开并渐进地传送到细长构件。
将膨胀液(水)从互联的外区段205逐渐引入到装好的护罩23中,使得 护罩在沿通道13逐渐前进的同时膨胀。此外,当分室与细长构件一起沿通 道13逐渐前进时,将膨胀液(水)引入分室237。
根据上面所述,很显然,本实施例能够提供沿地下通道运动的设备, 所述设备本身可以形成所述通道并且可以对坍塌进行支撑性的加固,加固 件的截面形状通常对应对形成通道的形状。该设备可以在潮湿、经常坍塌 的地质环境例如冲积层矿床和海相沉积环境下作业。在目标原料被沙子或 沙砾等面层或沉积层覆盖的区域,该设备能穿过面层或沉积层挖掘自已的 隧道从而进入下面的目标原料。
本设备的一个特征是,所有能源(电能和水能)都是通过诸如缆线223 和管道225这样的地面缆线及管道从地面传送的。利用这种结构,开采头ll 不需要携带用于各种机载马达的燃料和电源。
在上述第一实施例中,每个辊轮组件155都有一个主转轴156并且还包 括基座157和安装在基座上的多个可转动部件159。
如图41一43所示,除了基座157上的可转动部件159由从基座上突出的 部件300替代之外,本发明的第二实施例与第一实施例相似。部件300与基 座157的表面相配合从而呈现出弯曲的外形,如前面所述,护罩段可以相对 于该外形转向。在该实施例中,部件246包括塑料材料的叶片247,当护罩段与其接触
时,叶片可以弯曲或换句话说可以变形,从而呈现弯曲的外形。
优选的是,叶片247是具有低摩擦率表面的塑料,这样将易于护罩段在 其上滑动。 "
在第三实施例(图中未示)中,每个辊轮组件155包括这样的辊轮构件, 其表现为辊轮接触面上具有不同支撑特性的区域,由此当护罩与之接触时, 接触面就会形成弯曲的外形。作为举例,辊轮构件可以包括很多硬毛,它 们相互配合形成辊轮接触面,其中一些硬毛相对于其它硬毛具有不同的弹 性,因此,当护罩段穿越辊轮构件与之接触时,将有不同程度的偏移。
在第一实施例中,每个环轨115的传动段119都是可滑动地支撑在基座 120上,基座上形成流体支撑床。基座120包括设有排孔124的表面122和设 在表面之下容纳带压水的腔室。
现在参照图45和46,其中示出了按照第四实施例所述设备的基座120。 除了基座120的结构之外,按照第四实施例所述的设备与按照第一实施例所 述的设备相类似。在第四实施例中,基座120包括多个在支撑表面253上成 排布置的薄板251。
每个薄板251具有上表面255和位于支撑表面253上的下表面257。每个 薄板251具有在下表面257上打开的槽形结构261。槽形结构261与支撑表面 253相配合形成与带压液源(例如水)连通的通路262。。在槽形结构261和 上表面255之间伸展的孔263发射带压流体从而在上表面上形成流体支撑 床。在如图所示的结构中,每个薄板251都是矩形,而且其上的槽形结构261 包括两个彼此交叉的对角槽265,对角槽265在矩形薄板的对角之间延伸而 且横向槽267在对角槽之间延伸。将横向槽267布置成形成一个或多个矩形 结构271,每个矩形结构带有一个平行于矩形薄板一侧的横向槽。在所示的 结构中,在每个薄板251上设有三个矩形结构271,其中包括处于薄板边缘 的那个矩形结构。对角槽265和横向槽267相互配合形成格网268,该格网便 于通过薄板251上的孔传送水从而形成支撑环轨115的流体床。
在此实施例中,每个薄板251都由超高分子量的聚乙烯(UHMWPE) 或特氟隆制成。薄板可以用任何合适的方式,例如通过固定件295机械地安 装到支撑表面253上。
26借助于该结构,只需设置通向格网268的供水线。由此,不需要在基座
120内设置水腔(象第一实施那样)。例如可以通过设在两个对角槽265交 叉点处的供应线269将水传送到入口 270 。
在第一实施例中,为了防止杂质侵入i体构件内部,而在每个入口123 上设置密封系统。在第一实施例中,密封系统包括密封件,其可滑动和可 密封地与环轨115的外侧116接触,而且由于挡板117的存在,该密封件能够 产生顺应外侧116变化的运动。具体地讲,密封件可相对于外侧116产生侧 向运动,从而在顺应挡板117的同时与外侧116保持密封接触。其他密封系 统的结构当然也是可行的。这种结构之一示于附图的图47和48中。
现在参照附图中的图47和48,其示出了按照第五实施例所述设备的密 封系统290。除了密封系统之外,按照第五实施例所述的设备与按照第一实 施例所述的设备相类似。在第五实施例中,为了防止不希望的原料例如沙 子侵入,密封系统290包括通过开口123将带压水向外引出的装置291。在图 示的结构中,装置291包括朝向开口123内部设置的喷嘴293,喷嘴293的目 标是引导带压水流295通过开口 。
在第一实施例中,在将护罩段204组合成护罩23之前,使多个长度方向 上的护罩段204相对于辊轮组件155弯曲。当然,其他结构也是可行的。
参照图49一55,其示出了第六实施例的设备,在该设备中,长度方向 上的护罩段201相对于辊轮构件300产生弯曲。
如在图49中所能最清楚看到的,每个护罩段201包括处于两个索类部件 209之间的中间平整的织物202。可以沿织物202的长度按一定间隔设置联接 板304以便通过索类部件209之间的织物转移载荷。
每个长度方向上的护罩段201也可以包括中间索类部件209a。
每个辊轮构件300包括两个由轴303支撑的轮301。轴303由浮动的悬挂 系统支撑。每个轮301具外缘305,外缘的结构可以定向地接收-一个相应的 索类部件209。在索类部件209包括缆线或绳索的结构中,轮301的外缘303 的结构可以是带槽的轮缘,所述槽内可以容纳索类部件。
从图52中可以最清楚地看到,借助于这种结构,当索类部件相对于轮 301弯曲时,处于索类部件209之间的柔性织物只能在索类部f^之间伸展。
在各护罩段201的内区段203靠近辊轮构件300时,为了能将每个索类部件209引向各自的轮301,可以设置导向构件310。在图中所示的结构中,每 个导向构件310包括辊轮构件311,辊轮构件311具有至少一组辊轮313。然 而,优选的是,为了将索类部件209引向各自的轮301,可以设置多组辊轮 组313。从图53中能最清楚看到,每个辊轮组313包括两个辊轮315,所述辆 轮适合于在其长度方向上的内侧以及柔性织物202部分的对侧上与相应的 索类部件209接合。为了促使辊轮与索类部件接触,将每个辊轮组313安装 在偏置的辊轮支撑件317上。在图示的结构中,辊轮支撑件借助于弹簧319 实现偏置。
每个辊轮支撑件317包括主体321,主体上设有可供连接件207穿过的通 路323。
在长度方向上的护罩段201相对于辊轮构件300弯曲后,将外护罩段205 组合到一起从而形成弓I向心轴153的护罩23 。
从图36中能最清楚地看到,在第一实施例中,护罩段201在大致为矩形 护罩的四个角上通过连接件207彼此连接。
从图55中可以最清楚地看到,在护罩段201相对于辊轮构件300弯曲的 结构中,连接件207偏离四个角。由此将连接件207设在远离轮301的位置上, 从而使连接件不需要与轮301接合。这样做的优点是,与索类部件209以及 与索类部件连接的织物202相比,连接件207具有较小的柔性即可绕过轮 301。在图示的结构中,上部护罩段201a和下部长度方向上的护罩段201b大 于侧面的长度方向上的护罩段201c、 201d。
为了在索类部件209绕轴转动时将每个索类部件209保持在轮301的轮 缘内,而设置了保持装置330。在图示的结构中,如从图54中所能最清楚地 看到的那样,保持装置330包括环带331,其相对于标记333所示的位置形成 弯曲部,在索类部件209与相应的轮301接合的过程中,环带的弯曲部与该 部分索类部件209接合并与之产生一致的运动。环带331越过辊轮335,辊轮 335的定位要能使环带在与穿过各轮的索类部件209接合时形成工作弯度 333。
当然,使每个索类部件在穿过相应的轮301的同时保持与其接合的其它 结构也是可行的。这种结构可以包括将索类部件保持在与轮相关的位置上 的钩形结构。
28在第一实施例中,开采头l 1的底壁39上设有位于环轨115的区段115a和 115b之间的导板116。导板116包括位于其前端的导板板116b。
在某些情况下,可能存在这样的可能性,B卩,导板116遇到较硬的地下 原料区域并且必然会向较硬的地下原森区域的上方升起,这将导致过大的 作用力作用在开采头的顶壁37上。因此优选(在某些应用中)设置一种结 构,该结构在开采头ll前进中遇到较硬原料时允许导板洞穿所述原料。下 一实施例具有该结构。
参照图56和57,其示出了按照第七实施例所述设备的底壁39。除了底 壁39的结构外,第七实施例所述的设备与第一实施例所述设备相类似。在 该实施例中,底壁39上所设的导板116包括中间部分116a和导板板116b,导 板116向上延伸从而在与中间部分116a结合的位置上形成台阶340。在从导 板的中部116a向前延伸的导板板116b上设置杆状件341。为了在底壁随开采 头前进时能插入到所遇到的任何原料中,将杆状件341设计成刃具结构。借 助于这种结构,杆状件341有效地形成了锐利的弯部,该部分可穿入原料并 能够将翻出的原料转移到与导板116中间部分116a的每一侧相对的轨道区 段115a和115b上。
在靠近导板板l 16b边缘的位置上,导板板116b还设有其他杆状件343。 在第一实施例中,每个环轨115包括外侧面116,外侧面116上设有与其 成整体的传动挡板117。对于某些应用,可以考虑在挡板之间设置填充板。 在下面的实施例所述的设备中提供了这种结构。
现在参照图58,图中示出了按照第八实施例所述设备中环轨115的一部 分。除了在挡板117之间出现了填充板360之外,按照该实施例所述设备与 按照第一实施例所述设备相类似。每个填充板360都用具有弹性的柔性原 料例如橡胶制成,而且形成非常合适地安装在挡板117之间的结构。每个填 充板360的外表面361位于挡板外边缘下方,由此使挡板仍然向外突出并提 供推力。如果需要的话,可以在每个填充板360的外表面361上设置花纹结 构363。
如果需要的话,可在每个挡板117的外端设置弹性帽365。 填充板360的特殊优点在于,它们占据了挡板117之间的一些空间从而 减小了可能会沉积有杂质并当环轨通过开采头11中的入口123时,会将杂质带向该入口的可用空间。
在不脱离本发明范围的情况下,可以做出各种改进和变更。 在整个说明书中,除非上下文需要,否则"都包括"或其变形(例如"包
括"或"包fe有"),均应理解为暗指包含规定的整数或整数组,但也不排
除任何其他的整数或整数集合。
权利要求
1、一种地下作业设备,包括作业头,该作业头穿过地下原料运动并在作业头穿过原料前进时在其后面形成通道;细长构件,其贯穿通道到达作业头,和固定护罩的装置,该装置在细长构件长度方向的周边的至少一部分附近定位护罩,以便使护罩与通道的周边形成支撑接合,同时形成可使细长构件在其中运动的空间,护罩的截面形状大致对应于由作业头形成的通道的截面形状。
2、 根据权利要求l所述的地下作业设备,其中将膨胀液引入到护罩和细 长构件之间的区域,以便使护罩膨胀并使其保持与通道外周支撑接合。
3、 根据权利要求1或2所述的地下作业设备,其中由作业头形成的通道 大致为矩形,在这种情况下,护罩的截面也大致为矩形。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的地下作业设备,其中护罩由多个长度 方向上的护罩段组合而成,所述的长度方向上的护罩适合于在相邻的长度方 向上的边缘彼此连接。
5、 根据权利要求4所述的地下作业设备,其中相邻的长度方向上的边缘 之间的连接是密封连接。
6、 根据权利要求4或5所述的地下作业设备,其中由设在护罩段长度方 向上的边缘处的互补连接部件实现连接。
7、 根据前述权利要求中的任一项所述的地下作业设备,其中每个护罩 段都是可弯曲的并且护罩段包括一段柔性材料。
8、 根据权利要求7所述的地下作业设备,其中每个护罩段还包括至少一 个如缆线或绳索的索类部件。
9、 根据权利要求8所述的地下作业设备,其中每个护罩段包括两个索类 部件,索类部件沿护罩段长度方向上的边缘的周边延伸。
10、 根据权利要求9所述的地下作业设备,其中连接部件固定到索类部 件上。
11、 根据前述权利要求中任一项所述的地下作业设备,其中对应于通道的每一侧设置一个护罩段。
12、 根据权利要求ll所述的地下作业设备,其中大致为矩形截面的通道 具有四个面而且其中护罩也具有四个护罩段。
13、 根据前述权利要求中任一项所述的地下作业设备,其中在使用时,各护罩段围绕弯曲部位转向从而形成内区段和外区段,内区段与细长构件一 起沿通道运动,而外区段相对于内区段反转并且组装到护罩。
14、 根据权利要求13所述的地下作业设备,还包括形成每个弯曲部位的 转向构件。
15、 根据权利要求15所述的地下作业设备,其中转向构件是可绕轴转动 的,所述轴垂直于护罩段的长度方向上的范围。
16、 根据前述权利要求中任一项所述的地下作业设备,其中每个护罩段 的内区段呈侧向压紧状态,从而可将护罩段装入护罩的空间内并使其沿该空 间运动,所述空间中还装有细长构件。
17、 根据权利要求16所述的地下作业设备,其中每个内区段具有纵向折 合以便形成侧向压紧状态。
18、 根据权利要求14一17中的任一项所述的地下作业设备,其中转向构 件具有弯曲的外形以便在护罩段绕其转动时与护罩段接触。
19、 根据权利要求18所述的地下作业设备,其中转向构件包括多个可转 动部件,每个可转动部件安装成可绕轴转动,所述轴垂直于护罩段绕转向构 件移动的方向。
20、 根据权利要求19所述的地下作业设备,其中可转动部件安装成在共 用基座上转动,基座本身是可绕垂直于护罩段移动方向的轴转动的。
21、 根据权利要求14—18任一项所述的地下作业设备,其中每个转向构 件包括两个轮,每个轮的外周边形成导向性接收两个索类部件中相应一个的 结构。
22、 根据前述权利要求中任一项所述的地下作业设备,其中从作业头延 伸的细长构件包括多个捆在一起的细长部件。
23、 根据权利要求22所述的地下作业设备,其中细长部件在防护软套构 件内捆到-一起。
24、 根据权利要求23所述的地下作业设备,其中防护软套构件包括内壁和外壁,所述内壁构成内部封装有细长部件捆的套管,所述外壁与内壁隔开 从而形成了当沿通道运动时,容纳护罩段的腔室。
25、 根据权利要求24所述的地下作业设备,其中由在内壁和外壁之间延 伸的分隔壁将腔室分成z多个分室,每个护罩段对应一个分室。
26、 根据权利要求25所述的地下作业设备,其中在将细长构件渐进地引 入通道时,将防护软套构件渐进地装到细长构件上,所述细长构件可以是细 长部件捆。
27、 根据前述权利要求中任一项所述的地下作业设备,其中作业头包括 开采头,开采头工作时渐进地从地下区域开采原料并借助细长构件中的管道 系统将开采的原料运到较远的位置。
28、 根据权利要求27所述的地下作业设备,其中开采头包括主体构件, 主体构件具有壳体,壳体外表面的形状大致上为矩形,以在其穿过地下区域 前进时面对迎面而来的原料。
29、 根据权利要求28所述的地下作业设备,其中所述外表面包括前壁、 顶壁、底壁和两个侧壁。
30、 根据权利要求28或29所述的地下作业设备,其中主体构件包括后部, 该后部构成定位装置的一部分,所述定位装置将护罩定位在细长构件长度方 向上的周边的至少一部分附近。
31、 根据权利要求27到30中任一项所述的地下作业设备,其中主体构件 包括吸入腔,所述吸入腔用于接收从地下区域挖出的浆料。
32、 根据权利要求3i所述的地下作业设备,其中前壁装有滤板,浆料通 过滤板进入吸入腔。
33、 根据权利要求32所述的地下作业设备,其中滤板包括栅筛,所述栅 筛具有面对迎面来而的原料的第一侧面和与之相对的第二侧面。
34、 根据权利要求33所述的地下作业设备,还包括与滤板相联的齿组件。
35、 根据权利要求34所述的地下作业设备,其中齿组件包括由支撑装置 支撑的多个齿。
36、 根据权利要求35所述的地下作业设备,其中支撑装置包括一个或多 个环链,所述环链适于绕端部链轮运动。
37、 根据权利要求36所述的地下作业设备,还包括冲洗系统,冲洗系统冲洗环链以防止砂粒侵入。
38、 根据权利要求37所述的地F作业设备,其中冲洗系统形成冲洗流, 冲洗流沿着朝向吸入腔的方向流过环链,由此将来自吸入腔中浆料的砂粒料 移向远离环连的方向。 *
39、 根据权利要求31—38中任一项所述的地下作业设备,其中将抽到吸 入腔中的浆料向上移到细长构件内的管道系统中。
40、 使用前述权利要求中任一项所述的设备进行地下作业的方法。
41、 使用权利要求1一39中任一项所述的设备从地下区域开采原料的方法。
42、 一种从地下区域开采原料的方法,包括使作业头通过地下原料运动并在作业头通过原料运动时在其后部形成 通道,设置沿通道伸到作业头的细长构件,在细长构件长度方向上的周边的至少一部分附近定位护罩,以便使护罩 与通道周边支撑接合并形成使细长构件能在其中运动的空间,护罩的截面形 状大体上对应于由作业头形成的通道的截面形状。
43、 根据权利要求42所述的方法,其中将开采的目标原料抽到作业头中 并沿细长构件将其移送到远端位置。
44、 根据权利要求43所述的方法,其中远端位置处于地面上而且在地面 上对开采的原料进行处理。
45、 如本文中参照附图具体描述的设备。
46、 如本文中具体描述的从地下区域开采原料的方法。
全文摘要
一种地下采矿设备和开采地下材料的方法。设备(10)包括,开采头(11),其穿过地下原料运动并在其路径上挖掘原料并在开采头(11)前进时在其后面形成通道(13)。细长构件(15),其沿通道延伸到开采头(11)并且形成将挖掘的原料送到地面的通路。护罩(23),其固定在细长构件(15)上以便与通道(13)的周边形成支撑接合并形成可使细长构件(15)在其中运动的空间。护罩(23)的截面形状大致对应于由开采头(11)形成的通道(13)的截面形状。
文档编号E21D11/40GK101589210SQ200780038291
公开日2009年11月25日 申请日期2007年8月14日 优先权日2006年8月14日
发明者亚瑟·德里克·布雷·格雷厄姆, 尼尔·德里克·布雷·格雷厄姆 申请人:索德技术有限公司
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