专利名称：井下双能源铲运机供电设备及其供电方法
技术领域：
本发明涉及井下铲运作业技术领域，特别是一种井下双能源铲运机供电设备及 其供电方法。
背景技术：
目前，在井下铲运作业中，通常采用柴油铲运机或电动铲运机作为主要铲运机 械。这两种铲运机都有一些缺点
1.柴油铲运机柴油铲运机目前存在的主要问题有柴油短缺；排气有污染， 需加大井下通风量，能耗大；噪声较大，工人作业环境差。
在运行中，柴油铲运机用自带大功率柴油机发电以保持常规各项功能，电动铲 运机通过电网直接用电，在完成同样动作、消耗同样能量的情况下，直接从电网用电比 自行发电成本低。另外，柴油铲运机处于等待状态时，柴油机还需损耗部分额外的油 料，而电动铲运机在举升机构下降时可将部分能量贮存。因此，电动铲运机的能耗显然 要低得多，在运行成本上有较大优势。柴油铲运机采用柴油机，有较高的故障率，而电 动铲运机采用通过电网直接用电，故障率低。
柴油铲运机只能采用无线通讯，带宽窄，抗干扰能力差，另外，无线通讯还存 在一定的传输死角。
电动铲运机可采用光纤与中央控制室通讯，带宽大，抗干扰能力好，可实现多 种自动、半自动控制，提高效率。在电控系统进一步发展的情况下，未来电动铲运机有 可能发展为不需要驾驶员的远距离操控系统，可在危险地带工作；而柴油铲运机难以实 现自动控制，不能到危险地带工作。
电动铲运机用电，清洁无污染。
2.电动铲运机电动铲运机工作范围比柴油铲运机小，上下段不方便。柴油铲 运机适宜的工作范围为150-300m，并且可通过斜坡道上下段。电动铲运机由于受电缆长 度所限，工作范围为150m以下，只能借助竖井提升系统或柴油铲运机上下段。
3.蓄能发电电源超级电容器具有很高的功率密度，其输出功率密度是一般蓄 电池的数十倍。超级电容器充电时间短，没有运动部件，维护工作少，可靠性非常高， 寿命特别长。发明内容
本发明的目的在于提供一种井下双能源铲运机供电设备，克服现有两种铲运机 的不足，使井下铲运作业安全节能减排，上下段方便，便于实现自动控制，提高设备作 业效率，减小噪声，改善工人作业环境，节省投资。
本发明的另一个目的在于提供一种井下双能源铲运机供电设备的供电方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种井下双能源铲运机供电设备，包括铲运机、自行式供电车、电网电源，其特征在于所述的铲运机为双能源自行式铲运机，此双能源自行式铲运机中设有可充电式 发电装置，与此可充电式发电装置相连接的逆变器、与此逆变器相连接的走行系统、与 此走行系统相连接的自动控制系统、与可充电式发电装置相连接的电源插座，与此电源 插座相连接的电控箱，与此电控箱相连接的自动控制系统、与此自动控制系统相连接的 位置侦测系统，所述的自行式供电车为双能源自行式供电车，此双能源自行式供电车中 设有可自动断电电源箱，通过插头与此电源箱相连接的卷筒式电源输出电缆，通过插头 与此电源箱相连接的卷筒式电源输入电缆，设在此双能源自行式供电车中位置侦测系 统、可充电式发电装置，分别与此可充电式发电装置相连接的自动充电器、监控单元、 逆变器及走行系统，与此走行系统相连接的自动控制系统，此自动控制系统与所述的 位置侦测系统相连接，在所述的电网电源上设有电源插座，与此电源插座相连接的电控 箱，位置侦测系统、通过电缆与双能源自行式铲运机上的自动控制系统联锁并都通过电 缆连接到中央控制室，所述的双能源自行式供电车布置在所述的双能源自行式铲运机的 一侧。
本发明的井下双能源铲运机的供电方法是同时采用一种双能源自行式铲运机 及一种双能源自行式供电车，用电网电源使双能源自行式铲运机正常工作，用双能源自 行式铲运机自带的可充电式发电装置给双能源自行式铲运机自行通过斜坡道上下段时发 电。当井下双能源铲运机要工作时，双能源自行式供电车由可充电式发电装置驱动行驶 到电网电源旁，打开电网电源上的电控箱，将卷筒式电源输入电缆的插头插入电网电源 上的电源插座，再合上电网电源上的电控箱后，电网电源驱动双能源自行式供电车行驶 到双能源自行式铲运机附近，打开双能源自行式铲运机上的电控箱，将卷筒式电源输出 电缆的插头插入双能源自行式铲运机上的电源插座，再合上双能源自行式铲运机上的电 控箱后，电网电源驱动双能源自行式铲运机及双能源自行式供电车，双能源自行式铲运 机及双能源自行式供电车上的位置侦测系统进行位置侦测，双能源自行式铲运机与双能 源自行式供电车在自动控制系统及中央控制室远距离操控下运行，双能源自行式铲运机 正常工作。双能源自行式铲运机处于空闲状态时可利用电网电源通过双能源自行式供电 车上的充电器充电。双能源自行式供电车上的监控单元检测到双能源自行式铲运机上的 可充电式发电装置充足电后，给双能源自行式供电车上的充电器发出停止充电信号，双 能源自行式供电车上的充电器停止给双能源自行式铲运机上的可充电式发电装置充电。
当需要上下段时，打开双能源自行式铲运机上的电控箱，将卷筒式电源输出电 缆的插头从双能源自行式铲运机上的电源插座拔出，双能源自行式供电车收回电缆，双 能源自行式铲运机启动自己的可充电式发电装置，由逆变器将可充电式发电装置的直流 电转换为交流电供给双能源自行式铲运机上的走行系统，双能源自行式铲运机自行上下 段。
当工人未按供电工艺将插头插入或拔出电源插座时，双能源自行式供电车上的 可自动断电电源箱自动断电。
本发明的井下双能源铲运机供电方法和设备克服现有两种铲运机的不足，具有 两种铲运机的优点。通过电网直接用电比自行发电成本低，故障率低；井下双能源铲 运机在举升机构下降时可将部分能量贮存，因此，井下双能源铲运机的能耗显然要低得 多，在运行成本上有较大优势；并下双能源铲运机可采用光纤与中央控制室通讯，带宽大，抗干扰能力好，可实现多种自动、半自动控制，提高效率；在电控系统进一步发展 的情况下，未来井下双能源铲运机有可能发展为不需要驾驶员的远距离操控系统，可在 危险地带工作；井下双能源铲运机用电，清洁无污染。工作范围为150-300m，并且可通 过斜坡道上下段。
所述的电缆采用内含光纤的电缆。
所述的双能源自行式供电车上的充电器通过双能源自行式供电车上的卷筒式电 源输出电缆的插头和双能源自行式铲运机上的电源插座与双能源自行式铲运机上的可充 电式发电装置相连。
所述的双能源自行式供电车上的监控单元通过双能源自行式供电车上的卷筒式 电源输出电缆的插头和双能源自行式铲运机上的电源插座与双能源自行式铲运机上的可 充电式发电装置相连。
所述的双能源自行式供电车上的充电器与双能源自行式供电车上的可充电式发 电装置相连。
所述的双能源自行式供电车上的监控单元与双能源自行式供电车上的可充电式 发电装置相连。
所述的双能源自行式供电车上的监控单元与双能源自行式供电车上的充电器相 连。
所述的可充电式发电装置为超级电容。
所述的双能源自行式供电车上的充电器为自动充电器。
图1是本发明的井下双能源铲运机正常工作时的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，一种井下双能源铲运机供电设备，包括铲运机、自行式供电车、 电网电源，其特征在于所述的铲运机为双能源自行式铲运机1，此双能源自行式铲运机1 中设有可充电式发电装置4，与此可充电式发电装置4相连接的逆变器5、与此逆变器5 相连接的走行系统6、与此走行系统6相连接的自动控制系统7、与可充电式发电装置4 相连接的电源插座8，与此电源插座8相连接的电控箱9，与此电控箱9相连接的自动控 制系统7、与此自动控制系统7相连接的位置侦测系统10，所述的自行式供电车为双能源 自行式供电车2，此双能源自行式供电车2中设有可自动断电电源箱11，通过插头13与 此电源箱11相连接的卷筒式电源输出电缆12，通过插头15与此电源箱11相连接的卷筒 式电源输入电缆14，设在此双能源自行式供电车2中位置侦测系统16、可充电式发电装 置17，分别与此可充电式发电装置17相连接的自动充电器18、监控单元19、逆变器20 及走行系统21，与此走行系统21相连接的自动控制系统，此自动控制系统与位置侦测系 统16相连接，在所述的电网电源3上设有电源插座22，与此电源插座22相连接的电控箱 23，位置侦测系统10、16通过电缆与双能源自行式铲运机1上的自动控制系统7联锁并 都通过电缆连接到中央控制室M，所述的双能源自行式供电车2布置在所述的双能源自行式铲运机1的一侧。本发明的井下双能源铲运机的供电方法是同时采用一种双能源自行式铲运机 1及一种双能源自行式供电车2，用电网电源3使双能源自行式铲运机1正常工作，用双 能源自行式铲 运机1自带的可充电式发电装置4给双能源自行式铲运机1自行通过斜坡道 上下段时发电。当井下双能源铲运机1要工作时，双能源自行式供电车2由可充电式发电 装置17驱动行驶到电网电源3旁，打开电网电源3上的电控箱23，将卷筒式电源输入电 缆14的插头15插入电网电源3上的电源插座22，再合上电网电源3上的电控箱23后， 电网电源3驱动双能源自行式供电车2行驶到双能源自行式铲运机1附近，打开双能源自 行式铲运机1上的电控箱9，将卷筒式电源输出电缆12的插头13插入双能源自行式铲运 机1上的电源插座8，再合上双能源自行式铲运机1上的电控箱9后，电网电源3驱动双 能源自行式铲运机1及双能源自行式供电车2，双能源自行式铲运机1及双能源自行式供 电车2上的位置侦测系统10及16进行位置侦测，双能源自行式铲运机1与双能源自行式 供电车2在自动控制系统7及中央控制室24远距离操控下运行，双能源自行式铲运机1 正常工作。双能源自行式铲运机1处于空闲状态时可利用电网电源3通过双能源自行式 供电车2上的自动充电器18充电。双能源自行式供电车2上的监控单元19检测到双能 源自行式铲运机1上的可充电式发电装置4充足电后，给双能源自行式供电车2上的自动 充电器18发出停止充电信号，双能源自行式供电车2上的自动充电器18停止给双能源自 行式铲运机1上的可充电式发电装置4充电。当需要上下段时，打开双能源自行式铲运机1上的电控箱9，将卷筒式电源输出 电缆12的插头13从双能源自行式铲运机1上的电源插座8拔出，双能源自行式供电车2 收回电缆，双能源自行式铲运机1启动自己的可充电式发电装置4，由逆变器5将可充电 式发电装置4的直流电转换为交流电供给双能源自行式铲运机1上的走行系统6，双能源 自行式铲运机1自行上下段。当工人未按供电工艺将插头插入或拔出电源插座时，双能源自行式供电车2上 的可自动断电电源箱11自动断电。本发明的井下双能源铲运机供电方法和设备克服现有两种铲运机的不足，具有 两种铲运机的优点。通过电网直接用电比自行发电成本低，故障率低；井下双能源铲 运机在举升机构下降时可将部分能量贮存，因此，井下双能源铲运机的能耗显然要低得 多，在运行成本上有较大优势；井下双能源铲运机可采用光纤与中央控制室通讯，带宽 大，抗干扰能力好，可实现多种自动、半自动控制，提高效率；在电控系统进一步发展 的情况下，未来井下双能源铲运机有可能发展为不需要驾驶员的远距离操控系统，可在 危险地带工作；井下双能源铲运机用电，清洁无污染。工作范围为150-300m，并且可通 过斜坡道上下段。本发明所述的电缆采用内含光纤的电缆。本发明所述的双能源自行式供电车上的充电器通过双能源自行式供电车上的卷 筒式电源输出电缆的插头和双能源自行式铲运机上的电源插座与双能源自行式铲运机上 的可充电式发电装置相连。本发明所述的双能源自行式供电车上的监控单元通过双能源自行式供电车上的 卷筒式电源输出电缆的插头和双能源自行式铲运机上的电源插座与双能源自行式铲运机上的可充电式发电装置相连。
本发明所述的双能源自行式供电车上的充电器与双能源自行式供电车上的可充 电式发电装置相连。本发明所述的双能源自行式供电车上的监控单元与双能源自行式供电车上的可 充电式发电装置相连。本发明所述的双能源自行式供电车上的监控单元与双能源自行式供电车上的充 电器相连。本发明所述的可充电式发电装置为超级电容。本发明所述的双能源自行式供电车上的充电器为自动充电器。
权利要求
1.一种井下双能源铲运机供电设备，包括铲运机、自行式供电车、电网电源，其特 征在于所述的铲运机为双能源自行式铲运机，此双能源自行式铲运机中设有可充电式发 电装置，与此可充电式发电装置相连接的逆变器、与此逆变器相连接的走行系统、与此 走行系统相连接的自动控制系统、与可充电式发电装置相连接的电源插座，与此电源插 座相连接的电控箱，与此电控箱相连接的自动控制系统、与此自动控制系统相连接的位 置侦测系统，所述的自行式供电车为双能源自行式供电车，此双能源自行式供电车中设 有可自动断电电源箱，通过插头与此电源箱相连接的卷筒式电源输出电缆，通过插头与 此电源箱相连接的卷筒式电源输入电缆，设在此双能源自行式供电车中位置侦测系统、 可充电式发电装置，分别与此可充电式发电装置相连接的自动充电器、监控单元、逆变 器及走行系统，与此走行系统相连接的自动控制系统，此自动控制系统与所述的位置侦 测系统相连接，在所述的电网电源上设有电源插座，与此电源插座相连接的电控箱，位 置侦测系统、通过电缆与双能源自行式铲运机上的自动控制系统联锁并都通过电缆连接 到中央控制室，所述的双能源自行式供电车布置在所述的双能源自行式铲运机的一侧。
2.根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备，其特征在于电缆采用内含光纤 的电缆。
3.根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备，其特征在于双能源自行式供电 车上的充电器通过双能源自行式供电车上的卷筒式电源输出电缆的插头和双能源自行式 铲运机上的电源插座与双能源自行式铲运机上的可充电式发电装置相连。
4.根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备，其特征在于双能源自行式供电 车上的监控单元通过双能源自行式供电车上的卷筒式电源输出电缆的插头和双能源自行 式铲运机上的电源插座与双能源自行式铲运机上的可充电式发电装置相连。
5.根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备，其特征在于双能源自行式供电 车上的监控单元与双能源自行式供电车上的可充电式发电装置相连。
6.根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备，其特征在于可充电式发电装置 为超级电容。
7.根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备，其特征在于双能源自行式供电 车上的充电器为自动充电器。
8.一种采用根据权利要求1所述的井下双能源铲运机供电设备的供电方法，其特征在 于当所述的双能源自行式铲运机处于空闲状态时，利用电网电源通过双能源自行式供电 车上的充电器充电，双能源自行式供电车上的监控单元检测到双能源自行式铲运机上的 可充电式发电装置充足电后，给双能源自行式供电车上的充电器发出停止充电信号，双 能源自行式供电车上的充电器停止给双能源自行式铲运机上的可充电式发电装置充电。
9.根据权利要求8所述的井下双能源铲运机供电设备的供电方法，其特征在于当所述 的双能源自行式铲运机需要上下段时，打开双能源自行式铲运机上的电控箱，将卷筒式 电源输出电缆的插头从双能源自行式铲运机上的电源插座拔出，双能源自行式供电车收 回电缆，双能源自行式铲运机启动自己的可充电式发电装置，由逆变器将可充电式发电 装置的直流电转换为交流电供给双能源自行式铲运机上的走行系统，双能源自行式铲运 机自行上下段。
10.根据权利要求8所述的井下双能源铲运机供电设备的供电方法，其特征在于当与电网电源断开后，由双能源 自行式供电车上的逆变器将双能源自行式供电车上的可充电 式发电装置的直流电转换为交流电供给双能源自行式供电车的走行系统。
全文摘要
本发明涉及井下铲运作业技术领域，特别是一种井下双能源铲运机供电设备及其供电方法，包括铲运机、自行式供电车、电网电源，铲运机为双能源自行式铲运机，设有可充电式发电装置，逆变器，走行系统，自动控制系统，电源插座，电控箱，位置侦测系统，自行式供电车为双能源自行式供电车，设有可自动断电电源箱，卷筒式电源输出电缆和插头，电源输入电缆和插头，位置侦测系统，可充电式发电装置，充电器，监控单元，逆变器及走行系统，位置侦测系统与双能源自行式铲运机上的自动控制系统联锁并都通过电缆连接到中央控制室。本发明通过电网直接用电比自行发电成本低，故障率低；可实现多种自动、半自动控制，提高效率；清洁无污染，可自行通过斜坡道上下段。
文档编号E02F9/20GK102021921SQ20091018745
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者印丽娜, 姜峰, 张欣, 王静 申请人:鞍钢集团矿业公司