顶板支架连接器的制作方法

相关申请的引用

本申请要求于2018年10月29日提交的在先申请的、共同待决的美国临时专利申请第62/752,065号的权益，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术：

本公开涉及顶板支架，具体地，涉及矿井顶板支架之间的连接器。

长壁采矿系统通常包括用于从矿面挖掘或切割材料的刨煤机或采煤机。切割后的材料被放置在工作面输送机上，该输送机将材料从矿面运走以进行进一步处理。可以在靠近矿面的位置放置多个动力顶板支架，以保护矿井操作员和设备免受材料掉落的影响。随着采矿作业的进行，每个顶板支架被向前推移以便支撑在采矿机和输送机上方的一部分矿井顶板。

技术实现要素：

在一个独立的方面，提供一种用于连接多个地下顶板支架的连接器，每个顶板支架包括顶篷。所述连接器包括：引导件，其被构造成连接至其中一个所述顶板支架；以及致动器，其具有孔和至少部分地安置在所述孔中的杆。杆的一端可滑动地连接到引导件。缆绳具有连接至所述杆的所述一端的第一端和适于连接至另一个顶板支架的第二端。

在另一个独立方面，提供了一种用于连接多个地下顶板支架的连接器，每个顶板支架包括顶篷。该连接器包括具有缸体的致动器，该缸体包括孔和至少部分地安置在孔中的杆。致动器适于连接到多个顶板支架之一的顶篷。缆绳具有第一端，其被连接到杆的一端，以及第二端，其适于连接到多个其他顶板支架中的另一个。杆相对于缸体的伸展增加了缆绳施加在另一个顶板支架上的拉力。

在又一个独立方面，一种用于地下矿井顶板支架的顶篷包括具有表面的顶篷主体和连接至该表面的致动器。致动器具有缸体，该缸体包括孔和至少部分地布置在孔中的杆。缆绳具有连接到杆的一端的第一端和适于连接到另一个顶板支架的第二端。杆相对于缸体的伸展增加了缆绳施加在另一个顶板支架上的拉力。

在再一个独立方面，一种用于地下矿井的顶板支架系统包括多个顶板支架。每个顶板支架包括构造成连接至工作面输送机的基座；连接至基座的千斤顶，所述千斤顶相对于基座可伸缩；以及顶篷。致动器连接到多个顶板支架其中一个的顶篷。致动器具有缸体，该缸体包括孔和部分被安置在孔中的杆。缆绳具有连接到杆的一端的第一端和适于连接到另一个顶板支架的第二端。杆相对于缸体的伸展增加了缆绳施加在另一个顶板支架上的拉力。

通过考虑详细说明和附图，其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是采矿系统的透视图。

图2是图1的采矿系统的一部分的放大透视图。

图3是包括顶篷的顶板支架的透视图。

图4是两个相邻的图3的顶篷的正视图，其包括处于缩回状态的连接器。

图5是两个相邻的图3的顶篷的正视图，其包括处于缩回状态的连接器。

图6是两个相邻的图3的顶篷的正视图，其包括处于伸展状态的连接器。

图7是连接器的局部透视图。

图8是图7的连接器的分解图，其包括引导件和致动器。

图9是根据另一实施例的引导件的透视图。

图10是沿图8中的线10--10观察的致动器的剖视图。

在详细解释任何实施例之前，应理解，本公开内容在其应用中不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造细节和部件的布置。本公开能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。同样，应当理解，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。本文所使用的“包括”和“包含”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。本文所使用的“由……组成”及其变型的使用意味着仅涵盖其后列出的项目及其等同物。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“连接”及其变体被广泛使用，并且包括直接和间接安装、连接、支撑和连接。

具体实施方式

图1和图2示出了长壁开采作业。采矿机10(例如，采煤机)从矿物的矿层18的矿面14中挖出材料，并且在去除材料时前进通过矿层18。在所示的实施例中，采矿作业是“回撤”的，从而使得采煤机10穿过矿层18朝着矿井出口(未示出)前进。在其他实施例中，该作业可以是“前进的”，使得采煤机10远离矿井出口穿过矿层18前进。

采矿作业还包括用于将由采煤机10挖出的材料移向矿面14的边缘的工作面输送机(faceconveyor)22，其中，所切割的材料可以转移到主闸门输送机(maingateconveyor)上(例如，通过图2所示的梁式分段装载机24)。在一些实施例中，工作面输送机22是链条输送机，其包括连接在多条链条股之间的刮板。本领域普通技术人员将很容易理解采煤机10和输送机22的结构和操作的其他方面。

动力顶板支架26沿矿面14的长度成一排对齐，以便为操作人员以及采矿作业的组件(例如，采矿机10和工作面输送机22)提供保护。为了说明的目的，在图1和图2中移除了一些顶板支架26。这些顶板支架26被构造成形成地下矿井的顶板支架系统。

现在参考图3，每个顶板支架26包括底座30、顶篷34，以及在底座30和顶篷34之间伸展的致动器或千斤顶38。底座30位于支撑表面或地面42上(图2)。另外，底座30被配置为通过诸如夯锤(ram)连接至工作面输送机22。每个千斤顶38连接到底座30，并且相对于底座30可伸缩。顶篷34被安置成与上盘或矿井顶(未示出)相邻，并且千斤顶38将顶篷34偏置抵靠在矿井顶上。在所示实施例中，每个顶板支架26还包括位于基座30的后端和顶篷34的后端之间的护罩46。

参考图2和图3，每个顶板支架26具有高度50。该高度是从底座30的下表面到顶篷34的上表面54测量的。可以调节各个顶板支架26的高度以适应矿井顶的高度的差异。在一些实施例中，地面42可以取向成倾斜处(例如，向上斜坡，向下斜坡)，从而使得每个顶板支架26的顶篷34的高度相对于相邻顶板26的顶篷34的高度是不同的。

图4至6示出了关于两个相邻的顶板支架26a、26b的高度50的三种示例情形。如图4所示，第一顶板支架26a的顶篷34a被布置成高于第二顶板支架26b的顶篷34b(例如，该倾斜处具有向上的斜率)。如图5所示，第一顶板支架26a的顶篷34a被布置成低于第二顶板支架26b的顶篷34b(例如，该倾斜处具有向下的斜率)。如图6所示，相应的第一和第二顶板支架26a、26b的顶篷34a、34b基本处于相同的高度50(例如，地面是水平的或不倾斜的)。应当理解，在其他情形下(未示出)，两个相邻的顶板支架26a、26b之间的高度50的差可以更大或更小。

参照图4至7，连接器组件或连接器60连接两个相邻的顶板支架。连接器60包括致动器64，引导件68，和连接至致动器64的缆绳72。在所示的实施例中，致动器64是液压缸并且包括杆76，所述杆76的端部可滑动地连接至引导件68。引导件68连接至一个顶板支架26a(例如，在顶篷34a处)。缆绳72连接在杆76和另一个顶板支架26b之间(例如，在顶篷34b处)。

参照图7、8和10，致动器64包括具有孔84的管80(图10)。管80包括第一端86和相对的第二端88。孔84沿着中心轴线90延伸(图10)。在所示的实施例中，致动器64相对于顶篷34a(图7)横向地取向，并且中心轴线90基本上平行于顶篷34a的表面94取向。在所示的实施例中，致动器64的第一端86连接至顶篷34a。

如图10中最佳地显示的，杆76包括第一端104(图10)和与第一端104相对的第二端108。杆76相对于管80可伸缩。更具体地，杆76被构建成在孔84中沿着中心轴线90直线式移动或滑动。第一端104可滑动地连接到引导件68，而第二端108被安置在孔84内并固定到活塞112。活塞112包括盖侧116和杆侧120。盖侧116的表面积大于杆侧120的表面积。在所示的实施例中，邻近盖侧116的孔84内的加压流体使杆76相对于管80伸展。

现在参照图7-9，引导件68包括框架130，该框架130刚性地连接至顶板支架26a、26b的顶篷34a(例如，在表面94上)。在所示的实施例中，框架130连接至第一顶板支架26a并且包括狭槽134a和134b。连接器60还包括滑块138。滑块138连接到杆76的第一端104并且可滑动地接合狭槽134a和134b以相对于框架130运动。

在所示的实施例中，框架130包括板142以及从板142的表面突出的第一和第二支脚146a和146b。板142刚性地连接到顶篷34a的表面94。支脚146a和146b彼此间隔开并且平行定向。第一支脚146a和第二支脚146b中的每一个分别包括细长的狭槽134a和134b。细长的狭槽134a和134b取向成平行于孔84的中心轴线90。

所示的滑块138包括主体150和从主体150的侧面横向伸展的多个突起154(图7)。滑块138布置于第一支脚146a和第二支脚146b之间。突起部布置在狭槽134a和134b内，使得滑块138可滑动地接合两个狭槽134a和134b。突起部构造成随着杆76的移动而在狭槽134a和134b内平行于中心轴线90滑动。在所示的实施例中，滑块138包括四个突起，每侧两个。

图9示出了根据另一实施例的引导件68′和滑块138′。引导件68'包括具有板142'的框架130'，并且板142’包括细长的狭槽134'。滑块138′包括第一部分154a和第二部分154b。第一部分154a位于板142’的表面158和顶篷34a的表面94之间(图7)。第二部分154b从第一部分154a延伸穿过突出通过板142'的狭槽134'。滑块138'可滑动地接合至少一个狭槽134'以沿框架130'运动。更具体地，第二部分154b被配置为在狭槽134'内平行于中心轴线90滑动。

再次参照图7和图8，缆绳72包括第一端160和与第一端160相对的第二端164。第一端160连接至滑块138。例如，第一端160可连接至滑块138的主体150。在图9的实施例中，第一端160可连接至滑块138′的第二部分154b。

如图7所示，缆绳72的第二端164连接到另一个顶板支架26b。在所示的实施例中，缆绳72的第二端164连接至顶板支架26b的顶篷34b，该顶板支架26b邻近于其上支承有致动器64的顶板支架26a。安装特征件或块168刚性地连接到第二顶板支架26b的顶篷34b，并且可枢转地连接到缆绳72的第二端164。在其他实施例中，第二端164可以连接在邻近顶篷34a、34b的表面。

此外，在所示的实施例中，连接器60包括线180，其具有第一端184和相对的第二端188。第一端184通过诸如滑块138连接到杆76的第一端104，第二端188连接到靠近缆绳72和另一个顶板支架26b之间的连接件。第二端188独立于缆绳72连接至另一个顶板支架26b。线180可以从第一端184到第二端188螺旋地缠绕在缆绳72上。在一些实施例中，绳索180提供了连接器60的安全扣。

在一些实施例中，控制器(未示出)可以连接至致动器64以控制杆76相对于管80的运动。更具体地，控制器选择性地控制流到孔84的加压流体的供应，用于在连接到杆76的活塞112上施加压力。

在一些实施例中，致动器64被配置为使得杆76的伸展移动滑块138，并且因此使缆绳72的第一端160远离相邻的顶板支架26b。杆76相对于管80的伸展增加了由缆绳72施加在第二顶板支架26b上的拉力。如此，杆76的伸展就施加力以朝着第一顶板支架26a拉动或偏置第二顶板支架26b的顶篷34b。第二顶板支架26b朝向第一顶板支架26a的力或偏置被构造成抑制第一顶板支架26a和第二顶板支架26b分离，并且防止顶板支架倾斜得太远(例如，当顶板支架在倾斜面上时)以防止倾倒。

孔84中的加压流体作用在盖侧116上，以使杆76相对于管伸展，并增加缆绳72上的张力。此外，活塞112的盖侧116的表面积为大于杆侧120的表面积，与传统的连接器相比，允许连接器60产生更大的力以防止倾倒。替代地，连接器60可利用比常规连接器更小的直径的活塞和管80和/或更低的流体压力，同时仍在缆绳72中提供相同的力/张力以防止倾倒。

在操作时，如图4至6所示，杆76从第一位置(图4或5)致动到第二位置(图6)。在第一位置，杆76的主要部分在缸体80内，使得杆76的第一端104在管80的第二端88附近。杆76的第一端104(图10)通过施加在活塞112的盖侧116上的压力而从管80的第二端88伸展或移开(如图6所示)，使得杆76的第一端104距离缸体80的第二端88最远。杆76从第一位置伸展到第二位置，增加了由连接到杆76的缆绳72施加在第二顶板支架26b上的拉力，使得第二顶板支架26b的顶篷34b被拉向第一顶板支架26a。如此，被施加在盖侧116上的压力增加了由缆绳72施加的拉力。

即使地面42是倾斜的(例如，向上斜度，向下斜度)，杆76的伸展也可以增加缆绳72中的张力以使顶篷34a，34b彼此偏置。例如，当矿井地面以向下斜度倾斜时(图5)，连接至第一顶板支架26a的顶篷34a的连接器60可在第二顶板支架26b的顶篷34b上施加偏置力，以防止顶篷34a倒塌远离顶篷34b。类似地，当倾斜具有向上的斜度时(图4)，连接器60可以在第二顶板支架26b的顶篷34b上向上施加偏置力。

如果缆绳72在负载下断裂，则致动器64被限制反冲(例如，通过引导件68)，从而增加了操作期间的安全性。

以上描述的以及在附图中示出的实施例仅通过示例的方式呈现，并非旨在作为对在此呈现的概念和原理的限制。如此，可以理解在所描述和要求保护的一个或多个独立方面的范围和精神内，存在各种变化和修改方案。