专利名称：边坡开采系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集料的边坡开采系统。
本发明特别但不是唯一地涉及用于在露天开采矿的边坡上从暴露面中延展的煤层进行采煤的边坡开采系统。
概括地讲，已知的边坡开采系统包括一用于从煤层中采煤以形成巷道的开采装置、一用于将煤从巷道中传送出去的传送装置和一用于驱动开采装置进入煤层及此后退出巷道的驱动装置。
边坡采煤法为低成本开采这样的煤提供了可能，即那些采用传统的露天采煤或地下采煤法不能经济开采的煤。
最早的边坡开采系统之一公开于美国的专利2,826,402。在该系统中用于开采装置及传送装置的驱动装置与开采装置相连接。此外，传送装置包括多个可拆卸地连接在一起的定型传送组元。另外，该系统还包括位于巷道入口处的一个发送台车，该发送台车包括一个传送组元添加装置，它将新的传送组元提起并放置在传送装置中最后一节传送组元之后的适当位置处，从而使新的传送组元可与最后一节传送组元连接。为了将新的传送组元添加到传送装置上去必须停止开采装置和传送装置的向前运动。
在美国专利2,780,451和3,135,502中的各边坡开采系统中，用于开采装置及传送装置的驱动装置也与开采装置相连接。然而，其中的传送组元连接成一连续队列，因此不需要美国专利2,826,402中所提出的那种传送组元添加装置。
随着边坡开采业的发展，认识不断提高驱动装置最好设在外边而不是在巷道内。因此，传送组元的连接已成为一个非常重要的考虑事项，以便确保将驱动装置施加的力有效地传送到开采装置上，并且确保对开采装置和传送装置的方向控制。
在澳大利亚专利638,367和专利申请644,257中，传送组元的大体类型与前述类型相同，这类传送组元包括安装在一轮组之上的一个框架和一条沿传送组元长度延伸的带式传送带。这种传送组元的特点是U形钩和衔铁组件把传送组元连接地一起。这种U形钩/衔铁组件需要一个可拆卸的锁定销，其要人工插入来完成组装并将传送组元连接起来。同样，必须用人工方式将锁定销从U形钩/衔铁组件上卸下来而分开传送组元。U形钩/衔铁组件形成了一半刚性连接，其限制传送组元的相对横移，因此提供适当的方向控制。
在澳大利亚专利申请644,257中描述的驱动装置包括两套串列式驱动缸，每套在传送装置的每一侧具有一驱动缸，在传送装置每一侧的驱动缸沿纵向对中且隔开。这种布局方式使两套驱动缸协同操作如同一“步进”系统推着开采装置和传送装置向前运动。推力通过连接在驱动缸上的“推动杆”从驱动缸传递到开采装置及传送装置上，推动杆布置成抵靠着从传送装置两侧伸出的凸缘。该驱动装置的缺点是，当向前推动进时，不能强制性地控制来防止开采装置及传送装置如在倾斜矿层中产生的不希望的运动，澳大利亚专利638,367所公开的驱动装置也有这样的缺点。
在美国专利4,014,574中，传送组元具有不同的结构，它包括若干刚性箱体，它们将位于发送台车处的驱动装置所施加的力传递到开采装置上。通过卸下并且退出驱动装置而使新的传送组元就位并与传送装置的最后一节传送组元及驱动装置连接，才能将一个新传送组元添加到传送装置上。这是一个缺点，因为它必须中断开采和传送集料的作业。此外，当开采倾斜矿层时，当为添加新的传送组元而将驱动装置卸下时，传送装置及开采装置只能靠与地面摩擦力来保持其位置。
本发明的目的是提供一种边坡开采系统，它至少能克服上段中所提及的已知边坡开采系统的某些缺点。
根据本发明提供的一种用于从矿层中开采富集料的边坡开采系统，其包括(a)一用于从矿层中挖掘集料并因此在该矿层形成一巷道的开采装置；(b)一用于从巷道中传送所开采的集料的传送装置，该传送装置包括若干定型的传送组元，其具有一把传送组元可拆卸地连接在一起的装置；(c)一驱动开采装置及传送装置进入矿层以形成巷道的驱动装置。
该边坡开采系统最好还包括一用于控制开采装置及传送装置向前运动的控制装置，以便在倾斜的矿层中作业和/或当将一新传送组元添加到传送装置上时开采装置及传送装置能够按预定的前进速度一起向前运动进入矿层，而不会出现开采装置和/或传送装置的任何失控的向前行进。
控制装置是本发明的一个特别重要的特点，这是为了使边坡开采系统在倾斜矿层中操作，在倾斜矿层中开采装置及传送装置必须按受控方式一起向前移动。例如，这一重要特点是为了避免下述危险，即在倾斜的表面上时传送装置可能会对开采装置的后部之上施加过大的力而挤压或毁坏开采装置。这一重要特性还为了避免开采装置在倾斜面上出现失控前移，而失控前移可能会因开采装置嵌入矿层而导致集料的失控开采及产生作用在开采装置上的不希望的作用力。
该控制装置的另一重要特性是，传送装置及开采装置无论是在前进时还是在后退和/或静止不动和/或在添加或卸下传送组元以延长或缩短传送装置的长度时，都能够控制或制约它们，从而保持传送装置和开采装置的位置不仅仅依赖于传送装置及开采装置与地面摩擦力。
在此“倾斜矿层”一词应理解为，在采用边坡开采的矿层长度上和/或其区域中，矿层向上或向下对水平方向的平均倾斜角至少为4°。
请注意，在此处，“倾斜矿层”一词应理解为涵盖起伏的并具有水平或略微倾斜(向上或向下)区段的矿层，且在沿矿层整个长度上向上或向下的平均倾斜角至少为4°。
还应注意到，边坡开采进入矿层的前进方向可理解为总体上是沿倾斜矿层向下倾斜方向，并且通常，但不限于，与暴露出矿层的边坡的总体方向成直角。
控制装置最好安置在巷道外面。
边坡开采系统的驱动装置最好安置在巷道外面，且布局成用于将开采装置及传送装置推入矿层，及将开采装置和传送装置从巷道中拉出。
边坡开采系统的开采装置最好是一连续开采机，驱动装置最好还包括该连续开采机。
开采装置最好是大吞吐量连续开采机。
开采装置最好是下述类型的连续开采机，它包括安装在一可旋转挖掘鼓轮上的多个截齿，而该鼓轮安装在一臂的端部上，该臂支撑成围绕一水平轴转动。
特别是，开采装置最好从巷道的外面进行遥控和远距离操纵。
此外，开采装置尤其最好有用于转向的侧部推力底盘和用于横向调平的底部推力底盘。
边坡开采系统最好包括一适合于定位在巷道的进口处的发送平台。
发送平台最好包括控制装置。
此外，发送平台最好包括驱动装置。
发送平台最好包括一发送平台传送带，用于接收和卸下来自传送装置末端的集料。
控制装置和驱动装置最好结合成一体。
在一种布局中，结合成一体的驱动/控制装置最好包括一个齿条及齿轮驱动组件。
采用这样的布局，齿条及齿轮驱动组件最好包括一至少安装在开采装置和各传送组元一侧的齿条和一用于与该齿条啮合的在发送平台上的驱动齿轮。
驱动齿轮最好是液压驱动的。
齿条及齿轮驱动组件最好包括多个沿一直线间隔分布的驱动齿轮。
齿条及齿轮驱动组件最好包括一安装在开采装置和各传送组元各侧的齿条和多个用于与各齿条啮合的驱动齿轮。
在另一种形式的布局中，结合成一体的驱动/控制装置最好包括一滑板组件，该组件具有一个设置成用于在发送平台上在开采装置及传送装置之下滑动的板件，和一个用于使板件滑动的驱动装置，板件包括一个用于把开采装置和/或传送装置的一个传送组元和/或要添加的一个新传送组元啮接在传送装置上的装置。
在另一种布局中，结合成一体的驱动/控制装置最好包括两套串列式驱动缸，每一套在传送装置的每一侧各有一个驱动缸，在传送装置每一侧的驱动缸纵向对中且间隔开。
驱动/控制装置最好还包括一用于将相连接的传送组元之一与各驱动缸相啮合的装置。
该啮合装置最好包括一个锁定板，该板可在伸出位置和收回位置之间移动，在伸出位置处锁定板啮接从传送组元一侧伸出的一凸缘，在收回位置处锁定板离开该凸缘，且锁定板包括一个用于容接该凸缘的凹口。
两套传动缸最好协同作用，如同一“步进”系统，通过推动或拉动开采装置及传送装置而使其前进或后退。在这样一种布局中，当进入矿层时，从矿层退出时也一样，两套驱动缸轮流作业，这样当一套收回时，而另一套控制着开采装置及传送装置的前进速度。
另外，结合成一体的驱动/控制装置可以包括由电力或液压装置驱动的往复式驱动缸和/或若干套线性轨道、线性和/或旋转式驱动器、链条、电缆或其它的机械装置。
边坡开采系统的连接装置最好制作成允许各相邻传送组元围绕着垂直于传送装置纵轴的水平轴做有限的相对转动，并基本杜绝围绕竖直轴的相对转动。
特别是，连接装置最好制作成允许相邻传送组元围绕传送装置的纵轴做有限的相对转动。
更特别的是，连接装置最好制作成基本杜绝各相邻传送组元沿纵向、水平方向和竖直方向相对平移。
易于理解的是，这样的一种布局使一推力沿着传送装置的长度从一个传送组元传递到另一个传送组元而向前移动传送装置且不会使传送组元折起或弯折，同时允许在竖直平面上有角位移以使传送装置适应巷道的曲折并将一受控推力传递到开采装置的后部，从而增加或提供挖掘和开采集料所用的“掘进”力。
易于理解，这样的一种布局使传送装置及开采装置沿其总体上的纵向也就是前进方向的自由运动最小。自由运动最小适合于控制传送装置及开采装置的位置和笔直对中及控制作用在其上和其内部的力。例如，在巷道挖掘过程中，由于矿层倾斜角、所用的传送组元数量的改变和/或开采装置操作的改变，如从“掘进”变成“剪切”，使作用在传送装置内的轴向力可能从拉力变为压力或从压力变为拉力。
有限的相对转动最好不超过20°。
特别是，有限的相对转动最好不超过8°。
在此，术语“基本杜绝转动”要根据在煤矿工业中的正常工程误差和操作公差来理解。
开采装置和传送组元最好包括一上述类型的用于将开采装置和传送组元可拆卸地连接在一起的装置。
边坡开采系统的各传送组元最好包括一跨越该传送单元长度的带式或链式传送带。
每一传送组元最好包括一轮组。
特别是，每一传送组元最好包括一单一轮组。
每一传送组元最好适应于巷道的横向坡度。
连接装置最好包括连接于各传送单元的一子件和与一互补母件，这样一个传送组元上的子件能可拆卸地容置于一相邻的传送组元的母件之中而把该传送组元连接在一起。
每一子件最好与一相关传送组元连接成绕该传送组元的水平轴转动。
特别是，水平轴最好与轮组的轴重合或在其附近。
特别是，水平轴最好与轮组的轴重合。
每一子件和每一母件最好包括切口部分，其布局成，当一传送组元的子件容装于一相邻传送组元的母件之中时，该切口部分形成一个与传送装置纵向垂直的开孔。
在这样的一种布局中，连接装置最好还包括一个锁定销，它可插入该开孔从而防止子件与母件脱扣。
该两切口部分最好形成一圆形开孔。
连接装置最好包括一用于移动锁定销使其进入或拔出该开孔中锁定啮合的装置。请注意，锁定销移动装置可以用人工其它方法操作。
连接装置最好包括在每个传送组元的一端的两侧边的一对子件和在另一端的两侧边的一对母件。
在这样的布局中，在使用中当一传动组元的子件容装于一相邻传动组元的母件之中时，所形成的开孔最好要对中。
边坡开采系统最好还包括一个当一个传送组元的子件容装于另一传送组元母件之中时用于把一新传送组元自动电气连接到传送装置的末端传送组元上的装置。
边坡开采系统最好还包括一个在一系列供电的先决条件满足之后用来向新传送组元启动供电的控制电路。请注意，通过控制电路供电可以是人工启动也可以是自动启动。
发送平台最好包括一个锚定装置而将发送平台可拆分地锚定在一坑底上和/一边坡上，以抵御该发送平台上产生的推力和拉力。
举例来说，锚定装置可以包括(a)支撑发送平台底座的履带板；(b)在发送平台上的地面咬合销；(c)在其脚部反撑进边坡和矿层的装置。
发送平台最好包括自推进履带以便于移动。
请注意，履带可用作为一种锚定装置。
发送平台最好包括一个可延伸和/或可移动的前部，以便为处于发送平台和巷道入口之间的开采装置及传送装置提供一支撑结构。
发送平台最好包括一个用于调节发送平台或其部件的倾斜角度的装置，如液压千斤顶，这样发送平台或其部件可被调节成(a)如基本上水平以便于操作，例如维修；(b)以适当的角度倾斜以使开采装置及传送装置进入倾斜矿层的巷道。
边坡开采系统最好还包括一个用于将传送组元添加到传送行列上的装置。
在此连接中，发送平台最好包括一导轨或导辊，用于将预添加的传送组元依次引导到传送装置的尾端并进入巷道；及在导轨或导辊相对侧的装/卸平台，其用于存放在添加到传送装置之前和从其上卸下之后的传送组元。
发送平台最好还包括夹持辊，在将各传送组元添加到传送装置或从其上卸下时夹持传送组元，而在发送平台上对该传送组元进行对中、引导、控制和驱动。
易于理解，夹持辊是一个防止传送组元随发送平台的倾斜而出现失控运动的装置。
装/卸平台最好在支撑传送组元的同时而防止该传送组元的失控运动。这样，就有可能在每个装/卸平台上置放多于一个传送组元。
传送组元添加装置最好包括一安装在发送平台上的桥式吊车其它适当的装置，用于将传送组元选择性地从装/卸平台送到传送装置末端或从传送装置末端运送至装/卸平台。
桥式吊车或其它适当装置最好有足够的刚性并且在吊运传送组元时把传送组元以防止其失控运动的方式抓持。
发送平台最好适合于从发送平台传送带的任一侧进行装或卸传送组元，且其最好包括一装置而用来防止尚未与传送装置连接但已由发送平台支撑的传送组元出现失控运动；边坡开采系统最好还包括一台装/卸机，用于在发送平台和矿区之间运送传送组元。
特别是，这台装/卸机最好是一带装载头的轮式或履带式装/卸机，用于提升和抓卡传送组元而在由该机运送它们时防止一个多个传送组元的失控运动。
此外，装载头最好可调节成纵向和/或横向倾斜和/或围绕着水平或竖直轴转动，以便吊运传送组元。装载头的这些运动希望达到装/卸机针对发送平台倾斜角度进行不同倾角的操作。
发送平台最好包括沿着发送平台的传送带两侧的安全扶手或栏杆或其它安全装置。
特别是，扶手或栏杆最好是可移动式的或有开口或移动部分，例如滑动门，以使装/卸机或其它装置直接接近并跨越内部传送带而装/卸传送组元。
边坡开采系统最好还包括(a)一安装在开采装置上其附近的循环装置，用于至少在巷道前端循环空气；(b)一惰性化装置，用于把巷道内空气中的氧浓度保持为低于巷道中甲烷气体和/或粉尘和/或其它易燃物质发生爆炸所需的氧浓度，该惰性化装置包括(i)一惰性化气体喷吹装置，用于将惰性化气体吹入巷道，惰性化气体喷吹装置有一个惰性化气体出口，在形成巷道的最初阶段该出口位于(a)在开采装置上或其附近；(b)在开采装置上或其附近和/或在巷道的入口处和/或在巷道的入口与开采装置之间；(ii)一屏障装置，以限制气流进出巷道。
“惰性化气体”一词应当理解为是指一种不含氧的气体，或者所含氧浓度很低，低到使其氧浓度保持得低于巷道内甲烷气体和/或粉尘和/或其它易燃物质发生爆炸所需的氧浓度。
请注意，循环装置和惰性化装置在本申请人的澳大利亚临时申请PL9888和PM5081中有更详细的描述，该临时申请中的公开内容引入此文中进行论述。
下文将参照附图中的例子对本发明进行描述，附图中
图1是本发明的位于露天开采矿上的边坡开采系统的一个最佳实施例的开采装置、传送装置和发送平台(基本上省略了细节)大体上示意性的透视图；图2是沿图1中箭头A所指方向的边坡开采系统的发送平台的侧视图；图3是图2所示发送平台移去该发送平台顶部部分后的俯视图；图4是沿图3中的4-4线的剖视图，是要添加到传送装置上的新传送组元的前端和把新的传送组元添加到传送装置之前的传送装置中的最后一个传送组元尾端的侧视图；图5是类似于图4但新传送组元已添加到传送装置上的侧视图；图6是沿图5中的6-6线的剖视图；图7是沿图4中的7-7线的剖视图；图8是沿图5中的8-8线的剖视图；图9和图10分别是图7和图8中示于右侧的连接装置的剖示详图，其分别修改为包括另一实施例的在图9所示的未锁定位置和在图10所示的锁定位置之间的用于移动锁定销的装置；图11到图15是当边坡开采系统的开采装置及传送装置由滑板组件或用如图2至图6所示的齿条及齿轮系统驱动/控制时，将一新的传送组元添加到传送装置最后一个传送组元尾端所用的各阶段顺列侧视示意图；图16是沿图15中的16-16线的剖视图17是沿图16中的17-17线的剖视图，滑板组件的接触臂处于工作位置，此处接触臂与在新传送组元和开采装置底部的凸缘相配接；图18是与图17相似的剖视图，其中接触臂处于收回位置；图19是类似于图11至图15中所示的边坡开采系统的侧视示意图，示明又一实施例的用于驱动/控制开采装置及传送装置运动的装置，它采用带有用于连接传送组元的锁定板的串列式驱动缸组件；图20是图19所示的串列式驱动缸之一上的锁定板侧视详图，该锁定板处于伸出位置而锁定板与从传送装置的一个传送组元的一侧伸出的凸缘啮接；图21是与图20相类似的侧视图，其中锁定板处于收回位置上；图22是沿图20中的22-22线的剖视图；图23是与图18相似的边坡开采系统的侧视图，示明再一实施例的用于驱动/控制开采装置及传送装置运动的装置；图24是用于将传送装置前头的传送组元与开采装置连接在一起的连接装置的侧视详图；图25是图7和图8中右侧所示的连接装置的俯视示意图，其分别修改为包括进一实施例的用于移动锁定销的装置。
参照图1，边坡开采系统，总体上用标号3表示，位于一个露天开采矿5中，而从矿5的边坡6的暴露面上延伸的煤层8中挖掘煤。
边坡开采系统3的主要组成部分是(a)一用于从煤层8中挖掘煤从而在煤层8中形成一巷道10的开采装置9；(b)一用于将煤从巷道10中运出并由多个传送组元13可拆卸地连接而形成的传送装置11；(c)一位于巷道10入口处的发送平台15，它用于将新传送组元13a加到传送装置11上，还用于将来自巷道10的煤卸到一中间料槽(surge bin)或车箱12上而从矿5中运出；(d)一在发送平台15上的结合成一体的驱动/控制装置(图1未示出)，该装置用于以一种控制方式驱动开采装置9和传送装置11进入煤层8以及以后将开采装置9和传送装置11从巷道10中拉出，并使开采装置9和传送装置11不会因在矿层斜和/或将一新传送组元13a添加到传送装置11上而出现任何失控运动。
发送平台15安装在履带行走组件17上，并且可沿边坡6的暴露面移动，因而边坡采矿系统3能够在煤层8上开采出若干个巷道10，这些巷道由未开采材料的矿柱14分开。
开采装置9包括一个安装在轨道上的连续开采机，该开采机具有安装在一个可旋转挖掘鼓轮19上的多个截齿(未示出)，可旋转挖掘鼓轮19(由3个分开部分19a、19b和19c组成)安装在一个臂21的端部，该臂支撑成绕一水平轴转动。开采装置9的电力由发送平台15通过缠绕在卷筒101(图2)上的电缆25供给。
参照图1和图2，发送平台15包括一刚性支撑框架，为保证在发送平台15上工作的人员安全，支撑框架包括一个连续顶罩16。
参照图2和图3，发送平台15包括一个接收传送带27(通常称为“内部传送带”)，用于接收由传送装置11的最后一节传送组元13卸下的煤。
参照图1至3，发送平台15包括一个侧部卸料传送带28，用于接收来自接收传送带27的煤，并将其卸到装车传送带29上，并最终将其装入中间料槽或车箱12中(见图1)。
发送平台15的尺寸要适当选择，以便在该发送平台15上有足够的空间放置一新的传送组元13a，如图1至图3所示，并且随着开采装置9和传送装置11向前进入巷道10，移动该组元使其与传送装置11的最后一节传送组元13连接。
发送平台15的传送组元添加装置包括一桥式吊车31，该吊车有一提升组件33用于支承新的传送组元13a，并将该组元13a从处于发送平台15一侧的装载站35移到传送组元添加位置。当新的传送组元13a处在传送组元添加位置上时，该组元将被放置在一用于开采装置9和传送装置11的导轨169上，并将其与传送装置11的最后一节传送组元13对齐。
传送组元添加装置还包括夹持辊171(图2和3)，这是采用枢轴式安装的，使它们能运动至导轨169两侧的位置上以与新的传送组元13a接触，并朝着传送装置11的最后一节传送组元13对该新传送组元13a进行对中、引导、控制和驱动。
参照图2至图6，结合成一体的驱动/控制装置的一个最佳实施例包括一齿条及齿轮驱动系统，用以驱动开采装置9和传送装置11进入矿层8和从矿层8中由此形成的巷道10中出来。
齿条及齿轮驱动系统包括安装在开采装置9和传送组元13两侧上的齿条43、安装在发送平台15上的八个液压驱动齿轮45，该齿轮排列成与齿条43啮合，而依此驱动开采装置9和传送装置11。
具体参见图3，驱动齿轮45排列成平行两列，每列有四个驱动齿轮45，这样，在开采装置9和传送装置11的一边有四个驱动齿轮45，另一边也有四个驱动齿轮45。
这种齿条及齿轮驱动系统的特性是，沿着开采装置9和传送装置11运动路径两侧的若干点处向开采装置9和传送装置11提供驱动。
这种齿条及齿轮驱动系统的另一特性是，它不干扰传送组元添加装置，因此可把一个新传送组元13a添加到传送装置11上而不对开采装置9和传送装置11解离驱动。这是特别重要的，当边坡开采系统在“倾斜”矿层作业时避免了传送装置11可能将过大的力作用在开采装置9的后部以致挤压或毁坏开采装置9的危险。
此外，易于理解，更广义地说，这种齿条及齿轮系统是以受控方式驱动开采装置9和传送装置11的，并防止任何不受控的向前和/或向后运动。在这些情况下，齿条及齿轮系统是一个结合成一体的驱动和控制装置。
在需要将开采装置9和传送装置11保持静止的情况下，正是这种齿条及齿轮驱动系统，具体地说正是液压马达(未示出)将开采装置9和传送装置11保持在适当的位置上。
这种齿条及齿轮驱动系统最好还包括摩擦其它类型的制动器(未示出)，以便若驱动齿轮45的液压马达损坏时而提供紧急制动。请注意，在本文中，通过提供八个驱动齿轮45，即使有一个或更多的驱动齿轮45损坏，该齿条及齿轮驱动系统仍有高水平的宽裕度。
开采装置9和传送组元13最好还包括摩擦或其它类型的制动器(未示出)，在驱动齿轮45的液压马达损坏的情况下而按需要提供附加的紧急制动。
参照图11至图18，结合成一体的驱动/控制装置的另一个最佳实施例包括在发送平台15上的一滑板组件。该滑板组件可取代齿条及齿轮系统或可与其联合使用，就象使用齿条及齿轮系统的情况一样，它只允许开采装置9和传送装置11做受控运动。
具体参见图16至图18，滑板组件包括一板件123，该板件置位于适于在发送平台15上的内部传送带27之上和传送组元13之下滑动。板件123包括L形引导面125，该引导面抵住因而也就支承干焊接到工字梁129上的导轨127。工字梁129形成发送平台15刚性支承框架的一部分，并且如图所示其支承且平行于开采装置9和传送装置11所用的导轨169。从图16至图18可明显看出，导轨127支承着板件123而沿开采装置9和传送装置11的运动方向进行滑动。
板件123包括一个与传送组元13啮合的装置。该啮合装置包括四个接触臂135。每个接触臂135的一端137与板件123枢轴式装接，另一端139与一活塞/缸组件143的活塞臂141的自由端连接。活塞/缸组件143也与板件123枢轴式连接。其布局是活塞臂141的伸出或收缩使接触臂139绕端部137摆动，形成如图17所示的传送组元13的适当置位，那么这样的运动驱动接触臂135与传送组元13底部向下定位的凸缘147进入配合装态。结果，在此操作位置时，板件123的滑动将使接触臂135支承住凸缘147。
滑板组件121还包括一使板件123滑动的驱动组件。该驱动组件包括与板件123各侧连接的一连续链式驱动件131。
下文参照图11至图15描述将新的传送组元13a添加到传送装置11的最后一节传送组元13尾部的操作过程和结合齿条及齿轮系统使用滑板组件的过程。
在图11至图15的各图中，开采装置(未示出)和传送装置11正在朝向图的右方移动进入巷道10，并且煤沿着传送装置11的传送组元13从巷道10中传送出来。
参照图11，箭头X指示煤从传送装置11的最后一节传送组元13处流到内部传送带27上。然后，煤由内部传送带27朝向图的左方移动而排卸到卸料传送装置28上的由箭头Y指示的位置处。此图还示出已准备就位的将添加到传送装置11上的一新的传送组元13a。
在图11中，板件123定位成使处于工作位置的接触臂135与传送装置11的最后一节传送组元13相配接。在这个位置上，滑板组件和齿条及齿轮系统一起工作而把开采装置9和传送装置11以一种受控方式向前运动。
为了将图中所示的新的传送组元13a添加到传送装置11的最后一节传送组元13上去，通过将接触臂135移动到图18所示的非工作位置，使板件123与最后一节传送组元13脱开，此后把板件123向图12的左方沿如图12中箭头P所指的方向移动。
请注意，在此过程中，开采装置9和传送装置11通过齿条及齿轮系统保持于一受控的及牢固的状态。因此，这种布局使齿条及齿轮系统可以把开采装置9和传送装置11保持于静止状态或将该组合推进矿层8。
此外，请注意，板件123是煤从传送装置11的最后一节传送组元13流进内部传送带的障碍，因此，在图12所示的循环步骤中，必须没有煤从传送装置11的最后一节传送组元13上排卸。
图12所示的循环步骤的目的是将板件123重新置位于新的传送组元13a之下，如图13和图14所示，此后，用接触臂135与新的传送组元13连接，并将该新的传送组元13a向前移动而与传送装置11的最后一节传送组元13连接。至此时，滑板组件与齿条及齿轮驱动系统再次联合驱动开采装置9和已加长的传送装置11进入巷道10。
参照图15，上述操作工序的最后步骤涉及前述传送组元添加装置使另一个新传送组元13b就位的操作。
参照图19至图22，结合成一体的驱动/控制装置的另一个最佳实施例包括在发送平台15上的前后各有一套串列式驱动缸，并且在发送平台15的导轨169的各侧每一套各有一个驱动缸。
侧视图19示出前套驱动缸119a之一和后套驱动缸119b之一。易于理解，这两个驱动缸与在发送平台15上的传送装置11另一侧的驱动缸119a及119b的位置相互对应。
驱动/控制装置还包括一用于与从传送组元11两侧伸出的啮接销163相啮接的装置。啮接装置连接到各驱动缸119a及119b活塞的前端，且其包括一带有一凸缘167的支撑架66，该凸缘设置成其响应各驱动缸119a及119b的致动而与用于开采装置9和传送装置11的导轨169的滑动接触。啮接装置还包括一带有一切口部分170的锁定板168，该切口部分是用于接收和啮接传送组元13的锁定销163的。切口部分170形成于锁定板168的上端并由两侧边217和一底边219确定。锁定板168由支撑架66支撑而可在图21所示的锁定板168与锁定销163脱开的一收回位置和图19、20和22所示的锁定板168与传送组元11的锁定销163相啮接的一锁定位置之间移动。易于理解的是，锁定板168及特别是其具有由侧边217的切口部分170的结构防止传送组元13进行向前和/或向后的自由运动。
在使用中，两套驱动缸119a及119b协同作用如同一“步进”系统，通过推或拉开采装置9和传送装置11使其前进或后退。采用这样的布局，在进入矿层8时，两套驱动缸119a及119b轮流作用，从而在一套驱动缸收回时，而另一套控制着开采装置9和传送装置11的前进速度。
参照图23，结合成一体的驱动/控制装置的另一个最佳实施例类似于图19至图22所示的装置，它包括(a)一单套驱动缸203，在开采装置9和传送装置11所用的导轨169的每侧各有一个驱动缸203；(b)一示于图19至图22与传动缸203连接的啮接装置；(c)一另加的示于图19到20之类的啮接装置，但修改成固定于导轨169之上。
采用这种布局，当驱动缸203到达其前进行程极限时，可操纵啮接装置使其啮接并保持住传送装置11的传送组元13上的销163，同时驱动缸203循环以啮接并向前移动尾部传送组元13a，此后向前驱动开采装置9和现已加长的传送装置11。
总体上参照上述各图，特别是参照图3，每个传送组元13包括一带式或链式传送带51，其在传送组元13的头尾两端之间延展，并运转接收从一上游紧邻的传送组元13过来的煤，并将煤传送给于一下游紧邻的传送组元13上。
每个传送组元13还包括一个单一轮组91，其位于靠近传送组元13的一端。从图17和图18看得最清楚，轮组91包括支承着一对轮子55的一个轴53(见图4和5)每个传送组元13还包括一用于将传送组元13机械连接于一前和/或后传送组元13和/或开采装置9的连接装置。
参照图3至图8，该连接装置的最佳实施例包括在每个传送组元13一端部的每侧上的一对子件57和在每个传送组元13另一端部的每侧上的一对母件59。
各对子件57和母件59排列成，当一新的传送组元13朝向传送装置11的最后一节传送组元13a移动时，子件57容接于母件59之中而把传送组元13和13a连接起来。
子件57安装得围绕着轮组91的轴53做有限的转动，通常是8°，以便(a)便于子件57与相应的母件59连接；(b)允许传送组元13在有限范围内随巷道长度而起伏。
母件59固定在传送组元13上。
进一步参照图4至图8，每个子件57包括三个共面叉头，它们被二个凹槽63隔开，每个母件59有两个叉头65，它们被一中间凹槽67隔开。这种布局使得(a)每个子件57的中间叉头61适合于容接在一相应的母件59的中间凹槽67之中；(b)同样，每个母件59的叉头65适合于容接在子件57的凹槽63之中。
易于理解的是，子件57一旦容装于母件59之中(此后描述为锁定到位)，由此形成的连接不允许邻近的传送组元13绕一竖直轴作相对转动。
叉头61及65和凹槽63及67是有斜度的，以便当新传送组元13a朝传送装置11的最后一节传送组元13运动时协助子母件57及59对中。
请注意，子母件57及59的对中还由齿条及齿轮驱动系统做进一步协助。
此外，参照图4和图5，请注意，子母件57及59的对中还由辊子组件240及242做进一步协助。
在每个子件57的中间叉头61的下边缘有一个半圆形切口部分71，而在每个母件59的下叉头65的上边缘有一个半圆形切口部分73。切口部分71及73布局成在子件57容装于母件59之中时切口部分71和73形成一圆形开孔。
在另一种布局中，子件57和/或母件59可以包括一个完整的圆形开孔，当子件57容装于母件59之中时此孔达到对中。
连接装置还进一步包括一锁定销79，该销适合于放置在前述开孔中而把子母件57及59锁在一起。
锁定销79设置成在非锁定位置(图7)和锁定位置(图6和图8)之间滑动。在锁定位置时，锁定销79伸进由各对子母件57及59形成的开孔中。易于理解的是，一旦锁定销79咬合，这种连接就会基本上杜绝相邻传送组元13间的相对运动。
参照图7，请注意，在非锁定位置时，锁定销79与由子母件57及59在每对子母件57和59的外侧上形成的开孔脱离开，但不脱开由子母件57和59在每对子母件57和59的内侧上形成的开孔而仍穿插其中。锁定销79在这个位置上不干扰子母件57及59进入子件57容装在母件59之中位置的运动，因为每个锁定销79都有一个切口部分81，其所形成的空隙允许子件57的中间叉头63相对于相应母件59运动。
参照图6至图8，连接装置还包括一用于使各锁定销79在非锁定位置和锁定位置之间移动的装置。
锁定销移动装置包括一个衔铁103，该衔铁支承成可沿着开采装置9和传送装置11的移动方向运动，并且它还有一个与传送装置11运动方向有一定夹角(通常为45°)的狭缝105。锁定销79包括一水平狭缝107和一穿过该狭缝107中点的垂直销109。衔铁103放置在狭缝107中，而垂直销109穿过狭缝105。锁定销79置位成其只能在锁定和未锁定位置间滑动。易于理解的是，采用这种布局，衔铁103沿着传送装置11的移动方向的运动(朝图6的右方)会导致在锁定销79中的垂直销109在狭缝105中滑动，因而把锁定销79移动进入或离开锁定和非锁定位置。锁定销移动装置还包括一用于移动衔铁103的压缩气体装置111。
参照图9和图10，另一种形式的锁定销移动装置包括一在每对子母件57及59的母件59之间且与母件59连接的圆柱体外壳83，使锁定销79从外壳83中同轴穿过。
环形套筒组件97通过环形面板99安装到锁定销79上，其结构使得套筒组件97的外表面与外壳83的内壁102接触且能贴着它滑动。套筒组件97包括环形面116和118。
锁定销移动装置还包括气体或液压流体源(未示出)，它通过进口/出口103及104与套筒组件97相分离且流体连通。这种布局使得，当进口/出口104打开时，通过进口/出口103提供给套筒组件97的气体或液压流体作用在环形面116上，使锁定销79从图9所示的非锁定位置向右方滑动而达到图10所示的锁定位置。此外，这种布局还使得，当进口/出口103打开时，通过进口/出口104提供给套筒组件97的气体或液压流体作用在环形面118上，使锁定销79从图10所示的锁定位置向左方滑动而达到图9所示的非锁定位置。
锁定销移动装置还包括一径向安装的锁定销106，当锁定销79处于图10所示的锁定位置时，锁定销106容装在套筒组件的槽107之中。
参照图25，另一种形式的锁定销移动装置包括一安置在每对子母件57及59之间的壳体251，使相应的锁定销79从壳体251中同轴穿过。壳体251确定一环形室253，与锁定销79连接的环形板255将环形室253分为两个体积257a及257b。锁定销79的移动装置还包括相分离的压缩气体源(未示出)，其能够通过可伸缩阀/头组件261a及261b和导管263a及263b选择性地与体积257a及257b连通。
在另一种布局中(未示出)，不使用可伸缩阀/头组件87a及87b，而是用人工方法把压缩气体源与导管263a和263b连接。
图25所示的布局使得当阀/头组件261a处于前位且与导管263a连通而另一阀/头组件263b处于后位且与导管263b分开时，沿导管261a和263a提供的压缩气体使体积257a膨胀，因而使锁定销79进入锁定位置。同样，当阀/头组件261b处于前位且与导管263b连通而另一阀/头组件261a处于后位且与导管263a分开时，沿导管261b和263b提供的压缩气体使体积257b膨胀，因而使锁定销79移向非锁定位置。另外，提供一附加的气动锁定销(未示出)来把锁定销79保持在非锁定或锁定位置上。
在另一种布局中，锁定销移动装置包括在导管263a中的一个贮存器(未示出)，它预先存贮压缩气体以便当子件57容装于母件59之中时将气体放出，从而能使体积257a迅速膨胀致使锁定销79迅速移动至锁定位置。
请注意，锁定销移动装置还可以是另一种适当装置，包括机械驱动装置。
在上文中描述的连接装置涉及将相邻传送组元13连接在一起。一种修改了的连接装置用于将开采装置9和第一节传送组元13相连接。
参照图24，修改了的连接装置除包括图3至图8所示的连接组件外，还包括在开采装置9各侧的连杆件215，该杆在箭头P1指示的一端与开采装置9的主框架枢轴式连接，而在箭头P2指示的另一端与开采装置9的后轮组件的轴53枢轴式连接。
边坡开采系统还包括一用于将电力提供给传送装置11的装置。
参照图2，供电装置包括缠绕在发送平台15的卷筒101上的连续电缆25，且其与开采装置9的开采端和传送装置11连接。
在开采装置9和传送装置11前进进入矿层8的时，电缆25从发送平台15上的卷筒101处自动馈送，并被引入传送装置11的每节传送组元13的插座(未示出)且由其支承。
在开采装置9和传送装置11从矿层8退回时，电缆25自动从传送组元13中的插座上取下，并绕回到发送平台15的卷筒101上。
从而避免手工装运这些电缆和软管。
参照图4和图5，在开采端接收的电力通过沿各传送组元13的长度方向伸展的电缆115和在每节传送组元13端部的电气连接件117和119而沿传送装置11向后分配。
在各传送组元13上的电气连接件117及119设置成，当新传送组元13a的子/母件57及59与传送装置11的最后一节传送组元13上的相应子/母件57及59啮接时，新传送组元13的电气连接件117及119也与最后一节传送组元13啮接，使电力能够通过最后一节传送组元13向新传送组元13a的带式或链式传送带51提供动力。
边坡开采系统还包括一个在发送平台15上的现场控制装置(未示出)和在各传送组元13上的微处理器(未示出)。来自现场控制装置和微处理器的控制信号通过各种电缆、使用包括下行线传递系统(未示出)在内的电气控制信号传送的各种传统方法进行传送。
在传送装置11的最后一节传送组元13上的微处理器在新传送组元13a连接到最后一节传送组元13上且一系列先决条件满足之后，启动向新传送组元13a的电力供应。这些条件可以包括，例如(a)传感到锁定销79的完成啮接，也就是完成新传送组元13a与传送装置11机械连接；(b)传感到电缆连接件117及119的连接；(c)传感到防火设备正确就位。
边坡开采系统的上述机械和电气连接的主要特性如下(a)机械连接(i)自动、机械或手动操作(锁定销79-无人工装拆锁定销79)；(ii)由发送平台15上的齿条及齿轮驱动系统和引导(或“夹持”)辊进行连接操作所用地自动对中；(iii)连接允许绕传送组元轴的中心线进行有限转动(这有助于使用齿条及齿轮系统-齿条43越过该轴的中心线)；(iv)允许有一个自由度(绕大致水平的轴作垂直转动)而把其它五个自由度限制到最小，这便利于(1)沿矿层起伏的“滚链式”运动；(2)最小的纵向自由活动以控制传送装置/开采机的位置，(即消除自由活动和控制之间的连系及由间隙造成的运动滞后)和轴向力；(3)在水平面内的横向转动或扭折最小以保持传送装置11笔直对中(这对于保持矿柱厚度和推进式驱动系统来说是非常重要的)；(4)在竖直面内绕传送装置11纵轴的扭曲或转动最小(以保持搭接的传送带辊对中)；及
(b)电气连接；(i)自动对中和连接(无人工搬运和连接)；(ii)供给新传送组元13的电力是由控制电路自动接通的(不用人工操作开关)；(iii)装有控制电缆(无分离电缆，无人工操作和连接)；及(iv)与机械连接同步进行。
上述边坡开采系统3远优于已知的边坡开采系统。
在不背离本发明的精神和范围的情况下可对上述的最佳实施例做许多改进。
权利要求
1.一种用于从矿层中开采集料的边坡开采系统，包括(a)用于从矿层中挖掘集料并因此在该矿层形成一巷道的一开采装置；(b)用于从巷道中传送挖掘出的集料的一传送装置，该传送装置包括若干定型的传送组元，这些组元具有一可拆卸把该传送组元连接在一起的装置；(c)驱动开采装置及传送装置进入矿层以形成巷道的一驱动装置。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括用于控制开采装置及传送装置向前运动的一控制装置，从而，开采装置及传送装置能够按预定的前进速度一起向前运动进入矿层，而不会因矿层的倾斜和/或当将一新传送组元添加到传送装置上时出现任何失控的向前行进。
3.根据权利要求2所述的系统，其中控制装置位于巷道的外面。
4.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，其中驱动装置位于巷道的外面，并且布置成用于将开采装置及传送装置推入矿层及将开采装置和传送装置从巷道中拉出。
5.根据权利要求4所述的系统，其中开采装置是一连续开采机，驱动装置还进一步包括该连续开采机。
6.根据权利要求3所述的系统，其中开采装置是一大吞吐量连续开采机。
7.根据权利要求3所述的系统，其中开采装置是一种这种类型的连续开采机，它包括安装在一可旋转挖掘鼓轮上的多个截齿，而可旋转挖掘鼓轮安装在一个臂上，该臂支承成围绕一水平轴转动。
8.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，进一步包括适合于定位在巷道入口处的一发送平台。
9.根据权利要求8所述的系统，其中发送平台包括控制装置。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其中发送平台包括用于将开采装置及传送装置推入矿层及将开采装置和传送装置从巷道内拉出的驱动装置。
11.根据权利要求8至10中任何一项所述的系统，其中发送平台进一步包括一发送平台传送带，用于接收和卸下来自传送装置末端的集料。
12.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，其中控制装置和驱送装置结合成一体而形成结合成一体的驱动/控制装置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中结合成一体的驱动/控制装置包括一个齿条及齿轮驱动组件。
14.根据权利要求13所述的系统，其中齿条及齿轮驱动组件包括安装在开采装置和各传送组元至少一侧的一个齿条和用于与该齿条啮合的在发送平台上的一个驱动齿轮。
15.根据权利要求14所述的系统，其中驱动齿轮是液压驱动的。
16.根据权利要求14或15所述的系统，其中齿条及齿轮驱动组件包括多个沿一直线而间隔分布的驱动齿轮。
17.根据权利要求14至16中任何一项所述的系统，其中齿条及齿轮驱动组件包括安装在开采装置和各传送组元两侧的齿条和多个用于与各齿条啮合的驱动齿轮。
18.根据权利要求12所述的系统，其中结合成一体的驱动/控制装置包括一滑板组件，该滑板组件具有一个在发送平台上用于在开采装置及传送组元之下滑动的板件和一个用于使板件滑动的驱动装置，板件包括一个用于把开采装置和/或传送装置的一个传送组元和/或要添加的一个新传送组元啮接到传送装置上的装置。
19.根据权利要求13至17中任何一项所述的系统，其中结合成一体的驱动/控制装置还包括一滑板组件，该滑板组件具有一个在发送平台上用于在开采装置及传送装置之下滑动的板件和一个用于使板件滑动的驱动装置，板件包括一个用于把开采装置和/或一个传送组元和/或要添加的一个新传送组元的传送装置啮接到传送装置上的装置。
20.根据权利要求12所述的系统，其中结合成一体的驱动/控制装置包括两套串列驱动缸，每一套在传送装置的一侧各有一个驱动缸，在传送装置每一侧的驱动缸纵向对中且间隔开。
21.根据权利要求20所述的系统，进一步包括一用于把各传送组元之一啮接到每个驱动缸上的装置。
22.根据权利要求20或21所述的系统，其中两套驱动缸协同作用，如同一“步进”系统，通过将其推或拉使开采装置及传送装置前进或后退。
23.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，其中连接装置形成为允许各相邻传送组元围绕着垂直于传送装置纵轴线的水平轴线做有限的相对转动，而基本杜绝围绕竖直轴线的相对转动。
24.根据权利要求23所述的系统，其中连接装置形成为允许各相邻传送组元围绕着传送装置纵轴线做有限的相对转动。
25.根据权利要求24所述的系统，其中连接装置还形成为基本杜绝各相邻传送组元沿纵向、水平方向和竖直方向的相对移动。
26.根据权利要求23至25中任何一个所述的系统，其中有限的相对转动不超过20°。
27.根据权利要求25所述的系统，其中有限的相对转动不超过8°。
28.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，其中各传送组元包括跨越该传送装置的长度延伸的一带式或链式传送带。
29.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，其中各传送组元包括一轮组。
30.根据权利要求29所述的系统，其中各传送组元包括一单一轮组。
31.根据上述的任何一项权利要求所述的系统，其中连接装置包括与传送组元连接的一个子件和与一个互补的母件，这样，一个传送组元上的子件能够可拆卸地容装于一相邻传送组元的母件之中而把该传送组元连接在一起。
32.根据权利要求31所述的系统，其中各子件与一相应的传送组元连接成绕该传送组元的水平轴线转动。
33.根据权利要求32所述的系统，其中水平轴线与轮组的轴线重合或在其附近。
34.根据权利要求33所述的系统，其中水平轴线与轮组的轴线重合。
全文摘要
一种用于从一矿层(8)中开采集料的边坡开采系统。该系统包括用于从矿层(8)中开采集料并因此在该矿层(8)中形成一巷道(10)的一开采装置(9)；用于从巷道(10)中传送开采出的集料的一传送装置(11)，传送装置(11)包括若干定型的传送组元(13)，这些传送组元具有一用于可拆卸地把该传送组元(13)连接在一起的装置；驱动开采装置(9)及传送装置(11)进入矿层(8)以形成巷道(10)的一驱动装置。
文档编号E21F13/08GK1130931SQ94193364
公开日1996年9月11日 申请日期1994年7月12日 优先权日1993年7月12日
发明者戈登·A·马歇尔, 勒内·P·埃布尔, 亨利·J·巴托西维兹 申请人:布罗肯希尔有限公司