專利名稱：連續(xù)式露天開采系統(tǒng)的制作方法
連續(xù)式露天開采系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求全都在2010年4月16日提交的美國臨時專利申請61/325，061、61/325，064、61/325，067和61/325,070的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，并且要求2010年7月21日提交的美國臨時專利申請No. 61/366，394的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。據(jù)此，前述申請中的每個申請的全部內(nèi)容在此通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
大部分高產(chǎn)露天煤和鐵礦的礦山利用包括在表面內(nèi)鉆孔、將炸藥裝入孔內(nèi)、點燃炸藥以松弛材料、挖掘松弛的材料并將其裝載到托運卡車、將材料運輸?shù)狡扑楹洼斔驮O(shè)施以及將定尺寸的且分類的材料沉積在合適的儲料堆的循環(huán)過程。該方法已經(jīng)使用超過100年并且已經(jīng)為連續(xù)精煉的主題。挖掘并裝載煤或鐵礦的主要方法是使用大容量的液壓挖掘 機(jī)(也稱為液壓采掘鏟)。移除殘積層的主要方法是使用拉鏟挖土機(jī)和/或電動采掘鏟。最近，液壓采掘鏟在容量上已經(jīng)增加且目前可大體等于較小的電采掘鏟的生產(chǎn)率。另一最近的發(fā)展是針對露天開采的路面銑刨機(jī)的改進(jìn)。這些改進(jìn)的路面銑刨機(jī)通常為具有以與地面固定的關(guān)系來操作的帶驅(qū)動切割滾筒的人具運輸?shù)摹⒉裼蛣恿囕v。

發(fā)明內(nèi)容
在一種實施方式中，提供一種露天開采系統(tǒng)，用于從具有大體垂直且橫向地延伸的開采面的露天開采塊移除材料。該露天開采系統(tǒng)通常包括能夠在橫向方向上沿開采面移動的采礦機(jī)；沿開采面延伸的工作面輸送機(jī)；以及與工作面輸送機(jī)相關(guān)聯(lián)且可操作成隨著材料被采礦機(jī)從開采面移除而朝開采面移動工作面輸送機(jī)的多個輸送機(jī)平移裝置。采礦機(jī)包括安裝到垂直地伸展的切割臂的端部且可操作成從開采塊移除材料的旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件。工作面輸送機(jī)包括卸料部，且可操作成將從開采塊移除的材料朝卸料部輸送。每個輸送機(jī)平移裝置包括其中輸送機(jī)平移裝置相對于開采面大體固定的固定構(gòu)造以及其中輸送機(jī)平移裝置相對于開采面可移動的非固定構(gòu)造?？紤]詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得明顯。


圖I是利用一對露天連續(xù)采礦機(jī)的露天開采操作的鳥瞰透視圖。圖2是示出露天連續(xù)采礦機(jī)之一的與圖I類似的放大透視圖。圖3是圖2的連續(xù)采礦機(jī)的透視圖。圖4是圖2的工作面輸送機(jī)的一部分的平面視圖。圖5是利用露天長壁系統(tǒng)的另一露天開采操作的鳥瞰透視圖。圖6是與圖5的露天長壁系統(tǒng)相關(guān)的露天長壁剪切機(jī)的透視圖。圖7是示出與圖5的露天長壁系統(tǒng)相關(guān)的裝甲式工作面輸送機(jī)的一部分和用于移動工作面輸送機(jī)的負(fù)載平移裝置的透視圖。
圖8是圖7的裝甲式工作面輸送機(jī)的部分的另一透視圖。圖9是不出圖6的從開米面移除材料的露天長壁剪切機(jī)、圖7和8的朝破碎機(jī)輸送材料的裝甲式工作面輸送機(jī)以及圖7和8的多個負(fù)載平移裝置的與圖5類似的放大透視圖。圖10是在盲開挖操作之前圖5的露天長壁系統(tǒng)的一部分的透視圖。圖11是示出緊接在盲開挖操作之后的露天長壁系統(tǒng)的與圖10類似的透視圖。圖12是示出在第一組負(fù)載平移裝置在盲開挖操作后已經(jīng)重置之后的露天長壁系統(tǒng)的與圖10類似的透視圖。
具體實施方式
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在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實施方式之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于在以下說明書中闡述的或在所附附圖中圖示的部件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實施方式且以各種方式實踐或?qū)嵤?。圖I是利用一對露天連續(xù)采礦機(jī)10進(jìn)行第一類型的露天開采操作的鳥瞰透視圖。卸料輸送機(jī)12沿著大體垂直于兩個開采面14的中切部在中切部的每一側(cè)上延伸。第一和第二側(cè)移工作面輸送機(jī)16、18沿著開采面14從卸料輸送機(jī)12大體垂直地向外延伸。當(dāng)從上方觀察時，第一和第二工作面輸送機(jī)16、18以互生葉的模式延伸到卸料輸送機(jī)12的左側(cè)和右側(cè)。第一工作面輸送機(jī)16延伸到開米面14的第一端20,而第二工作面輸送機(jī)18延伸到開采面14的第二端22。工作面輸送機(jī)16、18各自包括位于卸料輸送機(jī)12附近相對的第一端和第二端20、22之間的卸料部24，并可操作成將從開采面14移除的材料朝卸料輸送機(jī)12輸送。盡管所示操作包括兩個連續(xù)采礦機(jī)10以及第一和第二工作面輸送機(jī)16、18，但是其它操作可包括僅一個連續(xù)采礦機(jī)10和僅一個工作面輸送機(jī)。而且，盡管以下論述涉及連續(xù)采礦機(jī)10和第一工作面輸送機(jī)16，但是該論述同等地適用于連續(xù)采礦機(jī)10和第二工作面輸送機(jī)18。還參考圖2，連續(xù)采礦機(jī)10可從開采面14移除材料并且將移除的材料沉積到工作面輸送機(jī)16上。連續(xù)采礦機(jī)10通過橋接輸送機(jī)26連接到安裝在工作面輸送機(jī)16上的料斗28。連續(xù)采礦機(jī)10沿開采面14橫向地移動并從開采面14移除材料。連續(xù)采礦機(jī)10還收集移除的材料并將移除的材料經(jīng)由橋接輸送機(jī)26輸送到料斗28。在某些實施方式中，料斗28包括破碎輥(未示出)，該破碎輥在將所破碎的材料卸載到在料斗28下方延伸的工作面輸送機(jī)16上之前按尺寸排列材料。工作面輸送機(jī)16將材料朝卸料部24攜帶，卸料部24將材料沉積在卸料輸送機(jī)12上。卸料輸送機(jī)然后將材料從開采區(qū)域帶走以進(jìn)行進(jìn)一步處理。材料因而被從開采面14連續(xù)地移除并從連續(xù)采礦機(jī)10輸送到料斗28，到工作面輸送機(jī)16，到卸料部24，并隨后通過卸料輸送機(jī)12從開采區(qū)域輸送走。在某些實施方式中，整個操作是自動的和/或通過遠(yuǎn)離開采區(qū)域的操作者控制。圖3是連續(xù)采礦機(jī)10的詳細(xì)視圖。連續(xù)采礦機(jī)10包括底盤30、安裝在底盤30上的垂直地伸展的切割臂或懸臂32以及安裝在懸臂32上的橫向地細(xì)長的開采頭34。懸臂32可操作成使開采頭34在大體垂直方向上移動以從開采面14移除材料。如所示的，懸臂32的垂直移動的范圍足以將開采頭34定位得高于連續(xù)采礦機(jī)10的其它部件。在某些實施方式中，懸臂32可被升高到高于地面約5米的垂直高度。開采頭34包括同軸地安裝在懸臂32端部以圍繞軸線42旋轉(zhuǎn)的多個大切割滾筒36。切割滾筒36配備有將材料從開采面14刮走、切割并破碎的多個齒48。切割滾筒36可操作地聯(lián)接到驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)的切割滾筒36的切割機(jī)驅(qū)動馬達(dá)(未示出)。驅(qū)動馬達(dá)可為或包括電動馬達(dá)或液壓馬達(dá)、電動馬達(dá)和液壓馬達(dá)的組合，且在某些實施方式中驅(qū)動馬達(dá)可至少部分地由攜帶在底盤上的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)驅(qū)動或給予動力。在這方面，連續(xù)采礦機(jī)10可包括“混入型”的柴油-電力包或包括聯(lián)接到發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)或用于從由發(fā)動機(jī)執(zhí)行的工作產(chǎn)生電力的其它合適裝置的類似發(fā)電機(jī)組。這種發(fā)電機(jī)組能夠驅(qū)動連續(xù)采礦機(jī)的所有操作并給所有操作提供動力而不需要外部動力。連續(xù)采礦機(jī)10的其它結(jié)構(gòu)可利用外部動力源(未示出)且可包括用于輸送來自外部動力源的電力的拖曳電纜系統(tǒng)。連續(xù)采礦機(jī)10的別的其它結(jié)構(gòu)可包括拖曳電纜系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組兩者使得任一系統(tǒng)可用于提供電力，如特定應(yīng)用或操作環(huán)境所要求的。連續(xù)采礦機(jī)10還包括大體定位在開采頭34下方以收集從開采面14移除的材料的托盤50。托盤50包括朝礦物輸送機(jī)40聚集并引導(dǎo)材料的一對旋轉(zhuǎn)收集器輪38，礦物輸送機(jī)40朝采礦機(jī)10的后部延伸遠(yuǎn)離托盤50。礦物輸送機(jī)40從托盤50向后延伸并將從開采面14移除的材料沉積到橋接輸送機(jī)26 (參見圖2)。
再次參考圖2,橋接輸送機(jī)26在礦物輸送機(jī)40的尾端和定位在工作面輸送機(jī)16上方的料斗28之間延伸。橋接輸送機(jī)26具有允許其相對于連續(xù)采礦機(jī)10和料斗28中的一個或兩者樞轉(zhuǎn)的鉸接式構(gòu)造。在某些實施方式中，橋接輸送機(jī)26也是伸縮地可延伸的。在某些結(jié)構(gòu)中，橋接輸送機(jī)26和/或工作面輸送機(jī)16、18可為基于無極帶或鏈刮板的板型輸送機(jī)。橋接輸送機(jī)26可以通過連續(xù)采礦機(jī)10的驅(qū)動系統(tǒng)(例如，混入型柴油電力包)可操作地驅(qū)動或可以包括其自己獨立的驅(qū)動系統(tǒng)，其中任一種均可實際上為電的和/或液壓的。還參考圖4,在所不結(jié)構(gòu)中，工作面輸送機(jī)16和18由多個輸送機(jī)區(qū)段52構(gòu)成。輸送機(jī)區(qū)段安裝在用于將輸送機(jī)區(qū)段朝開采面14以及遠(yuǎn)離開采面14移動的輸送機(jī)平移裝置54上或者可整體地包括該輸送機(jī)平移裝置54。在所示實施方式中，該輸送機(jī)平移裝置54包括安裝在輪56上的底架55。輪56可為橡膠輪胎式輪、軌道式履帶輪或者允許移動輸送機(jī)區(qū)段52的基本上任何其它類型的支撐件。盡管圖4示出與輸送機(jī)區(qū)段52為一體并位于輸送機(jī)區(qū)段52下面的輸送機(jī)平移裝置54，但是其它實施方式可包括與輸送機(jī)區(qū)段52分開的輸送機(jī)平移裝置54和/或可從側(cè)面推或拉輸送機(jī)區(qū)段52的輸送機(jī)平移裝置54，包括，例如，下面論述的負(fù)載平移裝置。每個輸送機(jī)平移裝置54包括其中輸送機(jī)平移裝置54相對于開采面14基本上固定的固定構(gòu)造和其中輸送機(jī)平移裝置54相對于開采面14可移動的非固定構(gòu)造。固定或非固定構(gòu)造可借助于機(jī)械、液壓、氣動或電氣系統(tǒng)實現(xiàn)，取決于輸送機(jī)平移裝置54的容量和構(gòu)造。例如，在所示實施方式中，防止一個或更多個輪56旋轉(zhuǎn)的制動機(jī)構(gòu)可能是合適的。其它實施方式可包括鉆入地面或以其它方式將其自身固定到地面以防止輸送機(jī)平移裝置54和輸送機(jī)區(qū)段52移動的更侵入性錨定系統(tǒng)。繼續(xù)參考圖4，底架55支撐輸送機(jī)區(qū)段框架58和呈平行軌道60形式的料斗支撐件。在可替換的結(jié)構(gòu)中，軌道60可由框架58支撐。所示框架58包括細(xì)長的側(cè)梁61和橫梁62 (在圖4中僅不出一個橫梁)。所不框架58還包括從側(cè)梁61中的一個向上延伸并隨后橫向地橫跨輸送機(jī)區(qū)段的寬度的倒L形臂63。多個下部輥64可旋轉(zhuǎn)地支撐在側(cè)梁61之間和橫梁62之上,并且支撐輸送帶65的返回段。一組凹槽棍66由臂63支撐并支撐輸送帶65的輸送段。輸送機(jī)區(qū)段52的某些實施方式還可包括在倒L形臂63的沒有連接到底架55的一側(cè)的支撐腿(未示出)，以對凹槽輥66提供進(jìn)一步支撐或支撐大體鄰近凹槽輥66安裝在框架58上方的軌道60。料斗28被料斗框架支撐在輸送帶65上方，該料斗框架包括從料斗28向下延伸到沿軌道60滾動的輪68的支撐件67。料斗28可在大體平行于 開采面14的方向上沿軌道60移動，并大體上跟蹤連續(xù)采礦機(jī)10的移動。料斗28可在軌道60上自由地滾動，通過由橋接輸送機(jī)26提供的連接而被連續(xù)采礦機(jī)10拖曳或推入到適當(dāng)位置。料斗28可以可替換地包括用于驅(qū)動輪68的獨立驅(qū)動系統(tǒng)，或者驅(qū)動系統(tǒng)可并入輸送機(jī)區(qū)段52以沿工作面輸送機(jī)16的長度移動料斗28。總體上參考圖1-4，在操作中，連續(xù)采礦機(jī)10開始從開采面14的一端(例如，鄰近中切部的端部)移除材料并且橫向地沿開采面14橫過。連續(xù)采礦機(jī)10通過如下方式運行在其垂直移動范圍(例如，約5米)中旋轉(zhuǎn)切割滾筒36并擺動懸臂32同時使切割滾筒36與材料接合。隨著材料被移除，連續(xù)采礦機(jī)10沿開采面14前進(jìn)。在某些示例性實施方式中，連續(xù)采礦機(jī)10對于沿開采面14橫向前進(jìn)的每一米移除約30立方米的材料。隨著連續(xù)采礦機(jī)10前進(jìn)，被切割滾筒36移除的材料下落或者被聚集到托盤50中。旋轉(zhuǎn)的收集器輪38將收集在托盤50中的材料朝礦物輸送機(jī)40引導(dǎo)。礦物輸送機(jī)40將材料朝連續(xù)米礦機(jī)10的后部輸送并輸送到橋接輸送機(jī)26,橋接輸送機(jī)26又將材料輸送并最終沉積在料斗28內(nèi)。一旦在料斗28中，材料可在被沉積到工作面輸送機(jī)16上之前被定尺寸。工作面輸送機(jī)16將材料朝卸料部24攜帶并將材料沉積到卸料輸送機(jī)12，在卸料輸送機(jī)12處,材料被從開采地點帶走。隨著連續(xù)采礦機(jī)10橫過開采面14，料斗28隨連續(xù)采礦機(jī)10從工作面輸送機(jī)16的一端朝工作面輸送機(jī)16的另一端移動。如上面論述的，料斗28可沿工作面輸送機(jī)16自由地移動并可通過連續(xù)采礦機(jī)10和橋接輸送機(jī)26沿工作面輸送機(jī)16拉動，或者可在料斗28上或者工作面輸送機(jī)16上設(shè)置驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于以與連續(xù)采礦機(jī)10協(xié)調(diào)的方式移動料斗28。當(dāng)連續(xù)采礦機(jī)10在向外的開采操作(例如，遠(yuǎn)離卸料部12行進(jìn))之后到達(dá)開采面14的末端時，可用電車將連續(xù)采礦機(jī)10朝卸料部12向后運走或者可執(zhí)行允許連續(xù)采礦機(jī)10轉(zhuǎn)向并繼續(xù)開采同時向內(nèi)朝卸料部12移動的端部切割程序。為了執(zhí)行端部切割程序，連續(xù)采礦機(jī)10轉(zhuǎn)向約90度使得切割滾筒36的旋轉(zhuǎn)軸42 (參見圖3)大體與開采面14平行。連續(xù)采礦機(jī)10隨后向前前進(jìn)到開采面14內(nèi)的至少約等于連續(xù)采礦機(jī)10的寬度的距離，并且在維持開采輸送機(jī)、橋接輸送機(jī)26和料斗28之間的接合的同時從開采面14移除材料。在某些操作情形中，可增加切割深度以輔助連續(xù)采礦機(jī)10的操縱性和/或提供開采面14和輸送機(jī)16之間的額外空間以用于隨后的切斷或轉(zhuǎn)向操作。在完成初始切割之后，連續(xù)采礦機(jī)10從由初始切割形成的坑道反轉(zhuǎn)出來并重新定位切割滾筒36用于第二切割。第二切割以與初始切割相同的方式執(zhí)行但是更靠近卸料輸送機(jī)定位。在完成第二切割之后，將存在開采面14的具有約為兩個采礦機(jī)寬度寬和至少約一個采礦機(jī)寬度深度的尺寸的切斷端部。根據(jù)連續(xù)采礦機(jī)10的尺寸和操縱性，還可進(jìn)行第三切割以增加切斷端部的寬度。一旦完成切斷端部，連續(xù)采礦機(jī)10被定位在切斷端部內(nèi)同時切割滾筒36的旋轉(zhuǎn)軸線42垂直于開采面14并面朝卸料部12定向。連續(xù)采礦機(jī)10隨后朝卸料輸送機(jī)開采其往回的路直到其到達(dá)中切部，在該點處，連續(xù)采礦機(jī)10轉(zhuǎn)向并在向外的方向上執(zhí)行另一開采工作循環(huán)。當(dāng)連續(xù)采礦機(jī)10完成沿開采面14的開采工作循環(huán)時，工作面輸送機(jī)16自動地朝開采面14前進(jìn)。工作面輸送機(jī)16可作為單元朝開采面14前進(jìn)，由此隨著連續(xù)采礦機(jī)10重新定位自身用于開始下一開采工作循環(huán)，整個工作面輸送機(jī)16朝開采面14同時移動，或者隨著連續(xù)采礦機(jī)10沿開采面14前進(jìn)，工作面輸送機(jī)16可在連續(xù)采礦機(jī)10后面“蜿蜒”。在任一情形中，輸送機(jī)平移裝置54各自操作成將其各自的輸送機(jī)區(qū)段52朝開采面14移動。例如，關(guān)于圖4的輸送機(jī)區(qū)段52和輸送機(jī)平移裝置54，輸送機(jī)平移裝置54從固定構(gòu)造改變?yōu)榉枪潭?gòu)造并且輪56被驅(qū)動以朝開采面14移動輸送機(jī)平移裝置54和輸送機(jī)區(qū)段52。移動的具體距離以及在完成重新定位時輸送機(jī)區(qū)段52和開采面14之間的具體距離除別的之外還取決于輸送機(jī)區(qū)段52、料斗28、橋接輸送機(jī)26和連續(xù)采礦機(jī)10的構(gòu)造。圖5是利用露天長壁系統(tǒng)的另一露天開采操作的鳥瞰透視圖。露天長壁系統(tǒng)包括 大體垂直于開采面14定向并遠(yuǎn)離開采面14延伸的卸料輸送機(jī)112。第一和第二裝甲式工作面輸送機(jī)116、118沿開采面14延伸并大體垂直于卸料輸送機(jī)112定向。裝甲式工作面輸送機(jī)116、118中的每一個具有安裝在其上的呈露天長壁剪切機(jī)110形式的連續(xù)采礦機(jī)。每個露天長壁剪切機(jī)110安裝在其各自的工作面輸送機(jī)116、118上，用于在大體平行于開采面14的橫向方向上移動。每個裝甲式工作面輸送機(jī)116、118包括限定鄰近卸料輸送機(jī)112定位的卸料部124的驅(qū)動端。卸料輸送機(jī)112包括鄰近每個裝甲式工作面輸送機(jī)116、118的卸料部124定位的破碎機(jī)128。呈負(fù)載平移裝置130形式的多個輸送機(jī)平移裝置與裝甲式工作面輸送機(jī)116、118相關(guān)聯(lián)并且可操作成朝開采面14移動裝甲式工作面輸送機(jī)116、118,如下面進(jìn)一步論述的。參考圖6，每個長壁剪切機(jī)110包括大體矩形的底盤134和一對鉸接臂138，每個鉸接臂138均支撐切割機(jī)組件142。臂138樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到底盤134的相對端并由聯(lián)接在臂138和底盤134之間的致動器146樞轉(zhuǎn)。每個臂138支撐可操作成可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動切割機(jī)組件142的切割機(jī)馬達(dá)150。切割機(jī)組件142為大體柱狀的且包括第一大體柱形的切割表面154和第二切割表面158,第一大體柱形的切割表面154用于在長壁剪切機(jī)110大體平行于開采面14移動時從開采面14移除材料，第二切割表面158由切割機(jī)組件142的端表面限定，用于在長壁剪切機(jī)110大體垂直于開采面14移動時從開采面14移除材料。第二切割表面158可以為大體圓形的、環(huán)形的、圓錐形的、或者截頭錐形的，除別的之外這還取決于切割表面158旨在切割的材料的類型。第一和第二切割表面154、158兩者可設(shè)有多個用于從開采面14移除材料的不同構(gòu)造的切割齒162。在所示結(jié)構(gòu)中，齒162安裝在切割表面154和158上。長壁剪切機(jī)110還包括一對內(nèi)側(cè)支撐底腳166和一對外側(cè)支撐底腳170 (僅一個外側(cè)支撐底腳在圖6中可見)。內(nèi)側(cè)和外側(cè)支撐底腳166和170被構(gòu)造成安裝到工作面輸送機(jī)116、118，使得長壁剪切機(jī)110能夠沿工作面輸送機(jī)116、118從卸料部124橫向地移動到工作面輸送機(jī)116、118的遠(yuǎn)端并再次返回。在某些實施方式中，長壁剪切機(jī)110利用水冷馬達(dá)并包括閉路可變水流系統(tǒng)(未示出)。水流系統(tǒng)可包括泵、恒溫器、輻射器和/或換熱器的合適組合以控制通過長壁剪切機(jī)110的冷卻水的流量。
參考圖7和8,每個工作面輸送機(jī)116、118包括多個輸送機(jī)區(qū)段174。每個輸送機(jī)區(qū)段174包括用于支撐鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)182的前進(jìn)段的托盤部178和在托盤部178下方的坑道部186，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)182的返回段延伸穿過坑道部186。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)182由與卸料部124相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動組件驅(qū)動。輸送機(jī)區(qū)段174的趾部190在操作期間靠近開采面114定位并且包括有角度的表面194，當(dāng)輸送機(jī)驅(qū)動174朝開采面14前進(jìn)時所述有角度的表面194向上引導(dǎo)切割自開采面14的材料并將所述材料引導(dǎo)到鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)182上。輸送機(jī)區(qū)段174的拐角各自設(shè)有方便將輸送機(jī)區(qū)段174附接到鄰近的輸送機(jī)區(qū)段174的附接插孔198。托盤部178的(在操作期間離開采面14最近的)內(nèi)側(cè)邊緣限定導(dǎo)軌202，長壁剪切機(jī)110的內(nèi)側(cè)支撐底腳170在導(dǎo)軌202上騎行。托盤部178的外側(cè)邊緣限定驅(qū)動軌道204，長壁剪切機(jī)110的外側(cè)支撐底腳166在驅(qū)動軌道204上騎行。驅(qū)動軌道204包括由形成在外側(cè)支撐底腳166上的相應(yīng)齒(未示出)嚙合的多個驅(qū)動齒208，使得長壁剪切機(jī)110能夠沿工作面輸送機(jī)116、118被驅(qū)動。在某些實施方式中，長壁剪切機(jī)110包括 用于沿工作面輸送機(jī)116、118驅(qū)動長壁剪切機(jī)110的車載驅(qū)動組件。在其它實施方式中，驅(qū)動組件可設(shè)置在輸送機(jī)區(qū)段174中的一個或更多個上或者可與卸料部124相關(guān)聯(lián)，以沿工作面輸送機(jī)116、118移動長壁剪切機(jī)110。防溢板212以一定角度遠(yuǎn)離托盤部178延伸，剛好在驅(qū)動軌道204外側(cè)。防溢板212向上且遠(yuǎn)離開采面14延伸使得從開采面14落下的材料被引導(dǎo)到輸送機(jī)182上并且不落在輸送機(jī)區(qū)段174后面。繼續(xù)參考圖7和8，所示負(fù)載平移裝置130包括框架216、鉆具組件220和一對致動器224 (某些實施方式可包括單個致動器224)。每個致動器224包括聯(lián)接到鉆具組件220的第一致動器部分228 ;和相對于第一致動器部分228可移動且聯(lián)接到框架216和輸送機(jī)區(qū)段174的第二致動器部分232。致動器224可操作成使框架216和輸送機(jī)區(qū)段174相對于鉆具組件220移動以使輸送機(jī)區(qū)段174朝開采面14前進(jìn)。在某些實施方式中，一個或更多個致動器224為線性致動器且包括線性變換器。在所示結(jié)構(gòu)中，致動器224為大體柱形的且第二致動器部分232延伸穿過第一致動器部分228。第二致動器部分232的內(nèi)側(cè)端234聯(lián)接到輸送機(jī)區(qū)段174且第二致動器部分232的外側(cè)端236聯(lián)接到框架216?？蚣?16向上且與第二致動器部分232的外側(cè)端236成一定角度延伸并且聯(lián)接到輸送機(jī)區(qū)段174的防溢板212。框架216還包括在第二致動器部分232之間延伸的橫拉條237?？蚣?16、輸送機(jī)區(qū)段174和第二致動器部分232因而限定了大體剛性的三角形結(jié)構(gòu)，且大體上被固定以便一起移動。鉆具組件220包括支撐并引導(dǎo)鉆具構(gòu)件242的大體柱形的殼體部分238，鉆具構(gòu)件242可鉆入地面和從地面抽出以大體固定鉆具組件220相對于開采面14的位置。當(dāng)鉆具構(gòu)件242鉆入地面時，負(fù)載平移裝置130處于固定構(gòu)造，而當(dāng)鉆具構(gòu)件242從地面抽出時，負(fù)載平移裝置130處于非固定構(gòu)造。在某些實施方式中，鉆具構(gòu)件242大體為環(huán)形以最小化鉆具橫截面面積來最大化負(fù)載反作用能力。該環(huán)形構(gòu)造最小化鉆具構(gòu)件242鉆入地面的時間并最小化鉆具構(gòu)件242上的磨損。環(huán)形鉆具構(gòu)件242的另一益處是隨著輸送機(jī)區(qū)段174前進(jìn)，鉆具構(gòu)件242在地面中留下環(huán)形圈切口，這與留下對在開采區(qū)域的新近未覆蓋表面上操縱的人或機(jī)械存在危險的開孔形成對比。與殼體部分238相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動系統(tǒng)可操作成使鉆具構(gòu)件242圍繞鉆具軸線旋轉(zhuǎn)并且還在鉆具操作期間使鉆具構(gòu)件242沿鉆具軸線平移。盡管未示出，但是在某些實施方式中，負(fù)載平移裝置130還包括集成的液壓能量分布系統(tǒng)，比如驅(qū)動液壓泵以及相關(guān)閥和控制裝置的電動馬達(dá)或內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，使得除用于與露天開采系統(tǒng)的其它部件協(xié)調(diào)操作的控制信號之外，每個負(fù)載平移裝置130還是獨立起作用的單元。還參考圖9和10，多個輸送機(jī)區(qū)段174彼此聯(lián)接并沿開采面14延伸。負(fù)載平移裝置130與每個輸送機(jī)區(qū)段174相關(guān)聯(lián)并且每個負(fù)載平移裝置130可操作成朝開采面14移動其各自的輸送機(jī)區(qū)段174。長壁剪切機(jī)110在輸送機(jī)區(qū)段174的導(dǎo)軌202和驅(qū)動軌道204 (參考圖7-8)上騎行并且橫向地橫過開采面14以從開采面14移除材料。在長壁剪切機(jī)110的橫向移動期間，切割機(jī)組件142由切割機(jī)馬達(dá)150旋轉(zhuǎn)并且鉸接臂138通過致動器146向上和向下樞轉(zhuǎn)，使得圓柱形切割表面154接合開采面14并從開采面14移除材料(參見圖7-8)。當(dāng)長壁剪切機(jī)110橫向地橫過開采面14時，負(fù)載平移裝置130處于固定構(gòu)造使得負(fù)載平移裝置130基本上固定輸送機(jī)區(qū)段174相對于開采面14的位置。更具體地，鉆具構(gòu)件242延伸到地面并與地面接合，使得鉆具構(gòu)件242起作用以反抗與長壁剪切機(jī)110和輸 送機(jī)區(qū)段174的切割和輸送操作相關(guān)聯(lián)的力，以維持系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。而且，操作致動器224以維持鉆具組件220和輸送機(jī)區(qū)段174之間的大體上固定的關(guān)系?，F(xiàn)在參考圖10-12，負(fù)載平移裝置130可操作成執(zhí)行允許長壁剪切機(jī)110雙向操作的盲開挖操作。圖10-12示出在與盲開挖操作相關(guān)聯(lián)的各個構(gòu)造中并且由定位在第一裝甲式工作面輸送機(jī)116的卸料部124附近的長壁剪切機(jī)110執(zhí)行的露天長壁系統(tǒng)。當(dāng)長壁剪切機(jī)110定位在裝甲式工作面輸送機(jī)116的遠(yuǎn)側(cè)遠(yuǎn)端處在開采面14的端部處時(參見圖9)，也可執(zhí)行相同的操作。如圖10所示，負(fù)載平移裝置130被構(gòu)造有其各自的鉆具構(gòu)件242，所述鉆具構(gòu)件242延伸且與地面接合。而且，每個負(fù)載平移裝置130的致動器224處于縮回位置，由此在致動器224和框架216的構(gòu)造能允許的范圍內(nèi)，將鉆具組件220盡可能靠近輸送機(jī)區(qū)段174定位。長壁剪切機(jī)110已經(jīng)到達(dá)裝甲式工作面輸送機(jī)116的末端位置并且剛剛完成沿開采面14的一個工作循環(huán)。在盲開挖操作期間，長壁剪切機(jī)110相對于輸送機(jī)區(qū)段174保持大體固定，且鉸接臂138相對于長壁剪切機(jī)110的底盤134保持大體固定。為了開始盲開挖操作，旋轉(zhuǎn)切割機(jī)組件142并且啟動負(fù)載平移裝置130的致動器224以在大體垂直于開采面14的方向上朝開采面14推動框架216、輸送機(jī)區(qū)段174和長壁剪切機(jī)110。隨著長壁剪切機(jī)110朝開采面14移動，切割機(jī)組件142的第二切割表面158接合開采面14并向開采面14內(nèi)鉆孔或者開挖。如圖11所示，當(dāng)致動器224到達(dá)其完全延伸位置時，切割機(jī)組件142已經(jīng)各自在開采面14中鉆取或開挖了大體圓柱形孔246。致動器224的延伸范圍以及孔246的對應(yīng)深度被選擇成大體對應(yīng)于切割機(jī)組件142的寬度。除形成孔246之外，致動器224的延伸和輸送機(jī)區(qū)段174朝開采面14的移動將向上并在輸送機(jī)區(qū)段174的趾部190和有角度的表面194 (參見圖8)上推動已經(jīng)落入輸送機(jī)區(qū)段174和開采面14之間的材料并將材料推動到輸送機(jī)區(qū)段174的托盤部178上，使得輸送機(jī)182能夠?qū)⒉牧铣读喜?24輸送。在某些操作環(huán)境中，長壁剪切機(jī)110可使用沒有涉及切割組件142的第二切割表面158的可替換的開挖方法。為了開始可替換的開挖方法，升高鉸接臂138使得切割組件142定位在開采面14的頂表面上方。由于切割組件142在開采面14上方，所以負(fù)載平移裝置130的致動器224被啟動以朝開采面推動框架216、輸送機(jī)區(qū)段174和長壁剪切機(jī)110。隨著致動器224延伸，已經(jīng)落入輸送機(jī)區(qū)段174和開采面14之間的材料被向上并在輸送機(jī)區(qū)段174的趾部190和有角度的表面194 (參見圖8)上推動并被推動到輸送機(jī)區(qū)段174的托盤部178上。一旦致動器224完全延伸，切割機(jī)組件142便定位在開采面14上方。切割機(jī)馬達(dá)150隨后被操作成旋轉(zhuǎn)切割機(jī)組件142并且鉸接臂138向下移動以使圓柱形切割表面154與開采面14的頂表面接合。鉸接臂138繼續(xù)向下移動使得圓柱形切割表面154在開采面14內(nèi)切割拱形狹槽直到切割機(jī)組件142的位置靠近地面。長壁剪切機(jī)110然后可開始沿開采面14的另一工作循環(huán)。與所使用的哪種開挖方法無關(guān)，一旦致動器24延伸且與盲開挖方法相關(guān)的孔246或與可替換的開挖方法相關(guān)的拱形狹槽已經(jīng)形成，負(fù)載平移裝置130便開始重置操作使得當(dāng)長壁剪切機(jī)110完成沿開采面14向下的下一工作循環(huán)且到達(dá)裝甲式工作面輸送機(jī)116的相對端時，所有的負(fù)載平移裝置130被再次設(shè)定成執(zhí)行另一開挖操作。如圖12所示，重置操作涉及第一組負(fù)載平移裝置130a，所述第一組負(fù)載平移裝置130a將其鉆具構(gòu)件242縮回以從地面移除它們并隨后操作其致動器224以朝相應(yīng)的輸送機(jī)區(qū)段174移動鉆具組件220。盡管第一組負(fù)載平移裝置130a重置，但是輸送機(jī)區(qū)段174部分地由于其實質(zhì)質(zhì)量并且還因·為第二組輸送機(jī)平移裝置130b將其鉆具構(gòu)件242保持在延伸位置中且保持固定到地面而相對于開采面14保持固定。盡管第一組負(fù)載平移裝置130a重置，但是第二組負(fù)載平移裝置130b的致動器224保持在延伸位置中。一旦第一組負(fù)載平移裝置130a被重新設(shè)定使得鉆具組件220再次在致動器224和框架216的構(gòu)造能允許的范圍內(nèi)盡可能靠近輸送機(jī)區(qū)段174，第一組負(fù)載平移裝置130a就啟動其鉆具組件220并在新的位置將鉆具構(gòu)件242鉆回到地面。一旦第一組負(fù)載平移裝置130a的鉆具構(gòu)件242延伸并固定在地面內(nèi)，第二組負(fù)載平移裝置130b就將鉆具構(gòu)件242縮回并啟動致動器224以將鉆具組件220往回朝輸送機(jī)區(qū)段174移動。一旦重置，第二組負(fù)載平移裝置130b也啟動鉆具組件220以在新的位置將鉆具構(gòu)件242鉆回到地面，且露天長壁系統(tǒng)此后預(yù)備好執(zhí)行另一盲開挖操作。在某些應(yīng)用中，長壁剪切機(jī)110可在負(fù)載平移裝置130重置時開始橫過開采面14。在其它應(yīng)用中，長壁剪切機(jī)110可在開始沿開采面14的下一工作循環(huán)之前等待負(fù)載平移裝置重置。盡管前面的描述涉及其中整個裝甲式工作面輸送機(jī)116執(zhí)行朝開采面14的直線前進(jìn)的露天長壁系統(tǒng)，但是其它應(yīng)用可利用類似于上面關(guān)于工作面輸送機(jī)16論述的蜿蜒前進(jìn)模式。某些操作環(huán)境可允許略微簡化的重置程序。不是同時啟動所有負(fù)載平移裝置130來將輸送機(jī)區(qū)段174朝開采面14移動，而是能夠僅利用一些負(fù)載平移裝置130將輸送機(jī)區(qū)段174朝開采面14移動。例如，在開始上述的開挖方法中的一種之前，第二組負(fù)載平移裝置130b可將其鉆具構(gòu)件242縮回并設(shè)定其致動器224以使每個負(fù)載平移裝置130b相對于輸送機(jī)區(qū)段174的相對位置大體固定。第一組負(fù)載平移區(qū)段130a隨后可如上論述地操作其致動器224以將輸送機(jī)區(qū)段174和負(fù)載平移裝置130b朝開采面14移動。一旦第一組負(fù)載平移裝置130a已經(jīng)完成將輸送機(jī)區(qū)段和負(fù)載平移裝置130b朝開采面14的移動，第二組負(fù)載平移裝置130b就可開始將其鉆具構(gòu)件242延伸到地面以將輸送機(jī)區(qū)段174錨定在新的位置中。同時或此后不久，負(fù)載平移裝置130a可從地面抽出其鉆具構(gòu)件242并啟動其致動器224以將其鉆具組件220朝輸送機(jī)區(qū)段174移回。為了減少磨損并提高操作時間，成組的負(fù)載平移裝置130a和130b可作為“推動”負(fù)載平移裝置而交替操作。
除操作鉆具構(gòu)件242以在延伸位置和縮回位置之間移動之外，鉆具組件220還可操作成在輸送機(jī)區(qū)段174的趾部190上施加可控的垂直向下的力。例如，在不旋轉(zhuǎn)鉆具構(gòu)件242的情況下，鉆具組件220可操作通常應(yīng)該用于在軸向方向上移動鉆具的同一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，但是此操作是為了在趾部190上施加傾覆載荷或移除該傾覆載荷。該總的傾覆載荷是有效的水平控制和清潔的重要組成部分(例如，當(dāng)輸送機(jī)區(qū)段174向前前進(jìn)以將移除材料向上推動到坑道部分186上時)。通過由負(fù)載平移裝置130的鉆具組件220施加的垂直力控制總的傾覆載荷的能力提供了針對條件的調(diào)節(jié)并提供了確保用于剪切和輸送操作的穩(wěn)定操作平臺。為了增加厚煤層應(yīng)用中的生產(chǎn)率，長壁剪切機(jī)110可按促進(jìn)懸垂材料塌落到裝甲式工作面輸送機(jī)116、118上的方式操作。例如對于8米高的厚煤層材料，長壁剪切機(jī)110可僅切掉底部4米的材料，從而形成留下4米的懸垂材料的底切。通過控制長壁剪切機(jī)110的傾斜和切割機(jī)組件142接合開采面14的切割角度，能夠促進(jìn)懸垂材料的塌落。當(dāng)懸垂材 料塌落到裝甲式工作面輸送機(jī)116、118時，有角度的防溢板212將塌落材料引導(dǎo)到輸送機(jī)區(qū)段174的托盤部分178上。根據(jù)應(yīng)用，塊料打碎機(jī)(未示出)可安裝到長壁剪切機(jī)110以破碎大塊塌落材料，因此材料能夠在被朝卸料部124和破碎機(jī)128輸送時在長壁剪切機(jī)110的底盤134下方通過。為了適應(yīng)裝甲式工作面輸送機(jī)116、118的前進(jìn)，破碎機(jī)128包括用于連同裝甲式輸送機(jī)116、118 —起將破碎機(jī)128朝開采面14移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)或者與這種驅(qū)動機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。而且，卸料輸送機(jī)112設(shè)有隨著破碎機(jī)128和裝甲式工作面輸送機(jī)116、118的前進(jìn)而延伸卸料輸送機(jī)112的自動帶延伸系統(tǒng)。合適的自動帶延伸系統(tǒng)可包括一個或更多個帶儲存單元，比如將輸送帶沿可變的蜿蜒路徑延伸多圈的帶儲存單元，或者能夠在操作卸料部112的同時向卸料部112安裝或以其它方式增加區(qū)段的其它系統(tǒng)。為了最小化纜線處理問題，帶延伸系統(tǒng)可包括具有與帶延伸長度匹配的卷繞容量的集成的電信服務(wù)纜線處理系統(tǒng)。使用露天連續(xù)采礦機(jī)10的圖1-4的系統(tǒng)和使用露天長壁剪切機(jī)110的圖5_12的系統(tǒng)兩者都能夠通過遠(yuǎn)離實際開采部件的自動中心控制系統(tǒng)來控制。部件可使用將部件狀態(tài)、構(gòu)造和位置中繼到中心控制系統(tǒng)的有線或無線信號來控制。例如，連續(xù)采礦機(jī)10可包括提供諸如切割臂32的角度、切割滾筒36的旋轉(zhuǎn)速度、連續(xù)采礦機(jī)10自身的前進(jìn)速度、各種驅(qū)動機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)矩負(fù)載等的信息的各種傳感器、變換器、照相機(jī)等。可在工作面輸送機(jī)
16、18、卸料輸送機(jī)12、橋接輸送機(jī)26和料斗28上設(shè)置額外的傳感器，以監(jiān)測沿系統(tǒng)輸送的材料。就此而言，中心控制系統(tǒng)可操作成除別的之外還控制輸送機(jī)速度、料斗位置、輸送機(jī)位置等。例如，控制器可操作成通過監(jiān)測料斗28相對于不同輸送機(jī)區(qū)段54的方向和相關(guān)位置來控制上述的工作面輸送機(jī)16、18的“蜿蜒”前進(jìn)的所有方面。一旦料斗28已經(jīng)充分地前進(jìn)經(jīng)過輸送機(jī)區(qū)段52，中心控制系統(tǒng)可自動地操作相關(guān)的輸送機(jī)平移裝置54以將輸送機(jī)區(qū)段52朝開采面14移動。中心控制系統(tǒng)還可在上述的端部切割程序期間自動地控制連續(xù)采礦機(jī)10的移動。類似系統(tǒng)也可關(guān)于圖5的露天長壁系統(tǒng)實現(xiàn)。長壁剪切機(jī)110可包括除別的之外還用于確定鉸接臂138的位置和切割機(jī)馬達(dá)150的速度和轉(zhuǎn)矩的傳感器，這些全部也可通過中心控制系統(tǒng)控制。類似地，負(fù)載平移裝置130可包括用于確定鉆具構(gòu)件242和致動器224的位置和加載的傳感器以及涉及其相關(guān)的驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)矩的傳感器。因為中心控制系統(tǒng)也可操作成控制各種馬達(dá)、驅(qū)動器和致動器的操作，所以系統(tǒng)可在需要最小化操作者監(jiān)督的閉環(huán)中操作。在某些實施方式中，一個或更多個致動器224包括與控制器通信的線性變換器以提供在相關(guān)的輸送機(jī)區(qū)段的位置上的閉環(huán)控制。閉環(huán)控制能夠是特別有利的一個區(qū)域是在上述的盲開挖操作期間。在盲開挖期間，中心控制系統(tǒng)可監(jiān)測當(dāng)?shù)毒咔懈顧C(jī)組件142通過由負(fù)載平移裝置130的線性致動器22 4的延伸提供的驅(qū)動力而與開采面14接合時切割機(jī)馬達(dá)150的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。如果馬達(dá)轉(zhuǎn)矩增加超過預(yù)定閾值，則中心控制系統(tǒng)可減慢或停止線性致動器224的延伸直到馬達(dá)轉(zhuǎn)矩值降到閾值以下。中心控制系統(tǒng)隨后可進(jìn)一步延伸致動器224同時繼續(xù)監(jiān)測切割機(jī)馬達(dá)150的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。為了輔助圖1-4和5-12的系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動操作，一些或所有部件可設(shè)有全球定位系統(tǒng)(“GPS”)或局部定位系統(tǒng)(“LPS”)接收器和/或發(fā)射器。GPS和/或LPS系統(tǒng)允許各種部件的位置信息實時反饋到中心控制系統(tǒng)。對于圖1-4的系統(tǒng)，可能包括一個或更多個GPS和/或LPS接收器和/或發(fā)射器的某些部件包括連續(xù)采礦機(jī)10、卸料輸送機(jī)12、工作面輸送機(jī)16、18 (包括某些或全部輸送機(jī)區(qū)段52)和料斗28。因為連續(xù)采礦機(jī)10被設(shè)定成調(diào)節(jié)其相對于開采面14的定向，所以連續(xù)采礦機(jī)10尤其可包括多個GPS和/或LPS接收器和/或發(fā)射器，從而連續(xù)采礦機(jī)10相對于開采面14的具體定向可被確定。例如，第一GPS/LPS接收器/發(fā)射器可定位在開采頭34上或附近，而第二 GPS/LPS接收器/發(fā)射器可定位成靠近連續(xù)采礦機(jī)的后部，鄰近橋接輸送機(jī)26。對于圖5-12的系統(tǒng)，可包括一個或更多個GPS和/或LPS接收器和/或發(fā)射器的某些部件包括長壁剪切機(jī)110、卸料部124、破碎機(jī)128、負(fù)載平移裝置130和裝甲式工作面輸送機(jī)116、118 (包括輸送機(jī)區(qū)段174中的一些或全部)。GPS和/或LPS系統(tǒng)允許中心控制系統(tǒng)監(jiān)測并控制開采面14的切割水平面(垂直平面)以及關(guān)鍵系統(tǒng)部件的定位和相對位置。GPS系統(tǒng)的固有性能存在監(jiān)測垂直平面中的位置的某些限制。為此，GPS系統(tǒng)可通過包括一個或更多個具有在露天開采操作附近的固定和已知位置的發(fā)射器和/或接收器的專用LPS系統(tǒng)來執(zhí)行。補(bǔ)充的LPS系統(tǒng)可獨立地使用或與GPS系統(tǒng)結(jié)合使用以提供各個部件位置的更精確確定，尤其是在垂直平面中。
權(quán)利要求
1.一種用于從露天開采塊移除材料的露天開采系統(tǒng)，所述開采塊具有大體垂直和橫向地延伸的開采面，所述露天開采系統(tǒng)包括 采礦機(jī)，所述采礦機(jī)能夠在橫向方向上沿所述開采面移動，所述采礦機(jī)包括旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件，所述旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件安裝到垂直地伸展的切割臂的端部，并可操作用于從所述開采塊移除材料； 工作面輸送機(jī)，所述工作面輸送機(jī)沿所述開采面延伸，所述工作面輸送機(jī)包括卸料部，并且可操作用于將從所述開采塊移除的材料朝所述卸料部輸送；以及 多個輸送機(jī)平移裝置，所述多個輸送機(jī)平移裝置與所述工作面輸送機(jī)相關(guān)聯(lián)，并且可操作用于隨著材料被所述采礦機(jī)從所述開采面移除而將所述工作面輸送機(jī)朝所述開采面移動，每個輸送機(jī)平移裝置包括固定構(gòu)造和非固定構(gòu)造，在所述固定構(gòu)造中，所述輸送機(jī)平移裝置相對于所述開采面大體固定，而在所述非固定構(gòu)造中，所述輸送機(jī)平移裝置能夠相對于所述開采面移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述采礦機(jī)安裝在所述工作面輸送機(jī)上，用于在大體平行于所述開采面的方向上相對于所述工作面輸送機(jī)移動，并且用于在大體垂直于所述開采面的方向上與所述工作面輸送機(jī)一起移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述工作面輸送機(jī)為第一工作面輸送機(jī)，所述系統(tǒng)還包括大體平行于所述第一工作面輸送機(jī)延伸的第二工作面輸送機(jī)，并且其中，所述卸料部大體上位于所述第一工作面輸送機(jī)和所述第二工作面輸送機(jī)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述采礦機(jī)為第一采礦機(jī)，所述系統(tǒng)還包括第二采礦機(jī)，所述第二采礦機(jī)安裝在所述第二工作面輸送機(jī)上，用于在大體平行于所述開采面的方向上相對于所述第二工作面輸送機(jī)移動，并且用于在大體垂直于所述開采面的方向上與所述第二工作面輸送機(jī)一起移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述切割構(gòu)件包括第一切割表面和第二切割表面，所述第一切割表面用于在所述切割構(gòu)件在大體平行于所述開采面的方向上移動期間從所述開采塊移除材料，而所述第二切割表面用于在所述切割構(gòu)件在大體垂直于所述開采面的方向上移動期間從所述開采塊移除材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述多個輸送機(jī)平移裝置中的至少一個輸送機(jī)平移裝置在大體垂直于所述開采面的方向上移動所述切割構(gòu)件，以促使所述第二切割表面與所述開采面接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的露天開采系統(tǒng)，還包括切割機(jī)馬達(dá)，所述切割機(jī)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)所述切割構(gòu)件；傳感器，所述傳感器監(jiān)測切割機(jī)馬達(dá)負(fù)載；以及控制器，所述控制器響應(yīng)于從所述傳感器接收的信號在所述切割構(gòu)件在大體垂直于所述切割面的方向上移動期間控制所述至少一個輸送機(jī)平移裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中每個輸送機(jī)平移裝置包括框架，并且其中，當(dāng)所述固定構(gòu)件在所述固定位置中時，所述固定構(gòu)件從所述框架大體向下延伸進(jìn)入地面中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述固定構(gòu)件為鉆具，所述輸送機(jī)平移裝置包括驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件使所述鉆具圍繞鉆具軸線旋轉(zhuǎn)，并且使所述鉆具沿所述軸線在所述固定位置和非固定位置之間大體軸向地移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述鉆具為大體環(huán)形的。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中每個輸送機(jī)平移裝置包括殼體和致動器，所述致動器具有聯(lián)接到所述殼體的第一部分和聯(lián)接到所述工作面輸送機(jī)的第二部分，并且其中，所述致動器可操作用于使所述殼體相對于所述工作面輸送機(jī)移動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的露天開采系統(tǒng)，其中在所述固定構(gòu)件在所述固定位置中時所述致動器的操作使所述工作面輸送機(jī)相對于所述開采面移動，并且其中，在所述固定構(gòu)件在所述非固定位置中時所述致動器的操作使所述殼體相對于所述開采面移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的露天開采系統(tǒng)，還包括至少一個控制器，所述至少一個控制器可操作用于協(xié)調(diào)每個輸送機(jī)平移裝置的所述固定構(gòu)件和所述致動器的操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中在用于移動所述工作面輸送機(jī)的所述多個輸送機(jī)平移裝置的操作期間，所述多個輸送機(jī)平移裝置中的每一個輸送機(jī)平移裝置相對于所述開采面保持大體固定，并且使所述工作面輸送機(jī)朝所述開采面移動，并且其中，在所述工作面輸送機(jī)已經(jīng)朝所述開采面移動之后，所述多個輸送機(jī)平移裝置中的第一組相對于所述開采面和所述工作面輸送機(jī)保持大體固定，同時所述多個輸送機(jī)平移裝置中的第二組朝所述工作面輸送機(jī)和所述開采面移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，還包括卸料輸送機(jī)，所述卸料輸送機(jī)包括靠近所述卸料部定位的端部，所述卸料輸送機(jī)在大體垂直于所述工作面輸送機(jī)的方向上延伸離開所述卸料部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述卸料輸送機(jī)在所述工作面輸送機(jī)朝所述開采面移動期間能夠自動地延長，使得所述卸料輸送機(jī)的所述端部保持靠近所述卸料部定位。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述采礦機(jī)獨立于所述工作面輸送機(jī)沿著開采面橫向地移動以及在垂直于所述開采面的方向上移動。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述采礦機(jī)包括定位在所述切割構(gòu)件下方的托盤和延伸離開所述托盤的礦物輸送機(jī)，所述露天開采系統(tǒng)還包括在所述礦物輸送機(jī)和所述工作面輸送機(jī)之間延伸的橋接輸送機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述橋接輸送機(jī)能夠縱向地延長，且能夠相對于所述采礦機(jī)和所述工作面輸送機(jī)中的至少一個樞轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述采礦機(jī)包括電動馬達(dá)驅(qū)動器以及用于向所述電動馬達(dá)驅(qū)動器供應(yīng)電力的拖曳電纜系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組中的至少一種。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的露天開采系統(tǒng)，其中所述采礦機(jī)包括所述拖曳電纜系統(tǒng)和所述發(fā)電機(jī)組兩者，并且其中，所述拖曳電纜系統(tǒng)或所述發(fā)電機(jī)組能夠用于向所述電動馬達(dá)驅(qū)動器供應(yīng)電力。
全文摘要
露天開采系統(tǒng)從具有大體垂直且橫向地延伸的開采面的露天開采塊移除材料。該露天開采系統(tǒng)通常包括在橫向方向上沿開采面可移動的采礦機(jī)；沿開采面延伸的工作面輸送機(jī)；和與工作面輸送機(jī)相關(guān)聯(lián)且可操作成隨著材料被移除而朝開采面移動工作面輸送機(jī)的輸送機(jī)平移裝置。采礦機(jī)包括安裝到垂直伸展的切割臂的端部且可操作成從開采塊移除材料的旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件。工作面輸送機(jī)包括卸料部且可操作成將從開采塊移除的材料朝卸料部輸送。每個輸送機(jī)平移裝置包括相對于開采面大體固定的固定構(gòu)造和相對于開采面可移動的非固定構(gòu)造。
文檔編號E21C25/06GK102947542SQ201180027974
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者布拉德·尼爾森, 泰德·多尼, 邁克爾·S·亞當(dāng)齊扎克, 杰茲·利明, 約瑟夫·J·齊默爾曼 申請人:喬伊·姆·特拉華公司