可伸展引导端部件的制作方法

1.本公开涉及在长壁开采中使用的传送机系统，并且具体地涉及用于传送使用长壁系统开采的材料的传送机系统。


背景技术：

2.存在用于从地下煤层开采煤炭和其他材料的各种不同的设备。可以在地下采矿作业中使用的一种设备包括在要开采的煤层的延伸部分或长壁的情况下使用的采矿机。这样的长壁可以高达2公里长。
3.在长壁开采中，可以从长壁的最远部分向前朝主矿井隧道以递增的剪切(一次约1米)对开采的材料进行切割或剪切。每次剪切中的开采的材料可以沿着传送带输送至梁式分段转载机(bsl)，传送带沿着长壁工作面(装甲工作面传送机)运行。所开采的材料可以通过bsl转移到引导端部件上，该引导端部件可以联接至固定的带式传送机，该固定的带式传送机将开采的材料进一步远离长壁工作面传送。该带式传送机通常垂直于装甲工作面传送机运行。在带式传送机的外端部处还可以是将开采的材料输送至另一位置的另一传送机(“矿井寿命”传送机或“主”传送机)。
4.传送机系统可以由传送带构成，该传送带在内端部(最靠近bsl)处具有引导端部件并且在外端部处具有悬臂。引导端部件可以从bsl接纳开采的材料，然后引导端部件沿着传送带行进至悬臂以及“矿井寿命”传送机。
5.随着长壁的前进，由于材料从长壁表面剪切，bsl和引导端部件的位置需要相应地前进，使得bsl和引导端部件可以继续位于长壁工作面的端部附近。在现有系统中，可以使bsl在引导端部件上前进大约两米(约为长壁工作面的两个剪切)。超过该点，引导端部件本身也需要被移动。为了具有用于使引导端部件待移动的空间，需要移除传送带的一部分。在长壁过程的常规操作中，这需要大约每4小时至5小时移除传送带的一部分。
6.为了移除传送带的一部分，必须停止长壁开采过程。因此，开采过程每4小时至5小时停止约20分钟来移除传送带的相关部分，从而使引导端部件可以进一步前进。尽管一次更换只花费20分钟左右，但每周总共花费大约4小时，其中，长壁采矿机械的停机时间每周累计高达数百万美元的生产损失。
7.在该说明书中，在提及或讨论文件、行为或知识项目的地方，这种提及或讨论并非承认该文件、行为或知识项目或其任意组合在优先权日是可公开获得的、为公众所知的、是公知常识的一部分；或者已知与尝试解决该说明书涉及的任何问题相关。


技术实现要素：

8.本文中公开的是在长壁开采中使用的可伸展引导端部件模块，该可伸展引导端部件模块包括长度可调节框架，该长度可调节框架具有内端部和外端部以及在内端部与外端部之间延伸的纵向轴线，该长度可调节框架包括：第一端部结构，该第一端部结构位于长度可调节框架的内端部处；第二端部结构，该第二端部结构位于长度可调节框架的外端部处；
一个或更多个可伸缩结构，该一个或更多个可伸缩结构在第一端部结构与第二端部结构之间沿着纵向轴线延伸；以及运输部分，该输送部分在长度可调节框架的内端部至外端部之间沿着第一轴线延伸，以将开采的材料从内端部输送至外端部。可伸展引导端部件模块还包括：一个或更多个模块长度调节器，该一个或更多个模块长度调节器能够操作成使长度可调节框架伸展和/或缩回；模块控制器，该模块控制器用以指导长度调节器的运动；以及一个或更多个电子模块传感器，该一个或更多个电子模块传感器用以向模块控制器提供关于长度可调节框架的当前长度的信息。
9.在一些形式中，第一端部结构还包括能够与引导端部件和/或另一可伸展引导端部件模块接合的第一连接器，并且第二端部结构还包括能够与带式传送机系统和/或另一可伸展引导端部件模块接合的第二连接器。
10.在一些形式中，模块长度调节器包括液压气缸，但是可以使用其他装置。
11.在一些形式中，一个或更多个电子模块传感器是簧片杆，但是可以使用其他传感器。
12.在一些形式中，可伸展引导端部件模块还包括在长度可调节框架的任一侧部上的可伸展支腿。优选地，可伸展支腿具有稳定元件，该稳定元件能够操作成使可伸展支腿伸展以及缩回。优选地，稳定元件是液压气缸。
13.在一些形式中，可伸展支腿中的每个可伸展支腿还具有一个或更多个电子传感器，该一个或更多个电子传感器用以向模块控制器提供关于可伸展支腿中的每个可伸展支腿的长度的信息。优选地，可伸展支腿中的每个可伸展支腿具有感测支腿的长度的簧片杆以及用以感测支腿相对于地面的角度的测斜仪。最优选地，模块控制器将使用该信息判定是否需要使支腿上的液压气缸伸展或缩回以升高或降低可伸展支腿中的每个可伸展支腿，从而使长度可调节框架稳定。
14.本文中还公开了一种可伸展引导端部件系统，该可伸展引导端部件系统包括如上所述的可伸展引导端部件模块以及移动式引导端部件。移动式引导端部件包括本体，该本体包括内端部和外端部以及在内端部与外端部之间延伸的纵向轴线，该本体包括：接纳部分，该接纳部分在内端部处，以接纳来自基部分段装载机的开采的材料；连接器，该连接器在外端部处并且能够与可伸展引导端部件模块接合；以及输送部分，该输送部分位于接纳部分与连接器之间，以将开采的材料输送至可伸展引导端部件模块；其中，引导端部件的连接器与可伸展引导端部件模块的第一连接器接合；并且其中，引导端部件沿着共用的纵向轴线延伸至可伸展引导端部件模块。
15.在一些形式中，本体还包括枢转台，接纳部分能够于枢转台上在朝向本体的内端部的最小允许位置与朝向本体的外端部的最大允许位置之间沿着纵向轴线滑动。
16.在一些形式中，所述本体是长度可调节本体，并且引导端部件还包括：一个或更多个引导端部件长度调节器，该一个或更多个引导端部件长度调节器能够操作成使本体伸展和/或缩回；引导端部件控制器，该引导端部件控制器指导引导端部件长度调节器的运动；以及一个或更多个电子引导端部件传感器，该一个或更多个电子引导端部件传感器向引导端部件控制器提供关于接纳部分相对于引导端部件的本体的位置的信息。
17.在一些形式中，引导端部件长度调节器是液压气缸，并且一个或更多个电子引导端部件传感器是簧片杆。替代性地，可以使用用于调节的其他传感器和装置。
18.在一些形式中，模块控制器和引导端部件控制器通过无线网络连接。替代性地，该连接可以是有线的。
19.本文中还公开了如上所述的一种可伸展引导端部件系统，并且该可伸展引导端部件系统还包括一系列连接的可伸展引导端部件模块，其中，每个可伸展引导端部件模块在每个可伸展引导端部件模块的第一连接器处与另一可伸展引导端部件模块在另一可伸展引导端部件模块的第二连接器处接合，使得可伸展引导端部件系统沿着共用的纵向轴线延伸以形成可以供开采的材料通过的一排可伸展引导端部件模块。
20.在具有单个可伸展引导端部件模块的一些形式中，可伸展引导端部件系统还包括带式传送机系统，该带式传送机系统连接至可伸展引导端部件模块的第二连接器。在具有一系列可伸展引导端部件模块的另一形式中，可伸展引导端部件系统还包括带式传送机系统，该带式传送机系统在一系列连接的可伸展引导端部件模块的与移动式引导端部件相反的端部处连接至一系列中的可伸展引导端部件模块的第二连接器。
21.本文中还公开了一种在移动式引导端部件前进了引导端部件距离时操作上述可伸展引导端部件系统的方法。该方法包括：使用引导端部件传感器检测引导端部件距离；确定模块距离，该模块距离是每个模块为反映引导端部件距离的总缩回距离而应缩回的距离；以及使模块长度调节器缩回用于每个模块的模块距离。
22.在一些形式中，引导端部件控制器和/或模块控制器确定模块距离。优选地，模块控制器然后通过模块距离指导模块长度调节器的缩回。替代性地，引导端部件控制器通过模块距离指导模块长度调节器的缩回。
23.在一些形式中，用于每个模块的模块距离是在零与引导端部件距离之间的距离。优选地，用于每个模块的模块距离是引导端部件距离除以模块的数量。
24.在一些形式中，操作可伸展引导端部件系统的方法还包括步骤：对用于每个模块的长度可调节框架的长度进行检测，通过将长度可调节框架的长度与在将模块长度调节器缩回模块距离之前的长度可调节框架的长度进行比较来判定长度可调节框架是否已经缩回模块距离，并且如果长度可调节框架尚未缩回模块距离，则进一步缩回用于该模块的模块长度调节器。
25.在一些形式中，该方法还包括初始步骤：对接纳部分在引导端部件的本体上的位置进行检测；将接纳部分的位置与预定的最大允许位置进行比较；并且如果接纳部分处于预定的最大允许位置，则使移动式引导端部件沿向外方向移动引导端部件距离。
附图说明
26.现在将参照以下附图对本公开的各种实施方式/方面进行描述，在附图中，
27.图1是根据本发明的优选实施方式的可伸展引导端部件模块的图，其示出了处于完全缩回位置的可伸展引导端部件模块。
28.图2是图1的可伸展引导端部件模块的图，其示出了处于完全伸展位置的可伸展引导模块。
29.图3是一系列连接的可伸展引导端部件模块的图。
30.图4是根据本发明的优选实施方式的引导端部件的图。
31.图5是可伸展引导端部件系统的图。
32.图6是包括可伸展引导端部件系统和基部分段装载机的一部分以及固定的带式传送机的传送机系统的一部分的图。
具体实施方式
33.在该说明书中，“向内”是指最接近采矿现场和作业前端部的方向，以及“向外”是指最远离采矿现场和作业后端部的方向。
34.现在将参照图1至图5对根据本公开的可伸展引导端部件进行描述。
35.如图1和图2中所示的是一种可伸展引导端部件模块1。可伸展引导端部件模块1包括框架，该框架由位于框架的内端部处的第一端部结构2和位于框架的外端部处的第二端部结构3构成，第一端部结构2和第二端部结构3通过一个或更多个可伸缩结构4连接。可伸展引导端部件模块1具有两个可伸缩结构，并且这些结构中的每个结构是由许多尺寸减小的子结构构成的伸缩式结构，使得每个结构能够嵌套(例如，坐置、支承)在先前的子结构内。沿着可伸展引导端部件模块1的上部长度的是框架的输送部分，在详细的实施方式中，该输送部分包括传送机支承件5以及在使用中位于传送机支承件5上的环形传送带(传送带未示出)。在使用中，输送部分将所开采的材料从框架的内端部输送至框架的外端部。
36.可伸展引导端部件模块1还包括长度调节器，该长度调节器在详细的实施方式中被示出为液压致动器(气缸)6。在详细的实施方式中，可伸展引导端部件模块1包括两个液压气缸6，这两个液压气缸6各自位于第一端部结构2与第二端部结构3之间。液压致动器6以及在液压致动器6与结构4之间的连接构造成使得当致动器6缩回或伸展时，致动器6具有使可伸缩结构4缩回或伸展相同的量的效果。
37.可伸展引导端部件模块1还包括一个或更多个传感器，该一个或更多个传感器在详细的实施方式中被示出为簧片杆7。在详细的实施方式中，具有两个簧片杆7，并且两个簧片杆7各自位于第一端部结构2与第二端部结构3之间。每个簧片杆7由两部分构成，其中，第二部分具有减小的尺寸，使得第二部分可以嵌套在第一部分内。簧片杆7内的传感器允许传感器确定簧片杆7的长度，并且因此确定可伸缩结构4的当前长度。
38.可伸展引导端部件模块1还包括模块控制器8。模块控制器8与液压气缸6和簧片杆7两者无线通信。在图1和图2中所示的详细实施方式中，模块控制器8位于可伸展引导端部件模块1上，但是模块控制器8也可以与可伸展引导端部件模块1分开地定位。一个或两个簧片杆7向模块控制器8提供用以确定可伸缩结构4的长度的信息。然后，模块控制器8将来自簧片杆7的信息与可伸缩结构的所需长度进行比较，并且向液压气缸6输出指令(即缩回或伸展)。
39.在第一端部结构2的内端部上的是第一连接器9，第一连接器9构造成与移动式引导端部件10(参见图5)或另一可伸展引导端部件模块1(参见图3)上的对应连接器接合。在第二端部结构3的外端部上的是第二连接器。第二连接器构造成与固定的带式传送机12(参见图6)或另一可伸展引导端部件模块1接合。以这种方式，多个可伸展引导端部件模块1能够连接至彼此以形成一系列的可伸展引导端部件模块1，一系列的可伸展引导端部件模块1在移动式引导端部件10的外端部与固定的带式传送机12的内端部之间延伸(参见图6)。例如，在图3中所示的详细实施方式中，一系列的可伸展引导端部件模块1包括四个可伸展引导端部件模块1。可伸展引导端部件模块1经由销连接安装装置连接至彼此、连接至移动式
引导端部件10并连接至带式传送机12。
40.可伸展引导端部件模块1还包括位于第二端部结构3的任一侧部上的可伸展支腿13。可伸展支腿13还包括稳定元件，该稳定元件在详细的实施方式中被示出为液压致动器(气缸)14，液压致动器(气缸)14能够操作成使可伸展支腿伸展以及缩回。每个可伸展支腿13还包括呈簧片杆(未示出)和测斜仪(未示出)形式的电子传感器。
41.簧片杆检测可伸展支腿13的长度，并将该信息提供给模块控制器8。然后，模块控制器8将来自簧片杆的信息与可伸展支腿13的当前所需长度进行比较，并且根据需要指导液压气缸14的缩回或伸展。
42.测斜仪检测可伸展支腿13相对于地面的角度，并将该角度信息提供给模块控制器8。模块控制器8使用该角度信息判定可伸展引导端部件模块1是否水平。通过确保可伸展引导端部件模块1是水平的，可以确保所开采的材料沿着输送部分5的有效输送。
43.可伸展引导端部件系统中的移动式引导端部件10具有本体11，本体11在本体的内端部处具有接纳部分18，接纳部分18在使用中从基部分段装载机22接纳开采的材料，基部分段装载机22位于移动式引导端部件10的接纳部分18上方。接纳部分18能够通过枢转台19在本体11上滑动，这允许接纳部分18相对于本体11定位在多个不同的位置处。通过沿着本体11滑动的方式，接纳部分18可以在基部分段装载机22前进一次或更多次时定位成从基部分段装载机22接纳开采的材料，而不必每次基部分段装载机22前进就使移动式引导端部件10移动。在移动式引导端部件10的外端部处的是连接器20，连接器20能够与可伸展引导端部件模块1的第一连接器9接合。沿着移动式引导端部件10的上部长度从内端部延伸至外端部的是传输部分，该传输部分在详细的实施方式中包括清管槽21。在使用中，接纳部分18位于基部分段装载机22(参见图6)的下方并从基部分段装载机22接纳开采的材料。然后开采的材料经由清管槽21转移至移动式引导端部件10的外端部，以便输送到连接的可伸展引导端部件模块1上。
44.在详细的实施方式中，移动式引导端部件10具有类似于这些可伸展引导端部件模块1的可伸展支腿23。可伸展支腿23位于连接器20的任一侧部上，并且可伸展支腿23包括：稳定元件，该稳定元件以液压致动器(气缸)24的形式示出，液压致动器(气缸)24构造成使可伸展支腿23伸展以及缩回；以及呈簧片杆和测斜仪形式的电子传感器。
45.簧片杆25检测可伸展支腿23的长度，并将该信息提供给引导端部件控制器27。然后，引导端部件控制器27将来自簧片杆25的信息与可伸展支腿23的当前所需长度进行比较，并根据需要引导液压气缸24的缩回或伸展。
46.测斜仪检测可伸展支腿23相对于地面的角度，并将该信息提供给引导端部件控制器27，其中，引导端部件控制器27使用该信息判定移动式引导端部件10是否水平。
47.在图1和图2中所示的详细实施方式中，引导端部件控制器27位于移动式引导端部件10上，但是引导端部件控制器27也可以与可伸展移动式引导端部件10分开地定位。在任一实施方式中，引导端部件控制器以无线的方式连接至簧片杆25、测斜仪以及液压气缸24。
48.在详细的实施方式中，移动式引导端部件10还包括：长度调节器，该长度调节器被示出为液压致动器(气缸)28；以及呈簧片杆形式的电子引导端部件传感器。引导端部件控制器27也以无线的方式连接至液压气缸28和簧片杆29。
49.接纳部分18具有相对于本体11的最大允许位置和最小允许位置，最大允许位置和
最小允许位置中的每个允许位置都是预定位置。在最小允许位置处，接纳部分18将朝向本体11的内端部定位。在最大允许位置处，接纳部分18将朝向本体11的外端部定位。
50.在可伸展引导端部件系统的操作开始时，移动式引导端部件10将定位成使得接纳部分18处于接纳部分18的最小允许位置。
51.长壁的每次剪切将导致基部分段装载机22在移动式引导端部件10上前进一距离。在通常的操作中，该距离大约为一米。接纳部分18在枢转台19上沿着本体11的运动由簧片杆29记录。来自簧片杆29的信息被发送至引导端部件控制器27，引导端部件控制器27将对该信息与接纳部分18的预定的最大允许位置和最小允许位置进行比较。如果接纳部分18不处于最大允许位置，则移动式引导端部件10将保持在原位置。如果接纳部分18处于最大允许位置，则移动式引导端部件将远离基部分段装载机22前进预定距离，该预定距离被称为引导端部件距离，并且接纳部分18返回至接纳部分18的最小允许距离。该运动通过以下进行：液压气缸24伸展以使移动式引导端部件10的外端部沿向外方向向前前进，然后缩回以使移动式引导端部件10的内端部沿向外方向向前前进。
52.在详细的实施方式中，接纳部分18的最小允许位置与最大允许位置之间的距离是长壁的两次剪切(大约2米)，并且引导端部件距离也是长壁的两次剪切的距离。
53.当移动式引导端部件10前进了引导端部件距离时，可伸展引导端部件模块需要缩回对应的量，因为可伸展引导端部件模块在可伸展引导端部件模块的外端部处连接至固定的带式传送机。
54.当引导端部件控制器27确定引导端部件需要前进引导端部件距离时，引导端部件控制器27还将确定可伸展引导端部件模块1需要前进的距离(被称为模块距离)。然后，引导端部件控制器27将经由模块控制器8引导液压气缸6以缩回模块距离，其中，簧片杆7确保液压气缸6缩回适当的距离同时引导移动式引导端部件10前进。在替代性实施方式中，引导端部件控制器27可以在不需要模块控制器8的情况下引导液压气缸6的运动并接纳来自簧片杆7的信息。
55.在具有单个可伸展引导端部件模块1的情况下，模块距离将与引导端部件距离相同。在具有一系列可伸展引导端部件模块1(如在详细的实施方式中)，用于每个可伸展引导端部件模块1的模块距离将是在零与引导端部件距离之间的距离，其中，用于每个可伸展引导端部件模块的模块距离总和等于引导端部件距离。
56.在一个实施方式中，对于移动式引导端部件10的任何给定运动，仅一个可伸展引导端部件模块1将缩回。在该实施方式中，用于一个可伸展引导端部件模块1的模块距离将是引导端部件距离，并且用于其余的可伸展引导端部件模块1的模块距离将为零。
57.在另一实施方式中，对于移动式引导端部件10的任何给定运动，可伸展引导端部件模块中的每个可伸展引导端部件模块将缩回相等的距离。在该实施方式中，用于每个可伸展引导端部件模块1的模块距离将是引导端部件距离除以可伸展引导端部件模块的数量。
58.移动式引导端部件10的运动和可伸展引导端部件模块1的缩回的循环将继续，直到一个或更多个可伸展引导端部件模块1处于完全缩回位置为止，如图1中所示。然后，移动式引导端部件10将向前推动完全缩回的可伸展引导端部件模块1，直到在不移除固定的带式传送机12的一部分的情况下无法进行进一步的运动为止。在优选实施方式中，最靠近带
式传送机12的可伸展引导端部件模块的外端部将具有限位开关30，限位开关30能够与固定的带式传送机12接合。当限位开关与固定的带式传送机12接合时，限位开关30向引导端部件控制器27发送信号，该引导端部件控制器27确定移动式引导端部件不能进一步行进，并且限位开关30向液压气缸28发送用以立即停止移动式引导端部件10进一步前进的信号。
59.一旦移动式引导端部件10的前进停止，固定的带式传送机12的一部分将被移除，优选地，该部分等于可伸展引导端部件模块的总长度。然后，可伸展引导端部件模块将伸展成使得最向外的可伸展引导端部件模块与固定的带式传送机12的内端部相遇并能够接合。然后，可伸展引导端部件模块与固定的带式传送机12连接。
60.当可伸展引导端部件模块到达可伸展引导端部件模块的完全伸展位置(如图2中所示)或以其他方式桥接可伸展引导端部件系统的外端部与固定的带式传送机之间的间隙时，来自簧片杆15和测斜仪16的信息将由模块控制器8用来确定可伸展支腿13的适当长度，并且使液压气缸14相应地伸展或缩回。然后，将重新开始移动式引导端部件10的前进过程和可伸展引导端部件模块1的缩回过程。
61.通过使用可伸展引导端部件系统，停机以移除固定的带式传送机的一部分之间的时间根据每个可伸展引导端部件模块的长度以及使用的可伸展引导端部件模块的数量从每4小时至5小时大大增加至增加的许多小时。长壁开采过程中在一天和一周内减少的停机时间意味着可以开采更多的材料，收入随之增加。
62.如该说明书和权利要求书中所使用的词语“包括”和词语“包括”的各形式并不限制所要求保护的发明排除任何变型或附加物。
63.对本发明的修改和改进对于本领域的技术人员将是明显的。这种修改和改进意在落入本发明的范围内。