BR122020010678B1 - Máquina mineradora, cabeça de corte para máquina mineradora, método de remoção de material de uma parede de rocha, e método de controle de máquina mineradora - Google Patents

Abstract

máquina mineradora, cabeça de corte para máquina mineradora, método de remoção de material de uma parede de rocha, e método de controle de máquina mineradora. a presente invenção trata de máquina mineradora que compreende um quadro para sustentar a máquina, uma lança que inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, uma cabeça de corte que inclui e uma broca de corte, em que o primeiro membro inclui uma primeira extremidade acoplada à alça e uma segunda extremidade e a broca de corte é acoplada ao primeiro membro, e um membro de acoplamento que sustenta o primeiro membro sobre a segunda extremidade da lança para facilitar a oscilação da cabeça de corte com relação à lança. também trata a presente invenção de uma cabeça de corte para máquina mineradora, em que a máquina mineradora inclui um quadro e uma lança acoplada de maneira móvel ao quadro, em que a cabeça de corte compreende um primeiro membro, uma broca de corte acoplada ao primeiro membro, um condutor de fluido, e uma série de bocais. além disso a presente invenção trata do método de remoção de material de uma parede de rocha e do método de controle da máquina mineradora.

Description

Antecedentes da Invenção

[001] A presente invenção trata de máquinas mineradoras subterrâneas e, em particular, a uma cabeça de corte para uma máquina mineradora subterrânea.

[002] Um minerador contínuo de rocha dura inclui uma cabeça de corte com um disco de corte oscilante. O disco de corte oscilante transmite todas as forças dinâmicas de corte através dos suportes e a vida dos suportes é limitada devido às altas cargas e alta velocidade dos discos de corte. Além disso, os discos oscilantes necessitam de grandes extensões de vedação facial na área de corte primário, enquanto os discos oscilantes oscilam em frequências normalmente de cerca de 50 Hz. É difícil vedar uma área grande com alta velocidade de superfície e isso é ainda mais complicado devido ao fato de que a operação de corte gera grande quantidade de partículas de rocha altamente abrasivas. A combinação de ambiente contaminado e alta velocidade de superfície acelera o desgaste sobre as vedações e reduz o tempo de vida útil das vedações. Além disso, as deficiências das vedações e dos suportes altamente carregados podem se combinar para aumentar ainda mais a manutenção e a substituição do conjunto de disco de corte. Esses fatores também limitam a frequência e a excentricidade de oscilação dos discos de corte, de forma a limitar a energia total disponível para corte da rocha.

[003] Além disso, sistemas de disco de corte oscilantes normalmente não possuem meio de monitoramento direto do comportamento do cortador de disco na superfície de corte. Como resultado, é difícil detectar mudanças das condições de corte (por exemplo, quando a dureza da rocha muda). Portanto, o operador é incapaz de controlar o cortador de disco de forma a otimizar o desempenho do corte.

Descrição Resumida da Invenção

[004] Em alguns aspectos, a presente invenção fornece uma cabeça de corte para uma máquina mineradora que inclui um quadro e uma lança acoplada de maneira móvel ao quadro. A cabeça de corte inclui um primeiro membro, uma broca de corte e um segundo membro. O primeiro membro inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e inclui uma primeira massa. A broca de corte é acoplada ao primeiro membro próximo à segunda extremidade e inclui uma borda de corte. O segundo membro é giratório em volta de um eixo e inclui uma segunda massa posicionada excentricamente com relação ao eixo. A segunda massa e a primeira massa definem ao menos parcialmente um centro de massa combinado. A rotação da segunda massa faz com que o primeiro membro e a broca de corte oscilem sobre o centro de massa combinado ao longo de um caminho fechado.

[005] Em outros aspectos, a presente invenção fornece uma máquina mineradora que inclui um quadro para sustentar a máquina sobre uma superfície de suporte, uma lança e uma cabeça de corte. A lança inclui uma primeira extremidade acoplada ao quadro e uma segunda extremidade posicionada longe do quadro. A cabeça de corte é uma cabeça de corte acoplada à segunda extremidade da lança, a cabeça de corte inclui um primeiro membro, uma broca de corte e um segundo membro. O primeiro membro define uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e inclui uma primeira massa e um membro de acoplamento que sustenta a primeira massa sobre a segunda extremidade da lança. A broca de corte é acoplada ao primeiro membro próximo da segunda extremidade e inclui uma borda de corte. O primeiro membro e a broca de corte definem ao menos parcialmente um primeiro centro de massa. O segundo membro é giratório em volta de um eixo e inclui uma segunda massa posicionada excentricamente com relação ao eixo. A segunda massa define um segundo centro de massa. O primeiro centro de massa e o segundo centro de massa definem um centro de massa combinado. A rotação da segunda massa em volta do eixo faz com que o primeiro membro e a broca de corte oscilem sobre o centro de massa combinado ao longo de um caminho fechado.

[006] Em ainda outros aspectos, a presente invenção fornece uma máquina mineradora que inclui um quadro para sustentar a máquina sobre uma superfície de suporte, uma lança, uma cabeça de corte e um membro de acoplamento. A lança inclui uma primeira extremidade acoplada ao quadro e uma segunda extremidade posicionada longe do quadro; a segunda extremidade inclui uma alça. A cabeça de corte inclui um primeiro membro e uma broca de corte. O primeiro membro inclui uma primeira extremidade acoplada à alça e uma segunda extremidade. A broca de corte é acoplada ao primeiro membro próximo à segunda extremidade. O membro de acoplamento sustenta o primeiro membro sobre a segunda extremidade da lança para facilitar a oscilação da cabeça de corte com relação à lança.

[007] Em ainda outros aspectos, a presente invenção fornece uma cabeça de corte para uma máquina de mineração que inclui um quadro e uma lança acoplada de maneira móvel ao quadro. A cabeça de corte inclui um primeiro membro, uma broca de corte, um condutor de fluido e uma série de bocais. O primeiro membro inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo móvel em relação à segunda extremidade. A broca de corte é acoplada ao primeiro membro próximo à segunda extremidade. O condutor de fluido estende-se através do primeiro membro e é configurado para ficar em comunicação fluida com uma fonte de fluido. Os bocais são posicionados sobre a borda de corte e ficam em comunicação fluida com o condutor de fluido.

[008] Em ainda outros aspectos, a presente invenção fornece um método de remoção de material de uma parede de rocha. O método inclui a movimentação de uma borda de corte através da parede de rocha para criar uma primeira abertura na parede de rocha; movimentação da borda de corte através da parede de rocha para criar uma segunda abertura na parede de rocha, em que a segunda abertura é separada da primeira abertura por uma porção não cortada e a porção não cortada define uma superfície base fixada à parede; corte de um entalhe na superfície base da porção não cortada; e aplicação de uma força sobre a porção não cortada para quebrar a porção não cortada para longe da parede.

[009] Em ainda outros aspectos, a presente invenção fornece um método de controle de uma máquina mineradora. O método inclui a detecção de um valor de um indicador da eficiência de corte de uma cabeça de corte; comparação do valor detectado com um valor desejado; modificação de um parâmetro de operação em uma primeira direção de um valor inicial para um segundo valor; detecção da mudança no indicador da eficiência de corte; e, quando a mudança no indicador da eficiência de corte representar melhora, modificação adicional do parâmetro de operação na primeira direção para um terceiro valor.

[0010] Em ainda outros aspectos, a presente invenção fornece um método de controle de uma máquina mineradora. O método inclui a detecção de um primeiro valor de um indicador de eficiência de corte de um primeiro cortador; detecção de um segundo valor de um indicador de eficiência de corte de um segundo cortador; comparação do primeiro valor com o segundo valor para detectar se o primeiro valor é menor que o segundo valor; e, quando o primeiro valor for menor que o segundo valor, modificação de um parâmetro de operação do segundo cortador para que o segundo valor se iguale ao primeiro valor.

[0011] Outros aspectos da presente invenção tornar-se-ão evidentes por meio de consideração da descrição detalhada e dos desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0012] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina mineradora que se encaixa em uma parede de mina.

[0013] A Figura 2 é uma vista frontal em perspectiva da máquina mineradora da Figura 1.

[0014] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte.

[0015] A Figura 3A é uma vista lateral em perspectiva da cabeça de corte da Figura 3.

[0016] A Figura 4 é uma vista frontal em perspectiva de todos os componentes da cabeça de corte da Figura 3.

[0017] A Figura 5 é uma vista posterior em perspectiva de todos os componentes da cabeça de corte da Figura 3.

[0018] A Figura 6 é uma vista em corte da cabeça de corte da Figura 3 tomada ao longo da linha 6-6.

[0019] A Figura 7 é uma vista lateral de uma cabeça de corte que se encaixa em uma parede de mina.

[0020] A Figura 8 é uma vista lateral ampliada de uma cabeça de corte que se encaixa em uma parede de mina.

[0021] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte de acordo com outra realização.

[0022] A Figura 9A é uma vista lateral em perspectiva da cabeça de corte da Figura 9.

[0023] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de todos os componentes de uma cabeça de corte de acordo com outra realização.

[0024] A Figura 11 é uma vista em corte da cabeça de corte da Figura 10 tomada ao longo da linha 11-11.

[0025] A Figura 12 é uma vista em corte de uma cabeça de corte de acordo com outra realização.

[0026] A Figura 13 é uma vista em corte da cabeça de corte da Figura 12 mostrando um caminho de fluxo de fluido.

[0027] A Figura 14 é uma vista em perspectiva de uma broca de corte.

[0028] Antes que qualquer realização da presente invenção seja explicada em detalhe, deve ser compreendido que a presente invenção não é limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e à disposição dos componentes estabelecidos na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos a seguir. A presente invenção é capaz de outras realizações e de ser praticada ou realizada de várias maneiras. Além disso, deve ser compreendido que a fraseologia e a terminologia aqui utilizadas têm como objetivo descrever e não deverão ser consideradas limitadoras. O uso de “inclui”, “compreende” ou “possui” e suas variações neste documento destina-se a englobar os itens relacionados a seguir e seus equivalentes, bem como itens adicionais. Os termos “montado”, “conectado” e “acoplado” são utilizados amplamente e englobam montagem, conexão e acoplamento diretos e indiretos. Além disso, “conectado” e “acoplado” não são restritos à conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos e podem incluir conexões ou acoplamentos elétricos ou hidráulicos, diretos ou indiretos. Além disso, comunicações eletrônicas e notificações podem ser realizadas com a utilização de qualquer meio conhecido e incluem conexões diretas, conexões sem fio, etc.

Descrição Detalhada da Invenção

[0029] Como mostrado nas Figuras 1 e 2, uma máquina mineradora (10) inclui um quadro (14), uma lança (18) e uma cabeça de corte (22) sustentada sobre a lança (18) para encaixe em uma parede de mina (26). O quadro (14) inclui pistas (30) para mover o quadro (14) sobre uma superfície de suporte ou piso de mina (não mostrado). O quadro (14) inclui ainda uma cabeça de recolhimento (32) posicionada ao lado do piso de mina, próximo à cabeça de corte (22). A cabeça de recolhimento (32) inclui uma plataforma (34) e dedos giratórios (38) que enviam material cortado para um transportador (não mostrado). O quadro (14) também inclui um par de braços (42) acoplados de forma articulada ao quadro (14). Os braços (42) podem ser estendidos para uma posição frontal à cabeça de recolhimento (32) para direcionar o material cortado para a plataforma (34).

[0030] A lança (18) é acoplada de forma articulada ao quadro (14) em uma extremidade e a operação de um ou mais primeiros acionadores (46) gira, estende e retrai a lança (18) com relação ao quadro (14). Na realização ilustrada, os primeiros acionadores (46) são cilindros hidráulicos. Além disso, na realização ilustrada, a lança (18) sustenta de forma articulada a cabeça de corte (22) sobre uma extremidade da lança (18) oposta ao quadro (14). Um segundo acionador (50) (Figura 2) articula a cabeça de corte (22) com relação à lança (18). A cabeça de corte (22) é posicionada de maneira que a cabeça de corte (22) se encaixe na parede de mina (26) com força controlada. A operação dos primeiros acionadores (46) move a lança (18) com relação ao quadro (14), de forma a mover a cabeça de corte (22) sobre a parede de mina (26) para produzir um perfil de corte desejado. O ângulo entre a cabeça de corte (22) e a lança (18) é monitorado continuamente. Dados de sensor para o ângulo são fornecidos para um sistema de controle para controlar a posição da lança (18). A velocidade de movimento da lança (18) pode ser ajustada para igualar a velocidade de escavação ou a energia fornecida para a parede de mina (26).

[0031] Como ilustrado na Figura 3, um membro de acoplamento ou alça de montagem (58) sustenta a cabeça de corte (22) para movimento articulado com relação à lança (18) (Figura 2). Na realização da Figura 3, a cabeça de corte (22) inclui uma primeira extremidade (62), uma segunda extremidade (66) e uma placa de suporte (70) próxima à primeira extremidade (62). Na realização ilustrada, a cabeça de corte (22) inclui um membro de acoplamento ou braço (60) para sustentar a cabeça de corte (22) sobre a alça de montagem (58). Diversos pinos (74) são posicionados em volta do perímetro da placa de suporte (70) e estendem- se através da placa de suporte (70) e do braço (60). Cada pino (74) sustenta uma mola (78), que reage às forças exercidas sobre a cabeça de corte (22) pela parede de mina (26). As molas (78) também isolam a lança (18) contra a transmissão de forças de vibração da cabeça de corte (22). Em algumas realizações, cada pino (74) também sustenta um amortecedor. Com referência à Figura 3A, a geometria e a massa da cabeça de corte (22) definem um centro de massa combinado (80) que é geralmente posicionado entre a primeira extremidade (62) e a broca de corte (86). O tamanho, a forma e a densidade dos componentes da cabeça de corte (22) podem ser modificados para ajustar a posição do centro de massa (80) com relação à broca de corte (86).

[0032] Em outras realizações, um tipo diferente de cabeça de corte (que inclui uma cabeça de corte com um cortador de disco oscilante convencional) pode ser acoplado ao braço (60) pelos pinos (74) e molas (78). Em ainda outras realizações, uma mola de placa ou articulação é acoplada entre a placa de suporte (70) e a lança (18). A mola de placa é feita de um material resistente contra fatiga, como um composto de fibra de carbono. A mola de placa elimina a necessidade de articulações mecânicas e reduz o desgaste do acoplamento, de forma a aumentar a vida útil.

[0033] A cabeça de corte (22) é ilustrada nas Figuras 4-6. A cabeça de corte (22) inclui uma broca de corte (86) próxima à segunda extremidade (66), um primeiro membro ou inercial (90) acoplado à broca de corte (86) e um segundo membro ou excitador (94). Na realização ilustrada, a broca de corte (86) é formada como um anel ou disco que é fixado ao membro inercial (90) para mover-se com o membro inercial (90). A broca de corte (86) inclui uma borda de corte (88) (Figura 6). A cabeça de corte (22) inclui ainda um primeiro motor (102), um segundo motor (106), uma placa de giro ou rolamento (110) acoplado ao membro inercial (90) e uma placa de suporte (114) para sustentar o primeiro motor (102) e o segundo motor (106). O rolamento de giro (110) inclui uma engrenagem de anel (118) que é conduzida pelo segundo motor (106). Como melhor ilustrado na Figura 6, o primeiro motor (102) conduz uma primeira haste (126) (Figura 6) para girar o membro excitador (94) sobre um eixo de rotação (98). Em uma realização, o segundo motor (106) gira a engrenagem de anel (118) e o membro inercial (90) sobre o eixo (98).

[0034] Na realização das Figuras 4-6, o membro inercial (90) possui forma frustocônica e afiladores na direção da primeira extremidade (62) para a segunda extremidade (66). Mais especificamente, o membro inercial (90) inclui um corpo principal (130), um abrigo (134) posicionado próximo de uma extremidade estreita do corpo principal (130) e uma manga (138) que é posicionada no interior do corpo (130) e é acoplada ao abrigo (134). O abrigo (134) sustenta a broca de corte (86) perto da segunda extremidade (66) da cabeça de corte (22). Em outras realizações, o membro inercial (90) pode ter outra construção.

[0035] A forma afilada fornece espaço para que a broca de corte (86) se encaixe na parede de mina (26) enquanto ainda permite que a lança (18) posicione a cabeça de corte (22) e produza perfil de corte ideal. A posição e o formato do membro inercial (90) são fatores de projeto inter-relacionados e a forma afilada permite que uma quantidade mínima de massa forneça massa “equivalente” relativamente alta ou momento de inércia. Além disso, a forma afilada facilita o corte ao longo de curvas apertadas e a realização de mineração de corte e quebra, como a seguir descrito com mais detalhes. Compreende-se que a cabeça de corte (22) poderá ser utilizada para cortar uma parede de mina de acordo com outros métodos (ou seja, a cabeça de corte (22) não é limitada a métodos de mineração de corte e quebra). De forma geral, o formato afilado fornece uma cabeça de corte versátil (22) que permite uma série de perfis de corte enquanto posiciona o membro inercial (90) o mais perto possível da broca de corte (86) para aumentar a eficiência da operação de corte.

[0036] Em outras realizações, o membro inercial (90) pode ter forma ou posição diferente, dependendo das dimensões do túnel, da geometria da lança e da massa efetiva ideal. O membro inercial (90) pode incluir outras configurações, como massa suspensa giratória (142) (ilustrada na Figura 2), que permite espaço no processo de corte, ou massa em forma de placa.

[0037] Com referência à Figura 6, o membro excitador (94) é posicionado dentro do corpo (130) e particularmente dentro da manga (138) do membro inercial (90). O membro excitador (94) é sustentado para rotação com relação ao membro inercial (90) por rolamentos de alta velocidade (144). O membro excitador (94) é alongado e acoplado à primeira haste (126) para rotação em volta do eixo de rotação (98). O membro excitador (94) é excêntrico sem contato e inclui pelo menos um lóbulo (134) que é posicionado excentricamente com relação ao eixo de rotação (98).

[0038] O membro excitador (94) é girado pelo primeiro motor (102) e a rotação do membro excitador (94) “excita” o membro inercial (90) e a broca de corte conectada (86) e induz oscilação desejada no membro inercial (90) e na broca de corte (86). Como ilustrado na Figura 3A, o membro inercial (90) define um primeiro centro de massa (132) que oscila ou orbita em volta do centro de massa combinado (80) em um primeiro raio efetivo. O membro excitador (94) define um segundo centro de massa (136) que oscila ou orbita sobre o centro de massa combinado (80) em um segundo raio efetivo. Como ilustrado, o movimento do membro excitador (94) faz com que o segundo centro de massa (136) orbite em volta do centro de massa combinado (80), de forma a fazer com que o primeiro centro de massa (132) orbite em volta do centro de massa combinado (80). Na realização ilustrada, o segundo centro de massa (136) possui raio efetivo maior que o primeiro centro de massa (132). A cabeça de corte (22) move-se em movimento circular sobre um ponto (140). Em outras palavras, uma linha de referência (146) que se estende entre a broca de corte (86) e o ponto (140) traça uma forma cônica à medida que o primeiro centro de massa (132) oscila e a broca de corte (86) move-se em um caminho fechado (148) com dimensão que é proporcional à excentricidade do movimento oscilatório induzido sobre o membro inercial (90). Na realização ilustrada, o caminho (148) é circular. A linha de referência (146) define um raio da broca de corte (86) a partir do ponto (140) e o ponto (140) define o ápice da forma cônica, enquanto a broca de corte (86) se move ao longo da base da forma cônica.

[0039] Mais especificamente, a dimensão do caminho (148) é proporcional à massa do membro excitador (94) e à excentricidade (ou seja, compensação axial) do membro excitador (94). A dimensão também é inversamente proporcional à massa do membro inercial (90). Por exemplo, em uma realização, o membro inercial (90) possui massa efetiva de 1000 kg no cortador, enquanto o membro excitador (94) possui massa excêntrica efetiva de 40 kg no cortador e excentricidade (ou seja, amplitude de oscilação excêntrica) de 50 mm. A oscilação resultante do membro inercial (90) é proporcional ao produto da massa e excentricidade do membro excitador (94) dividido pela massa do membro inercial (90); portanto, a excitação faz com que o membro inercial de 1000 kg oscile ou vibre com amplitude de ± 2 mm (ou seja, o raio do caminho (148) da broca de corte (86) é de 2 mm). Em outras realizações, as massas relativas do membro inercial (90) e do membro excitador (94), bem como a excentricidade do membro excitador (94), podem ser modificadas para produzir reação de oscilação desejada no membro inercial (90).

[0040] Quando a broca de corte (86) entra em contato com a parede de mina, a parede exerce força de reação sobre a broca de corte (86) que resiste ao movimento de oscilação do membro inercial (90). Para compensar, a força de alimentação é exercida sobre a cabeça de corte (22) pela lança (18) para conduzir a broca de corte (86) para a parede. A oscilação do membro inercial (90) e do membro excitador (94) é controlada para que o membro inercial (90) possua velocidade máxima na direção do corte quando a broca de corte (86) encaixar-se na parede de mina.

[0041] A cabeça de corte (22) mantém juntos diretamente o membro inercial (90) e a broca de corte (84). Ao contrário de cortadores de disco oscilantes convencionais, nos quais todas as forças dinâmicas de corte são transmitidas a partir de uma broca de corte e através de uma disposição de suporte para uma massa inercial, a cabeça de corte (22) fornece conexão direta entre a broca de corte (86) e o membro inercial (90). Esta conexão direta permite que o membro inercial (90) absorva quantidade significativa da força dinâmica de corte antes da carga ser transmitida para os rolamentos (110, 144) e assim reduz a carga sobre os rolamentos (110, 144). Em uma realização, o rolamento em alta velocidade (144) é submetido a cerca de 5% do total de forças dinâmicas de corte. Os rolamentos (110, 144) também são vedados com relação à zona de corte de rocha. Além disso, a cabeça de corte (22) elimina vedações dinâmicas na zona de corte de rocha primária que opera em alta velocidade ao longo de grandes áreas. Como resultado, é possível aumentar a frequência e a excentricidade da cabeça de corte (22), aumentando ainda a vida útil da cabeça de corte (22). Portanto, a cabeça de corte (22) aumenta a eficiência da operação de corte. A frequência e excentricidade aumentadas permitem que a broca de corte (86) exerça energia mais dinâmica sobre a parede para quebrar a rocha sem necessidade de componentes cortadores maiores.

[0042] Em uma realização, a frequência (ou seja, a velocidade de rotação) e a massa do membro inercial (90), bem como a força de alimentação fornecida pela lança (18), são geralmente idênticas àquelas de um cortador de disco oscilante convencional, mas a massa e o raio excêntrico do membro excitador (94) são aumentados. A excitação mais alta aumenta o trajeto do membro inercial (90) (ou seja, amplitude de oscilação) e resulta em energia de maior impacto para o processo de corte da rocha. Em uma realização, a energia de impacto é de três a quatro vezes maior que a energia de impacto fornecida por um cortador de disco oscilante convencional.

[0043] Alternativamente, uma cabeça de corte menor (22) pode ser utilizada para gerar as mesmas forças de corte de uma cabeça de corte convencional, o que oferece uma máquina de menor custo que pode acessar e operar em áreas fortemente restritas da mina subterrânea. Por exemplo, em uma realização, o membro inercial (90) é dimensionado com a mesma massa e oscila na mesma frequência de um cortador de disco oscilante convencional, mas requer apenas metade da força de alimentação (ou seja, a força externa aplicada à cabeça de corte pela lança (18)) para transmitir a mesma quantidade de energia para a rocha.

[0044] As Figuras 1, 7 e 8 ilustram um método de corte de rocha da parede de mina (26). Embora o método descrito abaixo se refira à cabeça de corte (22), compreende-se que o método pode ser realizado com uma cabeça de corte com formato ou configuração do cortador de disco diferentes, como um cortador de disco oscilante convencional. Em uma realização, o perímetro da parede de mina (26) é primeiramente cortado (ou seja, um corte de alívio da parede) para definir um perfil (150) (Figura 1) da parede de mina (26). O perfil (150) pode ser cortado por meio de diversas passagens da cabeça de corte (22) para aumentar a profundidade até um nível desejado, como a profundidade prática de corte máxima da cabeça de corte (22). Em uma realização, a profundidade do corte encontra-se na faixa de cerca de 200 mm a cerca de 400 mm. Após a formação do perfil (150), a cabeça de corte (22) corta em seguida diversas aberturas (154) na parede de mina (26) e deixa seções de rocha não cortadas (158) adjacentes às aberturas (154). Cortar as aberturas (154) pode exigir diversas passagens para cortar as aberturas (154) na profundidade desejada. Na realização ilustrada, as aberturas (154) são cortadas em direção geralmente horizontal. Em outras realizações, as aberturas (154) podem ser cortadas verticalmente ou em ângulo ao longo da parede de mina (26) para facilitar fraturas. Além disso, os termos “alto”, “elevado” e “altura”, da forma aqui utilizada para descrever esse método, geralmente se referem a uma dimensão vertical das aberturas (154) e das seções não cortadas (158), como ilustrado na realização das Figuras 1, 7 e 8. Embora a realização ilustrada nessas figuras exiba as aberturas (154) e seções não cortadas (158) em orientação substancialmente horizontal, compreende-se que as aberturas (154) e seções não cortadas (158) poderão ser formadas em orientação diferente e, neste caso, outros termos podem ser utilizados para designar a dimensão transversal dessas características.

[0045] À medida que a cabeça de corte (22) realiza uma passagem de corte final através de uma abertura (154) (por exemplo, à medida que a cabeça de corte (22) corta a abertura (154) até a profundidade desejada), as seções de rocha salientes (ou seja, não cortadas) (158) acima e abaixo da abertura (154) possuem corte inferior e superior, respectivamente, até a profundidade máxima permitida da broca de corte (86). Isso significa que uma base de cada lado da seção de rocha (158) é entalhada para criar uma linha de fratura adjacente à parede de mina (26) (Figura 7). As extremidades da seção de rocha saliente (158) são reduzidas de forma similar durante o corte do perímetro. Após a formação do entalhe inicial (160), a cabeça de corte (22) entra em contato com a seção de rocha saliente (158). A força exercida sobre a cabeça de corte (22) pela lança (18) e/ou a vibração do membro inercial (90) faz com que a seção de rocha saliente (158) quebre a parede (26). Alternativamente, a máquina mineradora (10) pode incluir um quebrador anexo (por exemplo, montado sobre uma lança separada da cabeça de corte) que é aplicado contra a seção de rocha (158) para quebrar a seção de rocha (158) ao longo da linha de fratura.

[0046] Ao contrário de métodos convencionais que precisam cortar virtualmente toda a rocha sobre a parede de mina (26), o método descrito acima permite ao operador cortar seletivamente a rocha de forma a maximizar o potencial de fratura da rocha e, subsequentemente, quebrar seções de rocha não cortadas (158). Dependendo do tipo de rocha, da presença de planos de corte e do tamanho da parede de mina (26), o método de “corte e quebra” descrito acima pode minerar a rocha de forma que a razão entre a quantidade de rocha que é quebrada da parede (26) e a quantidade de rocha que é cortada da parede (26) excede 1:1. Isso significa que o método requer corte de menos da metade da rocha que é removida da parede (26). O método reduz substancialmente o tempo de corte e o consumo de energia e também reduz o desgaste da broca de corte (86) e de outros componentes da cabeça de corte (22). Em algumas realizações, o método descrito acima mais que dobra a produtividade no desenvolvimento de abertura subterrânea, em comparação com processos de corte de rocha convencionais.

[0047] Em uma realização, a broca de corte (86) possui diâmetro de 400 mm e corta uma abertura (154) que possui nominalmente 400 mm de altura e 250 mm de profundidade, deixando seções de rocha salientes sem corte (158) que possuem 200 mm de altura e 250 mm de profundidade. A velocidade do cortador é de cerca de 100 mm por segundo e corta em profundidade de 50 mm por passagem. A parede de mina (26) possui geralmente cerca de 5 m de largura por 4,8 m de altura. As seções salientes (158) são quebradas da parede de mina (26) conforme descrito acima. O método de corte de acordo com essa realização requer o corte de pelo menos 25% menos rocha que os métodos de corte de rocha dura convencionais. Essa configuração (ou seja, diâmetro largo de broca de corte e seções mais estreitas de rocha sem corte (158)) pode ser particularmente útil para a mineração de rocha competente extremamente dura (ou seja, rocha na qual aberturas não suportadas podem ser cortadas).

[0048] Em outra realização, a broca de corte possui diâmetro de 250 mm e corta uma abertura (154) que possui nominalmente 250 mm de altura e 250 mm de profundidade, deixando seções de rocha salientes sem corte (158) que possuem geralmente 400 mm de altura e 250 mm de profundidade. As seções salientes (158) são então quebradas conforme descrito acima. O método de corte de acordo com a presente realização requer o corte de menos da metade da rocha que seria cortada com a utilização de métodos convencionais de corte de rocha dura. Essa configuração (ou seja, diâmetro mais estreito da broca de corte e seções de rocha sem corte relativamente amplas (158)) pode ser particularmente útil para minerar rocha dura com planos de corte e fraturas ou rocha que possui resistência média.

[0049] Ademais, o método de corte e quebra fornece cortes ou aberturas (154) que são separadas por seções de rocha sem corte (158), o que permite a uma máquina mineradora (10) incorporar cabeças de corte adicionais (22) suportadas sobre lanças (18) adicionais, e operar simultaneamente, o que efetivamente dobra a velocidade de corte. Além disso, cada uma das cabeças de corte (22) em uma disposição de cabeça de corte múltipla pode operar em direção à outra, o que efetivamente neutraliza a maioria das forças de lança induzidas por corte que são normalmente transmitidas através da máquina (10) e para o piso da mina ou massa de rocha circunvizinha. Além disso, uma realização que inclui duas cabeças de corte (22) suportadas sobre lanças separadas (18) pode transmitir forças muito maiores sobre as seções de rocha saliente (158) e assim aumentar a altura permissível da seção de rocha saliente (158) a ser quebrada. Cada lança (18) pode simultaneamente transmitir cargas de uma posição de corte inferior e corte superior. Ao manter separação entre os centros das lanças (18), as cabeças de corte (22) aplicam torque à rocha além de exercer força direta e ação de corte dinâmico.

[0050] A Figura 9 ilustra outra realização, na qual a cabeça de corte (22) inclui um braço (60) acoplado à alça de montagem (58) e suportado por diversos cilindros hidráulicos (72). A realização ilustrada inclui quatro cilindros hidráulicos (72a) posicionados em intervalos de cerca de 90 graus em torno do perímetro da cabeça de corte (22). O braço (60) inclui um quinto cilindro (72b) que se estende do centro da placa de suporte (70) até a alça de montagem (58) e a cabeça de corte (22) oscila em volta de um ponto (140) na junção entre o cilindro (72b) e a alça de montagem (58). Outras realizações podem incluir mais ou menos cilindros hidráulicos. Os cilindros (72) são acoplados a um ou mais acumuladores hidráulicos (não mostrados) de maneira que os cilindros (72) se comportem de forma similar às molas (78) para reagir às forças exercidas sobre e pela cabeça de corte (22). Além disso, os cilindros hidráulicos (72a) podem ser acionados para girar a cabeça de corte (22) com relação à alça de montagem (58) e o cilindro central (72b) estende a cabeça de corte (22) com relação à alça de montagem (58).

[0051] A operação dos cilindros (72) fornece controle omnidirecional da cabeça de corte (22) para manter orientação desejada da cabeça de corte (22) com relação à parede de mina (26) (ou seja, o ângulo de ataque). Além disso, os cilindros (72) podem detectar com mais precisão a resposta de força da cabeça de corte (22), fornecendo medição precisa da força de corte exercida pela cabeça de corte (22) e permitindo que o operador controle com mais precisão a força de corte. Um sistema automático controla a força de corte com base em vários fatores, como frequência de oscilação ou velocidade, massa do membro inercial e excentricidade do membro excitador. Em outras realizações, um tipo diferente de cabeça de corte (que inclui uma cabeça de corte que não inclui a massa excitadora) pode ser acoplado à alça de montagem (58) pelos cilindros (72).

[0052] As Figuras 10 e 11 ilustram uma cabeça de corte (222) de acordo com outra realização. A cabeça de corte (222) é geralmente similar à cabeça de corte (22) descrita acima em relação às Figuras 4-6 e características similares são identificadas por números de referência similares mais (200).

[0053] Como ilustrado nas Figuras 10 e 11, a cabeça de corte (222) inclui uma broca de corte (286), um membro inercial (290), um membro excitador (294) e um motor (302) para conduzir o membro excitador (294). O membro inercial inclui um corpo (330) e uma tampa (332) acoplada a uma extremidade do corpo (330). A broca de corte (286) geralmente possui forma de anel ou anular e inclui uma borda de corte (288). A broca de corte (286) é acoplada a uma extremidade da tampa (332) por um anel de retenção (336) (Figura 10). Uma placa de rolamento radial e de impulso (340) (Figura 10) é posicionada entre a broca de corte (286) e a extremidade da tampa (332) para sustentar a broca de corte (286) para rotação com relação à tampa (332). A placa de suporte (340) sustenta a broca de corte (286) contra cargas radiais e axiais. O membro excitador (294) inclui uma massa excêntrica (334) acoplada a uma haste (326). Na realização ilustrada, a massa (334) possui dois lóbulos (334a, 334b) que são posicionados excentricamente com relação ao eixo de rotação (298). A haste (326) é conduzida sobre o eixo (298) pelo motor (302). O motor (302) é acoplado a uma placa de suporte (270) da cabeça de corte (222).

[0054] Na realização das Figuras 10 e 11 apenas o membro excitador (294) é conduzido pelo motor (302); a cabeça de corte (222) não inclui um motor externo para conduzir diretamente o membro inercial (290). Todavia, o membro inercial (290) é acoplado de forma giratória à placa de suporte (270) por um rolamento (308) e, portanto, o membro inercial (290) gira livremente. Além disso, a broca de corte (286) gira livremente com relação ao membro inercial (290) devido à placa de rolamento (340). O membro inercial (290) gira em volta do eixo (298) devido à oscilação induzida pela rotação do membro excitador (294). A broca de corte (286) gira a uma velocidade relativamente baixa devido às forças de reação exercidas sobre a broca de corte (286) pela rocha da parede de mina. Em uma realização, a broca de corte possui diâmetro de 400 mm e gira a uma velocidade de cerca de 30 rpm.

[0055] Em outra realização, ilustrada na Figura 2, os lóbulos (334a, 334b) do membro excitador (294) giram independente entre si. O primeiro motor (302) se encaixa em uma primeira engrenagem (316) que é acoplada a uma primeira haste (326a), ou haste exterior. O primeiro lóbulo (334a) é acoplado à haste exterior (326a) e a operação do primeiro motor (302) conduz o primeiro lóbulo (334a) a girar em volta do eixo (298). A cabeça de corte (222) também inclui um segundo motor (304) que se encaixa em uma segunda engrenagem (320) que é acoplada a uma segunda haste (326b), ou haste interna. O segundo lóbulo (334b) é acoplado à haste interior (326b) e a operação do segundo motor (306) conduz o segundo lóbulo (334b) a girar em volta do eixo (298). A relação entre os lóbulos (334a, 334b) pode ser ajustada para fornecer um momento de inércia desejado. Por exemplo, os lóbulos (334a, 334b) podem ser movidos para posições diametricamente opostas (ou seja, o ângulo entre os lóbulos (334a, 334b) é de 180 graus). Se os lóbulos (334a, 334b) tiverem a mesma massa, esta configuração efetivamente cancela ou “desliga” a excitação. Quando os lóbulos (334a, 334b) estiverem posicionados na mesma posição relativa em volta da haste (326), a energia máxima é liberada para o membro inercial (290).

[0056] Em outras realizações, os lóbulos (334a, 334b) giram em sentido oposto, de maneira que o lóbulo (334a) gira em volta do eixo (298) em uma primeira direção, enquanto o outro lóbulo (334b) gira em volta do eixo (298) em uma segunda direção oposta. Quando os lóbulos que giram em sentido oposto (334a 334b) possuírem a mesma massa, a cabeça de corte (222) produzirá ação similar à britadeira sobre a borda de corte da broca de corte. Devido à configuração da broca de corte (286), o efeito de britadeira age em ângulo de 90 graus. Alternativamente, se os lóbulos (334a, 334b) possuírem massas diferentes, o membro excitador que gira em sentido contrário (294) conduzirá a borda da broca de corte (286) ao longo de um caminho (148) (Figura 3A) com forma elíptica.

[0057] Conforme ilustrado nas Figuras 13 e 14, a cabeça de corte (222) inclui um caminho de fluxo de fluido interno (370) para um sistema de liberação de corte. O caminho de fluxo (370) se encontra em comunicação fluida com uma fonte de fluido, como uma bomba (não mostrada). O caminho de fluxo (370) inclui uma primeira passagem (374) que se estende através da haste (326) do membro excitador (294) e múltiplas segundas passagens (378) que se estendem através da broca de corte (286). Na realização ilustrada, a primeira passagem (374) se estende até um suporte de anel da broca de corte (286) e se encontra em comunicação fluida com a segunda passagem (378). As segundas passagens (378) se estendem radialmente (ou seja, em uma direção que não é paralela ao eixo (298)) da primeira passagem (374) através da broca de corte (286) para bocais (382) posicionados ao longo do perímetro da broca de corte (286) entre as pontas de corte (386) (Figura 14). O fluido de liberação (por exemplo, água) é bombeado através da primeira passagem (374) e através da segunda passagem (378) antes de ser descarregado através dos bocais (382). O caminho de descarga de fluido é alinhado com a direção de corte primária.

[0058] O sistema de liberação de corte elimina mangueiras ou outros condutores de fluido próximos da interface de corte. Além disso, o sistema de liberação de corte não requer partes móveis adicionais dentro da cabeça de corte (222), já que a primeira passagem (374) é fixada e vedada estaticamente à broca de corte (286). Além disso, incorporar os bocais (382) na broca de corte (286) reduz o potencial de dano ao circuito de fluido ou bloqueio causado por cortes ou detritos.

[0059] Ao contrário de sistemas de cortadores de disco oscilantes convencionais que apenas permitem o ajuste do movimento ou velocidade do cortador de disco, a máquina mineradora (10) monitora certas características da cabeça de corte (22) e incorpora resposta da interface de corte para ajustar certos parâmetros. A máquina de mineração (10) detecta alterações das condições da operação de corte (por exemplo, uma mudança de dureza ou densidade da rocha) e incorpora a informação detectada em um circuito de controle de resposta para modificar os parâmetros de operação da cabeça de corte (22) e otimizar o desempenho de corte. Esses parâmetros de operação podem incluir a profundidade de corte, o ângulo de ataque da broca de corte (86) com relação à parede de mina, a excentricidade do membro excitador (94) e a frequência de oscilação do membro excitador (94). Outros fatores (como o diâmetro da broca de corte (86), a geometria da borda de corte e pontas de corte e a liberação de corte) podem ser modificados por meio de ajustes manuais.

[0060] A eficácia de corte da cabeça de corte (22) depende ao menos parcialmente da velocidade do membro inercial (90) na direção de corte no momento em que a broca de corte (86) atinge a parede de mina e da frequência dos impactos entre a broca de corte (86) e a parede de mina. A velocidade e a frequência são controladas para otimizar a velocidade e a frequência do impacto da cabeça de corte (22) com a parede de mina. A velocidade e a frequência podem ser controladas por meio de vários parâmetros, como a massa efetiva do membro excitador (94), frequência de operação do membro excitador (94), rigidez do membro de acoplamento da cabeça de corte (22), força de alimentação da lança, etc.

[0061] Com referência à Figura 9A, à medida que a cabeça de corte (22) oscila em volta do centro de massa, a broca de corte (86) move-se em um movimento geralmente circular ou elíptico para encaixe na parede de mina. O sistema de controle sincroniza a oscilação do membro inercial (90) com o movimento da broca de corte (86), de maneira que a broca de corte (86) se encaixe na parede de mina quando o impulso do membro inercial (90) for substancialmente direcionado à parede de mina. Esse tempo entre o encaixe da broca de corte na parede e o movimento do membro inercial (90) maximiza a velocidade do membro inercial (90) na direção da parede, de forma a maximizar a energia cinética transmitida para a parede pela cabeça de corte (22). Em outras realizações, a broca de corte (86) pode fazer um caminho com formato diferente, a parte (86) pode encaixar-se na parede em posição diferente ao longo do caminho (148) e/ou a oscilação do membro inercial (90) pode ser sincronizada para fornecer velocidade máxima em posição diferente ao longo do caminho (148).

[0062] Em uma realização, o sistema de controle ajusta a força exercida pela lança (18) e varia a frequência de oscilação do membro excitador (94) para aumentar ou reduzir a energia de corte. Estas modificações otimizam a produtividade ao aumentar a velocidade de corte quando possível. Além disso, a condição da ferramenta pode ser monitorada para detectar mudanças de produtividade e força de alimentação à medida que a broca de corte fica sem corte.

[0063] Em outra realização, a cabeça de corte (22) é controlada ao se detectar diretamente um indicador da força exercida pela broca de corte (86) sobre a parede de mina (26) em tempo real. O sistema de controle pode incluir uma célula de carga (por exemplo, um medidor de tensão multieixo; não mostrado) posicionado sobre a broca de corte (86) para detectar a tensão sobre a broca de corte. A força de corte é calculada com base na tensão medida. Além disso, o sistema de controle pode incluir sensores, como sensores de infravermelho, para monitorar a temperatura na interface de corte. O sensor de carga e o sensor térmico fornecem medições precisas do desempenho da cabeça de corte (22), o que permite ajuste preciso de certos parâmetros (como velocidade de corte ou força de alimentação) para otimizar o controle de circuito fechado e otimizar a energia fornecida na interface de corte. Em outra realização, o sistema de controle inclui a medição de velocidade de corte da broca de corte (86) com sensores sem contato e a variação da velocidade de alimentação da cabeça de corte (22) para otimizar a velocidade de corte. Outras realizações podem incorporar outras características adaptativas para otimizar o desempenho da cabeça de corte (22).

[0064] Em geral, aumentar a energia fornecida por uma cabeça de corte (22) para a parede de mina (26) resulta em quantidade maior de rocha cortada da parede (26). A energia fornecida pela cabeça de corte (22) varia, dependendo da velocidade de rotação da broca de corte (86), da excentricidade da broca de corte (86), da massa do membro inercial (90) e do membro excitador e da força de alimentação de corte. Em uma realização, um ou mais desses parâmetros permanecem fixos devido às características inerentes da máquina mineradora (10) e os parâmetros restantes são controlados dinamicamente para monitorar continuamente e otimizar a saída de energia da cabeça de corte (22). Por exemplo, um parâmetro selecionado pode ser levemente variado e o sistema detecta se a variação aumenta a velocidade de corte. Se aumentar, o parâmetro selecionado é novamente ajustado na mesma direção. Caso contrário, o parâmetro é ajustado na direção oposta e qualquer mudança na velocidade de corte é monitorada. O processo é repetido frequentemente para garantir que a máquina gere saída máxima de energia.

[0065] Em outra realização, o sistema de controle fornece posição automática e controle de força da lança (18). A cabeça de corte opera consistentemente em capacidade máxima e em configuração ideal. Além disso, a magnitude e a direção de uma carga sobre a máquina são conhecidas e controladas. A força de corte é a mesma para diferentes aplicações, condições, tipos de rocha, etc., mas a velocidade de produção varia dependendo desses parâmetros. Como o sistema é ajustado de forma ideal para substancialmente todas as condições, não é necessário mudar os parâmetros se as condições da mina forem alteradas (por exemplo, se a densidade da rocha mudar). A operação de corte pode ser desacelerada, se necessário, reduzindo-se a velocidade de oscilação da broca de corte (86) e/ou da massa do excitador (94).

[0066] Em outras realizações, a máquina de mineração inclui diversas cabeças de corte (22) acopladas a uma lança comum (18). Cada cabeça de corte (22) é controlada por força, conforme descrito acima, enquanto a lança comum (18) é controlada por posição. Cada cabeça de corte (22) constitui um único sistema cortador com a lança comum (18) controlada por posição conforme descrito acima; todavia, cada sistema cortador é ligado por meio da lança comum (18). O sistema de múltiplos cortadores é controlado para prosseguir através da parede de mina (26) a uma velocidade que é determinada pela cabeça de corte individual (22) menos produtiva (ou seja, a cabeça de corte mestre). Os sistemas de cabeça de corte mais produtivos (ou seja, cabeças de corte escravas) são desajustados para igualar a velocidade da cabeça de corte mestre, de forma a evitar que os sistemas mais produtivos excedam a lança controlada por posição (18). Em uma realização, o(s) cortador(es) escravo(s) são desajustados alterando-se um dos parâmetros de operação (por exemplo, a velocidade de rotação da broca de corte). Por exemplo, uma cabeça de corte mestre opera em velocidade nominal, enquanto as cabeças de corte escravas operam em velocidades mais baixas que o valor avaliado. Se uma cabeça de corte escrava começar a atrasar, sua velocidade é aumentada até que o seu desempenho de corte se iguale ao cortador mestre. O(s) parâmetro(s) da cabeça de corte mestre varia(m) continuamente para maximizar sua saída de energia, conforme descrito acima em relação ao sistema de cabeça de corte única.

[0067] Caso a velocidade de uma das cabeças de corte escravas seja ajustada para exceder a velocidade de corte nominal devida, por exemplo, a uma alteração das condições de corte, o cortador escravo é automaticamente denominado cabeça de corte mestre e a cabeça de corte mestre anterior torna-se escravo. Portanto, a cabeça de corte com o pior desempenho é continuamente ajustada para alcançar seu melhor desempenho possível e as outras cabeças de corte são controladas para igualar seu desempenho e assim alcançar desempenho máximo do conjunto de cabeça de corte combinado. Em uma realização, discrepância significativa do desempenho relativo das cabeças de corte indica características de rocha diferentes ou problemas na condição do cortador.

[0068] Portanto, a presente invenção fornece, entre outros, uma cabeça de corte para uma máquina mineradora. Embora a presente invenção tenha sido descrita em detalhes com referência a certas realizações preferidas, existem variações e modificações dentro do escopo e espírito de um ou mais aspectos da presente invenção conforme descrita. Várias características e vantagens da presente invenção são estabelecidas nas reivindicações a seguir.

Claims (25)

1. MÁQUINA MINERADORA, incluindo:um quadro (14) para sustentar a máquina sobre uma superfície de suporte;uma lança (18) acoplada ao quadro (14) e incluindo uma extremidade de lança, euma cabeça de corte (22) que inclui um primeiro membro (90) e uma broca de corte (86), o primeiro membro (90) tendo uma primeira massa, a broca de corte (86) acoplada ao primeiro membro (90) e tendo uma borda de corte,caracterizado pelo fato de que a máquina mineradora inclui:um membro de acoplamento e um membro elástico que sustenta a cabeça de corte (22) na extremidade da lança para facilitar a oscilação da cabeça de corte (22) com relação à lança (18), ea cabeça de corte (22) incluindo um membro excêntrico (94) rotativo em relação a um eixo de rotação (98), o membro excêntrico (94) incluindo uma segunda massa posicionada excentricamente em relação ao eixo de rotação (98), a rotação do membro excêntrico (94) induzindo o primeiro membro (90) e a broca de corte (86) a oscilar em relação ao membro elástico.

2. MÁQUINA MINERADORA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a broca de corte (86) gira em relação ao primeiro membro (90).

3. MÁQUINA MINERADORA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o membro de elástico inclui pelo menos uma mola (78) e um pino (74) que se estende através da mola (78), a mola (78) exerce força de mola sobre a cabeça de corte (22) para orientar a cabeça de corte (22) contra uma força de reação exercida sobre a broca de corte (86).

4. MÁQUINA MINERADORA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o membro elástico inclui pelo menos um cilindro hidráulico (72) posicionado entre o primeiro membro (90) e a extremidade da lança, o cilindro (72) sendo extensível e retrátil para alterar a orientação da cabeça de corte (22) com relação à lança (18).

5. MÁQUINA MINERADORA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o membro elástico inclui pelo menos um cilindro hidráulico (72) posicionado entre o primeiro membro (90) e a extremidade da lança, o cilindro (72) sendo extensível e retrátil para modificar a oscilação do primeiro membro (90) e da broca de corte (86).

6. MÁQUINA MINERADORA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que o membro elástico inclui uma pluralidade de cilindros hidráulicos (72) posicionados em torno de uma articulação pivotante na qual a cabeça de corte (22) é acoplada à extremidade da lança, cada cilindro hidráulico (72) incluindo uma primeira extremidade acoplada ao primeiro membro (90) e uma segunda extremidade acoplada à extremidade da lança, a pluralidade de cilindros hidráulicos (72) reagindo à forças exercidas na broca de corte (86).

7. CABEÇA DE CORTE (22, 222) PARA MÁQUINA MINERADORA (10), em que a máquina mineradora (10) incluindo um quadro (14) e uma lança (18) acoplada de maneira móvel ao quadro (14), a cabeça de corte (22, 222)compreendendo:um primeiro membro (90, 290) que inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade;uma broca de corte (86, 286) acoplada ao primeiro membro (90, 290) próximo à segunda extremidade, caracterizada pelo fato de que a broca de corte (86, 286) é formada como um disco incluindo uma borda de corte (88, 288), a broca de corte (86, 286) incluindo uma pluralidade de pontas de corte (386) posicionadas ao longo de um perímetro da borda de corte (88, 288); o primeiro membro (90, 290) suportado para movimento em relação à lança (18);um condutor de fluido (370) que se estende através do primeiro membro (90, 290) e é configurado para ficar em comunicação fluida com uma fonte de fluido; euma série de bocais (382) posicionados sobre a borda de corte (88, 288), os bocais (382) em comunicação fluida com o conduto de fluido (370).

8. CABEÇA DE CORTE, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o condutor de fluido (370) inclui um primeiro condutor (374) e um segundo condutor (378), o primeiro condutor (374) se estendendo através do primeiro membro em direção paralela ao eixo, o segundo condutor (378) se estendendo através da broca de corte (86, 286) e fornecendo comunicação fluida entre o primeiro condutor (374) e os bocais (382), o segundo condutor (378) se estendendo em uma direção não paralela em relação ao eixo (298).

9. CABEÇA DE CORTE, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um segundo membro (94, 294) e um motor (102, 302), o segundo membro (94, 294) posicionado no interior do primeiro membro (90, 290) e acoplado a uma haste (126, 326), o motor (102, 302) aciona a haste (126, 326) para girar em volta do eixo (86, 286) e o condutor de fluido (370) se estende através da haste (126, 326).

10. CABEÇA DE CORTE, de acordo com a reivindicação 7,caracterizada pelo fato de que a borda de corte (88, 288) possui perímetro circular e inclui a pluralidade de extremidades de corte serem posicionadas em intervalos regulares em volta do perímetro, e em que cada bocal (382) é posicionado entre extremidades de corte (386) adjacentes.

11. MÉTODO DE REMOÇÃO DE MATERIAL DE UMA PAREDEDE ROCHA (26), o método compreendendo: movimentar uma borda de corte (88, 288) através da parede de rocha (26) para criar uma primeira abertura (154) na parede de rocha (26);movimentar a borda de corte (88, 288) através da parede de rocha (26) para criar uma segunda abertura (154) na parede de rocha (26), a segunda abertura (154) sendo separada da primeira abertura (154) por uma porção não cortada (158), a porção não cortada (158) definindo uma superfície base fixada à parede (26);caracterizado pelo fato decortar um entalhe (160) na superfície base da porção não cortada (158); eaplicar força sobre a porção não cortada (158) para quebrar a porção não cortada (158) da parede (26).

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadapelo fato de que compreende adicionalmente, antes de mover uma borda de corte (88, 288) através da parede de rocha (26) para criar a primeira abertura (154), cortar um perfil (150) em volta do perímetro da parede de rocha (26).

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizado pelo fato de que a aplicação de força sobre a porção não cortada (158) inclui o contato da porção não cortada (158) com uma massa vibratória para induzir a porção não cortada (158) a quebrar-se da parede de rocha (26).

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que a massa vibratória é uma cabeça de corte (22, 222) que sustenta a borda de corte (88, 288).

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11a 14, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura (154) e a segunda abertura (154) são paralelas.

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11a 15, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura (154) e a segunda abertura (154) são horizontais.

17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11a 16, caracterizado pelo fato de que mover a borda de corte (88, 288) através da parede de rocha (26) para criar a segunda abertura (154) fornece uma segunda abertura (154) que é pelo menos tão alta quanto a porção não cortada (158).

18. MÉTODO DE CONTROLE DE MÁQUINA MINERADORA (10),o método compreendendo:detectar um valor de um indicador de eficiência de corte de uma cabeça de corte (22, 222);comparar o valor detectado com um valor desejado do indicador;caracterizado pelo fato demodificar um parâmetro de operação de um membro excitador (94, 294) em primeira direção de um valor inicial para um segundo valor, o membro excitador (94, 294) posicionado dentro da cabeça de corte (22, 222) e o movimento do membro excitador (94, 294) induzindo oscilação da cabeça de corte (22, 222), o parâmetro de operação sendo pelo menos um de uma frequência de oscilação do membro excitador e uma amplitude de oscilação do membro excitador;detectar a alteração do indicador de energia de corte; equando a alteração no indicador da eficiência de corte representar uma melhoria, também modificar o parâmetro de operação na primeira direção para um terceiro valor.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que o indicador é uma tensão exercida sobre uma broca de corte (86, 286) encaixada na parede de rocha (26).

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que o indicador é uma energia de corte transferida da cabeça de corte (22, 222) para a parede de rocha (26).

21. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18a 20, caracterizado pelo fato de que o valor detectado inclui uma posição angular de uma broca de corte (86, 286) contra a parede de rocha (26) e a direção angular do impulso de uma massa inercial com relação à posição angular da broca de corte (86, 286), e em que modificar o parâmetro de operação inclui modificar uma oscilação da massa inercial para alterar a direção do impulso da massa inercial quando a broca de corte (86, 286) encaixar-se na parede de rocha (26).

22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizadopelo fato de que o valor detectado inclui uma velocidade de alimentação de corte da cabeça de corte (22, 222).

23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizadopelo fato de incluir adicionalmente, se o indicador de energia de corte for degradado, modificar o parâmetro de operação para seu valor inicial.

24. MÉTODO DE CONTROLE DE MÁQUINA MINERADORA (10),o método compreendendo:detectar um primeiro valor de um indicador de eficiência de corte de um primeiro cortador (22);detectar um segundo valor de um indicador de eficiência de corte de um segundo cortador (22);caracterizado pelo fato decomparar o primeiro valor com o segundo valor para detectar se o primeiro valor é menor que o segundo valor; equando o primeiro valor é menor que o segundo valor, modificar um parâmetro de operação do segundo cortador (22) para que o segundo valor se iguale ao primeiro valor.

25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato de que inclui adicionalmente a manutenção do parâmetro de operação do segundo cortador (22), de forma que o segundo valor não exceda o primeiro valor.

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