CN101148992A - 用于长壁式开采作业的上/下单轨道系统 - Google Patents

Abstract

一种用于长壁式开采作业的上/下单轨道系统，该上/下单轨道系统具有使用一对上/下固定小车的架空单轨道固定小车系统。其中顶小车能被该架空轨道运送，并且通常运送液压管线。一底轨道能被该顶小车运送，并且底小车能被该底轨道运送。该底小车通常能运送电缆。一些小车能适应于运送柔性液压软管以及电缆。并且根据整个系统的设计，这些小车能通过顶或底轨道运送。

Description

用于长壁式开采作业的上/下单轨道系统

技术领域

本发明涉及一种使用于地下长壁式开采系统的单轨道系统，特别是涉及一种用于长壁式开采作业的上/下单轨道系统。

背景技术

在此描述的用于长壁式开采作业的上/下单轨道系统有关于架空安装的使用于地下长壁式开采系统的单轨道系统，其中该单轨道系统用于管理与该单轨道系统相关的电缆以及液压管道，单轨道系统通常用于地下开采作业。

长壁式开采系统被矿井作业人员所控制，并且其为一动力系统，随着煤自作业面开采出来，整个长壁式开采系统需要移动。因此，所有的支撑装置必须也移动。必然地，用于处理电缆及液压管道的单轨道系统是一个动力系统，并且其设计符合于长壁式开采的连续运动而电能以及液压机液体源保持固定且仅仅间歇性的移动。

由于地质条件的众多变化以及用于不同的采矿作业中的习惯设计，使用于一具体矿井的系统必须能够适应于不同的物理布局及空间限制。进出泵的输向长壁开采表面的液压机液体通过软管或者其它例如管道的管来运送，来自电能中心的输送到长壁开采表面的电能通过电缆传输。

在早期的机械化长壁式开采系统中，电缆以及液压软管被捆绑在一起，并由牵引装置沿着采矿地面被牵引。现在，一个典型的液压系统包括一个3/4英寸的压力软管以及一个1英寸的返回软管。而且，通常使用的电压为995伏特。随着液压装置的发展并且其被制造得更大，更加普遍的需要更多的液体以及更大的软管或者多个平行的软管。

当在实践中使用2300伏特以及4160伏特的电压变得常见时，停止使用沿着地面牵引电缆且采用一悬杆的单轨道系统。该系统的使用避免了个人处理电缆的需要且避免了与煤矿地面相接触的湿潮。多年以来，电缆及软管在单轨小车上悬挂，其中该单轨小车沿着悬挂于矿井顶部的多个单轨道梁移动，越来越多的液压通常需要最高4个2英寸的压力软管以及4个2-1/2的返回软管。使用较多数量的软管变得困难，并且通过软管的摩擦损失变得越来越无法接受。

后来开始使用一平行(并排)对的单轨道系统。在这种类型的系统中，具有一个用以运送电缆的完全的单轨道系统，该完全的单轨道系统通常包括一架空的单轨道，例如其固定在顶部，以及单轨道上运行的很多的小车，其中该小车用于运送电缆。此外，还具有一个第二种用以运送液压组件的完全的单轨道系统，该完全的单轨道系统通常包括一第二架空的单轨道，例如其固定在单轨道顶部，以及第二单轨道上运行的很多的小车，其中该小车用于运送液压管道。该系统与以上系统的不同之处在于所有的液压管道以前是液压软管，但是现在更多已经被管道所取代。

现在，至少在使用一对这样的系统，其中电力及液压组件被两个独立的单轨道系统所执行。可以相信的是采用架空的单轨道系统用于长壁式开采作业是本行业的现有状态。

与以前的单轨道系统相比较而言，由于以前由软管形成的该液压管道被管道所代替，因此该并排的单轨道系统的优点之一在于能更有效的供应液压机液体。但是该并排的单轨道系统的一些缺点在于必须要处理两个架空固定单轨道梁，即随着长壁开采的移动需要收回、运送并且再次悬挂，并且并排的单轨道系统将占据大部分的煤矿开采入口的有限空间。

因此，需要一种具有更多空间利用效率的且更容易处理的单轨道系统。

发明内容

一种用于长壁式开采作业中的上/下单轨道系统，其用于管理与长壁式开采作业相联系的液压管线以及电缆，该上/下单轨道系统在保留现有系统优点的同时克服了现有状态的缺点。上/下单轨道系统之一实施例通常包括一个或多个，通常为多个适合于被一架空的顶部固定的单轨道运送的顶小车。该顶小车能适用于运送液压管道或电缆，但是通常用于运送液压管道。顶小车的数量以及任务根据具体安装指定并且以下将进一步描述。该顶小车能支撑一底轨道以及一个或多个，并且通常为多个底小车，该底小车能被底轨道所运送。该底轨道能永久性地固定于一些或全部的顶小车上，并且由于沿着该长壁式开采系统运动，该底轨道能沿着该系统运送，因此该底轨道也向前移动。该底小车能适应于运送液压管道或电缆，但是通常运送电缆，其数量及任务可根据具体安装而指定并且以下将进行进一步的描述。

上/下单轨道系统的其它实施例能包括一个或多个，通常为多个能适用于运送电缆及柔性液压软管的缓冲小车。根据整个系统的设计，该缓冲小车能被顶轨道或底轨道运送，它们的目的用于解决非移动的液体来源以及与该移动管道重新连接的点之间距离的递增变化。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A是现有的并排对单轨道系统的横截面图；

图1B是图1A中现有的并排对单轨道系统的细节图(即图1A中A框中的部分的局部放大图)；

图2A是本发明第一实施例的上/下单轨道系统的横截面图；

图2B是图2A中上/下单轨道系统的细节图(即图2A中B框中的部分的局部放大图)；

图3是本发明第一实施例的上/下单轨道系统的侧视图。

其中，附图标记说明如下：

9顶部或顶棚            50上/下单轨道系统

10单轨道系统           55顶轨道

15电缆                 55a、55b、55c、55d梁

20单轨道               60顶小车/管道小车

25小车                 65液压管道

30第二单轨道系统       70电缆

35液压管道             75底轨道

40单轨道               75a、75b、75c梁

45小车                 80底小车/电缆小车

具体实施方式

请参考附图，其中类似的标号表示类似的部件。图1A及图1B为一现有类型的单轨道系统平行(并排)对的示意图。在该类型的系统中具有一运载电缆15的完全单轨道系统10，该单轨道系统通常可包括一第一架空单轨道20，单轨道20固定于矿井的顶部或顶棚9上，以及于单轨道20上运行的一定数量的小车25，其中小车25用以运送电缆15。此外还具有一用以运送液压管道35的完全的单轨道系统30，第二单轨道系统30通常具有一固定在第二顶部9上的单轨道40以及在第二单轨道40上运行的一定数量的小车45。如图所示，电缆15以一种“悬杆”方式运送，并且液压管道35能以垂直关系的方式运送。

作为液体管使用的管道其根本上是刚性的(即非悬杆)，必须采用一些解决与非移动性的液体来源相连接的移动性管道的方法，这可通过引入以一定间隔分布于管道中的且符合具体系统设计标准的重新连接点来实现。

必须提供一些增加该非移动性液体来源与该移动性管道连接点间适应性的方法，并且能以(a)跳跃软管的形式沿着地面拖拉并且可人工或机械地沿着该可移动管线后拉至下一个重新连接点，或者采用(b)的形式，即以传统的悬杆方式在系统中设置一些用以运送管线的缓冲小车。该缓冲小车开始处于被“延伸”分开的状态下，并且随着长壁开采装置的移动变得越来越近，直到该多个缓冲小车“扎堆”在一起。

当软管需要与管道分离且重新连接时，可提供一些隔离方法用以在重新连接过程中防止液体泄漏。

可以使用任何数量的方法用以提供移动(或者按照等级使运动减速)不同系统组件的力。该方法包括人工力、电缆绞盘或者其它液压或机械方式。

必须在非移动性电源场所提供一些临时性固定运送电缆的小车的方法，并且能以顶部固定或地面固定的方式进行。

请参考图2A、图2B以及图3，提供了一上/下单轨道系统50的实施例的示意图，其中单轨道系统50用以管理与长壁开采作业相联系的液压线路以及电缆，该单轨道系统50通常包括固定于顶轨道55上的单个或多个顶部9，及一个或多个通常为多个，适合于由顶轨道55运送的顶小车60。该顶小车60能适合于运送液压管道65或电缆70，但是通常用于运送液压管道65。在本实施例中，相对于前述使用于现有技术的垂直关系液压管道65能以水平关系运送，这能更有效地利用空间，使得顶小车下的更多的空间用于以传统的悬杆的形式运送的电缆70。顶小车60能支撑一个或多个底轨道75，通常为多个被底轨道75运载的底小车80。底小车80能适合于运送液压管道65或电缆70，但是通常用于运送电缆70。上/下单轨道系统50的其它实施例可包括一个或多个，并且通常为多个“缓冲小车”(图未示)，该缓冲小车与顶小车60或底小车80不同，其以传统悬杆方式既能适合于运送电缆又适合于运送柔性的液压管道(图未示)，正如同该非移动液体来源与该移动性管道连接点间增加的适应性的方法之一。根据整个上/下单轨道系统50的设计，该缓冲小车类似于顶小车60或底小车80，并且能由该顶轨道55或该底轨道75运送。

该上/下单轨道系统50能使用液压重新连接点(图未示)设计，该非移动性液体来源与该移动性管道间的关系的增加变化能以一种与整个系统设计协调一致的方式进行。重新连接的过程通常称作“迷你型电能运动”并且可包括一操作，(a)该跳跃软管从移动管道上的连接点移除并且后拉于下一重新连接点或者(b)当伸展的与悬杆缓冲小车收回时，该管道向前拉，直到下一重新连接点在该来源软管的附近。

此外，该液压重新连接点可装备有液压隔离措施，用于在重新连接期间防止液体泄漏。

该上/下单轨道系统50的设计要考虑提供驱动管道65以及顶小车60沿着顶轨道55或底轨道75运行的原动力(图未示)，以及提供驱动底小车80沿着顶轨道55或底轨道75运行的原动力(图未示)，其设计以与整个系统的具体设计相协调的方式进行。

该上/下单轨道系统50的设计要考虑到，在该电缆必须与该能源相连接期间，临时地，相对于运动，固定住电缆运送底小车80。随着液体管道向前移动，该固定将致使电缆运送底小车80扎堆在一起(致使该电缆悬杆)。当所有的电缆运送小车聚成一团时，该系统的电源必须重新部署，通常叫做一“电能移动”的操作。

当安装时，架空的顶轨道55，即单轨道梁，其通常为一组连接梁，例如梁55a至55d(如图3所示)，能够固定/悬挂于矿井的顶部/顶棚上，其中该梁在自长壁断面至通常固定泵及接电装置的全部距离上延伸。该距离通常为1000至2000英尺，但是能为期望的任何距离。根据典型的作业，该架空梁组55a至55d必须收回，即拆卸，运送并且重新设置在该系统的相对终端。执行收回是由于随着长壁沿着开采煤的裂缝的移动，运送电缆70及液压管道65的小车60及80也沿着该架空顶轨道55移动。如下所述，运送电缆70及液压管道65仅仅能沿着该架空顶轨道55移动一有限的距离。随着小车60及80的移动，不再需要的架空单轨道55的部分(即单个梁)，即小车60及80已经超出移动的部分将被“收回”。以下将详细描述以一定的间隔发生的收回。然后收回的梁能被移动至该架空的顶轨道55的全部长度的“前部”，在那里它们固定/重新固定于矿井的顶部用于按照需要连续延伸该架空的顶轨道55。此种方式下，顶轨道55的例如55a至55d的单个梁基本上是可以再度利用/便携的，并且随着长壁开采的移动能被收回且按照需要重新设置。

液压管道65通常为钢管。液压管道65的尺寸及数量根据具体用于作业的矿井装置的设计而不同。然而，典型的安装能包括一个80毫米的压力管，一个100毫米的压力管以及一个80毫米的水供应管，各适当的长度符合于该系统的具体设计。

一组顶小车60，也叫做“管道小车”运送管道65(刚性液压管道)并且被支撑且可沿着上述的顶轨道55滚动。在管道小车组中的小车数量能根据供应于具体矿井的特定设计而不同。该管道小车也能运送底轨道75。底轨道75类似于顶轨道55，可以为一组相连接的梁，例如75a至75c(请参考图3)，该梁被管道小车60所运送。一旦安装底轨道75，因为其能够在系统中保持直到矿井断面的终端，因此可不需要处理。由于底轨道75与管道65相同地被同样的小车60运送，因此底轨道75的长度通常必须适合于液压管道65的长度。如前所述，底轨道75运送底小车80。基于安装有系统的矿井入口通常有波动的事实，用于固定管道65以及底轨道75的机械装置必须允许在这两个组件间具有一些轴向位移。该波动将产生管道65及该底轨道75的相对位置前后波动。此固定方法可以利用链条或者狭长固定孔以及夹子或可以使用允许轴向移动的其它方法。

底小车80，也叫做“电缆小车”，被底轨道75运送且沿着底轨道75滚动。电缆小车80用以运送电缆70。依据应用的具体矿井的特定设计在电缆小车组中的小车的数量也能不同。

如上所述也可包括一组缓冲小车(图未示)，其能以传统的“悬杆”的方式运送电缆70，并且能以同样的悬杆方式另外运送柔性液压软管(图未示)。根据系统50的具体设计，该缓冲小车能根据期望被顶轨道55或底轨道75支撑或沿着顶轨道55或底轨道75旋转。缓冲小车也能区别于管道小车60以及电缆小车80，在于该缓冲小车能运送电缆与柔性液压软管，而管道小车60通常仅运送液压管道65，并且电缆小车80通常仅仅运送电缆70。

用于具体矿井而言，缓冲小车的范围，即净移动距离为延伸的长度减去拆除的长度等于横切距离。通常，将会增加一些距离用于适应矿井布局的不一致。在缓冲小车中的小车数量可根据应用的具体矿井设计而不同。在上述整个上/下单轨道系统的实施例中，缓冲小车提供于系统的相对终端。然而，可以理解的是该缓冲小车可选择地靠近该系统的向内终端配置，或者在向内终端与向外终端之间的中间一些位置配置。

根据实际矿井设计，电缆以及液压供应软管在向外终端进入该上/下单轨道系统并且通常通过一个或多个横切显现(进入被长壁系统开采的断面)。

长壁式开采系统的运动以接近连续的方式进行。然而，通常“固定”的装备的运动，例如电源供应装置以及液压泵，是增加的，并且以由实际矿井设计决定的一定的间隔发生。上/下单轨道系统必须解决运动(对于采矿工作面装置运动是连续的，对于固定装备而言是增加的)中的区别。通常，为了完成这些，管道必须具有重新连接点，该缓冲小车的网路行进必须与管道重新连接点的位置匹配，并且该缓冲小车的网路行进必须符合固定装置的增加的运动距离。可以理解的是上述距离是矿井设计以及操作技术的一个功能，并且必须在系统总设计中进行调整。

整个系统的设计能包括按照期望用于移动上/下单轨道的不同组件的方法，并且与客户的期望相一致。原动力包括例如“推拉式”单元及绞盘。各系统根据客户的期望以及习惯的操作方式具体设计。

在上/下单轨道系统的总体配置中，操作在一“伸展”状态开始，其中该电缆及液压管道处于充分伸展的位置。然后，随着长壁开采的移动，刚性液压管组由于被管道小车运送，沿着顶轨道被推或拉一相等的距离。此时，缓冲小车将会扎堆一相应的距离。此运动被重复直到行进了重新连接点全部的距离。其后，向外的固定的系统流入软管(其与泵相连接)自管道上分离并且管道的整个系统以及小车向前运动。此运动也可使缓冲小车向后延伸至相对于系统的起始位置。此固定的流入软管然后被重新连接至下一重新连接点。此作业被称作“迷你运动”。管道系统以及小车的运动移动了底轨道。电缆小车被固定于配置有固定电源终端的一固定点并且使得底轨道相对终端封闭，继而使得底轨道穿过电缆小车，并且小车变得彼此扎堆。

上述顺次的描述能被重复几次(根据总设计)，直到需要移动一主要增加的固定装置。此主移动被称作一“电源移动”。

上/下单轨道系统相对于现有的并排单轨道系统能具有一定的优点。优点之一是上/下单轨道能消除操作者进行手动的不便，即收回，运送以及重新设置操作的必要性，也能消除展现于并排单轨道系统的第二组顶部固定单轨道梁。上/下单轨道系统的另一优点是减少了所需要安装的宽度。上/下单轨道系统的另一优点是在所有正常的采矿条件中其使用是充分通用的。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种上/下单轨道系统，用于管理与长壁式开采作业相联系的液压管线以及电缆，其中一顶轨道固定于所述开采区域顶部，其特征在于，所述上/下单轨道系统包括：

至少一适用于被所述顶轨道运送的顶小车，所述至少一项小车适合于运送至少液压管道及电缆之一；

一被所述至少一顶小车所支撑的底轨道；以及

至少一被所述底轨道运送的底小车，所述至少一底小车适合于运送至少液压管道及电缆之一。

2.如权利要求1所述的上/下单轨道系统，其特征在于，更包括多个用于运送所述液压管道的顶小车，以及多个用于运送所述电缆的底小车。

3.如权利要求2所述的上/下单轨道系统，其特征在于，更包括多个用于运送电缆及柔性液压软管的缓冲小车，所述缓冲小车由所述顶轨道及所述底轨道之一运送。

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