CN101490365B - 用于地下采矿的具有喷淋系统的滚筒式采矿机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地下采矿的滚筒式采矿机，具有用于每个行驶方向的截割滚筒，具有一用于冷却驱动电机(31、32)的冷却水循环回路(30)，具有一包括至少一个分别具有一个通向截割滚筒(4)的刀具的供应管道(23A、23B)的喷淋水循环回路(25A、25B)的喷淋系统，具有一用于各所述水循环回路(10)的共同的水接头(11)，以及具有与所述水循环回路(10)相配的用于接入或断开所述水循环回路的多个阀。本发明设想，在冷却水循环回路的回流管道中分别设置一连接在供应管道上的开关阀(37A、37B)，通过所述开关阀能够按需要将冷却水作为喷淋水供应给各截割滚筒。

Description

用于地下采矿的具有喷淋系统的滚筒式采矿机

技术领域

本发明涉及一种用于地下采矿的滚筒式采矿机，具有一滚筒式采矿机主体，对于每个滚筒式采矿机的行驶方向分别一个固定在一支承臂上的截割滚筒，多个用于使滚筒式采矿机运动以及用于使截割滚筒运动的驱动电机，至少一个用于冷却驱动电机的冷却水循环回路，一包括一分别具有一用于截割滚筒的刀具的供应管道的喷淋水循环回路的喷淋系统，一优选是公用的用于各水循环回路的水接头，以及多个配设给各水循环回路的用于接通或断开水循环回路的阀。 

背景技术

在地下开采矿物时，特别是在地下采煤时，规定为了防止粉尘在待挖掘的挖掘面上通过喷嘴喷洒喷淋水。这里工作面喷淋的大部分是通过动力支架组件来实现的，在所述动力支架组件上在合适的位置处，例如盖上，安装喷嘴，所述喷嘴可以利用约为150-200bar的高压水工作。只是作为举例，可以参考DE 195 37 448 A1。 

随着由滚筒式采矿机实现的功率升高，在截割运行中粉尘的形成和引燃的危险也增加。在开始时通过支承臂的水喷嘴从外面对截割滚筒进行喷淋的同时，此时还进行内部喷淋，在所述内部喷淋时，截割滚筒上的每个刀具都配设有一被供应以喷淋水的水喷嘴。对各截割刀具的喷淋在最高约50bar的压力下进行。通过内部喷淋实现的喷淋系统较小的水消耗同时使得可以将软管中的一部分冷却水通过电缆拖曳链条重新从工作面导出(见www.steinkohleportal.de)。 

由DE 30 200 46 A1已知一种滚筒式采矿机，在该滚筒式采矿机中，供应给滚筒式采矿机的水在一管道分支件处被分配到一用于冷却水循环回路的管道分支和一用于喷淋水循环回路的管道分支中，其中所述两个管道分支在冷却水循环回路中在待冷却设备的下游，而在两个分循环回路中在量调节阀的下游供应给一三位四通阀，以便可以与滚筒式采矿机的行驶方向无关地，在在前行驶的截割滚筒上只用由喷淋水循环回路中供应的水进行喷淋，而在在后行驶的截割滚筒上只用由冷却水循环回路中供应的水进行喷淋。由于在后行驶的截割滚筒上通过喷淋只较少地出现较少的会沉降的粉尘，因此在在后行驶的截割 滚筒上的喷淋应只利用较少量的来自冷却水循环回路的水进行。 

发明内容

本发明的目的是，改善滚筒式采矿机的水供应系统的效率/有效性。 

按本发明的用于地下采矿的滚筒式采矿机，具有：一滚筒式采矿机主体、固定在一支承臂上的分别一个用于滚筒式采矿机的每个行驶方向的截割滚筒、用于使滚筒式采矿机和截割滚筒运动的多个驱动电机、一用于冷却驱动电机的冷却水循环回路、一包括至少一个分别具有一个通向截割滚筒的刀具的供应管道的喷淋水循环回路的喷淋系统、一用于各所述水循环回路的共同的水接头、以及与所述水循环回路相配的用于接通或断开所述水循环回路的多个阀，其特征在于，在冷却水循环回路的回流管道中分别设置一连接在供应管道之一上的开关阀，通过所述开关阀能够按需要将冷却水作为喷淋水供应给各截割滚筒。 

为了实现上述的以及其它的目的，根据本发明建议，在所述类型的滚筒式采矿机中，在冷却水循环回路的各回流管道中分别设置一连接在供应管道中的一个上的开关阀，通过所述开关阀可以按需要将冷却水作为喷淋水供应给各截割滚筒。在根据本发明的滚筒式采矿机中，因此，在需要时还可以通过打开所述开关阀而将冷却水供应给截割滚筒上的各喷淋喷嘴，并在这里用作喷淋水。因此，在用于滚筒式采矿机的总体上较低的必需的冷却水通过量的同时，还可以提供有效的并可以与相应的天气条件以及挖掘条件相匹配的喷淋水供应。因为冷却水只是在需要时才供应给截割滚筒，同时还可以基本上避免使用地面的水源，并且不再需要从工作面中泵出过多的喷淋水。 

在根据本发明的一个特别优选的实施形式中，给每个截割滚筒设置一个单独的开关阀。特别有利的是，两个开关阀分别通过一个中间管道连接在所属的用于所述截割滚筒中的一个的供应管道上，其中每个供应管道优选在中间管道的入流口之前设有一用于单独地接通或断开喷淋水循环回路的阀以及更为优选地设有一(流)量调节阀。在这种实施形式中，一方面可以通过量调节阀调整只通过喷淋水循环回路供应给截割滚筒的水量，另一方面可以确保，在必要的情况下，在出现过多的粉尘时，可以将来自喷淋水循环回路的喷淋水和来自冷却循环回路的冷却水都作为喷淋水供应给截割滚筒。 

另外优选地可以在所述中间管道中和/或在单个的或者必要时所有的待用来自冷却水系统的冷却水冷却的驱动电机的冷却管道中分别设置一量调节阀，以便能够尽可能最佳地调节所容纳的并在必要时输出到喷淋系统的水量。当单个或全部量调节阀为了用喷淋水对截割滚筒进行定量加载而是可控制或可调节的时，则是特别有利的。所述控制例如可以通过一上级的控制单元，例如工作面控制装置等来实现。 

适宜地在水接头的下游在通向两个水循环回路的共同的水供应管线内设置一压力限制阀和/或一压力调节阀，以识别或避免由于超过或低于必要时由矿山确定的用于喷淋的水量或水压而引起的功能故障。例如在水供应过低时，可能超过粉尘保护技术上的极限值，因此，此时，在检测到这种危险状态时应关闭滚筒式采矿机械或降低其功率。超过或低于(所述极限值)同时也可以表示喷嘴堵塞或其它功能故障。为了可靠地识别，另外适宜的是，在压力限制阀的上游设置一体积流传感器。为了避免循环回路的污染和喷嘴的堵塞，另外优选的是，在体积流传感器的上游，在水供应管线中设置一水过滤器，优选是一反流冲洗过滤器。另外适宜的是，压力限制阀的下游形成一分支件，所述分支件以一个分支通入冷却水循环回路，并以一个或者优选两个分支管道通入用于各单个截割滚筒的单独的喷淋水循环回路。 

在一特别优选的实施形式中，喷淋系统具有一用于一个截割滚筒的第一喷淋水循环回路和一分开的用于另一个截割滚筒的第二喷淋水循环回路，其中冷却水通过连接在供应管道上的分别一个或分别至少一个开关阀在各开关阀打开且各阀打开时作为附加的喷淋水量，或者在各阀关闭且各开关阀打开时作为唯一的喷淋水可供应或供应给各截割滚筒。通过将喷淋水分配到用于两个截割滚筒的分开的喷淋水循环回路中，并且按需要接通或接入来自冷却水循环回路的水，可以实现明显更为有效的并且在水消耗调节上优化的喷淋。为了能够按选择只用冷却水、只用喷淋水或利用冷却和喷淋水的量流进行喷淋，对于喷淋水循环回路和/或冷却水循环回路中的每个分循环回路分别只设置一个阀和一个开关阀，就足够了。 

根据另一个实施形式，在用于每个截割滚筒的冷却水循环回路中， 在水接头、特别是在喷淋水分循环回路的所属的分支管道和相应的供应管道之间可以设置至少两个可相互独立地控制的阀，和/或，在冷却水循环回路中，在回流管道和相应的向截割滚筒的供应管道之间可以为每个截割滚筒设置至少两个可相互独立地控制的开关阀。通过单独地控制相应的开关阀和阀，不仅可以对于各单个截割滚筒不同地调整实际供应给截割滚筒的用于喷淋的水量，而且也可以以较小的线路花费分级地使所述水量与要求相匹配，以便只在工作面中喷淋粉尘沉降所需的水量，而将其余的水通过回流管道和一回流软管从工作面重新导出。为了进一步优化和改善效率，可以给喷淋水循环回路中的每个阀配设一量调节阀。 

为了提高开采工作面的安全性，另外优选地可以在水供应管线中设置一通向一优选可手动开启的灭火喷水装置的支线。除此以外或附加地，可以在压力限制阀的下游设置一支线，该支线通入一用于清洁例如用于工作面或滚筒式采矿机的监控相机的、可打开或关闭的相机清洁系统。 

附图说明

根据本发明的滚筒式采矿机的其它优点和实施形式由后面对示意性地在附图中示出的实施例的说明得出。在附图中： 

图1非常示意性地简化地以俯视图示出一用于地下采矿的滚筒式采矿机； 

图2示出在根据本发明的按图1的滚筒式采矿机中设置的、根据第一实施例用于冷却和喷淋的水循环回路的图示；以及 

图3示出根据一第二实施例的用于冷却和喷淋的水循环回路的图示。 

具体实施方式

在图1中非常示意性地简化示出一特别是用于在地下采矿中开采煤炭的滚筒式采矿机1，该滚筒式采矿机具有一滚筒式采矿机主体2，所述滚筒式采矿机主体能够在一平行于工作面中的传送机(未示出)布设的传动层(Triebstock)上行驶。在滚筒式采矿机主体2上固定有 分别用于滚筒式采矿机1的两个行驶方向的支承臂3，在所述支承臂上又为每个行驶方向可旋转地支承一截割滚筒4，所述截割滚筒安装有多个作为加工刀具的截齿(Schrammeissel)(未示出)，利用所述截齿在挖掘面上挖掘待挖掘的矿石，特别是如煤炭。在滚筒式采矿机主体2中，在支承臂3以及在截割滚筒4中内置有在图1中没有示出的水循环回路系统，所述水循环回路系统主要具有一用于滚筒式采矿机1的各单个设备的驱动系统和电机的冷却水循环回路和一用于截割滚筒的喷淋系统，下面参考附图2来说明所述水循环回路系统的结构。 

在图2中仅示出了滚筒式采矿机中用于相应的行驶方向的两个截割滚筒4，其中在根据图2的示意性图示中可以看到，两个截割滚筒4设有多个喷嘴5，所述喷嘴优选直接配设给各加工工具并通过所述喷嘴喷出喷淋水以在开采工作期间防止粉尘。为了给喷嘴5供应喷淋水，通过至少一个软管给滚筒式采矿机供应水，所述软管优选平行于用于给滚筒式采矿机的所有设备供电的拖曳电缆布设，所述水通过一用于所有水循环回路10的共同的入口11输入。该入口优选可以是一用于水的、具有在流通速率为例如约300L/min时约为35-40bar的平均压力的低压入口。在水入口11的下游在水循环回路10中设置一个反流冲洗过滤器12，通过该反流冲洗过滤器可以滤出所输入的水中的杂质，以防止水的污物导致各分循环回路中的堵塞或导致喷嘴的堵塞。又在反流冲洗过滤器12的下游，在水循环回路10中设置接入一组合式的流量/水压监控系统13，该流量/水压监控系统包括一流量传感器14和一压力传感器15，以测量实际的压力P以及实际的流量Q，并通过未示出的信号线路用信号将所述值发送给一同样未示出的上级的控制及处理装置。在所述监控系统13的下游设有一个带有连接在后面的压力限制阀17的压力调节阀16，利用所述压力限制阀和压力调节阀可以将水的压力调节的这里在35bar和40bar之间的希望的范围上。 

在所述两个阀16、17的下游设置一流分支件或者一流分配件18，从所述流分支件或流分配件出发，一个管道分支19通向一冷却循环回 路30，以及另外两个分支管道20A或20B则分别通向一个开关阀21A、21B，所述开关阀可通过操作一共同的预控组件上的各电磁阀而开关，以便按需要在阀21A打开时通过分支管道20A将喷淋水供应给一个截割滚筒4，或者在阀21B打开时通过另一个分支管路20B将喷淋水供应给另一个截割滚筒4。两个阀21A、21B的前面分别连接有一量调节阀22A、22B，以便能够将在开关阀21A、21B打开时通过供应管道23A或23B供应给相应的截割滚筒4的喷淋水的量降低到一合适的值。这里量的限制例如可以进行到最大45升/min。因此，分支件18将通过入口11输入的水流分别分配到一用于一个截割滚筒4的单独的喷淋水循环回路25A中和一用于另一个截割滚筒4的喷淋水循环回路25B中，其中根据天气条件的不同或根据其它条件可以通过喷淋循环回路25A、25B不同地调整喷淋水的流通量。 

分支件18后面的分支管道19通入总体上用附图标记30表示的冷却水循环回路，所述冷却水循环回路又可以包括一用于一个截割滚筒4的分循环回路30A和一用于另一个截割滚筒4的分循环回路30B。每个分循环回路30A、30B可以设有例如用于截割滚筒驱动电机31、用于相应的行驶方向的卷绕驱动电机32、用于支承臂的移动电机33以及用于其它待冷却的系统部件34如泵等的多个冷却设备。每个单个的驱动电机31、32、33或每个单个的待冷却的系统部件34都可以配设一量调节阀35，通过所述量调节阀可以单独调节分别供应的冷却水的量。来自冷却水循环回路30A的冷却水可以通过一回流管道36A，而来自冷却水循环回路30B的冷却水可以通过一回流管道36B输送给一共同的回流软管41，通过所述回流软管将不再需要的冷却水从工作面中导出。给两个回流管道36A、36B分别配设一个开关阀37A、37B，所述开关阀经由一通过一止回阀38保护的中间管道39A、39B通入通向截割滚筒4的供应管道23A、23B之一，以便使得能够按需要向所属的截割滚筒4供应来自相应的冷却水循环回路30A或30B的冷却水。因此通过打开开关阀37A或37B可以在喷淋循环回路25A、25B的阀21A、21B打开时使供应给相应的截割滚筒4的喷淋水的量增加 冷却水的量，或者必要时也可以通过同时关闭阀21A、21B而只利用此前用于冷却的冷却水进行喷淋。通过相应地控制量调节阀或开关阀，可以实现向截割滚筒4定量地供应喷淋水或冷却水。当例如配设给相应的截割滚筒4的压力差测量系统40指示压力差升高并由此指示截割滚筒4中的喷嘴堵塞时，也可以向截割滚筒4供应来自冷却水循环回路30A或30B的附加的水量。 

在所示实施例中，水循环回路10还包括一相机清洁系统50，该相机清洁系统可通过一分支管道51和一阀52操作，以便例如能够清洁监控相机的镜头，还包括一具有多个喷嘴组61的灭火喷水系统60，所述喷嘴组配设给切割电机以及滚筒式采矿机主体。所述灭火系统60的操作通过手动开关阀62以及一预控的阀63手动地进行，并且所述灭火系统60通过一分支管道64直接连接在反流冲洗过滤器12上游的水入口11上。 

图3在一第二液压线路图中示出用于一根据图1的滚筒式采矿机中的组合的喷淋和冷却系统的水循环回路设计的另一个的实施例。在该滚筒式采矿机中，图3只示出了两个具有多个喷嘴的截割滚筒104。对所有水循环回路110的水供应都和前面所述的实施例一样，通过一中央的水入口111进行，一分支管道164从所述水入口通向一优选可手动操作的灭火系统160，而主要的水量这里首先流向一流量/水压监控系统113，然后流向一双反流冲洗过滤器112，并从这里通过一压力调节装置116和一压力限制装置117，与前面的实施例相同，流向一主分支件118。与前面的实施例相同，主分支件118上的水量通过一分支管道119供应给总体上用附图标记130表示的冷却水循环回路，这里，该冷却水循环回路又具有两个冷却水分循环回路130A、130B。当然，在所述两个分循环回路130A或130B中的每一个中又形成多个分组，以通过一第一回流管道136A将两个冷却设备131，例如驱动电机的冷却水量流输送给一第一开关阀137A，并通过一回流管道186A将用附图标记132表示的设备的冷却水量流输送给一第二开关阀187A。在具有在回流管道136B中的开关阀137B和回流管道186B中 的开关阀187B的第二分循环回路130B中也存在相同的结构。在初始位置，全部开关阀137A、137B、187A、187B有这样的开关状态，即，来自各单个回流管道136A、136B、186A、186B的水流向回流软管141，并可以从截割滚筒或工作面中导出。当然，每个的单个的开关阀137A、137B、187A、187B可以必要时独立于所有其它的开关阀和阀地有这样的开关状态，即，来自所述的回流管道-例如对于开关阀137A为136A-的水量流不是流向回流软管141，而是流过通向所述两个截割滚筒104中的一个的供应管道123A(或者对于冷却水循环回流130B流向123B)。进入供应管道123A、123B的输入流这里在喷淋水循环回路的下游即后面通过借助于止回阀138保护的中间管道进行。 

喷淋水循环回路在所示实施例中也分成两个单独的喷淋水循环回路，即用于图3中左侧的截割滚筒104的喷淋水循环回路125A和用于图3中右侧的截割滚筒104的第二喷淋水循环回路125B。体积流分配在主分支件118上通过分支管道120A或120B进行。与第一实施例不同，现在既在用于喷淋水循环回路125A的分支管道120A中设置有两个可单独控制的具有设置在前面的量调节阀122A、172A的阀121A、171A，也在用于喷淋水循环回路125B的分支管道120B中设置有两个可单独控制的具有设置在前面的量调节阀122B、172B的阀121B、171B，以便能够通打开或关闭一个或两个开关阀121A、171A而不同地设置每个喷淋水循环回路125A、125B中的喷淋水的量。来自冷却循环回路的输入流在喷淋水循环回路125A、125B的阀121A、171A、121B、171B的下游、即后面通过借助于止回阀138保护的中间管道来实现。因为不仅是阀121A、171A而且开关阀137A、137B都可以相互独立地通过一未示出的开关装置来开关，在根据图3的实施例中对于在左侧的用“A”表示的分循环回路16中的截割滚筒104就已经存在各种不同的用于喷淋水量的调整可能性。相同的情况当然也适用于在喷淋水循环回路125B和冷却水分循环回路130B后面的截割滚筒104。在第二实施例中，喷淋水只是或者部分地来自所属的喷淋水循环回路125A或125B、只是或部分地来自冷却水循环回路130A、130B或来 自两个分循环回路。通过设置另外的开关阀或阀，用于优化最终供应给截割滚筒104的喷淋水的调整可能性可以更为精确地设置。因为冷却水循环回路的开关阀具有一连接到回流管道141上的接头，可以同时确保，可以将对于喷淋暂时不需要的水从截割滚筒并由此从工作面中重新导出。 

对于本领域技术人员可以由前面的说明得到大量的变化方案，所述方案属于后附各权利要求的保护范围。可以理解，所述系统也可以在其它压力下工作，并且例如也可以在中间管道中存在附加的量调节阀，以便能够更为优化地调节供应给截割滚筒的喷淋水的量。在每个循环回路或分循环回路中存在的阀或开关阀的数量是可变的，并且例如也可以给冷却水循环回路中的每个管道分支设置单独的开关阀，所述开关阀与喷淋水循环回路中唯一的或多于两个阀共同作用，以便能够通过对阀和开关阀进行分开的控制来按需要调整对各单个截割滚筒的水加载。 

Claims (15)

1.用于地下采矿的滚筒式采矿机，具有：一滚筒式采矿机主体(2)、固定在一支承臂(3)上的分别一个用于滚筒式采矿机的每个行驶方向的截割滚筒(4)、用于使滚筒式采矿机和截割滚筒(4)运动的多个驱动电机(31、32)、一用于冷却驱动电机(31、32)的冷却水循环回路(30)、一包括至少一个分别具有一个通向截割滚筒(4)的刀具的供应管道(23A、23B)的喷淋水循环回路(25A、25B)的喷淋系统、一用于各所述水循环回路的共同的水接头(11)、以及与所述水循环回路相配的用于接通或断开所述水循环回路的多个阀(21A、21B)，其特征在于，在冷却水循环回路(30)的回流管道(36A、36B)中分别设置一连接在供应管道(23A、23B)之一上的开关阀(37A、37B)，通过所述开关阀能够按需要将冷却水作为喷淋水供应给各截割滚筒(4)。

2.根据权利要求1所述的滚筒式采矿机，其特征在于，为每个截割滚筒(4)设置一单独的开关阀(37A、37B)。

3.根据权利要求1或2所述的滚筒式采矿机，其特征在于，两个开关阀(37A、37B)分别通过一中间管道(39A、39B)连接在所属的、用于截割滚筒(4)之一的供应管道(23A、23B)上，其中每个供应管道(23A、23B)在中间管道(39A、39B)的入流口的前面设有一用于接通或断开的阀(21A)以及一量调节阀(22A、22B)。

4.根据权利要求3所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在中间管道中和/或在单个或所有驱动电机(31、32、33、34)的冷却水供应管道中分别设置有量调节阀(35)。

5.根据权利要求4所述的滚筒式采矿机，其特征在于，单个或所有量调节阀(22A、22B、35)是可控制或可调节的，以便用喷淋水对各截割滚筒(4)进行定量加载。

6.根据权利要求1所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在水接头(11)的下游、在通向所述喷淋水循环回路(25A、25B)和冷却水循环回路(30)的共同的水供应管线中设置一压力限制阀(17)或一压力调节阀(16)。

7.根据权利要求6所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在压力调节阀(16)的上游设置一体积流传感器(13)。

8.根据权利要求7所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在体积流传感器(13)的上游、在水供应管线中设置一水过滤器。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在压力限制阀的下游形成一分支件(18)，该分支件以第一分支管道(20A、20B)通入用于每个截割滚筒(4)的单独的喷淋水循环回路(25A、25B)中，而以另一个分支(19)通入冷却水循环回路(30)中。

10.根据权利要求6所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在压力调节阀(16)的下游设置一进入一可接通和断开的相机清洁系统(50)的支线。

11.根据权利要求1所述的滚筒式采矿机，其特征在于，喷淋系统具有一用于一个截割滚筒(4)的第一喷淋水循环回路(25A)和一用于另一个截割滚筒(4)的单独的第二喷淋水循环回路(25B)，其中，通过分别一个或至少一个连接在供应管道(23A、23B)上的开关阀(37A、37B)，在各开关阀(37A、37B)打开且各阀(21A、21B)打开时，能够将冷却水作为附加的喷淋水的量供应给各截割滚筒(4)，或在各阀(21A、21B)关闭且各开关阀打开时，能够将冷却水作为唯一的喷淋水供应给各截割滚筒(4)。

12.根据权利要求1所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在用于每个截割滚筒(104)的喷淋水循环回路中，在水接头(11)和相应的供应管道(123A；123B)之间设置至少两个可彼此独立地控制的阀(121A、171A；121B、171B)。

13.根据权利要求1所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在用于每个截割滚筒(104)的冷却水循环回路中，在回流管道(136A、186A；136B、186B)和相应的供应管道(123A；123B)之间设置至少两个可彼此独立地控制的开关阀(137A、187A；137B、187B)。

14.根据权利要求12或13所述的滚筒式采矿机，其特征在于，给喷淋水循环回路中的每个阀(121A、121B、171A、171B)配设一量调节阀(122A、122B、172A、172B)。

15.根据权利要求1所述的滚筒式采矿机，其特征在于，在水供应管线中设置一通向一可手动开启的灭火喷水系统(60)的支线。

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