本发明涉及一种用于保持长壁开采工作面对准的方法及设备。具体而言,采矿机器包括用于检测采矿机器与顶壁支承件之间相对角度对准的光源和顶壁支承引导件。采矿机器上的光源为激光器形式,方向朝向顶壁支承件。顶壁支承引导件位于在采矿机器上方的顶壁支承件上,以便在采矿机器与顶壁支承件之间的对准是所期望的时,光源的光落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内。当采矿机器未与顶壁支承件适当对准时,光源不落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内。当采矿机器操作人员检测到光源的光未落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内时,操作人员则利用液压千斤顶来调整采矿机器的倾斜,以使光源的光再次落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内。
1.一种采矿设备,包括:采矿机器支承件,所述采矿机器支承件适于在矿地上定位在矿工作面附近,采矿机器,所述采矿机器适于在所述采矿机器支承件上方沿所述矿工作面移动,顶壁支承件,所述顶壁支承件在所述采矿机器和所述采矿机器支承件上方,用于调整所述采矿机器相对于所述矿工作面的冲角的装置,以及,用于检测所述采矿机器与所述顶壁支承件之间的相对角度对准的装置,所述装置包括位于所述采矿机器上的、方向朝向所述顶壁支承件的光源,位于所述顶壁支承件上的顶壁支承引导件,以便在所述采矿机器与所述顶壁支承件之间的所述角度对准为所期望的时,所述光源的光落入相对于所述顶壁支承引导件的预定位置中。
2.根据权利要求1所述的采矿设备,其中,所述顶壁支承引导件在所述采矿机器的上方。
3.一种操作采矿设备的方法,所述采矿设备包括:采矿机器支承件,所述采矿机器支承件适于在矿地上定位在矿工作面附近,采矿机器,所述采矿机器适于在所述采矿机器支承件上方沿所述矿工作面移动,顶壁支承件,所述顶壁支承件在所述采矿机器和所述采矿机器支承件上方,用于调整所述采矿机器相对于所述矿工作面的冲角的装置,以及,用于检测所述采矿机器与所述顶壁支承件之间的相对角度对准的装置,所述装置包括位于所述采矿机器上的、方向朝向所述顶壁支承件的光源,位于所述顶壁支承件上的顶壁支承引导件,以便在所述采矿机器与所述顶壁支承件之间的所述角度对准为所期望的时,所述光源的光落入相对于所述顶壁支承引导件的预定位置中,所述方法包括以下步骤:检测所述光源的光未落入相对于所述顶壁支承引导件的预定位置内的步骤,以及随后的调整所述采矿机器的倾斜以使所述光源的光再次落入相对于所述顶壁支承引导件的所述预定位置内的步骤。技术领域
本发明涉及一种采矿机器及方法,利用该方法,采矿机器能被操作成移动穿过包含待开采的矿物的矿层。本发明特别适于煤的长壁开采,但并非专门用于这一应用。更具体而言,本发明涉及一种响应于对煤采区工作面对准的观察来控制长壁开采机的功能的机构和方法。
背景技术
在煤的开采中,已经发展出了称为长壁开采方法的方法。在这些方法中,可移动的轨道被定位成跨过煤层。采矿机器设有截割头或刨机,并且采矿机器沿轨道在沿着矿层的一个方向上横向移动,而截割头或刨机被向上和向下地操纵,以从矿层工作面上截割煤。在每次通过的自始至终,轨道始终向前朝采矿机器路径后方的矿层移动。然后,使采矿机器沿相反方向横穿矿层,同时向上和向下地操纵截割头,由此来从矿层中移除更多的煤。这一过程被重复,直到采完计划采掘采区中所有的煤为止。为了保护采矿机器免受塌落材料破坏,动力推动的顶壁支承件设置在轨道和采矿机器的上方,且与轨道一起移动。煤通过装甲工作面输送机从矿层输送。工作面输送机的每一段通过双动作式液压缸或油缸连接到动力推动的顶壁支承件上。在开采给定工作面输送机段前方的煤之后,其对应的顶壁支承件降低且前移,然后通过液压“设置”成抵靠于顶壁,工作面输送机段然后前移。美国专利No.4,228,508示出了此类长壁开采系统。因此,在每次通过之后,通过使轨道装置向前朝矿层前移一段适当的距离,可以以每次通过时大致相等的切屑深度逐渐地移入矿层中。适当保持采矿机器与待切割的采区的工作面对准对于使长壁煤开采的生产力最大是很重要的。换言之,且如附图中进一步示出的,重要的是确保截割机器或刨机的定向平行于正在切割的矿物工作面。与采区工作面未对准会需要额外的切割来重新获得所期望的采区轮廓,从而导致生产力的极大损失。多种干涉情况,如操作人员失误、地面岩屑的累积、不平的地面或顶壁,以及开采机液压部件的性能下降,都会导致此类未对准。
发明内容
本发明的目的在于在采矿机器依次前移穿过矿石区时,保持长壁采矿机器的适当工作面对准。在本发明中,采矿机器包括用于检测采矿机器与顶壁支承件之间的相对角度对准的对准装置,所述相对角度对准又涉及采矿机器与采区工作面的适当对准。所述对准装置包括采矿机器上的为激光器形式的光源,所述光源方向朝向顶壁支承件。对准装置还包括位于采矿机器上方的顶壁支承件上的顶壁支承引导件,以便在采矿机器与顶壁支承件之间的对准是所期望的时,光源的光落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内。如图3中所示,当采矿机器未与顶壁支承件适当对准时,光源将不会落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内。当采矿机器操作人员检测到光源的光未落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内时,操作人员则利用液压千斤顶来调整采矿机器的倾斜,以使光源的光再次落入相对于顶壁支承引导件的预定位置内。
附图说明
图1为前移通过矿床的长壁采矿机器的侧视图,且示出了工作面对准系统。图2为图1中的长壁采矿机器被示为在与采区工作面适当对准的位置上的侧视图。图3为图1中的长壁采矿机器被示为在与采区工作面未适当对准的位置上的侧视图。图4为图1中的长壁采矿机器被示为在与采区工作面校正后对准的位置上的侧视图。图5为安装在采矿机器上以便校正采矿机器与采区工作面未对准的底托(shoe)。在详细论述本发明的一个实施例之前,应当理解本发明不限于其仅应用于如下说明中阐述或附图中示出的构造细节和构件布置。本发明能够有其它实施例,并且可以通过多种方式实施或执行。另外,应当理解到,本文所使用的用语和术语是用于说明的目的,并且不应当认作是进行限制。本文所使用的“包含”和“包括”及其变型用意是涵盖随后列出的项目及其等同物,以及附加的项目。本文所使用的“组成”及其变型的用意是仅涵盖随后所列项目及其等同物。此外,应当理解的是,诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”等的此类用语是方便的词语,且不应看作是限制性的用语。
具体实施方式
图1示出了具有截煤机(shearer)12(被承载在工作面输送机14上)形式的采矿机器和悬臂式顶壁支承件16的长壁开采系统10。当长壁开采系统10前移穿过采区(panel)18时,自动前移的顶壁支承件16以公知的方式朝工作面20前移。更具体而言,悬臂式顶壁支承件16为支撑掩护式支架(chockxa0shieldxa0support)单元,所述支撑掩护式支架单元具有接合地面的底座42和接合顶壁的梁24,梁24由前后成对间隔开的四个可液压操作的支承件28(仅示出了其中的两个)支承,从而限定出可接近的移动通道30。护盾32在34处以可枢轴转动的方式附接到顶壁梁24上,且通过双扭线连杆40连接到底座42上。护盾32还在其前端处承载了包括接触板50的工作面斜撑组件48,图中示出所述工作面斜撑(sprag)组件48处于工作面支承模式,其中,接触板50通过液压缸54从其收起位置延伸至其抵靠部分工作面的位置。图1中的虚线示出了工作面斜撑组件的完全延伸位置。更具体而言,截煤机12具有为伸长可移动框架60形式的采矿机器支承件,所述采矿机器支承件具有滑动型底托64,所述滑动型底托64被可移动地支承在滑道68上,所述滑道68大致与长壁开采工作面平行。横向延伸的转鼓70具有附接到其上的多个采矿钻头74,转鼓70通过对应的悬臂构件而以可枢轴转动的方式附接到伸长可移动框架60的各端上。截煤机12的工作是采矿领域中公知的,且因此将不会在此详细阐述。然而,技术人员将会认识到,截煤机12在滑道68上往复移动,使得转鼓70上的采矿钻头74能够与矿工作面进行接合,由此来从其中移出材料。当工作面后退时,滑道68和截煤机12朝工作面前移,以便能够继续进行采矿过程。如图5中所示,滑动型底托64结合了用于相对于矿工作面调整采矿机器冲角的装置,该装置为液压千斤顶80形式,用于调整机器来给出用于水平控制的滚动便利和可变螺距。更具体而言,底托包括底托支腿,所述底托支腿为L形,且在靠近其中点的82处以可枢轴转动的方式附接到可移动框架60上。在底托支腿的一端处为底托64。底托支腿的另一端处为液压千斤顶80,所述液压千斤顶80在一端处连接到可移动框架60上,而在另一端处连接到底托支腿上。液压千斤顶80的延伸和收回使可移动框架60相对于底托64升高或降低。可调节底托64在可移动框架60的后方,远离采区工作面20。当可移动框架60相对于底托64升高或降低时,这调整采矿机器12与采区工作面20的定向。更具体而言,如图2中所示,应当使采矿机器12定向成垂直于采区工作面20。然而,在一些情况下,如图3中所示,滑道68会变成与采区工作面20不对准。当其发生时,液压千斤顶80工作,以便使采矿机器12回到与工作面采区适当的对准。目前,采矿机器的操作人员不容易确定不适当工作面对准出现在何时。本发明提供了用于采矿机器操作人员观察不适当工作面对准的装置。更具体而言,采矿机器12包括用于检测采矿机器与顶壁支承件16之间的相对角度对准的对准装置,所述相对角度对准又涉及采矿机器12与采区工作面20的适当对准。对准装置包括位于采矿机器12上的为激光器形式的光源90,所述光源90方向朝向顶壁支承护盾32。对准装置还包括位于采矿机器12上方的顶壁支承件16上的顶壁支承引导件94,以便在采矿机器12与顶壁支承件16之间的对准是所期望的时,光源90的光落入相对于顶壁支承引导件94的预定位置内。优选的预定位置可在引导件上,但在其它实施例(未示出)中,其也可远离引导件一定距离。另外,在较不优选的实施例(未示出)中,光源可指向除护盾32上以外的顶壁支承件的部分。如图3中所示,当采矿机器12未与顶壁支承件16适当对准时,光源90不会落入相对于顶壁支承引导件94的预定位置内。当采矿机器操作人员检测到光源90的光未落入相对于顶壁支承引导件94的预定位置内时,操作人员则利用液压千斤顶80来调整采矿机器12的倾斜,以使光源90的光再次落入相对于顶壁支承引导件94的预定位置内。在优选实施例中,如图1至图4中所示意性地示出的,顶壁支承引导件94为粘附到护盾32上的有色条带。但在其它实施例中,能够使用顶壁支承件16上的任何可见的元件。本发明的各种其它特征和优点根据所附权利要求中而变得明显。