Горнодобывающее транспортное средство и способ его энергоснабжения
Изобретение относится к горнодобывающему транспортному средству и способу подведения к нему электроэнергии. Техническим результатом является подсоединение вспомогательных источников энергии. Горнодобывающее транспортное средство имеет выпрямитель, промежуточный контур постоянного тока и инвертор, через который подводится электроэнергия к электродвигателю переменного тока. По меньшей мере один вспомогательный источник энергии подсоединен к промежуточному контуру постоянного тока. Преобразователь постоянного напряжения подсоединен между промежуточным контуром постоянного тока и вспомогательным источником энергии для адаптирования уровня напряжения вспомогательного источника энергии и для подсоединения вспомогательного источника энергии для подведения энергии к промежуточному контуру постоянного тока. 3 н. и 8 з.п.ф-лы, 2 ил.
Уровень техники
Изобретение относится к горнодобывающему транспортному средству с кареткой, приводным оборудованием для перемещения каретки, по меньшей мере одним устройством для горных работ, которое является одним из следующих устройств: бурильной машины, машины для постановки анкерной крепи, устройства для торкретирования, уплотнительного устройства, инжекционного устройства, шпурового зарядного устройства, измерительного устройства; электродвигателем переменного тока, соединительной деталью для подведения к нему электроэнергии от сети энергоснабжения горной выработки, промежуточным контуром постоянного тока, к которому электричество подводится от сети энергоснабжения горной выработки с помощью выпрямителя, инвертором для подведения электроэнергии промежуточного контура постоянного тока к электродвигателю переменного тока, вспомогательным источником энергии, подсоединенным к промежуточному контуру постоянного тока.
Изобретение дополнительно относится к способу энергоснабжения горнодобывающего транспортного средства с кареткой, приводным оборудованием для перемещения каретки, по меньшей мере одним устройством для горных работ, которое является одним из следующих устройств: бурильной машины, машины для постановки анкерной крепи, устройства для торкретирования, уплотнительного устройства, инжекционного устройства, шпурового зарядного устройства, измерительного устройства; и по меньшей мере одним электродвигателем переменного тока, к которому электроэнергия подводится от сети энергоснабжения горной выработки через выпрямитель, промежуточный контур постоянного тока и инвертор.
В горных выработках бурильные установки для бурения по коренным породам и другие горнодобывающие транспортные средства используются для выполнения операций в соответствии с рабочими циклами устройств для горных работ на предварительно запланированных рабочих участках. После выполнения необходимых заданий, таких как бурение скважины, в соответствии с рабочим циклом горнодобывающее транспортное средство перемещается на следующий рабочий участок, и запускается новый рабочий цикл. В частности, в подземных горных выработках обычно используются горнодобывающие транспортные средства, в которых энергия для выполнения операций в соответствии с рабочими циклами представляет собой электричество от сети энергоснабжения горной выработки. В противоположность этому приведение в действие транспортных механизмов между рабочими участками выполняется посредством энергии, получаемой при использовании двигателя внутреннего сгорания, обычно дизельного двигателя, в результате чего электрические кабели и т.п. не ограничивают приведение в действие транспортных механизмов. Однако выхлопные газы и шум от двигателя внутреннего сгорания приводят к возникновению проблем в горных выработках. Кроме того, двигатель внутреннего сгорания требует большого пространства на каретке транспортного средства и вызывает необходимость регулярного обслуживания. Двигатель внутреннего сгорания также оказывает неблагоприятные воздействие на пожарную безопасность горной выработки, поскольку он имеет горячие поверхности, а также необходимо хранить и манипулировать легковоспламеняющимся топливом в транспортном средстве и горной выработке.
Горнодобывающие транспортные средства, которые непрерывно связаны с сетью энергоснабжения горной выработки, также используются в горных выработках. Тогда горнодобывающие транспортные средства имеют электродвигатель, и в них обычно используется электродвигатель с постоянной частотой вращения. При этом мощность, требуемая для рабочей операции, может быть отрегулирована с помощью гидравлических компонентов, и электродвигатель получает электрический ток и мощность в нагрузке, определяемые потреблением энергии рабочей операции, от сети энергоснабжения горной выработки. Дополнительно, тогда перемещение горнодобывающего транспортного средства обычно связано с сетью энергоснабжения или по меньшей мере кабелем, подсоединенным к ней и смотанным в бухту в горнодобывающем транспортном средстве или в стационарной сети энергоснабжения.
Публикация US 7053568, например, представляет горнодобывающее транспортное средство с приводом от аккумуляторной батареи. Публикация описывает, в частности, использование и расположение аккумуляторных двигателей и двигателей переменного тока в качестве компонентов коробки передач. Проблема, связанная с таким горнодобывающим транспортным средством, которое полностью зависит от аккумуляторных батарей, заключается в дополнительном весе, обусловленном транспортируемыми аккумуляторными батареями. Кроме того, емкость аккумуляторных батарей довольно ограничена, и аккумуляторные батареи горнодобывающего транспортного средства необходимо заряжать относительно часто.
Публикация US 5293947 представляет горнодобывающее транспортное средство, которое получает свое электропитание от подвесной системы сборных шин. Горнодобывающее транспортное средство также имеет переключатель для выбора, получать ли энергию, используемую горнодобывающим транспортным средством, от сети энергоснабжения или от вспомогательного источника энергии в горнодобывающем транспортном средстве, такого как аккумуляторная батарея или дизельный двигатель. Когда энергия берется от вспомогательного источника энергии, горнодобывающее транспортное средство может перемещаться на короткие расстояния без соединения горнодобывающего транспортного средства с подвесной сетью энергоснабжения.
Краткое описание изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении нового типа горнодобывающего транспортного средства и способа подведения к нему электроэнергии.
Горнодобывающее транспортное средство по изобретению отличается тем, что горнодобывающее транспортное средство имеет преобразователь постоянного напряжения между вспомогательным источником энергии и промежуточным контуром постоянного тока для адаптирования уровня напряжения вспомогательного источника энергии и для подсоединения вспомогательного источника энергии, чтобы подводить энергию к промежуточному контуру постоянного тока, в результате чего к горнодобывающему транспортному средству можно подсоединять вспомогательные источники энергии с различными характеристиками.
Дополнительно способ по изобретению отличается тем, что с преобразователем постоянного напряжения уровень напряжения вспомогательного источника энергии адаптируется для промежуточного контура постоянного тока, и вспомогательный источник энергии выполнен с возможностью подведения энергии к промежуточному контуру постоянного тока, посредством чего к горнодобывающему транспортному средству можно подсоединять вспомогательные источники энергии с различными характеристиками.
Горнодобывающее транспортное средство получает свою электроэнергию главным образом от сети энергоснабжения горной выработки. Горнодобывающее транспортное средство дополнительно имеет выпрямитель, промежуточный контур постоянного тока и инвертор, и это означает, что горнодобывающее транспортное средство имеет электродвигатель переменного тока. Дополнительно к промежуточному контуру постоянного тока подсоединен по меньшей мере один вспомогательный источник энергии. Преобразователь постоянного напряжения подсоединен между промежуточным контуром постоянного тока и вспомогательным источником энергии, чтобы адаптировать уровни напряжения и зарядный/разрядный ток промежуточного контура постоянного тока и вспомогательного источника энергии. Это означает, что в промежуточном контуре постоянного тока этого устройства могут быть выполнены несоизмеримые вспомогательные источники энергии. Мощность или зарядная емкость вспомогательных источников энергии могут варьироваться или они могут отличаться химически, или их зарядные напряжения могут отличаться друг от друга, или можно использовать новые и старые вспомогательные источники энергии. Несмотря на различия во вспомогательных источниках энергии, выполнение их в промежуточном контуре постоянного тока таким образом является легким и простым благодаря преобразователю постоянного напряжения. Кроме того, благодаря преобразователю постоянного напряжения можно использовать параллельно несколько вспомогательных источников энергии, если требуется.
Горнодобывающее транспортное средство содержит одно или больше из следующих устройств для горных работ: бурильной машины, машины для постановки анкерной крепи, устройства для торкретирования, уплотнительного устройства, инжекционного устройства, шпурового зарядного устройства, измерительного устройства, или буровое, уплотнительное и подающее топливо оборудование, используемое в проходке горной выработки с небольшими зарядами. Бурильная машина может быть забойной бурильной установкой или устройством, используемым в бурении эксплуатационной части ствола скважины, то есть устройством для бурения глубоких взрывных скважин, которое выполняет бурение скважин клиновидной формы. Устройство для горных работ представляет собой исполнительный механизм, используемый в обработке неотделенной породы, который выполняет несколько последовательных операций в соответствии с данным рабочим циклом. Как правило, на одном рабочем участке выполняются несколько подобных операций с помощью устройства для горных работ. Эти операции могут быть определены в плане проходки горной выработки, таком как план бурения, план заряжания скважин или соответствующий план горных работ. Устройство для горных работ обычно монтируют со стрелой-манипулятором, с которым устройство перемещается во время рабочего цикла. С другой стороны, устройство для горных работ может быть выполнено на соответствующей опоре или опорном элементе в горнодобывающем транспортном средстве, который поддерживает устройство во время его рабочего цикла.
Идея варианта осуществления состоит в том, что вспомогательный источник энергии подсоединен для подведения энергии через промежуточный контур постоянного тока к электродвигателю горнодобывающего транспортного средства, когда потребность в электроэнергии горнодобывающего транспортного средства превышает некоторый предел. В то же самое время энергия также подводится к горнодобывающему транспортному средству от сети энергоснабжения горной выработки, и это означает, что вспомогательный источник энергии действует как поставщик дополнительной энергии. Сеть энергоснабжения горной выработки представляет собой основной источник энергии горнодобывающего транспортного средства, поступающей через контур постоянного тока, то есть промежуточный контур постоянного тока. Электродвигатели переменного тока являются энергоэкономичными, и у них хорошая регулируемость. Кроме того, благодаря выпрямителю, промежуточному контуру постоянного тока и инвертору система нагружает сеть энергоснабжения почти исключительно с эффективной производительностью, которая уменьшает нагрузку питающей электрической сети по сравнению с ситуацией, в которой такое устройство не существует. Трехфазный двигатель, подсоединенный к промежуточному контуру постоянного тока через инвертор, не чувствителен к последовательности чередования фаз питающей электрической сети, посредством чего отдельное управление последовательностью чередования фаз или ее изменение не является необходим. Дополнительно влияние частоты питающей электрической сети или ее изменения на электродвигатель горнодобывающего транспортного средства может быть исключено. Проблемы, вызываемые в электрической системе горнодобывающего транспортного средства перенапряжением или пониженным напряжением сети энергоснабжения горной выработки, также могут быть уменьшены при использовании представленного решения. Мощность двигателя горнодобывающего транспортного средства может быть выровнена с помощью вспомогательного источника энергии, подсоединенного к промежуточному контуру. Таким образом, в представленном решении вспомогательный источник энергии выравнивает изменения нагрузки, вызываемые горнодобывающим транспортным средством в сети энергоснабжения. Таким образом, в ситуации с максимальной нагрузкой ток, забираемый из сети, может поддерживаться на уровне ниже, чем прежде, посредством чего эффективная нагрузка горнодобывающего транспортного средства уменьшается. Тогда питающий кабель горнодобывающего транспортного средства не нужно выполнять согласно требуемым размерам для максимальной мощности горнодобывающего транспортного средства. В целом максимальная мощность и величина мощности холостого хода сети энергоснабжения горной выработки таким образом могут быть уменьшены.
Идея варианта осуществления состоит в том, что управляемый выпрямитель выполнен с возможностью преобразования уровней напряжения по меньшей мере двух различных сетей энергоснабжения так, чтобы в промежуточном контуре постоянного тока они были одинаковыми. Тогда в горнодобывающем транспортном средстве можно использовать подобные электродвигатели переменного тока по меньшей мере в двух сетях энергоснабжения с различными напряжениями, не нуждаясь в отдельном электромеханическом преобразователе в горнодобывающем транспортном средстве, чтобы преобразовывать напряжение сети энергоснабжения в подходящее для горнодобывающего транспортного средства.
Краткое описание чертежей
Некоторые варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно на прилагаемых чертежах, на которых
фиг.1 - схематичный вид сбоку горнодобывающего транспортного средства, в этом случае буровой установки для бурения по коренным породам,
фиг.2 - схема устройства энергоснабжения горнодобывающего транспортного средства.
На чертежах некоторые варианты осуществления изобретения ради ясности показаны упрощенными. На чертежах подобные части отмечены одинаковыми позиционными обозначениями.
Подробное описание изобретения
Фиг.1 показывает буровую установку для бурения по коренным породам, которая является одним примером горнодобывающего транспортного средства 1, оборудованного одним или больше устройствами 2 для горных работ. Буровая установка для бурения по коренным породам содержит каретку 3, которая может перемещаться посредством приводного оборудования 4. Приводное оборудование 4 содержит один или больше приводных электродвигателей 5 и одно или больше средств 6 механической передачи для того, чтобы передавать мощность привода к одному или больше колесам 7. Передача мощности привода может содержать систему механического привода и элементы передачи механической энергии, или, в качестве альтернативы, передача мощности привода может быть гидравлической или электрической. На каретке 3 может быть выполнена одна или больше стрел-манипуляторов 8, и стрела-манипулятор может быть оборудована устройством 2 для горных работ. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, первая стрела-манипулятор 8a является буровым манипулятором, на наиболее удаленном конце которой имеется агрегат 9 для бурения по коренным породам, содержащий ходовую балку 10, по которой машина 11 для бурения по коренным породам может перемещаться посредством подающего механизма 12. Бурильная машина 11 может содержать ударный механизм 13 для генерирования ударных импульсов на инструментальном и поворотном устройстве 15, чтобы поворачивать инструмент 14 вокруг его продольной оси. В буровых установках для бурения по коренным породам может быть несколько из этих буровых манипуляторов 8a. Посредством примера, второй манипулятор 8b, как показано, содержит устройство 16 для постановки анкерной крепи, с помощью которого анкерные болты можно устанавливать в опережающе разбуренных буровых скважинах, чтобы поддерживать вырытую в скальном грунте пещеру. В варианте осуществления фиг.1 третий манипулятор 8c оборудован измерительным устройством 17 для измерения разбуренных скважин. Другие альтернативные устройства 2 для горных работ включают в себя инжекционные устройства, используемые в подаче герметизирующего материала в породу, устройства для обработки торкретирования, уплотнительное оборудование, устройства, используемые в проходке горной выработки с небольшими зарядами, и устройства для подачи взрывчатых веществ.
Горнодобывающее транспортное средство 1 перегоняется в соответствии с планом проходки горной выработки 18 или в соответствии с планом, спроектированным заранее, к рабочему участку 19, на котором устройство 2 для горных работ выполняет операции в соответствии с рабочим циклом, выполнение которых занимает относительно много времени. Например, рабочий цикл бурильной машины может включать в себя бурение нескольких скважин, определяемых в плане бурения на рабочем участке 19. Дополнительно, бурение каждой буровой скважины обычно состоит из нескольких рабочих операций, таких как забуривание скважины, фактическое бурение, изменение наращиваемых буровых штанг и буровых коронок и демонтирование оборудования наращиваемых буровых штанг после бурения. Выполнение рабочего цикла бурения на рабочем участке 19 может занимать несколько часов, иногда даже всю рабочую смену. Соответственно, заряжение, анкерное крепление, измерение и закачивание часто являются операциями, занимающими довольно много времени. В общем, использование устройства 2 для горных работ имеет отношение к бурению буровой скважины или дальнейшей обработке законченного ствола скважины. Тогда это означает обработку неотделенной породы.
Фиг.1 дополнительно показывает, что горная выработка 18 имеет сеть 20 энергоснабжения, которая может быть смонтирована фиксированным образом или она может состоять из видоизменяемой сети. Сеть 20 энергоснабжения обычно является трехфазной сетью переменного тока. Когда горнодобывающее транспортное средство 1 находится на рабочем участке 19, его устройство 2 для горных работ, гидравлическая система и любые необходимые вспомогательные системы приводятся в действие главным образом с помощью электроэнергии, получаемой от внешней сети энергоснабжения. Горнодобывающее транспортное средство 1 может быть подсоединено к сети 20 энергоснабжения одним или больше соединительными кабелями 21. Соединительный кабель 21 может быть выполнен на барабане 22, и он может быть оборудован подходящим соединителем 23, который может быть соединен с зажимом источника питания сети 20 энергоснабжения. В качестве альтернативы, барабан 22 и кабель 21 могут быть выполнены в горной выработке 18, а соединительный кабель 21 подсоединен к горнодобывающему транспортному средству 1. Горнодобывающее транспортное средство 1 оборудовано соединительным устройством 25, через которое электричество, подводимое от сети 20 энергоснабжения, подается к различным устройствам горнодобывающего транспортного средства 1. Конструкция и работа соединительного устройства 25 описываются более подробно в связи с фиг.2.
Горнодобывающее транспортное средство 1 также оборудовано по меньшей мере одним вспомогательным источником 26a, 26b энергии. Вспомогательный источник 26a, 26b энергии может быть аккумуляторной батареей, суперконденсатором, топливным элементом или дизельным двигателем, или это может быть некоторый другой соответствующий вспомогательный источник энергии.
Соединительное устройство 25 имеет выпрямитель 27, на который подается электроэнергия от сети 20 энергоснабжения. Выпрямитель 27 может быть постоянным или управляемым скважностью импульсов. Разветвление постоянного тока выпрямителя 27 подсоединено к промежуточному контуру 28 постоянного тока, то есть к промежуточному контуру постоянного напряжения. Первый инвертор 29a подсоединен к промежуточному контуру 28 постоянного тока, чтобы преобразовывать постоянный ток в переменный ток и подавать электричество переменного тока в первый электродвигатель 30a переменного тока. Электродвигатель 30a переменного тока предпочтительно является трехфазным электродвигателем. Соединительное устройство 25 также может иметь второй инвертор 29b, который подводит электрическую энергию ко второму электродвигателю 30b переменного тока. Электродвигатель 30a переменного тока может, например, приводить в действие устройство 2 для горных работ, а электродвигатель 30b переменного тока может, например, приводить в действие приводное оборудование 4.
Соединительное устройство 25 также может иметь третий инвертор 29c или больше инверторов, чтобы подводить электрическую энергию по меньшей мере к одному двигателю 30c переменного тока приводов вспомогательного механизма. С электродвигателем 30c можно соединять систему бурового насоса, компрессорную установку давления воздуха, вспомогательную гидравлическую систему или систему 31 охлаждения системы в устройстве.
При использовании нескольких инверторов, подсоединенных к одному и тому же промежуточному контуру постоянного тока, напряжение питания электродвигателей, соединенных с инверторами, можно регулировать независимо. Затем также можно независимо регулировать частоту вращения каждого электродвигателя, соединенного с инвертором. Таким образом, может быть больше двух инверторов, и это означает, что также может быть больше двух электродвигателей. Устройство также имеет блок 32 управления, который может быть выполнен в соединительном устройстве 25 или вне его, как требуется. Блок 32 управления используется для управления работой различных узлов соединительного устройства 25, таких как выпрямитель 27, инвертор 29a, 29b и вспомогательный источник 26a, 26b энергии.
Вспомогательный источник 26a, 26b энергии также подсоединен к промежуточному контуру 28 постоянного тока. Вспомогательный источник 26a, 26b энергии может быть аккумуляторной батареей, суперконденсатором, топливным элементом, дизельным двигателем, маховым колесом или некоторым другим соответствующим вспомогательным источником энергии. Например, дизельный двигатель может приводить в действие генератор переменного тока, который генерирует электрический ток. Если вспомогательный источник 26a, 26b энергии генерирует электричество переменного тока, он подсоединен к промежуточному контуру 28 постоянного тока через выпрямитель.
Вспомогательный источник 26a, 26b энергии также может быть соединен непосредственно с промежуточным контуром 28 постоянного тока, но предпочтительно вспомогательный источник 26a, 26b энергии подсоединен к промежуточному контуру 28 постоянного тока по меньшей мере с одним преобразователем 33a, 33b постоянного напряжения. Преобразователь постоянного напряжения адаптирует уровень напряжения вспомогательного источника 26a, 26b энергии, чтобы удовлетворять требованию промежуточного контура 28 постоянного тока. Дополнительно, преобразователь 33a, 33b постоянного напряжения управляет энергетической разрядкой вспомогательного источника энергии и зарядкой вспомогательного источника 26 энергии. Несоизмеримые вспомогательные источники 26 энергии могут быть адаптированы к промежуточному контуру 28 устройства с помощью преобразователя 33a, 33b постоянного напряжения. Таким образом, вспомогательный источник 26a, 26b энергии легко изменять, или несколько вспомогательных источников энергии могут быть включены параллельно, и преобразователь 33a, 33b постоянного напряжения гарантирует их адаптирование к промежуточному контуру 28 постоянного тока. Также может быть несколько преобразователей 33a, 33b постоянного напряжения, и когда один преобразователь 33a, 33b постоянного напряжения выходит из строя, устройство может приводиться в действие с использованием другого преобразователя постоянного напряжения. Вариант осуществления на фиг.2 показывает два преобразователя 33a, 33b постоянного напряжения, включенные параллельно, и два вспомогательных источника 26a, 26b энергии, включенные параллельно. Если один из вспомогательных источников 26a, 26b энергии выходит из строя, он может быть исключен из работы, и операция может продолжаться при использовании одного вспомогательного источника энергии на более низком уровне мощности. Это увеличивает надежность горнодобывающего транспортного средства и, во время нарушения нормальной работы, горнодобывающее транспортное средство можно переместить в сторону, не вызывая возможных рискованных ситуаций относительно движения другого транспорта разработки месторождения. После этого текущий ремонт можно выполнять в более безопасном месте. Естественно, можно подсоединять параллельно больше двух преобразователей постоянного напряжения и/или вспомогательных источников энергии.
Сеть 20 энергоснабжения горной выработки является основным источником энергии горнодобывающего транспортного средства. Когда горнодобывающее транспортное средство 1 нуждается в большей мощности, к горнодобывающему транспортному средству подводится дополнительная энергия от вспомогательного источника 26a, 26b энергии в дополнение к сети 20 энергоснабжения горной выработки. Например, во время бурения с полной мощностью, дополнительная энергия может быть получена от вспомогательного источника 26a, 26b энергии. В блоке 32 управления можно определить некоторое предельное значение, после которого для использования берется вспомогательный источник энергии. Посредством вспомогательного источника 26a, 26b энергии, электроэнергия, забираемая из сети 20, может быть ограничена некоторым уровнем. Дополнительно, вспомогательный источник энергии может быть взят для использования, чтобы выравнивать кратковременные выбросы в нагрузке или транспортных средствах при их максимальном уровне потребления энергии, то есть, например, когда они перемещаются на подъеме с большим грузом.
Система измеряет ток, используемый в электродвигателях, и регулирует таким образом подачу электроэнергии, генерируемой вспомогательным источником 26a, 26b энергии, в промежуточный контур 28 постоянного тока. Одна идея объединенного использования вспомогательного источника 26a, 26b энергии и сети 20 энергоснабжения состоит в том, чтобы гарантировать, что напряжение сети 20 энергоснабжения не уменьшится, из-за перегрузки, ниже заданного допуска для напряжения сети энергоснабжения, такого как на 5% ниже номинального напряжения. Таким образом, возможно избегать изменений напряжения в сети 20 энергоснабжения.
Фиг.2 также показывает пунктирной линией трансформатор 34. Трансформатор 34 может использоваться для преобразования уровня напряжения сети 20 энергоснабжения так, чтобы удовлетворять требованию электрической системы горнодобывающего транспортного средства. Однако трансформатор 34 не обязательно нужен, если выпрямитель 27 выполнен с возможностью преобразовывать уровни напряжения по меньшей мере двух различных сетей энергоснабжения так, чтобы в промежуточном контуре 28 постоянного тока они были одинаковыми. Электрический трансформатор, производящий два уровня напряжения, может быть реализован, например, посредством тиристоров с отпирающим током управляющего электрода. Постоянное напряжение, производимое этим типом выпрямителя, можно изменять, изменяя угол отпирания тиристоров.
Представленное оборудование также можно использовать таким образом, что бурение или другая работа может выполняться в течение короткого времени при использовании энергии, которую можно получить от вспомогательного источника 26 энергии, даже если сеть 20 энергоснабжения оказывается недоступной. Дополнительно, сеть 20 энергоснабжения может использоваться для перемещения горнодобывающего транспортного средства, когда подсоединен сетевой кабель, а когда сеть не используется, для перемещения транспортного средства может использоваться вспомогательный источник 26 энергии. Вместо соединительного кабеля 21 и барабана 22 горнодобывающее транспортное средство 1 может быть соединено с сетью 20 энергоснабжения, например, таким образом, что сеть энергоснабжения является системой сборных шин, к которой горнодобывающее транспортное средство 1 подсоединено через токосъемники.
Системой можно управлять, например, таким образом, что от сети 20 энергоснабжения берется самое большее некоторая определенная максимальная мощность, и когда это предельное значение превышается, остальная часть требуемой мощности берется от вспомогательного источника 26 энергии. В этом случае мощность, отбираемая от вспомогательного источника энергии, обычно регулируется. Дополнительно, когда необходимо, возможно таким образом отбирать всю мощность, которую можно получить от вспомогательного источника энергии, и регулировать вместо этого мощность, отбираемую от сети 20 энергоснабжения, или брать всю необходимую мощность от вспомогательного источника энергии, если сеть энергоснабжения по некоторым причинам недоступна.
Мощность, отбираемая горнодобывающим транспортным средством 1, может быть определена с помощью измерения потребляемой мощности инверторов 29a-29c. Затем можно выполнять функцию ограничения выходной мощности, при которой ограничивается мощность, отбираемая одним или больше устройствами 2 для горных работ, когда объединенная мощность инверторов 29a-29c превышает некоторое предельное значение.
Блок управления может содержать программный продукт, исполнение которого в блоке 32 управления выполняется так, чтобы обеспечивать по меньшей мере некоторые из действий, представленных в данном описании. Программный продукт может быть загружен в блок управления с носителя информации или из запоминающей среды, такой как карта памяти, запоминающее устройство на дисках, жесткий диск, сервер информационной сети и т.п., и исполнение программного продукта в процессоре компьютера блока управления или подобного устройства будет производить описанные в данном описании действия в энергоснабжении горнодобывающего транспортного средства.
Решения, описанные в данном описании, также могут использоваться при рытье туннелей. Туннели роют в комплектах шпуров. Рабочий участок представляет собой оголовок туннеля, где бурят и заряжают буровые скважины. Прежде, чем взрывать комплект шпуров, буровую установку для бурения по коренным породам перемещают от оголовка в безопасное положение. После взрыва и после удаления взорванной породы, буровую установку для бурения по коренным породам перемещают обратно из безопасного положения к оголовку туннеля для бурения другого комплекта шпуров. Туннели роют в комплектах шпуров, и это означает, что новый участок бурения, то есть новый рабочий участок, находится на расстоянии, соответствующем длине комплекта шпуров от предыдущего участка бурения, то есть предыдущего рабочего участка. Тогда приведение в действие транспортного механизма выполняется от предыдущего рабочего участка через безопасную точку к следующему рабочему участку.
Следует упомянуть, что в данном описании термин "горная выработка" относится к подземным горным выработкам и к разработкам открытым способом. Дополнительно, способ и горнодобывающее транспортное средство можно использовать на подрядных рабочих участках, таких как разработка открытым способом различных промышленных площадок для бурения по коренным породам. Поэтому подрядный рабочий участок также можно рассматривать как некоторый тип горной выработки. На подрядных рабочих участках внешняя сеть энергоснабжения может быть видоизменяемой, такой как агрегат на подвижной каретке.
В некоторых случаях признаки, описанные в данном описании, могут быть использованы как таковые, независимо от других признаков. С другой стороны, признаки, описанные в данном описании, также можно объединять, чтобы при необходимости обеспечивать различные комбинации.
Чертежи и связанное описание предназначаются только для иллюстрирования идеи изобретения. Изобретение может изменяться по его деталям в рамках объема формулы изобретения.
1. Горнодобывающее транспортное средство, имеющее
каретку (3),
приводное оборудование (4) для перемещения каретки (3),
по меньшей мере одно устройство (2) для горных работ, при этом устройство (2) для горных работ является одним из следующих устройств: бурильной машины, устройства для постановки анкерной крепи, устройства для торкретирования, уплотнительного устройства, инжекционного устройства, шпурового зарядного устройства, измерительного устройства,
электродвигатель (30a, 30b, 30c) переменного тока,
соединительную деталь для подведения к нему электроэнергии от сети (20) энергоснабжения горной выработки,
промежуточный контур (28) постоянного тока, к которому электричество подводится от сети (20) энергоснабжения горной выработки с помощью выпрямителя (27),
инвертор (29a, 29b, 29c) для подведения электроэнергии промежуточного контура (28) постоянного тока к электродвигателю (30a, 30b, 30c) переменного тока, и
вспомогательный источник (26a, 26b) энергии, подсоединенный к промежуточному контуру (28) постоянного тока,
отличающееся тем, что горнодобывающее транспортное средство имеет преобразователь (33a, 33b) постоянного напряжения между вспомогательным источником (26a, 26b) энергии и промежуточным контуром (28) постоянного тока для адаптирования уровня напряжения вспомогательного источника (26a, 26b) энергии и для подсоединения вспомогательного источника (26a, 26b) энергии к промежуточному контуру (28) постоянного тока, посредством чего к горнодобывающему транспортному средству можно подсоединять вспомогательные источники (26a, 26b) энергии, имеющие различные характеристики.
2. Горнодобывающее транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что горнодобывающее транспортное средство имеет по меньшей мере два преобразователя (33a, 33b) постоянного напряжения, соединенные параллельно.
3. Горнодобывающее транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что горнодобывающее транспортное средство имеет по меньшей мере два вспомогательных источника (26a, 26b) энергии, подсоединенных параллельно к промежуточному контуру (28) постоянного тока.
4. Горнодобывающее транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вспомогательный источник (26a, 26b) энергии подсоединен для подведения энергии через промежуточный контур (28) постоянного тока к электродвигателю (30a, 30b, 30c) переменного тока горнодобывающего транспортного средства (1), когда потребность в электроэнергии горнодобывающего транспортного средства (1) превышает некоторый предел, в то время как горнодобывающее транспортное средство (1) одновременно также получает энергию от сети (20) энергоснабжения горной выработки.
5. Горнодобывающее транспортное средство по п.4, отличающееся тем, что оно является бурильной установкой для бурения по коренным породам.
6. Горнодобывающее транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вспомогательный источник (26a, 26b) энергии является аккумуляторной батареей.
7. Горнодобывающее транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что выпрямитель (27) горнодобывающего транспортного средства (1) выполнен с возможностью преобразовывать напряжение питания по меньшей мере двух различных напряжений сети (20) энергоснабжения горной выработки так, чтобы в промежуточном контуре (28) постоянного тока оно было одинаковым.
8. Горнодобывающее транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что горнодобывающее транспортное средство является бурильной установкой для бурения по коренным породам.
9. Способ энергоснабжения горнодобывающего транспортного средства (1) с кареткой (3), приводным оборудованием (4) для перемещения каретки (3), по меньшей мере одним устройством (2) для горных работ, при этом устройство (2) для горных работ является одним из следующих устройств: бурильной машины, устройства для постановки анкерной крепи, устройства для торкретирования, уплотнительного устройства, инжекционного устройства, шпурового зарядного устройства, измерительного устройства; и по меньшей мере одним электродвигателем (30a, 30b, 30c) переменного тока, к которому подводится электроэнергия от сети (20) энергоснабжения горной выработки через выпрямитель (27), промежуточный контур (28) постоянного тока и инвертор (29a, 29b, 29c), отличающийся тем, что посредством преобразователя (33a, 33b) постоянного напряжения уровень напряжения вспомогательного источника (26a, 26b) энергии адаптируют к промежуточному контуру (28) постоянного тока, причем вспомогательный источник (26a, 26b) энергии выполнен с возможностью подведения энергии к промежуточному контуру (28) постоянного тока, посредством чего обеспечивают подсоединение к горнодобывающему транспортному средству вспомогательных источников (26a, 26b) энергии с различными характеристиками.
10. Способ по п.9, отличающийся подведением энергии к горнодобывающему транспортному средству (1) одновременно от сети (20) энергоснабжения горной выработки и от вспомогательного источника (26a, 26b) энергии, когда потребность в электроэнергии горнодобывающего транспортного средства (1) превышает некоторый предел.
11. Способ по п.9 или 10, отличающийся выполнением выпрямителя (27) горнодобывающего транспортного средства (1) с возможностью преобразовывать напряжение питания по меньшей мере двух сетей (20) энергоснабжения различных напряжений горной выработки так, чтобы в промежуточном контуре (28) постоянного тока они были одинаковыми.
12. Горнодобывающее транспортное средство с кареткой (3), приводным оборудованием (4) для перемещения каретки (3), по меньшей мере одним устройством (2) для горных работ, при этом устройство (2) для горных работ является одним из следующих устройств: бурильной машины, устройства для постановки анкерной крепи, устройства для торкретирования, уплотнительного устройства, инжекционного устройства, шпурового зарядного устройства, измерительного устройства; электродвигателем (30a, 30b, 30c) переменного тока, соединительной деталью для подведения к нему электроэнергии от сети (20) энергоснабжения горной выработки, промежуточным контуром (28) постоянного тока, к которому подводится электричество от сети (20) энергоснабжения горной выработки с помощью выпрямителя (27), инвертором (29a, 29b, 29c) для подведения электроэнергии промежуточного контура (28) постоянного тока к электродвигателю (30a, 30b, 30c) переменного тока, и вспомогательным источником (26a, 26b) энергии, подсоединенным к промежуточному контуру (28) постоянного тока, отличающееся тем, что вспомогательный источник (26a, 26b) энергии подсоединен для подведения энергии через промежуточный контур (28) постоянного тока к электродвигателю (30a, 30b, 30c) переменного тока горнодобывающего транспортного средства (1), когда потребность в электроэнергии горнодобывающего транспортного средства (1) превышает некоторый предел, в то время как горнодобывающее транспортное средство (1) одновременно также получает энергию от сети (20) энергоснабжения горной выработки.
