采礦車輛和用于采礦車輛的能量供給的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及采礦車輛和用于采礦車輛的能量供給的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦場中，根據(jù)采礦作業(yè)裝置的作業(yè)周期，在預(yù)先計(jì)劃的作業(yè)地點(diǎn)，巖鉆車和其它采礦車輛被用于執(zhí)行作業(yè)。在已經(jīng)執(zhí)行根據(jù)作業(yè)周期的必須的任務(wù)例如鉆孔鉆鑿之后，采礦車輛被移動(dòng)到下一個(gè)作業(yè)地點(diǎn)，并且開始一個(gè)新的作業(yè)周期。特別地，在地下礦場中，采礦車輛通常被使用，其中用于根據(jù)作業(yè)周期的操作的驅(qū)動(dòng)能量是來自礦場的電網(wǎng)的電。相比之下，在作業(yè)地點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)是通過使用燃燒引擎典型地柴油引擎獲得的驅(qū)動(dòng)能量而實(shí)現(xiàn)，由此，電纜等不限制轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)。然而，來自燃燒引擎的廢氣和噪音在礦場中導(dǎo)致問題。另外，燃燒引擎需要在車輛的車架上有較大的空間且必需定期維護(hù)。燃燒引擎也對礦場的用火安全具有不利影響，這是因?yàn)槿紵姹砻鏈囟群芨?，同時(shí)，還必須在車輛和礦場中存儲(chǔ)和搬運(yùn)易燃燃料。
[0003]在礦場中也使用被持續(xù)地連接到礦場的電網(wǎng)的采礦車輛。于是采礦車輛具有電動(dòng)馬達(dá)，并且典型地使用具有恒定的轉(zhuǎn)速的電動(dòng)馬達(dá)。然后，根據(jù)作業(yè)階段所需的動(dòng)力可用液壓部件調(diào)節(jié)，并且電動(dòng)馬達(dá)從礦場的電網(wǎng)獲得由作業(yè)階段的能量消耗所限定的電流及負(fù)載動(dòng)力。進(jìn)一步地，于是，采礦車輛的移動(dòng)受到電網(wǎng)的約束，或者至少受到與采礦車輛連接的且盤繞在采礦車輛中或盤繞在固定電網(wǎng)處的電纜的約束。
[0004]例如，文獻(xiàn)US 7 053 568的提出了一種電池驅(qū)動(dòng)的采礦車輛。該文獻(xiàn)詳細(xì)描述了電池和作為驅(qū)動(dòng)傳遞的部件的交流電馬達(dá)的使用和定位。
[0005]文獻(xiàn)US 5 293 927提出了一種從架空母線系統(tǒng)接收其電供給的采礦車輛。該采礦車輛也具有開關(guān)，該開關(guān)用于選擇是從電網(wǎng)還是從采礦車輛中的輔助的能量源來獲取采礦車使用的能量，該輔助的能量源例如電池或柴油馬達(dá)。當(dāng)能量來自輔助能量源時(shí)，在沒有將采礦車輛連接到架空電網(wǎng)的情況下，采礦車輛能夠被移動(dòng)較短的距離。
[0006]申請WO 2010/061058公開了一種采礦車輛，該采礦車輛在作業(yè)地點(diǎn)被連接到外部電網(wǎng)。在由采掘計(jì)劃定義的作業(yè)周期期間，當(dāng)車輛在作業(yè)地點(diǎn)時(shí)，車輛的能量儲(chǔ)存被充電。在該作業(yè)周期完成之后，從能量儲(chǔ)存中取得的電被用于轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供新型的采礦車輛及用于該采礦車輛的能量供給的方法。
[0008]該發(fā)明的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求的特征。該發(fā)明的實(shí)施例呈現(xiàn)在從屬權(quán)利要求中。
[0009]在提出的解決方案中，采礦車輛包括車架、用于移動(dòng)車架的驅(qū)動(dòng)裝備以及至少一個(gè)采礦作業(yè)裝置。采礦車輛進(jìn)一步包括:電動(dòng)馬達(dá)，該電動(dòng)馬達(dá)用于對采礦作業(yè)裝置供給動(dòng)力；連接器，該連接器用于將電力從礦場的電網(wǎng)供給到電動(dòng)馬達(dá)；以及能量源。電動(dòng)馬達(dá)至少包括一次定子繞組和二次定子繞組，使得一次定子繞組和二次定子繞組彼此電隔離。當(dāng)所述采礦車輛經(jīng)由所述一次定子繞組被連接到所述礦場的所述電網(wǎng)時(shí)，所述電動(dòng)馬達(dá)被布置成:至少在一段時(shí)間內(nèi)對所述至少一個(gè)采礦作業(yè)裝置供給動(dòng)力，并且至少在一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)由所述二次定子繞組供給動(dòng)力用于對所述能量源充電。在全力鉆鑿期間，優(yōu)選地，能量源不充電，因此對能量源充電不提高采礦車輛所需的來自礦場的電網(wǎng)的最大動(dòng)力。因此，一次定子繞組連接到礦場的電網(wǎng)，并且經(jīng)由一次定子繞組供給的電能旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子，并且由此旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的軸。因此，一次定子繞組將電網(wǎng)的電力轉(zhuǎn)變成馬達(dá)的軸動(dòng)力。二次定子繞組被用于對能量源充電。在充電期間，這也在礦場的電網(wǎng)和能量源之間提供電隔離，由此，避免了隔離變壓器或任何其它用于執(zhí)行電隔離的電裝置。因此，能夠使在采礦車輛中使用的部件的數(shù)目最小化。
[0010]根據(jù)實(shí)施例，在全力鉆鑿期間，從礦場的電網(wǎng)和采礦車輛的能量源經(jīng)由電動(dòng)馬達(dá)將能量供給到采礦作業(yè)裝置。
[0011]采礦車輛可包括下列采礦作業(yè)裝置中的一個(gè)或更多個(gè):巖鉆機(jī)、篩選機(jī)、噴漿裝置、定標(biāo)裝置、注入裝置(inject1n device)、炮眼裝料器(blasthole charger)、裝載機(jī)、翻斗器、測量裝置或者用于小型挖掘的鉆鑿、密封和推進(jìn)進(jìn)給裝備。巖鉆機(jī)可以是面鉆鑿裝置或者在生產(chǎn)孔鉆鑿中使用的裝置，即以扇形鉆鑿鉆孔的長孔鉆鑿裝置。采礦作業(yè)裝置是用于處理未分離的巖石的致動(dòng)器，并且根據(jù)給定的作業(yè)周期，采礦作業(yè)裝置執(zhí)行幾個(gè)連貫的作業(yè)。典型地，在一個(gè)作業(yè)場所處，以采礦作業(yè)裝置執(zhí)行幾個(gè)類似的操作。這些操作可以被定義在挖掘計(jì)劃例如鉆鑿計(jì)劃、裝填計(jì)劃或者對應(yīng)的采礦計(jì)劃中。采礦作業(yè)裝置通常被布置在懸臂上，在作業(yè)周期期間通過該懸臂移動(dòng)該采礦作業(yè)裝置。另一方面，采礦作業(yè)裝置可被布置在采礦車輛中的對應(yīng)的支撐件或支撐結(jié)構(gòu)上，從而在采礦作業(yè)裝置的作業(yè)周期期間支撐該裝置。
【附圖說明】
[0012]該發(fā)明的一些實(shí)施例將通過附圖更詳細(xì)說明，其中:
[0013]圖1是采礦車輛的示意性側(cè)視圖，該采礦車輛在該情況下是巖鉆車；并且
[0014]圖2是采礦車輛的能量供給布置的圖解。
[0015]在附圖中，為了清楚的目的，簡化示出該發(fā)明的一些實(shí)施例。在附圖中類似的部件都標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1示出巖鉆車，該巖鉆車是裝備有一個(gè)或更多個(gè)采礦作業(yè)裝置2的采礦車輛I的一個(gè)示例。巖鉆車包括車架3，該車架3可借助于驅(qū)動(dòng)裝備4而移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝備4包括一個(gè)或更多個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5和一個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力傳遞裝置6，所述一個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力傳遞裝置6用于將驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞到一個(gè)或更多個(gè)車輪7。驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞可包括機(jī)械齒輪系統(tǒng)和機(jī)械動(dòng)力傳遞構(gòu)件，或者，替代地，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞可以是液壓的或者電動(dòng)的。在車架3上可布置一個(gè)或更多個(gè)懸臂8，并且懸臂可裝備有采礦作業(yè)裝置2。在圖1中所示的實(shí)施例中，第一懸臂8a是鉆鑿懸臂，在第一懸臂8a的最外端存在包括進(jìn)給梁10的巖鉆單元9，借助于進(jìn)給裝置12能夠使巖鉆機(jī)11沿著進(jìn)給梁10移動(dòng)。巖鉆機(jī)11可包括沖擊裝置13和旋轉(zhuǎn)裝置15，該沖擊裝置13用于在工具上產(chǎn)生沖擊脈沖，該旋轉(zhuǎn)裝置15用于使工具14繞工具14的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。在巖鉆車中可存在幾個(gè)這樣的鉆鑿懸臂8a。通過示例的方式，第二懸臂8b被示出為包括錨固裝置16，借助于該錨固裝置16能夠?qū)㈠^桿布置在預(yù)鉆的鉆孔中，從而支撐開鑿的巖洞。在圖1所示的實(shí)施例中，第三懸臂8c裝備有用于測量鉆孔的測量裝置17。其它替代的采礦作業(yè)裝置2包括用于將密封材料供給到巖石中的注入裝置、噴漿處理裝置、定標(biāo)裝備、在小型挖掘中使用的裝置和用于進(jìn)給炸藥的裝置。
[0017]采礦車輛I根據(jù)礦場18的采掘計(jì)劃或?qū)?yīng)的預(yù)擬的計(jì)劃移動(dòng)到作業(yè)地點(diǎn)19，在作業(yè)地點(diǎn)19處采礦作業(yè)裝置2根據(jù)作業(yè)周期執(zhí)行作業(yè)，這耗費(fèi)了相對長的時(shí)間。例如，巖鉆機(jī)的作業(yè)周期可包括在作業(yè)地點(diǎn)19處鉆鑿在鉆鑿計(jì)劃中定義的幾個(gè)鉆孔。進(jìn)一步地，每一個(gè)鉆孔的鉆鑿典型地由幾個(gè)作業(yè)階段組成，例如打眼、實(shí)際鉆鑿、改變接桿和鉆頭及在鉆鑿后拆卸接桿裝備。在作業(yè)地點(diǎn)19處執(zhí)行鉆鑿作業(yè)周期可能耗費(fèi)幾個(gè)小時(shí)，有時(shí)甚至耗費(fèi)整個(gè)作業(yè)班次。對應(yīng)地，裝料、錨固、測量和注入通常都是相當(dāng)耗時(shí)的作業(yè)。通常，采礦作業(yè)裝置2的使用涉及鉆鑿鉆孔或者進(jìn)一步處理已完成的孔。于是，這意味著處理未分離的巖石。
[0018]圖1進(jìn)一步示出礦場18具有電網(wǎng)20，該電網(wǎng)20可以是固定地構(gòu)建，或者電網(wǎng)20可以由能夠變更的網(wǎng)絡(luò)組成。典型地，電網(wǎng)20是三相交流網(wǎng)。當(dāng)采礦車輛I在作業(yè)地點(diǎn)19處的時(shí)候，它的采礦作業(yè)裝置2、液壓系統(tǒng)和任何必要的輔助系統(tǒng)主要是借助于從外部電網(wǎng)獲得的電能來驅(qū)動(dòng)。采礦車輛I可通過一個(gè)或更多個(gè)連接電纜21被連接到電網(wǎng)20。連接電纜21可被布置在繞線架22上，并且連接電纜21可被裝備有適當(dāng)?shù)倪B接器23，該連接器23可被連接到電網(wǎng)20的供給終端上。替代地，繞線架22和電纜21可被布置在礦場18中，并且連接電纜21被連接到采礦車輛I。采礦車輛I包括一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)26，該電動(dòng)馬達(dá)26經(jīng)由連接裝置24連接到電網(wǎng)。在采礦車輛I中，液壓由液壓泵27產(chǎn)生。液壓泵由電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
[0019]采礦車輛I裝備有連接裝置24，將從電網(wǎng)20供給的電通過該連接裝置24連接到采礦車輛I的不同裝置。采礦車輛I還裝備有至少一個(gè)能量源25。能量源25可以是例如電池、超級電容器或者它們的組合或者可充電的任何其它適當(dāng)能量源。
[0020]圖2非常示意性地示出采礦車