[发明专利]矿井运输工具安全制动器

说明书

本发明涉及用于控制自由下落运输工具的减速速率的矿井运输工具安全制动器，所述运输工具在竖直、基本竖直或倾斜矿井中的固定罐道内或上操作。所述安全制动器包括启动系统、能操作来用于锁定到一个或更多个罐道上的一个或更多个导件夹具组件、一个或更多个制动组件和附接在所述运输工具上的一个或更多个制动器路径部件。在检测到与所述运输工具的自由下落或受阻状况相关联的运输工具悬吊失效弛绳索条件时，所述启动系统被触发，从而使每个导件夹具组件自锁定到罐道上。在所述运输工具进一步向下行进时，所述制动组件在所述制动器路径部件上向上行进，从而以受控制的方式生成不断增加的制动力，直到所述运输工具达到受控制的停止。所述安全制动器本质上为纯机械的，因为没有涉及电子、电动机械控制或液压系统。

技术领域

本申请总体涉及地下矿井运输工具系统，并且更具体来说，涉及用于控制竖直、大致竖直或具有基本竖直部件的倾斜矿井中的自由下落运输工具的减速速率的安全制动器，所述自由下落的运输工具在固定罐道(shaft guide)内或在固定罐道上操作。

背景技术

在地下竖直、大致上竖直或倾斜的竖井采矿操作中，通过运输工具在地面或其他表面水平与矿井的地下工作区域之间的矿井内运载工人、材料(包括装备、工具和其他采矿材料)、废石和矿石，所述运输工具通过钢缆(钢丝绳)悬吊。工人和材料在通常称为电梯厢的运输工具中被运载到矿井中并运出矿井。废石和矿石在通常也称为吊斗的运输工具中被运出矿井。贯穿本文件，提及的运输工具将指代意欲用来运载人员的运输工具，无论是电梯厢或吊斗/电梯厢组合。

运输工具以类似于缆索操作的乘人电梯的方式通过附接的缆索(钢丝绳)提高和降低。矿井可由若干隔室组成，所述若干隔室中的每一个是用于一个运输工具的专用行进路线。运输工具在矿井隔室内被“引导”，使得它们保持在其相应的隔室内，以避免与其他运输工具或其他障碍物冲突。罐道可具有木料、钢、其他类似硬质材料，或缆索(钢丝绳)结构。木料、钢或其他类似硬质材料的罐道被称为固定导件。在吊斗的情况下，罐道通常具有木料或钢结构，并且通常以符合矿井的构型的大致上竖直构型紧固到矿井壁。

使用竖直、大致上竖直或倾斜升降机的矿井通常可为在地面内两百米至3,000米或更深。因此，在提升缆索(钢丝绳)或其到运输工具的附接的故障的情况下，关键需要“抓住”运输工具以防止其不可控制地降落到竖井底部的装置。这样的降落几乎必然导致对运输工具乘员和/或竖井底部处的坠毁部位附近的其他人员的显著身体伤害，以及严重的资产和装备损坏。另外，在“安全掣子”事件期间防止运输工具乘员的严重损伤需要运输工具以对于人类身体忍受足够安全的速率减速。运输工具的突然停止通常是不可承受的，并且对于乘员可导致严重损伤或甚至死亡。出于这个原因，一些采矿规程已要求在“安全掣子”设备变得从其悬吊装置脱离的情况下，“安全掣子”设备必须以不小于九(9)米每二次方秒并且不大于二十(20)米每二次方秒的速率安全地使运输工具减速到停止。因此，用于“抓住”运输工具的装置必须提供充分的机构，以首先检测运输工具悬吊的不存在，部署紧急运输工具支撑装置，且然后以受控制和/或调节方式使运输工具减速，并且在最小化人员损伤风险的同时安全地将运输工具带到停止。这类装置必须也能够在检测到运输工具悬吊故障条件时在无故意延迟时间的情况下启动。

到目前为止，这类采矿规程已意味着矿井罐道将必须由木料制成，并且“安全掣子”将必须为通常称为“安全卡爪”的东西。用于使用在木料矿井罐道上的安全卡爪是重载木材穿透齿状物，所述重载木材穿透齿状物布置在旋转轴杆上，使得当启动时，齿状物侵略性地旋转到木料中。齿状物穿透到木料中并且由降落的运输工具生成的向下力使它们保持接合木料并且在木料中凿挖凹槽，直到充分的能量被吸收，从而使输工具停止，同时保持由安全卡爪悬吊。这样的安全卡爪型机构很好地用来拦阻自由下落的运输工具，但它们的减速速率性能直接与木料导件的天然性质(细粒、水分含量、结头、裂缝、裂纹等)有关。因为木料导件的天然性质是可广泛变化的，所以自由下落条件下的实际经历的运输工具减速速率倾向于为可变的并且不可预测的。