Результат интеллектуальной деятельности: Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки месторождений твердых полезных ископаемых, сложенных плотными и полускальными горными породами.

Известна конструкция проходческого комбайна со стреловидным исполнительным органом, погрузочным механизмом в виде наклонного стола с нагребающими лапами и центрально расположенного скребкового конвейера [1].

Недостатками проходческого комбайна данной конструкции являются невысокая производительность в связи с малой шириной захвата стреловидного исполнительного органа, значительное пыление при перегрузке отбитой горной массы, а также повышенная энергоемкость погрузки, в процессе которой отбитая горная масса ссыпается на наклонный стол, расположенный на уровне подошвы уступа и затем поднимается скребковым конвейером для загрузки транспортных средств.

Известна технологическая схема погрузки горной массы одноковшовым экскаватором в контейнеры, которые устанавливаются на рабочей площадке, обмен груженых контейнеров на порожние выполняют контейнеровозы [2]. Время заполнения контейнера не входит в рабочий цикл контейнеровоза, что значительно увеличивает производительность контейнеровоза.

Недостатком технологической схемы является отсутствие процесса селективного разделения горной массы по фракциям. Схема может рассматриваться в развитии функциональных возможностей технологии разработки месторождений с применением стреловых комбайнов.

Известна технология выемки пород на карьерах с применением комбайнов с широкозахватным рабочим органом, расположенным на специальной стреле [3]. Погрузочное устройство, находящееся на уровне подошвы забоя, принимает разрушенную горную массу и перепускает ее на пластинчатый конвейер, который подает горную массу на разгрузочный конвейер.

Недостатками технологии с применением комбайна данной конструкции являются значительное пыление при перегрузке отбитой горной массы на конвейерах комбайна, потери мелких фракций от выдувания и просыпания при транспортировке, а также повышенная энергоемкость погрузки, в связи с тем, что отбитая горная масса ссыпается на уровень подошвы уступа и затем поднимается конвейерами для загрузки транспортных средств.

Наиболее близким по технологической и технической сущности является способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий отработку массива стреловым комбайном с фрезерным рабочим органом, поворотной рамой, стрелой, бункером, питателем, гидроцилиндрами, обеспечивающим отработку уступа, отделение мелких фракций на приемно-сортировочном агрегате, состоящем из накопительного корпуса, всасывающих патрубков, скребкового транспортера и классификационной решетки. Осуществляется перемещение мелких фракций по гибкому трубопроводу системы пневмотранспортирования в контейнер, временное аккумулирование в бункере крупных фракций для безостановочной выемки рудной массы при замене автосамосвалов под разгрузочным конвейером [4].

Недостатками способа являются невысокая производительность в связи с малой шириной захвата фрезерного рабочего органа стрелового комбайна, значительное просыпание отбитой горной массы на подошву уступа, необходимость остановки работы стрелового комбайна при замене специального транспортного средства с контейнером, простои специального транспортного средства в ожидании загрузки контейнера мелкими фракциями.

Технический результат заключается в повышении надежности, производительности и технологической эффективности стрелового комбайна и оборудования для транспортировки мелких фракций рудной массы.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающем отработку массива стреловым комбайном с фрезерным рабочим органом, поворотной рамой, стрелой, бункером, питателем, гидроцилиндрами, обеспечивающим отработку уступа, отделение мелких фракций на приемно-сортировочном агрегате, состоящем из накопительного корпуса, всасывающих патрубков, скребкового транспортера и классификационной решетки, перемещение мелких фракций по гибкому трубопроводу системы пневмотранспортирования в контейнер, временное аккумулирование в бункере крупных фракций для безостановочной выемки рудной массы при замене автосамосвалов под разгрузочным конвейером, повышение интенсивности выемки в процессе отработки уступа обеспечивается посредством увеличения ширины захвата за счет оснащения фрезерного рабочего органа дополнительными режущими сегментами и установки с двух сторон накопительного корпуса направляющих элементов с нагребающими лапами для подачи отбитой рудной массы к приемно-сортировочному агрегату и последующему селективному разделению рудной массы, при этом дополнительные режущие сегменты связаны с поворотной рамой и снабжены индивидуальными приводами вращения, а шарнирные крепления поворотной рамы фрезерного рабочего органа установлены в верхней части осей нагребающих лап, причем в процессе отработки уступа автоматической системой управления синхронизируется перемещение стрелового комбайна относительно забоя в зависимости от положения фрезерного рабочего органа по высоте забоя, при этом подача крупных фракций в бункер осуществляется посредством скребкового транспортера, а подача мелких фракций осуществляется в контейнер, периодически заменяемый контейнеровозом.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг. 1 - общий вид стрелового комбайна при разработке месторождения; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых ведется стреловым комбайном 1 с фрезерным рабочим органом 2, поворотной рамой 3, стрелой 4, бункером 5, питателем 6, гидроцилиндрами 7, 8, разгрузочным конвейером 9, системой пневмотранспортирования 10 с гибким трубопроводом 11. Приемно-сортировочный агрегат 12 состоит из накопительного корпуса 13, всасывающих патрубков 14, 15, скребкового транспортера 16 и классификационной решетки 17. Увеличение ширины захвата 18 обеспечивается за счет оснащения фрезерного рабочего органа 2 дополнительными режущими сегментами 19, 20. С двух сторон 21, 22 накопительного корпуса 13 установлены направляющие элементы 23, 24 с нагребающими лапами 25, 26. Дополнительные режущие сегменты 19, 20 связаны с поворотной рамой 3 и снабжены индивидуальными приводами вращения 27, 28. Шарнирные крепления 29 поворотной рамы 3 фрезерного рабочего органа 2 установлены в верхней части 30 осей 31 нагребающих лап 25, 26. Автоматической системой управления 32 синхронизируется перемещение стрелового комбайна 1 относительно забоя 33 уступа 34 в зависимости от положения 35 фрезерного рабочего органа 2 по высоте 36 забоя 33. Разгрузка крупных фракций осуществляется в автосамосвал 37, а подача мелких фракций осуществляется в контейнер 38, периодически заменяемый контейнеровозом 39.

Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

Ведется отработка массива стреловым комбайном 1 с фрезерным рабочим органом 2, поворотной рамой 3, стрелой 4, бункером 5, питателем 6, гидроцилиндрами 7, 8, обеспечивающим отработку уступа 34. Отделение мелких фракций ведется на приемно-сортировочном агрегате 12, состоящем из накопительного корпуса 13, всасывающих патрубков 14, 15, скребкового транспортера 16 и классификационной решетки 17. Перемещение мелких фракций осуществляется по гибкому трубопроводу 11 системы пневмотранспортирования 10 в контейнер 38. Временное аккумулирование в бункере 5 крупных фракций производится для безостановочной выемки рудной массы при замене автосамосвалов 37 под разгрузочным конвейером 9. Повышение интенсивности выемки в процессе отработки уступа 34 обеспечивается посредством увеличения ширины захвата 18 за счет оснащения фрезерного рабочего органа 2 дополнительными режущими сегментами 19, 20 и установки с двух сторон 21, 22 накопительного корпуса 13 направляющих элементов 23, 24 с нагребающими лапами 25, 26 для подачи отбитой рудной массы к приемно-сортировочному агрегату 12 и последующему селективному разделению рудной массы. Дополнительные режущие сегменты 19, 20 связаны с поворотной рамой 3 и снабжены индивидуальными приводами вращения 27, 28, а шарнирные крепления 29 поворотной рамы 3 фрезерного рабочего органа 2 установлены в верхней части 30 осей 31 нагребающих лап 25, 26. В процессе отработки уступа 34 автоматической системой управления 32 синхронизируется перемещение стрелового комбайна 1 относительно забоя 33 в зависимости от положения 35 фрезерного рабочего органа 2 по высоте 36 забоя 33. Подача крупных фракций в бункер 5 осуществляется посредством скребкового транспортера 16. Подача мелких фракций осуществляется в контейнер 38, периодически заменяемый контейнеровозом 39.

Способ обеспечивает увеличение производительности, технологической эффективности, надежности и снижение экологической нагрузки на окружающую среду в районе ведения горных работ.

Источники информации:

1. Патент РФ №2131030 от 27.05.1999. Проходческий комбайн.

2. Битимбаев М.Ж., Кузьмин С.Л., Тюрбит А.Н. Обоснование конструкции контейнеровоза для транспортирования горной массы в карьерах при контейнерной технологии // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2017. - Т.15. - №2. - С.5-10.

3. Пехам X. Новая технология выемки пород на карьерах // Горная промышленность. - 1995. - №4. - С.44-47.

4. Чебан А.Ю. Совершенствование геотехнологии выемки тонких рудных тел с применением стрелового комбайна // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2020. - №1. - С.340-348.