рудопородоспуск

Формула изобретения

РУДОПОРОДОСПУСК, включающий крепь и расположенные по всей высоте восстающего друг над другом рабочие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе рудопородоспуска за счет исключения зависаний, рудопородоспуск снабжен трубопроводом с патрубками, размещенными под углом 90 120^o друг к другу, причем трубопровод расположен в закрепном пространстве, а крепь имеет установленные на ней кольцевые направляющие, на которых посредством подвижных опор закреплены рабочие элементы, выполненные в виде обечаек, снабженных направляющими лопатками, при этом количество патрубков равно количеству обечаек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к эксплуатации рудо-породоспускных выработок круглого сечения, сооружаемых преимущественно буровым способом.

Известен способ выпуска горной массы из горных выработок, заключающийся в вибрационном воздействии на нижележащие слои горной массы в устье рудоспуска. Недостатком данного способа является малая зона воздействия вибрации на горную массу вследствие того, что вибрационные импульсы распространяются в раздробленной горной массе на небольшое расстояние, а при заполнении рудо-породоспуска горной массой могут образовываться зависания. Зависание состоит, как правило, из нескольких кусков руды и представляет собой свод статического равновесия. Верхняя часть свода опирается на борт рудоспуска, нижняя на поверхность неподвижной рудной зоны. Масса столба руды уравновешивается реакцией опор.

Статистика показывает, что из общего числа образующихся зависаний около 33% происходит на высоте от 1 м, 41% от 1 до 3 м и 26% свыше 3 м от уровня установки средств механизации [1] Ликвидация зависаний руды на практике устраняется применением преимущественно взрывания накладными зарядами у замкового куска руды в своде или размыванием рудной зоны струей воды, подаваемой под давлением 40 ктс/см² (4МПа). Оба способа не безопасны и трудоемки. Так, например, ликвидация зависаний с помощью ВВ отнимает до 60% времени смены.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является рудо-породоспуск, включающий крепление и расположенные по всей высоте восстающего друг над другом взаимосвязанные рабочие элементы [2] Недостатком данного породоспуска, так же как и аналога, является возможность образования зависаний сыпучей массы, препятствующих стабильной бесперебойной работе выпускной выработки. В научно-технической литературе описаны случаи вывода из строя перепускных выработок вследствие их заполнения горной массой на всю высоту и ее уплотнения. Предлагаемое в прототипе техническое решение имеет ограниченное применение, т.к. может быть использовано в условиях четкой организации выпуска, что при эксплуатации весьма проблематично и при истечении горной массы необводненной и необогащенной глинистыми включениями.

При заштыбовании устья восстающего, как отмечалось выше, до 75% зависаний образуется именно в зоне 1-3 м от устья восстающего, дальнейшее заполнение сыпучим материалом будет проходить по всему объему выпускной выработки, т. е. порода будет просыпаться за цепи и заполнять пространство между стенками восстающего и конусообразными воронками. При поступлении новой порции материала будет происходить дальнейшее уплотнение сыпучей массы и выжимание конусообразных воронок вверх, что приведет к ослаблению связей (цепей). Учитывая то, что амплитуда колебания виброустройствами находится в среднем в пределах 9,5-5,0 мм, в предлагаемом изобретении работа устройства (рудо-породоспуска) возможна только в условиях, когда гибкие связи (цепи) находятся в состоянии натяга, что способствует эффективной передаче колебаний от вибрирующих опор к конусным воронкам. В случае заполнения восстающего сыпучей массой по всему сечению гибкие связи ослабевают, что препятствует вибрационному воздействию устройства на сыпучую массу и как следствие этого снижается возможность ликвидации зависания.

Цель изобретения повышение надежности работы рудо-породоспуска за счет исключения зависаний.

Достигается это тем, что рудо-породоспуск, включающий крепь и расположенные по всей высоте восстающего друг над другом рабочие элементы, согласно изобретению, снабжен трубопроводом с патрубками, размещенными под углом 90-120^о друг к другу, причем трубопровод расположен в закрепном пространстве, а на крепи установлены кольцевые направляющие, на которых в подвижных опорах закреплены рабочие элементы, выполненные в виде обечаек, снабженных направляющими лопатками, при этом количество патрубков равно количеству обечаек.

На фиг. 1 схематично изображен рудо-породоспуск, общий вид; на фиг.2 фрагмент восстающего с элементами соединения сопряженных обечаек; на фиг.3 узел I подвижной опоры на фиг.2; на фиг.4 сечение по А-А на фиг.1; на фиг.5 схема подвода сжатого воздуха к направляющим лопаткам; на фиг.6 участок трубопроводоа с патрубками.

Рудо-породоспуск состоит из восстающего 1 (фиг.1), перекрытого грохотной решеткой 2 с ячейками, соответствующими размеру кондиционного пуска породы. На горизонте выпуска (откаточном горизонте) устье восстающего 1 перекрыто вибропитателем 3. Внутри восстающего по всей длине установлены цилиндрические обечайки 4 с жестко закрепленными на наружной поверхности направляющими лопатками 5 (фиг.4).

Каждая обечайка 4 соединена с другой посредством подвижных опор 6 (выполненных в виде шариковых, подшипниковых и других опор, например, роликовой опоры, представленной на фиг.3). Подвижные опоры 6 установлены на направляющих 7, которые жестко закреплены в крепи 8 (фиг.3). В закрепном пространстве восстающего 1 проложен трубопровод 9 с патрубками 10 (фиг.4), которыми снабжены каналы (фиг.5). Патрубки 10 размещены на трубопроводе 9 (фиг. 5, 6) под углом 90-120^о, их количество равно количеству обечаек 4 (возможны варианты применения двух и более однонаправленных патрубков при сложных условиях эксплуатации).

Рудо-породоспуск работает следующим образом.

При заполнении восстающего 1 сыпучей горной или рудной массой через грохотную решетку 2 и подачей под погрузку на откаточном горизонте порожнего транспортного сосуда (вагонетки) включается вибропитатель 3, лоток которого, совершая колебательное движение, производит подачу сыпучего материала в транспортный сосуд. При нормальном функционировании рудо-породоспуска ограждения, выполненные в виде цилиндрических обечаек 4, используются по своему прямому назначению предохранять закрепленные стенки восстающего от разрушения.

В случае образования зависания, которое может происходить на любой высоте рудо-породоспуска, по трубопроводу 9, проложенному в закрепном пространстве восстающего 1 и сообщенному посредством патрубков 10, с полостью, образованной внутренней поверхностью крепи 8 и наружной поверхностью цилиндрической обечайки 4, из шахтной сети подают сжатый воздух или воду под давлением.

Патрубки 10 расположены в крепи 8 и выполнены под углом 90-120^о друг к другу. Величина угла между концами патрубков эквивалентна расстоянию между лопатками 5 и определяется в диапазоне изменения толщины крепи 200-300 мм по формуле

cos /2= /l_оп (1) где угол поворота каналов, град.

толщина крепи, мм.

l_оп общая длина патрубка, мм.

l_оп=l_п-0,5d, (2) где lп длина патрубка, мм.

l_п=S_п360^о/2 90, ( 3) где Sп расстояние между концами патрубков, мм.

Расчеты показывают, что при толщине крепи 300 мм угол между патрубками =90^о, а при 200 мм угол 120^о.

При взаимодействии струи сжатого воздуха, выходящего из патрубков 10 под углом 90-120^о, с поверхностью лопаток происходит поворот обечаек 4 в подвижных опорах 6. Так как патрубки 10 направлены в разные стороны по отношению к соседним обечайкам 4, то воздействие струи сжатого воздуха заставляет проворачиваться обечайки 4 в противоположную сторону.

Находящаяся в уплотненном состоянии зависшая в рудо-породоспуске горная масса образует столб породы, уравновешенный реакцией опор. Вместе с тем кольцевые элементы делят этот столб на отдельные участки.

При повороте обечаек 4 относительно друг друга нарушается сплошность столба, т. к. как правило, отдельные куски горной массы имеют неправильную геометрическую форму, то при провороте происходит пространственное перемещение кусков горной массы в рудо-породоспуске, в результате чего нарушается равновесие реакций опор, что приводит к обрушению горной массы в рудо-породоспуске и ликвидации зависания.

Таким образом, по сравнению с известным данный рудо-породоспуск позволит предотвратить зависание сыпучего материала за счет нарушения сплошности зависшего столба. Кроме того, предлагаемое изобретение может быть применено и локально, если известны места образования зависаний.