способ открытой разработки полезных ископаемых и бульдозерное оборудование

Формула изобретения

1 1. Способ открытой разработки полезных ископаемых, включающий послойную отработку и перемещение горной массы с помощью бульдозерного оборудования, отгрузку горной массы в бункер транспортирующего устройства, выполненного в виде конвейера, и его перемещение, отличающийся тем, что обработку горной массы ведут вдоль конвейера, причем последний перемещают перпендикулярно передвижению бульдозерного оборудования при отработке горной массы.2 2. Бульдозерное оборудование, содержащее базовую машину, установленные на ней толкающие брусья с отвалом и конвейер, отличающееся тем, что отвал выполнен в виде двух лобовых листов, установленных со смещением друг относительно друга по вертикали и горизонтали, а конвейер выполнен скребковым и размещен между двумя лобовыми листами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела, в частности, к открытой разработке полезных ископаемых с применением бульдозерного оборудования.

Известен способ открытой разработки полезных ископаемых, который заключается в следующем. Для уменьшения потерь полезного ископаемого и обеспечения высокопроизводительной работы бульдозерного оборудования месторождение отрабатывают блоками. Длину блока устанавливают равной расстоянию набора призмы волочения при бульдозеровании. Породу рыхлят до границ блока, по границе блока на глубину слоя рыхления проходят траншею, а отработку пород ведут из траншеи в направлении границ следующего блока. При этом формируют штабель породы вдоль границы блока и производят отгрузку пород штабеля в транспортные средства и транспортируют их. Ширину траншеи по низу принимают не менее длины рабочего агрегата бульдозера (а.с. СССР N 1703819, кл. E 21C 41/26, 1992, бюл. N 1).

Недостатком данного способа открытой разработки полезных ископаемых является зодолженность при этом погрузчика и транспортного устройства (самосвала или скрепера), что вызовет падение производительности труда по участку и рост энергозатрат, особенно при ведении вскрышных работ со значительным коэффициентом вскрыши.

Известен способ открытой разработки полезных ископаемых с использованием бульдозерно-рыхлительных агрегатов и погрузчиков. Для обеспечения условий бесперебойной работы при повышении степени усреднения полезного ископаемого в карьере отработку месторождения ведут блоками. На границе каждого блока формируют сборно-усреднительный штабель, блоки отрабатывают участками, а на границе каждого участка формируют сборные штабели. Длину указанных штабелей увеличивают в направлении от сборно-усреднительного штабеля к противоположной границе блока и рассчитывают по математической зависимости. Участки отрабатывают последовательно. Сборно-усреднительный штабель формируют из пород сборных штабелей участков (а.с. СССР 1767177, кл. E 21C 41/26, 1992, бюл. N 37).

Недостатком данного способа открытой разработки полезных ископаемых является падение производительности бульдозерно-рыхлительного агрегата при увеличении расстояния перемещения отвалом призмы волочения грунта и рост при этом энергозатрат. Наличие погрузчика в технологической цепи при увеличенном расстоянии перемещения отвалом призмы волочения грунта ухудшит технико-экономические показатели.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ разработки россыпных месторождений по авт. свид. СССР N 1262037, кл. E 21 С 41/26, опубл. 1986.

Сущность прототипа заключается в том, что в процессе выемки горной массы в блоке с опережением формируют наклонные площадки, устанавливают на них передвижные самоходные конвейеры с погрузочными машинами, горную массу к погрузочным машинам подают в навал вдоль всей линии установки указанных конвейеров на пути перемещения погрузочных машин и направляют грузопоток к наклонным конвейерам, при этом по мере отработки блока самоходные передвижные конвейеры перемещают радиально относительно места перегрузки горной массы на наклонные конвейеры в направлении, противоположном направлению формирования наклонных площадок.

Однако при осуществлении данного способа из-за бокового давления горной массы 13 на подпорные щиты 31 (фиг. 5) и возникающих сил трения при их передвижке потребуется установка тяговых лебедок на каждый соединенный между собой конвейер 1, что усложнит их обслуживание. Применение же подпорных щитов 30, жестко скрепленных с рамой конвейеров 1, значительно увеличит их вес, ухудшит условия эксплуатации из-за перекрытия доступа к роликам 33.

При продолжительных дождях влажность пород 13 по поверхности борта 14 может достигнуть предела текучести; при этой влажности сопротивление пород сдвигу равно нулю (Г. Л. Фисенко. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. "Недра", М. 1965, с. 342). При расположении погрузочной машины 2 на ограниченной по ширине дорожке непосредственно в основании борта 14 (фиг. 4) возможно сползание горной массы 13, что затруднит использование погрузочной машины 2.

Радиальное перемещение самоходных передвижных конвейеров 1 относительно перегрузочного устройства 12 вызовет неравномерный темп отработки борта 14. Для работы погрузочной машины 2 на концевом участке конвейеров 1 потребуется многократное создание навала горной массы 13 бульдозерами 6, причем только перед ней при ее продвижении вдоль конвейеров 1. Это вызовет увеличение простоев бульдозеров 6 в течение смены. Необходимость расчистки площадки перед передвижкой конвейера 1 на концевом участке значительно увеличивает ее размеры, что увеличивает длину перемещения призмы волочения бульдозером 6 от места ее набора до погрузочной машины 2.

Для повышения производительности бульдозерных работ и уменьшения энергозатрат в заявленном способе отработку горной массы ведут вдоль конвейера, причем последний перемещают перпендикулярно передвижению бульдозерного оборудования при отработке горной массы.

Известно бульдозерное оборудование, включающее базовую машину, отвал с толкающими брусьями и установленный впереди отвала в подшипниковых опорах приводной шнек, снабженный сменными режущими элементами, смонтированными на винтовой поверхности шнека с равными интервалами, при этом пружинный узел вала размещен на нем с приводной стороны и выполнен из двух пружин, каждая из которых расположена между одной из подшипниковых опор и соответственно торцом приводной звездочки и буртиком вала (авт. свид. СССР N 933889, E 02 3/76, 1982, бюл. 21).

Недостатком данного бульдозерного оборудования является его неприспособленность для разработки пород, содержащих крупные фракции с большой прочностью, попадание которых между поверхностью отвала и винтовой поверхностью шнека может вызвать заклинивание последнего или изгиб вала.

Известно бульдозерное оборудование, содержащее базовую машину, толкающую раму с отвалом и установленным за отвалом ленточным транспортером для отбрасывания грунта в сторону. Для сохранения в машине свойств бульдозера, в ней применен вставной лобовой лист, закрывающий выход грунта на ленту метателя (авт. свид. СССР N 132260, кл. 19с, 10/10, 1960).

Недостатком данного бульдозерного оборудования является то, что для использования для перемещения грунта с образованием призмы волочения, требуется закрепление на нем дополнительного щита, предохраняющего ленточный конвейер от завала породой. Трудоемкость работ по перемонтажу отвала не позволяет использовать данное бульдозерное оборудование при открытой разработке полезных ископаемых, где часто требуется использовать отвал как с отбрасыванием породы в сторону, так и с ее перемещением в виде призмы волочения.

Для повышения универсальности бульдозерного оборудования отвал выполнен в виде двух лобовых листов, установленных со смещением друг относительно друга по вертикали и горизонтали, а конвейер выполнен скребковым и размещен между двух лобовых листов.

Способ открытой разработки полезных ископаемых и бульдозерное оборудование поясняются чертежами, где изображено: на фиг. 1 схема размещения конвейера на отвале; на фиг. 2 отвал бульдозера (разрез); на фиг. 3 схема разработки полосы полезного ископаемого (стрелками показано возможное перемещение бульдозерного оборудования); на фиг. 4 сечение по I-I: начало разработки полосы полезного ископаемого; на фиг. 5 сечение по I-I: окончание разработки полосы полезного ископаемого.

Бульдозерное оборудование состоит из базовой машины 1, толкающих брусьев 2, отвала 3, с размещенным на нем скребковым конвейером 4, щека 5 отвала (в зависимости от разрабатываемой породы может быть укороченной, т.е. располагаться под скребковым конвейером 4) снабжена проемом 6 для размещения скребкового конвейера 4, при этом отвал 3 включает нож 7, нижний лобовой лист 8, верхний лобовой лист 9, полку 10, диафрагму 11, днище нижней коробки 12, верхнюю коробку 13, проушину бруса 14, проушину раскоса 15, проушину соединения со штоком гидроцилиндра 16; I штриховая линия, показывающая контур породы на отвале при перемещении бульдозерного оборудования и включенном конвейере 4; II штриховая линия, показывающая контур призмы волочения перемещаемой породы при выключенном конвейере 4.

Над транспортирующим устройством 17 размещен передвижной бункер 18, снабженный фартуками 19, соединенный тросом 20 с лебедкой 21. Стойки передвижного бункера 18 размещены в направляющих, расположенных на транспортирующем устройстве 17 (на чертеже не указаны). Отвалообразователь 22 с перегрузочным пунктом 23 и транспортирующим устройством 17 составляют законченную транспортную систему. В качестве транспортирующего устройства 17 может быть использован, например, ленточный, скребковый конвейер, гидравлический шлюз. На чертеже указан вариант размещения конвейеров при ведении вскрышных работ. При использовании гидравлического шлюза вместо отвалообразователя 22 устанавливают землесос с нагнетательными трубопроводом (на чертеже не указаны). Ходовые тележки 24 конструктивно соединены с фермой транспортирующего устройства 17 и предназначены для перемещения последнего по мере подвигания фронта работ.

Способ разработки полезных ископаемых состоит в следующем.

На разрабатываемом участке монтируют на ходовых тележках 24 транспортирующее устройство (конвейер 17) и отвалообразователь 22. В хвостовой части транспортирующего устройства 17 устанавливают передвижной бункер 18 и тросом 20 соединяют его с лебедкой 21. Производят откатку бульдозерного оборудования за хвостовую часть транспортирующего устройства 17, опускают отвал 3 и перемещают вдоль последнего с аккумулированием горной массы впереди отвала 3. После того, как отвал 3 окажется напротив передвижного бункера 18, включают скребковый конвейер 4 (например, путем включения его электродвигателя при использовании дизель-электрического трактора ДЭТ-250) и производят перегрузку аккумулированного грунта на отвале 3 на транспортирующее устройство 17 через передвижной бункер 18. Благодаря расположению скребкового конвейера 4 непосредственно на отвале 3 обеспечивается его работоспособность под завалом породы, что позволяет использовать отвал 3 без производства перемонтажных работ для обычного перемещения грунта в виде призмы волочения. В качестве скребкового конвейера 4 возможно использование серийно изготовляемых скребковых конвейеров шахтных погрузочных машин (их конструкция позволяет хвостовую часть скребкового конвейера 4 поворачивать в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью гидродомкратов (на чертеже не указаны). При углублении разрабатываемой полосы хвостовую часть скребкового конвейера 4 приподнимает (фиг. 5). Благодаря прилеганию фартуков 19 к работающему транспортирующему устройству 17 (ленте, скребкам или гидравлическому потоку) обеспечивается перемещение передвижного бункера 18 в направлении перемещения горной массы. Лебедка 21 при этом разматывает с барабана трос 20. Синхронное перемещение базовой машины 21 и передвижного бункера 18 (через лебедку 21 и трос 20) производят при помощи лазерной системы управления (на чертеже не указана). При выполнении вспомогательных работ скребковый конвейер 4 при необходимости выключают и отвал 3 используют обычным образом.

Таким образом, предлагаемый способ открытой разработки полезных ископаемых и бульдозерное оборудование за счет резания пород ножом отвала и перегрузки их на конвейер при перемещении вдоль него обеспечивает высокую производительность бульдозерного оборудования в пределах длины конвейера. Резание пород ножом отвала и перегрузка их скребковым конвейером, размещенным на отвале, на конвейер, установленный в забое, позволяет снизить усилие, действующее на отвал, за счет устранения призмы волочения, а следовательно, уменьшить энергозатраты на разработку полезных ископаемых. Размещение скребкового конвейера между лобовыми листами отвала позволяет использовать последний как обычный отвал без проведения монтажных работ.