способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых с применением дробильного звена и крутонаклонных конвейеров (кнк)

Формула изобретения

Способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий создание дробильно-перегрузочных пунктов полустационарного типа на участках бортов в основном на базе щековых дробилок с получением куска размером 400-450 мм, а затем додрабливание, например, в шнекозубчатых дробилках, отличающийся тем, что для широкого использования наклонных, крутонаклонных и вертикальных конвейеров на карьерах предполагается переходить на применение нового дробильного звена, включающий подачу горной массы с помощью питателя в бункер с последующей подачей в дробильное устройство для разрушения крупных кусков размером 700-1200 мм с помощью молота, связанного тягой с вращающимся маховиком-колесом с прорезью, и для разрушения средних кусков размером 400-700 мм с помощью молота, связанного с маховиком-колесом через палец, после дробления кусков до размеров 250-300 мм их передают с помощью питателей и конвейеров в мобильные конусные дробилки среднего дробления, после чего дробленый материал малой крупности поступает на наклонные, и крутонаклонные, и вертикальные конвейеры, для повышения мобильности и быстрого перемещения из одного места в другое дробильные устройства выполняют в виде вертикальных модулей и располагают горизонтально, а при необходимости производительность дробильного устройства может быть повышена, для чего устраивают не одну щель в плите шириной 250-300 мм, а еще две в боковых зонах, при этом отбойная плита может быть не связана с корпусом дробильного устройства и иметь опорную поверхность и возможность для быстрого перемещения.

Описание изобретения к патенту

Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых, заключающийся в том, что на борту карьера устраивают дробильно-перегрузочный пункт, в состав которого входят щековые дробилки крупного дробления и конвейеры традиционного исполнения [1].

Недостатком способа является малая производительность перегрузочного пункта на базе щековых дробилок и применение конвейеров с наклоном 15-16°.

Известен способ подготовки горной массы, основанный на применении конусных дробилок с получением продукта крупного дробления размером 300-350 мм [2].

Недостатком способа является то, что материал такой крупности может использоваться для транспортирования только конвейерами с углом наклона 15-16°.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является предложение по применению щековой дробилки [3] (прототип).

Недостатком способа является то, что такая дробилка отличается не большой производительностью из-за того, что ход подвижной щеки уменьшается к месту ее поворота, и, следовательно, снижается ударная нагрузка на куски.

Кроме того, угол наклона конвейера составляет 15-16°, а максимальный размер куска - 400-450 мм, что увеличивает трудоемкость дробления при получении куска 250-300 мм и связано с некоторым риском и потерей надежности в работе с течением времени.

Целью изобретения является повышение эффективности и производительности дробильного звена и широкого применения наклонных и крутонаклонных конвейеров на карьерах.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе подготовки горной массы на карьерах созданием дробильно-перегрузочных пунктов полустационарного типа на участках бортов в основном на базе щековых дробилок получением куска размером 400-450 мм, а затем додрабливание, например, в шнекозубчатых дробилках для широкого использования наклонных, крутонаклонных и вертикальных конвейеров на карьерах предполагается переходить на применение нового дробильного звена, включающий подачу горной массы с помощью питателя в бункер с последующей подачей в дробильное устройство для разрушения крупных кусков размером 700-1200 мм с помощью молота, связанного тягой с вращающимся маховиком-колесом с прорезью, и для разрушения средних кусков размером 400-700 мм с помощью молота связанного с маховиком-колесом через палец, после дробления кусков до размеров 250-300 мм их передают с помощью питателей и конвейеров в мобильные конусные дробилки среднего дробления, после чего дробленый материал малой крупности поступает на наклонные и крутонаклонные и вертикальные конвейеры, для повышения мобильности и быстрого перемещения из одного места в другое, дробильные устройства выполняют в виде вертикальных модулей и располагают горизонтально, а при необходимости производительность дробильного устройства может быть повышена, для чего устраивают не одну щель в плите шириной 250-300 мм, а еще две в боковых зонах, при этом отбойная плита может быть не связана с корпусом дробильного устройства и иметь опорную поверхность, и возможность для быстрого перемещения.

Способ включает отстройку крутонаклонных и вертикальных уступов и участков борта в средних и глубоких зонах и их укрепления и устройства на них наклонных, крутонаклонных и вертикальных конвейеров.

Размеры и масса модулей дробильных устройств снижаются в 5-10 раз по сравнению с конусной дробилкой крупного дробления, что позволяет их транспортировать обычным способом и обеспечивает в расчетный период достижение минимального плеча транспортирования горной массы при снижении горизонтов горных работ и это связано с получением большого экономического эффекта.

Экономический эффект от предложения может быть оценен фактической прибылью полученной на карьере Майданпек (бывший Югославия), когда при сокращении расстояния транспортирования автосамосвалами на 3,5 км обеспечивалось получение прибыли 3 млн. долл. США при перемещении 14-18 млн.т рудной массы. При производительности карьера 16 млн.т в год достигаемый эффект может составить 2-3 млн. долл. США в год.

Предполагаемое техническое решение представлено на чертежах (фиг.1-7).

Фиг.1. Общая схема комплекса узлов предполагаемого технического решения:

1 - навал руды (породы); 2 - питатель; 3 - бункер; 4 - питатель; 5 - дробильное устройство; 6 - сборочный питатель (конвейер); 7 - питатель; 8 - конусная передвижная дробилка среднего дробления; 9 - питатель; 10 - крутонаклонный конвейер; 11, 12 - крутонаклонный и вертикальный уступы.

Фиг.2. Схема работы дробильного устройства (звена):

3 - бункер; 4 - питатель; 5 - корпус дробильного звена; 6 - сборочный питатель (конвейер); 13, 14 - соответственно массивный и менее массивный молоты; 15, 16 - вращающиеся маховика-колеса; - угол наклона плиты.

Фиг.3. Схема дробильного устройства (звена) (поперечный разрез):

5 - корпус; 6 - сборочный питатель (конвейер); 13 - молот; 15 - вращающийся маховик-колесо с прорезью; 17 - выпускное окно (щель).

Фиг.4, 5. Схема работы массивного молота (падающего) и поперечный разрез:

5 - корпус; 13 - массивный молот; 15 - вращающийся маховик - колесо; 18 - тяга; 19 - вспомогательное вращающееся колесо, с которым связано колесо с прорезью; 20 - шкив; 21 - электродвигатель; 17 - выпускная щель; Н_л - высота подъема молота.

Фиг.6, 7. Схема работы менее массивного молота и поперечный разрез:

14 - молот; 16 - вращающийся маховик-колесо; 21 - электродвигатель; 22 - палец, с которым связана тяга 23; Н_л - высота подъема молота.

Пример выполнения

Предлагаемое изобретение может быть использовано на действующих глубоких карьерах (Ковдорский комплексных железных руд. Центральный и Коашвинский апатито-нефелиновых руд рудника Восточный) в регионе и на других карьерах.

Для этого вблизи участка расположения дробильного устройства на средних и затем глубоких горизонтах создается навал из горной массы 1, в который ведут отсыпку автосамосвалы грузоподъемностью 110-120 т при разработке рудного тела, причем сползающая с откоса рудная (породная) масса попадает на пластичный питатель 2, который может работать под завалом и подает горную массу 1 в бункер 3 и далее на питатель 4. Питатель 4 представляет два полотна с щелью 250-300 мм, которые могут быть наклонены друг, образуя своего рода «лоток», таким образом, что в дробильное устройство 5 поступают куски размером 350-1200 мм. Этот материал объемом 10-12 м³ образует слой высотой 1.5-2 м и определяет площадь дробильного отделения при ширине 2 м и длине 3-3.5 м S=67 м². Для дробления крупных кусков размером 700-1000 мм и 1000-1200 мм используют массивный молот 15 массой 60-80 т, который одним ударом разделяет эти куски на плите с щелью по крайней мере на 2-3 крупных осколка (до 400-500 мм). При этом мелкие куски, также как фракция 0-300 мм попадают в щель и транспортируются питателем 6 до сборочного конвейера до питателя 7 и далее в конусную дробилку среднего дробления 8. Куски размером 400÷500 мм смещаются самотеком и разрушаются следующим ударом массивного молота 13 или их смещают приспособлением в виде массивной пластины гидроцилиндрами для разрушения меньшим молотом 14 массой 30-40 г. Для лучшего перемещения материала от одного молота 13 к другому 14 поверхность плиты делают наклонной в поперечном направлении на 10-15° в сторону выпускной щели 17 шириной 250-300 мм и в продольном направлении для лучшего дробления кусков размером 500-350 мм.

Подъем молота 13 на высоту 1-1,5 м обеспечивается маховиком-колесом 15 с прорезью, связанного с другим диском 19 обеспечивающий сброс молота 13 при достижении захватывающей вращающимся полудиском 15 тяги 18 молота 13 ее верхнего положения при вращении диска 19, связанного со шкивом 20 с электродвигателем 20.

Второй молот 14, соединен пальцем 22 и тягой 23 с маховиком-колесом 16 и вращается с большой скоростью, достаточной для разрушения кусков среднего размера в течение 3-5 минут (80-100 кусков при ударе 20-25 раз в 1 минуту).

Отделение первоначального материала с помощью пластинчатого питателя-колосника 4 фракция 0-300 мм и последующая фракция после дробления 0-300 мм поступает на сборочный конвейер (питатель) и далее поступает с помощью питателя 7 в передвижную (самоходную) дробилку 8 (конусную) среднего дробления, что обеспечивает ее работоспособность. Конусная дробилка 8 может быть изготовлена не только в передвижном виде, но и самоходной, что повышает ее мобильность. Полученный продукт пригоден для транспортирования наклонным, крутонаклонным и вертикальным конвейерами 10 разработанной конструкции в основном конвейерами трубчатой формы, что обеспечивает надежность их работы и применение одной ленты конвейера. Конвейера сооружают на крутонаклонных 11 и вертикальных участках 12 борта.

Производительность дробильного устройства в таком исполнении повышается в 1,5-2 раза и близка к производительности конусной дробилки крупного дробления.

При необходимости производительность дробильного устройства может быть повышена, для чего устраивают не одну щель в плите шириной 250-300 мм, а еще две в боковых зонах. В этом случае отбойная плита может быть не связана с корпусом дробильного устройства и иметь опорную поверхность и возможность для быстрого перемещения.

Дробильное устройство для быстрого перемещения с одного на другое место снабжают ходовым устройством. Этому способствует также горизонтальное расположение дробильного устройства, состоящих из модулей.

Применение крутонаклонных и вертикальных конвейеров позволяет получить прибыль в размере 2,5-3 млн.долл. США в год.

Источник информации

1. Усынин В.И., Решетняк С.П. Открытая разработка железорудных месторождений Севера. Апатиты. Изд. Кольского научного центра. - 1987. - 118 с.

2. Комплексная механизация процессов циклично-проточной технологии на карьерах / Б.А. Симкин, А.А. Дихтяр, А.П. Зиборов и др. М.: Недра. - 1985. - 196 с.

3. П.С. Желобков Щековые дробилки нового поколения. М.: Горный инф. - аналит. Бюлл. - № 7. - 2010. С.54-55 (прототип).