Способ транспортирования на глубоких карьерах

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. Способ включает сортировку и погрузку горной массы на нижнем горизонте экскаватором прямая лопата и транспортирование горной массы на верхние горизонты экскаватором-драглайном. Взорванную горную массу из забоя переэкскавируют в штабель на вышележащий уступ, подсыпают мелкокусковатую фракцию в основании штабеля, складируют негабарит отдельно в забое. Транспортируют горную массу из штабеля на верхние горизонты драглайном, причем угол наклона стрелы драглайна при черпании снижают до минимального значения, а при подъеме ковша увеличивают до максимального к горизонтали с возможной фиксацией. Драглайн работает со сменными ковшами-контейнерами, загрузку которых производят одноковым погрузчиком. Пустой ковш-контейнер отцепляют и отцепляют и оставляют для загрузки на нижнем горизонте, а груженый ковш-контейнер прицепляют к подъемному канату, поднимают и разгружают на верхнем горизонте. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, к способам транспортирования горной массы при производстве открытых горных работ по скальным и полускальным породам и рудам. Оно может быть использовано для снижения транспортных расходов при вскрытии нижних горизонтов карьеров, улучшения экологических условий в рабочей зоне карьера, а также для повышения скорости углубки карьера и его доработки без дополнительных расходов на внутрикарьерный транспорт.

При вскрытии нижних горизонтов на карьерах обычно принимается способ транспортирования с использованием экскаваторов прямых механических лопат и автомобильного или железнодорожного видов транспорта. Такая технология связана со значительным разносом уступов на вышележащих горизонтах, выемкой значительных объемов вскрыши, прямопропорциональных произведению площади разноса на глубину расположения карьерных автодорог и железнодорожных путей, необходимых для вскрытия и отработки нижних горизонтов.

Технологические автодороги и железнодорожные пути при вскрытии и отработке нижних горизонтов исключаются при транспортировании горной массы с помощью кабель-кранов [1] При этом монтируют на противоположных бортах карьера две опорные башни, между которыми натягивают несущий канат для перемещения на роликах специальной тележки с подъемным блоковым механизмом, оснащенным захватом, ковшом или вагонеткой. Ковш или вагонетку опускают на дно карьера, загружают горной массой (блоками, штучным камнем и прочим). Затем поднимают подъемным блоковым механизмом к несущему канату и тяговым канатом транспортируют на борт карьера. Грузоподъемность ковша или лебедки при этом составляет 5-50 т, длина пролета 100-1500 м, высота подъема груза до 40 м, производительность до 30 циклов/ч.

Однако способ транспортирования с применением кабель-кранов имеет существенные недостатки: незначительная высота подъема груза, не позволяющая применять такое оборудование и способ разработки на современных крупных карьерах глубиной до 500-700 м; недостаточная длина пролета (ширина современных крупных карьеров 3000-5000 м); низкая производительность установки.

Другим способом разработки, позволяющим снизить транспортные расходы, является разработка с использованием экскаваторов-драглайнов.

Известны технологические схемы применения драглайнов для вскрытия нижних горизонтов карьеров, проходки зумпфов и траншей, в том числе по породам III-IV категории взрываемости [2] Это полускальные породы с коэффициентом крепости до 5-7 по шкале М.М. Протодьякова. Работа драглайна с прямой лопатой рассмотрена только для полускальных пород III категории взрываемости с перевалкой на горизонт стояния прямой лопаты при пологом падении пласта и внутреннем отвалообразовании.

Все эти схемы разработаны для условий угольных, как правило, пологозалегающих месторождений с внутренним отвалообразованием и не пригодны для разработки тяжелых скальных пород и руд на глубоких горизонтах.

Проф. Ю.И.Беляков считает, что применение драглайнов на скальных вскрышных породах возможно при вместимости ковша более 10 м³, при соотношении среднего размера куска d_c к ширине ковша b_k d_c/b_k 0,23-0,26, взрывании наклонных скважин с углом наклона 20-30^о к вертикали и коэффициенте разрыхления пород в забое 1,2-1,5.

Использование драглайнов на тяжелых рудах считается нецелесообразным.

Угол наклона стрелы драглайна к горизонтали фиксирован и обычно составляет 30-35^о, что создает значительные моменты инерции, увеличивает продолжительность цикла экскавации и расход электроэнергии, затрудняет работу драглайна на нижних горизонтах глубоких карьеров.

Схема разработки с применением экскаватора-вскрышная лопата и драглайна применялась на разрезах Черемховского угольного месторождения. При этом экскаватор ЭВГ-35.65 работал на кровле угольного пласта и транспортировал вскрышную породу на вышележащий уступ. Затем экскаватор ЭШ-10/60 складировал породу во внутренний отвал. Способ применим для разработки горизонтальных и пологозалегающих угольных пластов с небольшой мощностью вскрыши и внутренним отвалообразованием.

Известен также способ перемещения пород в отвал и устройство для его осуществления по а.с. N 823578.

При этом ковш драглайна наполняют породой путем выгрузки ее из транспортных средств, например автосамосвалов в специальное устройство. А устройство для осуществления способа размещается на ходовой тележке и снабжено бункером с подъемным механизмом, передающим горную массу из автосамосвала в ковш драглайна.

Недостатками указанного способа являются необходимость создания нового устройства на ходовой тележке и сложность точного расположения ковша драглайна перед его загрузкой на горизонтах.

На фиг.1 показана схема работы драглайна из штабеля; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 схема работы экскаватора прямой лопаты; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3.

Экскаватор-прямая лопата 1 на нижнем горизонте грузит взорванную горную массу из забоя 2 в штабель 3 с расположением мелкой фракции в основании штабеля. Негабаритные куски 4 складируют вблизи забоя 2. Драглайн 5 черпает горную массу из штабеля 3, разгружает в штабель 6 или непосредственно в железнодорожные думпкары 7. При работе драглайна 5 угол наклона стрелы изменяют от минимального 8 (к горизонтали) до максимального 9 с учетом расположения штабелей 3 и 6. При этом минимальный угол составляет 30-35^о, максимальный 45-60^о к горизонтали.

В стесненных условиях стрелу фиксируют в положении 9 (под углом до 45-60^о к горизонтали), чтобы упростить конструкцию драглайна и управление рабочим циклом, обеспечить безопасность работы.

На фиг. 3, 4 штабель 3 располагают на горизонте установки экскаватора прямой лопаты 1, разрабатывающей горную массу в забое 2. Драглайн работает минимум с двумя сменными ковшами-контейнерами 10. При этом пустой ковш-контейнер отцепляют и оставляют для загрузки на нижнем горизонте, а груженый ковш-контейнер прицепляют к подъемному канату, поднимают и разгружают на верхнем горизонте. Загрузку сменных ковшей-контейнеров 10 производят погрузчиком 11. Горную массу в зависимости от сортности разгружают в штабель 6 и приемный бункер самоходной дробильно-сортировочной установки 12 для получения готового щебня различных фракций 13.

При незначительной потребной производительности погрузчик 1 может также заменить забойный экскаватор 1 и работать без штабеля 3.

Предлагаемый способ транспортирования горной массы позволяет расширить область эффективного применения драглайнов на тяжелых скальных породах и рудах путем предварительной сортировки горной массы в забое, изменения угла наклона стрелы драглайна в течение цикла экскавации от 30 до 45-60^о к горизонтали, возможной фиксации стрелы в одном из крайних или промежуточных положений, применения быстросъемных ковшей-контейнеров.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ НА ГЛУБОКИХ КАРЬЕРАХ, включающий сортировку и погрузку горной массы на нижнем горизонте экскаватором "прямая лопата", транспортирование горной массы на верхние горизонты экскаватором-драглайном, отличающийся тем, что взорванную горную массу из забоя переэкскавируют в штабель на вышележащем уступе, подсыпают мелкокусковатую фракцию в основание штабеля, складируют негабарит отдельно в забое, транспортируют горную массу из штабеля на верхние горизонты драглайном, причем угол наклона стрелы драглайна при черпании снижают до минимального значения, а при подъеме ковша увеличивают до максимального к горизонтали с возможной фиксацией.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что драглайн используют со сменными ковшами контейнерами, загрузку которых производят одноковшовым погрузчиком, пустой ковш-контейнер отцепляют и оставляют для загрузки на нижнем горизонте, а груженый ковш-контейнер прицепляют к подъемному канату, поднимают и разгружают на верхнем горизонте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4