Комбинированный способ разработки тонких рудных жил

Авторы патента:

E21C41/26 - способы открытой разработки полезных ископаемых (добычные машины или машины для транспортировки, применяемые при открытых разработках E21C 47/00); системы разработок

Владельцы патента RU 2752912:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки месторождений ценного минерального сырья, сложенных прочными горными породами и включающих тонкие крутопадающие рудные жилы. Способ включает одновременное формирование двух опережающих щелей, которые нарезаются по бортам тонкой рудной жилы исполнительным органом, состоящим из двух алмазных режущих дисков, установленных на приводном валу механизма вращения на регулируемом расстоянии, равном мощности тонкой рудной жилы. После нарезания опережающих щелей поднимается заостренная шарошка, осуществляющая отрыв обнаженной опережающими щелями части тонкой рудной жилы с подачей отбитой рудной массы в приемный бункер для рудной массы. Затем производится раздвижение алмазных режущих дисков на ширину прорезаемой выемки, осуществляется нарезание дополнительных щелей алмазными режущими дисками с одновременным отрывом породных целиков заостренными шарошками. Отбитая породная масса подается в приемный бункер для породной массы. После завершения рабочего цикла, включающего отработку тонкой рудной жилы и породных целиков на глубину нарезания, осуществляется подъем телескопической рамы и последующее повторение рабочих циклов до формирования прорезаемой выемки на расчетную глубину. Производится бурение шпуров, их заряжание и взрывание приконтурного массива пород с образованием выработки необходимого сечения для размещения комбайна. Технический результат заключается в повышении производительности и технологической эффективности путем увеличения функциональности, надежности, износостойкости и обеспечения селективности выемки тонких рудных жил, уменьшения разубоживания, снижения энергоемкости выемки прочных горных пород. 6 ил.

Известны технологии разработки тонких рудных тел с применением горных машин, оснащенных фрезерными рабочими органами [1-2].

Недостатком данных технологий является низкая эффективность горных машин при разработке прочных горных пород.

Известен способ механизированной разработки тонких золоторудных жил совместно с минерализованными вмещающими породами на Дарасунском руднике [3].

Недостатками способа являются значительная энергоемкость процесса механической выемки и большое разубоживание богатой руды тонкой жилы минерализованными вмещающими породами, что ведет к увеличению себестоимости процессов последующей переработки руды и уменьшению выхода металла.

Известен способ разработки маломощных наклонных жил, выполняемый фрезерным устройством, содержащим две парные дисковые фрезы, систему пневмотранспортирования разрыхленной горной массы, раму с силовыми устройствами и гидроопорами, обеспечивающими автономное шаговое перемещение [4-5].

Недостатками способа являются значительная энергоемкость процесса фрезерования пород и низкая эффективность оборудования при разработке прочных горных пород.

Известен способ распиловки блоков природного камня на плиты различных размеров посредством распиловочных станков с рабочими органами в виде нескольких отрезных и одного подрезного алмазных режущих дисков [6].

Недостатком способа является относительно малая глубина образуемых щелей и невозможность применения подрезного диска применительно к условиям выпиливания из массива тонкой рудной жилы.

Наиболее близкими по технологической и технической сущности являются технология малозахватной выемки твердых полезных ископаемых из маломощных пластов и исполнительный орган горной машины для ее осуществления [7-8]. Способ включает формирование исполнительным органом комбайна опережающей щели и последующий отрыв породных целиков заостренными шарошками.

Недостатками способа являются значительная энергоемкость процесса выемки при нарезании щелей фрезерным исполнительным органом и невозможность селективной выемки тонких рудных жил мощностью первые десятки сантиметров, а также низкая износостойкость режущих элементов.

Технический результат заключается в повышении производительности и технологической эффективности путем увеличения функциональности, надежности, износостойкости и обеспечения селективности выемки тонких рудных жил, уменьшения разубоживания, снижения энергоемкости выемки прочных горных пород.

Технический результат достигается тем, что в комбинированном способе разработки тонких рудных жил, включающем формирование исполнительным органом комбайна опережающей щели и последующий отрыв породных целиков заостренными шарошками, одновременно формируются две опережающие щели, которые нарезаются по бортам тонкой рудной жилы исполнительным органом, включающим два алмазных режущих диска, установленных на приводном валу механизма вращения на регулируемом расстоянии, равном мощности тонкой рудной жилы, при этом алмазные режущие диски, посредством гидроцилиндра телескопической рамы, шарнирно прикрепленной к корпусу комбайна, устанавливаются под углом падения тонкой рудной жилы, причем после нарезания опережающих щелей комбайн по рельсам перемещается в исходное положение, при этом посредством гидроцилиндра и рычага поднимается заостренная шарошка, осуществляющая отрыв обнаженной опережающими щелями части тонкой рудной жилы с подачей отбитой рудной массы через направляющую пластину в приемный бункер для рудной массы, затем комбайн перемещается в исходное положение, производится раздвижение алмазных режущих дисков на ширину прорезаемой выемки, осуществляется нарезание дополнительных щелей алмазными режущими дисками с одновременным отрывом породных целиков заостренными шарошками, поднятыми посредством гидроцилиндра и рычага, при этом отбитая породная масса по направляющей пластине подается в приемный бункер для породной массы, причем после завершения рабочего цикла, включающего отработку тонкой рудной жилы и породных целиков на глубину нарезания, производится возвращение комбайна в исходное положение, подъем телескопической рамы на высоту, соответствующую глубине нарезания, и последующее повторение рабочих циклов до формирования прорезаемой выемки на расчетную глубину, после чего производится бурение шпуров их заряжание и взрывание приконтурного массива пород с образованием выработки необходимого сечения для размещения комбайна.

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 комбайна, осуществляющего нарезание опережающих щелей; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - отрыв части тонкой рудной жилы заостренной шарошкой; на фиг. 4 - нарезание дополнительных щелей алмазными режущими дисками; на фиг. 5 - отрыв породных целиков заостренными шарошками; на фиг. 6 - схема приконтурного массива для взрывного рыхления.

Комбинированный способ разработки тонких рудных жил ведется установленным на рельсах 1 в исходном положении 2 комбайном 3, снабженным исполнительным органом 4, заостренными шарошками 5, 6, приемным бункером для рудной массы 7, приемным бункером для породной массы 8. Исполнительный орган 4 включает два алмазных режущих диска 9, 10, установленных на приводном валу 11 механизма вращения 12 на регулируемом расстоянии 13, равном мощности 14 тонкой рудной жилы 15. Алмазные режущие диски 9, 10 посредством гидроцилиндра 16 телескопической рамы 17, шарнирно 18 прикрепленной к корпусу 19 комбайна 3, устанавливаются под углом падения 20 тонкой рудной жилы 15. Заостренная шарошка 5 установлена на рычаге 21 с направляющей пластиной 22 и поднимается посредством гидроцилиндра 23. Заостренные шарошки 6 установлены на рычаге 24 с направляющей пластиной 25 и поднимаются посредством гидроцилиндра 26. Опережающие щели 27, 28 нарезаются по бортам 29 тонкой рудной жилы 15 на глубину нарезания 30 и обнажают часть 31 тонкой рудной жилы 15. Дополнительные щели 32, 33 нарезаются на ширину 34 прорезаемой выемки 35 с образованием породных целиков 36, 37. Формирование прорезаемой выемки 35 на расчетную глубину 38 ведется путем последовательных подъемов телескопической рамы 17 на высоту 39 соответствующую глубине нарезания 30. Шпуры 40 бурятся в приконтурном массиве пород 41 для образования выработки 42 необходимого сечения 43 взрывным способом.

Комбинированный способ разработки тонких рудных жил осуществляется следующим образом.

Ведется формирование комбайном 3 одновременно двух опережающих щелей 27, 28, которые нарезаются по бортам 29 тонкой рудной жилы 15 исполнительным органом 4, включающим два алмазных режущих диска 9, 10, установленных на приводном валу 11 механизма вращения 12 на регулируемом расстоянии 13, равном мощности 14 тонкой рудной жилы 15. Алмазные режущие диски 9, 10, посредством гидроцилиндра 16 телескопической рамы 17, шарнирно 18 прикрепленной к корпусу 19 комбайна 3, устанавливаются под углом падения 20 тонкой рудной жилы 15. После нарезания опережающих щелей 27, 28 комбайн 3 по рельсам 1 перемещается в исходное положение 2. Посредством гидроцилиндра 23 и рычага 21 поднимается заостренная шарошка 5, осуществляющая отрыв обнаженной опережающими щелями 27, 28 части 31 тонкой рудной жилы 15 с подачей отбитой рудной массы через направляющую пластину 22 в приемный бункер для рудной массы 7. Затем комбайн 3 перемещается в исходное положение 2, производится раздвижение алмазных режущих дисков 9, 10 на ширину 34 прорезаемой выемки 35. Осуществляется нарезание дополнительных щелей 32, 33 алмазными режущими дисками 9, 10 с одновременным отрывом породных целиков 36, 37 заостренными шарошками 6, поднятыми посредством гидроцилиндра 26 и рычага 24. Отбитая породная масса по направляющей пластине 25 подается в приемный бункер для породной массы 8. После завершения рабочего цикла, включающего отработку тонкой рудной жилы 15 и породных целиков 36, 37 на глубину нарезания 30, производится возвращение комбайна 3 в исходное положение 2, подъем телескопической рамы 17 на высоту 39, соответствующую глубине нарезания 30, и последующее повторение рабочих циклов до формирования прорезаемой выемки 35 на расчетную глубину 38. Производится бурение шпуров 40 их заряжание и взрывание приконтурного массива пород 41 с образованием выработки 42 необходимого сечения 43 для размещения комбайна 3.

Способ обеспечивает увеличение производительности и технологической эффективности за счет увеличения функциональности, надежности и обеспечения селективности выемки тонких рудных жил, уменьшения разубоживания, снижения экологической нагрузки на окружающую среду в районе ведения горных работ.

Источники информации:

1. Чебан А.Ю. Способ и оборудование для открытой разработки маломасштабных крутопадающих месторождений // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2017. - Т. 15. - №3. - С. 18-23.

2. 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.

3. Гораш Ю.Ю. Развитие золотодобычи на Дарасунском руднике // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - №11. - С. 154-156.

4. Патент РФ №2705984 от 14.11.2019. Способ разработки маломощных наклонных жил.

5. Чебан А.Ю. Технология доработки рудных тел добычной установкой, оборудованной автономным выемочным модулем // Маркшейдерия и недропользование. - 2019. - №4. - С. 22-28.

6. Чирков А.С.Добыча и переработка строительных горных пород - М.: Изд-во МГГУ, 2005. - С. 564.

7. Дмитрак Ю.В., Картавый А.Н., Картавый Н.Г., Серов В.А. Техника и технология малозахватной выемки твердых полезных ископаемых из маломощных пластов // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2011. - №S4-7. - C. 3-13.

8. Патент РФ №2480585 от 27.04.2013. Исполнительный орган горной машины.

Комбинированный способ разработки тонких рудных жил, включающий формирование исполнительным органом комбайна опережающей щели и последующий отрыв породных целиков заостренными шарошками, отличающийся тем, что одновременно формируются две опережающие щели, которые нарезаются по бортам тонкой рудной жилы исполнительным органом, включающим два алмазных режущих диска, установленных на приводном валу механизма вращения на регулируемом расстоянии, равном мощности тонкой рудной жилы, при этом алмазные режущие диски посредством гидроцилиндра телескопической рамы, шарнирно прикрепленной к корпусу комбайна, устанавливаются под углом падения тонкой рудной жилы, причем после нарезания опережающих щелей комбайн по рельсам перемещается в исходное положение, при этом посредством гидроцилиндра и рычага поднимается заостренная шарошка, осуществляющая отрыв обнаженной опережающими щелями части тонкой рудной жилы с подачей отбитой рудной массы через направляющую пластину в приемный бункер для рудной массы, затем комбайн перемещается в исходное положение, производится раздвижение алмазных режущих дисков на ширину прорезаемой выемки, осуществляется нарезание дополнительных щелей алмазными режущими дисками с одновременным отрывом породных целиков заостренными шарошками, поднятыми посредством гидроцилиндра и рычага, при этом отбитая породная масса по направляющей пластине подается в приемный бункер для породной массы, причем после завершения рабочего цикла, включающего отработку тонкой рудной жилы и породных целиков на глубину нарезания, производится возвращение комбайна в исходное положение, подъем телескопической рамы на высоту, соответствующую глубине нарезания, и последующее повторение рабочих циклов до формирования прорезаемой выемки на расчетную глубину, после чего производится бурение шпуров, их заряжание и взрывание приконтурного массива пород с образованием выработки необходимого сечения для размещения комбайна.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды различной ценности. Способ включает бурение скважин, оконтуривание участков рудного массива.

Способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых // 2750445

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при открытой разработке обводненных месторождений полезных ископаемых с использованием экскаватора, позволяет снизить потери полезного ископаемого. Технический результат заключается в уменьшении площади и периметра обводненного рабочего котлована, а соответственно в упрощении водопонижения.

Способ предобогащения алмазоносных россыпей // 2747286

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а именно к разделению или сортировке рудных материалов сухим способом, в частности сухому предобогащению алмазосодержащих песков при разработке россыпных месторождений алмаза, и предназначено для применения на предприятиях нерудных материалов (россыпей) с использованием существующей цикличной или циклично-поточной технологии.

Способ послойной разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов // 2746049

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, содержащих руды разной прочности и ценности. Способ послойной разработки сложноструктурных месторождений кимберлитов, включающий формирование рудной массы управляемого гранулометрического состава с применением фрезерной машины, дифференцированную отгрузку рудной массы погрузчиком в автосамосвалы.

Способ пылеподавления при взрывных работах // 2745138

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для нормализации атмосферы открытых горных выработок при ведении взрывных работ и локализации пыли от взрывных работ. Техническим результатом изобретения является снижение затрат энергии и повышение эффективности локализации пыли при взрывании.

Способ ведения взрывных работ с учетом зоны предразрушения // 2744534

Изобретение относится к области взрывного разрушения горных пород с использованием многорядного короткозамедленного взрывания и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Способ ведения взрывных работ с учетом зоны предразрушения, включающий построение модели развития массового взрыва во времени и пространстве для конкретной схемы взрывных работ, подачу стартового импульса на взрывание одновременно на два врубовых ряда, расположенных во втором или третьем ряду скважинных зарядов от краев блока.

Способ разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых // 2741979

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых с помощью экскаватора. Способ разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых включает черпание руды экскаватором, активизацию процесса просеивания мелких фракций руды посредством вращения рабочих барабанов ковша, последовательную дифференцированную разгрузку мелких фракций кондиционной руды и крупных фракций руды.

Способ внутреннего отвалообразования в условиях многолетней мерзлоты // 2740892

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке пологих и наклонных многолетнемерзлых угольных и россыпных месторождений с внутренним отвалообразованием. Техническим результатом является обеспечение устойчивости основания намораживаемых внутренних отвалов в мерзлом состоянии в течение всего срока их эксплуатации.

Способ районирования экскаваторных забоев для управления работой экскаваторно-автомобильных комплексов // 2738919

Изобретение относится к горной промышленности, к открытой разработке скальных горных пород. Способ районирования экскаваторных забоев для управления работой экскаваторно-автомобильных комплексов включает определение подготовленности горной массы к экскавации путем подсчета в процессе экскавации суммарного числа произведенных черпаний и перечерпаний на i-й момент времени, подсчета суммарного числа произведенных циклов экскавации на тот же момент времени и отношения суммарного числа произведенных циклов экскавации к суммарному числу черпаний и перечерпаний.

Способ открытой разработки глубокозалегающих месторождений округлой формы // 2738148

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам открытой разработки глубокозалегающих месторождений округлой формы. Способ включает формирование рабочей зоны карьера, отработку вскрышных пород и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью.

Способ водоотведения при разработке пластовых месторождений по восстанию с внутренним отвалообразованием // 2754754

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при разработке обводненных наклонных пластовых месторождений. Способ водоотведения при разработке пластовых месторождений по восстанию с внутренним отвалообразованием включает формирование отвала заходками, устройство ниже уровня основания отвала вдоль его фронта поочередно в каждой заходке водосборных зумпфов и последующую откачку воды из зумпфов в пазуху, созданную между нижним бортом выработки и откосом внутреннего отвала. Перед вскрытием месторождения и проходкой разрезной траншеи вдоль ее нижнего борта на длину намеченной пазухи производят рыхление пород на глубину пазухи. Отсыпку внешнего отвала осуществляют с созданием бермы между подошвой отвала и верхней кромкой выработки – пазухи. Ширину бермы устанавливают с учетом возможности перемещения и работы на ней экскаваторов с нижним черпанием. Техническим результатом является повышение фильтрационной способности массива горных пород ниже выработанного пространства. 1 ил.