КОМПЛЕКС ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПОДВОДНЫХ ФОРМАЦИЙ Российский патент 2000 года по МПК E21C50/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке месторождений полезных ископаемых на морском дне.

Известно устройство для подводной добычи породы (см., например, а.с. N 1761956, E 21 C 50/00), включающее добычное судно, связанное с подъемным и всасывающим трубопроводами, с рабочим органом, выполненным в виде винтовых шнеков с правой и левой навивками, лопасти которых имеют ножи и зубья, причем оно снабжено погружной платформой, соединяющей подъемный и всасывающий трубопроводы, а шнеки рабочего органа выполнены насосными лопатками, при этом поплавковые рамы и кожух выполнены из эластичных шарнирно связанных между собой фартуков.

Кроме того, устройство снабжено якорной опорой, связанной с погружной платформой посредством кабель-троса, а с рабочим органом - посредством канатов и цепей.

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения в осадочных рыхлых породах, большие потери полезного ископаемого на морском дне.

Наиболее близким по технической сущности является комплекс для подводной добычи полезных ископаемых (см. , например, патент России N 2001276, E 21 C/00), содержащий агрегат сбора, плавучее базовое средство с подъемными лебедками и тросами, подводное устройство для размещения под загрузку контейнеров, соединенное с агрегатом сбора межагрегатным транспортом, и конвейеры с люками для загрузки полезного ископаемого, причем устройство для размещения под загрузку контейнеров подвешено на одном из тросов и выполнено из корпуса, на стенках которого размещены входные и выходные направляющие для контейнеров. На входных и выходных направляющих расположены упоры, соединенные между собой посредством рычажного механизма. Контейнеры выполнены с поводками, охватывающими трос, на котором подвешено устройство для размещения под загрузку контейнеров с узлами перецепки контейнеров гидродинамическими рулями, выступами, предназначенными для взаимодействия с входными и выходными направляющими перецепки контейнеров, а в верхней части корпуса расположен узел раскрытия поводков и винтовая направляющая.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, ограниченный радиус действия агрегата сбора, сложность осуществления зачистки плотика россыпного месторождения, что ведет к потерям полезного ископаемого.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, увеличение производительности и снижение потерь полезного ископаемого.

Поставленная задача решается следующим образом.

Устройство для добычи полезного ископаемого на морском дне выполнено ковшовой погрузочно-доставочной машиной с дистанционным управлением, а для спуска ее на морское дно используют грузоподъемную лебедку плавсредства с двумя цепями (тросами), на которых подвешена платформа с элементами энергоснабжения и управления ковшовой погрузочно-доставочной машины, и платформа снабжена якорными приспособлениями для закрепления на морском дне, а подъем полезного ископаемого производят контейнерами, емкость которых кратно соизмерима с емкостью ковша погрузочно-доставочной машины, причем направляющими для контейнера служат цепи (тросы), на которых подвешена платформа, и на ней выполнены элементы фиксации контейнера во время погрузки и установлены насадки гидромониторов для удаления просыпи. Кроме того, зубья ковша погрузочно-доставочной машины снабжены гидроударными узлами.

Существенными отличиями предлагаемого технического решения являются:
- устройство для добычи полезного ископаемого на морском дне выполнено ковшовой погрузочно-доставочной машиной с дистанционным управлением.

Данное техническое решение обеспечивает добычу полезного ископаемого в забое на морском дне и доставку до места перегрузки в контейнеры для подъема на плавсредство-судно.

Ковшевая погрузочная машина обеспечивает погрузку разрушенного полезного ископаемого (россыпного месторождения) с включением кусков, соизмеримых с объемом ковша, что позволяет разрабатывать месторождения с наличием крупного обломочного материала. Ковшом могут быть удалены отдельные крупные куски, не представляющие промышленной ценности, что увеличивает область применения комплекса.

Дистанционное управление в сочетании с телевизионным наблюдением за процессами работы машины обеспечивает добычу с минимальными потерями.

- для спуска ее (ковшовую погрузочно-доставочную машину) на морское дно используют грузоподъемную лебедку плавсредства с двумя цепями (тросами), на которых подвешена платформа с элементами энергоснабжения и управления ковшовой погрузочно-доставочной машины.

Данное техническое решение упрощает операцию по спуску машины на морское дно в район добычи полезного ископаемого.

Очистной забой, где будет вестись добыча полезного ископаемого, располагается на расстоянии не более 10-15 м (при увеличении длины доставки целесообразнее переместить судно к забою). При таком расстоянии элементы управления машиной максимально сосредоточить на пульте, расположенном на платформе, что повышает надежность работы устройства. Небольшие расстояния до 20 м отхода машины от платформы позволяют сосредоточить на платформе устройства для энергоснабжения погрузочно-доставочной машины, что повышает надежность работы.

Платформа снабжена якорными приспособлениями для фиксации на морском дне.

Данное техническое решение обеспечивает добычу полезного ископаемого без существенных потерь. Фиксация платформы, с которой производится добыча полезного ископаемого, позволяет планомерно, фиксировано обрабатывать морское дно, что исключает оставление необработанных участков.

Подъем полезного ископаемого производят контейнером, емкость которого кратно соизмерима с емкостью ковша погрузочно-доставочной машины, причем направляющими для контейнера служат цепи (тросы), на которых подвешена платформа.

Данное техническое решение упрощает процесс подъема полезного ископаемого с морского дна.

После спуска ковшовой погрузочно-доставочной машины и ее отвода в забой, платформу, закрепленную якорями к морскому дну, используют для размещения над ней контейнера для подъема полезного ископаемого, при этом используют цепи (тросы) в качестве направляющих для контейнера. Для спуска-подъема контейнера устройство снабжено индивидуальной грузоподъемной установкой. Для упрощения процесса подъема и конструкции перегрузочного узла, емкость контейнера рассчитана на загрузку от одного, двух, трех и более ковшей погрузочно-доставочной машины, что позволяет избежать применения дозировочного устройства со всеми вытекающими последствиями.

Закрепленная на морском дне платформа с цепями (тросами) используется как направляющий аппарат для движения грузового контейнера, что обеспечивает безаварийную работу.

И на ней (платформе) выполнены элементы фиксации контейнера во время погрузки и установлены насадки гидромониторов для удаления просыпи.

Данное техническое решение обеспечивает фиксированное закрепление контейнера во время его загрузки ковшовой погрузочно-доставочной машиной, что обеспечивает надежность в работе перегрузочного узла.

На платформе выполнены направляющие для фиксации днища контейнера. Направляющие препятствуют смещению контейнера при ударах кусков руды (породы) при опрокидывании ковша в контейнер. Кроме того, зафиксированный контейнер невозможно передвинуть ковшом погрузочной машины при ошибках маневрирования машины.

Любая перегрузочная операция не может полностью исключить просыпь. Для удаления просыпи с платформы, где фиксируется контейнер, установлены насадки гидромониторов. Просыпь удаляется включением гидромониторов в работу по необходимости.

Зубья ковша погрузочно-доставочной машины снабжены гидроударными узлами.

Данное техническое решение обеспечивает добычу полезного ископаемого крепостью до 8 по шкале М.М. Протодьяконова. Это расширяет область использования предлагаемого комплекса для разработки подводных формаций от россыпных месторождений до месторождений в коренных породах небольшой крепости.

Сущность предлагаемого технического решения.

Комплекс для разработки подводных формаций состоит из ковшовой погрузочно-доставочной машины с дистанционным управлением, которая на платформе спускается на морское дно. После съезда машины платформа с тросами используется как направляющий аппарат для перемещения и фиксации контейнера при подъеме полезного ископаемого с морского дна. Причем емкость контейнера кратно соизмерима с емкостью ковша погрузочно-доставочной машины, что обеспечивает перегрузку полезного ископаемого без дозирующих устройств. Управление погрузочно-доставочной машиной и дистанционные элементы пульта управления смонтированы на машине и платформе. Кроме того, зубья ковша погрузочно-доставочной машины снабжены гидроударными узлами.

Пример выполнения комплекса для разработки подводных формаций показан на фиг. 1 - 7.

На фиг. 1 показана принципиальная схема комплекса для разработки подводных формаций при спуске ковшовой погрузочно-доставочной машины, проекция на вертикальную плоскость.

На фиг. 2 - то же, вид по стрелке А.

На фиг. 3 - схема размещения на платформе контейнера для подъема полезного ископаемого, проекция на вертикальную плоскость.

На фиг.4 - то же, вид по стрелке В.

На фиг.5 - схема загрузки контейнера ковшовой погрузочно-доставочной машины, проекция на вертикальную плоскость.

На фиг. 6 - то же, в плане.

На фиг. 7 - узел крепления ударного узла с зубом в днище ковша погрузочно-доставочной машины.

Комплекс для разработки подводных формаций состоит из плавсредства (судна) 1 фиг. 1, 2 с размещенными на нем агрегатами для приема полезного ископаемого, грузоподъемной лебедки 2 с двумя грузонесущими цепями (тросами) 3, на которых подвешена платформа 4 с якорными приспособлениями 5 для закрепления на морском дне.

Устройство для добычи полезного ископаемого выполнено ковшевой погрузочно-доставочной машиной 6 с дистанционным управлением.

Спуск машины 6 на морское дно и подъем ее осуществляется на платформе 4 посредством лебедки 2. Платформа 4 снабжена элементами дистанционного управления машиной 6 с пульта, находящегося на судне 1. Платформа 4 снабжена средствами для приема энергии с судна 1 и передачи на ковшовую погрузочно-доставочной машины 6. Платформа 4 и машина 6 снабжены телевизионными приставками для контроля за процессами добычи и подъема полезного ископаемого.

Кроме того, ковшовая погрузочно-доставочная машина снабжена приспособлениями для аварийного подъема ее вне платформы 4.

После закрепления платформы 4 на морском дне якорными приспособлениями 5 ковшовую погрузочно-доставочную машину отводят в забой. Платформу 4 с цепями 3 используют как направляющую для перемещения контейнера 7 (фиг. 3, 4) при подъеме полезного ископаемого. Платформа снабжена направляющими элементами для фиксирования днища контейнера. Для удаления просыпи с платформы на ней смонтированы насадки гидромониторов (не показаны). Емкость контейнера кратно соизмерима с емкостью ковша 8 погрузочной-доставочной машины 6, т.е. в контейнер может размещаться полезное ископаемое из одного, двух, трех и более целых ковшей. Емкость контейнера 7 определяется конструктивно с учетом всех влияющих факторов. Прием и разгрузка контейнеров 7 на судне осуществляется известными агрегатами и устройствами.

На схемах фиг. 5 и 6 показана принципиальная схема работы ковшовой погрузочно-доставочной машины 6 при загрузки контейнеров 7, установленных на платформе 4 при добыче полезного ископаемого на морском дне из забоя 9. Для эффективной работы комплекса необходима минимальная длина доставки, т.е. такое расстояние, при котором бы обеспечивался забор полезного ископаемого в ковш машины, разворот и загрузка контейнера. Расстояние от забоя до места установки платформы с контейнером определяют экономическим расчетом и регулируют перемещением судна с поднятой платформой. Для разработки месторождений полезных ископаемых с плотным слежавшимся материалом, а также скальными породами крепостью до 8 по шкале М. М. Протодьяконова целесообразно использовать ковшовую погрузочно-доставочную машину с ковшом 8 активного действия. Ковш погрузочно-доставочной машины может быть снабжен гидроударными узлами 10 для каждого зуба 11 (фиг. 7).

Комплекс для разработки подводных формаций работает следующим образом.

На платформе 4 при помощи лебедки 2 с судна 1 спускают ковшовую погрузочно-доставочную машину 6 на морское дно. Платформа 4 посредством якорных устройств 5 закрепляется на морском дне. Выбирают слабину цепей (тросов) 3.

Посредством привода дистанционного управления ковшовую погрузочно-доставочную машину 6 собственным ходом сгоняют с платформы и доставляют в забой 9. На освободившееся место на платформе спускают контейнер 7, используя при этом цепи (тросы) 3 в качестве направляющих.

В забое 9 ковш 8 погрузочной машины 6 заполняют полезным ископаемым и доставляют до места закрепления платформы 4 на морском дне. Ковш 8 разгружают непосредственно в контейнер 7. Управлением машиной 6 ведут дистанционно с судна, при этом используют телевизионные приставки на платформе 4 и на машине 6. После заполнения контейнера 7 полезным ископаемым производят его подъем и разгрузку на судне известными техническими решениями.

Так как емкость контейнера кратно соизмерима с ковшом погрузочной машины заполнение контейнера 7 ведут необходимым количеством ходок погрузочной машины 6.

При использовании ковша 8 активного действия, при заполнении его в забое автоматически включаются ударные узлы 10, которые посредством зубьев 11 разрушают горную породу, обеспечивая заполнение в скальном грунте средней крепости. Применение ковша активного действия расширяет область использования комплекса для работы в скальном грунте.

Комплекс относится к горному делу, а именно к разработке месторождений полезных ископаемых на морском дне. Комплекс состоит из ковшовой погрузочно-доставочной машины с дистанционным управлением, которая на платформе опускается на морское дно. После съезда машины платформа с тросами используется как направляющий аппарат для перемещения и фиксации контейнера при подъеме полезного ископаемого с морского дна. Емкость контейнера кратно соизмерима с емкостью ковша погрузочной машины, что обеспечивает перегрузку полезного ископаемого без дозирующих устройств. Управление погрузочно-доставочной машиной дистанционное. Элементы пульта управления смонтированы на ковшовой погрузочно-доставочной машине и платформе. Зубья ковша погрузочно-доставочной машины снабжены гидроударными узлами. Конструкция комплекса обеспечивает увеличение производительности и снижение потерь полезного ископаемого. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. Комплекс для разработки подводных формаций, включающий плавсредство с размещенными на нем агрегатами для приема полезного ископаемого, грузоподъемную лебедку и тросы, подводное устройство для размещения контейнеров под загрузку, устройство для добычи полезного ископаемого, отличающийся тем, что устройство для добычи полезного ископаемого на морском дне выполнено в виде ковшовой погрузочно-доставочной машины с дистанционным управлением, а для спуска ее на морское дно используют грузоподъемную лебедку плавсредства с двумя тросами или цепями, на которых подвешена платформа с элементами фиксации, электроснабжения и управления ковшовой погрузочно-доставочной машиной, платформа снабжена якорными приспособлениями крепления на морском дне, а подъем полезного ископаемого производят контейнером, емкость которого кратно соизмерима с емкостью ковша погрузочно-доставочной машины, причем направляющими для контейнера служат тросы или цепи, на которых подвешена платформа и на ней выполнены элементы фиксации контейнера во время погрузки и установлены насадки гидромониторов для удаления просыпи. 2. Комплекс для разработки подводных формаций по п.1, отличающийся тем, что зубья ковша погрузочно-доставочной машины снабжены гидроударными узлами.