УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЫЛЯЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ХВОСТОХРАНИЛИЩ И ОТВАЛОВ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 2001 года по МПК E21F5/02 

Изобретение относится к устройствам для борьбы с пылью и может быть использовано в горном деле и транспортном строительстве при ликвидации вредного воздействия пылящих поверхностей искусственных сооружений.

Известно устройство для борьбы с пылением на хвостохранилищах, включающее емкость с жидкостью, соединенную с коллектором и с соплами для диспергирования жидкости, опоры, привод для передвижения емкости и трубопроводы подвода воды и сжатого воздуха (а.с. N 1305384 МКЛ E 21 F 5/00).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокой надежности создаваемого им защитного слоя с точки зрения механической прочности, водо- и морозостойкости ввиду отсутствия механизма для перемешивания и уплотнения поверхностного слоя.

Наиболее близким решением к заявляемому является устройство для закрепления пылящих поверхностей, включающее раму, емкость с трубопроводами и соплами, средство для рыхления (а.с. N 1432250, МКИ E 21 F 5/02. Опубл. в БИ, 1988 N 39).

Низкая прочность создаваемого слоя при помощи известного устройства обусловлена тем, что уплотнение поверхностного слоя по прототипу может дать лишь временный эффект пылеподавления, так как образующаяся плотная структура поверхностного слоя за счет более плотной упаковки пылеватых частиц со временем разрыхляется, количество свободных частиц, способных к пылесносу, увеличивается. В результате эффект пылеподавления утрачивается.

Предложенное изобретение позволяет повысить прочность и надежность закрепляемого поверхностного слоя за счет более глубокого проникновения и перемешивания реагента с пылящими частицами, расширить функциональные возможности устройства при закреплении поверхностных слоев, например, закрепление поверхности чаши и откосов дамб хвостохранилищ одним устройством.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород, включающее раму, емкость с трубопроводами и соплами, средство для рыхления, дополнительно снабжено катком, средство для рыхления выполнено в виде рядов вогнутых дисков, установленных на осях с возможностью изменения угла наклона осей к направлению движения устройства и с возможностью вертикального перемещения дисков, при этом сопла установлены на внутренних поверхностях дисков, а диски выполнены с загнутыми внутрь в виде лепестков краями, причем диски первого по ходу движения ряда установлены вогнутыми поверхностями наружу, а второго - внутрь, при этом каток снабжен фторопластовым покрытием, а сопла выполнены в виде приспособлений для очистки внутренних поверхностей дисков.

Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве элементов пылеподавления на поверхностях инженерных сооружений используются одновременно два ряда вогнутых дисков с неровными краями, установленные особым образом с подачей непосредственно в зону перемешивания последовательно воды и реагента при помощи сопел с последующей укаткой и возможностью в случае необходимости регулирования глубины погружения дисков в хвостовые отложения.

Конструкция заявляемого устройства позволяет использовать одновременно два реагента, например воду и реагент, подаваемые из емкости, разделенной перегородкой, к первому и второму рядам дисков смесителей. Все механизмы объединены в единую конструктивную схему, способствующую более качественному приготовлению закрепляющей смеси и позволяющую производить работы на пылящих поверхностях крутых откосов.

Процесс закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород можно объяснить на основе физико-химических процессов, происходящих между пылеватыми частицами и реагентом, например известью. Пылящие поверхности состоят, как правило, из дисперсных частиц определенного гранулометрического состава, находящихся в воздушно-сухом состоянии. Для создания оптимальной влажности поверхностного слоя в него предварительно вводят воду в количестве, достаточном для приготовления смеси хвостов с известью для дальнейшей ее укатки. Для более глубокого проникновения воды в закрепляемый слой и равномерного ее распределения в нем используется первый ряд дисков и устройства для подачи воды и очистки их внутренних поверхностей от налипающей смеси. Дальнейшее внесение извести к дискам второго ряда по аналогичной схеме с одновременным перемешиванием смеси и последующей укаткой инициирует структуробразующие процессы и приводит после определенного промежутка времени к образованию в пылящем слое необратимых кристаллизационных структур. Мелкие частицы, способные к пылесносу, становятся связанными в результате образования новой микроагрегатной структуры. Одновременно происходит увеличение прочностных характеристик поверхностного слоя за счет возникновения трения между вновь образованными более крупными агрегатами.

Емкость с реагентом соединена трубопроводами с соплами, подающими реагент к месту перемешивания, установленными неподвижно на внутренних поверхностях дисков таким образом, чтобы они служили и для очистки внутренних поверхностей дисков от налипающей смеси.

Ряды вогнутых дисков установлены на осях с возможностью изменения угла наклона осей к направлению движения - это позволяет осуществить разрыхление каждым диском слоя хвостов. Вогнутая конструкция диска с загнутыми в виде лепестков краями способствует захвату порции пылеватых частиц, их перемещению по внутренней поверхности диска и перемешиванию с реагентом. Установка дисков первого ряда вогнутыми поверхностями наружу, а дисков второго - внутрь позволяет произвести сплошную обработку пылящей поверхности, что обеспечивает получение закрепляемого слоя, однородного по составу и свойствам. Раздельная подача воды и реагента к дискам первого и второго ряда необходима для предварительной подготовки смеси к смешению с точки зрения создания оптимальной влажности в пылящей поверхности. Глубина обработки рассматриваемой поверхности зависит от глубины погружения в нее дисков за счет вертикального перемещения рамы с дисками относительно колес, предназначенных для транспортировки устройства. Наличие фторопластового покрытия предохраняет поверхность катка от налипания смеси пылеватых частиц и реагента.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - вид А; на фиг. 3 - вид Б (увеличено).

Устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород включает: 1 - диски, 2 - каток, 3 - пневматические колеса, 4 - расходную емкость, 5 - подающие трубопроводы, 6 - датчик давления в емкости, 7 - заливное устройство, 8 - гидроцидиндры для перемещения рамы с дисками, 9 - сопла для подачи реагента и для очистки внутренних поверхностей дисков, 10 - шарнирное соединение оси дисков-смесителей с рамой, 11 - пластину с отверстиями, 12 - узел креплений трособлочной системы.

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности: к подошве откоса с помощью пневматических колес 3 транспортируется устройство на прицепе у трактора; производится загрузка расходных емкостей 4 водой и реагентом (например известковым молоком); к устройству присоединяют трособлочную систему через узлы крепления 12; с помощью гидроцилиндров 8 производят перемещение рамы с дисками в вертикальном направлении, регулируя при этом глубину погружения дисков 1 в пылящую поверхность откоса; при помощи шарнирного соединения 10 осей дисков с рамой и пластины 11 с отверстиями подбирают оптимальный угол наклона оси к направлению движения устройства, тем самым обеспечивая возможность разрыхления каждым диском слоя хвостов; перемещают устройство вверх по откосу с помощью трособлочной системы трактора. При этом происходит подача с помощью трубопроводов 5 воды к дискам 1 первого ряда, реагента - к дискам второго ряда с одновременным перемешиванием поверхостного слоя с реагентом; подача воды и реагента непосредственно к месту перемешивания осуществляется через отверстия сопел 9, служащих для очистки внутренних поверхностей дисков-смесителей 1 от налипающей смеси; сзади устройства расположен каток 2 с фторопластовым покрытием, осуществляющим укатку перемешанного слоя; при достижении устройством вершины откоса с помощью трособлочной системы осуществляется его боковое перемещение, пневматические колеса 3 приводятся в транспортное положение; с помощью второго трактора и тросовой системы производится спуск устройства вниз по откосу в исходное положение новой ходки; предыдущий цикл технологических операций повторяется; возможно также применение заявляемого устройства с принудительным приводом дисков 1. В этом случае на раме устройства устанавливают двигатель, который передает крутящий момент на каждый ряд дисков, обеспечивая их вращение независимо от скорости поступательного движения самого устройства. Такое решение позволит выбрать оптимальную скорость вращения дисков для более полного перемешивания смеси.

Преимуществами предлагаемого изобретения являются
- эффективность и высокая производительность работ по пылеподавлению на поверхностях инженерных сооружений;
- возможность работы на крутых склонах дамб и отвалов;
- применение универсального устройства, позволяющего совмещать действия нескольких механизмов;
- возможность образования на пылящих поверхностях прочного, влаго- и морозостойкого слоя, обеспечивающего надежную защиту от пыления рассматриваемых объектов.

Изобретение относится к области горного дела и транспортного строительства и может быть использовано для ликвидации вредного воздействия пылящих поверхностей искусственных сооружений. Технический результат - более глубокое проникновение реагента и перемешивание с ним частиц поверхностного слоя. Сущность изобретения состоит в том, что устройство для закрепления пылящих поверхностей содержит раму, емкость с трубопроводами и соплами, средство для рыхления в виде рядов вогнутых дисков, установленных на осях с возможностью изменения угла осей к направлению движения устройства. Через сопла по трубопроводам от емкости подается вода и реагент, при этом происходит рыхление поверхностного слоя и перемешивание его с водой и реагентом, с дальнейшей укаткой почвы катком. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для закрепления пылящих поверхностей, содержащее раму, емкость с трубопроводами и соплами, средство для рыхления, отличающееся тем, что оно снабжено катком, а средство для рыхления выполнено в виде рядов вогнутых дисков, установленных на осях с возможностью изменения угла наклона осей к направлению движения устройства и с возможностью вертикального перемещения, при этом сопла установлены на внутренних поверхностях дисков. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски выполнены с загнутыми внутрь в виде лепестков краями. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски первого по ходу движения ряда установлены вогнутыми поверхностями наружу, а второго внутрь. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каток снабжен фторопластовым покрытием. 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сопла выполнены в виде приспособления для очистки внутренних поверхностей дисков.