УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ, ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И СКЛАДИРОВАНИЯ ПОРОД КАНАТНЫМИ СКРЕПЕРАМИ Российский патент 2007 года по МПК E02F3/54 E21C47/02 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при выемке, транспортировке и складировании непродуктивных пород и полезного ископаемого на россыпных, морских (прибрежных) и пластовых месторождениях.

Известны устройства, применяемые на подземных горных работах для доставки руды, в основном, к рудоспускам (1). Известные устройства применяются на базе двух барабанных и трех барабанных скреперных лебедок по трем схемам скреперования: прямолинейной, под углом и радиальной. Все эти схемы основаны на стационарном размещении лебедок и предназначены для доставки руды в одну точку - к рудоспуску. Они малопригодны для разработки пород и их складирования без привлечения другого оборудования.

Известно устройство, применяемое для организации скреперных складов на угольных, гравийных и песчаных карьерах (2). В известном устройстве уголь из первичного конуса, в который он подается конвейером, распределяется по основному штабелю скрепером. Скреперная лебедка монтирована на тележке, которая может перемещаться по круговым рельсовым путям.

Недостатки известного устройства заключаются в следующем. Зона действия скрепера ограничена сектором от конуса разгрузки угля до рельсовых путей. Скрепер можно использовать только для транспортировки ранее переработанных пород. Для разработки пород требуются значительные усилия, применение которых приведет к сбросу с рельсовых путей тележки, на которой монтирована лебедка.

Известна скреперная установка для добычи и транспортировки нефтебитумных пород (3). Известное устройство представляет собой две ходовые платформы с мачтами, установленные на рельсовых путях, которые проложены с двух сторон разрабатываемого участка. Через мачты канатами закреплены два ковша, которые с помощью лебедки перемещаются по поверхности пород и наполняются, затем отрываются от поверхности и перемещаются к бункеру, установленному на одной из платформ, и разгружаются.

Недостатки известного устройства заключаются в следующем. По своей массе эти две ходовые платформы с мачтами равны или более двум канатным экскаваторам, выполняющим аналогичную работу. Для того чтобы компенсировать большие усилия при разработке пород, на платформах установлены противовесы, которые, кроме утяжеления конструкции установки, делают ее неустойчивой из-за смещения центра тяжести. Кроме того, для этого устройства требуется дорогостоящая отсыпка трасс и прокладка рельсовых путей, а бункер, в который разгружаются ковши, имеет малую вместимость, следовательно, данным устройством не решается задача складирования разрабатываемых пород.

Известна канатно-скреперная установка, принятая за прототип, состоящая из двух подвижных опорных башен, ковша с тяговым канатом и якорей с гибкими растяжками, которые крепятся жестко к якорям и с помощью блоков - к опорным башням. Тяговый канат связан с передними стенками ковша и через приводной барабан и огибающий блок башен замкнут на заднюю стенку ковша, образуя бесконечный канат (4).

Недостатки известной установки заключаются в следующем. Конструкция, состоящая из двух опорных башен, представляется достаточно сложной, имеет большую массу, передвижение двух опорных башен по фронту работ является трудоемким. Во многих случаях конструкция с двумя опорными башнями не может быть реализована на практике, например, в болотистых поймах рек или при разработке прибрежных морских месторождений.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение затрат на изготовление устройства, повышение его производительности и снижение себестоимости разработки пород. Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в упрощении устройства, увеличении надежности, расширении области применения в технологии горных работ наиболее простого и легкого оборудования взамен применяемых в настоящее время бульдозеров, колесных скреперов и канатных экскаваторов, а также известных канатно-скреперных установок. Они часто бывают неэффективными, особенно при разработке пород с низкой несущей способностью, в обводненных условиях, на вязких глинистых грунтах.

Бульдозеры и колесные скреперы - тяжелое оборудование, на перемещение его собственной массы затрачивается большое количество энергии и привлекаются значительные материальные затраты на поддержание в рабочем состоянии.

Более эффективные канатные экскаваторы имеют также недостаток, заключающийся в том, что радиус черпания и разгрузки ограничен длиной стрелы, а с ее увеличением усложняется и утяжеляется конструкция экскаватора и стоимость его резко возрастает.

По сравнению с прототипом также можно расширить область применения канатно-скреперных установок, снизить их стоимость и эксплуатационные затраты.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для разработки, перемещения и складирования пород канатными скреперами, включающем скрепер, установленную между канатными растяжками с подвижными блоками передвижную эстакаду, размещенную на передвижной эстакаде лебедку скрепера с головным и хвостовым канатами, согласно изобретению, лебедка скрепера выполнена двухбарабанной, на барабанах которой размещены огибающие, закрепленные наверху передвижной эстакады, шкивы, головной и хвостовой канаты, а на передвижной эстакаде установлена натяжная лебедка с огибающим шкив натяжным канатом, второй конец которого закреплен на передвижной эстакаде, при этом хвостовой канат скрепера и натяжной канат натяжной лебедки связаны соответственно с канатными растяжками посредством блоков, соединенных с подвижными блоками канатных растяжек через обоймы.

Установка лебедки скрепера и натяжной лебедки на платформе передвижной эстакады с передачей их усилий через шкивы повышает устойчивость эстакады. Применение механизма натяжной лебедки позволяет легко регулировать положение эстакады в вертикальной и горизонтальной плоскостях и гасить динамические нагрузки, передаваемые от скрепера. Все это повышает надежность, мобильность и производительность устройства.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень» проводилось сравнение с другими техническими решениями, известными из «уровня техники».

Заявляемое устройство для разработки, перемещения и складирования пород канатными скреперами соответствует критерию «изобретательский уровень», так как совокупность его существенных признаков позволяет увеличить технические возможности канатных скреперов, расширить область их применения, что, в свою очередь, упростит технологию горных работ и снизит стоимость их производства, что не следует явным образом из известного уровня техники.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 показан общий вид устройства;

на фиг.2 - сечение по А-А.

Устройство, при помощи которого осуществляется разработка, перемещение и складирование пород канатным скрепером, включает эстакаду 1 с платформой 2 и механизм ее передвижения, двухбарабанную скреперную лебедку 3 и скрепер 4, две канатные растяжки 5 с подвижными блоками 6 и натяжную лебедку 7.

На платформе 2 эстакады 1 установлена двухбарабанная скреперная лебедка 3, натяжная лебедка 7 и механизм передвижения эстакады. Механизм передвижения эстакады на чертеже не показан, так как для передвижения эстакады 1 могут быть применены различные механизмы. При работе на неустойчивых, вязких грунтах, например, предпочтительными являются два варианта: достаточно сложный механизм шагания по типу экскаваторов-драглайнов и наиболее простой - плоские сани с изгибом с двух сторон, передвигаемые с помощью двух лебедок.

Наверху эстакады 1 установлены: шкив головного каната 8 скреперной лебедки 3, шкив хвостового каната 9 скреперной лебедки 3 и шкив натяжного каната 10.

На одном из барабанов скреперной лебедки 3 закреплен головной канат 11, который огибает шкив головного каната 8 скреперной лебедки 3 и соединен с упряжью 12 скрепера 4. На другом барабане скреперной лебедки 3 закреплен хвостовой канат 13 скрепера 4, который огибает шкив хвостового каната 9 и блок 14 у канатной растяжки 5 и присоединен к задней стенке скрепера 4. Блок 14 у канатной растяжки 5 и подвижный блок 6 соединены общей обоймой 15.

К барабану натяжной лебедки 7 прикреплен натяжной канат 16, который огибает шкив натяжного каната 10 и блок 14 у канатной растяжки 5 и закреплен наверху эстакады 1 с противоположной ее стороны. Блок 14 у канатной растяжки 5 и подвижный блок 6 также соединены общей обоймой 15, как с противоположной стороны эстакады 1.

Устройство работает следующим образом.

На участке работ за пределами разрабатываемой полосы пород 17 и намечаемого отвала пород 18 устанавливается передвижная эстакада 1. Конструкция эстакады 1 должна быть жесткой и сборно-разборной.

Канатные растяжки 5 закрепляются за пределами участка работ с двух его сторон. Канатные растяжки 5 могут быть прикреплены к сваям, погруженным в грунт забивкой или с помощью бурения, а также к «мертвякам» или якорям. Длина канатных растяжек 5 должна быть больше расстояния между точками их крепления. «Провис» канатных растяжек 5 должен быть таким, чтобы подвижные блоки 6 могли свободно синхронно сдвигаться при передвижении эстакады 1. Подвижные блоки 6 должны быть закрытого типа, причем обеспечивать прилежание каната к желобу блока.

Перед началом работ канаты скреперной лебедки 3 пропускаются через соответствующие шкивы и блок и соединяются со скрепером 4. Канат натяжной лебедки 7 также пропускается через соответствующие шкив и блок и закрепляется вторым концом на эстакаде 1.

Устройство управляется дистанционно. После монтажа все канаты устройства натягиваются, и производится разработка, перемещение и складирование пород в отвал 18 пород скрепером 4. В процессе работ все канаты должны быть в натянутом состоянии. Натяжением головного каната 11 перемещается скрепер 4 по поверхности разрабатываемой полосы пород 17. При этом скрепер 4 заполняется породой, перемещается на отвал пород 18 и разгружается. Натяжением хвостового каната 13 скрепер возвращается на разрабатываемую полосу пород 17. Натяжением хвостового каната 13 регулируется также угол скрепера к горизонту при его перемещении с разрабатываемой полосы пород 17 на отвал 18 пород. Работы ведутся заходками. По мере завершения работ на заходках эстакада 1 постепенно перемещается с одной стороны участка работ на другую. При этом скрепер 4 синхронно смещается вдоль полосы пород 17 вместе с эстакадой 1.

Источники информации

1. Справочник по горно-рудному делу (подземные работы). Под редакцией акад A.M.Терпигорева и инж. Н.А.Ярцева. Книга первая. - М.: 1952. с.850-854.

2. Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ. Учеб. Пособие для вузов. - 3-е изд. перераб и доп. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003, с.234-235.

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1578268, кл. E 02 F 3/54, 1990 г.

4. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1654466, кл. E 02 F 3/54, 1991 г.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при выемке, транспортировке и складировании непродуктивных пород и полезного ископаемого на россыпных, морских (прибрежных) и пластовых месторождениях. Техническая задача - снижение затрат на изготовление устройства, повышение его производительности и снижение себестоимости разработки пород. Устройство для разработки, перемещения и складирования пород канатными скреперами включает скрепер, установленную между канатными растяжками с подвижными блоками передвижную эстакаду, размещенную на передвижной эстакаде лебедку скрепера с головным и хвостовым канатами. При этом лебедка скрепера выполнена двухбарабанной, на барабанах которой размещены огибающие, закрепленные наверху передвижной эстакады шкивы, головной и хвостовой канаты, а на передвижной эстакаде установлена натяжная лебедка, с огибающим шкив натяжным канатом, второй конец которого закреплен на передвижной эстакаде. При этом хвостовой канат скрепера и натяжной канат натяжной лебедки связаны соответственно с канатными растяжками посредством блоков, соединенных с подвижными блоками канатных растяжек через обоймы. 2 ил.

Устройство для разработки, перемещения и складирования пород канатными скреперами, включающее скрепер, установленную между канатными растяжками с подвижными блоками передвижную эстакаду, размещенную на передвижной эстакаде лебедку скрепера с головным и хвостовым канатами, отличающееся тем, что лебедка скрепера выполнена двухбарабанной, на барабанах которой размещены огибающие, закрепленные наверху передвижной эстакады шкивы, головной и хвостовой канаты, а на передвижной эстакаде установлена натяжная лебедка с огибающим шкив натяжным канатом, второй конец которого закреплен на передвижной эстакаде, при этом хвостовой канат скрепера и натяжной канат натяжной лебедки связаны соответственно с канатными растяжками посредством блоков, соединенных с подвижными блоками канатных растяжек через обоймы.