СИСТЕМА ГОРНОЙ РАЗРАБОТКИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ИЗВЛЕЧЕНИЕМ Российский патент 2016 года по МПК E21F13/00 E21D9/12 

Предпосылки изобретения

[002] В подземной разработке твердых горных пород можно использовать способ, называемый блоковым обрушением. В данном способе рудное тело обычно предварительно обрабатывают, дробя породу различными способами.

Конические или сужающиеся блоки разбуриваются снизу рудного тела, и блок отбивается взрывом. Раздробленное рудное тело над взрывной отбойкой должно обрушиваться и под действием силы тяжести падать или осаждаться в зоны сбора, называемые выпускными воронками. Выпускные воронки служат для выгрузки в штреки. Самоходные погрузочно-доставочные транспортные средства заезжают через штреки для погрузки руды из выпускных воронок. Транспортные средства перевозят руду через различные другие штреки в центральное место разгрузки и сваливают в подземную дробилку, установленную на месте разгрузки. Дробленая руда затем подается на конвейерную систему для транспортировки из рудника. Когда большая часть руды извлечена из выпускных воронок, рудное тело дополнительно обрушивают, создавая непрерывную подачу руды.

Сущность изобретения

[003] В некоторых вариантах осуществления конвейерная система для подземной разработки проходит через подземный штрек с подошвой, стеной и кровлей. Конвейерная система, в общем, включает в себя портальный конвейер, проходящий, в общем, в направлении вверх к кровле от места вблизи подошвы, и откаточный конвейер, установленный на консолях вблизи кровли. Портальный конвейер транспортирует материал в направлении вверх и передает материал на откаточный конвейер.

[004] В других вариантах осуществления система извлечения материала создана для подземной горной разработки, разработка включает в себя выработку, имеющую первый конец и второй конец, разработка также включает в себя первый штрек забора материала, пересекающийся с выработкой между первым и вторым концом, и второй штрек забора материала, пересекающийся с выработкой между первым и вторым концом и разнесенный вдоль выработки с первым штреком забора материала. Система, в общем, включает в себя приподнятый откаточный конвейер, проходящий вдоль выработки между первым и вторым концами. Откаточный конвейер выполнен с возможностью транспортировки материала по меньшей мере к одному первому или второму концу. Система также включает в себя устройство сбора материала, установленное между первым и вторым концами и выполненное с возможностью перемещения вдоль выработки. Система дополнительно включает в себя портальный конвейер, включающий в себя первый конец смежный с устройством сбора материала и принимающий материал из устройства сбора материала, и второй конец смежный с приподнятым откаточным конвейером и установленный для передачи материала на приподнятый откаточный конвейер. Портальный конвейер перемещается с устройством сбора материала вдоль выработки. Система также включает в себя погрузчик, перемещающийся вдоль выработки, и в первый и второй штреки забора материала и из штреков для забора материала в них и передачи материала в устройство сбора материала.

[005] В других вариантах осуществления создано погрузочно-доставочное транспортное средство для перемещения материала в подземной горной разработке. Транспортное средство, в общем, включает в себя передний конец с подвижным грузовым ковшом, задний конец, шарнирно соединенный с передним концом, и электрический привод, функционально выполненный для перемещения грузового ковша и транспортного средства.

[006] В других вариантах осуществления создана система извлечения материала для подземной горной разработки. Горная разработка включает в себя выработку и штрек выпускной воронки, пересекающий выработку и обеспечивающий доступ к выпускной воронке. Система, в общем, включает в себя конвейер, проходящий вдоль выработки, рельсовый путь, проходящий вдоль выработки, и устройство сбора материала, перемещающееся по рельсам вдоль выработки. Устройство сбора материала выполнено с возможностью передачи материала на конвейер. Система также включает в себя погрузчик, перемещающийся из выработки в штрек выпускной воронки для удаления материала из выпускной воронки и передачи материала, удаленного из выпускной воронки, в устройство сбора материала.

[007] В других вариантах осуществления создан погрузчик для подземной горной разработки. Погрузчик, в общем, включает в себя шасси с передним концом и задним концом, конвейер, проходящий между передним концом и задним концом, и загрузочную лапу, соединенную с шасси и установленную сверху переднего конца. Загрузочная лапа выполнена с возможностью доставать материал за передним концом шасси для перемещения его на конвейер.

[008] Другие аспекты изобретения должны стать ясны из подробного описания и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

[009] На фиг.1 показана схема подготовки разработки блоковым обрушением с рудным телом, выпускными воронками, и выработкой подсечки.

[010] На фиг.2 показан вид сверху первого типа инфраструктуры разработки с блоковым обрушением со схемой выпускных воронок шевронного типа, показана первая система непрерывного извлечения.

[011] На фиг.3 показан вид сверху в перспективе первой системы непрерывного извлечения фиг.2.

[012] На фиг.4 показан вид сбоку первой системы непрерывного извлечения фиг.2.

[013] На фиг.5 показан вид снизу в перспективе погрузочной машины, подходящей для использования в первой системе непрерывного извлечения фиг.3.

[014] На фиг.6 показан вид сверху в перспективе альтернативного варианта осуществления погрузочной машины Фиг. 5.

[015] На фиг.7 показан вид в перспективе альтернативного варианта осуществления погрузочной машины фиг.5 и 6.

[016] На фиг.8 показан вид сзади в перспективе системы непрерывного извлечения фиг.3 с кабельной системой для электропитания системы непрерывного извлечения.

[017] На фиг.9 показан вид в перспективе второй системы непрерывного извлечения, включающей в себя механизм подачи, устройство сбора материала, и портальный конвейер, подающий материал в поднятый откаточный конвейер, опирающийся на консоли.

[018] На фиг.10 показан вид концевой части системы непрерывного извлечения фиг.9.

[019] На фиг.11 показан вид сверху системы непрерывного извлечения фиг.9.

[020] На фиг.12 показан вид сверху альтернативной системы непрерывного извлечения.

[021] Следует понимать, что изобретение не ограничено заявкой в части деталей конструкции и устройств компонентов, изложенных в следующем описании или показанных на прилагаемых чертежах. Изобретение допускает другие варианты осуществления, реализуемые на практике различными путями. Также, следует понимать, что фразеология и терминология, используемые в данном документе, служат целям описания и не должны рассматриваться ограничивающими.

Подробное описание изобретения

[022] На фиг.1 показан способ разработки блоковым обрушением, где раздробленное рудное тело 2, например, медной или золотой руды, обрушается и падает благодаря силе тяжести в ряд выпускных воронок 4. Выпускные воронки 4 являются местами выгрузки в выработки 6, проходящими ниже раздробленного рудного тела 2 и ведущие в другие подземные выработки, обеспечивающие транспортировку материала, извлекаемого из выпускных воронок 4 на поверхность. На фиг.2 показана инфраструктура 8 блокового обрушения, обычно включающая в себя множество выпускных воронок 4 (например, показанные шестнадцать) распределенных по выемочному блоку. Инфраструктура 8 блокового обрушения может располагаться на глубине несколько сотен или несколько тысяч метров под землей. В показанной инфраструктуре 8, каждая выпускная воронка 4 соединяется со смежными выработками 6 парой проходящих под углом штреков 9 выпускной воронки. Штреки 9 выпускной воронки, ведущие к каждой выпускной воронке 4, ориентируются под тупым углом относительно смежных выработок 6 для формирования шевронной схемы, показанной на фиг.2. Данная шевронная схема упрощает перемещение горного оборудования между выработками 6 и штреками 9 выпускной воронки, как рассмотрено дополнительно ниже. Каждая выработка 6 ведет в поперечный транспортный штрек 11, который в свою очередь ведет в другие штреки, что обеспечивает удаление материала из выпускных воронок 4, подлежащего транспортировке на поверхность.

[023] На фиг.3 и 4 показана система 10 непрерывного извлечения, перемещающаяся вдоль выработок 6 и в штреки 9 выпускной воронки для удаления раздробленной руды 2 из выпускной воронки 4. Система 10 непрерывного извлечения является комплектом соединенных между собой рельсовых тележек с силовым блоком 12 главного привода и устройством сбора материала в виде дробилки или грохота 14, портального конвейера 16 и погрузчика или погрузочной машины 18. Погрузочная машина 18 установлена на переднем конце 20 системы 10 непрерывного извлечения. Система 10 непрерывного извлечения может перемещаться вперед и назад по ходовым рельсам 22, проходящим через инфраструктуру 8 блокового обрушения. Как лучше всего показано на фиг.4, ходовые рельсы 22 включают в себя интегрированную конвейерную систему 24, установленную ниже рельсов 22. Система 10 непрерывного извлечения, таким образом, перемещается по ходовым рельсам 22, ниже которых проходит конвейерная система 24, по существу, параллельно им. Конвейерная система 24 может представлять собой ленточный или цепной конвейер. Только для примера, на фигурах показан ленточный лотковый конвейер.

[024] Как показано на фиг.2, комплекты ходовых рельсов 22 проходят вдоль каждой из выработок 6 и обеспечивают доступ к выпускным воронкам 4. На каждой выработке 6 выпускной воронки рельсовая ветка 23 отходит от ходовых рельсов 22 и проходит в штрек 9 выпускной воронки. Для доступа к каждой выпускной воронке 4 от данного ходового рельса 22, в системе 10 непрерывного извлечения могут выполняться чередующиеся левые и правые повороты под тупыми углами в штреки 9 выпускной воронки. При этом система 10 непрерывного извлечения включает в себя стрелки (не показано) для обеспечения в системе 10 непрерывного извлечения поворота на рельсовую ветку 23 и продвижения в штрек 9 выпускной воронки. Стрелка может быть установлена в любом месте на ходовых рельсах 22.

[025] В некоторых вариантах осуществления, таких как показанные на фиг.3 и 4, погрузочная машина 18 продвигается в штрек 9 выпускной воронки, а силовой блок 12 и дробилка 14 остаются на ходовых рельсах 22. Общая схема работы системы 10 непрерывного извлечения является следующей - погрузочная машина 18 забирает материал из выпускной воронки 4 и передает на портальный конвейер 16, который проходит в направлении назад от погрузочной машины 18. Портальный конвейер 16 проходит от штрека 9 выпускной воронки в выработку 6 и транспортирует руду 2, забираемую из выпускной воронки 4 погрузочной машиной 18, в дробилку 14.

[026] Дробилка 14 разрушает руду 2 до приемлемого размера и выгружает дробленую руду 2 на конвейер 24, проходящий ниже ходовых рельсов 22. Конвейер 24 перемещает дробленую руду в поперечный транспортный штрек 11 (см. фиг.2) и на выход из рудника. Руда 2, таким образом, непрерывно перемещается от погрузочной машины 18 на портальный конвейер 16, в дробилку 14, на конвейер 24 и затем на выход из рудника.

[027] В зависимости от разрабатываемого материала и выполняемой подготовки материала с некоторыми видами горного оборудования использование дробилки 14 может не требоваться. В таких случаях дробилку 14 может заменить упрощенное устройство сбора для приема материала из погрузочной машины 18 и укладки материала на конвейер 24 без дополнительного разрушения или доведения материала до требуемой крупности. Такое устройство сбора материала может включать в себя промежуточные конвейеры или другие снабженные силовым приводом устройства транспортировки материала, или может являться или включать в себя одну или несколько воронок или лотков для направления материала, принятого из погрузочной машины 18 на конвейер 24. Аналогично показанной дробилке, устройство сбора материала может быть не связанным с силовым блоком 12 главного привода или, в некоторых вариантах осуществления дробилка 14 или устройство сбора материала могут выполняться интегрально с силовым блоком 12 главного привода.

[028] Система 10 непрерывного извлечения включает в себя один или несколько приводных механизмов для перемещения по ходовым рельсам 22 и рельсовым веткам 23. После завершения работы на данной выпускной воронке 4 система 10 непрерывного извлечения может перемещаться назад до установки погрузочной машины 18 вновь на ходовые рельсы 22. Система 10 непрерывного извлечения затем продвигается к следующей выпускной воронке 4 для повторения процесса погрузки руды. Один или оба, силовой блок 12 главного привода и дробилка 14 (если требуется) могут включать в себя подходящий приводной механизм для перемещения системы 10 непрерывного извлечения вдоль ходовых рельсов 22 и для перемещения погрузочной машины 18 на рельсовые ветки 23 и из них. В инфраструктуре 8 блокового обрушения с многочисленными выпускными воронками 4 множество систем 10 непрерывного извлечения может использоваться для повышения производительности.

[029] Как показано на фиг.5 и 6, погрузочная машина 18 включает в себя шасси 38, перемещающиеся по ходовым рельсам 22 и рельсовой ветке 23. Шасси 38 имеет, по существу, клиновидную форму и включает в себя конвейер 26, проходящий от переднего конца к заднему концу шасси 38. Передний конец шасси 38 также включает в себя сборный лоток 27, если необходимо, включающий в себя пару вращающихся собирающих колес 28, направляющих материал на конвейер 26. Конвейер 26 принимает материал, удаленный из выпускной воронки 4, транспортирует его в направлении назад и вверх и передает на портальный конвейер 16.

[030] Погрузочная машина 18 также включает в себя узел 31 каретки, перемещающийся вперед и назад в направлении вдоль шасси 38, со смонтированной на нем загрузочной лапой 30 типа рукояти экскаватора с обратной лопатой. Загрузочная лапа 30 функционально выполнена для работы впереди переднего конца шасси в выпускной воронке 4 и перемещения (например, подтягивания) материала на сборный лоток 27. Показанная загрузочная лапа 30 также включает в себя отбойный молоток 32, функционально выполненный для дробления больших глыб руды 2, слишком крупных для сбора и перемещения загрузочной лапой 30 на сборный лоток 27. В показанном варианте осуществления отбойный молоток 32 имеет форму молоткового перфоратора, но другие варианты осуществления могут включать в себя отбойные молотки другого типа, такие как буры, срезающие устройства и т.п.

[031] В процессе работы руда 2 отбирается из выпускной воронки 4 загрузочной лапой 30 типа рукояти экскаватора с обратной лопатой, на сборный лоток 27, где применяемые, если необходимо, вращающиеся собирающие колеса 28 помогают направлять материал на конвейер 26. Конвейер 26 затем транспортирует материал в направлении назад и вверх и передает его на портальный конвейер 16. В показанных вариантах осуществления как конвейер 2, так и портальный конвейер 16, являются пластинчатыми конвейерами.

[032] Как показано на фиг.7, некоторые варианты осуществления изобретения могут включать в себя альтернативный тип погрузочной машины 18, которая может спускаться с платформы или низкорамной тележки 15, установленных на ходовых рельсах 22 или вставать на нее. В таких вариантах осуществления вместо колес для перемещения по рельсам погрузочная машина 18 включает в себя гусеницы или колеса 17, 19 (колеса показаны на фиг.7) для перемещения по подошве горной разработки. При этом рельсовые ветки 23, проходящие в штреки 9 выпускной воронки, можно исключить. Альтернативная погрузочная машина 18 включает в себя комплекты элементов для перемещения в виде колес 17, 19, функционально выполненных для перемещения переднего конца 20 погрузочной машины 18 в штрек 9 выпускной воронки. Колеса 17, 19 поворачиваются вокруг, в общем, вертикальной оси 21 для перемещения в различных направлениях. Колеса 17, 19 также выполнены с возможностью вертикального перемещения относительно шасси 38 погрузочной машины 18 и спуска с низкорамной рельсовой тележки 15 и установки на подошву 65 выработки. Например, на колесах 17, 19 погрузочная машина 18 перемещается вбок до спуска первого колеса 17 с низкорамной рельсовой тележки 15, При этом другое колесо 19 остается на низкорамной рельсовой тележке 15. Первое перестановочное колесо 17 затем перемещается вниз в контакт с подошвой 65 выработки, и оба перестановочных колеса 17, 19 затем работают при перемещении погрузочной машины 18, в общем, вбок до спуска второго перестановочного колеса 19 с низкорамной рельсовой тележки 15 и установки на подошву 65 выработки. Когда оба перестановочных колеса 17, 19 становятся на подошву 65 выработки, опирающееся на перестановочные колеса 17, 19 шасси 38 спускается на подошву 65 выработки и затем колеса поворачиваются вокруг осей 21 для перемещения, в общем, в направлении вперед в штрек 9 выпускной воронки. В альтернативных вариантах осуществления погрузочная машина 18 может включать в себя отдельный комплект фиксированных колес, выполненных в конфигурации для перемещения вперед в штрек 9 выпускной воронки. В таких вариантах осуществления перестановочные колеса 17, 19 могут перемещаться вертикально вверх на нужное расстояние, оставаясь в нерабочем состоянии при маневрах погрузочной машины 18 на фиксированных колесах для забора материала из выпускной воронки 4. Операции выполняются в обратном порядке для возвращения погрузочной машины 18 на низкорамную рельсовую тележку 15.

[033] Также на фиг.5 показан первый проталкивающий механизм 39, помогающий погрузочной машине 18 забирать материал из выпускной воронки 4. Проталкивающий механизм 39 применяется, если необходимо, и может помогать поджимать погрузочную машину 18 и остальные части системы 10 непрерывного извлечения ближе к выпускной воронке 4, тем самым упрощая работу загрузочной лапы 30 по перемещению руды 2 на сборный лоток 27 и улучшая погрузочную работу. Проталкивающий механизм 39, показанный на фиг.5 включает в себя телескопический гидравлический цилиндр 34, соединенный с шасси 38 погрузочной машины 18 и перемещающий часть в виде крюка 36, установленную на конце гидравлического цилиндра 34. Крюк 36 выполнен с возможностью соединения с элементом в виде стержня 40, закрепленным относительно подошвы 65 выработки на некотором месте в штреке 9 выпускной воронки. В других конструкциях стержень 40 может вместо этого устанавливаться в выработке 6. В показанном варианте осуществления стержень 40 соединяется с участком рельсовой ветки 23. В других вариантах осуществления стержень 40 крепится анкером в подошве 65 выработки. При проведении работ крюк 36 соединяется со стержнем 40 и гидравлический цилиндр 34 приводится в действие и толкает или тянет (в зависимости от конкретной конфигурации и местоположения крюка 36 относительно погрузочной машины 18) погрузочную машину 18 в направлении выпускной воронки 4. При перемещении погрузочной машины 18 к выпускной воронке 4 некоторое количество руды 2 может выталкиваться на сборный лоток 27 без использования загрузочной лапы 30. После продвижения погрузочной машины 18 насколько возможно в выпускную воронку 4 загрузочную лапу 30 можно использовать для перемещения дополнительной руды 2 на сборный лоток 27.

[034] На фиг.6 показан второй проталкивающий механизм 41, который может являться альтернативой или дополнением первого проталкивающего механизма 39 фиг.5. Второй проталкивающий механизм 41 включает в себя вращающуюся часть в виде шестерни 42, соединенной с погрузочной машиной 18, и часть в виде зубчатой рейки 44, закрепленной относительно подошвы 65 выработки и входящей в зацепление с шестерней 42. Зубчатая рейка 44 может закрепляться анкерами непосредственно к подошве 65 выработки или может устанавливаться на участке рельсовой ветки 23. Шестерня 42 соединяется с приводным механизмом 45, вращающим шестерню 42. В некоторых вариантах осуществления шестерня 42 имеет привод от приводного механизма колес погрузочной машины 18. Когда шестерня 42 вращается, находясь в зацеплении с зубчатой рейкой 44, шестерня 42 поджимает погрузочную машину 18 к выпускной воронке 4. На фиг.6 показана шестерня 42, соединенная с задним колесом погрузочной машины 18, в других вариантах осуществления шестерня 42 может выполняться отдельной от колес или соединенной с несколькими и/или с другими колесами погрузочной машины 18, такими как передние колеса, задние колеса, или их комбинации.

[035] На фиг.8 показано, как в некоторых вариантах осуществления система 10 непрерывного извлечения питается электроэнергией от проходящих сверху кабелей, заключенных в систему 46 подачи кабеля типа Bretby. Система 46 подачи кабеля типа Bretby является гибкой несущей конструкцией, состоящей из ряда плоских пластин. Пластины являются спаренными, одна образует низ и другая верх, и стороны соединяются штифтами. Верхние и нижние пластины и боковые штифты ограничивают зону возможного перемещения кабелей. Каждая пара пластин соединяется со смежной парой пластин, образуя цепь, напоминающую непрерывные гусеницы на тяжелом оборудовании. Силовые кабели 47 могут спускаться с проложенного сверху кабельного лотка 48 в силовой блок 12. Силовой блок 12 является обычно последней тележкой системы 10 непрерывного извлечения и питает электроэнергией элементы системы 10 непрерывного извлечения, такие как дробилка 14, конвейер 16, погрузочная машина 18, и различные органы управления, связанные с ними. В других вариантах осуществления монорельс верхнего расположения с троллеями можно использовать вместо системы 46 подачи кабеля типа Bretby.

[036] В других вариантах осуществления система 10 непрерывного извлечения питается электроэнергией от сменных подстанций на каждой выпускной воронке 4. Система 10 непрерывного извлечения может оборудоваться кабельными барабанами, наматывающими и разматывающими кабели, соединяющиеся с ближайшими сменными подстанциями вдоль выработки 6 и подающими электроэнергию в систему 10. При проведении работ на борту оператор вначале подключает электрический кабель к ближней сменной подстанции, таким образом запитывая систему 10 через кабель от ближней сменной подстанции. При перемещении системы 10 от ближней сменной подстанции к дальней сменной подстанции, оператор на борту может подключать другой электрический кабель к дальней сменной подстанции. Оператор или система сама затем меняет конфигурацию внутренней системы управления электроснабжением так, что система 10 запитывается через кабели от дальней сменной подстанции. После изменения конфигурации внутреннего электроснабжения оператор может отключать кабель от ближней сменной подстанции. Таким способом каждый кабель не проходит по всей длине между сменными подстанциями, и поэтому в некоторых вариантах осуществления требуемую длину кабеля на барабанах можно минимизировать. Сменные подстанции могут располагаться на полу или стенках рудника на каждой выпускной воронке 4 или устанавливаться на несущей конструкции.

[037] В других вариантах осуществления система 10 непрерывного извлечения включает в себя автономный источник электропитания для перемещения от одной выпускной воронки 4 к другой после отсоединения от внешнего источника электропитания, такого как система 46 подачи кабеля типа Bretby, рассмотренная выше. В некоторых вариантах осуществления система 10 непрерывного извлечения имеет питание от батарей, небольшого дизельного электрогенератора, или гибридного блока. Система 10 может иметь электропитание, например, от нескольких батарей, где одна или несколько батарей заряжаются, когда остальные используются. В некоторых вариантах осуществления система 10 может иметь электропитание от гибридного блока дизельного электрогенератора и батарей, где дизельный электрогенератор работает, заряжая батареи, например между периодами потребления с высокой нагрузкой, между сменами, во время перерывов и т.п. Батареи, небольшой дизельный электрогенератор или гибридный блок можно использовать для приведения в действие электрических и/или электрогидравлических двигателей и систем привода. Вследствие, по существу, стационарного характера, конвейерная система 24, проходящая через инфраструктуру 8 блокового обрушения, может иметь электропитание от стационарных силовых блоков, являющихся независимыми от проходящих сверху силовых кабелей или других источников электропитания, связанных с системой 10 непрерывного извлечения.

[038] Некоторые варианты осуществления могут также включать в себя автоматическое оборудование, выполненное с возможностью установки системы 10 непрерывного извлечения на выпускные воронки 4 и управления другими перемещениями, при необходимости. Например, дистанционно управляемые видеокамеры можно использовать для управления работой загрузочной лапы 30 типа рукояти экскаватора с обратной лопатой и управления маневрами и работой системы 10 непрерывного извлечения в выпускной воронке 4 с удаленной площадки. Каналы радиосвязи или кабельные линии связи можно использовать аналогичным образом с дистанционно управляемыми видеокамерами или без них. В некоторых вариантах осуществления оператор для дистанционного управления видеокамерами, каналами связи, или тем и другим, может располагаться под землей. В других вариантах осуществления оператор может располагаться на наземной площадке. Оператор на наземной площадке может находиться за много километров от рудника. В других вариантах осуществления система 10 непрерывного извлечения может содержать устройства с датчиками положения для автоматической работы, дистанционного управления или того и другого.

[039] На фиг.9 и 10 показана альтернативная форма системы 50 непрерывного извлечения. Система 50 непрерывного извлечения включает в себя погрузчик в виде погрузочно-доставочной машины 52, механизма 54 подачи, комбинированного силового блока и устройства сбора материала в виде передвижной дробилки 56, портального конвейера 58 и поднятого и консольного откаточного конвейера 60. В отличие от системы 10 непрерывного извлечения, описанной выше, которая включает в себя гусеницы 22 и конвейер 24, которые занимают место на подошве 65 выработки, система 50 непрерывного извлечения использует откаточный конвейер 60, поднятый над подошвой 65 выработки и закрепленный консолями на одной из стен 62 выработки 6 (см. фиг.10). Данная конфигурации обеспечивает, по существу, неограниченный доступ ко всем зонам инфраструктуры 8 блокового обрушения, поскольку подошва 65 выработки остается лишенной препятствий. Благодаря передвижной дробилке 56, установленной в выработке 6 вблизи выпускной воронки 4, из которой погрузочно-доставочная машина 52 извлекает руду 2, время, затрачиваемое на транспортировку с помощью погрузочно-доставочной машины 52, резко уменьшается в сравнении с известными системами, использующими подземные места разгрузки с массивным оборудованием центрального расположения со стационарными компоновками дробилок.

[040] Хотя различные конфигурации являются возможными, показанная погрузочно-доставочная машина 52 включает в себя передний конец 64 с подвижным грузовым ковшом 66, функционально выполненным для сбора, транспортировки и погрузки руды 2. Передний конец 64 шарнирно соединяется с задним концом 68 погрузочно-доставочной машины 52. Шарнирное соединение обеспечивает погрузочно-доставочной машине 52 поворот двух частей и помогает проходить закругления штреков. Задний конец 68 включает в себя кабину 70 оператора и интегрированный силовой блок 72 с приводом. Аналогично погрузочной машине 18 погрузочно-доставочная машина 52 может включать в себя отбойный молоток, такой как молотковый перфоратор на переднем конце 64 для разрушения больших глыб руды 2, которые слишком велики для забора ковшом 66. Хотя на фиг.8 показан один подвижный грузовой ковш 66 на переднем конце 64 погрузочно-доставочной машины 52, другие варианты осуществления погрузочно-доставочной машины 52 могут включать в себя ковш 66 как на переднем конце 64, так и на заднем конце 68, При этом кабина 70 оператора и силовой блок 72 располагаются между двумя ковшами 66. Погрузочно-доставочная машина 52 может также выполняться с дистанционным управлением, при этом не требуется кабина 70 оператора.

[041] Силовой блок 72 с приводом может быть электрическим или электрогидравлическим, и может иметь электропитание от батарей или внешнего источника электропитания. В некоторых вариантах осуществления каждое колесо погрузочно-доставочной машины 52 может включать в себя собственный индивидуальный электропривод, содержащий, например, электродвигатель с редуктором. При этом каждым колесом можно управлять независимо с помощью соответствующей системы частотно-регулируемого привода или системы привода с прерывателем, таким образом уменьшая или исключая необходимость механической передачи и дифференциалов. При использовании внешнего электропитания погрузочно-доставочная машина 52 оборудуется подходящей кабельной системой. При наличии передвижной дробилки 56, погрузочно-доставочная машина 52 требуется только для откатки на относительно короткое расстояние между выпускными воронками 4 и передвижной дробилкой 56, что обеспечивает использование батарей в приводе погрузочно-доставочной машины 52. В показанной конструкции силовой блок 72 на заднем конце 68 погрузочно-доставочной машины 52 имеет поддон с батареями. Альтернативно, погрузочно-доставочная машина 52 может иметь электропитание от дизельного электрогенератора. В некоторых вариантах осуществления погрузочно-доставочная машина 52 приводится в действие или снабжается электроэнергией, по меньшей мере, частично, силовым синхронным дизель-электрическим силовым агрегатом или аналогичным комплектом генератора, который включает в себя двигатель внутреннего сгорания, соединенный с генератором или другим подходящим устройством для получения электроэнергии благодаря работе двигателя. Такой комплект генератора может питать основной электрический приводной механизм и служить источником электропитания и может быть выполнен для обеспечения работы всех приводов машины непрерывной добычи без использования внешнего электропитания.

[042] Как также показано на фиг.9, механизм 54 подачи включает в себя участок 74 сбора, где принимается руда 2 с погрузочно-доставочной машины 52, и конвейерный участок 76, где руда 2 транспортируется на передвижную дробилку 56. Участок 74 сбора включает в себя створки 78, прикрепленные с левой и с правой стороны механизма 54 подачи, и направляет руду 2 на конвейерный участок 76. В некоторых вариантах осуществления створки 78 шарнирно прикрепляются к участку 74 сбора и могут раскладываться, когда руда 2 транспортируется на передвижную дробилку 56. Складные створки 78 могут содействовать направлению и подаче руды 2 на конвейерный участок 76. Конвейерный участок 76 механизма 54 подачи может представлять собой пластинчатый конвейер, конвейер с верхними бронированными листами, или другие известные конвейеры. В некоторых конструкциях механизм 54 подачи имеет собственную встроенную систему привода (не показано). В других конструкциях механизм 54 подачи может буксироваться передвижной дробилкой 56. Хотя на фиг.9 показан один механизм 54 подачи, транспортирующий руду 2 в передвижную дробилку 56, в других вариантах осуществления несколько механизмов 54 подачи могут транспортировать руду 2 в передвижную дробилку 56, например, с противоположных сторон передвижной дробилки 56.

[043] Как также показано на фиг.9 и 10, передвижная дробилка 56 или грохот выполнен с возможностью дробления или доведения до нужной крупности материала и укладки материала на портальный конвейер 58. Дробилка 56 включает в себя участок 80 дробления, установленный на гусеничном шасси 82. Один или несколько цилиндрических валков 83 со связанными разрушающими элементами установлены в участке 80 дробления и дробят или измельчают руду 2. Дробилка 56 перемещается вдоль подошвы 65 выработки и может устанавливаться в любом месте по длине откаточного конвейера 60. Хотя на фиг.9 показана передвижная дробилка 56 на гусеничном шасси 82, другие варианты осуществления могут включать в себя другой гусеничный движитель, колеса с резиновыми шинами или, по существу, любой другой тип ходовой части, обеспечивающей перемещение дробилки 56. В некоторых вариантах осуществления перемещением передвижной дробилки 56 управляет автоматизированная система с использованием инерциального или другого типа навигации или наведения, так что передвижная дробилка 56 автоматически продвигается вдоль выработки 6 согласованно с перемещением погрузочно-доставочной машины 52. Передвижная дробилка 56 приводится в действие главным приводом и силовым блоком, которые могут являться или включать в себя электрический, электрогидравлический или комбинацию электрических и гидравлических двигателей, и в некоторых вариантах осуществления может иметь электропитание, по меньшей мере, частично от дизель-генератора. Как рассмотрено выше, в зависимости от среды горной разработки, в которой система 50 развертывается, материал, извлекаемый из выпускной воронки 4, может быть таким, что дробилка или грохот не требуются. В таких случаях участок 80 дробления может заменяться несколько упрощенным устройством сбора материала, которое может включать в себя промежуточные конвейеры, воронки и/или спуски для сбора материала, принятого из погрузочно-доставочной машины 52 и передаваемого на портальный конвейер 58.

[044] Как также показано на фиг.9 и 10, портальный конвейер 58 проходит, в общем, в направлении вверх к кровле 63 выработки 6 от места вблизи подошвы 65. Портальный конвейер 58 транспортирует в направлении вверх материал, принятый из передвижной дробилки 6 и передает материал на откаточный конвейер 60. Портальный конвейер 58 может содержать участки с различным уклоном. Некоторые варианты осуществления портального конвейера 58 могут также включать в себя несущие опоры. Портальный конвейер 58 может быть отдельным от передвижной дробилки 56 или встроенным в нее, и может приводиться в действие или получать электропитание от своей собственной независимой системы привода или системы привода дробилки 56. Портальный конвейер 58, При этом является перемещающимся вдоль подошвы 65 выработки и может устанавливаться в любом месте по длине откаточного конвейера 60. В показанной конструкции портальный конвейер 58 выполняется на основе конвейера с бесконечной лентой; вместе с тем, конвейеры других типов можно также использовать. В некоторых конструкциях портальный конвейер 58 шарнирно закрепляется с возможностью поворота относительно передвижной дробилки 56 или иначе, поворота вправо или влево для приспособления к различным конфигурациям рудника.

[045] Как также показано на фиг.9 и 10, поднятый и опирающийся на консоли откаточный конвейер 60 устанавливается вблизи кровли 63 и соединяется с одной из боковых стенок 62 выработки 6 с помощью консолей. В некоторых вариантах осуществления откаточный конвейер 60 опирается только на стенку 62. В дополнительных вариантах осуществления откаточный конвейер 60 устанавливается, по меньшей мере, на половине высоты стенки 62 между кровлей 63 и подошвой 65. В других вариантах осуществления откаточный конвейер 60 устанавливается по меньшей мере, на уровне двух третей высоты стенки 62 между кровлей 63 и подошвой 65. В дополнительных вариантах осуществления выработка 6 включает в себя центральную осевую линию и весь откаточный конвейер 60 устанавливается с одной стороны от центральной осевой линии. Иначе говоря, откаточный конвейер 60 смещен вбок от продольной оси выработки 6.

[046] Показанный откаточный конвейер 60 является лотковым конвейером и включает в себя комплект лотковых роликовых опор 84 поддерживающих рабочую ветвь конвейерной ленты 61, и комплект нижних роликовых опор 86, поддерживающих обратную ветвь конвейерной ленты 61. Откаточный конвейер 60 опирается на множество Г-образных кронштейнов 88. Каждый Г-образный кронштейн 88 имеет, по существу, вертикальную стойку, соединенную со стенкой 62 выработки, и по существу, горизонтальную консоль, проходящую под откаточным конвейером 60 и несущую его. Поскольку откаточный конвейер 60 поднят от подошвы 65 выработки, присутствие неровностей или других нарушений плоскости подошвы 65 выработки не ухудшает показателей работы конвейера 60. Поднятый консольный откаточный конвейер 60 принимает дробленую руду с портального конвейера 58 и транспортирует дробленую руду в поперечный транспортный штрек 11 (см. фиг.2) и на выход из рудника.

[047] На фиг.11 показано, что при проведении работ погрузочно-доставочная машина 52 перемещается к выпускной воронке 4 через штрек 9 выпускной воронки для забора руды 2 в подвижный грузовой ковш 66. Для этого ковш 66 сначала проталкивается в выпускную воронку 4 и затем поворачивается на шарнире вокруг поперечной оси. Когда ковш 66 нагружен, погрузочно-доставочная машина 52 откатывается назад в выработку 6. Затем погрузочно-доставочная машина 52 продвигается к механизму 54 подачи, установленному в выработке 6 за штреком 9 выпускной воронки, и погрузочно-доставочная машина 52 выгружает руду 2 из грузового ковша 66 в участок 74 сбора механизма 54 подачи. Механизм 54 подачи перемещает руду 2 из участка 74 сбора на конвейерный участок 76, и конвейерный участок 76 сбрасывает руду в дробилку 56. Дробилка 56 разрушает или доводит до требуемого размера руду 2 (если необходимо), и перемещает руду на портальный конвейер 58. Портальный конвейер 58 транспортирует дробленую руду в направлении вверх и от дробилки 56 на приподнятый откаточный конвейер 60. Откаточный конвейер 60 затем транспортирует дробленую руду в поперечный транспортный штрек 11 (см. фиг.2), по которому руда транспортируется на выход из рудника. После сброса руды 2 в механизм 54 подачи погрузочно-доставочная машина 52 откатывается назад вдоль выработки 6 за штрек 9 выпускной воронки и затем откатывается вперед и поворачивает в штрек 9 выпускной воронки для возвращения к выпускной воронке 4 для удаления дополнительного материала. Погрузочно-доставочная машина 52 затем повторяет процесс загрузки руды. Когда погрузочно-доставочная машина 52 заканчивает забор материала из одной выпускной воронки 4, система 50 непрерывного извлечения перемещается вдоль выработки 6 в следующий штрек 9 выпускной воронки. Конкретно, механизм 54 подачи, передвижная дробилка 56 и портальный конвейер 58 системы 50 непрерывного извлечения откатываются за следующий штрек 9 выпускной воронки и при этом обеспечивают погрузочно-доставочной машине 52 доступ к следующей выпускной воронке 4. В инфраструктуре 8 блокового обрушения с многочисленными выпускными воронками 4, множество систем непрерывного извлечения 50 можно использовать для повышения производительности.

[048] На фиг.12 показана модифицированная версия системы 50 непрерывного извлечения фиг.11, в которой погрузочно-доставочная машина 52 заменена погрузчиком в виде погрузочной машины 118, аналогичной погрузочной машине 18, показанной на фиг.7. Показанная система 150 непрерывного извлечения фиг.12 включает в себя установленное на гусеничном или колесном шасси устройство 156 сбора материала, которое может включать в себя участок 180 дробилки. Система 150 также включает в себя портальный конвейер 158, транспортирующий материал из устройства 156 сбора материала в направлении вверх на приподнятый на консолях откаточный конвейер 160, опирающийся на консоли на боковой стенке 62 выработки 6. Хотя показанная конструкция не включает в себя механизм подачи, такой механизм, аналогичный механизму 54 подачи, рассмотренному выше, может также быть включен в состав системы 150 непрерывного извлечения.

[049] Погрузочная машина 118 включает в себя шасси 138 с конвейером 126, проходящим от заборного конца 139 к разгрузочному концу 140 шасси 138. Заборный конец 139 шасси 138 также включает в себя заборный лоток 127, если необходимо включающий в себя пару вращающихся заборных колес (не показано), направляющих материал на конвейер 126. Погрузочная машина 118 также включает в себя узел каретки 131, перемещающийся вперед и назад в направлении вдоль шасси 138 с установленной на нем загрузочной лапой 130 типа рукояти экскаватора с обратной лопатой. Загрузочная лапа 130 выполнена с возможностью доставать точки за передним концом шасси в выпускной воронке 4 и перемещать (например, подтягивая) материал на сборный лоток 127. Загрузочная лапа 130 может также включать в себя отбойный молоток (не показан, является аналогичным отбойному молотку 32 фиг.3-8), с функциональной возможностью разрушения глыб руды 2, слишком больших для забора и перемещения загрузочной лапой 130 на сборный лоток 127. Погрузочная машина 118 также включает в себя управляемые гусеницы или колеса 117 (колеса показаны на фиг.12) для перемещения по подошве выработки. Колеса 117 являются поворачивающимися, в общем, на вертикальной оси для перемещения в различных направлениях и также являются вертикально перемещающимися относительно шасси 138 погрузочной машины 118 для подъема и спуска шасси относительно подошвы 65 выработки.

[050] Конец 140 разгрузки шарнирно соединяется с устройством 156 сбора материала и может включать в себя воронку или другой направляющий элемент 142 для направления материала из конвейера 126 в участок 180 дробилки. Шарнирное соединение между концом 140 разгрузки и устройством 156 сбора материала обеспечивает погрузочной машине 118 выталкивание или подтягивание устройством 156 сбора материала для перемещения в штреки 9 выпускной воронки и из них и перемещение вдоль выработок 6. При проведении работ колеса или гусеницы устройства 156 сбора материала управляются для перемещения устройства 156 сбора материала и погрузочной машины 118 в направлении вперед и назад. Колеса 117 погрузочной машины 118 управляются при необходимости для направления погрузочной машины в штреки 9 выпускной воронки и из них. Когда конец 139 сбора погрузочной машины 118 установлен смежно с выпускной воронкой 4, загрузочная лапа 130 подтягивает материал на сборный лоток 127, и материал затем перемещается в направлении назад конвейером 126 и сбрасывается в устройство 156 сбора материала. Материал затем разрушается (если необходимо) на участке 180 дробилки и передается на портальный конвейер 158 и, наконец, на откаточный конвейер 160, транспортирующий материал вдоль выработки 6 и в дальнейшем на выход из рудника. Система 150 непрерывного извлечения, таким образом, может перемещаться вдоль выработки 6 под действием движущей силы, создаваемой устройством 156 сбора материала и устанавливать погрузочную машину 118 в штрек 9 выпускной воронки. После завершения забора материала погрузочной машиной 118 из выпускной воронки 4 устройство 156 сбора материала и управляемые колеса 117 координированно работают, погрузочная машина 118 удаляется из штрека 9 выпускной воронки, откатывается дополнительно вдоль выработки 6 к следующему штреку 9 выпускной воронки, погрузочная машина 118 устанавливается в следующий штрек 9 выпускной воронки, и процесс повторяется.

Изобретение относится к системе непрерывного извлечения материала для горной разработки. Техническим результатом является обеспечение непрерывности извлечения материала. Горная разработка включает в себя выработку и штрек выпускной воронки, пересекающий выработку и обеспечивающий доступ к выпускной воронке, причем система содержит конвейер, проходящий вдоль выработки, рельсовый путь, проходящий вдоль выработки, устройство сбора материала, перемещающееся по рельсам вдоль выработки и выполненное с возможностью размещения материала на конвейер, и погрузочную машину, перемещающуюся из выработки в штрек выпускной воронки для удаления материала из выпускной воронки и перемещения материала, удаленного из выпускной воронки, в устройство сбора материала, и уплотняющий механизм, включающий в себя фиксированную часть, закрепленную неподвижно относительно штрека выпускной воронки, и подвижную часть, соединенную с погрузочной машиной и с фиксированной частью для перемещения погрузочной машины к выпускной воронке и в удаляемый материал. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система извлечения материала для подземной горной разработки, включающей в себя выработку и штрек выпускной воронки, пересекающий выработку и обеспечивающий доступ к выпускной воронке, причем система содержит:
конвейер, проходящий вдоль выработки;
рельсовый путь, проходящий вдоль выработки;
устройство сбора материала, перемещающееся по рельсам вдоль выработки и выполненное с возможностью размещения материала на конвейер; и
погрузочную машину, перемещающуюся из выработки в штрек выпускной воронки для удаления материала из выпускной воронки и перемещения материала, удаленного из выпускной воронки, в устройство сбора материала, и
уплотняющий механизм, включающий в себя фиксированную часть, закрепленную неподвижно относительно штрека выпускной воронки, и подвижную часть, соединенную с погрузочной машиной и с фиксированной частью для перемещения погрузочной машины к выпускной воронке и в удаляемый материал.

2. Система по п.1, в которой погрузочная машина включает в себя шасси и загрузочную лапу, с возможностью перемещения соединенную с шасси и выполненную с возможностью перемещения материала из выпускной воронки к шасси.

3. Система по п.2, в которой шасси включает в себя конвейер, при этом загрузочная лапа перемещает материал из выпускной воронки на конвейер.

4. Система по п.2, в которой погрузочная машина включает в себя отбойный молоток, установленный на конце загрузочной лапы.

5. Система по п.1, дополнительно содержащая рельсовую ветку, проходящую от рельсового пути выработки в штрек выпускной воронки, при этом погрузочная машина перемещается по рельсовому пути выработки и по рельсовой ветке.

6. Система по п.5, в которой погрузочная машина включает в себя колеса для перемещения по рельсовому пути выработки и по рельсовой ветке, причем уплотняющий механизм является отдельным от колес.

7. Система по п.6, в которой фиксированная часть включает в себя зубчатую рейку проходящую, по существу, параллельно рельсам ветки, а подвижная часть включает в себя шестерню на погрузочной машине, соединяющуюся с зубчатой рейкой, при этом вращение шестерни, когда шестерня находится в зацеплении с зубчатой рейкой, перемещает погрузочную машину к выпускной воронке.

8. Система по п.6, в которой фиксированная часть включает в себя стержень, а подвижная часть включает в себя крюк, соединенный с погрузочной машиной и перемещающийся относительно колес, причем крюк соединен со стержнем и перемещается относительно колес для перемещения погрузочной машины к выпускной воронке.

9. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, участок конвейера размещен между рельсов в выработке и под ними.

10. Система по п.1, в которой погрузочная машина соединена с устройством сбора материала.

11. Система по п.1, дополнительно содержащая портальный конвейер, проходящий между погрузочной машиной и устройством сбора материала.

12. Система по п.1, дополнительно содержащая силовой блок, перемещающийся по рельсам вдоль выработки, при этом силовой блок, устройство сбора материала и погрузочная машина вместе представляют собой состав системы непрерывного извлечения.

13. Система по п.1, дополнительно содержащая рельсовую тележку, соединяющуюся с устройством сбора материала для перемещения погрузочной машины вдоль рельсового пути выработки, при этом погрузочная машина выполнена с возможностью спуска с рельсовой тележки и подъема на нее.

14. Система по п.13, в которой погрузочная машина спускается с рельсовой тележки для перемещения в штрек выпускной воронки.

15. Система по п.13, в которой погрузочная машина включает в себя множество погрузочно-разгрузочных элементов для спуска с рельсовой тележки и подъема на нее.

16. Система по п.1, в которой устройство сбора материала включает в себя участок дробилки для разрушения материала перед подачей на конвейер.

17. Система по п.1, в которой подвижная часть уплотняющего механизма на погрузочной машине выполнена с возможностью выборочного отцепления от фиксированной части.

18. Система извлечения материала для подземной горной разработки, включающей в себя выработку и штрек выпускной воронки, пересекающий выработку и обеспечивающий доступ к выпускной воронке, причем система содержит:
устройство сбора материала, перемещающееся вдоль выработки,
машину, перемещающуюся из выработки в штрек выпускной воронки для удаления материала из выпускной воронки и перемещения материала, удаленного из выпускной воронки, в устройство сбора материала, и
уплотняющий механизм, включающий в себя фиксированную часть, закрепленную неподвижно относительно штрека выпускной воронки, и подвижную часть, соединенную с погрузочной машиной и с фиксированной частью для перемещения погрузочной машины к выпускной воронке и в удаляемый материал.

19. Система по п.18, в которой фиксированная часть включает в себя зубчатую рейку, а подвижная часть включает в себя шестерню, прикрепленную к машине и взаимодействующую с зубчатой рейкой, при этом вращение шестерни, когда шестерня находится в зацеплении с зубчатой рейкой, перемещает машину к выпускной воронке.

20. Система по п.18, в которой фиксированная часть включает в себя стержень, а подвижная часть включает в себя крюк, соединенный с машиной и взаимодействующий со стержнем, причем крюк выполнен с возможностью перемещать машину к выпускной воронке.

21. Система по п.18, дополнительно содержащая рельсовый путь выработки, проходящий вдоль выработки, причем устройство сбора материала выполнено с возможностью перемещения по рельсовому пути выработки.

22. Система по п.21, дополнительно содержащая рельсовую ветку, проходящую от рельсового пути выработки в штрек выпускной воронки, при этом машина перемещается по рельсовому пути выработки и по рельсовой ветке, а фиксированная часть уплотняющего механизма закреплена неподвижно относительно рельсовой ветки.

23. Система по п.22, в которой машина содержит колеса, взаимодействующие с рельсами выработки и рельсовой веткой, при этом уплотняющий механизм является отдельным от колес.

24. Система по п.18, в которой подвижная часть уплотняющего механизма на машине выполнена с возможностью выборочного отцепления от фиксированной части.