СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКОЙ В КАРЬЕРЕ Российский патент 2018 года по МПК E21C41/26 F03D9/00 

Изобретение относится к горному делу, к добыче природных алмазов и других полезных ископаемых открытой разработкой в карьере.

Известен способ добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере путем бурения горных пород, дробления горной породы взрывами, погрузки размельченной руды экскаваторами и погрузчиками на большегрузные самосвалы, перевозки руды самосвалами из карьера на поверхность месторождения и далее на обогатительную фабрику.

Недостатком известного способа является загазованность карьера выхлопными газами от погрузочной техники и самосвалов. При этом сжигается большое количество дорогостоящего углеводородного топлива и привлекается большое количество работающих в карьере людей.

Известны способы ведения открытых горных работ с применением карьерных комбайнов фрезерного типа, бункеров и автосамосвалов (патенты RU №2517262 и №2596157), где применение автосамосвалов также приводит к загазованности карьера и большому расходу топлива.

В качестве прототипа выбран способ подготовки и транспортировки горной массы при разработке глубокозалегающих месторождений и автоматизированный комплекс для его осуществления (патент RU №2569136), который, несмотря на автоматизацию комплекса, имеет те же недостатки по загазованности карьера и большому расходу топлива.

Задачей настоящего изобретения является создание способа автоматической добычи полезных ископаемых, обеспечивающего высокую степень автоматизации технологических операций добычи полезных ископаемых, их энергетическую самообеспеченность и экологическую чистоту в карьере.

Предлагаемый способ автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере включает в себя: дробление рудных пород на дне карьера экскаваторами, погрузку раздробленной рудной породы в кузов транспортного средства погрузчиками, подъем транспортными средствами рудной породы из карьера для доставки на обогатительную фабрику, управление и контроль технологическими операциями компьютеризированной системой и отличается тем, что в карьере применяется электрифицированное технологическое оборудование, электроснабжение технологического оборудования проводится по команде с диспетчерского пульта от ветроэнергетических установок, размещенных на поверхности вблизи карьера или на привязном аэростате с солнечными батареями, дробление рудных пород в приямке с водой и на дне карьера выполняют электроэкскаваторы-роботы, погрузку раздробленной рудной породы в кузов выполняют электропогрузчики-роботы и электроэкскаваторы-роботы, подъем рудной породы в кузове и выгрузку рудной породы в приемный бункер выполняют электролебедки, через тросы соединенные с привязным аэростатом с солнечными батареями и кузовом, циклическая работа технологического оборудования в карьере выполняется автоматически по установленным программам, контролируется и корректируется диспетчерским пультом.

Техническим результатом настоящего изобретения является добыча полезных ископаемых открытой разработкой в карьере даже из очень больших глубин без загазованности, без создания на склонах карьера автомобильных дорог, без сжигания углеводородного топлива, без привлечения к работам большого количества людей.

Это достигается применением экологически чистой электрической энергии и электрифицированной робототехники.

На фиг. 1 изображена схема автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере, содержащая диспетчерский пульт 1, ветроэнергетические установки 2, размещенные на земле, или ветроэнергетические установки 3, размещенные на привязном аэростате с солнечными батареями 4, кабель 5, электроэкскаваторы-роботы 6, электропогрузчики-роботы 7, приямок с водой 8, электролебедки 9, тросы 10, кузов 11 с насосом 12 и электромотором 13, электролебедки 14, тросы 15, приемный бункер 16, ультразвуковой генератор 17, электроимпульсный генератор 18, система орошения сжиженным нейтральным газом 19.

Автоматическая, экологически чистая добыча полезных ископаемых открытой разработкой в карьере осуществляется следующим способом. С диспетчерского пульта 1 включается электрическое снабжение технологического оборудования карьера от ветроэнергетических установок 2 или 3 по кабелю 5, затем включаются в работу по установленным программам электроэкскаваторы-роботы 6 и электропогрузчики-роботы 7, которые заглубляют приямок с водой 8 и дно карьера, сгребают раздробленную рудную породу к склонам карьера. Электролебедки 9 через тросы 10 устанавливают привязной аэростат с солнечными батареями 4 над карьером. Электролебедки 14 через тросы 15 опускают на дно карьера кузов 11, накрывая приямок с водой 8. Электроэкскаваторы-роботы 6 и электропогрузчики-роботы 7 проводят погрузку рудной породы в кузов 11. При этом избыток воды в приямке 8 откачивается насосом 12 в кузов 11. Загруженный рудной породой кузов 11 по программе или по команде с пульта 1 поднимается до поверхности карьера путем одновременного разматывания тросов 10 электролебедками 9 и подтягивания кузова 11 электролебедками 14 через тросы 15 до расположения аэростата с солнечными батареями 4 и кузова 11 над приемным бункером 16, где кузов 11 опрокидывается электромотором 13 до полной выгрузки рудной породы в приемный бункер 16. Из приемного бункера 16 рудная порода доставляется на обогатительную фабрику, например, транспортером.

Циклическая работа технологического оборудования в карьере выполняется автоматически по установленным программам, контролируется и корректируется диспетчерским пультом 1.

При необходимости дробления рудной породы включаются по программе или по команде с пульта 1 в приямке с водой 8 ультразвуковой генератор 17 и на дне карьера электрический импульсный генератор 18.

Для замораживания притока воды в карьере используется система орошения сжиженным нейтральным газом 19. Эту систему можно доставлять к местам притока воды в кузове 11 и воздействовать из нее на воду, например, сжиженным азотом.

Изобретение относится к горному делу, к области добычи природных алмазов и других полезных ископаемых открытой разработкой в карьере. Техническим результатом является повышение степени автоматизации технологических операций добычи полезных ископаемых, их энергетической самообеспеченности и экологической чистоты в карьере. Способ включает дробление рудных пород на дне карьера экскаваторами, погрузку раздробленной рудной породы в кузов транспортного средства погрузчиками, подъем транспортным средством рудной породы из карьера для доставки на обогатительную фабрику, управление и контроль технологическими операциями компьютеризированной системой управления. При этом в карьере применяется электрифицированное технологическое оборудование, электроснабжение технологического оборудования производится от ветроэнергетических установок, размещенных на поверхности вблизи карьера или на привязном аэростате с солнечными батареями, дробление рудных пород на дне карьера и в приямке с водой выполняют электроэкскаваторы-роботы, погрузку раздробленной рудной породы в кузов выполняют электропогрузчики-роботы и электроэкскаваторы-роботы, подъем рудной породы в кузове и выгрузку рудной породы из кузова в приемный бункер выполняют электролебедки, через тросы соединенные с привязным аэростатом с солнечными батареями и кузовом, циклическая работа технологического оборудования в карьере выполняется автоматически по установленным программам, контролируется и корректируется диспетчерским пультом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере, включающий дробление рудных пород на дне карьера экскаваторами, погрузку раздробленной рудной породы в кузов транспортного средства погрузчиками, подъем транспортным средством рудной породы из карьера для доставки на обогатительную фабрику, управление и контроль технологическими операциями компьютеризированной системой управления, отличающийся тем, что, в карьере применяется электрифицированное технологическое оборудование, электроснабжение технологического оборудования производится от ветроэнергетических установок, размещенных на поверхности вблизи карьера или на привязном аэростате с солнечными батареями, дробление рудных пород на дне карьера и в приямке с водой выполняют электроэкскаваторы-роботы, погрузку раздробленной рудной породы в кузов выполняют электропогрузчики-роботы и электроэкскаваторы-роботы, подъем рудной породы в кузове и выгрузку рудной породы из кузова в приемный бункер выполняют электролебедки, через тросы соединенные с привязным аэростатом с солнечными батареями и кузовом, циклическая работа технологического оборудования в карьере выполняется автоматически по установленным программам, контролируется и корректируется диспетчерским пультом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дробление рудной породы производится ультразвуком.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дробление рудной породы производится электрическими импульсами.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что замораживание воды в карьере производится сжиженным нейтральным газом.