СПОСОБ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ГОРНЫХ МАШИН С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ В УСЛОВИЯХ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ Российский патент 2021 года по МПК E21F13/00 B60L53/10 

Описание патента на изобретение RU2750775C1

Изобретение относится к области энергообеспечения горной промышленности, а именно электропитания самоходных аккумуляторных горных машин в условиях подземных рудников.

При применении в условиях подземных рудников самоходных аккумуляторных горных машин, оснащенных аккумуляторами, возрастает потребность рудника в электроэнергии, а зарядка горных машин требует существенных потерь времени на движение техники к стационарным аккумуляторным станциям. Поэтому, в данной области техники существует потребность в системах, которые снижают общее энергопотребление рудника, а также обеспечивают снижение времени непроизводительного передвижения горных машин по подземному руднику.

Известен способ электропитания (Способ и устройство механического накопления энергии F03B 13/06, Патент КНР CN 103620212 В, опубл. 2016/03/16), включающий установку устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, выработку электроэнергии с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества.

Недостатком известного способа является низкая эффективность электропитания, так как электроэнергия, выработанная с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, накапливается в стационарных аккумуляторах, конденсаторах, а затем из них направляется конечному потребителю, например, для заряжания разряженных аккумуляторов горных машин с электрическим приводом, что приводит к быстрому износу стационарных устройств, накапливающих электроэнергию, выработанную с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, что определяет постоянное снижение эффективности электропитания. Это вызвано тем, что выработка электроэнергии с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, не позволяет обеспечить постоянный уровень генерации электроэнергии на протяжении длительного времени и предполагает использование стационарных аккумуляторов или конденсаторов для накопления электроэнергии в периоды, когда величина вырабатываемой электроэнергии превосходит величину потребляемой. Причем, в периоды, когда величина потребляемой электроэнергии превосходит величину вырабатываемой, электроэнергия, выработанная с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, и накопленная в стационарных аккумуляторах, напротив, используется. Указанное определяет постоянное неритмичное использование стационарных аккумуляторов, конденсаторов, что очевидно ведет к их ускоренному износу и снижению эффективности электропитания конечного потребителя, а именно снижению эффективности заряжания аккумуляторов горных машин с электроприводом.

Также известен способ электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников (Сайт Epiroc «Погрузочно-доставочные машины с электроприводом для подземных работ» https://www.epiroc.com/ru-ru/products/loaders-and-trucks/electric-loaders (дата обращения 06.11.2020 г.), включающий размещение зарядной станции в руднике, следование горной машины с электрическим приводом с разряженным аккумулятором к зарядной станции, съем разряженного аккумулятора горной машины с электрическим приводом, установку заряженного аккумулятора на горную машину с электрическим приводом.

Недостатком указанного технического решения является его низкая эффективность, обусловленная постоянным увеличением расстояния между местом работы горной машины с электрическим приводом и местом расположения стационарной зарядной станции по мере развития подземных горных работ. Указанное происходит по причине того, что зарядка разряженного аккумулятора горной машины с электрическим приводом производится на зарядной станции, питающейся либо от шахтной электросети, либо от стационарных аккумуляторов или конденсаторов, накапливающих энергию, что определяет невозможность переноса места размещения зарядной станции в руднике по мере развития подземных горных работ, что в свою очередь ведет к непрерывному увеличению расстояния, которое необходимо преодолеть горной машине с электрическим приводом между местом своей работы и местом расположения зарядной станции. Также недостатком известного технического решения является высокие потери электроэнергии в кабельных сетях, проложенных между распределительными устройствами на поверхности и стационарными зарядными станциями в подземном руднике, в силу высокой протяженности сети горных выработок.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников, включающем установку устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, размещение зарядной станции, направление горной машины с электрическим приводом с разряженным аккумулятором к зарядной станции, съем разряженного аккумулятора горной машины с электрическим приводом, установку заряженного аккумулятора на горную машину с электрическим приводом, выработку электроэнергии с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, согласно изобретению по мере развития подземных горных работ перед вводом в эксплуатацию нового горизонта проходят вертикальную горную выработку между новым и вышележащим горизонтами, устанавливают на сопряжении вертикальной горной выработки, пройденной заранее между новым и вышележащим горизонтами, и нового горизонта устройство, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, а накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, производят в разряженном аккумуляторе горной машины с электрическим приводом.

Заявляемый способ электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников поясняется чертежом, где показана схема подземного рудника.

Способ осуществляют следующим образом (фиг. 1). По мере развития подземных горных работ перед вводом в эксплуатацию нового горизонта 1 проходят между ним и вышележащим горизонтом 2 вертикальную горную выработку 3 для перепуска сверху вниз потоков вещества 4. На сопряжении вертикальной горной выработки 3, пройденной заранее между новым 1 и вышележащим 2 горизонтами, и нового горизонта 1 устанавливают устройство 5, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества 4 (например, устройство, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования кинетической энергии падающей воды по перепускной скважине). Затем вблизи устройства 5, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества 4, размещают зарядную станцию 6, на которой в разряженном аккумуляторе 7, снятом с горной машины с электрическим приводом 8, производят накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства 5, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества 4. Горную машину с электрическим приводом 8 с разряженным аккумулятором 9 направляют к зарядной станции 6, производят съем разряженного аккумулятора 9 горной машины на электроприводе 8 и установку заряженного аккумулятора 10 на горную машину с электрическим приводом 8.

Действие проходка по мере развития подземных горных работ перед вводом в эксплуатацию нового горизонта вертикальной горной выработки между новым и вышележащим горизонтами, действие установка на сопряжении вертикальной горной выработки, пройденной заранее между новым и вышележащим горизонтами, и нового горизонта устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества и действие накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, непосредственно в разряженном аккумуляторе горной машины с электрическим приводом, являются новыми существенными и определяют достижение технического результата в силу того, что позволяют повысить эффективность электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников за счет того, что расстояние, которое необходимо преодолеть горной машине с электрическим приводом между местом своей работы и местом расположения зарядной станции не увеличивается по мере развития горных работ. Также отсутствует износ стационарных устройств, накапливающих электрическую энергию и отсутствуют высокие потери электроэнергии в кабельных сетях, проложенных между распределительными устройствами на поверхности и стационарными зарядными станциями в подземном руднике, в силу отсутствия необходимости прокладки протяженных кабельных сетей.

Пример конкретного применения заявляемого способа. По мере развития подземных горных работ на Южно-Жезказганском руднике ТОО «Корпорация Казахмыс» в соответствии с проектными решениями перед вводом в эксплуатацию нового горизонта - 30 м пройдена между вышележащим горизонтом 30 м вертикальная горная выработка длиной 60 м и диаметром 377 мм для перепуска сверху вниз потоков шахтной воды объемом 144 м3/час. На сопряжении вертикальной горной выработки протяженностью 60 м с диаметром 377 мм, пройденной заранее между новым горизонтом -30 м и вышележащим горизонтом 30 м, было установлено устройство, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования кинетической энергии, включающее турбину и инвертор тока, установленной мощностью 175 кВт путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков шахтной воды плотностью 1050 кг/м3. В вблизи установленного устройство вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков шахтной воды плотностью 1050 кг/м3, была размещена зарядная станция установленной мощностью 160 кВт на которой в течение 60 мин в разряженном аккумуляторе энергоемкостью 165 кВт, снятом с горной машины Epiroc Scooptram ST7 Battery с электрическим приводом мощностью 149 кВт, было произведено накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков шахтной воды плотностью 1050 кг/м3. Горная машина Epiroc Scooptram ST7 Battery с электрическим приводом с разряженным аккумулятором энергоемкостью 165 кВт была направлена к зарядной станции, произведен съем разряженного аккумулятора горной машины Epiroc Scooptram ST7 Battery на электроприводе и установка заряженного аккумулятора, энергоемкостью 165 кВт на горную машину с электрическим приводом.

Таким образом, заявляемый способ электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников обеспечил повышение эффективности электропитания горных машин с электрическим приводом за счет сокращения расстояния между местом работы горных машин с электрическим приводом и местом расположения зарядной станции на 1,5 км по сравнению с известным способом электропитания. Также было зафиксировано отсутствие износа стационарных устройств, накапливающих электрическую энергию и отсутствие высоких потерь электроэнергии в кабельных сетях, в виду отсутствия необходимости прокладки протяженных кабельных сетей, составляющих 15 км в условиях Южно-Жезказганского рудника ТОО «Корпорация Казахмыс».

Похожие патенты RU2750775C1

название год авторы номер документа
Способ подземного выщелачивания металлов из сульфидсодержащего минерального сырья 2020
  • Каплунов Давид Родионович
  • Радченко Дмитрий Николаевич
  • Радченко Илья Николаевич
  • Радченко Яна Анатольевна
  • Князькин Егор Алексеевич
  • Гаджиева Луиза Абду-Самадовна
RU2747275C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД 2006
  • Каплунов Давид Родионович
  • Рыльникова Марина Владимировна
  • Радченко Дмитрий Николаевич
  • Абдрахманов Ильяс Ахметович
  • Илимбетов Азамат Фаттахович
  • Маннанов Рашит Шавкатович
RU2327873C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2012
  • Каплунов Давид Родионович
  • Рыльникова Марина Владимировна
  • Квитка Валерий Васильевич
  • Кутлубаев Ильдар Мухаметович
  • Маннанов Рашит Шавкатович
  • Радченко Дмитрий Николаевич
RU2495245C1
СИСТЕМА ПЫЛЕГАЗОПОДАВЛЕНИЯ, ПРОВЕТРИВАНИЯ И ПОЖАРОТУШЕНИЯ ПРИ КРУПНОМАСШТАБНЫХ НАЗЕМНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВЗРЫВАХ, ЭНДОГЕННЫХ И ОТКРЫТЫХ ПОЖАРАХ НА ТРУДНОДОСТУПНЫХ ОБЪЕКТАХ И БОЛЬШИХ ПЛОЩАДЯХ 2008
  • Анисимов Виктор Николаевич
RU2565700C2
СОСТАВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2012
  • Рыльникова Марина Владимировна
  • Абдрахманов Ильяс Ахметович
  • Каплунов Давид Родионович
  • Радченко Дмитрий Николаевич
RU2490472C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРНОЙ МАШИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2021
  • Аникин Александр Сергеевич
  • Мезенцев Андрей Владимирович
RU2819036C2
ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2005
  • Ведяшкин Анатолий Сергеевич
RU2301298C1
Навигационный буй с комплексной энергоустановкой 2018
  • Чернявец Владимир Васильевич
RU2672830C1
ГОРНАЯ ВОЗДУШНО-ТЯГОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2009
  • Елисеев Александр Дмитриевич
  • Нескоромных Вячеслав Васильевич
  • Павлюкова Елена Николаевна
RU2444645C2
СЛОЕВАЯ КАМЕРНО-ЦЕЛИКОВАЯ СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ С ПОЛНОЙ ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА 2011
  • Кульминский Алексей Сергеевич
  • Ветлов Антон Анатольевич
RU2486340C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 750 775 C1

Реферат патента 2021 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ГОРНЫХ МАШИН С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ В УСЛОВИЯХ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ

Изобретение относится к области энергообеспечения горной промышленности, а именно к электропитанию самоходных аккумуляторных горных машин в условиях подземных рудников. По мере развития подземных горных работ перед вводом в эксплуатацию нового горизонта проходят между ним и вышележащим горизонтом вертикальную горную выработку для перепуска сверху вниз потоков вещества. На сопряжении вертикальной горной выработки, пройденной заранее между новым и вышележащим горизонтами, и нового горизонта устанавливают устройство, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества. Затем вблизи устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, размещают зарядную станцию, на которой в разряженном аккумуляторе, снятом с горной машины с электрическим приводом, производят накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества. Горную машину с электрическим приводом с разряженным аккумулятором направляют к зарядной станции, производят съем разряженного аккумулятора горной машины на электроприводе и установку заряженного аккумулятора на горную машину с электрическим приводом. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 750 775 C1

Способ электропитания горных машин с электрическим приводом в условиях подземных рудников, включающий установку устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, размещение зарядной станции, направление горной машины с электрическим приводом с разряженным аккумулятором к зарядной станции, съем разряженного аккумулятора горной машины с электрическим приводом, установку заряженного аккумулятора на горную машину с электрическим приводом, выработку электроэнергии с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, отличающийся тем, что по мере развития подземных горных работ перед вводом в эксплуатацию нового горизонта проходят вертикальную горную выработку между новым и вышележащим горизонтами, устанавливают на сопряжении вертикальной горной выработки, пройденной заранее между новым и вышележащим горизонтами и новым горизонтом устройство, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, а накопление электроэнергии, выработанной с использованием устройства, вырабатывающего электроэнергию путем преобразования кинетической энергии перемещающихся сверху вниз потоков вещества, производят в разряженном аккумуляторе горной машины с электрическим приводом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2750775C1

US 10286804 B2, 14.05.2019
Устройство для питания электротранспортного средства 1990
  • Эйдинзон Феликс Моисеевич
SU1766731A1
RU 2012132441 A, 10.02.2014
Смеситель барабанного типа 1959
  • Зайцев Г.Г.
SU128255A1
УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ 2012
  • Литтманн Вольфганг
  • Бем Норберт
RU2592944C2
Щипцы для удаления изолирующей оболочки с электрических проводов 1928
  • Лутников А.М.
SU20171A1
CN 103620212 B, 16.03.2016.

RU 2 750 775 C1

Авторы

Каплунов Давид Рувимович

Радченко Дмитрий Николаевич

Бондаренко Алина Александровна

Федотенко Виктор Сергеевич

Даты

2021-07-02Публикация

2020-11-27Подача