Способ разработки сложноструктурных наклонных пластов Российский патент 2022 года по МПК E21C41/26 E21C47/00 E02F3/76 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных наклонных пластов, сложенных горными породами различной прочности.

Известна технология разработки наклонных пластов бульдозерно-рыхлительными агрегатами, заключающаяся в последовательном рыхлении массива и перемещении горной массы под уклон величиной до 45% [1].

Недостатком технологии является относительно небольшая производительность бульдозерно-рыхлительного агрегата в связи с раздельным выполнением операций по рыхлению и перемещению горных пород.

Известна конструкция машины с погрузочным оборудованием и бульдозерным отвалом двухстороннего действия, расположенным в задней части машины [2], что расширяет технологические возможности машины по копанию и погрузке грунтов.

Недостатком машины является невозможность разработки массивов, сложенных относительно прочными горными породами.

Известна конструкция бульдозерного агрегата, включающая ведущий и ведомый базовые тракторы с передним бульдозерным и задним рыхлительным навесным оборудованием, а также косоустановленный общий отвал большой ширины для обеспечения высокой производительности землеройно-транспортных работ [3].

Недостатками конструкции являются громоздкость и невозможность разработки массивов, сложенных относительно прочными горными породами.

Известна технология разработки сложноструктурных месторождений с применением рыхлителей активного действия [4], установленных в передней части гусеничного трактора, а выемочно-погрузочного устройства - в задней части - для обеспечения подачи разрыхленной горной массы в кузов автосамосвала.

Недостатком технологии является невозможность использования автосамосвалов на уклонах более 15-20% из условий безопасности.

Наиболее близким по технологической и технической сущности является способ разработки сложноструктурных угольных месторождений, включающий создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью рабочего органа с изменяемой схемой расстановки угольных режущих инструментов и породных режущих инструментов в зависимости от прочностных характеристик горной породы в условиях селективной разработки сложноструктурных пластов с применением автоматической системы управления [5].

Недостатком способа является работа карьерного комбайна совместно с автосамосвалами, что не позволяет применять комплекс оборудования на уклонах более 15-20%.

Технический результат заключается в расширении функциональности, повышении производительности и технологической эффективности горного оборудования при разработке наклонных сложноструктурных пластов, а также уменьшении разубоживания полезного ископаемого.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки сложноструктурных наклонных пластов, включающем создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью рабочего органа с изменяемой схемой расстановки угольных режущих инструментов и породных режущих инструментов в зависимости от прочностных характеристик горной породы в условиях селективной разработки сложноструктурных пластов с применением автоматической системы управления, при разработке сложноструктурных наклонных пластов рабочий ход выемочно-транспортирующего агрегата осуществляется под уклон, при этом рабочий орган опускается посредством перемещения каретки гидроцилиндром в направляющих с заглублением на мощность породного пропластка, причем для обеспечения увеличенного объема призмы волочения разрыхленная горная масса в траншее перемещается установленным в задней части выемочно-транспортирующего агрегата бульдозерным отвалом увеличенной ширины, управляемым посредством параллелограммной подвески и снабженным боковыми поворотными сегментами для обеспечения полного контакта средней части бульдозерного отвала с дном траншеи, при этом в начальном цикле работы оба боковых поворотных сегмента бульдозерного отвала подняты гидроцилиндрами с применением автоматической системы управления с учетом глубины траншеи, а при последующих циклах работы положение боковых поворотных сегментов регулируется в зависимости от формирования борта траншеи.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг. 1 - общий вид выемочно-транспортирующего агрегата в рабочем положении; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2, подняты оба боковых поворотных сегмента бульдозерного отвала; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2, поднят боковой поворотный сегмент бульдозерного отвала со стороны борта траншеи; на фиг. 5 - общий вид выемочно-транспортирующего агрегата после окончания фрезерования породного пропластка.

Способ разработки сложноструктурных наклонных пластов включает использование выемочно-транспортирующего агрегата 1 с рабочим органом 2 с изменяемой схемой расстановки 3 угольных режущих инструментов 4 и породных режущих инструментов 5, обеспечивающих регулирование усилия резания в зоне обработки 6 и формирование в поверхностном слое 7 обрабатываемого массива 8 зон разрушения 9 с применением автоматической системы управления 10. Сложноструктурные пласты 11 состоят из породных пропластков 12 и угля 13. Рабочий ход 14 выемочно-транспортирующего агрегата 1 при разработке сложноструктурных наклонных пластов 15 осуществляется под уклон 16. Рабочий орган 2 опускается посредством гидроцилиндра 17 и каретки 18 в направляющих 19 с заглублением на мощность 20 породного пропластка 12. В задней части 21 выемочно-транспортирующего агрегата 1 на параллелограммной подвеске 22 установлен бульдозерный отвал 23 увеличенной ширины 24 для перемещения под уклон 16 призмы волочения 25 увеличенного объема 26. Бульдозерный отвал 23 снабжен боковыми поворотными сегментами 27, 28 с гидроцилиндрами 29 для обеспечения полного контакта средней части 30 бульдозерного отвала 23 с дном 31 траншеи 32. Траншея 32 фрезеруется на глубину 33 с образованием дна 31 и бортов 34 до подошвы 35 наклонного уступа 36.

Способ разработки сложноструктурных наклонных пластов осуществляется следующим образом.

Создается требуемая концентрация напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки 6 с формированием в поверхностном слое 7 обрабатываемого массива 8 зон разрушения 9. С помощью рабочего органа 2 с изменяемой схемой расстановки 3 угольных режущих инструментов 4 и породных режущих инструментов 5 в зависимости от прочностных характеристик горной породы осуществляется селективная разработка сложноструктурных пластов 11 с применением автоматической системы управления 10. При разработке сложноструктурных наклонных пластов 15 рабочий ход 14 выемочно-транспортирующего агрегата 1 осуществляется под уклон 16. Рабочий орган 2 опускается посредством перемещения каретки 18 гидроцилиндром 17 в направляющих 19 с заглублением на мощность 20 породного пропластка 12. Для обеспечения увеличенного объема 26 призмы волочения 25 разрыхленная горная масса в траншее 32 перемещается установленным в задней части 21 выемочно-транспортирующего агрегата 1 бульдозерным отвалом 23 увеличенной ширины 24. Бульдозерный отвал 23 управляется посредством параллелограммной подвески 22 и снабжен боковыми поворотными сегментами 27, 28 для обеспечения полного контакта средней части 30 бульдозерного отвала 23 с дном 31 траншеи 32. В начальном цикле работы оба боковых поворотных сегмента 27, 28 бульдозерного отвала 23 подняты гидроцилиндрами 29 с применением автоматической системы управления 10 с учетом глубины 33 траншеи 32. При последующих циклах работы положение боковых поворотных сегментов 27, 28 регулируется в зависимости от формирования борта 34 траншеи 31 - с подъемом бокового поворотного сегмента 28 и опусканием на дно 31 траншеи 32 бокового поворотного сегмента 27. Рыхление и перемещение горной массы осуществляется до подошвы 35 наклонного уступа 36, при этом рабочий орган 2 и бульдозерный отвал 23 поднимаются, а бульдозерный отвал 23 проходит над сформированной призмой волочения 25. В процессе разработки угля 13 осуществляется выдвижение угольных режущих инструментов 4 на рабочем органе 2 с аналогичной последовательностью действий при отработке сложноструктурных наклонных пластов 15.

Способ обеспечивает повышение эффективности разработки сложноструктурных наклонных пластов, увеличение производительности и надежности выемки, снижение экологической нагрузки на окружающую среду в районе ведения горных работ.

Источники информации:

1. Анистратов Ю.И., Анистратов К.Ю., Щадов М.И. Справочник по открытым горным работам: М.: НТЦ «Горное дело», 2010. 700 с., с. 241.

2. Хмара Л.А., Деревянчук М.И., Кроль Р.Н., Басий В.В. Бульдозерные отвалы повышенной эффективности // Механизация строительства. 2010. №1, с. 9-13.

3. Авторское свидетельство SU 1339207A1, 23.09.1987 «Бульдозерный агрегат».

4. Чебан А.Ю. Совершенствование технологии разработки сложноструктурных месторождений с применением рыхлителей активного действия // Маркшейдерия и недропользование. 2021. №2, с. 21-24.

5. Патент RU 2634152 C1, 24.10.2017 “Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений».

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки сложноструктурных наклонных пластов, сложенных горными породами различной прочности. Способ разработки сложно-структурных наклонных пластов включает формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью рабочего органа с изменяемой схемой расстановки угольных режущих инструментов и породных режущих инструментов. При разработке сложноструктурных наклонных пластов рабочий ход выемочно-транспортирующего агрегата осуществляется под уклон. Рабочий орган опускается посредством перемещения каретки гидроцилиндром в направляющих с заглублением на мощность породного пропластка. Для обеспечения увеличенного объема призмы волочения разрыхленная горная масса в траншее перемещается установленным в задней части выемочно-транспортирующего агрегата бульдозерным отвалом увеличенной ширины, управляемым посредством параллелограммной подвески и снабженным боковыми поворотными сегментами для обеспечения полного контакта средней части бульдозерного отвала с дном траншеи. В начальном цикле работы оба боковых поворотных сегмента бульдозерного отвала подняты гидроцилиндрами с применением автоматической системы управления с учетом глубины траншеи. При последующих циклах работы положение боковых поворотных сегментов регулируется в зависимости от формирования борта траншеи. Технический результат заключается в расширении функциональности, повышении производительности и технологической эффективности горного оборудования при разработке наклонных сложноструктурных пластов, а также уменьшении разубоживания полезного ископаемого. 5 ил.

Способ разработки сложноструктурных наклонных пластов, включающий создание требуемой концентрации напряжений посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирование в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с помощью рабочего органа с изменяемой схемой расстановки угольных режущих инструментов и породных режущих инструментов в зависимости от прочностных характеристик горной породы в условиях селективной разработки сложноструктурных пластов с применением автоматической системы управления, отличающийся тем, что при разработке сложноструктурных наклонных пластов рабочий ход выемочно-транспортирующего агрегата осуществляется под уклон, при этом рабочий орган опускается посредством перемещения каретки гидроцилиндром в направляющих с заглублением на мощность породного пропластка, причем для обеспечения увеличенного объема призмы волочения разрыхленная горная масса в траншее перемещается установленным в задней части выемочно-транспортирующего агрегата бульдозерным отвалом увеличенной ширины, управляемым посредством параллелограммной подвески и снабженным боковыми поворотными сегментами для обеспечения полного контакта средней части бульдозерного отвала с дном траншеи, при этом в начальном цикле работы оба боковых поворотных сегмента бульдозерного отвала подняты гидроцилиндрами с применением автоматической системы управления с учетом глубины траншеи, а при последующих циклах работы положение боковых поворотных сегментов регулируется в зависимости от формирования борта траншеи.