Способ комбинированной разработки сложноструктурных месторождений Российский патент 2023 года по МПК E21C41/26 E21C47/02 E21C25/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке сложноструктурных пластов, сложенных плотными, полускальными и легко разрабатываемыми скальными горными породами.

Известны способы разработки сложноструктурных пластов, сложенных породами, существенно отличающимися по прочности, с применением выемочных машин непрерывного действия оснащенных рабочими органами с изменяемой расстановкой и типом резцов [1-2].

Недостатком данных способов являются относительно низкая производительность выемочных машин при разработке прочных породных прослоев, а также сложная конструкция и невысокая надежность рабочих органов с поворотными резцами.

Известна комбинированная технология подземной разработки кимберлитов с применением проходческих комбайнов избирательного действия и раствора поверхностно-активных веществ для орошения забоя [3].

Технология не обеспечивает возможность селективной выемки тонких породных прослоев при разработке сложноструктурных пластов.

Известен способ подготовки горных пород к экскавации, заключающийся в бурении с откоса горизонтальных или наклонных взрывных скважин, а также нарезании на поверхности горной породы параллельных щелей, в которые подают разупрочняющий раствор [4].

Способ не обеспечивает необходимое качество селективной выемки тонких породных прослоев при разработке сложноструктурных пластов.

Наиболее близким по технической и технологической сущности является способ разработки с применением методов физико-химического разупрочнения массивов крепких горных пород, включающий разработку массива карьерным комбайном с рабочим органом, формирование выемок для заливки раствора поверхностно-активных веществ и предварительное разупрочнение массива [5].

Недостатками технологии являются многооперационность и необходимость использования разнообразного горного оборудования, снижающие технологическую эффективность всего процесса.

Технический результат заключается в повышении производительности и технологической эффективности разработки сложноструктурного массива горных пород карьерными комбайнами за счет расширения их функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что в способе комбинированной разработки сложноструктурных месторождений, включающем разработку массива карьерным комбайном с рабочим органом, формирование выемок для заливки раствора поверхностно-активных веществ и предварительное разупрочнение массива, одновременно с извлечением рабочим органом карьерного комбайна пласта полезного ископаемого невысокой прочности без предварительного разупрочнения ведется формирование выемок в виде горизонтальных щелей на соответствующую глубину в нижележащем прочном породном прослое дисковыми фрезами, установленными на раме, шарнирно прикрепленной к корпусу карьерного комбайна и поворачиваемой посредством гидроцилиндра, причем подача раствора поверхностно-активных веществ для предварительного разупрочнения осуществляется в выемки через форсунки по трубопроводам из бака, при этом объем, подаваемого через форсунки раствора поверхностно-активных веществ, регулируется системой автоматизированного управления, а при отработке рабочим органом карьерного комбайна на полную мощность нижележащего прочного породного прослоя, после предварительного разупрочнения, рама с дисковыми фрезами поднята.

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

На фиг. 1 - схема отработки пласта полезного ископаемого относительно невысокой прочности с одновременным предварительным разупрочнением нижележащего прочного породного прослоя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема отработки нижележащего прочного породного прослоя рабочим органом после предварительного разупрочнения.

Способ комбинированной разработки сложноструктурных месторождений ведется карьерным комбайном 1 с рабочим органом 2, системой автоматизированного управления 3, баком 4, трубопроводами 5, форсунками 6, а также дисковыми фрезами 7 с приводом 8. Дисковые фрезы 7 установлены на раме 9, шарнирно 10 прикрепленной к корпусу 11 и поворачиваемой посредством гидроцилиндра 12. Массив 13 сложноструктурного месторождения включает пласт полезного ископаемого невысокой прочности 14 и нижележащий прочный породный прослой 15, который посредством формирования выемок 16 в виде горизонтальных щелей 17 на соответствующую глубину 18 и заливки раствором поверхностно-активных веществ, предварительно разупрочняется и отрабатывается на полную мощность 19.

Способ комбинированной разработки сложноструктурных месторождений осуществляется следующим образом.

Ведется разработка массива карьерным комбайном 1 с рабочим органом 2, формирование выемок 16 для заливки раствора поверхностно-активных веществ и предварительного разупрочнения массива 13. Одновременно с извлечением рабочим органом 2 карьерного комбайна 1 пласта полезного ископаемого невысокой прочности 14 без предварительного разупрочнения ведется формирование выемок 16 в виде горизонтальных щелей 17 на соответствующую глубину 18 в нижележащем прочном породном прослое 15 дисковыми фрезами 7. Дисковые фрезы 7 с приводом 8 установлены на раме 9, шарнирно 10 прикрепленной к корпусу 11 карьерного комбайна 1 и поворачиваемой посредством гидроцилиндра 12. Подача раствора поверхностно-активных веществ для предварительного разупрочнения осуществляется в выемки 16 через форсунки 6 по трубопроводам 5 из бака 4. Объем, подаваемого через форсунки 6 раствора поверхностно-активных веществ, регулируется системой автоматизированного управления 3 и зависит от скорости перемещения комбайна 1 при разработке полезного ископаемого невысокой прочности 14. При отработке рабочим органом 2 карьерного комбайна 1 на полную мощность 19 нижележащего прочного породного прослоя 15, после предварительного разупрочнения, рама 9 с дисковыми фрезами 7 поднята.

Способ обеспечивает увеличение производительности и технологической эффективности за счет повышения функциональности горного оборудования, а также - снижение экологической нагрузки в районе ведения горных работ.

Источники информации:

1. Патент РФ №2634152 от 24.10.2017. Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений.

2. Патент РФ №2766069 от 07.02.2022. Способ разработки сложноструктурных наклонных пластов.

3. Шоболова Л.П., Коворова В.В. О создании комбинированной технологии разработки кимберлитов с применением жидких и газообразных ПАВ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. №1. С. 178-179.

4. Патент РФ №2099529 от 20.12.1997. Способ подготовки горных пород к экскавации.

5. Кузнецов А.Г., Штейнцайг P.M., Воронков Г.Я., Шендеров А.И., Александров А.А. Применение методов физико-химического разупрочнения массивов крепких горных пород при работе машин типа КСМ // Горная промышленность. 1997. №4. С. 3-7.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке сложноструктурных пластов, сложенных плотными, полускальными и легко разрабатываемыми скальными горными породами. Способ комбинированной разработки сложноструктурных месторождений включает извлечение рабочим органом карьерного комбайна пласта полезного ископаемого невысокой прочности без предварительного разупрочнения одновременно с формированием выемок в виде горизонтальных щелей в нижележащем прочном породном прослое дисковыми фрезами. Дисковые фрезы установлены на раме, шарнирно прикрепленной к корпусу карьерного комбайна и поворачиваемой посредством гидроцилиндра. Подача раствора поверхностно-активных веществ для предварительного разупрочнения осуществляется в выемки через форсунки по трубопроводам из бака. Объем подаваемого через форсунки раствора поверхностно-активных веществ регулируется системой автоматизированного управления. Техническим результатом является повышение производительности и технологической эффективности разработки сложноструктурного массива горных пород карьерными комбайнами за счет расширения их функциональных возможностей. 3 ил.

Способ комбинированной разработки сложноструктурных месторождений, включающий разработку массива карьерным комбайном с рабочим органом с формированием выемок для заливки разупрочняющего раствора поверхностно-активных веществ, отличающийся тем, что одновременно с извлечением рабочим органом карьерного комбайна пласта полезного ископаемого невысокой прочности без предварительного разупрочнения ведут формирование выемок в виде горизонтальных щелей на соответствующую глубину в нижележащем прочном породном прослое дисковыми фрезами, установленными на раме, шарнирно прикрепленной к корпусу карьерного комбайна и поворачиваемой посредством гидроцилиндра, причем подачу раствора поверхностно-активных веществ для предварительного разупрочнения осуществляют в выемки через форсунки по трубопроводам из бака, при этом объем подаваемого через форсунки раствора поверхностно-активных веществ регулируют системой автоматизированного управления, а при отработке рабочим органом карьерного комбайна на полную мощность нижележащего прочного породного прослоя после предварительного разупрочнения раму с дисковыми фрезами поднимают.