Способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции Российский патент 2023 года по МПК E21C47/00 B02C21/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при формировании отвалов из минерализованных вмещающих пород, для которых в процессе взрывного рыхления характерно образование обогащенной полезным компонентом мелкой фракции.

Известна технологическая схема рудоподготовки с просеиванием поступающей из забоев рудной массы на неподвижных или вибрационных грохотах, разделением рудного потока на богатую фракцию и некондиционную фракцию, отгрузка обогащенного продукта для дальнейшей переработки на фабрике, а некондиционной фракции - в отвал [1].

Недостатком данной технологической схемы является необходимость осуществления дополнительных перегрузочных и транспортных операций, что повышает себестоимость ведения работ.

Известен способ выемки взорванной горной массы экскаватором при разработке сложноструктурных месторождений с применением одноковшового экскаватора, оснащенного ковшом с просеивающим устройством для отделения обогащенной полезным компонентом мелкой фракции и подачей ее системой пневмотранспортирования в специальный накопительный контейнер [2-3].

Недостатком способа является неполное отделение мелкой фракции из горной массы, находящейся в ковше, посредством просеивающего устройства.

Известен способ подготовки и транспортировки горной массы при разработке глубокозалегающих месторождений и автоматизированный комплекс для его осуществления, включающий приемные емкости для разгрузки горной массы из автосамосвалов и просеивающую поверхность, предназначенную для отделения крупнокусковых включений из горной массы перед подачей ее на конвейер [4].

Способ и оборудование не обеспечивают возможности отделения из горной массы обогащенной мелкой фракции.

Известен способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции, заключающийся в разгрузке горной массы из автосамосвала на рабочую площадку отвального перегружателя, отделение крупной фракции посредством жестких стержней рабочей площадки, выделение обогащенной мелкой фракции на грохоте с ее последующим перемещением системой пневмотранспортирования в специальный бункер [5-6].

Недостатками способа являются наличие значительных ударных нагрузок на жесткие стержни рабочей площадки при разгрузке горной массы из автосамосвала, что снижает надежность и долговечность конструкции, отсутствие функции регулирования уклона просеивающих поверхностей ограничивает производительность процесса выделения обогащенной мелкой фракции, необходимость использования драглайна для формирования отвала из горной массы после выделения обогащенной мелкой фракции, а также необходимость периодических перестановок отвального перегружателя с применением дополнительного оборудования увеличивает себестоимость ведения отвалообразования.

Наиболее близким по технической и технологической сущности является способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции, включающий установку отвалообразователя при помощи механизма передвижения у кромки откоса отвального яруса на спланированной горизонтальной площадке, разгрузку автосамосвала в грузонесущий орган после контакта задних колес автосамосвала с упором грузонесущего органа, поворот грузонесущего органа гидроцилиндрами относительно опорной рамы с включением вибрационного транспортирующего устройства, разгрузку горной массы из грузонесущего органа под откос отвального яруса, возвращение грузонесущего органа в исходное положение для осуществления разгрузки автосамосвала, последовательное перемещение отвалообразователя вдоль кромки откоса отвального яруса [7].

Недостатками технологии формирования отвала с применением отвалообразователя является отсутствие возможности выделения из горной массы обогащенной мелкой фракции, а также необходимость применения бульдозера для формирования горизонтальной площадки у кромки откоса отвального яруса для последующего прохода отвалообразователя.

Технический результат заключается в повышении извлечения полезного компонента из минерального сырья, расширении функциональности горного оборудования, увеличении технологической эффективности ведения горных работ.

Технический результат достигается тем, что в способе формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции, включающем установку отвалообразователя при помощи механизма передвижения у кромки откоса отвального яруса на спланированной горизонтальной площадке, разгрузку автосамосвала в грузонесущий орган после контакта задних колес автосамосвала с упором грузонесущего органа, поворот грузонесущего органа гидроцилиндрами относительно опорной рамы с включением вибрационного транспортирующего устройства, разгрузку горной массы из грузонесущего органа под откос отвального яруса, возвращение грузонесущего органа в исходное положение для осуществления разгрузки автосамосвала, последовательное перемещение отвалообразователя вдоль кромки откоса отвального яруса, горная масса перемещается по вибрационному транспортирующему устройству с продольными жесткими стержнями, расположенными на расстоянии друг от друга для отделения крупнокусковой горной массы, при этом просеянная через щели грохота, установленного под вибрационным транспортирующим устройством, снабженного вибратором и упругими опорами, обогащенная мелкая фракция концентрируется в накопителе и через коллектор, расположенный в зоне всасывания, и трубопровод с поворотным патрубком, проходящим через шарнирную опору грузонесущего органа, посредством пневмосистемы непрерывно транспортируется по гибкому трубопроводу в бункер, причем для исключения обратного пересыпания обогащенной мелкой фракции через щели грохота при подъеме грузонесущего органа в крайнее верхнее положение в процессе отвалообразования, посредством гидроцилиндров выдвигается внутренняя промежуточная стенка, а после возврата грузонесущего органа в исходное положение внутренняя промежуточная стенка задвигается, позволяя мелкой фракции ссыпаться под действием силы тяжести в зону всасывания накопителя, причем накопитель снабжен датчиком контроля количества мелкой фракции системы автоматизированного управления отвалообразователя, обеспечивающей регулирование производительности пневмосистемы в случае изменения количества мелкой фракции в накопителе, при этом при перемещении отвалообразователя вдоль кромки откоса отвального яруса осуществляется планирование горизонтальной площадки посредством бульдозерного отвала, установленного на толкающих брусьях, прикрепленных к опорной раме.

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

На фиг. 1 - схема формирования отвала в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, грузонесущий орган отвалообразователя в исходном положении при разгрузке автосамосвала; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1, грузонесущий орган отвалообразователя в крайнем верхнем положении при разгрузке горной массы под откос отвального яруса.

Способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции осуществляется отвалообразователем 1, установленным у кромки 2 откоса отвального яруса 3 на спланированной горизонтальной площадке 4. Отвалообразователь 1 снабжен механизмом передвижения 5, грузонесущим органом 6, опорной рамой 7, пневмосистемой 8, бульдозерным отвалом 9 с толкающими брусьями 10, системой автоматизированного управления 11 с датчиком 12. Грузонесущий орган 6 поворачивается из исходного положения 13 в крайнее верхнее положение 14 посредством гидроцилиндров 15 и включает вибрационное транспортирующее устройство 16 с продольными жесткими стержнями 17, расположенными на расстоянии 18 друг от друга, внутреннюю промежуточную стенку 19 с гидроцилиндрами 20, а также -упор 21 для контакта с задними колесами 22 автосамосвала 23. Просеивание обогащенной мелкой фракции ведется через щели 24 грохота 25, установленного под вибрационным транспортирующим устройством 16. Грохот 25 снабжен вибратором 26 и упругими опорами 27. Пневмосистема 8 включает накопитель 28, коллектор 29, расположенный в зоне всасывания 30, и трубопровод 31 с поворотным патрубком 32, проходящим через шарнирную опору 33 грузонесущего органа 6. Пневмосистема 8 транспортирует обогащенную мелкую фракцию по гибкому трубопроводу 34 в бункер 35.

Способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции осуществляется следующим образом.

Отвалообразователь 1 при помощи механизма передвижения 5 устанавливается у кромки 2 откоса отвального яруса 3 на спланированной горизонтальной площадке 4. Разгрузка автосамосвала 23 в грузонесущий орган 6 производится после контакта задних колес 22 автосамосвала 23 с упором 21 грузонесущего органа 6. Осуществляется поворот грузонесущего органа 6 гидроцилиндрами 15 относительно опорной рамы 7 с включением вибрационного транспортирующего устройства 16. Горная масса перемещается по вибрационному транспортирующему устройству 16 с продольными жесткими стержнями 17, расположенными на расстоянии 18 друг от друга для отделения крупнокусковой горной массы. Просеянная через щели 24 грохота 25, установленного под вибрационным транспортирующим устройством 16, снабженного вибратором 26 и упругими опорами 27, обогащенная мелкая фракция концентрируется в накопителе 28 и через коллектор 29, расположенный в зоне всасывания 30, и трубопровод 31 с поворотным патрубком 32, проходящим через шарнирную опору 33 грузонесущего органа 6, посредством пневмосистемы 8 непрерывно транспортируется по гибкому трубопроводу 34 в бункер 35. Для исключения обратного пересыпания обогащенной мелкой фракции через щели 24 грохота 25 при подъеме грузонесущего органа 6 в крайнее верхнее положение 14 в процессе отвалообразования, посредством гидроцилиндров 20 выдвигается внутренняя промежуточная стенка 19, а после возврата грузонесущего органа 6 в исходное положение 13 внутренняя промежуточная стенка 19 задвигается, позволяя обогащенной мелкой фракции ссыпаться под действием силы тяжести в зону всасывания 30 накопителя 31. Обеспечение регулирования производительности пневмосистемы 8 осуществляется посредством системы автоматизированного управления 11 отвалообразователя 1, снабженной датчиком 12 контроля количества мелкой фракции. Производится возвращение грузонесущего органа 6 в исходное положение 13 для осуществления разгрузки автосамосвала 23 и последовательное перемещение отвалообразователя 1 вдоль кромки 2 откоса отвального яруса 3 с выполнением планирования горизонтальной площадки 4 посредством бульдозерного отвала 9, установленного на толкающих брусьях 10, прикрепленных к опорной раме 7.

Способ обеспечивает увеличение технологической эффективности за счет повышения функциональности горного оборудования, а также - снижение экологической нагрузки в районе ведения горных работ за счет уменьшения пыления при ведении отвальных работ в связи с удалением из горной массы мелких фракций.

Источники информации:

1. Кантемиров В.Д., Титов Р.С. Оптимизация параметров карьерных грохотильно-перегрузочных пунктов // Известия Уральского государственного горного университета. 2020. №3. С. 107-114.

2. Чебан А.Ю. Способ выемки взорванной горной массы экскаватором при разработке сложноструктурных месторождений // Маркшейдерский вестник. 2020. №2. С. 66-70.

3. Секисов Г.В., Чебан А.Ю. Малоотходная технология освоения сложноструктурных месторождений с применением комбинированных схем выемки и переработки руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021. №6. С. 110-118.

4. Патент РФ №2569136 от 20.11.2015. Способ подготовки и транспортировки горной массы при разработке глубокозалегающих месторождений и автоматизированный комплекс для его осуществления.

5. Патент РФ №2789769 от 09.02.2023. Способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции.

6. Чебан А.Ю. Технология ведения отвалообразования с применением усовершенствованного отвального перегружателя // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2022. Вып. 3, С. 210-219.

7. Левенсон С.Я., Гендлина Л.И. Проблема безопасности при формировании породных отвалов и создание технических средств для ее решения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. №5. С. 168-174.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при формировании отвалов из минерализованных вмещающих пород, для которых в процессе взрывного рыхления характерно образование обогащенной полезным компонентом мелкой фракции. Способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции включает установку отвалообразователя у кромки откоса отвального яруса, разгрузку автосамосвала в грузонесущий орган, поворот грузонесущего органа с перемещением горной массы по вибрационному транспортирующему устройству с продольными жесткими стержнями для отделения крупнокусковой горной массы. Просеянная через щели грохота обогащенная мелкая фракция концентрируется в накопителе и через коллектор и трубопровод с поворотным патрубком посредством пневмосистемы непрерывно транспортируется по гибкому трубопроводу в бункер. Для исключения обратного пересыпания обогащенной мелкой фракции через щели грохота при подъеме грузонесущего органа в крайнее верхнее положение посредством гидроцилиндров выдвигается внутренняя промежуточная стенка. Разгрузка горной массы из грузонесущего органа ведется под откос отвального яруса. При перемещении отвалообразователя вдоль кромки откоса отвального яруса осуществляется планирование горизонтальной площадки посредством бульдозерного отвала отвалообразователя. Технический результат заключается в повышении извлечения полезного компонента из минерального сырья, расширении функциональности горного оборудования, увеличении технологической эффективности ведения горных работ. При создании изобретения проводились исследования с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных Дальневосточного отделения Российской академии наук», финансируемого Российской Федерацией в лице Министерства науки и высшего образования РФ по проекту №075-15-2021-663. 3 ил.

Способ формирования отвалов с отделением обогащенной мелкой фракции, включающий установку отвалообразователя при помощи механизма передвижения у кромки откоса отвального яруса на спланированной горизонтальной площадке, разгрузку автосамосвала в грузонесущий орган после контакта задних колес автосамосвала с упором грузонесущего органа, поворот грузонесущего органа гидроцилиндрами относительно опорной рамы с включением вибрационного транспортирующего устройства, разгрузку горной массы из грузонесущего органа под откос отвального яруса, возвращение грузонесущего органа в исходное положение для осуществления разгрузки автосамосвала, последовательное перемещение отвалообразователя вдоль кромки откоса отвального яруса, отличающийся тем, что горная масса перемещается по вибрационному транспортирующему устройству с продольными жесткими стержнями, расположенными на расстоянии друг от друга для отделения крупнокусковой горной массы, при этом просеянная через щели грохота, установленного под вибрационным транспортирующим устройством, снабженного вибратором и упругими опорами, обогащенная мелкая фракция концентрируется в накопителе и через коллектор, расположенный в зоне всасывания, и трубопровод с поворотным патрубком, проходящим через шарнирную опору грузонесущего органа, посредством пневмосистемы непрерывно транспортируется по гибкому трубопроводу в бункер, причем для исключения обратного пересыпания обогащенной мелкой фракции через щели грохота при подъеме грузонесущего органа в крайнее верхнее положение в процессе отвалообразования, посредством гидроцилиндров выдвигается внутренняя промежуточная стенка грузонесущего органа, а после возврата грузонесущего органа в исходное положение внутренняя промежуточная стенка грузонесущего органа задвигается, позволяя мелкой фракции ссыпаться под действием силы тяжести в зону всасывания накопителя, причем накопитель снабжен датчиком контроля количества мелкой фракции системы автоматизированного управления отвалообразователя, обеспечивающей регулирование производительности пневмосистемы в случае изменения количества мелкой фракции в накопителе, при этом при перемещении отвалообразователя вдоль кромки откоса отвального яруса осуществляется планирование горизонтальной площадки посредством бульдозерного отвала, установленного на толкающих брусьях, прикрепленных к опорной раме.