Способ доставки полезного ископаемого на поверхность Советский патент 1991 года по МПК B66B17/00 

Изобретение относится к подъемно- транспортному машиностроению, а именно к технике доставки полезного ископаемого на поверхность из шахт (рудников), и может найти применение в угольной, калийной и других отраслях горнодобывающей промышленности.

Цель - повышение эффективности доставки полезного ископаемого, разубожен- ного пустой породой, за счет снижения энергозатрат при одновременном отделении пустой породы.

На фиг. 1 представлена схема доставки гидросмеси; на фиг. 2 - схема доставки сухого крупнокускового полезного ископае- мо го.

Система доставки полезного ископаемого (фиг. 1) включает в себя бункер 1, оборудованный питателем 2, трубопроводную сеть 3 с насосной станцией 4, вертикальный трубопровод 5, заполненный тяжелой неводной средой, оканчивающийся напорной емкостью б и сблокированный с разгрузочным механизмом 7 полезного ископаемого, рабочий орган которого выполнен в виде термосифона 8 с винтовым оребрением 9, испарительный хвостовик которого заключен в кожух 10, компрессор 11, конденсатор 12, а также разгрузочный аппарат 13 пустой породы, установленный у основания верти- кального трубопровода 5. Напорная емкость 6 соединена с трубопроводной сетью 3 переливной трубой 14. Бункер 15 для аккумулирования пустой породы и полезного ископаемого, оснащены шлюзовыми затво- рами16. Кожухи 10 разгрузочных механизмов сообщены теплоизолированным воздуховодом 17.

На фиг. 2 изображены: система 18 загрузки, система 19 выгрузки, герметичная скважина 20, шлюзовый затвор 21, сливная емкость 22, дросселирующий запорный орган 23, испаритель 24, трубопровод 25, конденсатор 26, конденсатопровод 27, направляющее колесо 28, мигалки 29 с конусным клапаном.

Доставку полезного ископаемого по данному способу осуществляют следующим образом.

Поступающую из забоев горную массу в зависимости от ее состояния (сухая крупнокусковая или в виде гидросмеси) загружают в вертикальный трубопровод 5 (фиг. 1) или герметичную скважину 20 (фиг. 1). Сухую горную массу разделяют на порции и загружают в боковую нишу шлюзового затвора 21 (фиг. 2), осуществляют ее шлюзование поворотом цилиндрического тела вокруг собственной оси. Поступающая из забоев горная масса в виде гидрс-мзси, сплавляемая, например, в растворе хлористого кальция из бункера 1 питателем 2 (фиг. 1) загружается в одно из ответвлений трубопроводной сети 3 к насосной станции 4, нагнетающей транспортируемую суспензию в вертикальный трубопровод 5. Последний может быть заполнен октафторциклобутаном (температура кипения -5° С, плотность 1,5 г/см3) или перфторциклопентаном (температура кипения 22° С при температуре окружающего место шлюзования воздуха 28° С). При загрузке горной массы происходит замещение тяжелой жидкости с оставшимися в ней кусками пустой породы на куски полезного ископаемого.

Вследствие разницы в плотностях междусодержимым герметичной скважины (трубопровода) и слагающими горную массу породами, полезное ископаемое всплываете верхнюю часть трубопровода, откуда его удаляют. Тяжелую жидкость с кусками оставшейся породы собирают в сливной емкости 22, где уменьшают давление, дросселируя в запорном органе 23 и воздействуют на нее теплом рудничного воздуха в испарителе 24. В результате тяжелая жидкость испаряется

и переходит в газообразное состояние. Образовавшиеся пары отводят по трубопроводу в конденсатор 26, конденсируя в нем поднимающиеся по трубопроводу 25 пары, осуществляют возврат по конденсатопрово- ду 10 используемой в транспортном процессе жидкости опять в герметичную скважину. Полностью опорожнив сливную емкость 22 от жидкой фазы, запорный орган 23 открывают до отказа и после полной дегазации оставшейся пустой породы ее выгружают, например, через каскад мигалок 29 с конусным клапаном и направляют на закладку выработанного пространства.

Выгрузку осевшей в тяжелой жидкости пустой породы можно производить также разгрузочным механизмом 13 (фиг. 1), например, в случае транспортирования гидросмеси горной массы. При этом оставшаяся на поверхности выгружаемого материала жидкая фаза под воздействием рекуперации тепла рудничного воздуха вскипает, отнимая тепло от винтового оребрения термосифонов . разгрузочных механизмов, отобранное у омывающего их испарительные хвостовики воздуха, отходящие от выгружаемых грузопотоков пары октафторциклобутана сжимают компрессором 11 и после ожижения в конденсаторе 12 (фиг. 1) регенерированную тяжелую жидкость возвращают в вертикаль- ный трубопровод.

Выгрузку всплывшего полезного компонента можно производить по направляющему колесу 28 (фиг. 2) и далее через каскад мигалок 29 с конусным клапаном (для куско- вого материала) или так, как показано на фиг. 1 для гидросмеси. В этом случае, поскольку раствор хлористого кальция в воде значительно легче находящейся в вертикальном трубопроводе 5 неводной жидкости, к тому же вытесняется ею с поверхности транспортируемых минералов, в процессе всплывания происходит его отделение от твердой фазы, разделяющейся при этом, в свою очередь на два продукта: собственно полезное ископа- емое. всплывающее и выскакивающее в первый момент из октафторциклобутана, и пустую породу, погружающуюся к основанию вертикального трубопровода 5.

В результате находящаяся в вертикаль- ном трубопроводе 5 система расслаивается на две жидкие фракции - легкую (раствор хлористого кальция в воде), накапливающуюся в напорной емкости 6, и тяжелую (октафтор- циклобутан), заполняющую все нижераспо- ложенное под ней пространство.

Собирающееся под слоем раствора хлористого кальция в воде полезное ископаемое выгружают из вертикального трубопровода 5

разгрузочным механизмом 7. При этом исключается его переизмельчение, так как находящийся под ним слой раствора хлористого кальция выполняет роль амортизирующей подушки.

Формула изобретения

1.Способ доставки полезного ископаемого на поверхность, включающий загрузку его в вертикальный трубопровод, заполненный тяжелой жидкостью для всплывания, выгрузку полезного ископаемого и регенерацию тяжелой жидкости испарением с последующей конденсацией и возвратом в трубопровод вынесенных с всплывшим материалом ее остатков, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности доставки полезного ископаемого, разубожен- ного пустой породой, за счет снижения энергозатрат при одновременном отделении пустой породы, в качестве тяжелой жидкости для всплывания полезного ископаемого используют жидкость с температурой кипения ниже температуры рудничной атмосферы и плотностью, промежуточной между плотностями полезного ископаемого и пустой породы, отделяют пустую породу от остатков тяжелой жидкости путем перевода ее в газообразное состояние испарением и производят регенерацию конденсацией полученного пара с возвратом регенерированной тяжелой жидкости в вертикальный трубопровод, при этом для испарения используют тепло рудничного воздуха, а пустую породу выгружают в шахте.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что для доставки полезного ископаемого в виде гидросмеси используют тяжелую жидкость, несмешивающуюся с жидкостью для гидротранспорта с более высокой смачиваемостью поверхности минералов.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что для доставки крупнокускового сухого полезного ископаемого при размещении его в вертикальном трубопроводе производят его дозировку и шлюзование в тяжелую жидкость.

4.Способ по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что в качестве жидкой среды используют перфторциклопентан формулы

СР2ч

CF2CF2

XCF2-OF/

или перфторбутан формулы CF3-CF2-CF2-CF3

или перфторпентан формулы CF3-CF2-CF2-CF2-CF3

Фм.г

Изобретение относится к технике доставки полезного ископаемого на поверхность из шахт (рудников). Цель-повышение эффективности доставки полезного ископаемого, разубоженного пустой породой (ПП), за счет снижения энергозатрат при одновременном отделении ПП. Крупнокусковую горную массу (ГМ), сухую или в виде гидро