Способ комбайновой отбойки терморазрушаемых руд и комбайн для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21C37/18 E21C27/24 

//// &. .. Л- /. -- //. . /л////,i(//. / ////.////////s/ /St

Ь J19 21 К2 ;

. Фиг. 1

Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки месторождений полезных ископаемых, в частности руды камерно-столбовой системой.

Известен способ комбайновой отбойки терморазрушаемых руд и комбайн с электротермическим (ЭТ) исполнительным органом для его осуществления. Разрушение забоя осуществляется путем воздействия потоком инфракрасного (ИК) излучения. Основным достоинством ЭТ способа разрушения является то, что он безконтактный, а поэтому не требует создавать большие напорные усилия на забой. Нагрев оказывает разупрочняющее действие в отбиваемой руде и снижает энергозатраты и себестоимость последующих стадий рудоподготовки и обогащения.

Однако промышленного применения для разработки пластовых месторождений ЭТ способ не нашел. Во-первых, он является избирательным и его применение экономически целесообразно только в терморазрушаемых рудах. Во-вторых, отбитая руда, падая вниз, скапливается в промежутке перед нижней частью исполнительного органа и забоем и экранирует (загораживает) ИК излучение, что приводит к неудовлетворительным показаниям разрушения забоя в его нижней прилегающей к подошве выработки части.

Наиболее близким к предлагаемому является способ комбайновой отбойки термо- разрушаемых руд и комбайн для его осуществления. Суть способа заключается в том, что на забой воздействуют потоком инфракрасного излучения и механическим инструментом, измельчают отбитую руду и удаляют ее из призабойной зоны у подошвы забоя. Для осуществления способа используют комбайн, состоящий из корпуса с ходовой частью, размещенной на корпусе стрелы с роторным совмещенным электро- термомеханическим (ЭТМ) вращающимся органом, инфракрасные излучатели (ИКИ) которого являются основным рабочим органом, а смонтированные между ними шарошки - механическим породоразрушающим органом.

Комбайн имеет большую массу и технически сложен, поскольку необходимо создавать напорное усилие по всей площади забоя. Общеизвестно, что в терморазрушаемых крепких породах электротермическое (ЭТ) разрушение в верхней и средней по высоте части забоя идет достаточно эффективно без дополнительного механического воздействия. Использование шарошек является не рациональным, поскольку разупрочнение руды осуществляется ИКИ, а

шарошки прокатываются по уже разрушенному (разупрочненному) рудному забою, что не является необходимостью. Все это приводит к переизмельчению и так уже разупрочненной ИКИ руды в забое и в итоге к существенным потерям при последующих рудоподготовке и обогащении отбитой руды, а так же к нерациональным энергозатратам. Неэффективность комбайна

0 сказывается и при наличии нетерморазру- шаемых прослойков в заборе. Кроме того не достаточно решен вопрос отбора отбитой руды у подошвы забоя, которая перекрывает (экранирует) инфракрасные излучатели и

5 излучение от них.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и себестоимости отбойки и последующих рудоподготовки и обогащения руды. Указанная цель достигается тем, что в

0 способе комбинированной отбойки терморазрушаемых руд забой разделяют по высоте на основную зону и нижнюю зону у подошвы забоя, причем в основной зоне воздействуют на забой только потоком инф5 ракрасного излучения, а в нижней зоне у подошвы забоя на последний воздействуют только механическим инструментом, при этом измельчают отбитую руду в нижней зоне у подошвы забоя. При наличии же не0 терморазрушаемых прослойков на них воздействуют механическим инструментом.

Комбайн, включающий корпус с ходовой частью, размещенную на корпусе стре- . лу с основным рабочим органом в виде

5 инфракрасных излучателей и механический инструмент, снабжен закрепленной на корпусе упорной стрелой, а механический инструмент выполнен в виде шнека с двумя лопастями, навивка которых выполнена

0 встречно, установленными с зазором между собой для пропуска отбитой руды, причем шнек закреплен на упорной стреле под основным рабочим органом перпендикулярно продольной оси комбайна.

5 Лопасти шнека выполнены в виде лезвий штыревых шарошек. Кроме того комбайн выполнен с приводом вертикального поворота упорной стрелы, закрепленной на корпусе посредством шарнира.

0 На фиг, 1 изображен комбайн, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху: на фиг. 3 - то же, вид спереди.

Комбайн состоит из корпуса (рамы) 1, ходовой части 2, погрузочного устройства

5 (нагребающих лап) 3, ленточного конвейера 4. На корпусе неподвижно закреплена направляющая 5 с гидродомкратами (силовыми цилиндрами) 6 и расположенной в ней выдвижной стрелой 7, на конце которой смонтирован электротермический (ЭТ) рабочий орган, который является основным рабочим органом и выполнен в виде инфракрасных излучателей (ИКИ)8и 9. Верхний и боковые ряды ИКИ установлены с наклоном соответственно к кровле и бокам выработки, при этом боковые ряды 9 (фиг. 2) установлены на шарнире 10 и могут быть повернуты при необходимости (показано пунктиром) во внутрь выработки посредством домкрата 11 или специальными тягами (не показаны). На корпусе посредством горизонтальных шарниров 12 укреплена упорная стрела 13 с механическим породоразрушающим органом, выполненным в виде шнека 14 (фиг. 3)с лопастями 15, навивка которых выполнена встречно, при этом они установлены соосно с зазором (пазом) 16 между собой для пропуска отбитой руды. Ось шнека укреплена на упорной стреле перпендикулярно продольной оси комбайна. Лопасти шнека снабжены поро- доразрушающими твердосплавными штырями 17 и в плане представляют собой лезвия штыревых шарошек. С обеих концов шнека могут быть установлены шарошки 18. Упорная стрела выполнена из швеллерных левой и правой полустрел (сторон), на одной из которых укреплен привод 19, соединенный ломающимся карданным валом 20 со шнеком для вращения последнего. Карданный вал привода расположен под полкой швеллера упорной стрелы. Другая полустрела соединена, с осью шнека посредством подшипника. Предусмотрен и такой вариант, когда карданными приводами могут быть снабжены обе полустрелы, т.е. .обе стороны стрелы.

Комбайн выполнен с приводом вертикального поворота упорной стрелы, представляющим собой гидродомкраты (силовые цилиндры) 21 для ее поворота вокруг горизонтальных шарниров 12. обеспечивающих в. случае необходимости перемещение шнека по груди забоя от почвы до кровли выработки (их верхнее положение показано пунктиром на фиг. 1). Для беспрепятственного перемещения шнека по груди забоя предварительно выдвижную стрелу 7 с основным рабочим органом гидродомкратами 6 отводят от груди забоя назад, а боковые ряды ИКИ 9 поворачивают (убирают) во внутрь выработки домкратами .(или фаркопфами) 11,

Все гидрооборудование подключено к гидросистеме комбайна и приводится в движение от его насосной станции (не показано).

Изобретение может быть использовано в горной промышленности при разработке пластовых месторождений терморазрушаемых руд различной крепости комбайновым способом.

Способ комбайновой отбойки термо- разрушаемых руд осуществляется следую- 5 щим образом.

Комбайн гусеничным ходом подается на забой. При этом механический породораз- рушающий орган (шнек) подвэдится к прилегающей к подошве выработки (т.е. к

0 нижней) части забоя, а основной рабочий орган к основной вышележащей части забоя, разделяя таким образом отбойку забоя на основную и нижележащую части. На ИКИ подается напряжение. После прогрева ИКИ

5 под действием их инфракрасного (ИК) излучения в основной части забоя возникают термонапряжения и происходит разруше- ние руды, которая в виде шелушек, пластин и более или менее крупных частей отслаива0 ется и подается вниз. При этом вращающийся шнек, упирающийся в нижнюю часть забоя под действием усилия, создаваемого комбайном, разрушает эту часть забоя по всей его ширине, одновременно дробит

5 крупные куски руды, отбитые воздействием ИК излучения, перемещая рудную массу к его середине, и через паз выносит (удаляет) ее из призабойной зоны в сторону погрузочного устройства. Далее отбитая руда через

0 погрузочное устройство нагребающими лапами подается на ленточный конвейер, с которого попадает на магистральный конвейер или в вагонетку и выдается на поверхность. По мере подвигания забоя

5 осуществляется и подача комбайна.

При пересечении-нетерморазрушаемых прослойков (окисленные участки массива, глины и т.п.) электропитание ИКИ отключают, домкратами 6 стрелу 7с основным рабо-

0 чим органом отводят от забоя назад, а боковые ряды ИКИ 9 домкратами 11 поворачивают во внутрь выработки (фиг. 2, пунктир).

После этого гидродомкратами 21

5 упорную систему поворачивают вверх и разрушение по всей площади забоя осуществляют вращающимся шнеком.

Комбайн может.быть использован и как проходческий при проходке горизонталь0 ных и слабонаклонных выработок в термо- разрушаемых породах.

Наибольшие преимущества такой комбайн будет иметь в крепких породах, так как он более маневренен и прост по сравнению

5 с известным комбайном роторного типа.

Основной рабочий орган предлагаемого комбайна может быть как арочной, так и. прямоугольной формы при другом расположении ИКИ на рабочем органе. Более удобной для последующей эксплуатации

является прямоугольная форма выработки по сравнению с круглой формой, получаемой после роторного комбайна, где в дальнейшем требуется подсыпка для укладки рельсовых путей.

Формула изобретения

1.Способ комбайновой отбойки термо- разрушаемых руд. согласно которому на забой воздействуют потоком инфракрасного излучения и механическим инструментом, измельчают отбитую руду и удаляют ее из призабойной зоны у подошвы забоя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения снижения энергозатрат на отбойку и последующее обогащение руды, забой разделяют по высоте на основную зону и нижнюю зону

у подошвы забоя, причем в основной зоне воздействуют на забой только потоком инфракрасного излучения, а в нижней зоне у подошвы забоя на последний воздействуют только механическим инструментом, при этом измельчают отбитую руду в нижней зоне у подошвы забоя.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при наличии нетерморазрушаемых прослойков на них воздействуют механическим инструментом.

3. Комбайн для отбойки терморазруша- емых руд, включающий корпус с ходовой частью, размещенную на корпусе стрелу с основным рабочим органом в виде инфракрасных излучателей и механический инструмент, отличающийся тем, что, с целью обеспечения снижения энергозатрат на отбойку и последующее обогащение руды, комбайн снабжен закрепленной на корпусе упорной стрелой, а механический инструмент выполнен в виде шнека с двумя лопастями, навивка которых выполнена встречно, установленными с зазором между собой для пропуска отбитой руды, причем шнек закреплен на упорной стреле под основным рабочим органом перпендикулярно продольной оси комбайна.

4. Комбайн по п. 3, о т л и ч а ю щ и й- 20 с я тем. что лопасти шнека выполнены в виде лезвий штыревых шарошек.

5. Комбайн по пп. 3 и 4, отличающий с я тем, что он выполнен с приводом вертикального поворота упорной стрелы, закрепленной на корпусе посредством шарнира.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластовых месторождений, в частности руды. Цель изобретения - обеспечение снижения энергозатрат на отбойку и последующее обогащение руды. Суть способа заключается в том, что забой разделяют по высоте на основную зону и нижнюю зону у подошвы забоя, причем в основной зоне воздейству.////////////////////////////M ///////; ///////////////////////////////////////. ют на забой только потоком инфракрасного излучения, а в нижней зоне у подошвы забоя - только механическим инструментом, при этом измельчают отбитую руду в нижней зоне у подошвы забоя. При наличии нетер- моразрушаемых прослойков в забое на них воздействуют механическим инструментом. Комбайн для осуществления способа представляет собой корпус 1 с ходовой частью 2, размещенную на корпусе стрелу 7 с основным рабочим органом в виде инфракрасных излучателей 8, 9, и механический породо- разрушающий инструмент. Особенностью комбайна является то, что он снабжен закрепленной на корпусе упорной стрелой 13, а механический породоразрушающий механизм выполнен в виде шнека 14 с двумя лопастями, их навивка выполнена встречно. Шнек 14 закреплен на упорной стреле 13 под основным рабочим органом перпендикулярно продольной оси комбайна. Лопасти шнека выполнены в виде лезвий штыревых шарошек. Комбайн имеет привод вертикального поворота упорной стрелы, закрепленной посредством шарнира. 2 с.п. ф-лы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. /////////////////////////////////. (Л 4 0 ю со 00

13.20 ,19 .12,1 ,1 ////////г////// //// ///////} //.

v////////////// // //////// //////

j j . в $

Фиг 2

1 //.

W/////f/////////////////////.

8

.,,,;//////////////,,,..

Л

1

/К У. Xfoi . /

А/ Л/1 ///. . . ..

IFTJyvrWvrTyv. и7/лГуХ //

/ .

уи у ч/ . ь/ (.. 1........,/,;Т А.

У//////////////7////

16 17 15 W Фиг.З

Ул

I

/,;Т А.