Стенд для моделирования отработки крутопадающих рудных тел подэтажным обрушением по простиранию Советский патент 1992 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к экспериментальному и учебному оборудованию для лабораторного моделирования выпуска руды, может быть использовано применительно к подземной разработке крутопадающих рудных тел средней и большой мощности.

Известен ряд стендов для исследования торцового выпуска руды в системе подэтаж- ного обрушения 1.

Однако эти стенды не применимы к исследованию торцового выпуска при ведении работ по простиранию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стенд для моделирования отработки крутопадающих рудных тел подэтажным обрушением по простиранию включающий несущую конструкцию, выполненную в виде емкости, заполненной эквивалентным материалом, погрузочно- доставочную выработку, выдвижные элементы в виде плоских пластин, установленных с наклоном к продольной оси погру- зочно-доставочной выработки и боковые стенки 2.

Недостатками известной конструкции являются малая универбЗлъноЪть б результате узкого сп 5ҐТра Ш0делг1 г ыТ Л 6(311й, а также невозможность мсгтйлъзовйния его в учебном процессе ввиду непокЭчЭательно- сти и трудоемкости, Постоянное расстояние между боковыми стенками и постоянный угол наклона их не позволяют моделировать

отработку рудных тел различной мощности по простиранию с разными углами падения висячего и лежачего боков. Имитация выработки с помощью выдвижного элемента в кровле не позволяет моделировать одновременную отработку нескольких подэтажей. В результате, использования стенда в учебном процессе невозможно, универсальность его низка.

Цель изобретения - расширение области применения стенда в учебном процессе за счет возможности моделирования отработки по простиранию нескольких подэтажей одновременно при изменяющихся параметрах рудных тел.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для моделирования отработки круто- падающих рудных тел подэтажным обрушением по простиранию содержатся несущая конструкция, выполненная в виде емкости, заполненной эквивалентным материалом, погрузочно-доставочные выработки, выдвижные элементы в виде плоских пластин, установленных с наклоном к продольной оси погрузочно-доставочной выработки и боковые стенки. При этом погрузочно-до- ставочная выработка выполнена в виде пустотелого короба, установленного по простиранию рудного тела с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси, одна из боковых стенок выполнена со сквозными наклонными пазами обе боковые стенки установлены на шарнирах с возможностью перемещения одной из них в направлении перпендикулярном погрузочно- доставочной выработке, а выдвижные элементы установлены в наклонных лазах боковой стенки с возможностью передвижения по ним.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый стенд отличается тем, что подэтажи оборудованы выдвижной погрузочно-доставочной выработкой в виде пустотелого короба, боковые стенки смонтированы на шарнирах, причем одна из них имеет возможность перемещения и сквозные наклонные пазы в которых установлены выдвижные элементы. При этом профиль выдвижной выработки соответствует поперечному сечению моделируе- мой выработки (например прямоугольного, сводчатого, трапециевидного и др.).

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями при изучении данной области техники показывает, что выдвижные элементы в виде плоских пластин широко известны.

Однако использование их в заявляемом устройстве в сочетании с наклонными сквозными пазами в боковой стенке позволит моделировать отработку по простиранию нескольких подэтажей одновременно, что еще в большей степени повысит его универсальность и расширит область примене5 ния.

На фиг.1 представлен стенд, общий вид; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Стенд состоит из несущей конструкции 1, ограничивающей пространственную

0 трехмерную модель очистного блока, погру- зочно-доставочных выработок 6, выдвижных элементов А и боковых стенок 7, 8, обеспечивающих ограждение выпускаемых слоев 5. Выдвижные выработки 6 выполне5 ны в виде пустотелого короба, соответствующего сечению моделируемой доставочной выработки, например, прямоугольного сводчатого, трапециевидного и др. Боковые стенки стенда 7, 8 смонтированы на шарни0 pax, одна из стенок 7 стенда выполнена со сквозными наклонными пазами 9 и имеет возможность перемещения в направлении перпендикулярном погрузочно-доставочной выработке, выдвижные элементы 4 ус5 тановлены в наклонных пазах 9 боковой стенки 7 и имеют возможность передвижения по ним.

Стенд работает следующим образом. Боковые стенки 8, 7 стенда устанавли0 еают под углом а, равным углу падения моделируемого рудного тела и на расстоянии m друг от друга, равном его мощности, тем самым создают объемную трехмерную модуль очистного блока с заданными пара5 метрами. В модель очистного блока устанавливают выдвижные выработки 6, разделяющие блок на требуемое количество подэтажей, например, на две, верхний 2 и нижний 3. Расстояние между выдвижными

0 выработками определяется высота подэтажа исходя из условий отработки моделируемого рудного тела. В каждом подэтаже размещают выдвижные элементы 4, таким образом, чтобы одна из сторон их через

5 сквозные пазы 9, выполненные в одной из боковых стенок 7, выступала за пределы стенда, обеспечивая тем самым возможность извлечения элементов из заполненного стенда, а сами элементы имели

0 задаваемый угол наклона (например 70- 80°). Объемы, ограниченные выдвижными элементами 4 и стенками 7, 8 стенда заполняют эквивалентным материалом, имитирующим руду, находящуюся в слоях 5, а остальное пространство стенда заполняют

5 материалом, имитирующим обрушенные пустые породы 10. После этого, через выработку 6 начинают выпуск руды из слоя. После завершения выпуска руды из слоя выработ- ку выдвигают на величину 11, равную толщине следующего слоя. Из модели извлекают выдвижные элементы 4, чем имитируют отбойку очередного слоя руды и создают непосредственный контакт отбитой руды 5 с обрушенными породами 10. После этого начинают выпуск руды из очередного слоя.

Предлагаемый стенд реализован в учебном процессе при изучении выпуска руды под обрушенными породами, а также применительно к условиям ряда крутопадающих месторождений для моделирования отработки крутопадающих рудных тел подэтажами высотой 9 - 25 м. Мощность рудного тела колебалась от 12 до 15 м.

Стенд изготовлен в геометрическом масштабе 1:40. В качестве эквивалентного материала использовались дробленные породы месторождения. Угол наклона выпускаемых слоев изменялся в интервале 70 - 120°С. Выдвижные выработки, выполненные в виде пустотелого короба, устанавливались через 22,5-62,5 см, а выдвижные элементы через 10 - 20 см (4-8 м натуры). Боковые стенки благодаря шарнирам устанавливались под углом падения 70 - 90°, соответствующем натуре, на расстоянии друг от друга 30,0 - 37,5 см в точном соответствии с натурой.

Выдвижную выработку выдвигали из модели на величину, равную толщине слоя (30 - 37,5 см), извлекали выдвижной элемент и начинали выпуск руды через выдвижную выработку - пустотелый короб, Аналогично отрабатывались все слои верхнего и нижнего подэтажей, В результате испытаний моделей получены динамические зависимости показателей извлечения от количества добытой руды и конструктивных параметров системы подэтажного обру- шения, которые явились основой для нормирования потерь и разубоживания. Нормативы при заданной ценности руды для верхнего подэтажа составили; потери - 15%, разубоживание - 25%, для нижнего подэтажа, соответственно - 12% и 18%. По результатам отработки рудного тела отклонение фактических потерь и разубоживания

от нормативных не превысило 3 - 4%, т.е. обеспечена достаточно высокая надежность моделирования, а в учебном процессе - его показательность.

Применение заявляемого технического решения для моделирования отработки крутопадающих рудных тел подэтажным обрушением по простиранию обеспечивает его универсальность и показательность, что позволяет с успехом использовать его в учебном процессе.

Результаты моделирования на заявляемом стенде могут использоваться в качестве надежной экспериментальной основы для

учета и нормирования потерь полезного ископаемого, мх экономической оценки, что имеет большое практическое значение.

Формула изобретения

Стенд для моделирования отработки крутопадающих рудных ten подэтажным обрушением по простиранию, включающий несущую конструкцию, выполненную в виде емкости, заполненной эквивалентным материалом, погрузочно-доставочную выработку, выдвижные элементы в виде плоских пластин, установленных с наклоном к продольной оси погрузочно-доставочной выработки и боковые стенки, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения стенда в учебном процессе за счет возможности моделирования отработки по простиранию нескольких подэтажей одновременно при изменяющихся параметрах рудных тел, погрузочно-доставочная выработка выполнена в виде пустотелого короба, установленного по простиранию рудного тела с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси, одна из боковых стенок выполнена со сквозными наклонными пазами, обе боковые стенки установлены на шарнирах с возможностью перемещения одной из них в направлении, перпендикулярном погрузочно-доставочной выработке, а выдвижные элементы установлены в наклонных пазах боковой стенки с возможностью передвижения по ним.

7

Изобретение относится к экспериментальному и учебному оборудованию для лабораторного моделирования выпуска руды при подземной разработке рудных тел средней и большой мощности. Цель - расширение области применения стенда в учебном процессе за счет возможности моделирования отработки по простиранию нескольких подэтажей одновременно при изменяющихся параметрах рудных тел. Сгенд включает несущую конструкцию в виде емкости заполненной эквивалентным материалом, погрузочно-доставочную выработку, выдвижные элементы в виде плоских пластин. установленных с наклоном к продольной оси выработки Погрузочно-доставочная выработка выполнена в виде пустотелого короба, одна из боковых стенок имеет сквозные наклонные пазы, обе боковые стенки установлены на шарнирах, а выдвижные элементы в виде плоских плайтии установлены в наклонных пазах боковой стенки, При этом выдвижные выработки имеют профиль, соответствующий поперечному сечению моделируемой выработки. 2 ил Г Чюжээ