Способ открытой разработки угольных месторождений и добычной агрегат для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке угольных месторождений.

.Цель изобретения - повышение экологичности разработки за счет переработки угля непосредственно в карьере при уменьшении площадей отчуждения под отвалы золы.

На фиг. 1 показан план горных работ карьера, где изображены: 1, 2, 3 и 4 -.границы карьерного поля, 5 - выездная траншея, 6 - разрезная траншея, 7 - вскрышные экскаваторы, 8 - внешний отвал на нерабочем борту карьера, 9 - средства колесного транспорта, 10 - породные (вскрышные и отвальные) уступы, 11 - магистральный трубопровод для подачи теплоносителя (водо- провод), 12 - магистральный

термостатированный паропровод, 13 -трубопровод для выдачи газообразных продуктов сжигания угля на дневную поверхность из карьера, 14-добычной уступ, 15 - многоковшовый добычной экскаватор, 16 - питающий насос, 17- паровал турбина, 18 - установка тонкой (окончательной) очистки газообразных продуктов сжигания угля, 19

- электрический генератор, 20 - накопительный бак, 21 - конденсатор; 22 - циркуляционный насос, 23 - пруд-охладитель (градирня), 24- конденсационный насос, 25

- дымосос и 26 - дымовая труба.

.На фиг,2 показана конструктивная схема добычного агрегата для реализации предлагаемого способа открытой разработки угольных месторождений, где изображе- ны: 27 - устройство (конвейер) для складирования золы в отвале, 28 - много- .

ковшовый рабочий орган (роторное колесо), 29 - стрела рабочего органа, 30 - промежуточный бункер-накопитель, 31 - устройство углеподготовки, 32 -устройство извлечения полезных сопутствующих углю полезных компонентов (например сорбционного ти- ла), 33 - паровой котел с воздухоподогревателем, 32-устройство извлечения полезных продуктов (компонентов) из золы и шлаков, 35 - водяной экономайзер, 36 - пароперегреватель, 37 - платформа с надстройкой и 38 ходовое оборудование.

Перечисленные выше устройства в целом представляют собой многоковшовый экскаватор с установленными на его платформе устройствами для переработки (сжигания) угля непосредственно в карьере и выработки теплоносителя высоких параметров для производства электроэнергии.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом (фиг. 1). После отвода участка земли для производства горных работ, строительства необходимых зданий и сооружений, монтажа и наладки оборудования на поверхности и в карьере, оконтуренном границами 1-4, проведения выездной (капитальной) 5 и разрезной 6 траншей, формируют фронт горных работ. При этом вскрышную породу разрабатывают вскрышными экскаваторами 7 и первоначально складируют во внешнем отвале 8, причем породу из карьера выдают с помощью средств колесного транспорта 9 (например), а в дальнейшем, после того как будут сформированы породные уступы 10 и во внутреннем отвале, породу складируют . в последнем. Перемещение породы во внутренний осуществляют все тем же колесным транспортом либо с помощью транспортно- отвального оборудования по бестранспортной схеме.

В выездной 5 и разрезной траншеях 6 тем или иным образом устанавливают магистральный карьерный водопровод 11, магистральный термостатированный паропровод . 1.2 и магистральный трубопровод для выдачи газообразных продуктов сжига-, кия угля из карьера 13. В добычном уступе 14 устанавливают добычной агрегат 15, который снабжают котельной установкой, включающей паровой котел с топкой для сжигания угля и парогенератор, воздухоподогреватель, водяной экономайзер, пароперегреватель, средствами золоудаления, устройством углеподготовки, а также устройствами извлечения полезных сопутствующих углю компонентов из угля и из золоотходов. Котельную установке агрегата 15 соответствующим образом подключают к магистральным карьерным

трубопроводам 11-13, а последние соответственно к питающему насосу 16, паровой турбине 17 и установке тонкой очистки газообразных продуктов сжигания угля 18. После включения в работу добычной агрегат 15 осуществляет отбойку (выемку) угля и его переработку путем сжигания практически непосредственно в забое и обеспечивает выработку промежуточного

0

энергоносителя в виде пара, например водяного. Водяной пар по магистральному термостатированному паропроводу 12 поступает на паровую турбину 17, размещенную на поверхности карьера в подходящем

5 месте. Паровая турбина 17 вращает связанный с ней электрический генератор 19, а отработавшие вода и несконденсировавшийся пар поступают в накопительный бак- 20 и конденсатор 21. В конденсатор 21 цир0 куляционным насосом 22 из пруда-охладителя 23 (или из охладителя башенного типа - градирни) непрерывно подается холодная вода. Поэтому отработавший пар в конденсаторе 21 превращается в жидкость и кон5 денсационным насосом 24 подается в бак-накопитель 20, откуда холодная вода питающим насосом 16 снова подается в магистральный карьерный водопровод 11 ида- лее в паровой котел добычного экскаватора

0 15.. .-. :

Газообразные продукты сгорания угля из топки парового котла добычного агрегата 15. поступают по магистральному карьерному трубопроводу 13 на установку тонкой

5 очистки 18, обеспечивающую извлечение сернистых и других вредных примесей до допустимых концентраций, после чего очищенные газообразные продукты сгорания дымососом 25 через дымовую трубу 26 на

0 заданной высоте выбрасываются в атмосферу. Зола же из топки парового котла с помощью соответствующих средств золоудаления 27 подается для складирования во внутренний отвал карьера непосредственно

5 или же после той или иной переработки (в случае необходимости.

Интенсивность вскрышных работ,.отработка добычных уступов, которых может быть и несколько, при этом целиком и

0 полностью определяется тепловой и электрической мощностью потребителей, расположенных соответственно рядом с карьером и далеко за его пределами.

Отличительным и существенным для

5 предлагаемого способа является также то. что одновременно с добычей и переработкой (сжиганием) угля осуществляют комплексное извлечение сопутствующих полезных продуктов, содержащихся в угле Для этого уголь, вынимаемый многоковшовым исполнительным органом 2.8 (выполненным, например, в виде роторного колеса) добычного агрегата 15 с помощью транспортирующего устройства в стреле 29 (фиг.2), подают в промежуточный бункер-накопитель 30 и далее в устройство углеподго- товки 31. В устройстве углеподготовки 31 осуществляют снижение до приемлемого уровня зольности добываемого угля (при необходимости) и его разрушение, например помол для пылевидного состояния, с целью последующего эффективного сжигания. Затем пылевидный уголь подают на установку извлечения полезных сопутствующих углю компонентов 32, например сорбционного типа, и, наконец, в топку парового котла с воздухоподогревателем 33. Образующиеся в топке котла 33 золу и шлаки подают в устройство извлечения полезных компонентов из золы 34, после чего она (зола) с помощью устройства 27 подается во внутренний отвал карьера (фиг.1), либо при необходимости направляется для последующего использования (например для производства строительных материалов).

Предлагаемый добычной агрегат помимо устройства складирования золы и шлаков в отвале 27 (фиг.Т, 2) содержит многоковшовый рабочий орган 28, установленный на стреле 29, а также промежуточный бункер-накопитель 30, устройства углеподготовки 31 и извлечения сопутствующих полезных компонентов 32. В состав агрегата входят также паровой котел с воздухоподогревателем 33, устройство извлечения полезных компонентов, из шлаков и золы 34, а также водяной экономайзер 35 и пароперегреватель 36. Указанные выше устройства размещены на поворотной платформе 37 с ходовым оборудованием 38 и соединены следующим образом. Выход роторного колеса и транспортирующего устройства на стреле 29 подается на промежуточный бункер-накопитель 30, после которого установлены последовательно одно за другим устройство углеподготовки 31. и извлечения сопутствующих углю продуктов 32., Выход последнего подается в топку парового котла 33. Зола и шлаки из парового котла 33 подаются на устройство извлечения полезных продуктов 34. Теплоноситель (вода) в паровой котел 33 подается через водяной экономайзер 35, а пар из котла - на пароперегреватель 36 и далее в магистральный паропровод. Наконец, дымовые, газы парового котла 33. подаются к магистральному трубопроводу для выдачи продуктов сгорания угля из карьера на дневную поверхность для их окончательной

очистки и выброса в атмосферу на заданной высоте.

Предлагаемый агрегат работает следующим образом. После установки устройства складирования золы в отвале 27, роторного колеса 28 и стрелы 29 в требуемое положение, включают в работу все штатные системы, приводы и устройства агрегата в работу. Уголь, вынимаемый в забое роторным коле0 сом 28 по стреле 29, поступает в промежуточный бункер-накопитель 30, из которого он подается на устройство углеподготовки 31. В устройстве углеподготовки 31 при необходимости осуществляется снижение до

5 приемлемого уровня зольности угля и его измельчение до заданной крупности, обеспечивающей возможность эффективного его сжигания, а также возможность извлечения, например сорбционным путем, сопут0 ствующих углю полезных компонентов в установке 32. Далее уголь в подготовленном виде поступает в топку парового котла 33, а образующиеся при сжигании угля шлаки и зола подаются на устройство извлечения

5 полезных компонентов из золы 34, после которого зола и шласи устройством 27 складируются во внутреннем отвале карьера либо отгружаются для дальнейшего использования.

0В паровой котел с воздухоподогревателем 33 при этом поступает воздух, а также из магистрального водопровода 11 (фиг.1) теплоноситель (зода) через водяной экономайзер 35. Образующийся в котле пар через

5 перегреватель 36 подается в термостатированный магистральный (карьерный) паропровод 12 и далее на поверхность карьера к паровой турбине 17 с электрогенератором 19. Газообразные продукты сгорания угля

0 из топки котла поступают в магистральный трубопровод 13 для выдачи их из карьера на дневную поверхность, с целью последующей окончательной очистки, нейтрализации и выброса на заданной высоте в атмосферу.

5 По мере отработки заходок в добычном ус тупе все оборудование агрегата, размещен: ное на платформе с надстройкой 37,

ходовым оборудованием 38 перемещается

на забой,

0 Предлагаемые способ открытой разработки и добычной агрегат позволяют обеспечить . комплексную эксплуатацию угольных месторождений при одновременном снижении трудоемкости и повышении

5 экологической чистоты добычи и переработки угля за счет рациональной компоновки в пространстве л совмещения во времени основных- технологических операций и процессов на пути от места залегания угля до получения конечных продуктов в виде злектроэнергии, тепла и других полезных компонентов, сопутствующих углю.

Формула изобретения 1. Способ открытой разработки угольных месторождений, включающий проведение капитальной и разрезной траншей, отделение угля от массива добычным агрегатом с формированием выработанного пространства, переработку угля и выработ- ку.теплоноеителя заданных параметров для получения электроэнергии, складирование золы в отвал, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности разработки зд счет переработки угля непосредственно в карьере при уменьшении площадей отчуждения под отвалы золы, переработку угля производят в добычном агрегате с одновременным извлечением сопутствующих

полезных компонентов, а складирование золы производят в выработанное пространство.

2. Добычной агрегат для открытой разработки угольных месторождений, включающий многоковшовый экскаватор с платформой, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности разработки за счет переработки угля непосредственно в карьере при уменьшении площадей отчуждений под отвалы золы, он снабжен котельной установкой, устройством золоудаления и складирования золы, расположенными на платформе экскаватора,

причем Котельная установка имеет расположенные в капитальной и разрезной траншеях трубопровод для удаления газообразных продуктов, трубопровод для выдачи теплоносителя и питающий водопровод.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке угольных месторождений. Цель изобретения - повышение экологичности разработки за счет переработки угля непосредственно в карьере при уменьшении площадей отчуждения под отвалы. Одновременно с отработкой угольных уступов добычными агрегатами ведут переработку угля и производство теплоносителя (водяного пара) заданных параметров непосредственно в карьере на добычных агрегатах, включающих многоковшовый экскаватор с платформой, на которой размещена котельная установка с устройствами углеподготовки и золоудаления. Складирование золы осуществляют в выработанное пространство, причем одновременно осуществляют и утилизацию сопутствующих углю полезных компонентов. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. in

.,

;/ « / -.

20 гщ гг

Фиг.1