Способ селективной выемки полезного ископаемого Советский патент 1993 года по МПК E21C27/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при селективной выемке пластов сложного строения с-чередующимися слоями полезного ископаемого и породы.

Цель изобретения - повышение эффективности выемки сложных пластов с чередующимися слоями полезного ископаемого и породы за счет искусственной концентрации породы преимущественно в мелких фракциях и последующим их отделением.

Совокупность перечисленных новых признаков в предложенном способе выемки приводит к появлению нового свойства - возможности при разработке сложных пластов с чередующимися слоями полезного ископаемого и породы искусственной концентрации породы в мелких фракциях и последующего отделения их пневмоотдувом или грохочением горной массы. При этом не требуется выборочной выемки отдельных слоев и раздельного транспортирования из

забоя полезного ископаемого и породы, что упрощает организацию работ в забое.

Перечисленное придает предложенному способу качественно новые возможности, в частности, позволяет разрабатывать сложные пласты,с большим (более трех) числом чередующихся слоев полезного ископаемого и породы, селективная выемка которых при использовании известных способов считается не рациональной.

Рассмотрим осуществление спосо.ба на примере отбойки калийного пласта, состоящего из двух слоев полезного ископаемого (сильвинита) с расположенным между ними слоем породы (галита).

В настоящее время при валовой выемке калийных пластов комбайнами параметры и режимы работы резцов рабочего органа выбраны такими, что обеспечивают степень измельчения отбитой горной массы, численно равную выходу фракции менее 1 мм (у), равной 20%. При выемке слоев полезного

О

ю

g

о

ископаемого эти параметры и режимы сохраняют, то есть сохраняют степень измельчения полезного ископаемого .

При отработке же слоя породы степень измельчения горной массы увеличивают. Это приводит к концентрации породы преимущественно в мелких фракциях крупности.

Оперативное увеличение степени измельчения горной массы технически может быть осуществлено двумя основными приемами - увеличением скорости вращения рабочего органа при сохранении скорости .его перемещения, либо уменьшением скорости перемещения рабочего органа при сохранении скорости его вращения. Возможна комбинация этих приемов.

В свою очередь скорость вращения рабочего органа может быть увеличена применением многоскоростных приводов. В простейшем случае это достигается заменой на серийном комбайне избирательного действия односкоростного двигателя или редуктора, соответственно, двухскоростны- ми. ...У современных комбайнов с расположением рабочего органа на подвижной стреле перемещение рабочего органа производится гидроцилиндрами. Поэтому уменьшение скорости перемещения рабочего органа комбайна может быть достигнуто, например, уменьшением давления масла в гидроцилиндрах стрелы рабочего органа,

Из-за своей простоты второй из описанных приемов более предпочтителен.

Мелкие фракции отбитой горной массы С преимущественной концентрацией в них породы отделяют непосредственно в шахте пневмоотдувом или грохочением и складируют в выработанном пространстве.

Для концентрации породы в мелких -фракциях отбитой горной массы необходимо увеличение степени ее измельчения не менее чем в 2-3 раза по сравнению с выемкой полезного ископаемого. Например, при суммарной мощности двух слоев полезного ископаемого

,75 гп

и мощности одного слоя породы ,25m,

где т - мощность пласта, м, при увеличении степени изменения породы в 2 раза по сравнению со степенью измельчения полезного ископаемого (то есть при ) и последующим отделением мелких

фракций по границе 1 мм. разубоживание составит:

Р

В

тп(100-уп)-100

А + В т™(ЮО -упи) +.т„(100 -Уп)

0,25т(100-40)-100

5т(

2

:г7щг2°%.

075т(1Ш - 20) + 0,25т(1Ш - 40)

где В, А - количество породы и полезного ископаемого в руде после отделения мелких фракций, т;

УП, УПИ - степень измельчения резцами породы и полезного ископаемого, численно равная выходу фракции менее 1 мм, %.

Соответственно, при увеличении степени измельчения резцами породы в 3 раза ( упи) разубоживание составит:

п0,25т(100-60)-100 ЛЛ01 р 075т(100 -20) + 0,25т(1Ш - 60)14/Ь

При валовой выемке этого пласта ( уп УПИ 20%)

Р

0,25т(100-20)-100

ШЬт(иХ1-г20) + 0,25m(1UU - 20)

:-7ПГ25%

Таким образом, при выемке пласта предложенным способом разубоживание уменьшается в 1,2-1,4 раза. При этом увеличение степени измельчения породы по сравнению со степенью измельчения полезного ископаемого должно быть не менее, чем в 2-3 раза.

.. При отделении мелких фракций вместе с породой может потеряться и некоторая часть полезного ископаемого. Рассмотрим суммарный ущерб от потерь и разубоживания при использовании предложенного способа.

Потери полезного ископаемого (п) с мелкими фракциями в предложенном способе составят

Л .

Относительный суммарный ущерб от потерь и разубоживания в сравниваемых вариантах может быть оценен по величине К

p+n,.

где N - относительная величина, показывающая, во сколько раз ущерб от увеличения на 1 % разубоживания превышает ущерб от увеличения на 1 % потерь руды, ед.;

р, п - коэффициенты разубоживания и потерь, доли ед.

Меньшему суммарному ущербу от потерь и разубоживания соответствует меньшая величина К.

Для условий Верхнекамского калийного бассейна среднее значение .5

Для предложенного способа отбойки при

0,20+0,.4, при

0,14+0,,04.

Для валового способа отбойки ()

0,,5.

Как следует из приведенных расчетов минимальное значение и, соответственно, меньший ущерб от потерь и разубоживания имеет место в предложенном способе выемки. При этом и по величине относительного суммарного эффекта величина увеличения степени измельчения породы по сравнению со степенью измельчения полезного ископаемого может быть принята не менее двух, но более надежно - не менее трех.

Таким образом, увеличение степени измельчения резцами слоев породы по срав- нению со степенью измельчения резцами слоев полезного ископаемого должно быть не менее, чем в 2-3 раза.

Предложенное техническое решение может быть использовано, например, для селективной выемки пласта Красный-П Верхнекамского калийного месторождения, состоящего из семи чередующихся слоев полезного ископаемого и породы. Слои

0

полезного ископаемого представлены сильвинитом с содержанием хлористого калия (полезный компонент) 32-38%. а слои породы - галитом. Перевод только половины породы из галитовых слоев в мелкие фракции с последующим отдувом ее позволит увеличить содержание хлористого калия в выдаваемой руде с 27-28% до 30-33% и за счет этого получить существенный экономический эффект.

Следует отметить, что капитальные затраты на реализацию предложенного способа минимальны и заключаются в самом незначительном изменении серийных конструкций горных комбайнов(см. выше). Способ отделения от отбитой горной массы мелких фракций, например, пневмоотду- вом, также характеризуется незначительными капитальными затратами.

Перечисленное подтверждает, что предложенное техническое решение высокоэффективно и может быть реализовано без больших капитальных и временных затрат.;

Формула из обретения Способ селективной выемки полезного ископаемого, включающий выемку породы и полезного ископаемого резцами вращающегося рабочего органа, установленного с возможностью перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбойки сложных пластов с чередующимися слоями породы и полезного ископаемого, степень измельчения слоев породы увеличивают по сравнению со степенью измельчения полезного ископаемого не менее, чем в 2-3 раза уменьшением скорости перемещения рабочего органа или увеличением скорости его вращения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при механизированной выемке пласта сложного строения с чередующимися слоями полезного ископаемого и породы и служит для повышения эффективности отбойки сложных пластов с чередующимися слоями полезного ископаемого и породы за счет концентрации породы преимущественно в мелких фракциях и их последующим отделением-. Способ включает разрушение горного массива резцами вращающегося рабочего органа комбайна, установленного на подвижной стреле. Новым является то, что степень измельчения резцами слоев породы, увеличивают по сравнению со степенью измельчения резцами слоев полезного ископаемого не менее, чем в 2-3 раза за счет уменьшения скорости перемещения стрелы или увеличения скорости вращения рабочего органа комбайна.