Оборудование для разработки тонких рудных тел Советский патент 1993 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к оборудованию для разработки тонких рудных пластов, технологии обрушения с применением оборудования для горной разработки, такого как платформа или буровая каретка для подземных работ, подвешенная на участках направляющих рельсов в нише, из которого осуществляются бурение и загрузка и которое до взрывных работ перемещается в восстающий ствол.

Цель изобретения - создание способа и оборудования, с помощью которых разработка тонких рудных пластов становится технически реализуемой.

Изобретение основано на следующих принципах:

1.Горные работы должны осуществляться от основных горизонтов, т. е. тонкое рудное тело не должно иметь доступ, как до настоящего времени, через систему промежуточных штреков, оборудование которых требует значительного объема затрат.

2.Разработка и удаление разрыхленной рудной массы должны осуществляться одновременно и в ходе независимых операций.

3. Разведочное бурение, которое обычно является очень дорогостоящим и может занять период в 6-7 лет, должно быть ограничено только, главным образом, вопросами определения принципиально приблизительных границ и протяженности рудного тела. Вместо этого оборудование для горных разработок должно быть сконструировано и приспособлено таким образом, чтобы обеспечить перемещение вдоль рудного тела в основном независимо от его в основном неизвестного изменения в отношении мощности, угла падения, изгибов и возможных сдвигов.

Согласно одному аспекту данного изобретения используется способ, который похож на вышеназванную технологию механизированного обрушения с оседанием и таким образом, имеет связанные с этим преимущества. Однако необходимо подчеркнуть, что указанная технология основана на использовании оборудования, которое

сл

С

00

со

О

сл о о

ы

требует большого лространстаа м способно приводиться в движение на одной и той же непрерывной направляющей системе в камере и в восстающем стволе. Эти известные технологии и оборудование полностью не- применимы при тонких рудных телах мощностью не более 4 м, плоскости которых наклонены под углом 60-70° к горизонтали и которые имеют обычно много изгибов и, возможно, сдвиги вдоль их протяженности.

В результате применения согласно данному изобретению в восстающем стволе, следующем за наклоном рудного тела, транспортного подъемника, сконструированного дли приема платформы для разработки или буровой каретки в клети подъемника, стало возможным приспособление размера платформы для разработки или буровой каретки, предназначенной для подвешивания на направляющих в потолке камеры, к сильно изменяющимся условиям по отношению к размеру и форме рудного тела. Таким образом, в одном случае, например, может быть необходима разработка с платформы, имеющей ширину 1м, с которой осуществляется бурение с помощью ручных буровых инструментов и которая приводится вручную вперед вдоль направляющей. В другом случае возможно использовать более широкую буровую каретку с одним или более буровым инструментом, при этом используется пневмодвигатель мли электродвигатель для ее продвижения вдоль направляющей.

Благодаря размещению направляющей подвески в клети транспортного подьемни- ка для платформы или буровой каретки эта направляющая имеет возможность перемещения в поперечном и продольном направлении и возможность соединения со стартовой направляющей в потолке ниши, причем получают гибкий переход для перемещения платформы или буровой каретки :. восстающим стволом и нишей в рудном теле. Одна и та же подвеска с направляющей может затем быть приспособлена для платформы для разработки или буровых кареток различных видов.

После начала разработки стартовая на

,.-.

правляющая, прежде всего, предусмотрена в потолке ниши вблизи от восстающего ствола. Стартовая направляющая имеет блокирующее устройство для платформы для разработки или буровой каретки, подвешенной на ней, которое автоматически начинает действовать, если на него взойдет плзтформа.или каретка, когда транспортная клеть еще не начала двигаться вниз.

Кроме того, линии подачи воздуха и воды связаны через стартовую направляю5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

щую с трубопроводами подачи воздуха и воды для горного оборудования, при проходе обычным образом по участкам направляющих.

Участки направляющих располагаются в потолке камеры рудного тела так, чтобы они практически следовали за изгибами в рудном теле и связывали любые сбросы с целью обеспечить следование формы камеры за формой тела тонкого рудного пласта. Для этой цели набор коротких, изогнутых под углом соединительных элементов включен в состав горного оборудования и размещен между двумя участками направляющих с целью изменения их взаимного угла в боковом направлении и/или по высоте и/или для их сдвига параллельно в боковом направлении, когда форма и рудное тело требует этого. По аналогичным причинам платформа для разработки предпочтительно с возможностью поворота подвешена на направляющей.

Целесообразно,чтобы изобретение использовалось для разработки руды камерами в плоскости рудного тела, имеющего длину 50-200 м и высоту 50 м и более.

На фиг, 1 показано горизонтальное сечение тонкого рудного тела; на фиг. 2, 3 - вертикальные разрезы рудного тела соответственно е направлениях стелок II-II и Ill-Ill на фиг. 1; на фиг. 4-6 проиллюстрировано схематически в разрезах вдоль плоскости рудного тела три последовательных подготовительных рабочих этапа горных работ; на фиг. 7 показано горизонтальное сечение в направлении стрелок VII-VII на фиг. 6; на фиг. 8 - начальный этап горных работ согласно первому варианту осуществления способа; на фиг. 8а - в частичном виде следующий этап; на фиг. 9-11 -. последовательные дальнейшие рабочие этапы первого варианта выполнения; на фиг. 12-14 - последовательные рабочие этапы второго варианта осуществления способа; на фиг. 15 - третий вариант осуществления способа разработки; на фиг, 16 - проиллюстрирован принцип вентилирования камеры; на фиг. 17-принцип подвешивания платформы для разработки в клети транспортного подъемника, проходящей в восстающем стволе; на фиг. 18 показана платформа для разработки, подвешенная на направляющих в потолке; на фиг. 19-21 проиллюстрирован принцип прикрепления с возможностью поворота направляющих и платформы для раз- работки; на фиг. 21 показан вид в направлении стрелок XXI на фиг. 20; на фиг. 22a-d проиллюстрировано применение соединительных элементов между участками направляющих.

На фигурах чертежей те же или аналогично действующие детали имеют одинаковые позиции.

Фиг. 1-3 иллюстрируют очертания тонкого рудного тела 1. Как видно, рудное тело может также включать участки 2 другого минерала, чем руда, предназначенная для добычи. От поперечных штреков, ведущих к двум штрекам главных горизонтов 3 и 4 соответственно, два горизонтальных штрека 6 и 8, проходящие практически параллельно относительно друг друга, проходят в рудном теле. На участках нерудных материалов дополнительно проходят горизонтальные штреки 6 и 8..

От нижнего штрека 8 два восстающих ствола 10 и 12 соответственно проходят в рудном теле вверх к верхнему штреку 6. Этот этап иллюстрируется фиг. 4, где горные работы могут быть выполнены с классическим подвешенным на направляющих подъемником восстающего ствола 14.

Параллельно вышеназванному и над нижним штреком 8 проходит горизонтальный, так называемый конусный, штрек 16, пол которого образует нижнюю стенку ниши в рудном теле, предназначенном для выработки. От штрека 8 проходит ряд расширяющихся кверху отверстий 18 к конусному штреку 16. Хотя штирек 8 в показанном примере иллюстрируется как проходящий в рудном теле в виде так называемого транспортировочного штрека, обычно предпочитают размещать транспортировочный штрек, соответствующий основному горизонту 4, со смещением в боковом направлении по отношению к погрузочным отверстиям 18, при этом так называемые обслуживающие штреки ведут к последним. Такие обслуживающие штреки указаны с помощью штриховых линий позицией 19.

Наличие транспортировочного штрека 8, конусного штрека 16, погрузочных отверстий 18 и обслуживающих штреков, если таковые имеются, может быть обеспечено методом, являющимся классическим для обрушения с оседанием.

Согласно фиг. 7, в восстающем стволе 10 установлена клеть транспортного подъемника, перемещаемая с помощью зубчатой рейки, заполняющая прямоугольное сечение штрека в максимальной степени. Эта клеть транспортного подъемника тоже может перемещаться так, как изображено позицией 21 на некоторых последующих фигурах. Сторона для подвешивания 22 сечения штрека может выходить за пределы рудного тела 24, и на этой стороне предусмотрена направляющая 26 для клети подъемника 20.

Согласно фиг. 17, клеть 20 подъемника в своем потолке несет направляющую 28 для подвешивания блока для разработки в виде платформы для выработки или буровой каретки 30 в клети подъемника. Направляющая 28 установлена с возможностью пере- . мещения в боковом направлении и в

0 продольном направлении в потолке клети подъемника, Блок добычи 30 в одном варианте осуществления может представлять собой практически только платформу для выработки бурением с управляемыми вруч5 ную меньшими буровыми машинами. Этот вариант предназначен для очень малой мощности, примерно менее 1 м, рудного тела. В другом варианте выполнения, предназначенном для больших размеров мощно0 сти рудного тела, буровая каретка больших размеров может иметь одно или более буровых устройств 32 для механизированного бурения, указанных на фиг. 9-15.

В первом варианте осуществления спо5 соба, изображенном на фиг. 8-11, добычу начинают, в частности, согласно фиг. 8, при горизонтальном бурении от платформы разработки или буровой каретки, размещенной в клети подъемника 20. После зарядки подъ0 емная клеть 20 переводится вверх в без- . опасное место в штреке 10, в переходе между восстающим стволом 10 и потолком рудного тела образуют углубление 34 с длиной, позволяющей установку первой на5 правляющей 36, называемой здесь стартовой направляющей. После установки этой стартовой направляющей 36 в потолке выемки 34 направляющая 28, установленная с возможностью перемещения в клети

0 20 подъемника, перемещается в линию с этой стартовой направляющей 36 так, чтобы платформа для разработки или буровая каретка могли быть выдвинуты на стартовую направляющую согласно фиг. 8а. Согласно

5 фиг. 9, продолженное горизонтальное бурение после этого осуществляется с зарядкой и подрывом и ступенчато удлиняется с помощью новых участков направляющих 38 до восстающего ствола 12.

0 На втором этапе начинают вертикальное бурение от восстающего ствола 12 согласно фиг. 10 с последовательными зарядкой буровых шпуров, демонтированием направляющих участков и подрывом (см.

5 фиг. 11). Вновь отбитый взрывом поток не требует отделения отслаиванием.

При меньших расстояниях между местом подрыва и штреком 10 платформа для разработки или буровая каретка может быть перемещена до каждого подрыва, в клеть 20

подъемника, которая перемещается вверх в восстающем стволе 10.

После завершения этапа добычи с вертикальным бурением вновь начинают горизонтальное бурение, описанное по фиг. 8,9.

Согласно второму варианту осуществления способа и в соответствии с фиг, 12-14, этап горизонтального бурения устраняют. Начиная с клети 20 подъемника, участки 38 направляющих вместо этого вначале уста- навливают непосредственно в имеющийся потолок рудного тела до восстающего ствола 12 (см. фиг. 12), После этого вертикальное бурение начинают от вспомогательного штрека 12 (см. фиг. 13). И наконец, зарядку, последовательную разборку участков направляющих и взрывную отбойку осуществляют так же, как и по первому варианту (см. фиг. 14).

Второй вариант способа, описанный выше, хорошо пригоден для автоматизации с использованием роботов для бурения и зарядки.

На фиг. 15 изображена модификация любого из обоих описанных способов, со- гласно которой транспортировочный штрек 10 расположен практически по центру в рудном теле и.вентилядионный штрек 40 и 42 соответственно расположен на каждом конце разрабатываемого рудного тела. После этого разработку осуществляют в сторону обоих направлений от клети 20 подъемника с использованием одного либо обоих описанных способов.

На фиг. 16 иллюстрируется целесооб- разный вариант выполнения вентиляции места разработки. В штреке 6 над рудным телом 24 предусмотрено перекрытие 44, так чтобы воздух, подаваемый вентилятором, побуждался бы к протоку за местом разра- ботки через транспортировочный штрек 10 и после этого кверху вдоль вспомогательного восстающего ствола 12.

Нафиг. 18 показано несколько дополнительных деталей платформы для выработки 30. В частности, платформа 30 несет на нижней поверхности подвешенный на роликах нижний удлинительный настил 46, который можно перевести в выступающее изображенное положение с образованием плат- формы для отделения отслаиванием и прикрепления новых участков направляющих 38. Позицией 47 обозначены несущие раскосы.

Согласно фиг. 19, предусмотрены сред- ства48для подвешивания, при необходимости, участков 38 направляющих с возможностью поворота в их местах крепления 50. Подвеска направляющих с возможностью поворота устраняет необходимость

несущей поверхности, которая проходила бы практически .в той же горизонтальной плоскости вдоль рудного тела, и допускает прикрепление, например, в наклонной стене 52, вместо потолка узкой камеры выработки, если это необходимо, например, по причинам прочности4. Наклонная стена может затем также наклониться в направлении, противоположном изображенному на фиг. 19.

Согласно фиг. 20, 21, платформа для разработки может быть подвешена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 54 и горизонтиальной оси 56. Позицией 58 обозначены несущие или приводные колеса для платформы на направляющих 38, а позицией 60 - подвесной раскос для платформы.(см. также фиг. 18). На фиг. 20, 21 направляющая 38 жестко закреплена с помощью крепления 50 в горизонтальном потолке. С помощью подвески с возможностью поворота платформы для разработки она может быть гибко приспособлена к изменениям направления камеры.

Для обеспечения приспособления удлинения участков 38 направляющих к изгибам в боковом направлении камеры и даже связывания небольших сбросов можно использовать соединительные элементы 62 вида, схематически изображенного на фиг. 22, в произвольных сочетаниях для изгиба под углом или сдвига параллельно направляющих участков 38 по отношению друг к другу. Ширина такого соединительного участка 62 соответствует шагу зубчатой рейки направляющих участков, указанному точками 63, в результате чего указанный шаг также сохраняется в переходах соединений. С целью устранения опасности заедания для зубчатых колес, взаимодействующих с зубчатой .рейкой, зубец или палец соединительного участка 62, который представлен на плоскости чертежа на фиг. 22 а-с, должен иметь конусность, т. е. иметь промежутки в направлении концов.

Для обеспечения возможности проходки участка нерудных минералов (см. 2 на фиг. 1) может быть а некоторых случаях желательно обойти их по их верхней или нижней стороне. Для этой цели может потребоваться изменить направление направляющих участков кверху и/или книзу. Также здесь используют соединительные элементы, подобные соединительным элементам 62 на фиг. 22 а-с. Введение таких соединительных элементов 64 схематически изображено на фиг. 22 с.

Так как зубцы или пальцы этих соединительных элементов 64 проходят перпендикудярно к плоскости чертежа на фиг. 22 с, нет опасности заедания, и в соответствии с этим не требуется никаких концевых промежутков.

Из вышеуказанных типов соединитель- ных элементов 62 и 64 соответственно требуется два каждого типа, а именно: для соединительных элементов 62 - вправо и влево направленная конструкция соответственно, для соединительных элементов 64 - вверх и вниз направленные конструкции соответственно. Причина этого заключается в том, что эти соединительные элементы так же, как и направляющие участки 38, должны включать участки трубопроводов для подачи воздуха и воды к горному оборудованию,

Если не указано иное, составные части, не включенные в горное оборудование и не описанные подробно, могут быть традиционного типа (например, направляющие уча- стки, средства привода для клети транспортного подъемника, буровые каретки и т. д.).

Формула изобретения

1. Оборудование для разработки тонких рудных тел, включающее секции продольной направляющей с приспособлением для крепления к потолочине очистного пространства, бурильную и зарядную машины с подводящими рабочие агенты трубопрово- дами, приспособление для перемещения бурильной и зарядной машин по восстающему, сообщающемуся с очистным пространством, и приспособление для перемещения бурильной и зарядной машин по продольной направляющей в очистном пространстве, отличающееся тем, что

приспособление для перемещения бурильной и зарядной машин по восстающему выполнено в виде клети подъемника, имеющей направляющую для подвешивания бурильной и зарядной машин и устройства для перевода бурильной и зарядной машин из клети в очистное пространство и обратно.

2.Оборудование по п. 1,отличающе- е с я тем, что первая секция продольной направляющей снабжена блокирующим устройством для предотвращения падения в восстающий бурильной и зарядной машин.

3.Оборудование по п. 1, отл ич а ю ще- е с я тем, что первая секция продольной направляющей имеет соединительные приспособления для подачи воздуха и воды к бурильной и зарядной машинам.

4.Оборудование поп. 1,отличающе- е с я тем, что клеть подъемника снабжена устройством для регулирования положения направляющей в продольном и поперечном направлениях.

5.Оборудование по п. 1,отличающееся тем, что средство подвешивания выполнено с возможностью поворота бурильной и зарядной машин относительно продольной направляющей.

6.Оборудование по п. 1,отличающе- е с я тем, что оно имеет рабочий настил для размещения бурильной и зарядной машин с .выдвижной платформой.

7.Оборудование поп. отличающееся тем, что продольная направляющая имеет набор коротких изогнутых под углом соединительных элементов для установки между секциями.

Использование: при разработке маломощных рудных пластов. Сущность изобретения: оборудование включает секции продольной направляющей с приспособлением для крепления к потолочине камеры, бурильную и зарядную машины с приспособлением для их перемещения по восстающему и по продольной направляющей в очистном пространстве. Приспособление для перемещения выполнено в виде клети подъемника, имеющей направляющую для подвешивания бурильной и зарядной машин и устройства для перевода бурильной и зарядной машин из клети в очистное пространство и обратно. 6 з. п. ф-лы, 22 ил.

г-Л

фиг. 1

СП

1fb

Го

Л:Ь7Л Ш

.;;; .;;..-:. -. ; - ; -. -.-; : :/...

vw

со

JV/

5СУДЯ

-18

физ,5

УАУ/ЛУХУХУЛУЛУКУх И УХу УХУЛУЛУЛУХУ/ХУЛУ уХУ уУ /Х ХХУ/Г ХУХУХУ

к

УА ух ХА уд ул ХУИ/К УХ У/(ух vx ул yxk ух -.

1918

26

Ы УХ Х УХ

физ,5

i ч . /

X У4 УЛ

ЦдУ

ЛУ yxk ух

vA УХ vx vx х

фиг.6

2 Г25 /10 ixyx yxy/yx yXxX yx y.

20фаг.7

Г™

24

фс/. сх

Ктх

t -,f I s -V

f i i i i I i /i

vxvxv wy /xyx xvxvxvxvxyA xyxvx wvxyx xv xvxyVyx Ay/tvxv/vj 8 S9- V187M//P 19

0t/e.

p.V A yvk x ух УХ ул хл /X x- УХ хл УХ УА Д УЛ УЛУЛ У

8 ,.

f21

УЛУ/У у/уХ у/ УХу УХУХУХУХ У24б

yvs кл

фи

. VX УХ УХ ИХ УлуКУЛ УЛ VJ У JU VX УК -Л УА VA VA уХх| vik

V С)9 .t/TW 19У

фе/е.

wvxyx x M//P

0t/e.

УХ УА Д УЛ УЛУЛ У

V18 ,.

24б

yvs кл УЛ XX хх vx

фиг. 9

8l-vrGl

.х.хх ххххуххх.у -ХУХ ул-Л s

|УХУ УХУХУЛХ У УХУХУХ УХ УХУЛ Х)

ХУХ-ХЛУХУ

т

ХХ ХОуУРО УХ УХ .ХКЖХХУХ|

/8 Т

I

О&АулМ.МУАУЛ УЛУЛУЛ

1

уЛУЛУЛУЛ У Л УЛУлУлУ).

$

со i

UD

етХУХ А Х-ОмУхО У

У.УЛУЛУЛ х

и s

I

§

i

си

I

&

-&

га

«45 CS

1 у у; уху Ух УлУАУХУхУХУХУХ |

I

5

О

NJ

О

38

фиг. 22

62

63

,63

62

Г

38

7