Способ открытой разработки угольных месторождений и добычной агрегат для его осуществления

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 41/26

О

ОО (Л

С> (д) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785945/03 (22) 23.01.90 (46) 28.02.93, Бюл. Кг 8 (71) Институт горного дела им. А.А.Скочинского (72) А,В.Ильюша и Е.И.Микляев (56) Ржевский В,В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ, М.. Недра, 1980, с, 185.

Авторское свидетельство СССР

N 1323715, кл. Е 21 С 41/00, 1986.

Домбровский Н,Г. Многоковшовые экскаваторы, М.: Машиностроение, 1972, с. 19, рис, 16а, (54) С ПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ

УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ДОБЫЧНОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горной промышленностй 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, б — 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 (водопровод), 12 — магистральнь|й

„„5Ы „„1798503 А1 (57) 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. 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 — паровая 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 изображены: 27 — устройство (конвейер) для складирования золы в отвале, 28 — много1798503 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 типа), 33 — паровой котел с воэдухоподогревателем, 32 — устройство извлечения полезных продуктов (компонентов) из золы и шлаков, 35 — водяной экономэйзер, 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 соору>кений, монтажа и наладки оборудования на

20 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 30 складируют во внешнем отвале 8, причем породу из карьера выдают с помощью средств колесного транспорта 9 (например) нем отвале. породу складируют в последнем, Перемещение породы во внутренний осуществляют все тем же колесным транспортом либо с помощью транспортноотвального оборудования по бестранспортной схеме, 40

В выездной 5 и разрезной траншеях 6 тем или иным образом устанавливают магистральный карьерный водопровод 11, магистральный термостатированный паро45 провод .12 и магистральный трубопровод для выдачи газообразных продуктов сжигания угля из карьера 13, В добычном уступе

14 устанавливают добычной агрегат 15, который снабжают котельной установкой, включающей паровой котел с топкой для

50 сжигания угля и парогенератор, воздухоподогреватель,водянойэкономайзер,пароперегреватель, средствами золоудаления, устройством углеподготовки, а также устройствами извлечения полезных сопутству55 ющих углю компонентов из угля и из золоотходов. Котельную установке агрегата 15 соответствующим образом подключают к магистральным карьерным а в дальнейшем, после того как будут сформированы породные уступы 10 и во внутрен- 35 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 вы работку и роме>куточ ного эйергоносителя в виде пара, например водяного, Водяной пар по магистральному термостатированному паропроводу 12 поступает на паровую турбину 17, размещенную на поверхности карьера в подходящем 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 циркуляционным 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 конденсационным насосом 24 подается в бак-накопитель 20, откуда холодная вода питающим насосом 16 снова подается в магистральный карьерный водопровод11 и далее в паровой котел добычного экскаватора

15.

Газообразные продукты сгорания угля из топки парового котла добычного агрегата

15 поступают по магистральному карьерному трубопроводу 13 на установку тонкой 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 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 или же после той или иной переработки (s случае необходимости, Интенсивность вскрышных работ, отработка добычных уступов, которых может быть и несколько, при этом целиком и полностью определяется тепловой и электрической мощностью потребителей, расположенных соответственно рядом с карьером и далеко за его пределами, Отличительным и существенным для предлагаемого способа является также то. что одновременно с добычей и переработкой (сжиганием) угля осуществляют комплексное извлечение сопутствующих полезных продуктов, содер>кащихся в угле, Для этого уголь, вынимаемый многоковшо1798503

10 агрегата входят так>ке паровой котел с возду- 35 хоподогревателем 33, устройство извлече50 вым исполнительным органом 28 (выполненным, например, в виде роторного колеса) добычного агрегата 15 с помощью транспортирующего устройства в стреле 29 (фиг,2), подают в промежуточный бункер-накапитель 30 и далее в устройства углеподготонки 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 пылевидныи уголь пода от на установку извлечения полезных сопутствующих yrnlo компонентов 32, например сорбционного типа, и, наконец, в топку паровога котла с воздухаподогревателем 33. Образующиеся в топке котла 33 золу и шлаки пода|от в устройство извлечения полезных компонентов из золы 34, после чего она (зола) с помощыа устройства 27 подается во внутренний отвал карьера (фиг,1), либо при необходимости направляется длл последующего использования (например для производства строительных материалов).

Предлагаемый добычной агрегат помимо устройства складирования золы и шлаков в отвале 27 (фиг,1, 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 ния полезных компонентов из шлаков и золы 34, а также водяной экономайзер 35 и пароперегреватель 36. Указанные выше усTpoAcTBQ размещены II3 поворотной платформе 37 с ходовым оборудованием 38 и соединены следующим образом. Выход раторного 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 подаютсл на устройство извлечения полезных продуктов 34. Теплоноситель(вода) в паровой котел 33 подается через водяной зкономайзер 35, а пар из котла — на пароперегреватель 36 и далее в магистральный паропровод. Наконец, дымовые газы парового котла 33 подаютсл к магистральному трубопроводу для выдачи продуктов сгорания угля из карьера на дневную поверхность для их окончательно|«

45 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 ш -атные системы, приводы и устройства агрегата в работу, Уголь, вынимаемый в забое ротарным колесом 28 по стреле 29, поступает в промежуточный бункер-накопитель 30, из которого он подается HB устройство углеподготовки

31. В устройстве углеподготовки 3", при необходимости осуществллетсл снижение до приемлемого уровня зольности углл и его измельчение до заданной крупности, обеспечивающей возможность эффективного его сжигания, а также возможность извлечения, например сорбционным путем, сопутству ощих углю полезных компонентов в установке 32, Далее уголь в подготовленном виде поступает в -опку парового котла 33, а образующиеся при сжигании угля шлаки и зола подаютсл на устройства извлечения полезных компонентов из золы 34, после которого зола и шлак л устройством 27 складируются во внутреннем отвале карьера либо отгружаются для дальнейшего использования.

В паровой котел с воздухоподогревателем 33 при этом пос-упает воздух, а также из магистрального водопровода 11 (фиг.1) теплоноситель (вода) через водяной экономайзер 35, Образу ощийсл в котле пар через перегреватель 36 подаетсл в термсстатированный магистральный (карьерный) паропровод 12 и далее на поверхность карьера к паровой турбине 17 с электрогенераторам

19, Газообразные продукты сгорания угля из топки котла поступа от 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.

По мере отработ и заходок B дабы IHDM уступе все оборудова ие агрегата, размещенное на платформе с надстройкой 37, ходовым оборудованием 38 перемещается на забой, Предлагаемые способ открытой разработки и добычнай агрегаT позволя от обеспечить . комплекcHylo эксп",óàòàöèlî угольных месторождений при одновременном снижении трудоемкости и повышении

3KoJioI ичеСкай чистоты ioQiLI II! и перерабат ки угля за счот рациональной компоновки в пространстве и совмещения во времени асHoDHII>" технологических операций и процессов на пути от места залегания угля да полученил конечных прод ктов в виде элек1798503 троэнергии, тепла и других полезных компонентов, сопутствующих углю, . р с

I .. !

Йцр,2 27 11 12 1

Составитель А.Илюша

Техред М;Моргентал

Редактор Т.Егорова

Корректор А.Козориз

Заказ 759 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

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 выработку,теплоносителя заданных параметров для получения электроэнергии. складирование эолы в отвал, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности разработкй за 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 раз5 работки угольных месторождений, включающий многоковшовый экскаватор с платформой, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности разработки за счет переработки угля непосредст10 венно в карьере при уменьшении площадей отчуждения под отвалы золы, он снабжен котельной установкой, устройством золоудаления и складирования золы, расположенными на платформе экскаватора, 15 причем котельная установка имеет расположенные в капитальной и разрезной траншеях трубопровод для удаления газообразных продуктов, трубопровод для выдачи теплоносителя и питающий водопровод, 1.