Способ управления обрушением горных пород

 

Использование изобретения: способ относится к горной промышленности и может быть использован на открытых горных работах , например при формовании отвалов на склонах гор, отсыпке отвалов высокими ярусами . Сущность изобретения: путем принудительного воздействия тарированных ударных импульсов, величина которых превышает нагрузки от работы технологического оборудования на отвале, нанесение ударных импульсов ведут локально по поверхности отсыпаемого отвала под углом, равным наклону поверхности скольжения вдоль фронта отвалообразования. Изобретение позволяет уменьшать энергозатраты на обрушение на отвале. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (? 1) 4630861/03 (22) 02.01,89 (46) 30.04.93. Бюл. Р 16 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) M.В.Курленя. 0,Б.Кортелев, С, Г.Молотилов и X. Á, Têà÷ (56). Авторское свидетельство СССР

М 002582, кл. Е 21 С 41/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 996729, кл. Е 21 С 41/00, 1980. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОБРУШЕНИЕМ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Использование изобретения; способ относится к горной промышленности и может

Изобретение относится к гарной промышленности и может быть использовано на открытых горных работах, например при . формировании отвалов на склонах rop, отсыпке отвалов высокими ярусами (увеличение безопасной высоты уступа) и т.д.

Цель изобретения — снижение энергозатрат с одновременным повышением безопасности работ при обрушении пород.

Ха фиг. 1 показано применение способа управления обрушением при формировании отвала на склоне горы; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — схема (в плане) движения ударного механизма по отвалу; на фиг. 4 — отсыпка отвала высокими ярусами; на фиг. 5- отработка мягкой вскрыши высокими уступами; на фиг. 6- погрузка горной массы из высокого штабеля на погрузочном пункте; на фиг. 7 — заоткоска высоких уступов; на фиг. S — ударный механизм для реализации способа; на фиг. 9, 10 — установка для обеспечения его самодвижением.

1812311 А1 (st)s Е 21 С 41/26 быть использован на открытых горных работах, например при формовании отвалов на склонах гор, отсыпке отвалов высокими ярусами. Сущность изобретения: путем принудительного воздействия тарированных ударных импульсов, величина которых превышает нагрузки от работы технологического оборудования на отвале, нанесение ударных импульсов ведут локально по поверхности отсыпаемого отвала под углом, равным наклону поверхности скольжения вдоль фронта отвалообраэования. Изобретение позволяет уменьшать энергозатраты на обрушение на отвале. 10 ил.

Рассмотрим возможные варианты применения предложенного способа при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

1. Применение способа управления обрушением горной породы при формировании отвалов на склоне горы или глубоких откосах (фиг. 1).

На склоне горы 1 в массиве горных пород сооружают площадку 2 длиной, равной длине отвального фронта, и шириной, обеспечивающей размещение на ней необходимого горного и транспортного оборудования. На этой площадке устанавливают лебедку 3 с приводом (на чертежах не показан) и компрессор 4 (если ударный механизм пневматический) либо передвижную электростанцию 4 (если ударный механизм электрический).

Известными способами и механизмами, например самосвалами и бульдозерами (на чертежах не показаны), с площадки 2 на

1812311 вать состояние отвала и гарантировать безопасность проведения последующих ра.бот. б) При воздействии на отвал неустойчивые его элементы обрушаются и, скатываясь вниз, создают дополнительный подпор из породы в основной отвальной массе, тем самым повышая ее устойчивость. Оставшаяся часть отвала 5 имеет большую устойчивость, чем до осуществления операции по . силовому воздействию ва отвал, Нужно отметить, что при обрушении отвала 5 ударный механизм 6 может либо ос50 склоне горы 1 осуществляют отсыпку вывезенных из карьера разрыхленных вскрыш. ных горных пород, складирование которых производят до контуров устойчивого и безопасного отвала 6. Это состояние отвала определяется на основе опыта и специальных маркшейдерских наблюдений.

Затем механизмом 6 осуществляют ударное воздействие на отвал 5. Целесообразно испольэовать самоходный ударный "0 механизм, способный самостоятельно двигаться. Возмущающая сила подбирается больше технологической нагрузки (вес самосвала с породой), что гарантирует безопасность при последующей отсыпке отвала 5. От удара неустойчивые элементы отвала обрушаются, а основная масса отвала уплотняется и становится более устойчивой.

Такое обстукивание отвала 5 произао- 20 дят по всей его горизонтальной поверхности. Это возможно осуществить несколькими приемами. Передвижением ударного механизма поперек отвала 5 и периодическим включением возмущающей 25 силы, После чего ударный механизм лебедкой 3 возвращается в исходное положение на площадку 2 массива горной породы, В дальнейшем прием повторяется на. всей длине фронта отвала (фиг. 2)..30

Возможен и другой вариант(фиг. 3), когда ударный механизм 6 движется к краю отвала одновременно нанося удары по нему. Затем лебедка 3 смещается вдоль отвала итянетударный механизм на себя. При этом 35 ударный механизм 6 продолжает наносить удары по отвалу, В этом случае воздействие на отвал будет непрерывным..

Рассмотрим два варианта. а) При воздействии HG отвал порода не 40 обрушавтся (исключая отдельные куски) и мало деформируется, Предположим, возмущающая сила при этом равна 200 т. Вполне естественно, что на таком отвале можно продолжать работать, т,к. вес самосвалов с 45 породой меньше возмущающей силы, Ударный механизм позволяет проконтролиротаваться на том же горизонте, либо проваливаться вниз вместе с обрушаемой породой. В первом случае он продолжает работать в том же режиме, что и до обрушения. Во втором случае он проваливается вниз на глубину, ограниченную длиной упругой связи, в качестве которой может быть использован трос 7. Затем лебедкой 3 вытаскивают ударный механизм 6 на площадку 2 горного массива 1. Прочность троса 7 и мощность лебедки 3 рассчитываются на необхо- . димое для этого тяговое усилие. Здесь целесообразно подчеркнуть, что конструкция ударного механизма позволяет при обрушении его вниз вместе с обрушаемой породой подтягивать его наверх за счет постоянной связи корпуса ударного механизма с лебедкой, закрепленной на коренной породе. Упругаясвязь между ударным механизмом и лебедкой исключает передачуудара на лебедку, возникающего от ударного импульса, создаваемого работающим механизмом, и при его обрушении с породой. В качестве упругой связи может быть использована штанга, между жесткими .элементами которой установлена пружина, либо использован трос 7, как показано ка чертежах.

После обрушения неустойчивых элементов отвала оставшаяся его часть стано-: вится устойчивой, что позволяет продолжать отсыпку.

При этом нужно учесть. что воздействие на отвал нужно осуществлять силой, превышающей силу, возникающую при отсыпке, породы в отвал автосамосвалами. В этом случае базопасность работ будет гарантирована.

Периодически осуществляя операции по воздействию ударной силой на отвал можно работать на одном отвале, резко сузив общий фронт отвальных работ на карьере.

2. Отсыпка отвалов высокими ярусами (фиг. 4).

Отсыпка отвала производится на пологом склоне как на горизонтальной поверхности. На фиг. 4 показана устойчивая часть отвала 9, имеющая высоту Нуст.

При отсыпке отвала на большую высоту

Нудак возникают закалы 10, по которым со временем может произойти обрушение по-. .роды. Из-за этого возникает опасность при дальнейших работах.

При использовании предложенного способа ударный механизмом 6 простукивают отвал усилием большем, чем при технологических нагрузках (при движении автосамосвала). Неустойчивая часть отвала

11 обрушается, а на устойчивой части можно

1812311

На фиг. 8 показан ударный механизм 50 и для реализации предложенного способа уп- ха равления обрушением, который содержит н корпус, состояший иэ двух элементов: изогнутой пластины 18, расположенной в ниж- уп

HGA части, к которой жестко (фиг, 8) или 55 зв шарнирно (фиг. 9, 10) закреплен ударный ш узел, состоящий, в сво:.о очередь, из цилин- не дра 19 и ударника 20, имеющими каналы, по ш которым сжатый воздух подается в рабочие камеры 21 и 22 и удаляется из них в GTMoc- ви продолжать работу. При этом исключается вероятность его обрушения при последующей отсыпке породы.

Увеличение высоты яруса позволяет уменьшить количество ярусов и подъездных дорог(путей), уменьшить фронт работ, в со- 5 ответствии с этим сократить объем работ по органиэации новых ярусов, 3. Отработка мягкой вскрыши высокими уступами не отрабатывается из-эа вероятности обрушения части cKpftLUHoco f0 уступа, которая может завалить экскаватор 13 (фиг. 5).

Используя ударный механизм, можно обстучать аварийную часть вскрыши 12, 15 предварительно убрав технику с людьми иэ опасной зоны. Затем продолжить работу в экскаваторном забое. Для обстукивания вскрыши необходимо подобрать такую возмущающую силу, чтобы возникающие на- 20 п ряжения в массиве при ударном воздействии превышали бы напряжения, возникающие при работе экскаватора.

4. Погрузка горной массы из высокого штабеля на перегрузочном пункте (складе) 25 (фиг, 6). В этом случае ударный механизм 6 используется для обрушения породы, которая затем укладывается в штабель автотранспортом (на рисунке не показан), экскаватор отгружает горную массу в же- 30 лезнодорожный транспорт 14.

5. Заоткоска высоких уступов (фиг. 7).

В настоящее время при экскаваторной отработке мягкой вскрыши высота уступа

h>+i""" выбирается иэ условия, чтобы иск- 35 лючить образование козырька 16, т,е, его обрушение может привести к несчастному случаю или к поломке техники.

Периодическое обстукивание ударным механизмом 6 верхней кромки уступа при- 40 водит к обрушению козырька, что позволяет увеличить высоту отрабатываемого уступа, Это приводит к уменьшению количества уступов в рабочей зоне карьера и, как следствие, уменьшает время и капитальные 45 затраты на подготовку горизонтов (нареэание уступов), прокладкудорогдля транспорта ит,д. феру, Цилиндр 19 является элементом корпуса.

Одна из деталей корпуса (изогнутая пластинка 18 или цилиндр 19) ударного механизма соединена тросом 7 с лебедкой 3, смонтированной на горизонтальной части необрушаемого массива (фиг. 1), Нужно отметить, что привод ударного механизма может быть любым: механическим, гидравлическим, электрическим или пневматическим, Особенностью всех механизмов, используемых дпя реализации способа обрушения, является; корпус, обеспечивающий контакт ударного привода с поверхностью массива и исключающий его опрокидывание при работе; трос 7, соединенный с лебедкой 3 и ударным механизмом 6. Ударный узел, состоящий из цилиндра 19, ударника

20 и системы управления движением ударника (для пневматического механизма это каналы и кромки контактирующих деталей), устанавливается под углом к тросу 7.

При подаче сжатого воздуха в ударный узел ударного механизма 6 ударник 20 при движении вниз ударяет по нижней части цилиндра 19 и жестко связанной с ним изогнутой пластине 18. Ударный импульс передается на массив. Под действием отдачи от удара и сжатого воздуха, воздействующего на корпус, ударный механизм 6 подскакивает, В связи с тем, что вектор ударного импульса наклонен к поверхности массива, под действием импульса отскока ударный механизм 6 продвигается вперед. При последу|ошем соприкосновении с поверхностью массива он будет продвинут на новое место, где и будет нанесен очередной удар, В случае, если произойдет обрушение отвала, ударный механизм 6 проваливается вниз на "свободную" длину троса 7. Затем лебедкой 3 и тросом 7 он будет поднят на горизонтальную поверхность отвала.

На фиг. 9, 10 показан самоходный механизм, у которого ударный узел может быть установлен под разными углами. В этом случае реак ия отдачи используется для его движения вперед и назад. Трос 7 при этом имеет двойную функцию: он служит, как и в ервом случае, для извлечения ударного менизма наверх и для управления направле ем его движения, Применение предложенного способа равления обрушением горной породы пооляет уменьшить энергозатраты на обруение, т.к. обрушение подвергается только ,устойчивая часть массива. При этом пов;, ается безопасность проведения работ.

Зкономический эффект зависит от усло и применения предложенного способа, 1812311

Формула изобретения

Способ управления обрушением горных пород, преимущественно при отвалообразовании на склоне гор, включающий принудительное воздействие на отсыпанные до контуров устойчивого и безопасного отвала породы до их сдвижения и обрушения,отличающийся тем,что,сцелью уменьшения энергозатрат на обрушение при повышении безопасности работы технологического оборудования на отвале, принудительное воздействие осуществляют нанесением тарированных ударных импульсов; величина которых превышает нагрузки

5 от работу технологического оборудования на отвале, при этом нанесение ударных импульсов ведут локально по поверхности отсыпанного отвала под углом, равным наклону поверхности скольжения вдоль

10 фронта отвалообразования.

1812311

1812311

1812311

Зйкаэ 1564 Тираж . : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4!5

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

Составитель М. Курленя

Реактор С. Кулакова - Техред М,Моргентэл

Корректор М. Керецман