Способ открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для открытой разработки месторождений любой мощности. Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении производительности, технологической эффективности и экологической безопасности с получением кондиционных фракций горной массы посредством непрерывного выемочно-классификационного процесса без использования воды. Способ включает отработку послойно-полосовым способом пласта полезного ископаемого, подачу горной массы от рабочего органа, приводимого в движение приводом, на классификационный агрегат, классификацию горной массы с разделением на фракции посредством встряхивания на классификационной решетке с помощью вибратора и скребкового конвейера, подачу крупной фракции на разгрузочный конвейер для отгрузки на транспортное средство. Мелкая и тонкая фракции разделяются в двухфракционной накопительной системе с помощью всасывающего вакуумного устройства с понижением скорости потока за счет перепада диаметра выходного отверстия подающего трубопровода и входного участка зоны расширения приемного бункера для мелкой фракции. Процесс регулируется с помощью автоматической системы управления. Выделенные фракции подаются на обогатительный комплекс для получения ценных компонентов. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для открытой разработки месторождений любой мощности и получения посредством классификации непосредственно в процессе добычи высококачественного продукта для последующего извлечения ценных компонентов.

Известны способы добычи на базе выемочно-погрузочных машин непрерывного действия для безвзрывной разработки полезного ископаемого и вскрышных пород методом послойного фрезерования [1].

При известных достоинствах комбайны не обладают функциональными возможностями классификации породы.

Известен способ классификации угля на основе ресурсосберегающего горного комплекса, включающего процесс получения кондиционных фракций посредством непрерывного выемочно-классификационного метода с отработкой послойно-полосовым способом пласта полезного ископаемого, подачей горной массы от рабочего органа, приводимого в движение приводом, классификацией горной массы с разделением на фракции и перемещением скребковым конвейером крупных фракций для отгрузки. Ресурсосберегающий горный комплекс включает рабочий орган, раму, снабженную ходовой тележкой с конвейером подачи, и поворотную разгрузочную консоль. На раме комплекса смонтирован сепарационно-сортировочный агрегат, сопряженный с конвейером подачи и с дополнительно размещенными конвейерами, которые соединяют сепарационно-сортировочный агрегат с упаковочной установкой и с блоком подготовки мелочи к брикетированию. Экскавируемый уголь от рабочего органа, приводимого в движение приводом, поступает по конвейеру подачи в сепарационно-сортировочный агрегат, где происходит сепарация и сортировка добытого угля [2].

В описании данного способа отмечено, что оно может быть применено для отработки пластов месторождений угля небольшой мощности. Данные обстоятельства ограничивают функциональные возможности. Избыточность передаточных механизмов и громоздкость конструкции снижает надежность и производительность за счет затрат времени на маневрирование. Недостаточно обеспечивается экологичность.

Известен способ классификации угля, включающий транспортировку угля посредством скребкового конвейера и разделение транспортируемой массы угля на классы. Угольную массу перемещают по классификационной решетке, встроенной в днище скребкового конвейера, обеспечивая волновое движение угольной массы вдоль става конвейера с интенсивным вертикальным перемещением отдельных угольных кусков угля за счет того, что рештачный став скребкового конвейера устанавливается под переменным углом к почве, и за счет установки прутков рештачного става с разворотом верхней грани навстречу движению угольной массы, кроме того, перемешивание угольной массы обеспечивают принудительным движением частиц к центральной продольной оси рештачного става. Мелкие частицы отделяются от крупных кусков и проваливаются через классификационную решетку [3].

Данный способ классификации угля имеет также ограниченные функциональные возможности и недостаточную экологичность.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении производительности, технологической эффективности и экологической безопасности с получением кондиционных фракций горной массы посредством непрерывного выемочно-классификационного процесса без использования воды, сокращает потери ценных компонентов за счет исключения мелкой и тонкой фракций из процесса дезинтеграции, что может привести к переизмельчению ценных компонентов, сокращает объемы горной массы на операции дезинтеграции.

Технический результат достигается тем, что в способе открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающем получение кондиционных фракций посредством непрерывного выемочно-классификационного процесса с отработкой послойно-полосовым способом пласта полезного ископаемого, подачей горной массы от рабочего органа, приводимого в движение приводом, классификацией горной массы с разделением на фракции посредством встряхивания на классификационной решетке и подачей скребковым конвейером крупной фракции на разгрузочный конвейер для отгрузки на транспортное средство, осуществляют подачу горной массы от рабочего органа непосредственно в классификационный агрегат, размещенный в кожухе для исключения потерь тонких частиц и обеспечения ускоренного эффективного разделения на две фракции посредством скребкового конвейера и классификационной решетки, установленной на упругих опорах и снабженной вибратором, обеспечивают поступление отделенных от крупной фракции мелких и тонких частиц, выделенных в классификационном агрегате как подрешетный продукт, в накопитель, сопряженный с кожухом и установленный под классификационной решеткой, осуществляют последующее классификационное разделение на тонкую и мелкую фракции в процессе подачи в двухфракционную накопительную систему с помощью всасывающего вакуумного устройства с понижением скорости потока, за счет перепада диаметра выходного отверстия подающего трубопровода и входного участка зоны расширения приемного бункера для мелкой фракции, при этом приемный бункер для мелкой фракции и приемный бункер для тонкой фракции установлены последовательно, а процесс регулируют с помощью автоматической системы управления, включающей регулирование параметров работы всасывающего вакуумного устройства с учетом соотношения массы мелкой и тонкой фракций в потоке и расстояния, проходимого частицами между выходным отверстием подающего трубопровода и выходным отверстием приемного бункера для мелкой фракции, а также осуществляют контроль накоплений мелкой и тонкой фракций посредством фиксации датчиками объемов фракций в приемных контейнерах, установленных на транспортном средстве, и осуществляют в автоматическом режиме перекрытие загрузочных отверстий, при этом производят доставку транспортным средством приемных контейнеров с мелкой и тонкой фракциями в обогатительный комплекс для раздельного обогащения, минуя стадию измельчения, в зависимости от минералогического состава, а обогащение крупной фракции осуществляют после операции дробления и дезинтеграции в обогатительном комплексе.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий новым способом и предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг. 1 - общий вид комплекса для выполнения способа, вид сверху; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, показана двухфракционная накопительная система мелкой и тонкой фракций с приемными контейнерами.

Способ открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых выполняется с помощью комплекса 1, подача горной массы в котором осуществляется от рабочего органа 2, приводимого в движение приводом 3, непосредственно в классификационный агрегат 4, размещенный в кожухе 5. Классификационный агрегат 4 снабжен классификационной решеткой 6 и скребковым конвейером 7. Классификационная решетка 6 установлена на упругих опорах 8 и снабжена вибратором 9. Накопитель 10 для тонкой и мелкой фракций сопряжен с кожухом 5 и установлен под классификационной решеткой 6. Разгрузочный конвейер 11 для отгрузки крупной фракции на транспортное средство 12 установлен сопряженным с классификационным агрегатом 4 в вертикальной плоскости. Подающий трубопровод 13 для тонкой и мелкой фракций соединяет накопитель 10 с двухфракционной накопительной системой 14 и снабжен всасывающим вакуумным устройством 15. Двухфракционная накопительная система 14 включает приемный бункер 16 для мелкой фракции и приемный бункер 17 для тонкой фракции, установленные последовательно. Двухфракционная накопительная система 14 имеет перепад диаметра выходного отверстия 18 подающего трубопровода 13 и входного участка зоны расширения 19 приемного бункера 16 для мелкой фракции. Процесс регулируют с помощью автоматической системы управления 20. Осуществляют контроль накоплений мелкой и тонкой фракций посредством фиксации датчиками 21, 22 объемов фракций в приемных контейнерах 23, 24, установленных на транспортном средстве 25. Перекрытие загрузочных отверстий 26, 27 осуществляют в автоматическом режиме. Транспортное средство 25 осуществляет доставку приемных контейнеров 23, 24 к обогатительному комплексу 28. Двухфракционная накопительная система 14 поддерживается кронштейном 29, установленным на платформе 30 комплекса 1. Регулирование параметров работы всасывающего вакуумного устройства 15 производится с учетом соотношения массы мелкой и тонкой фракций в потоке и расстояния 31, проходимого частицами между выходным отверстием 18 подающего трубопровода 13 и выходным отверстием 32 приемного бункера 16 для мелкой фракции.

Способ открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых реализуется следующим образом.

Получение кондиционных фракций осуществляют посредством непрерывного выемочно-классификационного процесса с отработкой послойно-полосовым способом пласта полезного ископаемого с помощью комплекса 1. Подача горной массы осуществляется от рабочего органа 2, приводимого в движение приводом 3, непосредственно в классификационный агрегат 4. Классификация горной массы с разделением на фракции осуществляется посредством встряхивания вибратором 9 классификационной решетки 6, установленной на упругих опорах 8. Скребковым конвейером 7 крупная фракция подается на разгрузочный конвейер 11 для отгрузки на транспортное средство 12. Тонкая и мелкая фракции поступают в накопитель 10, сопряженный с кожухом 5. Кожух 5 исключает потери тонких частиц и обеспечивает ускоренное эффективное разделение на две фракции. Выделенные в классификационном агрегате 4, как подрешетный продукт, мелкие и тонкие частицы поступают в накопитель 10. Разделение на тонкую и мелкую фракции осуществляется в процессе подачи их в двухфракционную накопительную систему 14 с помощью всасывающего вакуумного устройства 15. За счет перепада диаметра выходного отверстия 18 подающего трубопровода 13 и входного участка зоны расширения 19 приемного бункера 16 для мелкой фракции происходит понижение скорости потока. Мелкая фракция поступает в приемный бункер 16, а тонкая фракция поступает в приемный бункер 17, установленный последовательно за приемным бункером 16. Для обеспечения жесткости конструкции двухфракционная накопительная система 14 поддерживается кронштейном 29, установленным на платформе 30 комплекса 1. Процесс регулируют с помощью автоматической системы управления 20, осуществляющей настройку параметров работы всасывающего вакуумного устройства 15 с учетом соотношения массы мелкой и тонкой фракций в потоке и расстояния 31, проходимого частицами между выходным отверстием 18 подающего трубопровода 13 и выходным отверстием 32 приемного бункера 16 для мелкой фракции.

Контроль накоплений мелкой и тонкой фракций производят посредством фиксации датчиками 21, 22 объемов фракций в приемных контейнерах 23, 24, установленных на транспортном средстве 25. После заполнения приемных контейнеров 23, 24 осуществляют в автоматическом режиме перекрытие загрузочных отверстий 26, 27 и - доставку приемных контейнеров 23, 24 с мелкой и тонкой фракциями транспортным средством 25 в обогатительный комплекс 28 для раздельного обогащения. Тонкая фракция может быть подвергнута электромагнитной агломерации или флотации отдельно от мелкой фракции в зависимости от минералогического состава с извлечением золота, серебра, платины и других ценных компонентов. Мелкая фракция, минуя стадию измельчения, может быть подвергнута химической обработке с последующей флотацией или наоборот. Дробление и дезинтеграцию крупной фракции осуществляют перед операцией обогащения в обогатительном комплексе 28.

Способ может широко применяться при открытой разработке месторождений твердых полезных ископаемых с обеспечением экологической безопасности и технологической эффективности за счет сокращения потерь ценных компонентов в процессе добычи и предварительного фракционного разделения.

Источники информации

1. Швабенланд Е.Е. О потенциале фрезерных комбайнов непрерывного действия при разработке месторождений открытым способом // Рациональное освоение недр. 2014. №1. С. 54-60.

2. Пат. РФ №2083839, МПК E21C 47/00. Ресурсосберегающий горный комплекс.

3. Пат. РФ №2363551, B07B 1/00. Способ классификации угля.

Способ открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий получение кондиционных фракций посредством непрерывного выемочно-классификационного процесса с отработкой послойно-полосовым способом пласта полезного ископаемого, подачей горной массы от рабочего органа, приводимого в движение приводом, классификацией горной массы с разделением на фракции посредством встряхивания на классификационной решетке и подачей скребковым конвейером крупной фракции на разгрузочный конвейер для отгрузки на транспортное средство, отличающийся тем, что осуществляют подачу горной массы от рабочего органа непосредственно в классификационный агрегат, размещенный в кожухе для исключения потерь тонких частиц и обеспечения ускоренного эффективного разделения на две фракции посредством скребкового конвейера и классификационной решетки, установленной на упругих опорах и снабженной вибратором, обеспечивают поступление отделенных от крупной фракции мелких и тонких частиц, выделенных в классификационном агрегате как подрешетный продукт, в накопитель, сопряженный с кожухом и установленный под классификационной решеткой, осуществляют последующее классификационное разделение на тонкую и мелкую фракции в процессе подачи в двухфракционную накопительную систему с помощью всасывающего вакуумного устройства с понижением скорости потока, за счет перепада диаметра выходного отверстия подающего трубопровода и входного участка зоны расширения приемного бункера для мелкой фракции, при этом приемный бункер для мелкой фракции и приемный бункер для тонкой фракции установлены последовательно, а процесс регулируют с помощью автоматической системы управления, включающей регулирование параметров работы всасывающего вакуумного устройства с учетом соотношения массы мелкой и тонкой фракций в потоке и расстояния, проходимого частицами между выходным отверстием подающего трубопровода и выходным отверстием приемного бункера для мелкой фракции, а также осуществляют контроль накоплений мелкой и тонкой фракций посредством фиксации датчиками объемов фракций в приемных контейнерах, установленных на транспортном средстве, и осуществляют в автоматическом режиме перекрытие загрузочных отверстий, при этом производят доставку транспортным средством приемных контейнеров с мелкой и тонкой фракциями в обогатительный комплекс для раздельного обогащения, минуя стадию измельчения, в зависимости от минералогического состава, а обогащение крупной фракции осуществляют после операции дробления и дезинтеграции в обогатительном комплексе.