RU2213867C2 - Method of mineral mining - Google Patents

Abstract

FIELD: technology of mineral mining by opencast methods or by underground mine workings of vertical, inclined or horizontal locations. SUBSTANCE: method includes driving of working in mass of mineral and installation of hollow guide support carrying rock breaking unit into said working, layer-by-layer working of face in circular and radial directions, loading and haulage of rock to receiving chamber, ore introduction into containers, moving of containers over hydraulic main line where they are given positive buoyancy, unloading of containers in atmosphere medium, returning of containers after unloading over main line in gas medium with braking of empty container by front resistance and air flowing-over from bottom upward along its walls and walls of main line. As face advances, rock breaking unit is moved along generating line of guide support to face. District of rock mass mining is selected in circular and radial directions depending on content of useful mineral in ore mass. EFFECT: higher efficiency of all operations forming process line of offered method of mineral mining. 5 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к технологии добычи полезных ископаемых, осуществляемой разработкой пород открытым способом или закрытыми разработками при прокладке выработки вертикально, наклонно или под углом к горизонту, или горизонтально. The invention relates to the technology of mining, carried out by the development of rocks by open pit mining or by closed pit mining when laying a mine vertically, obliquely or at an angle to the horizontal, or horizontally.

В настоящее время известны принципиальные направления решений реализации этой технологии, из которых наиболее представительной и наиболее близкой, по мнению заявителя, является способ добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие массива полезного ископаемого в геологических структурах, разработку, погрузку, транспортировку руды в полость приемной камеры, ввод руды в контейнеры и их подачу по гидромагистрали, где задают положительную плавучесть контейнеру с рудой и осуществляют его выгрузку в среде атмосферы, производят возврат пустых контейнеров под загрузку (см. SU 829520 А, 25.05.1981). At present, the principal directions of solutions for the implementation of this technology are known, of which the most representative and closest, according to the applicant, is a method of mining, including opening a mineral array in geological structures, development, loading, transportation of ore into the cavity of the receiving chamber, input ore into containers and their supply through the hydraulic highway, where they set a positive buoyancy of the ore container and unload it in the atmosphere, return empty containers for loading (see SU 829520 A, 05.25.1981).

Обладая определенными преимуществами перед другими аналогами, в частности эффективной операцией вскрытия горизонта руды, этот способ имеет существенные и очевидные недостатки, заключающиеся в высоких удельных трудо- и энергозатратах на процесс разработки забоя по его эффективной площади, на процесс подачи руды в транспортирующую магистраль, возврат пустых контейнеров. Отсутствие неразрывности и непрерывности сводится к необходимости стыковки отдельных операций и процессов способа для завершения его технологической линии, что приводит к затратам дополнительного труда и времени, отражаясь на снижении эффективности всего способа. Possessing certain advantages over other analogues, in particular, the efficient operation of opening the ore horizon, this method has significant and obvious drawbacks, namely, high specific labor and energy costs for the process of developing the face along its effective area, for the process of feeding ore to the conveyor line, returning empty containers. The lack of continuity and continuity boils down to the need for joining the individual operations and processes of the method to complete its production line, which leads to the cost of additional labor and time, reflected in a decrease in the efficiency of the whole method.

Технической задачей изобретения и его техническим результатом является повышение эффективности всех операций, составляющих технологическую линию способа с получением единого непрерывного процесса от вскрытия массива породы до возврата контейнеров под загрузку, что позволяет сделать способ мобильным и автономным. The technical task of the invention and its technical result is to increase the efficiency of all operations that make up the technological line of the method with obtaining a single continuous process from opening the rock mass to returning containers for loading, which makes the method mobile and autonomous.

Поставленная задача достигается за счет того, что способ включает вскрытие массива полезного ископаемого в геологических структурах, разработку, погрузку, транспортировку руды в полость приемной камеры, ввод руды в контейнеры и их подачу по гидромагистрали, где задают положительную плавучесть контейнеру с рудой и осуществляют его выгрузку в среде атмосферы, производят возврат пустых контейнеров под загрузку. В соответствии с изобретением в массиве полезного ископаемого проходят выработку, погружают в эту выработку полую направляющую-опору в виде удлиненного полого цилиндра, на этой опоре монтируют породоразрушающий агрегат, имеющий возможность вращения вокруг направляющей-опоры с помощью подвижного бандажа, этим агрегатом ведут послойную разработку забоя в кольцевом и радиальном направлении, а после выгрузки контейнеров их возврат ведут по магистрали в среде газа, осуществляя торможение пустого контейнера за счет лобового сопротивления и перетекания воздуха снизу вверх вдоль его стенок и стенок магистрали, а по мере разработки забоя породоразрушающий агрегат перемещают вдоль образующей направляющей-опоры к забою, при этом выбор участка разработки массива ведут в кольцевом и радиальном направлениях в зависимости от содержания полезного ископаемого в массе руды. The problem is achieved due to the fact that the method includes opening an array of minerals in geological structures, developing, loading, transporting ore into the cavity of the receiving chamber, introducing ore into containers and feeding them through the hydraulic line, where they set positive buoyancy for the ore container and unload it in the atmosphere, return empty containers for loading. In accordance with the invention, a mining is carried out in a mineral array, a hollow guide-support in the form of an elongated hollow cylinder is immersed in this mine, a rock-breaking assembly is mounted on this support, which can rotate around the guide-support using a movable band, this unit conducts layer-by-layer mining of the face in the circular and radial directions, and after unloading the containers, they are returned along the highway in a gas medium, braking the empty container due to drag and air flowing from bottom to top along its walls and the walls of the highway, and as the face is developed, the rock cutting unit is moved along the generatrix of the support guide to the bottom, while the choice of the site for developing the massif is carried out in circular and radial directions depending on the mineral content in the ore mass.

Способ добычи полезных ископаемых поясняется чертежами,
где на фиг. 1 показан общий вид технологической схемы способа;
на фиг. 2 - общий вид технического оборудования и процесс разработки руды в вертикальном разрезе;
на фиг. 3 - вид в плане технического комплекса способа;
на фиг. 4 - вид сверху (в плане) скребкового пластинчатого конвейера;
на фиг.5 - вид конвейера сбоку (в профиле).The method of mining is illustrated by drawings,
where in FIG. 1 shows a General view of the technological scheme of the method;
in FIG. 2 - a general view of technical equipment and the process of ore development in vertical section;
in FIG. 3 is a plan view of the technical complex of the method;
in FIG. 4 is a top view (in plan) of a scraper plate conveyor;
figure 5 is a side view of the conveyor (in profile).

Техническое оборудование в своем комплексе, как оно показано на упомянутых чертежах, включает полую направляющую-опору 1, представляющую собой удлиненный полый цилиндр, который погружают в пройденную выработку 2, также включает породоразрушающий агрегат 3, содержащий комбинированный рабочий орган из рабочих сопел и механических резцов (не показаны), также содержит скребковый пластинчатый конвейер 4 для забора разрушенной породы (руды). Скребковый пластинчатый конвейер 4 (фиг. 3, 4, 5) для забора разрушенной породы (руды) соединен функционально с приемной камерой 5, размещенной в полости опоры 1. The technical equipment in its complex, as shown in the aforementioned drawings, includes a hollow guide rail-support 1, which is an elongated hollow cylinder, which is immersed in the drilledhole 2, also includes arock cutting unit 3 containing a combined working body of working nozzles and mechanical cutters ( not shown) also contains ascraper plate conveyor 4 for sampling the destroyed rock (ore). A scraper plate conveyor 4 (Fig. 3, 4, 5) for collecting the destroyed rock (ore) is connected functionally with thereceiving chamber 5, located in the cavity of thesupport 1.

В приемной камере размещены контейнеры 6, загружаемые разработанной породой (рудой). Транспортировка этих контейнеров осуществляется в полости гидромагистрали 7 до подъема в криволинейный участок 8, который далее продолжается в одном из трех вариантов проложения: если магистраль 9 проложена горизонтально или под ничтожным углом к горизонту (не более 1^o), то эта магистраль может быть заполнена рабочей жидкостью, и по ее полости контейнеры 6 транспортируют с использованием их положительной плавучести и при продувке по ходу движения контейнеров; если магистраль 9 проложена с уклоном (вниз), перемещение контейнеров ведут за счет спуска и торможения; если магистраль 9 проложена с подъемом (вверх), ее полость заполняют, как и полость начального участка гидромагистрали 7, рабочей жидкостью и контейнер подают за счет его положительной плавучести, а при малом угле подъема (до 5^о) подают с продувкой по ходу перемещения контейнера. Для этого используют пневмонапорную установку 10, а подающие патрубки 11 врезают по ходу со скосом в сторону движения контейнера по магистрали 9.In the receiving chamber placedcontainers 6, loaded with the developed rock (ore). The transportation of these containers is carried out in the cavity of thehydraulic line 7 before rising to the curved section 8, which then continues in one of three laying options: if thehighway 9 is laid horizontally or at an insignificant angle to the horizontal (no more than 1^o ), then this highway can be filled with a working a liquid, andcontainers 6 are transported through its cavity using their positive buoyancy and when purging along the containers; if thehighway 9 is laid with a slope (down), the movement of the containers is carried out by lowering and braking; Ifline 9 is laid elevation (upward), its cavity is filled, as the initial portion of thecavity gidromagistrali 7, the working fluid and the container is fed due to its positive buoyancy, and at a small angle of rise^(to + 5) fed with blowing during the movement of the container . To do this, use a pneumatic pressure unit 10, and the supply pipes 11 are inserted along the bevel in the direction of movement of the container along thehighway 9.

Магистраль 9 соединена с площадкой приема 12, где в среде атмосферы осуществляют выгрузку контейнеров. После выгрузки контейнеры 13 (пустые) подают по полости обратной магистрали 14, прокладка которой в профиле также может быть в различных вариантах: горизонтально, наклонно, с подъемом, как и магистрали 9. Кроме того, один и тот же участок, как участок магистрали 9, так и участок магистрали 14, могут быть проложены и в плане и в профиле под различными углами и на таких различных участках могут быть заполнены в своих полостях как рабочей жидкостью, так и воздухом (комбинированное заполнение полости). Направляющая-опора 1 имеет подвижные бандажи 15, размещенные на ее образующей, например, с помощью роликов. С помощью этих подвижных бандажей 15 приемная камера 5 имеет возможность свободно опускаться вниз по мере углубления карьера 16 при выемке на его дне-забое породы. Thehighway 9 is connected to the receiving platform 12, where the containers are unloaded in the atmosphere. After unloading, the containers 13 (empty) are fed through the cavity of thereturn line 14, the laying of which in the profile can also be in different versions: horizontally, obliquely, with a lift, as theline 9. In addition, the same section as the section of theline 9 , and the section of thehighway 14, can be laid both in plan and in the profile at different angles and in such different sections can be filled in their cavities with both working fluid and air (combined filling of the cavity). Guide-support 1 has amovable bandage 15, placed on its generatrix, for example, using rollers. With the help of thesemovable bandages 15, thereceiving chamber 5 has the ability to freely descend as thepit 16 deepens when excavating at its bottom-face.

Скребковый пластинчатый конвейер 4 закреплен на направляющей-опоре 1 с помощью подвижного бандажа 15, который обеспечивает перемещение конвейера 4 в двух направлениях: относительно оси направляющей-опоры 1 и относительно ее образующей - вращение вокруг опоры (момент "М"). Конвейер 4 имеет приводные барабаны 17 и 18, между которыми и обегая их натянут пластинчатый конвейер 19 из отдельных соединенных между собой с помощью шарниров пластин. На пластинах закреплены резцы 20 (фиг. 4, 5) со скосом в плане так, что при разработке руды на забое карьера 16 руда перемещается к центру карьера и попадает в приемную камеру 5 направляющей-опоры 1, где производят загрузку руды в контейнеры. Thescraper plate conveyor 4 is mounted on theguide rail 1 using amovable band 15, which allows theconveyor 4 to move in two directions: relative to the axis of theguide rail 1 and relative to its generatrix - rotation around the support (moment "M"). Theconveyor 4 has drivedrums 17 and 18, between which, and running around them, theplate conveyor 19 is pulled from individual plates interconnected by hinges.Cutters 20 are fixed on the plates (Fig. 4, 5) with a bevel in plan so that when developing ore at the bottom of thepit 16, the ore moves to the center of the pit and enters thereceiving chamber 5 of the guide-support 1, where the ore is loaded into containers.

Описываемый способ осуществляют предварительным образованием выработки 2, в полость ее погружают направляющую-опору 1 и на ее наружной стороне с помощью подвижного бандажа 15 монтируют приемную камеру 5 и породоразрушающий агрегат 3, а также монтируют конвейер 4 с их штатными силовыми приводами (детали приводов на чертеже не показаны). Производят включение и проверку всех магистралей: 7, 14, 8, 9. С помощью породоразрушающего агрегата 3 ведут разработку породы заданным слоем разрушения, а конвейером 4 подбирают этот разрушенный слой породы и подают ее в приемную камеру 5 для загрузки контейнеров 6. The described method is carried out by preliminary formation of themine 2, the guide-bearing 1 is immersed in its cavity and thereceiving chamber 5 and therock cutting unit 3 are mounted on its outer side with the help of amovable band 15, and theconveyor 4 is mounted with their standard power drives (drive details in the drawing not shown). All highways are turned on and checked: 7, 14, 8, 9. Using arock cutting unit 3, the rock is developed with a given destruction layer, and this destroyed rock layer is selected byconveyor 4 and fed to thereceiving chamber 5 forloading containers 6.

Контейнеры 6 загружают из расчета сохранения ими положительной плавучести в среде рабочей жидкости, в которую их вводят за счет подачи в полость гидромагистрали 7, где контейнеры всплывают, проходят участок 8 и входят в магистраль 9, подача по которой, как описано выше, может осуществляться одним из трех вариантов: за счет той же положительной плавучести, за счет плавучести с дополнительной подачей напорного воздуха по ходу движения контейнера, за счет только подаваемого напорного воздуха в направлении к площадке 12 приема и выгрузки контейнеров, откуда пустые контейнеры подают по магистрали 14. При этом используют также один из трех указанных вариантов (или совокупный комбинированный на участках магистрали) подачи контейнеров 13: в среде рабочей жидкости, или в среде воздуха, или в среде жидкости с продувкой воздухом по ходу контейнера. А спуск контейнеров на вертикальном участке магистрали 14 наиболее эффективно осуществлять в воздушной среде при пневмоторможении контейнеров в данном ограниченном участке магистрали за счет развитого лобового сопротивления по площади миделя контейнера и постепенного перетекания воздуха снизу вверх вдоль его стенок и стенок магистрали 14 на этом участке спуска контейнеров под загрузку. Containers 6 are loaded based on their preservation of positive buoyancy in the working fluid medium, into which they are introduced by feeding into the cavity of thehydraulic highway 7, where the containers float, pass through section 8 and enter thehighway 9, the supply of which, as described above, can be carried out by one of three options: due to the same positive buoyancy, due to buoyancy with additional supply of pressure air in the direction of movement of the container, due to only supplied pressure air in the direction to the platform 12 for receiving and unloading the container When the empty containers are delivered vialine 14. In this case, one of the three indicated options (or combined combined at sections of the line) ofcontainer supply 13 is also used: in the working fluid medium, or in the air medium, or in the liquid medium with air purging along the way container. And the descent of containers on the vertical section of thehighway 14 is most efficiently carried out in air during pneumatic braking of containers in this limited section of the highway due to the developed drag in the midship area of the container and the gradual flow of air from bottom to top along its walls and walls of thehighway 14 in this section of the descent of containers under loading.

Таким образом, разработанный способ добычи полезных ископаемых обладает универсальной и оригинальной технологической схемой осуществления всех его последовательно производимых операций, что позволяет организовать замкнутую схему от разработки до подачи разработанной руды на переработку, сделать процесс полностью автономным при возможности его автоматизации (при безлюдной технологии), что особенно важно при разработке карьеров в отдаленных от населенных пунктов регионах. Thus, the developed method of mining has a universal and original technological scheme for the implementation of all its sequentially performed operations, which allows you to organize a closed circuit from development to the supply of developed ore for processing, to make the process completely autonomous if it can be automated (with unmanned technology), which especially important when developing quarries in regions remote from human settlements.

При осуществлении данного способа возможна кольцевая разработка забоя (дна карьера 16) с образованием равномерно радиальной выработки карьера, а также возможны выборочное разрушение и выборочный забор породы при наличии более богатой руды на локальных участках, что, возможно, вести при мобильной схеме породоразрушающего агрегата (его раздвижке и укорочении) и при такой же мобильной конструкции забирающего руду конвейера. In the implementation of this method, it is possible to annularly develop a face (bottom of a pit 16) with the formation of a uniformly radial excavation of the pit, as well as possible selective destruction and selective sampling of the rock in the presence of richer ore in local areas, which may be carried out with a mobile scheme of the rock cutting unit (it sliding and shortening) and with the same mobile design of the ore-picking conveyor.

Claims (1)

Translated fromRussian

Способ добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие массива полезного ископаемого в геологических структурах, разработку, погрузку, транспортировку руды в полость приемной камеры, ввод руды в контейнеры и их подачу по гидромагистрали, где задают положительную плавучесть контейнеру с рудой и осуществляют его выгрузку в среде атмосферы, производят возврат пустых контейнеров под загрузку, отличающийся тем, что в массиве полезного ископаемого проходят выработку, погружают в эту выработку полую направляющую-опору в виде удлиненного полого цилиндра, на этой опоре монтируют породоразрушающий агрегат, имеющий возможность вращения вокруг направляющей-опоры с помощью подвижного бандажа, этим агрегатом ведут послойную разработку забоя в кольцевом и радиальном направлении, а после выгрузки контейнеров их возврат ведут по магистрали в среде газа, осуществляя торможение пустого контейнера за счет лобового сопротивления и перетекания воздуха снизу вверх вдоль его стенок и стенок магистрали, а по мере разработки забоя породоразрушающий агрегат перемещают вдоль образующей направляющей-опоры к забою, при этом выбор участка разработки массива ведут в кольцевом и радиальном направлениях в зависимости от содержания полезного ископаемого в массе руды. A method for extracting minerals, including opening an array of minerals in geological structures, developing, loading, transporting ore into the cavity of the receiving chamber, introducing ore into containers and supplying them via a hydraulic highway, where they set positive buoyancy for the ore container and unload it in the atmosphere, empty containers are returned for loading, characterized in that the mine passes through a mine, the hollow guide-support in the form of an elongated floor is immersed in this mine of the second cylinder, a rock cutting unit is mounted on this support, which can be rotated around the guide support using a movable bandage, this unit conducts layer-by-layer mining of the face in the annular and radial direction, and after unloading the containers, they are returned along the highway in the gas medium, braking the empty container due to drag and air flow from bottom to top along its walls and the walls of the highway, and as the face is developed, the rock cutting unit is moved along the generatrix on the governing support to the face, while the choice of the site of development of the massif is carried out in circular and radial directions, depending on the content of the mineral in the ore mass.

Images