способ ведения гидравлической разработки горных пород

Формула изобретения

Способ ведения гидравлической разработки корных пород, включающий размещение в забое гидромониторной установки, монтаж системы водоводов, создание необходимого напора воды у насадки гидромонитора, разрушение массива горных пород путем создания врубовых полостей на откосе уступа напорной струей воды, направление которой дистанционно регулируется поворотом в вертикальной и горизонтальной плоскостях шарнирно закрепленного ствола гидромонитора с помощьюю механизмов подъема и поворота и перемещения гидромониторной установки по мере подвигания забоя, отличающийся тем, что размещение гидромониторной установки в забое осуществляют с помощью устанавливаемого на определенной высоте от уровня верхней площадки уступа привязного аэростата, удерживающего шаровой шарнир, соединяющий водовод и ствол гидромонитора, массив горных пород разрушают созданием врубовых полостей как на откосе уступа, так и на его верхней площадке, а перемещение установки по мере подвигания забоя производят уменьшением высоты расположения аэростата с шаровым шарниром и увеличением угла, образуемого стволом гидромонитора с водоводом.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение может быть использовано при ведении открытых горных и строительных работ, в частности при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является выбранный за аналог и прототип способ ведения гидравлической разработки горных пород, включающий размещение в забое гидромоторной установки, монтаж системы водоводов, создание гидромониторной установки, монтаж системы водоводов, создание необходимого напора воды у насадки гидромонитора, разрушение массива пород путем создания врубовых полостей на откосе уступа напорной струей воды, направление которой дистанционно регулируется поворотом в вертикальной и горизонтальной плоскостях шарнирно закрепленного ствола гидромонитора с помощью механизмов подъема и поворота и перемещения гидромониторной установки по мере подвигания забоя (Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. М. Недра, 1985, с. 157-176).

Однако при использовании прототипа не достигается высокопроизводительная и безопасная отработка горных пород, особенно при разработке высокими уступами, ввиду ограниченного радиуса действия гидромоторной струи и необходимости размещения оборудования вне зоны обрушения горных пород на значительном расстоянии от забоя, а также частых и продолжительных простоев оборудования при его передвижке по мере подвигания забоя. Кроме того, потребность создания дополнительного напора воды у насадки гидромотора при незначительном удалении последнего от забоя ведет к увеличению энергозатрат и повышенному износу оборудования.

Основная задача изобретения заключается в повышении производительности гидравлической разработки при обеспечении эффективной и безопасной отработки горных пород высокими уступами.

Другой задачей является снижение энергоемкости способа при увеличении срока службы оборудования.

Для достижения поставленной задачи заявляемый способ ведения гидравлической разработки горных пород содержит следующую совокупность существенных признаков. Размещение гидромониторной установки в забое осуществляют с помощью устанавливаемого на определенной высоте от уровня верхней площадки уступа привязного аэростата, удерживающего шаровой шарнир, соединяющий водовод и ствол гидромонитора. Производят монтаж системы водоводов от установки к водозабору. После создания необходимого напора воды у насадки гидромонитора, массив горных пород разрушают напорной струей, создавая врубовые полости, как на откосе уступа, так и на его верхней площадке, в зависимости от степени интенсивности разрушения массива. Направление струи дистанционно регулируется поворотом в вертикальной и горизонтальной плоскостях шарнирно закрепленного ствола гидромонитора с помощью механизмов подъема и поворота. Перемещение гидромониторной установки по мере подвигания забоя производят уменьшением высоты расположения аэростата с шаровым шарниром и увеличением угла, образуемого стволом гидромонитора с водоводом.

По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеются следующие отличительные признаки:

размещение гидромониторной установки в забое осуществляют с помощью устанавливаемого на определенной высоте от уровня верхней площадки уступа привязанного аэростата, удерживающего шаровой шарнир, соединяющий водовод и ствол гидромонитора тем самым уничтожается опасность попадания гидромониторной установки в зону обрушения и обеспечивается возможность максимального приближения гидромонитора к забою, расширяется радиус действия гидромониторной струи, которой становятся доступны одновременно откос и верхняя площадка уступа и создается возможность для быстрого перемещения установки при помощи аэростата;

массив горных пород разрушают созданием врубовых полостей, как на откосе уступа, так и на его верхней площадке при этом повышается интенсивность разрушения массива, так как воздействуют на две плоскости обнажения;

перемещение установки по мере подвигания забоя производят уменьшением высоты расположения аэростата с шаровым шарниром и увеличением угла, образуемого стволом гидромонитора с водоводом таким образом можно осуществить частные и быстрые перемещения гидромониторной установки даже не останавливая ее работу, поддерживая оптимальное удаление от забоя.

Между отличительными признаками и решаемой задачей существует следующая причинно-следственная связь:

при размещении гидромониторной установки согласно предлагаемому способу уничтожается опасность попадания гидромониторной установки в зону обрушения и обеспечивается возможность максимального приближения насадки гидромонитора к забоям, расширяется радиус действия гидромониторной струи, которой становится доступны одновременно откос и верхняя площадка уступа и создается возможность для быстрого перемещения установки при помощи аэростата, за счет расширения технологических возможностей гидромониторной установки достигается повышение производительности гидравлической разработки при обеспечении эффективной и безопасной отработки горных пород высокими уступами, за счет максимального приближения насадки гидромонитора к забою снижает энергоемкость способа при увеличении срока службы оборудования;

массив горных пород разрушает созданием врубовых полостей, как на откосе уступа, так и на его площадке, таким образом повышается интенсивность разрушения массовых горных пород, а следовательно производительность разработок;

перемещение установки по мере подвигания забоя производит уменьшением высоты расположения аэростата с шаровым шарниром и увеличении угла, образуемого стволом гидромонитора с водоводом, снижаемого таким образом время на передвижку оборудования приводит к повышению производительности разработки в расчетный период времени (месяц, год).

Необходимость размещения шарового шарнира, связывающего ствол гидромонитора с водоводом, на привязном аэростате обусловлена тем, что, если это не будет произведено, не будет достигнута возможность быстрого перемещения гидромониторной установки по мере подвигания забоя за счет увеличения угла между стволом гидромонитора и водоводом при опускании аэростата.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема устройства, используемого в данном способе.

Заявляемый способ ведения гидравлической разработки горных пород может быть реализован с помощью изображенного устройства следующим образом.

Над зоной ведения гидравлической разработки размещают привязной аэростат 1, прикрепленный на якорях 2 к поверхности земли с помощью канатов 3, запасованных в тяговые лебедки 4, которые расположены в гондоле 5. Количество якорей равно трем или четырем, так, чтобы обеспечивалось перемещение аэростата в горизонтальной плоскости в любую сторону. Гондола прикреплена к нижней подвеске аэростата, в ней размещена кабина оператора и механизм управления гидравлической установкой, а в специальных пазах ее днища удерживается шаровой шарнир 6, соединяющий ствол 7 гидромонитора с насадкой 8 на конце и водовод 9. После установки аэростата с шаровым шарниром 6 на определенной высоте от уровня верхней площадки 10 уступа и монтажа системы водоводов 11, соединяемых с магистральным водоводом 9 через шаровой шарнир 12, а также оборудования насосной станции 13 возле пруда отстойника 14 и подключения силового оборудования, размещенного в гондоле 5 через кабель 15, проложенный, например, по водоводу 9 проводят наводку ствола 7 гидромонитора на забой. Это осуществляется работой механизмов поворота и подъема, в нашем случае регулированием длин канатов 3 и 16 (если нужно) с помощью лебедок 4 и 17. Возможно другое исполнение механизмов управления (гидро- и электрогидроприводное).

Массив горных пород разрушают путем создания врубовых полостей как на откосе 18 уступа, так и на его верхней площадке 10, напорной струей воды, которая формируется работой насосной станции 13 и насадкой 8 на стволе 7 гидромонитора. Направление напорной струи в вертикальной и горизонтальной плоскостях регулируется работой тяговых лебедок 4 и 17.

В процессе отработки горных пород необходимое удаление насадки 8 гидромонитора по мере подвигания забоя поддерживается постепенным уменьшением высоты расположения аэростата 1 намоткой канатов 3 и увеличением угла, образуемого стволом 7 гидромонитора и водоводом 9.

Как показали ориентировочные расчеты, использование способа позволит увеличить годовую производительность разработки, как минимум, на 20% снизить удельную энергоемкость на 5-10% и более, а также обеспечить эффективную и безопасную отработку уступов высотой до 80 м.