ВСКРЫШНОЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по бестранспортной системе в сложных горно-геологических условиях.
Заявляемая полезная модель относится к приоритетным направлениям развития науки и технологии «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых», поскольку решает одну из проблем, связанную с механизацией и экологической безопасностью открытых горных работ.
Проблема работы вскрышного агрегата заключается в следующем.
Известна машина для разработки грунта, включающая две ходовых платформы, каждая из которых оснащена наклонной стрелой,. двухсторонний ковш, соединенный подъемно - тяговыми канатами с соответствующими наклонными стрелами.. [Авторское свидетельство СССР №840246, кл. E02F 3/48, опубликовано 23.06.1981, Бюллетень №23]. Экскавационно - транспортный процесс наблюдается полностью только при наклонном откосе уступа, не превышающим, примерно, 35-40 градусов, и установке ходовых платформ вплотную к верхней бровке уступа..
Общими признаками известной машины для разработки грунта с заявляемой полезной моделью являются:
- две ходовых платформы;
- подъемно - тяговые канаты;
- двухсторонний ковш.
Недостатками известной машины для разработки грунта являются:
низкая производительность в результате непроизводительных затрат времени на замену каната, который интенсивно изнашивается о верхнюю бровку уступа, угол наклона которого увеличивается до 80 градусов. Это происходит в результате того, что для обработки верхней бровки уступа ходовую платформу необходимо перемещать в направлении от верхней бровки уступа для размещения участка подвески ковша в пределах верхней рабочей площадки уступа. Кроме того, такое перемещение ходовой платформы также связано и с увеличением бермы безопасности при увеличении угла наклона уступа до 80 градусов.
- низкая производительность из-за сложностей управления экскавационно транспортным процессом в условиях ограниченной видимости: значительного расстояния до наблюдаемого объекта, неблагоприятных атмосферных условий (дождь, снег, туман, темное время суток), размещения наблюдаемого объекта вне зоны видимости Например, при наблюдении с верхней рабочей площадки уступа нижнюю часть откоса этого уступа не видно. Такая обстановка возникает при увеличении глубины траншеи с крутыми откосами.
Известен канатно-башенный экскаватор, включающий две ходовых платформы с мачтами, соединенные тягово-несущим канатом, два ковша, соединенные между собой цепью и подвешенные к тягово-несущему канату, при этом каждый ковш связанн с соответствующей мачтой подъемно тяговым канатом. [Авторское свидетельство СССР №132568, кл. E02F 3/46 E02F 3/54, опубликовано 01.01.1960 в Бюллетене изобретений №19].
Общими признаками известного канатно-башенного экскаватора с заявляемой полезной моделью являются:
- наличие тягово-несущего и подъемно-тягового канатов;
- наличие двух, связанных между собой цепью, ковшей, создающих экскавационно-транспортный процесс двухстороннего действия;
- подвеска ковшей к тягово-несущему канату выполнена с возможностью перемещения ковшей вдоль этих канатов.
Недостатками известного канатно-башенного экскаватора являются:
- низкая производительность в результате непроизводительных затрат времени на замену подъемно-тягового каната, который интенсивно изнашивается о верхнюю бровку уступа, угол наклона которого увеличивается до 80 градусов. Это связано с тем. что ковши жестко связаны с тягово-несущим канатом и при опускании ковша в траншею он увлекает за собой подъемно - тяговый канат, который врезается в верхнюю бровку откоса борта траншеи.
- низкая производительность из-за сложностей управления экскавационно транспортным процессом в условиях ограниченной видимости: значительного расстояния до наблюдаемого объекта, неблагоприятных атмосферных условий (дождь, снег, туман, темное время суток), размещения наблюдаемого объекта вне зоны видимости. Например, при наблюдении с верхней рабочей площадки уступа нижнюю часть откоса этого уступа не видно. Это происходит при увеличении глубины траншеи, с крутыми откосами.
За прототип заявляемой полезной модели принят вскрышной агрегат по патенту Российской Федерации на изобретение №2396394, кл. E02F 3/54, E21C 47/00, опубликовано 10,08,2010, как наиболее близкая по технической сущности и выполняемым функциям. Вскрышной агрегат включает забойную и отвальную неповоротные ходовые платформы с мачтами, соединенными не менее, чем двумя тягово-несущими канатами, двухсторонний ковш с днищем V-образной формы, связанный с каждой мачтой посредством подъемно-тягового каната, огибающего соответствующий блок, закрепленный на тягово-несущем канате, блоки забойной и и отвальной неповоротных ходовых платформ, размещенные между тягово-несущими канатами и соединенные с ними с возможностью перемещения относительно друг друга совместно с тягово-несущими канатами, причем блок забойной неповоротной ходовой платформы жестко связан с одним тягово-несущим канатом, а блок отвальной неповоротной ходовой платформы - с другим тягово-несущим канатом.
Общими признаками известного вскрышного агрегата с заявляемой полезной моделью являются:
- наличие забойной и отвальной неповоротных ходовых платформ с мачтами, соединенных не менее, чем двумя тягово-несущими канатами, двухстороннего ковша с днищем V-образной формы, связанного с каждой мачтой посредством подъемно-тягового каната, огибающего соответствующий блок, закрепленный на тягово-несущем канате, блоки зябойной и отвальной неповоротной ходовых платформ, размещенные между тягово-несущими канатами и соединенные с ними с возможностью перемещения относительно друг друга совместно с тягово-несущими канатами, причем блок забойной неповоротной ходовой платформы жестко связан с одним тягово-несущим канатом, а блок отвальной неповоротной ходовой платформы - с другим тягово-несущим канатом.
Недостатком известного вскрышного агрегата является низкая производительность в результате сложностей управления экскавационно-транспортным процессом в условиях ограниченной видимости: значительного расстояние до наблюдаемого объекта, неблагоприятных атмосферных условий (дождь, снег, туман, темное время суток), размещения наблюдаемого объекта вне зоны видимости. Например, при наблюдении с верхней рабочей площадки уступа нижнюю часть откоса этого уступа не видно. Это происходит при увеличении глубины траншеи с крутыми откосами. Место черпания ковша в районе нижней бровки вскрышного уступа находится, как правило, под крутым откосом с углом наклона до 80 градусов, который является препятствием для прямого наблюдения. В этом случае ковш черпает горную массу вне зоны видимости забойной ходовой неповоротной платформы.. В результате производительность вскрышного агрегата значительно снижается из-за сложностей управления экскавационно-транспортным процессом со стороны забойной ходовой неповоротной платформы. Место черпания ковша в районе нижней бровки отвального уступа находится под наклонным откосом этого уступа с углом наклона 20-35 градусов. Этот откос расположен от отвальной ходовой неповоротной платформы на расстоянии, равном ширине отвальной заходки, и является препятствием для прямого наблюдения. Поэтому, черпание, погрузка и разгрузка, выполняются также вне зоны видимости отвальной ходовой неповоротной платформы. В результате производительность вскрышного агрегата значительно снижается из за трудностей управления экскавационно-транспортным и погрузочно-разгрузочным процессами со стороны отвальной ходовой неповоротной платформы.
Обеспечение видимости наблюдаемого объекта является составным элементом управления экскавационно-транспортным процессом вскрышного агрегата.
Причиной низкой производительности вскрышного агрегата является сложность управления экскавационно-транспортным процессом из-за отсутствия технических решений, направленных на оснащение наблюдением в условиях ограниченной видимости.
Таким образом, проблема увеличения производительности вскрышного агрегата, заключается в улучшении управления экскавационно-транспортным процессом за счет оснащения наблюдением, в условиях ограниченной видимости
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи по увеличению производительности вскрышного агрегата за счет улучшения управления экскавационно-транспортным процессом в результате оснащения наблюдением в условиях ограниченной видимости
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении производительности вскрышного агрегата за счет улучшения управления экскавационно-транспортным процессом в результате оснащения наблюдением в условиях ограниченной видимости.
Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем. что вскрышной агрегат, включающий забойную и отвальную неповоротные ходовые платформы с мачтами, соединенными не менее, чем двумя тягово-несущими канатами, двухсторонний ковш с днищем V-образной формы, связанный с каждой мачтой посредством подъемно-тягового каната, огибающего соответствующий блок, закрепленный на тягово-несущем канате, блоки забойной и отвальной неповоротных ходовых платформ, размещенные между тягово-несущими канатами и соединенные с ними с возможностью перемещения относительно друг друга совместно с тягово-несущими канатами, причем блок забойной неповоротной ходовой платформы жестко связан с одним тягово-несущим канатом, а блок отвальной неповоротной ходовой платформы - с другим тягово-несущим канатом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит две передвижные камеры наблюдения, закрепленные на двух дополнительно установленных тягово-несущих канатах, расположенных по обе стороны тягово-несущих канатов, на которых закреплен двухсторонний ковш с днищем V-образной формы, причем каждая передвижная камера наблюдения установлена на соответствующем тягово-несущем канате, при этом одна передвижная камера наблюдения установлена на соответствующем тягово-несущем канате с возможностью перемещения одновременно с ковшом и наблюдения за ним, а другая передвижная камера наблюдения установлена на соответствующем тягово-несущем канате с возможностью наблюдения за зонами черпания, погрузки и разгрузки горной массы.
Оснащение двумя передвижными камерами наблюдения, каждая из которых установлена на соответствующем дополнительном тягово-несущем канате. Это необходимо для наблюдения за работой ковша и за зонами, к которым переместится ковш для черпания, погрузки или разгрузки горной массы. Два дополнительных тягово-несущих каната создают условия для независимой работы передвижных камер наблюдения. Кроме того, эти камеры не подвергаются колебаниям системы подвески ковша. Это приближает камеры к наблюдаемому объекту, улучшает видимость, уменьшает сложности управления вскрышным агрегатом, повышает его производительность и направлено на достижение технического результата.
Размещение дополнительных тягово-несущих канатов с передвижными камерами наблюдения по обе стороны тягово-несущих канатов, на которых закреплен двухсторонний ковш с днищем V-образной формы. Это расширяет возможности приближения камер наблюдения к наблюдаемому объекту, улучшает видимость, создает условия для функциональной взаимозаменяемости этих камер, а также повышает устойчивость системы подвески ковша. Направлено на достижение технического результата.
Одна передвижная камера наблюдения установлена на соответствующем дополнительном тягово-несущем канате с возможностью перемещения совместно с ковшом и наблюдения за ним. В этом случае камера может размещаться на любом расстояние от ковша. Это приближает передвижную камеру наблюдения к ковшу, улучшает его видимость и управление вскрышным агрегатом, повышает его производительность и направлено на достижение технического результата.
Другая передвижная камера наблюдения установлена на соответствующем дополнительном тягово-несущем канате с возможностью наблюдения за зонами черпания, погрузки и разгрузки горной массы. В результате эти зоны наблюдаются в любой точке экскавационно-транспортного процесса и машинист вскрышного агрегата может заранее принимать решения до начала движения ковша в направлении к объекту наблюдения. Это приближает передвижную камеру наблюдения к наблюдаемому объекту, улучшает видимость, уменьшает сложность управления вскрышным агрегатом, повышает его производительность и направлено на достижение технического результата.
Таким образом, все изложенные технические решения, заявляемой полезной модели направлены на значительное улучшение видимости экскавационно-транспортного процесса за счет приближения камер наблюдения к объекту на расстояние, обеспечивающее его видимость. Это создает условия для управления ковшом в любой зоне экскавайионно-транспортным процесса, с обеих ходовых неповоротных платформ, повышая производительность вскрышного агрегата и направлено на достижение технического результата.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4).
На фиг.1 изображен вскрышного агрегат, оснащенный передвижными камерами наблюдения, при черпании ковша в зоне нижней бровки вскрышного уступа и при наблюдении за местом разгрузки в зоне откоса внутреннего отвала.
На фиг.2 представлена схема размещения передвижных камер наблюдения вскрышного агрегата (в плане) при черпании ковша в зоне нижней бровки вскрышного уступа и при наблюдении за местом разгрузки в зоне откоса внутреннего отвала.
На фиг.3 - вскрышной агрегат, оснащенный передвижными камерами наблюдения, при разгрузке ковша на откос внутреннего отвала и при наблюдении за местом черпания ковша в зоне нижней бровки взорванных пород вскрышного уступа с направлением черпания в сторону вскрышного уступа.
На фиг.4 - схема размещения передвижных камер наблюдения вскрышного агрегата в плане при наблюдении за разгрузкой ковша на откос внутреннего отвала и за местом черпания ковша в зоне нижней бровки взорванных пород вскрышного уступа с направлением черпания в сторону вскрышного уступа.
Позиции вскрышного агрегата по заявляемой полезной модели обозначены следующими цифрами:
- 1 - забойная неповоротная ходовая платформа;
- 2 - отвальная неповоротная ходовая платформа;
- 3 - мачта забойной неповоротной ходовой платформы 1;
- 4 - мачта отвальной неповоротной ходовой платформы 2;
- 5, 6 - тягово-несущие канаты, соединяющие мачты 3, 4, соответственно, забойной 1 и отвальной 2 неповоротных ходовых платформ, соответственно;
- 7 - двухсторонний ковш с днищем V-образной формы;
- 8 - подъемно - тяговый канат забойной 1 неповоротной ходовой платформы;
- 9 - подъемно-тяговый канат отвальной 2 неповоротной ходовой платформы;
- 10 - блок подъемно-тягового каната забойной 1 неповоротной ходовой платформы;
- 11 - блок подъемно-тягового каната отвальной 2 неповоротной ходовой платформы;
- 12 - дополнительный тягово-несущий канат, установленный с одной стороны системы подвески ковша 7,
- 13 - дополнительный тягово-несущий канат, установленный с другой стороны системы подвески ковша 7;
- 14 - дополнительная передвижная камера наблюдения, установленная на дополнительном тягово-несущем канате 12;
15 - дополнительная передвижная камера наблюдения, установленная на дополнительном тягово-несущем канате 13;
- 16 - вскрышной уступ;
- 17 - уступ внутреннего отвала;
- 18 - взорванная порода;
- 19 - пласт полезного ископаемого;
- а, б, в, г, д, е, ж, з - контур эксплуатационной траншеи;
- а, з, в - контур отсыпаемого внутреннего отвала;
Пунктирными линиями со стрелками показаны направления к местам черпания, погрузки и разгрузки горной массы.
Вскрышной агрегат (фиг.1, 3) включает забойную 1 и отвальную 2 неповоротные ходовые платформах с мачтами 3 и 4, которые расположены по сторонам эксплуатационной траншеи а, б, в, г, д. е, ж, з. Мачта 3 забойной неповоротной ходовой платформы 1 соединена с мачтой 4 отвальной неповоротной ходовой платформы 2 двумя тягово-несущими канатами 5, 6 и двумя дополнительными тягово несущими канатами 12, 13, установленными по обе стороны системы подвески ковша 7. (На фиг.1, 3 тягово-несущий канат 5 не виден, а показан на фиг.2, 4). Двухсторонний ковш 7 с днищем V-образной формы связан с мачтами 3 и 4 подъемно-тяговыми канатами 8, 9, огибающими блоки 10, 11 соответствующих забойной 1 и отвальной 2 неповоротных ходовых платформ 1, 2. Блоки 10, 11 размещены между тягово-несущими канатами 5, 6 и соединены с ними с возможностью перемещения относительно друг друга (фиг.2, 4). Передвижная камера наблюдения 14 установлена на тягово-несущим канате 12, которые размещены с одной стороны системы подвески ковша 7 (фиг.2, 4). Передвижная камера наблюдения 15 установлена на тягово-несущем канате 13, которые, размещены с другой боковой стороны системы подвески ковша 7 (фиг.2, 4). На забойной 1 и отвальной 2 неповоротных ходовых платформах установлены экраны для принятия информации с передвижных камер наблюдения 14. 15. Каждая из двух передвижная камер наблюдения 14, 15 передает информацию на свой экран забойной 1 и отвальной 2 неповоротных ходовых платформ. Таким образом, на каждой неповоротной ходовой платформе установлены по два экрана.
Вскрышной агрегат работает следующим образом.
Забойная 1 и отвальная 2 неповоротные ходовые платформы с соответствующими мачтами 3, 4 перемещаются вдоль вскрышного уступа 16 и уступа внутреннего отвала 17, соответственно, формирующих контур эксплуатационной траншеи а, б, в, г, д, е, ж, з, и отсыпают взорванные породы 18 в пределах контура отсыпаемого внутреннего отвала а, з, в. В исходном положении (фиг.1, 2) двухсторонни ковш 7 с днищем V-образной формы черпает взорванную породу 18 в зоне нижней бровки вскрышного уступа 16 Передвижная камера наблюдения 14 установлена на дополнительном тягово-несущем канате 12 на расстоянии от ковша 7 в пределах его видимости. Процесс черпания наблюдается и передается посредством передвижной камеры наблюдения 14 на экраны забойной 1 и отвальной 2 неповоротных ходовых платформ. Этот процесс черпания совмещается с передачей информации о состоянии места разгрузки ковша 7 на откос уступа внутреннего отвала 17 на экраны забойной 1 и отвальной 2 неповоротных ходовых платформ посредством передвижной камерой наблюдения 15. После окончания черпания ковш 7 и передвижная камера наблюдения 14 перемещаются к месту разгрузки взорванной породы 18 на откос уступа внутреннего отвала 17, а передвижная камера наблюдения 15 перемещается к месту черпания в зоне нижней бровки вскрышного уступа 16. При этом, передвижная камера наблюдения 14 при движении находится на расстоянии от ковша 7 в пределах его видимости (фиг.3, 4).
После окончания разгрузки ковша 7 передвижная камера наблюдения 14 возвращаются к месту черпания взорванной породы 18 в зоне нижней бровки вскрышного уступа 16, а передвижная камера 15 возвращается к месту разгрузки ковша 7 на откос уступа внутреннего отвала 17. При этом, передвижная камера наблюдения 14 находится на расстоянии от ковша 7 в пределах его видимости.
В дальнейшем изложенные процессы работы вскрышного агрегата повторяются.
Таким образом, все изложенные технические решения заявляемой полезной модели направлены на повышение производительности вскрышного агрегата за счет улучшения управления экскавационно-транспортным процессом в результате оснащения наблюдением в условиях ограниченной видимости. Кроме того, симметричное размещение двух передвижных камер наблюдения создает условия для их функциональной взаимозаменяемости. Так, одна передвижная камера наблюдения. установленная на соответствующем дополнительном тягово-несущем канате с одной стороны системы подвески ковша, может выполнять функции другой передвижной камеры наблюдения, установленной на соответствующем дополнительном тягово-несущем канате с другой стороны системы подвески ковша, и наоборот. Это дополнительно повышает производительность вскрышного агрегата в условиях ограниченной видимости и направлено на достижение технического результата.