СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОМПОНЕНТА ИЛИ МАТЕРИАЛА К ГОРИЗОНТУ И В ПРЕДЕЛАХ ГОРИЗОНТА СИСТЕМЫ БУРЕНИЯ ШАХТНОГО СТВОЛА
METHOD OF MOVING COMPONENT OR MATERIAL TO AND WITHIN LEVEL OF SHAFT BORING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу перемещения компонента или материала к горизонту и пределах горизонта системы бурения шахтного ствола и, в частности, хотя и не исключительно, относится к способу перемещения компонента на рабочий полок и в пределах рабочего полка системы бурения шахтного ствола, расположенной в шахтном стволе.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В опубликованной международной патентной заявке WO №2011/000037 А1 раскрыто предложение по проходке шахтного ствола, при которой грунт вынимается посредством бурильной машины и передается в средства перевозки большой емкости в форме скипов, которые поднимают и спускают посредством грузоподъемной системы, установленной на поверхности шахты. По завершении операций по проходке шахтного ствола подъемную систему и скипы впоследствии можно задействовать для транспортировки материала, вынутого в ходе добычи продукции.
При проходке шахтного ствола инженерное оборудование спускают с использованием ковшей (прикрепляемых посредством петли) и транспортируют бригадам, ожидающим внизу с целью установки этого инженерного оборудования на стенке шахтного ствола. Это требует от бригад работы под подвешенным грузом, что является опасным.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение в первой особенности предусматривает способ перемещения компонента или материала к горизонту и в пределах горизонта системы бурения шахтного ствола, при этом система бурения шахтного ствола расположена в шахтном стволе, при этом способ включает этапы:
спуска компонента или материала внутри клети в шахтный ствол к определенному горизонту системы бурения шахтного ствола, расположенной в шахтном стволе;
последующего подвешивания компонента или материала в пределах указанного горизонта по меньшей мере к одному удлиненному элементу системы транспортировки, расположенной в пределах указанного горизонта системы бурения шахтного ствола, причем подвешивание компонента или материала включает соединение компонента или материала с указанным по меньшей мере одним удлиненным элементом системы транспортировки в пределах указанного горизонта системы бурения шахтного ствола, расположенной в шахтном стволе, и разгрузку компонента или материала из клети;
перемещения компонента или материала в пределах указанного горизонта системы бурения шахтного ствола в шахтном стволе по системе транспортировки; и
установки компонента или материала в некотором месте в шахтном стволе с возможностью отсоединения компонента или материала от системы транспортировки, когда компонент или материал установлен,
при этом компонент представляет собой компонент для системы бурения шахтного ствола или для шахтного ствола, а материал представляет собой материал для формирования системы бурения шахтного ствола или шахтного ствола.
Система бурения шахтного ствола может содержать полок Галловея или рабочий полок. Эта система бурения шахтного ствола может содержать резцовую коронку или резцовый диск. Эта резцовая коронка или резцовый диск может быть расположен под полком Галловея или рабочим полком. Горизонт системы бурения шахтного ствола может представлять собой горизонт в полке Галловея или рабочем полке. Горизонт в полке Галловея или рабочем полке может быть сконфигурирован (например, иметь достаточную высоту) так, чтобы в пределах горизонта к системе транспортировки можно было подвешивать компоненты инженерного оборудования. Горизонт в полке Галловея или рабочем полке может быть сконфигурирован так, чтобы в пределах горизонта к системе транспортировки можно было подвешивать инженерное оборудование трубопровода.
Компонент или материал может являться пригодным для установки или наращивания инженерного оборудования в шахтном стволе. Этап спуска компонента или материала можно проводить в ходе проходки шахтного ствола. Кроме того, способ можно проводить во время установки системы бурения шахтного ствола.
Способ также может включать установку компонента или материала в некотором местоположении в шахтном стволе. Этот компонент или материал может содержать компонент инженерного оборудования, а способ может включать установку этого компонента инженерного оборудования в шахтном стволе. Компонент инженерного оборудования может быть установлен в или на крепи шахтного ствола. Компонент инженерного оборудования или материал может быть выполнен в виде трубы. Труба может быть выполнена в виде стальной трубы. Труба может включать воздуховод.
Этап спуска компонента или материала внутри клети может включать спуск держателя клети, такого, как приводная секция или «направляющая рама», вместе с клетью в шахтный ствол в положение, при котором держатель клети является неподвижным, а затем - спуск клети от держателя клети в положение, подходящее для доступа к компоненту или материалу с горизонта системы бурения шахтного ствола. Клеть может перемещаться вместе с держателем клети по канатам для подвески полка над полком Галловея или рабочим полком. Клеть может перемещаться без держателя клети по направляющим в пределах полка Галловея или рабочего полка. Эти направляющие в пределах полка Галловея или рабочего полка могут представлять собой неподвижные направляющие.
Держатель клети может представлять собой приводную секцию. Приводная секция может представлять собой направляющую раму.
Клеть может содержать стенки, частично или полностью окружающие компонент или материал. Кроме того, клеть может представлять собой одну из ряда клетей. В одном из конкретных примеров первая клеть расположена над второй клетью. В одном из вариантов осуществления первая клеть предназначена для транспортировки компонента или материала, а вторая клеть предназначена для транспортировки личного состава. Первая клеть и вторая клеть могут быть скреплены одна с другой. Первая клеть может быть предназначена для вмещения подвижной клети для личного состава.
Горизонт системы бурения шахтного ствола может представлять собой рабочий полок под верхним этажом системы бурения шахтного ствола, а этап перемещения компонента или материала может включать перемещение этого компонента или материала в пределах рабочего полка с использованием указанной системы транспортировки.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один удлиненный элемент представляет собой рельс, а система транспортировки представляет собой рельсовую систему, такую, как, например, монорельсовая система. Например, рельс этой рельсовой системы может быть прикреплен (непосредственно или опосредованно) к рабочему полку системы бурения шахтного ствола. Рельсовая система может быть организована для перемещения компонента или материала таким образом, чтобы в ходе перемещения компонент или материал свешивался вниз с части рельсовой системы.
В одном из альтернативных вариантов осуществления система транспортировки может включать канаты, например, горизонтальные канаты, на которые с использованием подходящей системы крепления подвешивают компонент или материал.
Этап подвешивания компонента или материала к системе транспортировки может включать крепление компонента или материала с использованием петли, цепи, передвижного блока и т.п. Кроме того, этап подвешивания компонента или материала к системе транспортировки может включать подъем компонента или материала на высоту, подходящую для перемещения компонента или материала в пределах рабочего полка. Подъем компонента или материала может включать использование подходящего подъемного приспособления, такого, как ручной, пневматический, электрический или гидравлический грузоподъемный механизм или цепной полиспаст.
Этап перемещения компонента или материала может включать перемещение компонента или материала в пределах рабочего полка системы бурения шахтного ствола до местоположения установки системы бурения шахтного ствола, расположенной в шахтном стволе, такой, как стенка шахтного ствола.
Этап перемещения компонента или материала также может включать перемещение компонента или материала по прямолинейной или криволинейной траектории. Перемещение компонента или материала также может включать перемещение компонента или материала от первого участка траектории вдоль первого направления ко второму участку траектории вдоль второго направления, отличающегося от первого направления.
Компонент может относиться к любому подходящему типу, такому, как труба, воздуховод, машина или любой другой материал или деталь, такие, как материал или деталь, необходимые для установки или наращивания инженерного оборудования в системе бурения шахтного ствола. Компонент также может представлять собой один из ряда компонентов.
Способ также может включать установку системы транспортировки.
Клеть может содержать элемент подвеса, а этап спуска компонента или материала внутри клети может включать подвешивание компонента или материала к элементу подвеса во время спуска компонента или материала внутри клети.
Этап спуска компонента к горизонту системы бурения шахтного ствола может включать спуск клети до тех пор, пока элемент подвеса не совместится с системой транспортировки.
Изобретение будет легче понять исходя из нижеследующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения. Это описание снабжено отсылкой к сопроводительным графическим материалам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фигура 1 представляет собой схему последовательности операций способа перемещения компонента к горизонту и в пределах горизонта системы бурения шахтного ствола согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; и Фигуры 2-7 представляют собой схематические иллюстрации зон и компонентов системы бурения шахтного ствола согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Система бурения шахтного ствола, относящаяся к типу, описанному в опубликованной международной патентной заявке WO №2011/000037 А1, содержит расширитель и модуль переработки вынутого грунта, расположенный над расширителем и действующий для вмещения вынутого грунта из бурильной машины и его передачи в скипы для транспортировки на уровень поверхности и разгрузки на уровне поверхности в соответствующее конвейерное оборудование или другой транспорт для отвала. По мере продвижения бурения такая система бурения шахтного ствола наращивается или перемещается в буровую скважину. С этой целью компоненты системы шахтного ствола необходимо спускать в шахтный ствол, а затем перемещать в местоположение установки в системе бурения шахтного ствола.
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способу и устройству для перемещения компонентов или материалов, таких, как инженерное оборудование, к горизонту и в пределах горизонта системы бурения шахтного ствола (SBS). Инженерное оборудование транспортируют внутри клети к соответствующему горизонту на полке Галловея, где это инженерное оборудование затем принимает система транспортировки, такая, как монорельсовая система, и перемещает его для установки в местоположении установки, таком, как положение на стенке шахтного ствола. Варианты осуществления настоящего изобретения имеют то преимущество, что уменьшается риск, связанный с работой под грузами и/или обращением с грузами вручную, и перемещение инженерного оборудования из клети (устройства транспортировки с поверхности) в конечное местоположение его установки выполняется посредством использования устройства подвеса (монорельса). При обеспечении перемещения компонентов системой транспортировки в пределах горизонта системы бурения шахтного ствола отсутствует потребность в перемещении рабочего полка вверх и вниз для содействия установке инженерного оборудования.
Со ссылкой на Фигуру 1 описывается способ 100 перемещения компонента или материала к горизонту и в пределах горизонта системы бурения шахтного ствола согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На Фигурах 2-5 показаны зоны системы 200 бурения шахтного ствола и проиллюстрировано перемещение компонента.
Варианты осуществления способа 100 перемещают компонент или материал 202 системы 200 бурения шахтного ствола в пределах рабочего полка 204 системы 200 бурения шахтного ствола в местоположение 206 установки с использование рельсовой системы, такой, как монорельсовая система 208. Монорельсовая система 208 содержит в этом варианте осуществления пути, прикрепленные к рабочему полку 204. Эти пути образуют сеть путей так, что для монорельсовой системы 208 доступны различные местоположения в пределах рабочего полка 204.
Система 200 бурения шахтного ствола содержит ряд рабочих полков и принимающих околоствольных дворов на разных горизонтах (не показаны). По меньшей мере, некоторые или все эти рабочие полки могут быть оснащены монорельсовыми системами, такими, как монорельсовая система 208.
Специалистам в данной области техники ясно, что компонент или материал 202 может относиться к любому подходящему типу. Например, компонент или материал 202 может представлять собой часть трубопровода, стальную трубу или машину. Кроме того, компонент или материал 202 может представлять собой один из ряда компонентов или материалов, которые могут перемещаться одновременно.
Способ 100 содержит начальный этап 102 погрузки компонента или материала 202 (или их ряда) в клеть 212 грузоподъемной системы 210 для спуска компонентов в шахтный ствол к системе 200 бурения шахтного ствола. Этап 104 включает спуск компонента или материала 202 в шахтный ствол, где расположена система 200 бурения шахтного ствола. Клеть 212 с компонентом и материалом 202 принимается на горизонте 203. Этап спуска компонента включает спуск держателя клети («направляющей рамы») вместе с клетью 212 в первое положение, а затем спуск клети 212 от держателя клети к горизонту назначения. Первое положение может представлять собой верхнюю часть полка Галловея или рабочего полка. Горизонт назначения может находиться в пределах полка Галловея, или рабочего полка. В некоторых вариантах осуществления можно не использовать держатель клети в ходе спуска указанной клети. Вместо этого можно сделать возможным спуск указанной клети из положения над системой бурения шахтного ствола в систему бурения шахтного ствола без необходимости в держателе клети. Держатель клети и клеть 212 будут в дальнейшем более подробно описаны ниже со ссылкой на Фигуры 6 и 7.
Этап 106 включает подвешивание компонента или материала 202 к монорельсовой системе 208. Этап 106 также включает разгрузку компонента или материала 202 из клети 212 грузоподъемной системы 210 и соединение этого компонента или материала 202 с монорельсовой системой 208. Соединение выполняют, используя соединительный элемент, такой, как петля, цепной полиспаст или подходящий грузоподъемный механизм, однако, в качестве альтернативы, соединительный элемент может быть предусмотрен в любой подходящей форме. Этап 106 также включает подъем компонента или материала 202 с использованием подъемного приспособления на высоту, подходящую для перемещения этого компонента или материала 202 в пределах рабочего полка 204. В этом примере подъемное приспособление предусмотрено в форме цепного полиспаста или грузоподъемного механизма 211.
Этап 108 включает перемещение компонента или материала 202 в пределах рабочего полка 204 системы 200 бурения шахтного ствола с использованием монорельсовой системы 208. Компонент или материал 202 отсоединяют от монорельсовой системы 208 в местоположении 206 установки (таком, как стенка шахтного ствола), где устанавливают компонент или материал 202.
Монорельсовая система 208 может быть организована для перемещения компонента в любом подходящем направлении из непрерывного ряда направлений, как, например, частично вокруг оси системы 200 бурения шахтного ствола.
На Фигуре 2 показан компонент или материал 202, полученный на рабочем полке 204 системы 200 бурения шахтного ствола. Для соединения компонента или материала 202 с монорельсовой системой 208 используется петля, передвижной блок, цепной полиспаст или грузоподъемное устройство 209.
На Фигурах 3 и 4 показан компонент или материал 202 тогда, когда его поднимают посредством подъемного приспособления 211 и перемещают в направлении местоположения 206 установки.
На Фигуре 5 показан компонент или материал 202 в местоположении установки, где компонент или материал 202 отсоединяют от монорельсовой системы и устанавливают.
Со ссылкой на Фигуры 6 и 7 клеть 212 описывается более подробно. На Фигуре 6(a) показана клеть 212, на Фигуре 6(b) показан держатель клети в форме направляющей рамы 600, и на Фигуре 6(c) показана направляющая рама 600 вместе с клетью 212. При спуске в шахтный ствол клеть 212 расположена в направляющей раме 600. В этом варианте осуществления система бурения шахтного ствола организована так, что направляющая рама 600 прибывает в положение над рабочим полком. В этом положении направляющая рама 600 остается неподвижной (например, посаженной на рабочий полок), а клеть 212 перемещается из направляющей рамы 600 в более низкое положение, где компонент или материал загружают на монорельсовую систему. На Фигуре 6(a) показана клеть 212 в конфигурации, где клеть 212 была перемещена в более низкое положение, например, в положение под направляющей рамой 600, показанной на Фигуре 6(b) без клети.
Направляющая рама 600 предусматривает направляющие средства клети в форме направляющих башмаков 603, проходящих вдоль канатов 605 для подвески полка между верхней частью шахтного ствола и верхней частью системы бурения шахтного ствола. В сущности, направляющая рама 600 обеспечивает сопряжение между клетью 212 и канатами 605 для подвески полка так, что клеть 212 может направляться вдоль канатов 605 для подвески полка вверх от системы бурения шахтного ствола и вниз к системе бурения шахтного ствола. Когда клеть 212 перемещается между горизонтами системы бурения шахтного ствола, например, для доставки компонентов и материалов к соответствующим горизонтам системы бурения шахтного ствола, направляющая рама 600 располагается у системы бурения шахтного ствола.
Клеть 212 также содержит направляющие средства в форме швеллеров 607, направляющих клеть 212 по неподвижным направляющим в системе бурения шахтного ствола. Таким образом, клеть 212 направляется вдоль всего ее пути от верхней части шахтного ствола до системы бурения шахтного ствола, при этом клеть 212 вмещается в направляющую раму 600 и посредством этого направляется по канатам 605 для подвеса полка; и от верхней части системы бурения шахтного ствола в систему бурения шахтного ствола и через нее, при этом клеть 212 снабжена швеллерами 607, направляющими клеть 212 по неподвижным направляющим. Эта схема расположения более подробно описана в находящийся в процессе одновременного рассмотрения заявке на патент Австралии №2013903212, которая ссылкой полностью включается в данное описание.
Клеть 212 содержит верхнюю, грузовую клеть 212а и нижнюю клеть 212b для личного состава. Нижняя клеть 212b для личного состава содержит стенки 602, образующие замкнутое пространство и содержащие дверцу 213 доступа. Грузовую клеть 212а используют для транспортировки материалов и компонентов по шахтному стволу и в системе бурения шахтного ствола. Клеть 212b для личного состава предназначена для транспортировки личного состава по шахтному стволу и в системе бурения шахтного ствола. Важно, что, как показано на Фигуре 6(c), когда клеть 212 вмещается в направляющую раму 600, в направляющей раме 600 находится только грузовая клеть 212а. Клеть 212b для личного состава не содержится в направляющей раме 600 и вместо этого подвешена под направляющей рамой 600.
Клеть 212а также может содержать элемент подвеса в форме балки 609, посредством которой в клети 212а можно поднимать или подвешивать материалы или грузы. Когда клеть 212а прибывает на тот горизонт в системе бурения шахтного ствола, куда следует доставить компонент или материал, балка 609 может совмещаться с монорельсовой системой 208. При совмещении балка 609 и монорельс 208 могут образовывать, по существу, непрерывный удлиненный элемент системы транспортировки, посредством этого делая возможным плавный переход груза от балки 609 непосредственно на монорельс 208 и с монорельса 208 на балку 609.
На Фигуре 7 показана клеть 212 согласно одному из дальнейших вариантов осуществления настоящего изобретения. Клеть 212, в частности, верхняя, грузовая клеть 212а, выполнена с возможностью вмещения в направляющую раму 600. Эта конфигурация показана на Фигуре 6(c), где конфигурация направляющей рамы 600 с клетью 212 спущена в шахтный ствол. Снова со ссылкой на Фигуру 7, клеть 212 содержит вспомогательную клеть 604, расположенную внутри грузовой клети 212а. Эту вспомогательную клеть 604 можно использовать, например, для транспортировки личного состава.
Исходя из настоящих идей, специалисту в данной области техники станет ясно, что клеть и держатель клети, здесь - направляющая рама, может быть предусмотрен в разнообразных формах и по-прежнему будет соответствовать настоящему раскрытию. Кроме того, направляющая рама может быть организована для вмещения любого количества клетей. Кроме того, каждая клеть может содержать ряд отдельных зон клети (например, спаренную клеть или верхнюю и нижнюю клети 212а и 604 в 212b, как описывалось выше), а также может лишь частично охватывать внутреннюю часть. В дальнейших изменениях грузоподъемная система может не содержать направляющую раму, и направляющую раму с клетью можно заменить клетью любого типа, организованной для переноса компонента или материала.
Исходя из настоящих идей, специалисту в данной области техники станет ясно, что настоящая система и способ могут предусматривать использование монорельсовой системы, включенной в состав конструкции системы бурения шахтного ствола, конкретнее, эта монорельсовая система включена в состав полка Галловея. Это содействует установке конкретных приспособлений, необходимых для формирования шахтного ствола. Инженерное оборудование можно устанавливать в крепи или на крепи шахтного ствола. Инженерное оборудование может содержать трубу. Эта труба может содержать стальную трубу. Эта труба может содержать воздуховод.
Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на частные примеры, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что изобретение может быть воплощено во множестве других форм. Кроме того, ссылка, сделанная на опубликованную международную патентную заявку WO №2011/000037 А1, не составляет допущения того, что эта патентная заявка образует часть общеизвестного знания в Австралии или любой другой стране.