Агрегат для гидродобычи полезных ископаемых
UNIT FOR HYDROMINING OF MINERALS

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых, представленных породами слабой прочности, слабосцементированными кусками крепких пород и породами склонными к размоканию. К таким месторождениям относятся, например, торфяные залежи, сапропели, ПГС (песчано-гравийной смеси), каменный уголь, горючие сланцы.
Кроме того, агрегат может использоваться при разработке кимберлитовых алмазосодержащих трубок архангельской области, а также ряда россыпных месторождений алмазов и благородных металлов. Особенно целесообразно его использование при наличии чехла плотных перекрывающих продуктивный пласт пород.
Известен агрегат для гидродобычи полезных ископаемых, включающий пульпоприемный бункер, верхний оголовок, нижний оголовок с одним или несколькими гидромониторами, нагнетательный трубопровод и пульповыдочной блок, связывающие верхний и нижний оголовки (см. «Горная энциклопедия», М., «Советская энциклопедия», 1989 г., т. 4, с. 553).
Недостатком данного агрегата является ненадежность выдачи на поверхность больших кусков добываемого полезного ископаемого, в то время как, при добыче кристаллосырья, и в первую очередь при добыче алмазов и золота, крупные куски являются наиболее ценными.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых.
Технический результат - повышение сохранности полезного ископаемого, надежность выдачи полезных ископаемых на поверхность, а также максимальное сохранение окружающей среды.
Указанный технический результат достигается тем, что агрегат для гидродобычи полезных ископаемых, включающий пульпоприемный бункер, верхний оголовок, нижний оголовок с одним или несколькими гидромониторами, нагнетательный трубопровод и пульповыдочной блок, связывающие верхний и нижний оголовки, снабжен направляющей рамой, пульповыдачной блок выполнен в виде бесконечной цепи с ковшами, размещенными на направляющей раме, нагнетательный трубопровод также закреплен на направляющей раме, при этом гидромониторы направлены в сторону от плоскости черпания ковшей.
Для осуществления непрерывной разработки, гидродобычной агрегат снабжен самоходным шасси, на котором закреплены направляющая рама и приемный бункер.
Для более полной отработки пластов полезного ископаемого значительной мощности, гидгодобычной агрегат снабжен, установленными на нижнем оголовке, вращающимися гидромониторными головками с внутренними полостями.
Кроме того, гидродобычной агрегат может быть снабжен защитным кожухом, в котором закреплена направляющая рама с нагнетательным трубопроводом и пульповыдачным блоком.
Для осуществления самотечной доставки пульпы к ковшам, гидромониторы направлены под острым углом к плоскости рамы, в сторону верхнего оголовка.
С той же целью вращающиеся гидромониторные головки установлены с наклоном в сторону верхнего оголовка.
Для повышения сохранности кристаллосырья, ковши армированы эластичным, антифрикционным материалом.
С той же целью ковши могут быть выполнены из эластичного, антифрикционного материала.
Для обеспечения вращения, гидромониторные головки могут быть снабжены лопастями, закрепленными в их полостях.
В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.
Изобретение поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 изображен общий вид агрегата для гидродобычи полезных ископаемых;
- на фиг. 2 - общий вид агрегата для гидродобычи полезных ископаемых на самоходном шасси;
- на фиг. 3-нижний оголовок стационарного гидродобычного агрегата;
- на фиг. 4 - разрез по А - А фиг. 3;
- на фиг. 5 - нижний оголовок стационарного гидродобычного агрегата с несколькими гидромониторами;
- на фиг. 6 - разрез по Б - Б фиг. 5;
- на фиг. 7 - нижний оголовок с вращающимися гидромониторными головками;
- на фиг. 8 - разрез по В - В фиг. 7;
- на фиг. 9 - вращающаяся гидромониторная головка;
- на фиг. 10 - вращающаяся гидромониторная головка, вид сбоку.
Агрегат для гидродобычи полезных ископаемых включает верхний оголовок 1, нижний оголовок 2 с гидромониторами 3, направляющую раму 4, на которой размещена бесконечная цепь с ковшами 6, и нагнетательный трубопровод 7, для подвода жидкости к гидромониторам 3. Направляющая рама может быть установлена в защитном кожухе 8.
Для непрерывной отработки пластовых месторождений (в том числе россыпей) неглубокого залегания, агрегат установлен на самоходном шасси 9.
Агрегат может быть снабжен вращающимися гидромониторными головками 10, со стенками 11 и полостями 12. В полости 11, к стенкам 12, крепятся лопасти 14. Головки 10 крепятся с возможностью вращения на нижнем оголовке 2 и их полости 12 посредством патрубков 15, гидравлически соединяют с полостями нагнетательного трубопровода 7.
В направляющей раме 4 могут быть выполнены пазы 16 (в качестве направляющих) по которым перемещаются гидромониторы 3.
Агрегат работает следующим образом. Направляющая рама 4 заглубляется в массив горных пород. Если покрывающие породы обладают значительной твердостью, возможно предварительное бурение скважины 17, в которую опускают направляющую раму 4 с размещенными на ней узлами. Верхний оголовок 1 размещают над приемным бункером 18. После этого приводят в движение бесконечную цепь 5 с ковшами бив нагнетательный трубопровод 7 подают жидкость. Жидкость, поступая из нагнетательного трубопровода 7 в гидромониторы 3 и изливаясь из них под напором, создает струю производящую разрушение пласта 19 полезного ископаемого. Получаемая при разрушении пульпа поступает в скважину 17, где подхватывается ковшами 6 и перемещается ими к верхнему оголовку 1, на котором происходит их разгрузка в бункер 18. Из бункера 18 пульпа поступает в средство непрерывного транспортирования, например, в трубопровод 20 (или в какой либо из видов конвейеров), по которому осуществляется дальнейшее транспортирование.
Для защиты бесконечной цепи 5 и ковшей 6, направляющая рама 4 снабжена защитным кожухом 8.
Для полной отработки пласта 19 агрегат, с каждой стороны от рамы 4, снабжен несколькими гидромониторами 3 (фиг. 5) или же в ней могут быть, с каждой стороны, предусмотрены направляющие пазы 16, по которым перемещаются гидромониторы 3, полностью отрабатывая мощность пласта 19. Размыв производят в крест плоскости черпания. Для обеспечения более надежной самотечной доставки пульпы к зоне черпания, гидромониторы 3 направлены под острым углом к плоскости рамы 4 в сторону верхнего оголовка 1.
После отработки пласта 19 вокруг скважины 17 в радиусе равном эффективной разрушающей длине струи жидкости, агрегат размещают в следующей скважине и цикл повторяется и т.д.
В случае неглубокого залегания пласта 19 полезного ископаемого целесообразно использовать агрегат, установленный на самоходном шасси 9, который может производить непрерывную отработку участка месторождения полезного ископаемого.
Агрегат, установленный на самоходном шасси 9, работает следующим образом. Направляющая рама 4 с установленными на ней узлами, заглубляется в массив покрывающих горных пород 21 (при их наличии) и в пласт полезного ископаемого 19. Заглубление производится за счет механического разрушения движущимися на бесконечной цепи ковшами 6. Для этого они снабжены режущей кромкой любой известной конструкции, подходящих для разрушения конкретных пород, например зубками 22.
После заглубления приводят в движение бесконечную цепь 5 с ковшами 6, и в нагнетательный трубопровод 7 подают жидкость. Если агрегат снабжен отдельными гидромониторами 3, то из нагнетательного трубопровода 7 жидкость поступает непосредственно в них и далее, в виде струи, на забой, разрушая его.
Если агрегат снабжен гидромониторными головками 10, то их нагнетательного трубопровода 7 жидкость поступает в патрубки 15, из них в полости 12 гидромониторных головок 10, а из них в гидромониторы 3 и далее на забой.
В полостях 12 гидромониторных головок 10, закреплены лопасти 14. Жидкость, проходя по полостям головок 10, воздействует на лопасти 14, в результате чего головки 10 приходят во вращательное движение, и гидромониторы 3 отрабатывают большую мощность пласта.
Возможно и принудительное механическое вращение головок 10.
Использование данного изобретения позволит добиться более надежной выдачи полезного ископаемого на поверхность, а в случае использования самоходного шасси 9, осуществлять работы по размыву непрерывно, совмещая перемещение агрегата с отработкой. Кроме того, при разработке месторождений содержащих самородки и кристаллосырье, повышается надежность выдачи на поверхность и сохранность особенно ценных, крупных экземпляров.