УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОТВАЛЬНОГО МАССИВА

Техническое решение относится к горному делу, а именно к вибрационной технике, и может найти применение в горной промышленности при формировании отвальных массивов высокими ярусами, а также в строительстве при возведении высоких насыпей.
Известен комплекс оборудования для отсыпки высоких отвалов при автомобильном транспорте по патенту RU №2168021, E21C 47/00, опубликованному 27.05.2001, содержащий перегрузочный пункт для автосамосвалов, транспортирующее устройство до отвалообразователя с тяговой лебедкой и отвалообразователь. Транспортирующее устройство в нем выполнено в виде тележки с ковшом, опрокидывающимся через свою переднюю кромку посредством шарнирного закрепления ковша на передней части тележки. На задней части ковша смонтированы ролики, на осях которых с возможностью поворота закреплено П-образное водило, соединенное с грузовым тросом тяговой лебедки, выполненной двухбарабанной и смонтированной на перегрузочном пункте для автосамосвалов. Ее холостой трос закреплен на задней стенке ковша и через блок, закрепленный на тележке, присоединен к холостому барабану тяговой лебедки, а отвалообразователь выполнен в виде самоходного опрокидывателя со шнековыми приводными опорами и рамой с криволинейными направляющими, на которые опираются ролики ковша при движении и опрокидывании его внутри рамы, а на передней кромке рамы закреплен концевой блок, вокруг которого проходит грузовой трос от грузового барабана тяговой лебедки до П-образного водила ковша Для разравнивания породы на переднем торце рамы смонтирован лемех с гидроцилиндрами, изменяющими его расположение относительно оси самоходного опрокидывателя.
Недостатком этого комплекса оборудования является сложность конструкции каждого из механизмов, входящих в него, их значительная металлоемкость, а также необходимость возведения стационарного бункерного перегрузочного пункта, перенос которого на новое место требует значительных финансовых и трудовых затрат.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и сокупности существенных признаков является устройство для формирования бесшовных футеровочных слоев в алюминиевых электролизерах по патенту RU №2296819, C25C 3/06, C25C 3/08, опубликованному 04.10.2007, содержащее привод и уплотняющее приспособление, которое состоит из блока для статической обработки, выполненного в виде катка с приводом и подсоединенного к катку посредством коромысла и тяги блока динамической обработки, выполненного в виде виброблока, включающего вибровозбудитель с направленной вынуждающей силой и установленного с возможностью его перемещения вокруг горизонтальной оси катка.
Недостатком конструкции является ограниченная область возможного использования этого устройства - для уплотнения мелкодисперсного материала на сравнительно небольшой площади. При этом блоки статической обработки и динамической обработки находятся в непосредственной близости друг от друга, что не позволяет использовать данную конструкцию в горной промышленности для уплотнения или обрушения неустойчивой зоны отвального массива, так как блок статической обработки не имеет возможности контактировать с устойчивой зоной отвального массива, расположенной на значительном (до 5÷15 м) удалении от неустойчивой зоны отвального массива из-за недостаточного расстояния между блоками статической и динамической обработки, и обрушение приведет к падению конструкции под откос отвального массива. Для предотвращения падения устройства под откос необходимо увеличить расстояние между блоками статической и динамической обработки, обеспечив возможность опирания блока статической обработки на устойчивую зону отвального массива.
Технической задачей предлагаемого решения является расширение области его использования на горнодобывающую и строительную отрасли промышленности за счет повышения безопасности отвальных работ путем увеличения устойчивости и прочности отвального массива.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для формирования отвального массива, включающем раму, на которой смонтированы блок статической обработки в виде катка с приводом, блок динамической обработки с по меньшей мере одним вибровозбудителем и пригруз, согласно техническому решению рама оборудована скользящей опорой, размещенной на ее концевом участке, и направляющими для перемещения пригруза, блок статической обработки оборудован дополнительным катком с приводом, расположенным соосно указанному катку с приводом блока статической обработки, а приводы катка и дополнительного катка выполнены с возможностью изменения направления вращения.
Совокупность перечисленных признаков дает возможность использовать предлагаемое устройство в горнодобывающей и строительной отраслях промышленности за счет повышения безопасности отвальных работ путем использования периодического нагружения блока динамической обработки пригрузом, перемещающимся по его направляющим, и многократного прохода по поверхности отвального массива блока статической обработки в виде катка с приводом, оборудованого дополнительным катком с приводом, расположенным соосно указанному катку с приводом блока статической обработки. Возможность изменения направления вращения приводов катка и дополнительного катка позволяет существенно повысить устойчивость и прочность отвального массива, что повышает безопасность отвальных работ. Возможность перемещения пригруза в сторону блока динамической обработки усиливает его динамическое воздействие на неустойчивую зону отвального массива. В случае обрушения этой зоны блок динамической обработки разгружается путем перемещения пригруза в противоположную сторону от блока динамической обработки, который при этом вместе с примыкающими к нему элементами концевого участка рамы значительной длины приподнимается над поверхностью отвального массива, что также повышает безопасность отвальных работ.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения устройства для формирования отвального массива и чертежами фиг. 1-3. На фиг. 1 представлено устройство для формирования отвального массива, имеющее блок динамической обработки с двумя вибровозбудителями (вид сверху); на фиг. 2 - то же в рабочем положении (вид сбоку); на фиг. 3 - то же в транспортном положении (вид сбоку).
Устройство для формирования отвального массива (далее - устройство) состоит из рамы 1 значительной длины (фиг. 1), на которой смонтированы блок статической обработки в виде катка 2 и дополнительного катка 3, расположенного соосно катку 2, с регулируемыми реверсивными автономными приводами 4 и 5 вращения соответственно, блок 6 динамической обработки отвального массива с по меньшей мере одним вибровозбудителем 7 и ножом 8, направляющие 9 для перемещения пригруза 10 с автономным приводом, скользящая опора 11, размещенная на концевом участке рамы 1. Блок статической обработки в виде катка 2 и дополнительного катка 3, расположенного соосно катку 2, с регулируемыми реверсивными автономными приводами 4 и 5 вращения соответственно, одновременно является механизмом передвижения устройства.
Устройство работает следующим образом.
Устройство с помощью механизма передвижения устанавливается перпендикулярно кромке 12 (фиг. 2) откоса отвального массива 13 таким образом, чтобы блок 6 динамической обработки оказался вблизи неустойчивой зоны 14 отвального массива 13, а блок статической обработки опирался на уже уплотненную устойчивую зону отвального массива 13.
При перемещении устройства повороты или корректировка траектории его движения осуществляются изменением скорости вращения катка 2 и дополнительного катка 3 (скорость вращения каждого из них в любую сторону может независимо изменяться от 0 до максимальной). Затем пригруз 10 перемещается по своим направляющим 9 в сторону блока 6 динамической обработки до упора, включаются вибровозбудители 7 и механизм передвижения перемещает устройство в сторону кромки 12 откоса отвального массива 13 по стрелке А (фиг. 2). При этом порода, доставленная на отвал автосамосвалами, перемещается под откос ножом 8 блока 6 динамической обработки, а неустойчивая зона 14 отвального массива 13 уплотняется или обрушается за один или несколько циклов. Одновременно ножом 8 производится планировка поверхности отвального массива 13.
Перемещение устройства на соседний участок (параллельно предыдущему положению) осуществляется следующим образом. Пригруз 10 по направляющим 9 перемещается в сторону, противоположную от блока 6 динамической обработки (фиг. 3), который при этом вместе с примыкающими к нему элементами концевого участка рамы 1 значительной длины приподнимается над поверхностью отвального массива 13, а скользящая опора 11, установленная на противоположном концевом участке опорной рамы 1 значительной длины, опускается до контакта с поверхностью отвального массива 13. Затем включается механизм передвижения и устройство перемещается в нужном направлении (по стрелке Б, потом - А). Поворот устройства осуществляется за счет регулируемых реверсивных автономных приводов 4 и 5 вращения катка 2 и дополнительного катка 3. Разная скорость вращения катка 2 и дополнительного катка 3 позволяет обеспечить поворот устройства в сторону катка с меньшей скоростью вращения. При этом каток 2 и дополнительный каток 3 значительной массы при перемещении устройства всегда опираются на устойчивую зону отвального массива 13 и осуществляют его дополнительное статическое уплотнение (а, следовательно, увеличивают его прочность) укаткой. Задние колеса автосамосвалов при разгрузке также будут расположены в устойчивой зоне отвального массива 13. Такое решение сводит к минимуму возможность возникновения аварийной ситуации при внезапном обрушении неустойчивой зоны 14 отвального массива 13.
Обрушившиеся участки неустойчивой зоны 14 отвального массива 13 вновь заполняются породой и динамическая обработка вновь сформированной неустойчивой зоны 14 повторяется. При каждом обрушении отвальные породы, заполняя емкость отвального массива, увеличивают его устойчивость, создавая дополнительный подпор для нижних слоев пород, залегающих в его основании.