УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РУДЫ ИЗ ЭТАЖНЫХ ОБРУШЕНИЙ И ЕГО СПОСОБ И СИСТЕМА
APPARATUS FOR EXTRACTING ORE FROM BLOCK CAVES AND METHOD AND SYSTEM THEREFOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству, способу и системе для извлечения руды из этажных обрушений. В частности, настоящее изобретение относится к автоматически управляемым транспортным средствам и связанному устройству, для добычи с этажным обрушением.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Этажное и панельное обрушение является эффективной технологией, которая использует силу тяжести для извлечения руды из рудного месторождения. Каверны разрушенной горной породы формируются взрывным способом на верхнем уровне под рудным месторождением, подлежащим выборке, тоннели для извлечения образуются на нижнем уровне под ним, и группа относительно узких воронок формируется взрывным способом между верхним и нижним уровнями для обеспечения возможности падения разрушенной горной породы каверны через воронки в расположенные ниже тоннели для извлечения, через которые горная порода может удаляться. Описание этажного обрушения обнаружено в предшествующем уровне техники международной публикации № WO2011/100808 на имя Technological Resources Pty Limited, названной "Подземная разработка", и способ взрывания горной породы описан в предшествующем уровне техники публикации патента США № 2012/0242135 на имя Thomson и др., названной "Способ подземного взрывания горной породы".
Извлечение руды из мест погрузки и ее подача на дробилку традиционно выполняется с помощью автономно управляемого транспортного средства (AGV), известного как погрузочно-доставочная (LHD) машина. Эти машины типично являются полуавтоматическими и удаленно управляются оператором. Проблема с этим способом заключается в том, что каждая погрузка, выполняемая LHD машиной, занимает несколько минут вследствие расстояния перемещения между местом погрузки и дробилкой. Для достижения высокой тоннажности, требуется множество LHD машин, и так как они являются большими машинами, управление транспортными операциями становится проблемой и "ограничение потока" около дробилки и общие приводы ограничивают производительность.
Каждая LHD машина типично имеет передний ковш для погрузки и переноса руды, и размер этого ковша обычно определяет ширину транспортного средства. Во многих операциях обрушения, тоннели имеют ширину около 5 м, и две LHD машины не могут легко расходиться друг с другом. Типично, LHD перемещается в ответвляющийся тоннель или парковочный карман для того, чтобы прошла другая LHD.
Настоящее изобретение ориентировано на то, чтобы решить по меньшей мере некоторые из вышеупомянутых недостатков посредством обеспечения устройства, способа и системы для извлечения руды из этажных обрушений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым аспектом, настоящее изобретение заключается в комбинации погрузочного узла и доставочного узла для использования при добыче с этажным обрушением, при этом каждый из указанных погрузочного узла и доставочного узла содержит съемный ковш, который может использоваться для погрузки руды, в которой при использовании указанный ковш, несущий массу руды, может перемещаться от указанного погрузочного узла к указанному доставочному узлу таким образом, что указанный доставочный узел может транспортировать указанную руду от места погрузки к дробилке.
Предпочтительно, каждый из указанного погрузочного узла и указанного доставочного узла имеет соответствующую продольную ось, проходящую от его переднего конца к заднему, и указанный ковш является вытянутым по продольной оси, и при использовании, когда указанный ковш смонтирован на указанном погрузочном узле, продольная ось указанного ковша расположена ортогонально относительно продольной оси указанного погрузочного узла, и когда указанный ковш перемещается к указанному доставочному узлу, указанный ковш размещается вертикально на указанном доставочном узле, при этом продольная ось указанного ковша является параллельной относительно продольной оси указанного доставочного узла.
Предпочтительно, ширина указанного доставочного узла с указанным ковшом, смонтированным на него, существенно уже указанного погрузочного узла с указанным ковшом, смонтированным на него.
Предпочтительно, с указанным снятым ковшом указанный доставочный узел существенно меньше указанного погрузочного узла с указанным снятым ковшом.
Предпочтительно, при использовании указанный ковш, несущий массу руду, может перемещаться от указанного доставочного узла к манипуляционному механизму, способному манипулировать указанным ковшом таким образом, что указанная масса руды выгружается в станцию разгрузки указанной дробилки.
Предпочтительно, указанный ковш имеет по меньшей мере два охватывающих крепежных элемента, при этом каждый охватывающий крепежный элемент находится на противоположных концах указанного ковша.
Предпочтительно, указанный погрузочный узел имеет два расположенных на расстоянии друг от друга охватываемых крепежных элемента, каждый из которых выполнен с возможностью скользящего сцепления с соответствующим указанным охватывающим крепежным элементом.
Предпочтительно, указанный доставочный узел имеет два расположенных на расстоянии друг от друга углубления, каждое из которых выполнено с возможностью сцепления с соответствующими расположенными на расстоянии друг от друга охватываемыми выступами, выступающими от основания указанного ковша.
Предпочтительно, указанные погрузочный узел и доставочный узел - оба представляют собой AGV.
Предпочтительно, в альтернативном варианте осуществления, указанный погрузочный узел представляет собой AGV, и указанный доставочный узел представляет собой AGV, смонтированное на подвешенную монорельсовую систему.
В соответствии со вторым аспектом, настоящее изобретение заключается в ковше для использования при добыче с этажным обрушением, при этом указанный ковш является съемно прикрепляемым к погрузочному узлу и доставочному узлу, при этом указанный ковш способен перемещаться от указанного погрузочного узла к указанному доставочному узлу и наоборот.
Предпочтительно, каждый из указанных погрузочного узла и доставочного узла имеет соответствующую продольную ось, проходящую от его переднего конца к заднему, и указанный ковш является вытянутым по продольной оси, и при использовании, когда указанный ковш смонтирован на указанном погрузочном узле, продольная ось указанного ковша расположена ортогонально относительно продольной оси указанного погрузочного узла, и когда указанный ковш перемещается к указанному доставочному узлу, указанный ковш размещается вертикально на указанном доставочном узле, при этом продольная ось указанного ковша является параллельной относительно продольной оси указанного доставочного узла.
Предпочтительно, ширина указанного доставочного узла с указанным ковшом, смонтированным на него, существенно уже указанного погрузочного узла с указанным ковшом, смонтированным на него.
Предпочтительно, с указанным снятым ковшом указанный доставочный узел существенно меньше указанного погрузочного узла с указанным снятым ковшом.
Предпочтительно, при использовании указанный ковш, несущий массу руду, может перемещаться от указанного доставочного узла к манипуляционному механизму, способному манипулировать указанным ковшом таким образом, что указанная масса руды выгружается в станцию разгрузки указанной дробилки.
Предпочтительно, указанный ковш имеет по меньшей мере два охватывающих крепежных элемента, при этом каждый охватывающий крепежный элемент находится на противоположных концах указанного ковша.
Предпочтительно, указанный погрузочный узел имеет два расположенных на расстоянии друг от друга охватываемых крепежных элемента, каждый из которых выполнен с возможностью скользящего сцепления с соответствующим указанным охватывающим крепежным элементом.
Предпочтительно, указанный доставочный узел имеет два расположенных на расстоянии друг от друга углубления, каждое из которых выполнено с возможностью сцепления с соответствующими расположенными на расстоянии друг от друга охватываемыми выступами, выступающими от основания указанного ковша.
Предпочтительно, указанные погрузочный узел и доставочный узел - оба представляют собой AGV.
Предпочтительно, в альтернативном варианте осуществления, указанный погрузочный узел представляет собой AGV, и указанный доставочный узел представляет собой AGV, смонтированное на подвешенную монорельсовую систему.
В соответствии с третьим аспектом, настоящее изобретение заключается в способе извлечения руды при добыче с этажным обрушением, при этом указанный способ содержит использование по меньшей мере одного съемного ковша, способного съемно прикрепляться к погрузочному узлу и доставочному узлу, в котором при использовании указанный съемный ковш, когда смонтирован на указанном погрузочном узле, может использоваться для погрузки руды в месте погрузки, и указанный съемный ковш, несущий массу руды, может перемещаться от указанного погрузочного узла к указанному доставочному узлу таким образом, что указанный доставочный узел может транспортировать указанную массу руды от места погрузки к дробилке.
Предпочтительно, каждый из указанных погрузочного узла и доставочного узла имеет соответствующую продольную ось, проходящую от его переднего конца к заднему, и указанный ковш является вытянутым по продольной оси, и при использовании, когда указанный ковш смонтирован на указанном погрузочном узле, продольная ось указанного ковша расположена ортогонально относительно продольной оси указанного погрузочного узла, и когда указанный ковш перемещается к указанному доставочному узлу, указанный ковш размещается вертикально на указанном доставочном узле, при этом продольная ось указанного ковша является параллельной относительно продольной оси указанного доставочного узла.
Предпочтительно, ширина указанного доставочного узла с указанным ковшом, смонтированным на него, существенно уже указанного погрузочного узла с указанным ковшом, смонтированным на него.
Предпочтительно, с указанным снятым ковшом указанный доставочный узел существенно меньше указанного погрузочного узла с указанным снятым ковшом.
Предпочтительно, при использовании указанный ковш, несущий массу руду, может перемещаться от указанного доставочного узла к манипуляционному механизму, способному манипулировать указанным ковшом таким образом, что указанная масса руды выгружается в станцию разгрузки указанной дробилки.
Предпочтительно, указанный ковш имеет по меньшей мере два охватывающих крепежных элемента, при этом каждый охватывающий крепежный элемент находится на противоположных концах указанного ковша, и указанный погрузочный узел имеет два расположенных на расстоянии друг от друга охватываемых крепежных элемента, каждый из которых выполнен с возможностью скользящего сцепления с соответствующим указанным охватывающим крепежным элементом.
Предпочтительно, указанные погрузочный узел и доставочный узел - оба представляют собой AGV.
Предпочтительно, в альтернативном варианте осуществления, указанный погрузочный узел представляет собой AGV, и указанный доставочный узел представляет собой AGV, смонтированное на подвешенную монорельсовую систему.
В соответствии с четвертым аспектом, настоящее изобретение заключается в системе для извлечения руды при добыче с этажным обрушением, при этом указанная система содержит
множество ковшей, каждый из которых способен использоваться для погрузки и переноса руды;
множество погрузочных узлов, при этом каждый способен иметь один из указанных ковшей, съемно прикрепленный к нему;
множество доставочных узлов, при этом каждый способен иметь один из указанных ковшей, съемно смонтированный на нем; и
по меньшей мере один манипуляционный механизм, связанный со станцией разгрузки дробилки, способен размещать и манипулировать указанными ковшами, причем при использовании по меньшей мере один из указанных погрузочных узлов с первым из указанных ковшей, прикрепленным к нему, может использоваться для погрузки и переноса массы руды на месте погрузки, и указанный первый ковш может перемещаться от указанного по меньшей мере одного погрузочного узла к по меньшей мере одному из указанных доставочных узлов таким образом, что указанный по меньшей мере один доставочный узел может транспортировать указанную массу руды от места погрузки к дробилке.
Предпочтительно, указанный по меньшей мере один погрузочный узел и указанный по меньшей мере один доставочный узел имеют соответствующую продольную ось, проходящую от их переднего конца к заднему, и указанный первый ковш является вытянутым по продольной оси, и при использовании, когда указанный первый ковш смонтирован на указанном погрузочном узле, продольная ось указанного первого ковша расположена ортогонально относительно продольной оси указанного погрузочного узла, и когда указанный первый ковш перемещается к указанному доставочному узлу, указанный первый ковш размещается вертикально на указанном доставочном узле, при этом продольная ось указанного первого ковша является параллельной относительно продольной оси указанного доставочного узла.
Предпочтительно, ширина указанного по меньшей мере одного доставочного узла с указанным первым ковшом, смонтированным на нем, существенно уже указанного по меньшей мере одного погрузочного узла с указанным первым ковшом, смонтированным на нем.
Предпочтительно, со снятым указанным первым ковшом указанный по меньшей мере один доставочный узел существенно меньше указанного по меньшей мере одного погрузочного узла со снятым указанным первым ковшом.
Предпочтительно, при использовании указанный первый ковш, переносящий указанную массу руды, может перемещаться от указанного по меньшей мере одного доставочного узла к указанному манипуляционному механизму таким образом, что указанная масса руды выгружается в указанную станцию разгрузки.
Предпочтительно, каждый из указанных ковшей имеет по меньшей мере два охватывающих крепежных элемента, и каждый из указанных погрузочных узлов имеет два расположенных на расстоянии друг от друга охватываемых крепежных элемента, каждый из которых выполнен с возможностью скользящего сцепления с соответствующим указанным охватывающим крепежным элементом одного из указанных ковшей.
Предпочтительно, указанные как погрузочные узлы, так и доставочные узлы представляют собой AGV.
Предпочтительно, в альтернативном варианте осуществления, указанные погрузочные узлы представляют собой AGV, и указанные доставочные узлы представляют собой AGV, смонтированные на подвешенную монорельсовую систему.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предпочтительный вариант осуществления изобретения теперь будет описан только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой перспективный вид первого варианта осуществления погрузочного узла с прикрепленным ковшом в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 представляет собой перспективный вид первого варианта осуществления доставочного узла, несущего ковш, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.3 представляет собой уменьшенный перспективный вид погрузочного узла Фиг.1, размещающего ковш, несущий массу руды, на доставочный узел Фиг.2.
Фиг.4 представляет собой перспективный вид погрузочного узла Фиг.1 после того, как он разместил ковш, несущий массу руды, на доставочный узел Фиг.2.
Фиг.5 представляет собой уменьшенный перспективный вид доставочного узла Фиг.2 на станции разгрузки с ковшом, несущим массу руды, опустошающимся в станцию разгрузки.
Фиг.6 представляет собой уменьшенный перспективный вид станции разгрузки на Фиг.4 с ковшом, несущим массу руды, поддерживающимся манипуляционным механизмом станции разгрузки.
Фиг.7 представляет собой перспективный вид двух доставочных узлов, расходящихся друг с другом в тоннеле.
На Фиг.8 показана уменьшенная перспектива погрузочного узла Фиг.1, перемещающего ковш к доставочному узлу, в альтернативном варианте осуществления, где доставочный узел подвижно смонтирован на монорельсе.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг.1-6 показаны различные устройства в первом варианте осуществления, которые составляют систему для извлечения руды при добыче с этажным обрушением.
На Фиг.1 показан погрузочный узел 1 со съемным ковшом 2 для использования в месте погрузки для черпания массы руды 10. Погрузочный узел 1 способен ориентировать ковш 2 таким образом, что он располагается вертикально (открытым концом вверх), и перемещать ковш 2 на доставочный узел 3, как показано на Фиг.2 и 3.
Как погрузочный узел 1, так и доставочный узел 2 представляют собой, предпочтительно, автономно управляемые транспортные средства (AGVs), которые являются полуавтоматическими и удаленно-управляются оператором.
Ковш 2 имеет два охватывающих крепежных элемента 4 на его противоположных концах и черпак 8. Ковш также имеет расположенные на расстоянии друг от друга охватываемые выступы 13, выступающие от его основания 16.
Погрузочный узел 1 предусмотрен с соединительной системой 5 с гидравлическим приводом, имеющей два расположенных на расстоянии друг от друга крюка 6, выполненных с возможностью сцепления с охватывающими крепежными элементами 4. Когда ковш 2 прикреплен к погрузочному узлу 1, поперечный элемент 7 соединительной системы 5 размещается рядом или упирается во фланец 9 ковша 2.
При использовании, погрузочный узел 1 с ковшом 2, прикрепленным к нему, способен черпать массу руды 10. Посредством манипулирования соединительной системой 5, ковш 2 ориентируется таким образом, что он может размещаться на доставочный узел 3 в вертикальном положении. Выступы 13 сцепляются с углублениями 18 в доставочном узле 3 для обеспечения правильной установки ковша 2.
Доставочный узел 3 затем может использоваться для транспортировки массы руды 10 через тоннель 11 на станцию 12 разгрузки, связанную с дробилкой. Станция 12 разгрузки имеет манипуляционный механизм 14 для снятия ковша 2 с доставочного узла 3 и манипулирования им таким образом, что ковш 2 переворачивается и опустошается в станцию 12 разгрузки.
L
H
B
B
L
B
H
Погрузочный узел 1 и доставочный узел 3 имеют соответствующие продольные оси L и L, проходящие от их переднего конца к заднему концу. Ковш 2, который является вытянутым, имеет продольную ось L. При использовании, когда ковш 2 смонтирован на погрузочном узле 1, продольная ось L ковша 2 размещается ортогонально относительно продольной оси L погрузочного узла 1. Когда ковш 2 перемещается на доставочный узел 3, ковш 2 размещается вертикально на него, при этом его продольная ось L является параллельной относительно продольной оси L доставочного узла 3.
H
L
При снятом ковше, доставочный узел 3 существенно меньше погрузочного узла 1. Также, при ковше 2, смонтированном (или поддерживающемся) посредством доставочного узла 3 в вертикальном положении, ширина W доставочного узла существенно меньше ширины W погрузочного узла 1 при смонтированном на нем ковше.
При использовании, система, предпочтительно, основана на множестве погрузочных узлов 1, использующихся для черпания масс руды 10, используя съемные ковши 2, и множестве доставочных узлов 3 для транспортировки руды 10 через тоннель 11 на станцию 12 разгрузки.
Так как доставочные узлы 3 меньше и уже погрузочных узлов 1, и вследствие способа, в котором каждый ковш 2 монтируется на соответствующий доставочный узел 3, гораздо легче осуществлять навигацию доставочных узлов 3 в тоннеле 11. Это означает, что погрузочные узлы 1 могут использоваться в и около места 19 погрузки, и доставочные узлы могут использоваться для более легкой навигации через тоннели 11. Вследствие более узкой ширины доставочных узлов 3, и образа, посредством которого ковш 2 поддерживается на доставочном узле 3, возможно легче обеспечить то, что два доставочных узла 3 расходятся друг с другом в тоннеле 11, как показано на ФИГ.7.
Множество подобных ковшей 2, использующихся в системе, способно подниматься любым погрузочным узлом 1 для черпания руды и способно перемещаться на любой доставочный узел 3 для транспортировки на станцию 12 разгрузки.
В альтернативном варианте осуществления, используется монорельс 100. Погрузочный узел 1 и съемный ковш 2 первого варианта осуществления по-прежнему используются в месте 19 погрузки для черпания руды. Однако, в этом альтернативном варианте осуществления, доставочный узел 103, в виде каретки монорельса, способен перемещать и прикреплять к себе ковш 2 с погрузочного узла 1. Предпочтительно, доставочный узел 103 также представляет собой AGV. Как только ковш 2 поддерживается доставочным узлом 103, он может транспортироваться вдоль монорельса 100 через тоннель 11 на станцию 12 разгрузки. В этом варианте осуществления, не требуется, чтобы ковш 2 имел выступы 13 первого варианта осуществления. Станция разгрузки для этого альтернативного варианта осуществления может иметь манипуляционный механизм 14 для снятия ковша 2 и манипулирования им таким образом, что он переворачивается и опустошается в станцию 12 разгрузки. Однако, в другом непоказанном варианте осуществления, манипуляционный механизм может быть предусмотрен для переворачивания и опустошения ковша 2 в станцию разгрузки, тогда как ковш 2 остается подвешенным на доставочном узле 103.
В обоих вышеописанных вариантах осуществления, управление транспортными операциями может быть улучшено, и "ограничение потока" около станции 12 разгрузки для дробилки может быть уменьшено до минимума или исключено.
В вышеупомянутых вариантах осуществления, погрузочный узел 1 и доставочный узел 3 показаны в виде AGV, имеющих четыре колеса, однако, следует понимать, что в других вариантах осуществления они могут иметь другие конструкции колес или направляющих.
Хотя в вышеупомянутых вариантах осуществления погрузочный узел 1 использует крюки 6 соединительной системы 5 для сцепления с охватывающими элементами 4 на ковше 2, следует понимать, что в других непоказанных вариантах осуществления некоторый другой способ прикрепления или сцепления может использоваться между погрузочным узлом 1 и ковшом 2. Аналогичным образом, хотя ковш 2 использует выступы 13 для сцепления с углублениями 18 на доставочном узле 3, следует понимать, что в других непоказанных вариантах осуществления некоторый другой способ прикрепления или сцепления может использоваться между доставочным узлом 3 и ковшом 2.
Термины "содержащий" и "включающий в себя" (и их грамматические вариации), как используются здесь, используются во включительном смысле, а не в исключительном смысле "состоящего только из".