СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF TRANSPORTING EXCAVATED MASS AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF THIS METHOD

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых для транспортировки горной массы.
Известен способ транспортировки горной массы, включающий соединение горизонтов канатом, запасованным на лебедке, расположенной на верхнем горизонте, крепление к канату емкости с аэростатом, загрузку емкости на нижнем горизонте порцией горной массы и ее перемещение снизу вверх, разгрузку и возврат емкости, при этом вес порции горной массы равен свободной грузоподъемности аэростата, а перемещение емкости производят лебедкой. (Патент РФ №2052115, МПК 6 Е21С 41/26.)
Недостатком изобретения является малая производительность за счет наличия холостого хода.
Известен способ транспортировки горной массы, включающий соединение горизонтов несущими гибкими связями, крепление к гибким связям емкости с аэростатом с возможностью перемещения по ним, разгрузку - загрузку емкости и ее перемещение между горизонтами, по которому при транспортировании устанавливают гибкую тяговую связь между емкостью с аэростатом и другой емкостью с аэростатом, а разгрузку и загрузку осуществляют на верхнем и нижнем горизонтах, чтобы сумма величин подъемной силы нижнего аэростата и веса груза, загружаемого на верхнем горизонте, превышала сумму величин подъемной силы верхнего аэростата и веса груза, загружаемого на нижнем горизонте. (Патент РФ №2114308, МПК 6 Е21С 41/26.)
Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.
Однако данный способ имеет ограниченное применение, он реализуется в устройстве с двумя параллельно натянутыми несущими гибкими связями между горизонтами, по которым движутся навстречу друг другу емкости с аэростатами. Гибкие связи достаточно удалены друг от друга, потому что аэростаты имеют большие габариты, т.к. только при больших объемах аэростатов получается положительный эффект от их использования. Аэростаты, если они сферические, по диаметру должны быть от 50 метров. С учетом ветровых воздействий на аэростат расстояние между гибкими связями должно быть не менее 200 метров.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение транспортировки горной массы из труднодоступных мест с узкими склонами, где разместить двухветьевую аэростатическую конструкцию практически невозможно. Кроме того, проложить дорогу для транспортировки горной массы на верхнем и нижних горизонтах невозможно.
Для достижения поставленной задачи предлагается способ транспортирования горной массы, включающий соединение горизонтов несущей гибкой связью, крепление к гибкой связи емкостей с возможностью их свободного перемещения, соединение емкостей гибкой тяговой связью, снабжение аэростатом и загрузку емкостей на конечных горизонтах. Разгрузку емкостей осуществляют на промежуточных горизонтах, располагаемых между станциями загрузки верхнего и нижнего горизонтов. При этом расстояния между станциями загрузки и разгрузки каждого горизонта равны между собой. Причем аэростат крепят к емкости верхнего горизонта и осуществляют подъем горной массы с нижнего горизонта с помощью аэростатической силы аэростата, а спуск горной массы с верхнего горизонта с помощью гравитационных сил движущихся масс - горной массы в емкости верхнего горизонта и пустой нижней емкости.
При подъеме горной массы с нижнего горизонта аэростатическая сила должна быть больше сил движущихся масс - это вес нижней емкости с грузом и вес пустой емкости верхнего горизонта. А при спуске горной массы с верхнего горизонта гравитационные силы - вес верхней емкости с горной массой и вес нижней пустой емкости должны быть больше подъемной силы аэростата. Эти условия обеспечиваются вместимостью емкостей. Объем нижней емкости должен быть меньше объема верхней емкости.
Предложенное изобретение решает задачу транспортировки горной массы из труднодоступных мест с узкими склонами.
Способ позволяет выбрать подходящие промежуточные горизонты, расположенные между верхним и нижним, на этих горизонтах организовать станции разгрузки горной массы. И по этим горизонтам проложить дороги для транспортировки горной массы от станций разгрузки к потребителю.
Применение предложенного способа позволяет устранить недостатки прототипа и транспортировать полезные ископаемые из труднодоступных мест.
Реализация предложенного способа возможна, например, с помощью устройства, изображенного на чертеже. В качестве прототипа использовано устройство, приведенное в описании патента №2114308, МПК 6 E21C 41/26.
Прототип включает два несущих каната, натянутых между горизонтами, образуя две параллельные канатные магистрали. Длины магистралей равны между собой. На каждой магистрали закреплены емкости с аэростатом с возможностью свободного перемещения по несущим канатам. Емкости связаны между собой тяговым канатом, с помощью которого происходит их перемещение, при этом длина каната равна длине магистралей, причем при нахождении одной из емкостей на каком-то горизонте другая емкость находится на противоположном горизонте. При транспортировании горной массы должно соблюдаться соотношение между гравитационными и аэростатическими силами системы, чтобы сумма величин подъемной силы нижнего аэростата и веса груза, загружаемого на верхнем горизонте, превышала сумму величин подъемной силы верхнего аэростата и веса груза, загружаемого на нижнем горизонте.
Недостатком известного устройства является его громоздкость, т.е. при размещении оно занимает большую площадь по борту карьера, а также невозможность использования его в местах с узкими склонами и не имеющих удобных подъездных путей на горизонтах.
Задачей изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков прототипа, т.е. расширение возможностей устройства за счет упрощения конструкции его.
Поставленная задача решается тем, что устройство для осуществления способа включает станции загрузки и разгрузки емкостей на горизонтах, несущую гибкую связь между верхним и нижним горизонтами, к которой закреплены емкости с возможностью их свободного перемещения, соединенные между собой гибкой тяговой связью, и аэростат. При этом аэростат закреплен к емкости верхнего горизонта, а станции разгрузки горной массы расположены между станциями загрузки верхнего и нижнего горизонтов. При этом расстояния между станциями загрузки и разгрузки каждого горизонта равны, вес емкости нижнего горизонта с горной массой и пустой емкости верхнего горизонта меньше подъемной силы аэростата, а вес емкости верхнего горизонта с горной массой и пустой емкости нижнего горизонта больше подъемной силы аэростата.
На чертеже схематично показано устройство в проекции на борт карьера. Устройство содержит емкость 1 с аэростатом 2, место загрузки 3 на верхнем горизонте 4, емкость 5, место разгрузки 6 на промежуточном горизонте 7, место разгрузки 8 на промежуточном горизонте 9, место загрузки 10 на нижнем горизонте 11, несущий канат 12, гибкую тяговую связь 13, места крепления несущего каната 14 и 15.
Устройство работает следующим образом: емкость 1 с аэростатом 2 находятся на месте загрузки 3 на верхнем горизонте 4, а емкость 5 на месте разгрузки 6 на промежуточном горизонте 7. После загрузки емкости 1 и разгрузки емкости 5 растормаживают их, и они начинают двигаться. Емкость 1 расположится на месте разгрузки 8 на горизонте 9, а емкость 5 займет положение на месте загрузки 10 на горизонте 11. Вся система перемещается под действием гравитационных сил по наклонному несущему канату 12. При достижении своих станций емкости автоматически тормозятся и при загрузке-разгрузке не двигаются. После загрузки емкости 5 и разгрузки емкости 1 устройство растормаживается, и под действием аэростатической силы аэростата 2 емкости возвращаются на исходные позиции. Емкость 5 по грузоподъемности меньше емкости 1. Это обеспечивает автоматическое перемещение системы емкостей и аэростата вниз и вверх за счет гравитационных и аэростатических сил устройства без привлечения энергии извне. На чертеже буквой «а» обозначены расстояния от нижнего и верхнего горизонтов до разгрузочных транспортных горизонтов.
Предложенное устройство просто по конструкции и позволяет размещать его на узких склонах, а также за счет использования гравитационных и аэростатических сил до минимума снижаются энергетические затраты на транспортирование горной массы и тем самым достигается значительный положительный эффект