Способ открытой разработки угольных месторождений и добычной агрегат для его осуществления

(51)5 Е 21 С 41/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) НТНОЕ ТЕНИ Н ла им. А.А.Скочи Изобремышлен носпри открытрождений..Цель игичности ругля непосршении плолы. лотки нь- зоНа фиг.1карьера, где ицы карьерногб - разрезнаякаваторы, 8 -борту карьертранспорта, 1отвальные) усбопровод дляи ро вод),покаэан план гор зображены: 1, 2. 3 о поля, 5 - выездна траншея, 7 - вскр внешний отвал на а. 9 - средства 0 - породные (вс тупы, 11 - магистр подачи теплоноси 12 - магисных работ и 4 - ,грания траншея, ышные экснерабочем колесного крышные и альный трутеля (водотральньй К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7,1) Институт горного деского(56) Ржевский В,В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ, М Недра, 1980, с, 185.Авторское свидетельство СССР М 1323715, кл. Е 21 С 41/00, 1986.Домбровский Н,Г. Многоковшовые экскаваторы, М.: Машиностроение, 1972, с. 19, рис, 16 а,(54) СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ДОБЫЧНОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ- НИЯ тение относится к горной протй и может быть использовано ой разработке угольных местообретения - повышение э зработки за счет перераб едственно в карьере при умщадей отчуждения под отвал(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке угольных месторождений. Цель изобретения - повышение экологичности разработки за счет переработки угля непосредственно в карьере при уменьшении площадей отчуждения под отвалы. Одновременно с отработкой угольных уступов добычными агрегатами ведут переработку угля и производство теплоносителя (водяного пара) заданных параметров непосредственно в карьере на добычных агрегатах, включающих многоковшовый экскаватор с платформой, на которой размещена котельная установка с устройствами углеподготовки и золоудаления, Складирование золы осуществляют в выработанное пространство, причем одновременно осуществляют и утилизацию сопутствующих углю полезных компонентов, 2 с.п, ф-лы,2 ил. термостатированный паропровод. 13 - трубопровод для выдачи газообразных продуктов сжигания угля на дневную поверхность иэ карьера, 14 - добычной уступ, 15 - многоковшовый добычной экскаватор, 16 - питающий насос, 17 - паровая турбина, 18 - установка тонкой (окончательной) очистки газообразных продуктов сжигания угля, 19 - электрический генератор, 20 - накопительный бак, 21 - конденсатор, 22 - циркуляционный насос, 23 - пруд-охладитель (градирня), 24 - конденсационный насос, 25 - дымосос и 26 - дымовая труба,На фиг,2 показана конструктивная схема добычного агрегата для реализации предлагаемого способа открытой разработки угольных месторождений, где изображены: 27 - устройство (конвейер) для складирования золы в отвале, 28 - многоковшовый рабочий орган (роторное колесо), 29 - стрела рабочего органа, 30 - промежуточный бункер-накопитель, 31 - устройство углеподготовки, 32 - устройство извлечения полезных сопутствующих углю полезных компонентов (например сорбционного типа), ЗЗ - паровой котел с воэдухоподогревателем, 32 - устройство извлечения полезных продуктов (компонентов) из золы и шлаков, 35 - водяной экономайзер, 36 - пароперегреватель, 37 - платформа с надстройкой и 10 38 ходовое оборудование.Перечисленные выше устройства в целом представляют собой многоковшовый экскаватор с установленными на его платформе устройствами для переработки (сжигания) угля непосредственно в карьере и выработки теплоносителя высоких параметров для производства электроэнергии.Предлагаемый способ реализуют следующим образом (фиг,1). После отвода участка земли для производства горных работ, строительства необходимых зданий и соорукений, монтажа и наладки оборудования на 15 20 поверхности и в карьере, оконтуренном границами 1-4, проведения выездной (капитальной) 5 и разрезной б траншей,формируют фронт горных работ, При этомвскрышную породу разрабатывают вскрышными экскаваторами 7 и первоначально 30 складируют во внешнем отвале 8, причем породу из карьера выдают с помощью средств колесного транспорта 9 (например) нем отвале, породу складируют в последнем, Перемещение породы во внутренний осуществляют все тем же колесным транспортом либо с помощью транспортно- отвального оборудования по бестранспортной схеме,40 В выездной 5 и разрезной траншеях б тем или иным образом устанавливают магистральный карьерный водопровод 11, магистральный термостатированный паро 45 провод.12 и магистральный трубопровод для выдачи газообразных продуктов сжигания угля из карьера 13, В добычном уступе 14 устанавливают добычной агрегат 15, который снабжают котельной установкой, включающей паровой котел с топкой для 50 сжигания угля и парогенератор, воздухоподогреватель,водянойэкономайзер,пароперегреватель, средствами золоудаления, устройством углеподготовки, а также устройствами извлечения полезных сопутствующих углю компонентов из угля и из золоотходов. Котельную установке агрегата 15 соответствующим образом подключают к магистральным карьерным а в дальнейшем, после того как будут сформированы породные уступы 10 и во внутрен трубопроводам 11-13, а последние соответственно к питающему насосу 16, паровой турбине 17 и установке тонкой очистки газообразных продуктов сжигания угля 18,После включения в работу добычной агрегат 15 осуществляет отбойку (выемку) угля и его переработку путем сжигания практически непосредственно в забое и обеспечивает выработку промежуточного эйергоносителя в виде пара, например водяного, Водяной пар по магистральному термостатированному паропроводу 12 поступает на паровую турбину 17, размещенную на поверхности карьера в подходящем месте, Паровая турбина 17 вращает связанный с ней электрический генератор 19, а отработавшие вода и несконденсировавшийся пар поступают в накопительный бак 20 и конденсатор 21, В конденсатор 21 циркуляционным насосом 22 из пруда-охладителя 23 (или из охладителя башенного типа - градирни) непрерывно подается холодная вода. Поэтому отработавший пар в конденсаторе 21 превращается в жидкость и конденсационным насосом 24 подается в бак-накопитель 20, откуда холодная вода питающим насосом 16 снова подается в магистральный карьерный водопровод 11 и далее в паровой котел добычного экскаватора 15,Газообразные продукты сгорания угля из топки парового котла добычного агрегата 15 поступают по магистральному карьерному трубопроводу 13 на установку тонкой очистки 18, обеспечивающую извлечение сернистых и других вредных примесей до допустимых концентраций, после чего очищенные газообразные продукты сгорания дымососом 25 через дымовую трубу 26 на заданной высоте выбрасываются в атмосферу, Зола же из топки парового котла с помощью соответствующих средств золоудаления 27 подается для складирования во внутренний отвал карьера непосредственно или же после той или иной переработки (в случае необходимости,Интенсивность вскрышных работ, отработка добычных уступов, которых может быть и несколько, при этом целиком и полностью определяется тепловой и электрической мощностью потребителей, расположенных соответственно рядом с карьером и далеко за его пределами,Отличительным и существенным для предлагаемого способа является также то, что одновременно с добычей и переработкой (сжиганием) угля осуществляют комплексное извлечение сопутствующих полезных продуктов, содеркащихся в угле, Для этого уголь, вынимаемый многоковшо10 агрегата входят такке паровой котел с воздухоподогревателем 33, устройство изолече 50 вым исполнительным органом 28 (выполненным, например, в виде роторного колеса) добычного агрегата 15 с помощью транспортирующего устройства в стреле 29 (фиг,2), подают в промежуточный бункер-накапитель 30 и далее в устройства углеподготонки 31, В устройстве углеподготовки 31 осуществляют снижение до приемлемого уровня зольности добыоаемого угля (при необходимости) и его разрушение. например помол для пылевидного состояния, с целью последуощега эффективного сжигания. Затем пылеоидныи уголь подаот на установку извлечения полезных сопутствующих углю компонентов 32, например сорбционного типа, и, наконец, о топку парооого котла с воздухаподогревателем 33. Образующиеся в топке котла 33 золу и шлаки подаот в устройство извлечения полезных компонентов из золы 34, после чего она (зола) с помощыа устройства 27 подается во внутренний отвал карьера (фиг,1), либо при необходимости направляется длл последующего использования (например для производства строительных материалов). Предлагаемый добычной агрегат помимо устройства складирования золы и шлаков о отвале 27 (фиг,1, 2) содержит многокоошооый рабочий орган 28, установленный на стреле 29, а также промежуточный бункер-накопитель 30, устройства углеподготооки 31 и извлечения сопутствующих полезных компонентов 32, В состав ния полезных компонентов из шлаков и золы 34, а также водяной экономайзер 35 и паоперегреоатель Зб. Указаннь.е выше устройства размещены на поворотной платформе 37 с ходовым оборудованием 38 и соединены следующим образом, Выход раторного колеса и транспортирующего устройства на стреле 29 подается на промежуточный бункер-накопитель 30, после которого установлены последовательно одно за другим устройство углеподготовки 31 и извлечения сопутствующих углю продуктоо 32., Выход последнего подается в топку парового котла 33. Зола и шлаки из парового котла 33 подаютсл на устройство извлечения полезных продуктов 34. Теплоноситепь(вода) о паровой котел 33 подается через оодлной зкономайзер 35, а пар из котла - ца пароперегреватель 36 и далее о магистральный паропровод. Наконец, дымовые газы парового котла 33 подаютсл к магистральному трубопроводу для выдачи продуктов сгорания угля из карьера на дневцую поверхность для их окончательно 15 20 25 40 45 очистки и выброса в атмосферу на заданной оысоте.Предлагаемый агрегат работает следующим образом, После установки устройства складирования золы в отвале 27, роторного колеса 28 и стрелы 29 в требуемое положение, включают в работу все шгатцые системы, приводы и устройства агрегата в работу, Уголь, вынимаемый в забое ротарным колесом 28 по стреле 29, поступает в промежуточный бункер-накопитель 30, из которого он подается на устройство углеподготооки 31, В устройстве углеподготовки 3", при необходимости осущестоллетсл снижение до приемлемого уровня зольности углл и его измельчение до заданной крупности, обеспечивающей возможность эффективного его сжигания, а также возможность извлечения, например сорбционным путем, сопутствующих углю полезных компонентов в установке 32, Далее уголь о подготовленном виде поступает в топку парового котла 33, а образующиеся при сжигании угпл шлаки и зола подаютсл на устройство извлечения полезных компонентов из золы 34, после которого зола и шлак л устройством 27 складируются во внутреннем отвале карьера либо отгружаются дпя дальнейшего использования.В паровой котел с воздухоподогреватепем 33 при этом поступает воздух, а также из магистрального водопровода 11 (фиг.1) теппоноситель (вода) через оодяной экономайзер 35, Образу ощийсл о котле пар через перегреватель 36 подаетсл о термостатированный магистральный (карьерный) паропровод 12 и далее ца поверхность карьера к паровой турбице 17 с электрогенераторам 19, Газообразные продукты сгорания угля из топки котла поступают о магистральный трубопровод 13 дпя выдачи их из карьера ца дневную пооерхцость, с целью последующей окончательной очистки, нейтрализации и выброса на заданной высоте о атмосферу. По мере отработки заходок в добычном уступе осе оборудование агрегата, размещенное на платформе с надстройкой 37, ходовым оборудованием 38 перемещается на забой,Предлагаемые способ открытой разработки и добычцай агрегат позволяют обеспечить . комплексную эксплуатацио угольных месторокдеций при одновременном снижении трудоемкости и повьцоении экологической чистоты дооычи и переработки угля за счет рациональной компоновки в пространстве и совмещения во времени аснооных технологических операций и процессов ца пути от места залегания угля да полученил конечных прод ктоо о виде элекРедактор Т.Егорова Тех Коррект озори аказ 759 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 инат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Производственно-издательский троэнергии, тепла и других полезных компонентов, сопутствующих углю,формула изобретения 1. Способ открытой разработки угольных месторождений, включающий проведение капитальной и разрезной траншей, отделение угля от массива добычным агрегатом с Формированием выработанного пространства, переработку угля и выработку,теплоносителя заданных параметров для получения электроэнергии, складирование эолы в отвал, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экологичности разра. боткй за счет переработки угля непосредственно в карьере при уменьшении площадей отчуждения под отвалы золы, переработку угля производят в добычном агрегате с одновременным извлечением сопутствующих полезных компонентов, а складирование золы производят в выработанное пространство.2, Добычной агрегат для открытой раз работки угольных месторождений, включающий многоковшовый экскаватор с платформой, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что, с целью повышения экологичности разработки за счет переработки угля непосредст венно в карьере при уменьшении площадейотчуждения под отвалы золы, он снабжен котельной установкой, устройством золоудаления и складирования золы, расположенными на платформе экскаватора, 15 причем котельная установка имеет расположенные в капитальной и разрезной траншеях трубопровод для удаления газообразных продуктов, трубопровод для выдачи теплоносителя и питающий водопровод,