Способ управления обрушением горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1)1)5 Е 21 С 41/26 ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СС(ГОСПАТЕНТ ССС ТЕНИЯ А САНИЕ ИЗОБР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт горного дела СО АН СССР (72) М.В.Курленя. О,Б.Кортелев, С, Г,Молотилов и Х.Б,Ткач(56) Авторское свидетельство СССР М 002582, кл. Е 21 С 41/00, 1981.Авторское свидетельство СССР М 996729, кл. Е 21 С 41/00, 1980.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОБРЧШЕНИЕМ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Использование изобретения; способ относится к горной промышленности и может Изобретение относится к горнои промышленности и может быть использовано на открытых горных работах, например при формировании отвалов на склонах гор, отсыпке отвалов высокими ярусами (увеличение безопасной высоты уступа) и т.д,Цель изобретения - снижение энергозатрат с одновременным повышением безопасности работ при обрушении пород.На фиг, 1 показано применение способа управления обрушением при формировании отвала на склоне горы; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - схема (в плане) движения ударного механизма по отвалу; на фиг. 4 - отсыпка отвала высокими ярусами; на фиг, 5- отработка мягкой вскрыши высокими уступами; на фиг. 6- погрузка горной массы из высокого штабеля на погрузочном пункте; на фиг. 7 - заоткоска высоких уступов; на фиг. 8- ударный механизм для реализации способа; на фиг, 9, 10 - установка для обеспечения его самодвижением. быть использован на открытых горных рабо. тах, например при формовании отвалов на склонах гор, отсыпке отвалов высокими ярусами. Сущность изобретения; путем принудительного воздействия тарированнцх ударных импульсов, величина которых превышает нагрузки от работы технологического оборудования на отвале, нанесение ударных импульсов ведут локально по поверхности отсыпаемого отвала под углом, равным наклону поверхности скольжения вдоль фронта отвалообразования. Изобретение позволяет уменьшать энергозатраты на обрушение на отвале. 10 ил. Рассмотрим возможные варианты применения предложенного способа при открытой разработке месторожденийполезных ископаемых,1. Применение способа управления об- арушением горной породы при формирова- СОнии отвалов на склоне горы или глубоких аоткосах (фиг. 1). ЬЗНа склоне горы 1 в массиве горных пород сооружают площадку 2 длиной, равнойдлине отвального фронта, и шириной, обеспечивающей размещение на ней необходимого горного и транспортногооборудования. На этой площадке устанавливают лебедку 3 с приводом (на чертежах,Лне показан) и компрессор 4 (если ударный фмеханизм пневматический) либо передвижную электростанцию 4 (если ударный механизм электрический).Известными способами и механизмами,например самосвалами и бульдозерами (начертежах не показаны), с площадки 2 на50 вать состояние отвала и гарантировать безопасность проведения последующих ра.бот.б) При воздействии на отвал неустойчивые его элементы обрушаются и, скатываясь вниз, создают дополнительный подпор из породы в основной отвальной массе, тем самым повышая ее устойчивость. Оставшаяся часть отвала 5 имеет большую устойчивость, чем до осуществления операции по силовому воздействию ва отвал,Нужно отметить, что при обрушении отвала 5 ударный механизм 6 может либо оставаться на том же горизонте, либо проваливаться вниз вместе с обрушаемой породой. В первом случае он продолжает работать в том же режиме, что и до обрушения. Во втором случае он проваливается вниз на глубину, ограниченную длиной упругой связи, в качестве которой может быть использован трос 7. Затем лебедкой 3 вытаскивают ударный механизм 6 на площадку 2 горного массива 1. Прочность троса 7 и мощность лебедки 3 рассчитываются на необхо- . димое для этого тяговое усилие. Здесь целесообразно подчеркнуть, что конструкция ударного механизма позволяет при обрушении ега вниз вместе с абрушаемой породой подтягивать его наверх за счет постоянной связи корпуса ударного механизма с лебедкой, закрепленной на коренной породе. Упругаясвязь между ударным механизмом и лебедкой исключает передачуудара на лебедку, возникающего от ударного импульса, создаваемого работающим механизмом, и при его обрушении с породой, В качестве упругой связи может быть использована штанга, между жесткими элементами которой установлена пружина, либо использован трос 7, как показано ка чертежах.После обрушения неустойчивых элементов отвала оставшаяся его часть стано-. вится устойчивой, что позволяет продолжать отсыпкуПри этом нужно учесть, что воздействие на отвал нужно осуществлять силой, превышающей силу, возникающую при отсыпке, породы в отвал автосамосвалами. В этом случае базапасность работ будет гарантирована.Периодически осуществляя операции по воздействию ударной силой на отвал можно работать на одном отвале, резко сузив общий фронт отвальных работ на карьере.2. Отсыпка отвалов высокими ярусами (фиг. 4).Отсыпка отвала производится на пологом склоне как на горизонтальной поверхности, На фиг. 4 показана устойчивая часть отвала 9, имеющая высоту Нуст.При отсыпке отвала на большую высоту Нмакс возникают закалы 10, по которым со временем мажет произойти обрушение по-. .роды. Из-за этого возникает опасность при дальнейших работах.При использовании предложенного способа ударный механизмом 6 простукивают отвал усилием большем, чем при технологических нагрузках (при движении автасамосвала). Неустойчивая часть отвала 11 абрушается, а на устойчивой части можноНа фиг. 8 показан ударный механизм 50 и для реализации предложенного способа уп- ха равлеция обрушением, который содержит н корпус, состояший из двух элементов: изогнутой пластины 18, располокецной о ниж- уп ней части, к которой жестко (фиг, 8) или 55 зо шарнирно (фиг. 9, 10) закреплен ударный ш узел, состоящий, о сва:о очередь, из цилин- не дра 19 и ударника 20, имеющими кацапы, по ш которым сжатый воздух подается в рабочие камеры 21 и 22 и удаляется из них в атмос- ви продолжать работу. При этом исключаетсявероятность его обрушения при последующей отсыпке породы.Увеличение высоты яруса позволяетуменьшить количество ярусов и подъездныхдорог(путей), уменьшить фронт работ, в соответствии с этим сократить объем работ поорганиэации новых ярусов,3. Отработка мягкой оскрыши высокими уступами не отрабатывается из-за вероятности обрушения части скрышного 10уступа, которая может завалить экскаватор 13 (фиг. 5).Используя ударный механизм, можнообстучать аварийную часть вскрыши 12, 15предварительно убрав технику с людьми иэопасной зоны. Затем продолжить работу оэкскаваторном забое. Для обстукиванияоскрыши необходимо подобрать такую возмущающую силу, чтобы возникающие нап ряжения в массиве при ударномвоздействии превышали бы напряжения,возникающие при работе экскаватора.4. Погрузка горной массы из высокогоштабеля ца перегрузочном пункте (складе) 25(фиг, 6), В этом случае ударный механизм 6используется для обрушения породы, которая затем укладывается в штабель автотранспортом (на рисунке не показан),экскаватор отгружает горную массу о железнодорожный транспорт 14.5, Заоткоска высоких уступов (фиг. 7).В настоящее время при экскаваторнойотработке мягкой вскрыши высота уступаппр выбирается иэ условия, чтобы исключить обраэоодние козырька 16, т,е, егообрушение может принести к несчастномуслучаю или к поломке техники.Периодическое обстукивание ударныммеханизмом 6 верхней кромки уступа приводит к обрушению козырька, что позволяетувеличить высоту отрабатываемого уступа,Это приводит к уменьшению количества уступов в рабочей зоне карьера и, как следствие, уменьшает время и капитальные 45затраты нд подготовку горизантоо (ндреэание уступов), праклддкударогдля транспорта ит,д. феру, Цилиндр 19 является элементом корпуса.Одна из деталей корпуса (изогнутая пластинка 18 или цилиндр 19) ударного механизма соединена тросом 7 с лебедкой 3, смонтированной на горизонтальной части необрушаемого массива (фиг, 1), Нужно отметить, что привод ударного механизма может быть любым: мехэцическим, гидравлическим, электрическим или пневматическим,Особенностью всех механизмов, используемых дпя реализации способа обрушения, является; корпус, обеспечивающий контакт ударного привода с поверхностью массива и исключающий его опрокидывание при работе; трос 7, соединенный с лебедкой 3 и ударным механизмом 6. Ударный узел, состоящий из цилиндра 19, ударника 20 и системы управления движением ударника (для пневматического механизма это каналы и кромки контактирующих деталей), устанавливается под углом к тросу 1.При подаче сжатого воздуха о ударный узел ударного механизма 6 ударник 20 при движении вниз ударяет по нижней части цилиндра 19 и жестко связанной с ним изогнутой пластине 18, Ударный импульс передается на массив. Под действием отдачи от удара и сжатого воздуха, воздействующего на корпус, ударный механизм 6 подскакивает, В связи с тем, что вектор ударного импульса наклонен к поверхности массива, под действием импульса отскока ударный механизм 6 продвигается вперед. При последующем соприкосновении с поверхностью массива он будет продвинут на новое место, где и будет нанесен очередной удар,В случае, если произойдет обрушение отвала, ударный механизм 6 проваливается вниз на "свободную" длину троса 7, Затем лебедкой 3 и тросом 7 он будет поднят на горизонтальную поверхность отвала.На фиг, 9, 10 показан самоходный механизм, у которого ударный узел может быть установлен под разными углами. В этом случае реакция отдачи используется для его движения вперед и назад, Трос 7 при этом имеет двойную функцию: он служит, кдк и в ервам случае, для извлечения удэрнога менизмд наверх и для упрдвления нэправлеем его движения,Применение предложенного способараолеция обрушением горной породы поаляет уменьшить эцергозатраты на обруение, т.к, обрушение подвергается только ,устойчивая часть массива, При этом пов;,- ается безопасность проведения работ.Зкономический эффект зависит от услой применения предложенного способа,Формула изобретения Способ управления обрушением горных пород, преимущественно при отвалообразовании на склоне гор, включающий принудительное воздействие на отсыпанные до контуров устойчивого и безопасного отвала породы до их сдвижения и обрушения,отличающийся тем,что,сцелью уменьшения энергозатрат на обрушение при повышении безопасности работы технологического оборудования на отвале, принудительное воздействие осуществляют нанесением тарированных ударных импульсов; величина которых превышает нагрузки 5 от работу технологического оборудованияна отвале, при этом нанесение ударных импульсов ведут локально по поверхности отсыпанного отвала под углом, равным наклону поверхности скольжения вдоль 10 фронта отвалообразования,18123117Составитель М. Курленя Реактор С. Кулакова - Техред М,Моргентэл Корректор М, Керецман Вкаэ 1564. Тираж: Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10