RU2151871C1

RU2151871C1 - Process of transportation of rock mass to disposal area of stripping

Info

Publication number: RU2151871C1
Application number: RU99104545A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Буткин; В.П. Капустин; С.В. Капустина; В.В. Григоренко
Original assignee: Красноярская государственная академия цветных металлов и золота
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: invention refers to transportation processes in striplings with formation of dumps in worked out area of stripping. It can be used to fill with rock worked out stripping and ravines in road construction. Process combines linking of horizons by bearing flexible ties, for instance, by ropes, mounting of vessel with aerostat for free movement along them and its connection with another vessel with aerostat, loading of vessel and its travel by lifting force of aerostat, unloading of vessel and its return. Two bearing flexible lines are tightened from one loading point at upper horizon in the form of diverging branches to supporting points of lower horizons and flexible pulling link between vessels moving simultaneously along lines is carried out directly via drums of one winch by way of free or motor state of motion. In this case loading of vessel at upper horizon is conducted simultaneously with unloading of another vessel at lower horizon keeping constancy of sum of values of free lifting force of aerostats and mass of loaded cargo equal to value of useful lifting capacity of transportation vessel in mobile transportation circuit ( rope system ) in autonomous condition of functioning. If one line operates at angle beneath horizon, another line operates at angle above horizon and angles of inclination of lines are less than 5.0-6.5 degrees then flexible link between vessels is rendered closed circuit with usage of supporting points. EFFECT: more efficient formation of disposal areas and filling of worked out space without additional transport, provision for enhanced reliability and safety by structure of driving action and pulling circuit. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным процессам открытых горных работ при отвалообразовании в отработанное пространство карьера и, в частности, может быть использовано для засыпки горной породой отработанных пространств или котлованов и оврагов в дорожном строительстве или по экологическим соображениям. The invention relates to the transport processes of open cast mining during dumping into the mine pit space and, in particular, can be used to fill up waste spaces or pits and gullies with rock formations in road construction or for environmental reasons.

Известен способ транспортирования горной массы, включающей соединение горизонтов направляющим канатом, крепление к нему емкости с аэростатом с возможностью свободного перемещения по нему, загрузку емкости и ее перемещение подъемной силой аэростата, регулируемой весом груженой емкости, разгрузку и возврат емкости. (А.с. СССР N 1776795, E 21 С 41/26, 1990, бюллетень N 43). A known method of transporting rock mass, including connecting the horizons with a guide rope, attaching a container to it with a balloon with the possibility of free movement along it, loading the container and moving it with the lifting force of the balloon, controlled by the weight of the loaded container, unloading and returning the container. (A.S. USSR N 1776795, E 21 C 41/26, 1990, Bulletin N 43).

Этот способ может быть использован для непосредственного отвалообразования в карьере, однако имеет ограниченные технологические возможности отсыпки горных пород с одной позиции стояния, не обеспечивает полную засыпку карьера, т. к. не может функционировать при углах наклона канатной магистрали менее 5-6,5^o. Кроме того, способ не обладает достаточной надежностью и управляемостью; при сильных ветровых нагрузках может не обеспечить заданную скорость движения вплоть до прекращения движения; низкая скорость при малых углах наклона и заданных параметрах аэростата и транспортной емкости не может быть увеличена.This method can be used for direct dumping in the quarry, however, it has limited technological capabilities for dumping rocks from one standing position, it does not provide complete filling of the quarry, because it cannot function at angles of inclination of the cable line less than 5-6.5 ^o . In addition, the method does not have sufficient reliability and controllability; under strong wind loads it may not provide a given speed of movement until the cessation of movement; low speed at small tilt angles and the specified parameters of the balloon and transport capacity cannot be increased.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ транспортирования горной массы, включающий соединение горизонтов несущими гибкими связями, крепление к гибким связям с возможностью свободного перемещения по ним емкости с аэростатом, соединенной гибкой (тяговой) связью с другой емкостью с аэростатом, разгрузку и загрузку емкостей на верхнем и нижнем горизонтах при условии, 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 N 2114308, МПК⁶ E 21 С 41/26, бюллетень N 18, 1998).The closest set of essential features to the proposed method is a method of transporting rock mass, including connecting horizons with flexible supporting links, attaching to flexible connections with the possibility of free movement of a container with an aerostat connected by a flexible (traction) connection with another container with an aerostat, unloading and loading containers at the upper and lower horizons, provided that the sum of the lift values of the lower balloon and the weight of the load loaded on the upper horizon exceed the sums values lift the top of the balloon and the weight of the cargo loaded on the lower horizon. (RF patent N 2114308, IPC ⁶ E 21 C 41/26, bulletin N 18, 1998).

Однако при использовании прототипа, рассчитанного на одновременный спуск и подъем горной массы, спускаемая на нижний горизонт горная порода для размещения в выработанном пространстве должна перемещаться в пункты складирования дополнительным транспортом (например, автосамосвалами) или путем переэкскавации из штабеля в пункте разгрузки емкости, что связано с большими затратами. Таким образом, непосредственное отвалообразование в способе технологически ограничено. Кроме того, отсутствие в данном способе приводного воздействия в составе гибкой связи между емкостями не обеспечивает достаточной надежности функционирования. However, when using a prototype designed for simultaneous descent and ascent of rock mass, the rock discharged to the lower horizon for placement in the worked out space should be moved to storage points by additional transport (for example, dump trucks) or by re-excavation from the stack at the container discharge point, which is connected with high costs. Thus, direct dumping in the method is technologically limited. In addition, the absence in this method of a drive action as part of a flexible connection between containers does not provide sufficient reliability.

Основная задача заключается в расширении технологических возможностей способа для непосредственного отвалообразования и полноты засыпки отработанных пространств карьеров, а также в повышении надежности и безопасности функционирования. The main task is to expand the technological capabilities of the method for the direct dumping and completeness of filling the worked-out quarry spaces, as well as to increase the reliability and safety of operation.

Для решении поставленной задачи в способе транспортирования горной массы в отвал карьера, включающем соединение горизонтов несущими гибкими связями с возможностью свободного перемещения по ним емкости с аэростатом, соединенной гибкой связью с другой емкостью с аэростатом, загрузки емкости и ее перемещение подъемной силой аэростата, регулируемой весом груженной емкости, разгрузки и возврата емкости, две несущие гибкие магистрали натягивают из одного погрузочного пункта на верхнем горизонте расходящимися лучами (ветвями) в одной или разных плоскостях к опорным пунктам нижних горизонтов; гибкую тяговую связь между одновременно движущимися по магистралям емкостям с аэростатами осуществляют непосредственно через барабаны лебедки с возможностью установки двигательного или автономного (свободного) режимов движения; загрузку емкости на верхнем горизонте производят одновременно с разгрузкой другой емкости на нижнем горизонте, поддерживая в подвижном транспортном контуре (канатной системе) в автономном режиме функционирования постоянство суммы величин свободной подъемной силы аэростата и веса загружаемого груза, равной величине полезной грузоподъемности транспортной емкости; при углах наклона магистралей менее 5-6,5^o и при работе одной емкости под углом ниже горизонта, а другой - выше горизонта, гибкую связь между емкостями делают бесконечным контуром с помощью блоков, устанавливаемых на опорах, расположенных противоположно погрузочному пункту.To solve the problem in a method of transporting rock mass into a mine dump, which includes connecting the horizons with load-bearing flexible connections with the possibility of free movement of a container with an aerostat along it, connected by a flexible connection with another container with an aerostat, loading the container and moving it with the lifting force of an aerostat controlled by the weight of the loaded containers, unloading and tank return, two load-bearing flexible lines are pulled from one loading point on the upper horizon by diverging rays (branches) in one or znyh reference planes to the points of the subsurface; flexible traction connection between tanks simultaneously moving along the highways with balloons is carried out directly through the winch drums with the possibility of setting motor or autonomous (free) modes of movement; loading of the container on the upper horizon is carried out simultaneously with the unloading of another container on the lower horizon, maintaining in a mobile transport circuit (cable system) in an autonomous mode of operation a constant sum of the free lift of the aerostat and the weight of the loaded load, equal to the value of the carrying capacity of the transport capacity; when the angles of inclination of the mains are less than 5-6.5 ^o and when one tank is working at an angle below the horizon and the other is above the horizon, the flexible connection between the tanks is made by an endless contour using blocks mounted on supports opposite the loading point.

Сущность изобретения состоит, таким образом, в том, что перемещение горной массы для непосредственной отсыпки в выработанное пространство карьера осуществляется маятниковым движением двух емкостей с аэростатами по двум несущим гибким магистралям, натянутым из одного погрузочного пункта, расположенного на верхнем горизонте, расходящимися ветвями (лучами) к опорным пунктам нижних горизонтов; при этом в состав гибкой тяговой связи между одновременно движущимися по магистралям емкостям вводят приводное воздействие от одной лебедки с возможностью установки двигательного или автономного режимов движения; загрузку емкости на верхнем горизонте производят одновременно с разгрузкой другой емкости на нижнем горизонте, поддерживая в подвижной канатной системе постоянство суммы величины свободной подъемной силы аэростатов и веса загружаемого груза, равной величине полезной грузоподъемности транспортной емкости; в определенных условиях работы гибкую тяговую связь между емкостями выполняют замкнутым контуром с помощью блоков нижних горизонтов без изменений приводной части системы тяги. The essence of the invention consists, therefore, in the fact that the movement of the rock mass for direct dumping into the mined quarry space is carried out by the pendulum movement of two tanks with balloons along two load-bearing flexible highways stretched from one loading point located on the upper horizon, diverging branches (rays) to strong points of the lower horizons; at the same time, a drive action from one winch with the possibility of setting motor or autonomous modes of movement is introduced into the composition of a flexible traction coupling between simultaneously moving capacities along the highways; loading of the tank on the upper horizon is carried out simultaneously with the unloading of another tank on the lower horizon, maintaining in the mobile rope system a constant sum of the free lift of balloons and the weight of the loaded load, equal to the value of the payload of the transport capacity; under certain operating conditions, flexible traction coupling between containers is performed in a closed loop using blocks of lower horizons without changing the drive part of the traction system.

Способ может быть осуществлен комплексом различных устройств. На фиг.1 (вид сбоку) и фиг. 2 (в плане) изображена принципиальная схема одного из возможных устройств, поясняющая предлагаемый способ при перемещении горной породы с непосредственной отсыпкой в отработанное пространство карьера. The method can be carried out by a complex of various devices. 1 (side view) and FIG. 2 (in plan) is a schematic diagram of one of the possible devices explaining the proposed method when moving rock with direct dumping into the spent space of the quarry.

Технологическая система (транспортный комплекс), реализующая предлагаемый способ, включает две несущие транспортные магистрали 1 и 2, каждая из которых содержит аэростаты 3 и 4, соединены с помощью кареток 5 и 6 с транспортными емкостями 7 и 8, при этом каретки 5 и 6 соединены с несущими канатными магистралями 1 и 2 с возможностью свободного перемещения по ним. Магистрали 1 и 2 натянуты с помощью контргрузов 9 через блоки 10, смонтированные на погрузочном пункте 11, установленном на верхнем горизонте 12 карьера. Магистрали растягивают от погрузочного пункта под углом друг к другу в одной или разных наклонных плоскостях на нижние горизонты, где закрепляют на опорных пунктах 13 и 14, которые могут быть выполнены в виде разнообразных якорных устройств или самоходных платформ, пригружаемых горной массой или бетонными блоками. На опорных пунктах монтируют блоки 15 и 16, которые можно использовать в определенных условиях работы для создания между транспортными емкостями гибкой связи замкнутым контуром. The technological system (transport complex) that implements the proposed method includes two load-bearing transport lines 1 and 2, each of which contains balloons 3 and 4, connected by means of carriages 5 and 6 with transport tanks 7 and 8, while carriages 5 and 6 are connected with load-bearing cable lines 1 and 2 with the possibility of free movement along them. Highways 1 and 2 are tensioned by means of counterweights 9 through blocks 10 mounted on a loading point 11 installed on the upper horizon 12 of the quarry. Highways stretch from the loading point at an angle to each other in one or different inclined planes to the lower horizons, where they are fixed on the support points 13 and 14, which can be made in the form of a variety of anchor devices or self-propelled platforms loaded with rock mass or concrete blocks. At support points, blocks 15 and 16 are mounted, which can be used in certain working conditions to create a closed loop between the transport containers of flexible communication.

Тяговый канат 17, закрепленный на каретке 6 аэростата 4, проходит через направляющий блок 18 и несущий шкив 19 к барабану 20 лебедки 21 От барабана 22 лебедки 21 тяговый канат проходит через несущий шкив 23, направляющий блок 24 к каретке 5 аэростата 3 и закрепляется на ней. Таким образом, тяговый канат соединен с каретками обоих аэростатов так, что верхнее крайнее положение транспортной емкости 8 (при погрузке) на одной магистрали соответствует нижнему положению транспортной емкости в пункте ее разгрузки в отвал 25 на другой магистрали, при этом его концы, отходящие к пункту погрузки 11 на верхнем горизонте 12 карьера после прохождения через направляющие блоки 18 и 24 и несущие шкивы 19 и 23, закрепляются на барабанах лебедки 21. The traction rope 17, mounted on the carriage 6 of the aerostat 4, passes through the guide block 18 and the carrier pulley 19 to the drum 20 of the winch 21 From the drum 22 of the winch 21, the traction rope passes through the carrier pulley 23, the guide block 24 to the carriage 5 of the aerostat 3 and is fixed on it . Thus, the traction rope is connected to the carriages of both balloons so that the upper extreme position of the transport tank 8 (when loading) on one highway corresponds to the lower position of the transport tank at the point of unloading in dump 25 on the other highway, while its ends extending to the point loading 11 on the upper horizon 12 of the quarry after passing through the guide blocks 18 and 24 and the bearing pulleys 19 and 23, are fixed on the drums of the winch 21.

В определенных условиях возможно создание замкнутого тягового контура путем соединения кареток 5 и 6 емкостей 7 и 8 канатом через блоки 15 и 16, закрепленные на опорных пунктах 13 и 14. Лебедка 21 является реверсивной, имеет автоматизированные управляемые муфты между барабанами и для соединения с двигателем или генератором (не показаны). Under certain conditions, it is possible to create a closed traction circuit by connecting carriages 5 and 6 of containers 7 and 8 with a rope through blocks 15 and 16, fixed to support points 13 and 14. The winch 21 is reversible, has automated controlled couplings between the drums and for connecting to the engine or generator (not shown).

Способ транспортирования горной массы в отвал осуществляется следующим образом. Транспортный цикл начинается с установки одной из гранспортных емкостей, например 8, соединенной с аэростатом 4, у погрузочного пункта 11 на верхнем горизонте 12, при этом другая транспортная емкость 7, ранее нагруженная в этом же погрузочном пункте 11, находится на нижнем горизонте на другой магистрали. Нагружаем транспортную емкость 8 на верхнем горизонте 12 горной массой (породой) и одновременно разгружаем транспортную емкость 7 в отвал 25. После этого в подвижной тяговой канатной системе устанавливается следующее неуравновешенное соотношение величин свободной подъемной силы аэростатов и веса загруженного груза: на каретку 6 действует вес загруженной в транспортную емкость 8 породы величиной E и противоположно направленная вверх свободная подъемная сила аэростата 4 величиной F₀, равная например, F₀ = E/2. Следовательно, на каретке 6 движение вниз создается за счет разных сил E-F₀=E-E/2=E/2. На разгруженную емкость 7 действует свободная подъемная сила аэростата 3 величиной F₀=E/2, направленная вверх и вызывающая движение емкости 7 вверх к разгрузочному пункту.The method of transporting rock mass to the dump is as follows. The transport cycle begins with the installation of one of the grain export tanks, for example 8, connected to the aerostat 4, at the loading point 11 on the upper horizon 12, while the other transport capacity 7, previously loaded in the same loading point 11, is on the lower horizon on another highway . We load the transport capacity 8 on the upper horizon 12 with rock mass (rock) and at the same time unload the transport capacity 7 into the dump 25. After that, the following unbalanced ratio of the free lift of balloons to the weight of the loaded load is established in the mobile traction rope system: the weight of the loaded carriage 6 is into the transport vessel 8 of the rock of magnitude E and the free lift of the aerostat 4 of opposite magnitude F ₀ equal to, for example, F ₀ = E / 2. Therefore, on the carriage 6, a downward movement is created due to different forces EF ₀ = EE / 2 = E / 2. The unloaded container 7 is affected by the free lifting force of the balloon 3 of the value F ₀ = E / 2, directed upward and causing the movement of the container 7 upward to the unloading point.

Таким образом, в тяговом транспортном контуре полная движущая сила возникает от суммы величин свободной подъемной силы обоих аэростатов и веса загруженного груза, равной величине полезной грузоподъемности транспортной емкости E. Поэтому при расторможенной лебедке 21 загруженная транспортная емкость 8 движется по магистрали 1 вниз к отвалу 26 расположенного под магистралью карьера, а разгруженная в отвал 25 транспортная емкость 7 движется по магистрали 2 вверх к погрузочному пункту, так как остальные массы (каретка, сама емкость, собственные веса оболочек аэростатов и их крепления и т. д. ) уравновешены. Движение происходит без подвода энергии от лебедок. При этом возможна частичная регенерация энергии в электрическую при соединении барабанов лебедки к генератору. Один конец тягового каната 17 сматывается с барабана 20 лебедки. Thus, in the traction transport circuit, the full driving force arises from the sum of the free lifting forces of both balloons and the weight of the loaded load equal to the payload of the transport capacity E. Therefore, when the winch 21 is unbraked, the loaded transport capacity 8 moves along the highway 1 down to the dump 26 located under the main line, and the transport capacity 7 unloaded into the dump 25 moves along the main line 2 up to the loading point, since the remaining masses (carriage, the tank itself, its own the weights of the shells of the balloons and their attachments, etc.) are balanced. The movement occurs without the supply of energy from the winches. In this case, partial regeneration of energy into electrical energy is possible when connecting the winch drums to the generator. One end of the traction rope 17 is wound from the winch drum 20.

Как только транспортная емкость 7 достигнет крайнего верхнего положения, а емкость 8 - нижнего положения у пункта разгрузки, осуществляется погрузка емкости у погрузочного пункта и одновременно - разгрузка емкости в отвал карьера. Затем циклы повторяются. Если одна магистраль должна работать при большом угле наклона к нижнему горизонту, а другая под малым (менее 5-6,5^oC) углом либо горизонтально или на подъем (для засыпки верхней части карьера "с шапкой"), создается замкнутый тяговый контур с помощью соединения кареток 5 и 6 емкостей 7 и 8 канатом через блоки 15 и 16, закрепленные на опорных пунктах 13 и 14. В этом случае маятниковое движение транспортных емкостей осуществляется при дополнительном включении лебедки 21 в двигательный режим. При этом структура приводной части системы не меняется. Регулирование пункта разгрузки емкости на магистрали в отвал осуществляется достаточно просто: при крайнем верхнем положении одной из емкостей связанный с нею барабан лебедки затормаживается, а другой барабан включается на подъем (подтягивание) второй емкости до нужного пункта разгрузки. После этого система включается в работу, как описано выше.As soon as the transport tank 7 reaches its extreme upper position, and the tank 8 - the lowest position at the unloading point, the tank is loaded at the loading point and at the same time, the tank is unloaded into the mine dump. Then the cycles are repeated. If one trunk should work at a large angle of inclination to the lower horizon, and the other at a small (less than 5-6.5 ^o C) angle, either horizontally or uphill (to backfill the upper part of the quarry “with a cap”), a closed traction circuit with by connecting the carriages 5 and 6 of the containers 7 and 8 with a rope through the blocks 15 and 16, fixed on the support points 13 and 14. In this case, the pendulum movement of the transport tanks is carried out with the additional inclusion of the winch 21 in the motor mode. The structure of the drive part of the system does not change. Regulation of the point of unloading the tank on the main to the dump is quite simple: at the extreme top position of one of the tanks, the winch drum connected with it is braked, and the other drum is turned on to lift (pull) the second tank to the desired unloading point. After that, the system is turned on as described above.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ обеспечивает более эффективное непосредственное отвалообразование горной породы в карьер и полноту засыпки выработанного пространства без дополнительного транспорта или переэкскавации, т. е. с минимальными затратами. При этом структура приводного воздействия и тягового контура обеспечивает повышение надежности и безопасности способа. Compared with the prototype, the proposed method provides a more effective direct dumping of rock into the quarry and the completeness of filling up the worked out space without additional transport or perekaskavatsii, that is, with minimal cost. Moreover, the structure of the drive action and traction circuit provides an increase in the reliability and safety of the method.

Claims

1. A method of transporting rock mass to the dump of a quarry, including connecting horizons with supporting flexible connections, attaching to flexible connections with the possibility of free movement of a container with an aerostat through it, connected by a flexible connection with another container with an aerostat, loading the container and moving it with aerostat lifting force, adjustable the weight of the loaded tank, unloading and returning the tank, characterized in that two load-bearing flexible lines pull from one loading point on the upper horizon diverging rays (branches) one or different planes to the strongholds of the lower horizons, and flexible traction between the tanks with balloons simultaneously moving along the highways is carried out directly through the drums of one winch with the possibility of setting the motor or autonomous (free) modes of movement, while the containers are loaded on the upper horizon simultaneously with by unloading another tank on the lower horizon, maintaining constant mobility in a movable transport circuit (cable system) the sum of the free lift of balloons and the weight of the loaded load, equal to the value of the payload of the transport capacity.

2. The method according to claim 1, characterized in that when one branch (trunk) is operating at an angle below the horizon, and the other is above the horizon, and also when the tilt angles of the lines are less than 5 - 6.5 ^{o, the} flexible connection between the containers is made closed loop using blocks mounted on supports opposite the loading point.