|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ разработки подземного рудника экскаватором, согласно которому образуют ствол шахты, проходящий вниз от зоны поверхности земли, посредством выемки грунта из-под основной рамы экскаватора; устанавливают систему транспортировки породы, содержащую станцию перегрузки материала над экскаватором, во время образования ствола шахты и транспортируют вынутую во время образования ствола шахты породу вверх по стволу шахты на поверхность земли посредством системы транспортировки породы; размещают указанную основную раму и указанную станцию перегрузки материала в нижней части образованного ствола шахты с последующим образованием путем выемки грунта одного или нескольких туннелей, проходящих от нижней части ствола шахты; и перемещают породу, вынутую во время проходки туннеля, в станцию перегрузки материала с последующей транспортировкой породы на поверхность земли. 2. Способ по п.1, в котором начинают сооружение туннеля, осуществляя выемку каверны в нижней части ствола шахты и затем проходку туннеля или туннелей от каверны. 3. Способ по п.2, в котором осуществляют выемку каверны с ее распространением к противоположным сторонам ствола шахты. 4. Способ по п.2 или 3, в котором осуществляют выемку каверны посредством бурения, взрывания и удаления вынутой породы. 5. Способ по любому из пп.2-4, в котором компоненты буровой туннелепроходческой машины спускают по стволу шахты и собирают в каверне для создания буровой туннелепроходческой машины, предназначенной для бурения от каверны для создания туннеля или туннелей. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором экскаватор является буровой проходческой машиной, содержащей роторную врубовую головку. 7. Способ по п.6, в котором по завершении создания ствола шахты и перед началом сооружения туннеля экскаватор полностью или частично эвакуируют, демонтируя части и поднимая демонтированные части вверх по стволу шахты в зону поверхности земли. 8. Способ по п.6 или 7, в котором экскаватор или части экскаватора зарывают на дне ствола шахты перед началом сооружения туннеля. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором система транспортировки породы содержит один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз по скиповым направляющим в стволе. 10. Способ по п.9, в котором ствол постепенно крепят и оборудуют удлинениями скиповых направляющих с продолжением создания ствола шахты. 11. Способ по п.9 или 10, в котором породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают из станции перегрузки материала в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки перемещается вниз с продолжением выемки. 12. Способ по п.11, в котором по завершении создания ствола шахты станция перегрузки материала находится на дне или вблизи дна ствола шахты и порода, вынутая при проходке туннеля, подается на станцию перегрузки материала для перегрузки в скип или скипы. 13. Способ по п.11 или 12, в котором используется пара скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты вдоль смежных путей для приема вынутой породы и транспортировки породы в зону поверхности земли для выгрузки в ней и затем возврата вниз на станцию перегрузки материала. 14. Способ по п.13, в котором используется пара накопительных бункеров на станции перегрузки материала для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы. 15. Способ по п.2, в котором экскаватор представляет собой буровую проходческую машину, содержащую роторную врубовую головку, размещенную под системой транспортировки вынутой породы в зону на поверхности земли, причем буровая проходческая машина оборудована над врубовой головкой долотами ударного бурения, выполненными с возможностью бурения проходящих наружу в породу шпуров по окружности ствола шахты шпура, и выемку каверны начинают, используя долота для выполнения проходящих наружу в породу шпуров для взрывных работ по периферии ствола шахты шпура в нижней его части, устанавливая и подрывая заряды взрывчатого вещества в шпурах для выемки начального околоствольного двора, от которого разрабатывают каверну и туннель или туннели. 16. Способ по п.15, в котором заряды в шпурах подрывают поэтапно и буровую проходческую машину поднимают над зоной подрыва на каждом этапе подрыва. 17. Способ по п.15 или 16, в котором обеспечивают или обусловливают падение породы, вынутой в ходе взрывных работ, на дно ствола шахты и буровую проходческую машину шахты шпура эксплуатируют для сбора данной породы и ее подачи в систему транспортировки породы для транспортировки в зону поверхности земли. 18. Способ по любому из пп.15-17, в котором система транспортировки породы содержит один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз в шпуре, и станцию перегрузки материала, на которой породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки материала перемещается вниз с продолжением выемки, и после бурения и взрывания для создания увеличенного околоствольного двора буровую проходческую машину используют для удлинения ствола шахты вниз до достижения станцией перегрузки материала околоствольного двора начала сооружения туннелей, и система может принимать вынутую породу непосредственно с околоствольного двора начала сооружения туннеля или туннелей, проходящих от него. 19. Способ по п.18, в котором используют пару скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты по скиповым направляющим, и пару накопительных бункеров вынутой породы на станции перегрузки материала для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ разработки подземного рудника экскаватором, согласно которому образуют ствол шахты, проходящий вниз от зоны поверхности земли, посредством выемки грунта из-под основной рамы экскаватора; устанавливают систему транспортировки породы, содержащую станцию перегрузки материала над экскаватором, во время образования ствола шахты и транспортируют вынутую во время образования ствола шахты породу вверх по стволу шахты на поверхность земли посредством системы транспортировки породы; размещают указанную основную раму и указанную станцию перегрузки материала в нижней части образованного ствола шахты с последующим образованием путем выемки грунта одного или нескольких туннелей, проходящих от нижней части ствола шахты; и перемещают породу, вынутую во время проходки туннеля, в станцию перегрузки материала с последующей транспортировкой породы на поверхность земли. 2. Способ по п.1, в котором начинают сооружение туннеля, осуществляя выемку каверны в нижней части ствола шахты и затем проходку туннеля или туннелей от каверны. 3. Способ по п.2, в котором осуществляют выемку каверны с ее распространением к противоположным сторонам ствола шахты. 4. Способ по п.2 или 3, в котором осуществляют выемку каверны посредством бурения, взрывания и удаления вынутой породы. 5. Способ по любому из пп.2-4, в котором компоненты буровой туннелепроходческой машины спускают по стволу шахты и собирают в каверне для создания буровой туннелепроходческой машины, предназначенной для бурения от каверны для создания туннеля или туннелей. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором экскаватор является буровой проходческой машиной, содержащей роторную врубовую головку. 7. Способ по п.6, в котором по завершении создания ствола шахты и перед началом сооружения туннеля экскаватор полностью или частично эвакуируют, демонтируя части и поднимая демонтированные части вверх по стволу шахты в зону поверхности земли. 8. Способ по п.6 или 7, в котором экскаватор или части экскаватора зарывают на дне ствола шахты перед началом сооружения туннеля. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором система транспортировки породы содержит один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз по скиповым направляющим в стволе. 10. Способ по п.9, в котором ствол постепенно крепят и оборудуют удлинениями скиповых направляющих с продолжением создания ствола шахты. 11. Способ по п.9 или 10, в котором породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают из станции перегрузки материала в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки перемещается вниз с продолжением выемки. 12. Способ по п.11, в котором по завершении создания ствола шахты станция перегрузки материала находится на дне или вблизи дна ствола шахты и порода, вынутая при проходке туннеля, подается на станцию перегрузки материала для перегрузки в скип или скипы. 13. Способ по п.11 или 12, в котором используется пара скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты вдоль смежных путей для приема вынутой породы и транспортировки породы в зону поверхности земли для выгрузки в ней и затем возврата вниз на станцию перегрузки материала. 14. Способ по п.13, в котором используется пара накопительных бункеров на станции перегрузки материала для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы. 15. Способ по п.2, в котором экскаватор представляет собой буровую проходческую машину, содержащую роторную врубовую головку, размещенную под системой транспортировки вынутой породы в зону на поверхности земли, причем буровая проходческая машина оборудована над врубовой головкой долотами ударного бурения, выполненными с возможностью бурения проходящих наружу в породу шпуров по окружности ствола шахты шпура, и выемку каверны начинают, используя долота для выполнения проходящих наружу в породу шпуров для взрывных работ по периферии ствола шахты шпура в нижней его части, устанавливая и подрывая заряды взрывчатого вещества в шпурах для выемки начального околоствольного двора, от которого разрабатывают каверну и туннель или туннели. 16. Способ по п.15, в котором заряды в шпурах подрывают поэтапно и буровую проходческую машину поднимают над зоной подрыва на каждом этапе подрыва. 17. Способ по п.15 или 16, в котором обеспечивают или обусловливают падение породы, вынутой в ходе взрывных работ, на дно ствола шахты и буровую проходческую машину шахты шпура эксплуатируют для сбора данной породы и ее подачи в систему транспортировки породы для транспортировки в зону поверхности земли. 18. Способ по любому из пп.15-17, в котором система транспортировки породы содержит один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз в шпуре, и станцию перегрузки материала, на которой породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки материала перемещается вниз с продолжением выемки, и после бурения и взрывания для создания увеличенного околоствольного двора буровую проходческую машину используют для удлинения ствола шахты вниз до достижения станцией перегрузки материала околоствольного двора начала сооружения туннелей, и система может принимать вынутую породу непосредственно с околоствольного двора начала сооружения туннеля или туннелей, проходящих от него. 19. Способ по п.18, в котором используют пару скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты по скиповым направляющим, и пару накопительных бункеров вынутой породы на станции перегрузки материала для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы.
Евразийское 025603 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201270084
(22) Дата подачи заявки 2010.06.30
(51) Int. Cl.
E21C 41/16 (2006.01) E21D 7/00 (2006.01) E21D 1/03 (2006.01) E21D 9/12 (2006.01)
(54) ПОДЗЕМНЫЕ ГОРНОДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
(31) 2009903057
(32) 2009.06.30
(33) AU
(43) 2012.07.30
(86) PCT/AU2010/000821
(87) WO 2011/000038 2011.01.06
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ТЕКНОЛОДЖИКАЛ РЕСОРСИЗ ПТИ. ЛИМИТЕД (AU)
(72) Изобретатель:
Делаббио Фредрик Кристофер, Одди Макс Эдвард (AU)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A-4646853 US-A-3965995 JP-A-2006249793
(57) В изобретении при разработке подземного рудника ствол (80) шахт создают, вынимая грунт и удаляя вынутую породу из ствола (80) шахты с помощью системы транспортировки породы, содержащей скипы (36), перемещающиеся вверх и вниз по скиповым направляющим в стволе шахты. Туннели (82) начинают сооружать от нижней части ствола (80) шахты выемкой каверны (81), в которой собирают и эксплуатируют буровую туннелепроходческую машину для проходки туннелей (82). Породу при выемке туннеля транспортируют из туннелей по конвейеру (87) на систему транспортировки породы, установленную в стволе шахты во время его создания и транспортирующую породу в зону поверхности земли.
Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к подземным горнодобычным работам и, конкретно, к работам, которые необходимо выполнять на ранних стадиях разработки подземного рудника.
Предпосылки создания изобретения
Современные карстовые рудники с большими выемочными участками требуют значительного времени на разработку и весьма значительных инвестиций на начальном этапе. Оба данных фактора делают их финансовый успех с учетом чистой приведенной стоимости чрезвычайно зависимым от скорости ввода в эксплуатацию. Глубокие карстовые рудники требуют входа через шахты, создание такого входа является начальной частью разработки рудника и поэтому находится непосредственно на критическом пути проекта, т.е. до завершения начальных стволов шахт невозможно начинать никакую другую подземную разработку.
После проходки начальных стволов шахт можно начинать сооружение туннелей от стволов шахты по надлежащей схеме для разработки карстового рудника с большими выемочными участками и транспортировки породы, вынутой при проходке туннелей, на поверхность через стволы шахты. Стволы шахты должны быть оборудованы системой транспортировки породы для удаления породы, вынутой во время проходки туннелей и впоследствии вынутой при эксплуатации рудника. Обычно данную систему устанавливают после проходки ствола шахты и перед началом сооружения туннелей, что обуславливает значительное замедление в проекте разработки рудника.
Сущность изобретения
Согласно настоящему изобретению такое замедление можно исключить или значительно уменьшить, благодаря установке системы транспортировки породы в стволе шахты во время создания ствола шахты и использования такой системы для транспортировки породы, вынутой во время последующей проходки туннелей.
Изобретением создан способ разработки подземного рудника, содержащий следующие стадии:
создание ствола шахты рудника посредством выемки грунта для создания ствола, проходящего вниз от зоны поверхности земли;
удаление вынутой породы из ствола во время создания ствола шахты с помощью системы транспортировки породы, предназначенной для транспортировки вынутой породы вверх через ствол в зону поверхности земли для выгрузки в ней;
начало сооружения одного или нескольких туннелей от нижней части ствола шахты после ее создания посредством выемки от ствола шахты;
удаление породы, вынутой в туннеле при проходке с помощью транспортировки данной породы из туннеля в систему транспортировки породы, установленную во время создания ствола шахты и эксплуатации данной системы для транспортировки материала в зону поверхности земли.
Начало сооружения туннеля можно осуществлять, вначале выполняя выемку каверны в нижней части ствола шахты и затем выполняя проходку туннеля или туннелей от каверны.
Выемку каверны можно выполнять для ее распространения к противоположным сторонам ствола шахты.
Выемку каверны можно выполнять посредством бурения, взрывания и удаления вынутой породы.
Компоненты буровой туннелепроходческой машины можно спускать по стволу шахты и собирать в каверне для создания буровой туннелепроходческой машины, предназначенной для бурения от каверны для создания туннеля или туннелей.
Выемку грунта для создания ствола шахты можно выполнять экскаватором, размещенным под системой транспортировки породы для транспортировки вынутой породы в зону на поверхности. В таком варианте экскаватор может быть буровой проходческой машиной, содержащей роторную врубовую головку.
По завершении создания ствола шахты и перед началом сооружения туннеля экскаватор можно полностью или частично эвакуировать, демонтируя части и поднимая демонтированные части вверх по стволу шахты в зону поверхности земли. Вместе с тем, экскаватор или часть экскаватора можно зарыть на дне ствола шахты перед началом сооружения туннеля.
Система транспортировки породы может содержать один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз по скиповым направляющим в стволе, и станцию перегрузки, на которой породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки перемещается вниз с продолжением выемки.
По завершении создания ствола шахты станцию перегрузки можно устанавливать на дне или вблизи дна ствола шахты, и породу, вынутую при проходке туннеля, можно подавать на станцию перегрузки для перегрузки в скип или скипы.
Можно использовать пару скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты вдоль смежных путей для приема вынутой породы и транспортировки породы в зону поверхности земли для выгрузки в ней и затем возврата вниз на станцию перегрузки, и пару накопительных бункеров на станции перегрузки для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы.
Выемку грунта для создания ствола шахты можно выполнять буровой проходческой машиной, со
держащей роторную врубовую головку, размещенную под системой транспортировки породы для транспортировки вынутой породы в зону поверхности земли. Буровая проходческая машина может быть оборудована над врубовой головкой долотами ударного бурения, выполненными с возможностью бурения проходящих наружу шпуров по окружности ствола шахты, и выемку каверн можно начинать, эксплуатируя долота для создания проходящих наружу взрывных шпуров по периферии ствола шахты в нижней части ствола шахты, устанавливая и подрывая заряды взрывчатого вещества в шпурах для выемки начального околоствольного двора, от которого можно разрабатывать каверну и туннель или туннели.
Краткое описание чертежей
Для более полного объяснения изобретения ниже описан подробно один конкретный вариант его осуществления с использованием прилагаемых чертежей, на которых показано следующее:
на фиг. 1 - система проходки ствола шахты;
на фиг. 2 - вертикальное сечение системы проходки ствола шахты; на фиг. 3 - вертикальное сечение верхней части системы;
на фиг. 4 и 5 - горизонтальные сечения верхней части системы, показанной на фиг. 3;
на фиг. 6 и 7 - конструкция пары скипов и скиповых направляющих системы;
на фиг. 8-16 схематично показан способ начала сооружения туннелей от ствола шахты. Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
На фиг. 1-5 показана установка 20 бурения ствола шахты рудника, установленная в стволе 19 шахты. Данная установка содержит буровую проходческую машину 21 и манипулятор 22 для вынутой породы, установленный над буровой проходческой машиной и выполненный с возможностью приема вынутой породы от буровой проходческой машины и перегрузки в скипы для транспортировки на поверхность земли и выгрузки на поверхности земли на надлежащее конвейерное оборудование или другой транспорт для утилизации.
Буровая проходческая машина 21 имеет роторную врубовую головку 23, оснащенную режущими элементами 25, и установлена на нижнем конце основной рамы 26 машины. Врубовая головка является вращающейся вокруг вертикальной оси, так что машина осуществляет бурение ствола, в общем, цилиндрической формы. Ковшовый конвейер 46 транспортирует вынутый материал от врубовой головки вверх к манипулятору 22, установленному над буровой проходческой машиной.
Основная рама 26 машины может стабилизироваться или фиксироваться в нужном положении в пробуренном стволе приведением в действие гидравлических стабилизирующих домкратов 27, 28 опор, которые управляют верхними и нижними захватами 29, 30 для захвата боковых стенок ствола шахты для стабилизации положения буровой проходческой машины в стволе шахты. Буровая проходческая машина может продвигаться вниз с поэтапным продвижением основной рамы 26 при работе стабилизирующих домкратов 27, 28 опор и захватов 29, 30 известным образом.
Манипулятор 22 установлен на основную раму 31, образованную рядом платформ или палуб 31а, соединенных между собой разнесенными по периметру вертикальными стойками 32. Врубовая головка оснащена режущими элементами 25 и опирается на поворотную колонну 30, установленную в основной раме 26 машины.
Основная рама 31 может спускаться в ствол шахты на тросах и имеет опирание, независимое от буровой проходческой машины 21, хотя в альтернативных устройствах, описанных ниже, она может опираться на корпус буровой проходческой машины.
Манипулятор 22 содержит станцию 33 перегрузки материала, включающую в себя пару накопительных бункеров 34, установленных рядом на основной раме 31. Основная рама также несет ковшовый конвейер 46, транспортирующий вынутую породу от буровой проходческой машины 21 вверх через ствол шахты на место над станцией перегрузки, с которого конвейер выгружает вынутую породу на рампы 35 выгрузки и в бункеры 34. Конвейер 46 работает непрерывно для подачи вынутой породы в бункеры, и порода выгружается последовательно из бункеров в пару скипов 36, подвешенных на тросах 40, проходящих от уровня земли, и оснащенных колесами 37, которые прокатываются по вертикальным направляющим 38, прикрепленным к стволу шахты способом, описываемым ниже.
Скипы 36 могут быть скипами с секторным затвором и донной разгрузкой, как показано на фиг. 6 и 7. Верх и низ каждого скипа оснащен двумя комплектами колес 37 для прокатки по трем сторонам соответствующих вертикальных направляющих 38. Каждый скип также оснащен ходовыми втулками 50 с открытым каналом с внутренним покрытием с изнашивающимися блоками для прохода вдоль направляющей.
Скипы 36 работают в тандеме так, что когда один скип поднимается от станции перегрузки 33 на поверхность земли, другой скип опускается на станцию погрузки. Когда скип 36 достигает станции перегрузки, нижнее перекрытие соответствующего бункера 34 перемещается в положение выгрузки породы, хранящейся в бункере, через отверстие 39 выгрузки в скип. Содержимое бункера быстро выгружается в скип и нижняя дверка бункера закрывается. Каждый бункер имеет достаточную емкость для накопления породы с конвейера 46, пока скип поднимают на поверхность, его содержимое выгружается с открытием донного секторного затвора, и скип повторно опускают на станцию перегрузки.
Скипы 36 выполнены в виде длинных прямоугольных контейнеров, которые проходят вертикально
вдоль боковой секции или участка 52 ствола шахты. Данная секция ствола шахты, занимающая площадь значительно меньше 50% площади сечения ствола шахты, может быть отделена от остального пространства ствола шахты стальной опалубкой, несущей скиповые направляющие 38 и вставляемой в крепь 42 ствола шахты, устанавливаемую в стволе шахты по ходу бурения. Обычно максимальная ширина бокового участка 52 ствола шахты может составлять не больше около одной трети диаметра ствола шахты.
Как показано на фиг. 4, ствол шахты может быть оборудован вентиляционными коробами 43 и бадьями подачи или клетью 44 для доставки людей и материалов на палубы основной рамы 31 буровой проходческой машины, при этом центральная зона 51 ствола шахты остается отведенной под отсек грузового лифта.
Поскольку скипы 36 предназначены для перемещения на направляющих, прочно прикрепленных к крепи ствола шахты посредством опалубки 41, они могут иметь весьма прочную конструкцию и подниматься и опускаться вдоль направляющих и внутри защитной опалубки гораздо быстрее приемных устройств, ранее использовавшихся для передачи вынутой породы на поверхность. Крепь 42 может выполняться из бетона, и для обеспечения поступательного наращивания крепи и направляющих для скипов крепь ствола шахты и скиповые направляющие можно удлинять установкой последовательных удлинений крепи и скиповых направляющих ниже станции 33 перегрузки, выполняя транспортировку и перегрузку материала с опережением перемещения скипов в удлинения с продолжением проходки ствола шахты.
С продолжением буровых работ в стволе шахты буровая проходческая машина может передвигаться последовательными шагами с помощью поочередной работы стабилизирующих домкратов 27, 28 опор, обеспечивающих перемещение машины вниз по стволу. Нижний конец конвейера является вертикально удлиняющимся с перемещением нижней петли 46а конвейера с компенсирующим перемещением верхней петли 46b для обеспечения продолжающейся транспортировки вынутой породы конвейером на станцию перегрузки и выгрузки в бункеры 34 без перемещения станции перегрузки, когда врубовая головка буровой проходческой машины и конвейер 45 перемещаются на ограниченное расстояние. В это время удлинение крепи 34 ствола шахты может быть установлено ниже станции перегрузки, конкретнее, сразу под самыми нижними положениями установки скипов 36 во время текущей перегрузки материала и подъемных операций.
Крепь можно устанавливать напылением бетона непосредственно на поверхность пробуренного ствола с помощью канатной линии, проходящей с поверхности и подающей бетон через распределительное устройство в один или несколько, обычно два, управляемых вручную шланга нанесения. Альтернативно, крепь можно монтировать из сборных компонентов и прикреплять к стенке болтами или другим удобным средством. Удлинители скиповых направляющих и опалубку скиповых направляющих можно затем устанавливать с прочным прикреплением к крепи. Блок 22 можно затем опустить так, что станция погрузки опускается и скипам 36 обеспечивается проход на удлиненные направляющие в удлиненной крепи. Если крепь наносят в ходе мокрого процесса для создания ствола напылением или другим средством, необходим достаточный период времени для обеспечения затвердевания бетона перед опусканием станции перегрузки.
Хотя в показанном варианте осуществления манипулятор 22 опирается независимо от буровой проходческой машины 21, данное не является существенным, и в альтернативном устройстве основная рама 31, несущая станцию погрузки, может опираться непосредственно на основную несущую раму буровой проходческой машины. В таком устройстве станция погрузки должна опираться и прочно удерживаться на месте основной рамой буровой проходческой машины, когда такую раму закрепляют в пробуренном стволе действием стабилизирующих домкратов. Головка буровой проходческой машины должна перемещаться вниз с продвижением бурения для обеспечения удлинения крепи ствола шахты и скиповых направляющих перед следующим перемещением основной рамы буровой проходческой машины и станции перегрузки вниз. В установке, где станция перегрузки опирается независимо от буровой проходческой машины, ее можно перемещать шагами или, по существу, непрерывными перемещениями, которые могут совпадать или не совпадать с перемещениями буровой проходческой машины.
Изобретение обеспечивает преобразование системы перегрузки и подъема материала при продвижении ствола с использованием скипов, которые могут быть прочными и могут подниматься и опускаться быстрее, чем бадьи и другие приемные устройства без направляющих. Показанная система выполнена с возможностью перемещения вынутой породы с производительностью равной такой, которая требуется для удаления породы в эксплуатирующемся руднике. Обычно с использованием двух скипов, каждого грузоподъемностью 24 т, возможно перемещение по меньшей мере 10000 т вынутой породы в день. Соответственно станцию перегрузки и скиповое подъемное оборудование, установленное во время проходки ствола шахты, можно оставлять на месте и, следовательно, использовать впоследствии для проходки туннелей и для извлечения породы на разрабатываемом эксплуатирующемся руднике.
Основная рама 61 буровой проходческой машины 21 включает в себя палубу 62 установки анкерной крепи, оборудованную четырьмя высокопроизводительными гидравлическими долотами 63 ударного бурения, выполненными с возможностью радиального бурения. Машины работают во время проходки ствола шахты, выполняя бурение шпуров для установки анкерных болтов крепи для стабилизации стенок
ствола шахты. Противопылевой щит 70 располагается между врубовой головкой 23 и палубой 62 установки анкерной крепи. Бетон также наносится на стенки торкретированием, с помощью оборудования, которое может также быть установлено на палубе установки анкерной крепи.
На фиг. 8-16 показан способ, которым можно начинать сооружение туннелей 82 от ствола шахты и выполнять транспортировку породы, вынутой во время проходки туннелей на поверхность с использованием системы транспортировки породы, построенной во время проходки ствола шахты. На фиг. 8 и 9 схематично показана нижняя часть 80 ствола шахты, от которой уже выполнена выемка каверны 81, для ее прохождения в противоположные стороны от ствола шахты. Каверна 81 может быть выполнена буровзрывным способом с удалением породы вверх по стволу шахты с использованием существующей системы 22 транспортировки породы. Каверну выполняют с длиной и объемом, достаточным для размещения туннельной буровой проходческой машины 83, которую собирают в каверне из компонентов, спущенных в отсеке тяжелого грузоподъемного оборудования в стволе шахты и эксплуатируют для начала проходки туннелей 82. Буровая туннелепроходческая машина 83 может относиться к типу, обычно используемому в строительстве туннелей общего назначения, таких как дорожные и железнодорожные туннели или туннели гидротехнических сооружений. Машина может содержать центральный корпус 84, установленный на гусеничном шасси 85 и оборудованный буровой головкой 86 с роторными режущими элементами. Буровая проходческая машина может включать в себя удлиненный конвейер, такой как цепной конвейер 88, проходящий назад от роторной врубовой головки на дополнительно удлиняющийся конвейер 87, буксируемый за буровой проходческой машиной, для подачи вынутой породы назад к нижней части ствола шахты.
Для создания каверны 81 околоствольный двор можно вначале выполнить с использованием долота 63 ударного бурения или палубы 62 установки анкерной крепи буровой проходческой машины для бурения взрывных шпуров, в которых поэтапно подрывают заряды взрывчатого вещества. После формирования двора с помощью данной методики можно выполнять дополнительные этапы бурения и взрывных работ для формирования увеличенной каверны.
На фиг. 10-16 показано создание околоствольного двора в последовательности этапов или поэтапно, как рассмотрено ниже.
Этап 1.
Когда ствол шахты при проходке буровой проходческой машиной 21 достигает уровня, на котором следует формировать околоствольный двор, пилотные буровые долота, установленные под палубой 62 установки анкерной крепи разбуривают устье выработки для околоствольного двора, как показано на
фиг. 10.
Этап 2.
Буровая проходческая машина 21 ствола шахты медленно продолжает проходку через зону околоствольного двора с использованием четырех буровых долот 63 установки анкерной крепи для кольцевого бурения в проходящем по окружности околоствольном дворе шпуров 64, как показано на фиг. 11. Кольцо основано на конфигурации установки анкерной крепи, выполняемой с рядом сечений "клинового вруба" для создания свободного забоя для взрывных работ. Долота оснащены "передними зажимами" для наращивания бурильных штанг, и штанги добавляют вручную. Зону околоствольного двора можно торкретировать по обычной методике, при этом, торкретирование можно увеличивать при нанесении в зоне околоствольного двора, если анкерные болты крепи не устанавливают или если требуются "съемные болты", которые можно устанавливать в некоторые из шпуров бурения кольца и удалять для проведения взрывных работ.
Буровые долота 63 эксплуатируют при проходке буровой проходческой машиной ствола шахты, осуществляя бурение взрывных шпуров в последовательных плоскостях вглубь запланированного околоствольного двора, так что двор можно создавать последовательной выемкой слоев поэтапными взрывными работами. Буровая проходческая машина ствола шахты затем продолжает проходку на приблизительно 3 м, а дополнительные шпуры 65 для взрывных работ для пазов или каналов параллельной выработки для удаления отходов бурят, как показано на фиг. 12. Данные пазы параллельной выработки должны позже использоваться для сброса отходов разработки околоствольного двора к врубовому ротору буровой проходческой машины ствола шахты для транспортировки, как рассмотрено ниже. Процесс бетонирования, осуществляемый на основной раме, останавливают во время данного процесса для обеспечения подъема буровой проходческой машины ствола шахты над околоствольным двором во время этапа взрывных работ.
Этап 3.
Шпуры 65 для каналов параллельной выработки для удаления отходов заряжают и подрывают для формирования каналов 66, и затем верхний слой 67 околоствольного двора поэтапно подрывают. Буровую проходческую машину ствола шахты поднимают выше уровня околоствольного двора после каждой закладки зарядов, как показано на фиг. 13, и выполняют взрывные работы с использованием электронных детонаторов для минимации максимального заряда мгновенного действия и, при этом, сотрясения. Околоствольный двор разделен по вертикали на слои 67 высотой приблизительно 2,5 м для простоты устройства крепи с использованием переносного оборудования.
Этап 4.
Буровую проходческую машину 21 ствола шахты опускают для установки палубы 62 установки анкерной крепи на одном уровне с первым вынутым слоем околоствольного двора, как показано на фиг. 12. Кровлю и стены первого слоя 67 торкретируют и крепят анкерными болтами и отходы удаляют с помощью скреперов 71, установленных на палубе установки анкерной крепи, как показано на фиг. 15, с подачей в каналы параллельной выемки для удаления отходов в обход противопылевого щита 70. Врубовая головка 23 буровой проходческой машины ствола шахты работает периодически для отгрузки отходов с помощью скипов.
Этап 5.
Последовательные слои 67 околоствольного двора подрывают, стены торкретируют и крепят анкерными болтами, как показано на фиг. 16. Этап 6.
Буровая проходческая машина ствола шахты продолжает проходку ниже вынутого околоствольного двора. Конкретнее, низ ствола шахты можно продлевать вниз ниже подошвы каверны 81 для образования колодца 89 (фиг. 8), в котором можно установить станцию перегрузки 33 системы транспортировки породы. Накопители или бункеры 34 системы транспортировки породы можно, таким образом, устанавливать в колодце ниже подошвы каверны и спускать скипы 36 в колодец для приема материала, сброшенного в накопители с конвейера 67.
Буровую проходческую машину 21 можно полностью или частично эвакуировать для повторного использования с демонтажом частей и подъемом их через отсек грузового лифта ствола шахты перед началом сооружения туннелей. Вместе с тем, данное оборудование является весьма крупногабаритным, обычно весящим порядка 1800, и эвакуация может являться экономически неоправданной в проекте, в котором эксплуатационные расходы могут превышать 1000000 дол. США в день. При таких обстоятельствах часть или всю врубовую головку можно оставлять на дне ствола шахты и закапывать перед началом сооружения туннелей.
Показанное оборудование обеспечивает весьма значительную экономию времени при разработке рудников. Вместе с тем, данное оборудование предложено только в качестве примера, и его можно значительно модифицировать. Например, хотя максимальную выгоду можно получить при сборке и работе туннельной буровой проходческой машины для проходки туннелей, данное не является существенным и можно начинать сооружение туннелей с помощью методик обычных буровзрывных работ.
Аналогично, также являются возможными модификация бурового оборудования ствола шахты или использование методики буровзрывных работ вместо использования механической врубовой головки.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ разработки подземного рудника экскаватором, согласно которому
образуют ствол шахты, проходящий вниз от зоны поверхности земли, посредством выемки грунта из-под основной рамы экскаватора;
устанавливают систему транспортировки породы, содержащую станцию перегрузки материала над экскаватором, во время образования ствола шахты и транспортируют вынутую во время образования ствола шахты породу вверх по стволу шахты на поверхность земли посредством системы транспортировки породы;
размещают указанную основную раму и указанную станцию перегрузки материала в нижней части образованного ствола шахты с последующим образованием путем выемки грунта одного или нескольких туннелей, проходящих от нижней части ствола шахты; и
перемещают породу, вынутую во время проходки туннеля, в станцию перегрузки материала с последующей транспортировкой породы на поверхность земли.
2. Способ по п.1, в котором начинают сооружение туннеля, осуществляя выемку каверны в нижней части ствола шахты и затем проходку туннеля или туннелей от каверны.
3. Способ по п.2, в котором осуществляют выемку каверны с ее распространением к противоположным сторонам ствола шахты.
4. Способ по п.2 или 3, в котором осуществляют выемку каверны посредством бурения, взрывания и удаления вынутой породы.
5. Способ по любому из пп.2-4, в котором компоненты буровой туннелепроходческой машины спускают по стволу шахты и собирают в каверне для создания буровой туннелепроходческой машины, предназначенной для бурения от каверны для создания туннеля или туннелей.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором экскаватор является буровой проходческой машиной, содержащей роторную врубовую головку.
7. Способ по п.6, в котором по завершении создания ствола шахты и перед началом сооружения туннеля экскаватор полностью или частично эвакуируют, демонтируя части и поднимая демонтированные части вверх по стволу шахты в зону поверхности земли.
8. Способ по п.6 или 7, в котором экскаватор или части экскаватора зарывают на дне ствола шахты
перед началом сооружения туннеля.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором система транспортировки породы содер-
жит один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз по скиповым направляющим в стволе.
10. Способ по п.9, в котором ствол постепенно крепят и оборудуют удлинениями скиповых направляющих с продолжением создания ствола шахты.
11. Способ по п.9 или 10, в котором породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают из станции перегрузки материала в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки перемещается вниз с продолжением выемки.
12. Способ по п.11, в котором по завершении создания ствола шахты станция перегрузки материала находится на дне или вблизи дна ствола шахты и порода, вынутая при проходке туннеля, подается на станцию перегрузки материала для перегрузки в скип или скипы.
13. Способ по п.11 или 12, в котором используется пара скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты вдоль смежных путей для приема вынутой породы и транспортировки породы в зону поверхности земли для выгрузки в ней и затем возврата вниз на станцию перегрузки материала.
14. Способ по п.13, в котором используется пара накопительных бункеров на станции перегрузки материала для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы.
15. Способ по п.2, в котором экскаватор представляет собой буровую проходческую машину, содержащую роторную врубовую головку, размещенную под системой транспортировки вынутой породы в зону на поверхности земли, причем буровая проходческая машина оборудована над врубовой головкой долотами ударного бурения, выполненными с возможностью бурения проходящих наружу в породу шпуров по окружности ствола шахты шпура, и выемку каверны начинают, используя долота для выполнения проходящих наружу в породу шпуров для взрывных работ по периферии ствола шахты шпура в нижней его части, устанавливая и подрывая заряды взрывчатого вещества в шпурах для выемки начального околоствольного двора, от которого разрабатывают каверну и туннель или туннели.
16. Способ по п.15, в котором заряды в шпурах подрывают поэтапно и буровую проходческую машину поднимают над зоной подрыва на каждом этапе подрыва.
17. Способ по п.15 или 16, в котором обеспечивают или обусловливают падение породы, вынутой в ходе взрывных работ, на дно ствола шахты и буровую проходческую машину шахты шпура эксплуатируют для сбора данной породы и ее подачи в систему транспортировки породы для транспортировки в зону поверхности земли.
18. Способ по любому из пп.15-17, в котором система транспортировки породы содержит один или несколько скипов, перемещающихся вверх и вниз в шпуре, и станцию перегрузки материала, на которой породу, вынутую при создании ствола шахты, перегружают в скип или скипы для транспортировки в зону поверхности земли, при этом станция перегрузки материала перемещается вниз с продолжением выемки, и после бурения и взрывания для создания увеличенного околоствольного двора буровую проходческую машину используют для удлинения ствола шахты вниз до достижения станцией перегрузки материала околоствольного двора начала сооружения туннелей, и система может принимать вынутую породу непосредственно с околоствольного двора начала сооружения туннеля или туннелей, проходящих от него.
19. Способ по п.18, в котором используют пару скипов, перемещающихся вверх и вниз в стволе шахты по скиповым направляющим, и пару накопительных бункеров вынутой породы на станции перегрузки материала для приема вынутой породы и периодической выгрузки дискретных грузов данной породы в скипы.
10.
10.
10.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025603
- 1 -
(19)
025603
- 1 -
(19)
025603
- 1 -
(19)
025603
- 4 -
025603
025603
025603
- 9 -
|
