RU2852811C1 - Устройство для отработки откосов уступов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к горной промышленности - к горным машинам с исполнительным органом ударного действия, используется для непрерывного послойного разрушения горных пород различной крепости на откосах высоких уступов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Устройство включает платформу, стрелу, оснащенную направляющими, подвешенную на них тележку с опорными роликами, имеющую механизм перемещения вдоль стрелы, породоразрушающий рабочий орган в виде молоткового ротора с механизмом его вращения, причем на платформе размещены гидроцилиндры поворота стрелы, дизель-генератор и маслостанция, стрела оборудована механизмом осевого перемещения, посредством которого она кинематически связана с платформой, которая оснащена ходовыми стойками с гидроцилиндрами-домкратами и с ходовыми колесами, имеющими независимые приводы их вращения и независимые механизмы их поворота вокруг вертикальной оси. Стрела оборудована бортами и грузоподъемным механизмом непрерывного действия, а платформа оснащена управляемым загрузочным лотком и опрокидывающимся накопительным бункером. Технический результат - расширение технологических возможностей устройства и повышение его эффективности за счет перемещения отбитой горной породы без потерь к нижней площадке уступа и подъема её до 30 м грузоподъемным механизмом непрерывного действия на верхнюю площадку уступа, а с помощью управляемого загрузочного лотка - наполнение опрокидывающегося накопительного бункера. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Техническое решение относится к горной промышленности - к горным машинам с исполнительным органом ударного действия и может применяться для непрерывного послойного разрушения горных пород различной крепости на откосах уступов высотой до 30 м при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство, размещенное на поворотной платформе гидравлического экскаватора по патенту РФ на изобретение №2187600, E02F 5/30, 5/08, опубл. 20.08.2002 в бюл. № 23, включающее двухбалочную стрелу, гидроцилиндры её подъема-опускания, причем стрела оснащена внутренними направляющими в каждой балке, размещенную в них тележку с опорными роликами, дисковую фрезу с механизмами её вращения и перемещения вдоль стрелы.

Общими признаками аналога с заявляемым техническим решением являются: стрела, гидроцилиндры подъема-опускания стрелы, породоразрушающий рабочий орган с механизмом его вращения, направляющие, оснащенные на стреле, тележка с опорными роликами, размещенная на них, и механизм её перемещения вдоль стрелы.

Недостатком этого устройства является нерегулируемая длина его стрелы - это позволяет выполнять отработку горной породы только на откосах уступов ограниченной высоты. Нельзя выставить оборудование на новой позиции для отработки последующего слоя горной породы параллельно предыдущему, обеспечивающее наиболее эффективный режим работы, так как у гидравлического экскаватора регулировка положения платформы с оборудованием относительно горизонтальной плоскости не предусмотрена. Использование в качестве рабочего органа дисковой фрезы не позволяет вести эффективную послойную отработку откосов уступов.

Кроме того, из-за относительно длинной консольной стрелы, шарнирно присоединенной к экскаватору с массивной тележкой на конце, не обеспечиваются необходимая устойчивость экскаватора и его маневренность в рабочем и транспортном положении.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для отработки откосов уступов по патенту РФ на изобретение № 2618806, E02F 3/00, опубл. 11.05.2017 в бюл. №14, включающее платформу, стрелу, оснащенную направляющими, подвешенную на них тележку с опорными роликами, имеющую механизм перемещения вдоль стрелы, породоразрушающий рабочий орган с механизмом его вращения, причем на платформе размещены гидроцилиндры поворота стрелы, дизель-генератор и маслостанция, при этом стрела оборудована механизмом осевого перемещения, посредством которого она кинематически связана с платформой, которая оснащена ходовыми стойками с гидроцилиндрами-домкратами и с ходовыми колесами, имеющими независимые приводы их вращения и независимые механизмы их поворота вокруг вертикальной оси, причем породоразрушающим рабочим органом служит молотковый ротор.

Общими признаками прототипа с заявляемым техническим решением являются: платформа, стрела, оснащенная направляющими, подвешенная на них тележка с опорными роликами, имеющая механизм перемещения вдоль стрелы, породоразрушающий рабочий орган в виде молоткового ротора с механизмом его вращения, причем на платформе размещены гидроцилиндры поворота стрелы, дизель-генератор и маслостанция, стрела оборудована механизмом осевого перемещения, посредством которого она кинематически связана с платформой, которая оснащена ходовыми стойками с гидроцилиндрами-домкратами и с ходовыми колесами, имеющими независимые приводы их вращения и независимые механизмы их поворота вокруг вертикальной оси.

Основным недостатком этого устройства является отсутствие возможности подъема отбитой горной породы на верхнюю площадку уступа и загрузки её там в карьерные самосвалы для транспортировки.

Кроме того, осыпание отбитой горной породы по наклонной поверхности откоса и складирование её на нижней площадке уступа приводит к засыпке конца стрелы и не дает возможности отработки нижнего участка откоса без постоянной отгрузки материала. Приходится периодически приостанавливать отбойку горной породы, эксплуатировать фронтальный погрузчик и задерживать карьерные самосвалы для их полной загрузки, а затем транспортировать отбитую горную породу с нижней площадки уступа по более длинному маршруту. Это не позволяет вести эффективную послойную отработку откосов уступов.

К тому же, ветер разносит мелкие фракции отбитой молотковым ротором горной породы по карьеру, что приводит к запыленности рабочей зоны и потерям добываемых полезных ископаемых.

Проблема заключается в расширении технологических возможностей и повышении эффективности работы устройства за счет обеспечения послойной отработки откосов уступов высотой до 30 м, одновременного без потерь подъема отбитой горной породы на верхнюю площадку уступа, периодической её отгрузки и транспортирования с сокращением пробега карьерных самосвалов.

Решение проблемы достигается тем, что в устройстве для отработки откосов уступов, включающем платформу, стрелу, оснащенную направляющими, подвешенную на них тележку с опорными роликами, имеющую механизм перемещения вдоль стрелы, породоразрушающий рабочий орган в виде молоткового ротора с механизмом его вращения, причем на платформе размещены гидроцилиндры поворота стрелы, дизель-генератор и маслостанция, стрела оборудована механизмом осевого перемещения, посредством которого она кинематически связана с платформой, которая оснащена ходовыми стойками с гидроцилиндрами-домкратами и с ходовыми колесами, имеющими независимые приводы их вращения и независимые механизмы их поворота вокруг вертикальной оси, согласно техническому решению стрела оборудована бортами и грузоподъемным механизмом непрерывного действия, а платформа оснащена управляемым загрузочным лотком и опрокидывающимся накопительным бункером.

За счет бортов, смонтированных вдоль стрелы, отбитая горная порода практически без потерь осыпается на нижнюю площадку откоса уступа в зону загрузки используемого грузоподъемного механизма непрерывного действия, способного поднимать отбитую горную породу с нижней на верхнюю площадку уступа и с помощью управляемого загрузочного лотка направлять отбитую горную породу в опрокидывающийся накопительный бункер, по мере наполнения которого его содержимое опрокидыванием перегружают в карьерный самосвал. Нет необходимости использования фронтального погрузчика на нижней площадке уступа, а перевозку отбитой горной породы карьерным самосвалом с верхней площадки уступа осуществляют по более короткому маршруту, что уменьшает количество задействованной техники в технологической цепочке - отбойка, погрузка и транспортирование, а это расширяет технологические возможности устройства и повышает его эффективность.

Целесообразно при этом борта стрелы выполнять из конвейерной ленты: благодаря её упругим свойствам указанные борта, прижимаясь к поверхности откоса, огибают на ней неровности и обеспечивают перемещение без потерь отбитой горной породы к нижней площадке уступа в зону загрузки грузоподъемного механизма непрерывного действия, что повышает эффективность устройства.

Целесообразно при этом в качестве грузоподъемного механизма непрерывного действия использовать норию, способную эффективно, без потерь поднимать отбитую горную породу в зону разгрузки нории на верхней площадке уступа.

Целесообразно при этом управляемый загрузочный лоток монтировать на штоках его гидроцилиндров, что позволяет выставлять его в оптимальном положении относительно зоны разгрузки нории, обеспечивая перемещение отбитой горной породы в опрокидывающийся накопительный бункер без просыпания, что повышает эффективность работы устройства, а также перевод его в транспортное положение.

Целесообразно при этом опрокидывающийся накопительный бункер монтировать на штоках его гидроцилиндров, что позволяет эффективно, без просыпания перегружать отбитую горную породу в карьерный самосвал.

Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения устройства для отработки откосов уступов и чертежами фиг. 1-10. На фиг. 1 представлено устройство для отработки откосов уступов в рабочем положении - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 2 - вид по стрелке на Б на фиг. 1; на фиг. 3 - выносной элемент I на фиг. 1; на фиг. 4 - выносной элемент II на фиг. 1; на фиг. 5 - выносной элемент III на фиг. 1; на фиг. 6 - вид по стрелке В на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение А-А на фиг. 4; на фиг. 8 - выносной элемент IV на фиг 7; на фиг. 9 представлено устройство для отработки откосов уступов в транспортном положении; на фиг. 10 - выносной элемент V на фиг. 9.

Устройство для отработки откосов уступов (далее - устройство) содержит платформу 1 (фиг. 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10), стрелу 2, оснащенную направляющими 3 (фиг. 1, 3, 4, 8, 9, 10), подвешенную на них тележку 4 с опорными роликами 5 (фиг. 4, 8), имеющую механизм 6 (фиг. 4) перемещения по направляющим 3 вдоль стрелы 2, породоразрушающий рабочий орган - молотковый ротор 7 (фиг. 4, 7) с механизмом 8 его вращения. На платформе 1 размещены гидроцилиндры 9 (фиг. 1, 2, 3, 9, 10) поворота стрелы 2, дизель-генератор 10 (фиг. 2) и маслостанция 11. Стрела 2 оборудована механизмом 12 осевого перемещения (фиг. 3, 9, 10), посредством которого она шарниром 13 кинематически связана с платформой 1, и шарниром 14 со штоками 15 (фиг. 3, 10) гидроцилиндров 9 поворота стрелы 2. В механизм 12 осевого перемещения входит электродвигатель 16, редуктор 17, цепная передача 18, колеса 19, которые опорными роликами 20 осуществляют геометрическое замыкание с направляющими 3 стрелы 2.

Платформа 1 оснащена ходовыми стойками 21 (фиг. 1, 2, 5, 9, 10) с гидроцилиндрами-домкратами 22 (фиг. 5) и с ходовыми колесами 23, имеющими независимые приводы их вращения и независимые механизмы их поворота вокруг вертикальной оси. При этом независимые приводы вращения ходовыми колесами 23 каждой ходовой стойки 21 состоят из электродвигателя 24, редуктора 25, дифференциального механизма 26, а каждый независимый механизм их поворота вокруг вертикальной оси, состоящий из электродвигателя 27, редуктора 28, вала (на фиг. не показан), осуществляет поворот дифференциального механизма 26.

Механизм 6 (фиг. 4) перемещения тележки 4 вдоль стрелы 2 содержит электродвигатель 29, редуктор 30, цепную передачу 31, колеса 32 и опорные ролики 5. Механизм 8 (фиг. 4) вращения молоткового ротора 7 состоит из электродвигателя 33 и цепной передачи 34.

Стрела 2 оборудована бортами 35, 36 (фиг. 1, 4, 7, 9), выполненными, например, из конвейерной ленты в виде отдельных секций (фиг. 1), а также грузоподъемным механизмом непрерывного действия, например, норией 37 (фиг. 3, 4, 7), которая оснащена приводом 38 (фиг. 3). Забор отбитой горной породы осуществляют в зоне загрузки 39 нории (фиг. 4), у нижней площадки откоса уступа, а выгрузку - через патрубок 40 нории 37 (фиг. 3).

Платформа 1 оснащена управляемым загрузочным лотком 41 (далее - загрузочным лотком) (фиг. 1, 2, 3, 9, 10), который смонтирован на штоках 42, 43 его гидроцилиндров 44, 45 соответственно (фиг. 3, 10) и отклоняется с помощью гидроцилиндра 46, что обеспечивает установку загрузочного лотка 41 на оптимальной высоте и поступление отбитой горной породы без просыпания из патрубка 40 нории 37 (фиг. 3) в опрокидывающийся накопительный бункер 47 (далее - накопительный бункер) (фиг. 1, 2, 3, 5, 6, 9) и перевод последнего в транспортное положение. Накопительный бункер 47 смонтирован на штоках его гидроцилиндров 48, 49, 50 (фиг. 5, 6, 9), установленных на платформе 1. Гидроцилиндры 49, 50 оснащены раскосами 51, 52 (фиг. 6) соответственно. В передней стенке накопительного бункера 47 предусмотрен люк 53.

Устройство работает следующим образом.

Устройство находится в транспортном положении (фиг. 9), у него сначала запускают дизель-генератор 10 (фиг. 2), а затем маслостанцию 11. Управляя работой электродвигателей 24 и 27 (фиг. 5) на ходовых стойках 21, платформу 1 располагают на необходимом расстоянии от бровки откоса (фиг. 1). Затем на четырех ходовых стойках 21 (фиг. 5) ходовые колеса 23 гидроцилиндрами-домкратами 22 поднимают, платформа 1 опустится на поверхность уступа. Включают электродвигатели 27 и с помощью редукторов 28 разворачивают корпуса дифференциальных механизмов 26 вокруг вертикальных осей, а вместе с ними ходовые колеса 23 для движения вдоль бровки откоса (фиг. 1, 2). Далее независимо друг от друга ходовые колеса 23 опускают гидроцилиндрами-домкратами 22, пока платформа 1 не займет горизонтальное положение. Втягивают штоки 15 гидроцилиндров 9 (фиг. 9, 10) поворота стрелы 2, механизм 12 осевого перемещения на шарнире 13 (фиг. 10) поворачивают против часовой стрелки и вместе с ним поворачивают стрелу 2 из транспортного положения против часовой стрелки на необходимый угол, чтобы стрела 2 приподнялась над стенкой накопительного бункера 47 (фиг. 9). Включают электродвигатель 16 и с помощью редуктора 17, цепной передачи 18, колес 19 стрелу 2, удерживаемую на направляющих 3 опорными роликами 20, выдвигают через открытый люк 53 (фиг. 6) из накопительного бункера 47 (фиг. 9), находящегося в транспортном положении, и закрывают люк 53 (фиг. 6).

По мере выдвижения стрелы 2 одновременно включают электродвигатель 29 механизма 6 (фиг. 4) перемещения тележки 4 с молотковым ротором 7, удерживаемой на направляющих 3 стрелы 2 опорными роликами 5, и через редуктор 30, цепную передачу 31 колесами 32 перемещают тележку 4 в сторону механизма 12 (фиг. 10) осевого перемещения стрелы 2 в исходное положение.

Затем, втягивая штоки 15 гидроцилиндров 9, поворачивают стрелу 2 вокруг шарнира 13 до касания бортами 35, 36 поверхности откоса (фиг. 1), и перемещают стрелу 2 (фиг.1, 4) вниз вдоль поверхности откоса до касания ею нижней площадки уступа, чтобы сформировалась зона загрузки 39 нории 37 (фиг. 4).

На следующем этапе выдвигают шток гидроцилиндра 46 (фиг. 10) и разворачивают загрузочный лоток 41 из транспортного положения (фиг. 9, 10) в рабочее положение (фиг. 1, 3). Выдвигая штоки гидроцилиндров 50, переводят накопительный бункер 47 из транспортного положения (фиг. 9) в рабочее (фиг. 1, 5, 6). Выдвигая или втягивая штоки 42, 43 гидроцилиндров 44, 45 соответственно и шток гидроцилиндра 46 (фиг. 3), устанавливают загрузочный лоток 41 в оптимальном положении для обеспечения поступления отбитой горной породы без её просыпания из разгрузочного патрубка 40 нории 37 в накопительный бункер 47 (фиг. 3).

Следующий этап: включают электродвигатель привода 38 (фиг. 3) нории 37 (фиг. 3, 4, 7), включают электродвигатель 33 привода 8 (фиг. 4), при этом через цепную передачу 34 вращение получает молотковый ротор 7, затем включают электродвигатель 29 привода 6 и через редуктор 30, цепную передачу 31 колеса 32 тележка 4 начинает рабочий ход - движение вниз по направляющим 3. Скорость движения тележки 4 регулируют изменением частоты подаваемого тока (с помощью преобразователя частоты) на электродвигатель 29 в зависимости от крепости горной породы на откосе и глубины отбиваемого слоя. Частотой вращения молоткового ротора 7 управляют с помощью преобразователя частоты тока, подаваемого на электродвигатель 33.

Отбитая горная порода под действием силы тяжести по поверхности откоса, удерживаемая бортами 35, 36 (фиг. 1, 4), поступает на нижнюю площадку уступа в зону загрузки 39 (фиг. 4). Далее она транспортируется норией 37 (фиг. 3, 4) на верхнюю площадку уступа, затем через её загрузочный патрубок 40 и загрузочный лоток 41 поступает в накопительный бункер 47 (фиг. 1, 3).

В нижнем положении тележки 4 включают на реверс электродвигатель 29, и она совершает холостой ход - движение вверх, осуществляя вращающимся молотковым ротором 7 оборку ранее отработанной поверхности откоса. В крайнем верхнем (исходном) положении тележки 4 электродвигатели 29, 33 и привода 38 нории 37 отключают.

Стрелу 2 поднимают вверх, например, на 0,5 м и разворачивают относительно шарнира 13 (фиг. 3) по часовой стрелке, чтобы борта 35, 36 (фиг. 1) не контактировали с поверхностью откоса уступа. Затем включают электродвигатели 24 (фиг. 5) ходовых стоек 21 и через редукторы 25, дифференциальные механизмы 26 ходовые колеса 23 получают вращающий момент, и платформа 1 перемещается вдоль бровки откоса на ширину захвата молоткового ротора 7 (фиг. 7) на следующую рабочую позицию. При необходимости для корректировки положения платформы 1 (фиг. 1) на новой рабочей позиции на четырех ходовых стойках 21 независимо друг от друга гидроцилиндрами-домкратами 22 (фиг. 5) опускают или поднимают ходовые колеса 23, пока платформа 1 не займет горизонтальное положение. Выдвигая или втягивая штоки 15 гидроцилиндров 9 (фиг. 3) поворота стрелы 2, производят окончательную её установку относительно откоса. Далее включают электродвигатель 16 и с помощью редуктора 17, цепной передачи 18 и колес 19 стрелу 2 перемещают вдоль её оси до касания ею нижней площадки уступа для формирования зоны загрузки 39 нории 37 (фиг. 4), затем электродвигатель 16 выключают - устройство готово к работе на следующей рабочей позиции.

Далее цикл работы устройства повторяется.

По мере заполнения накопительного бункера 47 (фиг. 1, 5, 6) втягиванием штоков гидроцилиндров 50, а затем выдвижением штоков гидроцилиндров 48 и выдвижением штоков гидроцилиндров 49 (фиг. 1, 5) он опрокидывается, и отбитая горная порода перегружается в карьерный самосвал. После выгрузки накопительный бункер 47 переводится в рабочее положение путем подключения гидроцилиндров, на штоках которых он смонтирован, в обратной последовательности - 49, 48, 50 (фиг. 5). Накопительный бункер 47 (фиг. 6) от бокового опрокидывания удерживается раскосами 51, 52, смонтированными на гидроцилиндрах 49 и 50 соответственно.

По окончании отработки откосов уступов устройство переводят в транспортное положение (фиг. 9) следующим образом. Полностью втягивают штоки гидроцилиндров 50, задняя стенка накопительного бункера 47 занимает горизонтальное положение (фиг. 9) и открывают люк 53 (фиг. 6) в передней стенке накопительного бункера 47. Втягивая шток гидроцилиндра 46 (фиг. 3), переводят загрузочный лоток 41 в транспортное положение (фиг. 9, 10).

Периодически выдвигая штоки 15 гидроцилиндров 9 поворота стрелы 2 (фиг. 3), поворачивают стрелу 2 по часовой стрелке и отводят тележку 4 с молотковым ротором 7 (фиг. 4) от забоя. Одновременно периодически включают электродвигатель 16 и с помощью редуктора 17, цепной передачи 18, колес 19 перемещают стрелу 2 через открытый люк 53 в передней стенке накопительного бункера 47, пока она не займет требуемое положение, после чего электродвигатель 16 выключают. При необходимости демонтируют отдельные секции бортов 35, 36 (фиг. 1, 9). Дальнейшим выдвижением штоков 15 гидроцилиндров 9 поворота стрелы 2 она прижимается к задней стенке накопительного бункера 47 (фиг. 9, 10), выдвижение штоков 15 прекращают. Включают электродвигатель 29 и с помощью редуктора 30, цепной передачи 31, колес 32 перемещают тележку 4 (фиг. 9) вдоль направляющих 3 к механизму 12 осевого перемещения стрелы 2.

Платформу 1 со всем оборудованием разворачивают на 90° относительно оси Y (фиг. 9), проходящей через центр О (фиг. 2). Для этого все дифференциальные механизмы 26 (фиг. 5) с ходовыми колесами 23 ходовых стоек 21 поднимают вверх гидроцилиндрами-домкратами 22, запускают электродвигатели 27 каждого независимого механизма поворота ходовых стоек 21 вокруг вертикальной оси и с помощью редукторов 28 поворачивают их на 45° в нужном направлении, чтобы ходовые колеса 23 обеспечили круговое движение платформы 1. Затем все ходовые колеса 23 ходовых стоек 21 гидроцилиндрами-домкратами 22 опускают вниз, платформа 1 приподнимается над поверхностью уступа. Далее одновременно запускают все электродвигатели 24, которые через редукторы 25, дифференциальные механизмы 26 вращают ходовые колеса 23 и разворачивают по кругу платформу 1 вокруг оси Y (фиг. 9), проходящей через центр О (фиг. 2), например, по часовой стрелке на требуемый угол. Затем в той же последовательности выставляют все ходовые колеса 23 ходовых стоек 21, обеспечивающие движение устройства в нужном направлении.

Устройство готово для перемещения на новое место работы (фиг. 9).

Claims (5)

1. Устройство для отработки откосов уступов, включающее платформу, стрелу, оснащенную направляющими, подвешенную на них тележку с опорными роликами, имеющую механизм перемещения вдоль стрелы, породоразрушающий рабочий орган в виде молоткового ротора с механизмом его вращения, причем на платформе размещены гидроцилиндры поворота стрелы, дизель-генератор и маслостанция, стрела оборудована механизмом осевого перемещения, посредством которого она кинематически связана с платформой, которая оснащена ходовыми стойками с гидроцилиндрами-домкратами и с ходовыми колесами, имеющими независимые приводы их вращения и независимые механизмы их поворота вокруг вертикальной оси, отличающееся тем, что стрела оборудована бортами и грузоподъемным механизмом непрерывного действия, а платформа оснащена управляемым загрузочным лотком и опрокидывающимся накопительным бункером.

2. Устройство для отработки откосов уступов по п. 1, отличающееся тем, что борта стрелы выполнены из конвейерной ленты.

3. Устройство для отработки откосов уступов по п. 1, отличающееся тем, что в качестве грузоподъемного механизма непрерывного действия используют норию.

4. Устройство для отработки откосов уступов по п. 1, отличающееся тем, что управляемый загрузочный лоток смонтирован на штоках его гидроцилиндров.

5. Устройство для отработки откосов уступов по п. 1, отличающееся тем, что опрокидывающийся накопительный бункер смонтирован на штоках его гидроцилиндров.