Projekt przekroju wyrobiska korytarzowego Bartosz Grzesiak

AGH - Wydz. GiG – Katedra Ekonomiki i Zarządzania
w Przemyśle w Krakowie

















Przedmiot: Projektowania robót górniczych


PROJEKT PRZEKROJU WYROBISKA KORYTARZOWEGO





Bartosz Grzesiak

Studia niestacjonarne GiG EZSM Rok IV gr. 2

2013/2014


Spis treści:

I Metoda techniczna tzw. Minimalnych obrysów. 3

1. Dane projektowe. 3

2. Projektowanie ścieku kopalnianego. 3

2.1. Obliczenia dla ścieku czystego: 4

2.2. Obliczenia dla ścieku zamulonego w 30%: 6

3. Dobór odrzwi obudowy łukowej- podatnej metodą minimalnych obrysów. 7

3.1. Rodzaj urządzeń przewidzianych do montażu w projektowanym wyrobisku. 8

3.2. Dobór przekroju poprzecznego symetrycznego. 10

3.3. Sprawdzenie ilości przepływającego powietrza dla dobranej obudowy ŁP10/V29/A. 12

3.4. Sprawdzenie warunków ze względu na prędkość przepływu powietrza. 12

II Metoda analityczna. 13

1. Dane projektowe. 13

2. Koszt drążenia wyrobiska. 13

3. Utrzymanie wyrobiska. 16

4. Koszt przewietrzania wyrobiska. 18

5. Całkowity koszt wyrobiska. 21













  1. Metoda techniczna tzw. Minimalnych obrysów.


  1. Dane projektowe.

Do obliczenia ostatecznej wartości przekroju poprzecznego wyrobiska korytarzowego dla zadanych warunków górniczo-technicznych, niezbędne będzie zastosowanie następujących danych obliczeniowych:




  1. Projektowanie ścieku kopalnianego.


Dobór ścieku kopalnianego prostokątnego następuje w oparciu o normę PN-75/G-52280, której przedmiotem są zasady projektowania ścieków kopalnianych dołowych. Norma ta określa sposób obliczania natężenia przepływu wody, podaje wymiary ścieku, ustala rodzaj i grubość obudowy ścieku, określa rodzaje materiałów do obudowy oraz określa warunki sytuowania ścieku w wyrobisku.


Dla warunków projektowych dobór ścieku nie jest dowolny, lecz ma narzucony zdefiniowany rygor w postaci minimalnej wartości natężenia przepływu objętości wody
w ścieku równej qv = 15 [m3/min]. Oznacza to, że ściek kopalniany należy zaprojektować tak, aby uzyskany przepływ objętości wody był większy, lub co najmniej równy wartości
qv narzuconej w projekcie.


Na podstawie nadmienionej normy PN-75/G-52280 oraz mając na uwadze minimalną wartość przepływu objętości wody w ścieku równą qv = 15 [m3/min] dobieram ściek kopalniany prostokątny o wielkości 4, wykonany z cegły lub betonitów, mający następujące wymiary:




Rys. 1 Ściek kopalniany prostokątny


Wielkość ścieku

Użyteczna szerokość ścieku (a)

Użyteczna wysokość ścieku (b)

Powierzchnia użyteczna ścieku czystego (F)

Powierzchnia użyteczna ścieku zamulonego (F30%)

Grubość ścianek

Grubość dna

Z cegły lub z betonitów

[cm]

[cm]

[m2]

[m2]

[cm]

[cm]

4

60

65

0,39

0,273

25

12

Tab. 1 Zestawienie wymiarów wybranego ścieku kopalnianego prostokątnego.


    1. Obliczenia dla ścieku czystego:



Gdzie:

  1. Użyteczna szerokość ścieku [m]

  2. Użyteczna wysokość ścieku [m]







Wartość współczynnika φ przyjmowana jest w oparciu o normę PN-75/G-52280
w zależności od materiału tworzącego ścianki i dno ścieku. W projekcie przyjąłem, że materiałem tym jest cegła, dla której przyjmuje wartość:











Gdzie:

qv- minimalne natężenie przepływu wody w ścieku

Qv- maksymalne natężenie przepływu wody w danym ścieku



Nierówność jest spełniona zatem ściek nr 4 gdy jest czysty spełnia wymagania projektowe.

    1. Obliczenia dla ścieku zamulonego w 30%:






Gdzie:

a- użyteczna szerokość ścieku [m]

b’- użyteczna wysokość ścieku zamulonego [m]








Wartość współczynnika φ przyjmowana jest w oparciu o normę PN-75/G-52280
w zależności od materiału tworzącego ścianki i dno ścieku. W projekcie przyjąłem, że materiałem tym jest cegła, dla której przyjmuje wartość:












Gdzie:

qv- minimalne natężenie przepływu wody w ścieku

Qv’- maksymalne natężenie przepływu wody w danym ścieku



Nierówność jest spełniona, zatem ściek nr 4 gdy jest zamulony w 30% spełnia wymagania projektowe.

  1. Dobór odrzwi obudowy łukowej- podatnej metodą minimalnych obrysów.


Metoda minimalnych obrysów polega na wyznaczeniu minimalnej wysokości
i szerokości wyrobiska w oparciu o zastosowane maszyny i urządzenia w tym wyrobisku.
W tej metodzie należy zsumować wszystkie szerokości urządzeń oraz minimalne odstępy ruchowe pomiędzy tymi urządzeniami i odstępy ruchowe pomiędzy urządzeniami i obudową chodnikową.

W pierwszym etapie należy dobrać odpowiednie wyposażenie użytkowe projektowanego wyrobiska. Kolejnym krokiem jest ustalenie wymiarów ruchowych środków transportu i urządzeń według danych zawartych w kartach katalogowych. Następnie wyznacza się bezpieczne odstępy ruchowe dla środków transportu. Na tej podstawie należy oszacować minimalną szerokość użyteczną wyrobiska oraz minimalną szerokość odrzwi przy spągu ze względu na posadowienie torów i ścieku dla wody. Ostatnim etapem jest ustalenie potrzebnej wysokości wyrobiska. Wreszcie, dobiera się ostateczną wielkość drzwi wyrobiska w oparciu o wartości znormalizowane.


    1. Rodzaj urządzeń przewidzianych do montażu w projektowanym wyrobisku.


  1. Torowisko kopalniane

  1. Szyny:

Ze względu na wymagany minimalny rozstaw torów, dobór podkładów kolejowych
o odpowiednich wymiarach optymalne będą szyny o oznaczeniu S-24. Na potrzeby projektu należy wymienić następujące wymiary:

Rys. 2 Szyna S24


  1. Tory:

Dla warunków projektowych wymagane są dwa torowiska o prześwicie 900 [mm] każde, zgodnie z normą PN-80/G-46000.


Rys. 3 Schemat prześwitu torów w kopalniach podziemnych


  1. Podkłady kolejowe:

Ze względu na wymaganą szerokość torów, należy dobrać podkład kolejowy
o następujących wymiarach:



  1. Lokomotywa:

Wymagania projektu narzucają użycie lokomotywy elektrycznej przewodowej,
o rozstawie szerokości kół na osiach równym 900 [mm]. Główne parametry oraz podstawowe wymiary lokomotywy elektrycznej zasilanej z sieci trakcyjnej, przeznaczonej do pracy
w kopalniach podziemnych zostały ujęte w normie PN-89/G-46801. Na potrzeby projektu dobrana została lokomotywa LEP-14/2A. Jej główne parametry i wymiary wynoszą:


Rys. 4 Schemat lokomotywy elektrycznej przewodowej zasilanej z sieci trakcyjnej



  1. Wozy kopalniane:

Projekt narzuca minimalną objętość skrzyni załadowczej wozów równą 5,5 [m3]
jak i rozstaw kół na osiach równy 900 [mm]. Wymagania te spełniają wozy duże ze skrzynią stałą opisane w normie PN-63/G-46080. Dla przyjętego wozu zestawiam najistotniejsze parametry mające później wpływ na minimalną szerokość wyrobiska:


Rys. 5 Duży wóz kopalniany ze stałą skrzynią (PN- 63/G-46080)


    1. Dobór przekroju poprzecznego symetrycznego.


  1. Ustalenie minimalnej szerokości użytecznej wyrobiska (Amin):



Razem: 395 [cm]




  1. Sprawdzenie szerokości wyrobiska ze względu na posadowienie podkładów kolejowych i zabudowy ścieku (Smin):



Razem: 545 [cm]



  1. Ustalenie minimalnej wysokości wyrobiska (Hmin):



Razem: 241,5 [cm]



  1. Dobór przekroju poprzecznego wyrobiska:


Na podstawie uzyskanych wyników, tj:


oraz normę PN-90/G-06010 i PN-93/G-15000/02 dobieram obudowę ŁP10/V29/A posadowioną na stopie stalowej. Poniżej zestawiam najważniejsze wymiary obudowy:

Rys. 6 Schemat obudowy Łukowej Podatnej

    1. Sprawdzenie ilości przepływającego powietrza dla dobranej obudowy ŁP10/V29/A.


Ilość powietrza przepływającego wyrobiskiem obliczamy ze wzoru:



Gdzie:

Q – ilość powietrza przepływającego wyrobiskiem

F – pole przekroju poprzecznego wyrobiska


Zadana w projekcie ilość powietrza, która przepływa wyrobiskiem wynosi . Wobec tego:




    1. Sprawdzenie warunków ze względu na prędkość przepływu powietrza.


Dla odpowiednio dobranej obudowy powinien być spełniony warunek:



Gdzie:

najmniejsza dopuszczana przepisami prędkość powietrza równa

zalecana prędkość przepływu powietrza równa

maksymalna prędkość przepływu powietrza dopuszczona przepisami równa


Nierówność wygląda następująco:



Nierówność jest prawdziwa, wobec tego kryterium wentylacyjne dla obudowy ŁP10/V29/A jest spełnione.





  1. Metoda analityczna.


Metoda analityczna jest rachunkową metodą określania konkretnych parametrów górniczo- technicznych, ekonomicznie najdogodniejszych pod względem kosztów własnych. Polega ona na ujęciu matematycznym ilościowych zależności pomiędzy tymi parametrami
a wskaźnikami kosztów w celu wyznaczenia jednostkowych kosztów całkowitych.


Jednostkowy koszt całkowity wyrobiska kc obliczany jest na podstawie trzech składników:

Gdzie:

koszt drążenia wyrobiska [zł]

koszt utrzymania wyrobiska [zł]

koszt przewietrzania wyrobiska [zł]


  1. Dane projektowe.


Do obliczenia i określenia konkretnych parametrów górniczo- technicznych, ekonomicznie najdogodniejszych pod względem kosztów własnych, niezbędnym będzie użycie następujących danych obliczeniowych:



  1. Koszt drążenia wyrobiska.


Koszt drążenia wyrobiska obliczam na podstawie zależności:


Gdzie:

koszt drążenia 1 wyrobiska

przekrój poprzeczny wyrobiska


Brakującą wartością jest koszt drążenia 1 [m3] wyrobiska, otrzymuje się ją
z następującego wzoru:

Podstawiając otrzymuję:



Porównawcze koszty drążenia wyrobisk o różnych przekrojach podano w Tabeli 2.




S [m2]

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

k [zł/mb]

835

960

1085

1210

1335

1460

1585

1710

1835

1960

2085

2210

2335

2460

Tab. 2 Zestawienie kosztów drążenia wyrobisk w zależności od wielkości przekroju poprzecznego

Wyk. 1 Jednostkowy koszt drążenia wyrobiska

  1. Utrzymanie wyrobiska.


Koszt utrzymania wyrobiska obliczam z zależności:



Gdzie:

r – koszt utrzymania 1mb wyrobiska w ciągu roku

l – długość wyrobiska [m]

t – czas utrzymania wyrobiska [lat]


Koszt utrzymania 1 mb wyrobiska w ciągu roku obliczamy ze wzoru:



Gdzie:

współczynnik zależny od rodzaju skał stropowych i spągowych wg. Klasyfikacji Protodiakonowa.


Podstawiając otrzymuję:







S [m2]

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

R

4

[zł/mb]

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

8

200

240

280

320

360

400

440

480

520

560

600

640

680

720

Tab. 3 Zestawienie kosztów utrzymania wyrobisk w zależności od czasu utrzymania i wielkości przekroju.


Wyk. 2 Jednostkowy koszt utrzymania wyrobiska przez 4 i 8 lat

  1. Koszt przewietrzania wyrobiska.


Koszt energii zużytej na przewietrzanie obliczamy ze wzoru:



Gdzie:

E – ilość energii potrzebnej do przeprowadzenia powietrza [kWh]

ke – jednostkowy koszt energii elektrycznej


Ilość energii potrzebnej do przeprowadzenia powietrza obliczam z zależności:



Gdzie:

N – moc wentylatora [kW]

t – prognozowany czas przewietrzania wyrobiska w latach


Moc teoretyczną wentylatora obliczamy ze wzoru:


Gdzie:

Nteor – teoretyczna moc wentylatora [kW]

Q – ilość powietrza przepływającego przez wyrobisko

h – depresja powodująca ruch powietrza w wyrobisku [mm H2O]


Całkowita moc wentylatora wynosi:


Gdzie:

ɳ - współczynnik sprawności


Depresja powodująca ruch powietrza w wyrobisku wyniesie:



Gdzie:

α – współczynnik oporu aerodynamicznego

L – długość wyrobiska [m]

P – obwód wyrobiska [m]

S – przekrój wyrobiska [m2]


Podstawiając wartość depresji do zależności określającej moc wentylatora:



Wstawiając tę zależność do wzoru na ilość energii potrzebnej do przeprowadzenia powietrza otrzymuje:



Ostatecznie wzór pozwalający obliczyć jednostkowy koszt przewietrzania wyrobiska wygląda następująco:



Gdzie:

c – stały współczynnik zależny od kształtu wyrobiska, dla wyrobiska o przekroju łukowym c = 3,8







S [m2]

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Re

4 lata

[zł/mb]

496

315

214

153

114

87

69

55

45

38

32

27

23

20

8 lat

994

630

428

307

228

176

138

111

91

76

64

54

46

40

Tab. 4 Zestawienie kosztów przewietrzania wyrobiska w zależności od wielkości przekroju i czasu przewietrzania.

Wyk. 3 Jednostkowy koszt przewietrzania wyrobiska przez 4 i 8 lat

  1. Całkowity koszt wyrobiska.


Całkowity jednostkowy koszt wyrobiska kc obliczmy ze wzoru na podstawie trzech składników, tj:



Gdzie:

k – koszt drążenia wyrobiska

R – koszt utrzymania wyrobiska

Re – koszt przewietrzania wyrobiska


Podstawiając odpowiednie wyprowadzenia:



Przyjmuję:






Wprowadzając powyższe oznaczenia otrzymuję:



Funkcja posiada maksimum w punkcie, w którym pierwsza jej pochodna jest równa







S [m2]

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

k [zł/mb]

835

960

1085

1210

1335

1460

1585

1710

1835

1960

2085

2210

2335

2460

R

4

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

8

200

240

280

320

360

400

440

480

520

560

600

640

680

720

Re

4

496

315

214

153

114

87

69

55

45

38

32

27

23

20

8

994

630

428

307

228

176

138

111

91

76

64

54

46

40

k

4

1431

1395

1439

1523

1629

1747

1874

2005

2140

2278

2417

2557

2698

2840

8

2029

1830

1793

1837

1923

2036

2163

2301

2446

2596

2746

2904

3061

3220

Tab. 5 Sumaryczne zestawienie kosztów dla wyrobiska.


















Wyk. 4 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 4 lata

Wyk. 5 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 8 lat

Spis ilustracji:


Rys. 1 Ściek kopalniany prostokątny 4

Rys. 2 Szyna S24 8

Rys. 3 Schemat prześwitu torów w kopalniach podziemnych 8

Rys. 4 Schemat lokomotywy elektrycznej przewodowej zasilanej z sieci trakcyjnej 9

Rys. 5 Duży wóz kopalniany ze stałą skrzynią (PN- 63/G-46080) 10

Rys. 6 Schemat obudowy Łukowej Podatnej 11


Spis tabel:


Tab. 1 Zestawienie wymiarów wybranego ścieku kopalnianego prostokątnego. 4

Tab. 2 Zestawienie kosztów drążenia wyrobisk w zależności od wielkości przekroju

poprzecznego 14

Tab. 3 Zestawienie kosztów utrzymania wyrobisk w zależności od czasu utrzymania

i wielkości przekroju. 16

Tab. 4 Zestawienie kosztów przewietrzania wyrobiska w zależności od wielkości przekroju

i czasu przewietrzania. 19

Tab. 5 Sumaryczne zestawienie kosztów dla wyrobiska. 22


Spis wykresów:


Wyk. 1 Jednostkowy koszt drążenia wyrobiska 15

Wyk. 2 Jednostkowy koszt utrzymania wyrobiska przez 4 i 8 lat 17

Wyk. 3 Jednostkowy koszt przewietrzania wyrobiska przez 4 i 8 lat 20

Wyk. 4 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 4 lata 23

Wyk. 5 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 8 lat 24




Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Projekt przekroju wyrobiska korytarzowego Bartosz Grzesiak2
Projekt przekroju wyrobiska korytarzowego Bartosz Grzesiak
okre lenie wielko ci i kszta tu przekroju wyrobiska korytarzowego metoda minimalnych przekrojów
Projekt instalacji podsadzki hydraulicznej Bartosz Grzesiak
Projekt wyrobiska korytarzowego
Projekt przekroju poprzecznego wyrobiska(1)
Projekt wyrobiska korytarzowego
Temat do pojektu wyrobiska korytarzowego 252519, projekt wyrobiska korytarzowego
Projekt wyrobiska korytarzowego(2), AGH, GiG, AGH, techniki podziemnej eksploatacji zloz, Projekt wy
Temat do pojektu wyrobiska korytarzowego, V semestr, Górnictwo podziemne, Projekt I, Nowy folder
Projekt wyrobiska korytarzowego Ludwig
Projekt wyrobiska korytarzowego, AGH-materiały, TPEZ Technika Podziemnej Eksploatacji Złóż
Projekt wyrobiska korytarzowego, AGH GIG, Semestr 6, TPEZ, Projekt wyrobiska korytarzowego
Projekt wyrobiska korytarzowego ryfek
Projekt wyrobiska korytarzowego
Projekt głębienia szybu metodą zwykłą Budownictwo podziemne Bartosz Grzesiak
Projekt głębienia szybu metodą zwykłą Budownictwo podziemne Bartosz Grzesiak
2 Projektowanie przekroju zginanego
Algorytm projektowania przekrojów mimośrodoweo ściskanych

więcej podobnych podstron