Politechnika Wrocławska Wrocław, .05.2010

Wydział Geoinżynierii,

Górnictwa i Geologii

Rok II, semestr IV

Studia stacjonarne I-go stopnia

Grupa 1, środa 13:15

PROJEKT Z EKSPLOATACJI ODKRYWKOWEJ

Temat: Technologia pracy spycharek i koparek jednonaczyniowych

Wykonali: Prowadzący:

Grzegorz Kolbusz dr inż. Justyna Woźniak

Dominik Sas

I Cel projektu

Celem projektu jest zaprojektowanie kopalni odkrywkowej. Pierwszym etapem jest usunięcie zalegającej warstwy humusu za pomocą dobranej spycharki - teren nachylony, a następnie wybranie kopaliny dobraną koparką jednonaczyniową aż do odpowiedniej głębokości.

II Dane projektu

- miąższość humusu (wierzchnia warstwa gleby zdejmowana w trakcie eksploatacji złoża): 0,5m

- pochylenie terenu w kierunku N: 10

- długość podziałki l: 22m

- eksploatowana kopalina: piasek

- głębokość dna wykopu po stronie S (płytszej): 10m

- kształt dna wykopu: zestaw o

III Projekt wyrobiska i podział na pola

Projekt wyrobiska i skarp wykonano uwzględniając wzrost głębokości w kierunku północnym w oparciu o wykonany przekrój N-S. Wraz ze wzrostem głębokości zmniejsza się kąt nachylenia skarp.

Podział na pola wykonano uwzględniając nachylenie terenu oraz odległości, jakie spycharka musi pokonać podczas przepychania humusu.

IV Projektowanie zwałów

a - długość podstawy zwału

b - długość części podjazdowej zwału

c - długość części nasypowej zwału

- kąt napychania - 10

- kąt stoku naturalnego - 35
(humus wilgotny)

- kąt dopełniający -135

Wymiary zwałów obliczono ze wzorów:

gdzie:

g - miąższość humusu - 0,5m

- długość pola transportowanego humusu na zwał

- współczynnik rozluźnienia - 1,2

Parametry zwałów, które zostały nachylonych zostały obliczone przy użyciu podobnych wzorów lecz z uwzględnieniem pochylenia terenu.

Tab. Wymiary zwałów

Wymiar [m]	Pole A		Pole B i C		Pole D
		N	S	N		S
a	21,25	18,69	25,6	23,2	18,94
b	17,24	15,16	20,8	18,8	13,26
c	5,22	4,59	6,3	5,7	7,91

V Dobór spycharki

Wybrano spycharkę Caterpillar D5CLGP o następujących parametrach:

- silnik 6 cylindrowy o mocy 350 kW,

- masa: 65 t

- podwozie gąsienicowe,

- lemiesz

- szerokość: 3,5 m,

- wysokość: 1,4 m.

VI Obliczenia związane z zepchnięciem warstwy humusu

Wydajność eksploatacyjną spycharki obliczono ze wzoru:

w którym:

J - pojemność lemiesza

H - wysokość lemiesza [m]

B - szerokość lemiesza [m]

- współczynnik zależny od stosunku H/B

k_n - współczynnik napełnienia: 0,9

k_i - współczynnik pochylenia terenu

dla terenu poziomego k_i =1

dla spadku 10
(przy spychaniu w kierunku S) k_i =1,55

dla wzniosu 10
(zwały) k_i =0,6

k_ps -współczynnik strat przesypu

k_ps =1-(a
l
0,5)

l-odległość przemieszczania gruntu

a=0,03

k_ps =1-0,015
l

- współczynnik efektywnego wykorzystania czasu pracy

=0,75

- czas cyklu pracy spycharki

=
[min]

- czas czynności stałych

= 0,33min

- czas czynności zmiennych

=0,06(
) [min]

- prędkość jazdy podczas przemieszczania gruntu [km/h]

=4km/h

- prędkość jazdy powrotnej [km/h]

= 8km/h

V - objętość spychanego humusu [
]

- rzeczywisty czas spychania

=

- współczynnik rozluźnienia

=1,25

Obliczenia dla poszczególnych pól:

Pole A1

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	456,94	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,47	14,42
2	135,57	20	0,78	456,94	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,21
3	166,39	16	0,69	456,94	0,9	1,0	0,76	0,75	1,25	3,43
zwał	132,56	10,8	0,57	456,94	0,9	0,6	0,84	0,75	1,25	4,31

Pole A2

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	456,94	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,47	10,21
2	166,39	16	0,69	456,94	0,9	1,0	0,76	0,75	1,25	3,43
zwał	132,56	10,8	0,57	456,94	0,9	0,6	0,84	0,75	1,25	4,31

Pole A3

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	195,35	13	0,62	171,35	0,9	1,0	0,81	0,75	1,25	1,10	2,71
zwał	132,56	10,8	0,57	171,35	0,9	0,6	0,84	0,75	1,25	1,62

Całkowity czas potrzebny na zepchnięcie humusu z pola A: 27,35h

Pole B1

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	507,71	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,74	22,26
2	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
3	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
4	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
zwał	115,94	13,2	0,63	507,71	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	5,47

Pole B2

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	507,71	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,74	17,58
2	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
3	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
zwał	115,94	13,2	0,63	507,71	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	5,47

Pole B3

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	507,71	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,74	12,90
2	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
zwał	115,94	13,2	0,63	507,71	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	5,47

Pole B4

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	166,39	16	0,69	253,86	0,9	1,0	0,76	0,75	1,25	1,91	4,64
zwał	115,94	13,2	0,63	253,86	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	2,74

Całkowity czas potrzebny na zepchnięcie humusu z pola B: 57,38h

Pole C1

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	507,71	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,74	22,26
2	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
3	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
4	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
zwał	115,94	13,2	0,63	507,71	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	5,47

Pole C2

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	507,71	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,74	17,58
2	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
3	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
zwał	115,94	13,2	0,63	507,71	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	5,47

Pole C3

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	231,36	10	0,56	507,71	0,9	1,0	0,85	0,75	1,25	2,74	12,90
2	135,57	20	0,78	507,71	0,9	1,0	0,70	0,75	1,25	4,68
zwał	115,94	13,2	0,63	507,71	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	5,47

Pole C4

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	166,39	16	0,69	253,86	0,9	1,0	0,76	0,75	1,25	1,91	4,64
zwał	115,94	13,2	0,63	253,86	0,9	0,6	0,80	0,75	1,25	2,74

Całkowity czas potrzebny na zepchnięcie humusu z pola C: 57,38h

Pole D1

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	355,40	10,16	0,56	705,72	0,9	1,55	0,85	0,75	1,25	2,48	20,41
2	206,89	20,31	0,79	705,72	0,9	1,55	0,70	0,75	1,25	4,26
3	206,89	20,31	0,79	705,72	0,9	1,55	0,70	0,75	1,25	4,26
4	254,56	16,25	0,70	705,72	0,9	1,55	0,76	0,75	1,25	3,47
zwał	148,65	8,84	0,53	705,72	0,9	0,60	0,87	0,75	1,25	5,93

Pole D2

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	355,40	10,16	0,56	654,95	0,9	1,55	0,85	0,75	1,25	2,30	14,98
2	206,89	20,31	0,79	654,95	0,9	1,55	0,70	0,75	1,25	3,96
3	254,56	16,25	0,70	654,95	0,9	1,55	0,76	0,75	1,25	3,22
zwał	148,65	8,84	0,53	654,95	0,9	0,60	0,87	0,75	1,25	5,51

Pole D3

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	355,29	10,16	0,56	604,18	0,9	1,55	0,85	0,75	1,25	2,13	10,17
2	254,56	16,25	0,70	604,18	0,9	1,55	0,76	0,75	1,25	2,97
zwał	148,65	8,84	0,53	604,18	0,9	0,60	0,87	0,75	1,25	5,08

Pole D4

n	Q [ ]	l [m]	[min]	V						[h]	[h]
1	353,44	10,25	0,56	286,12	0,9	1,55	0,85	0,75	1,25	1,01	3,42
zwał	148,65	8,84	0,53	286,12	0,9	0,60	0,87	0,75	1,25	2,41

Całkowity czas potrzebny na zepchnięcie humusu z pola D: 48,99h

Czas potrzebny do zepchnięcia całego humusu: 191,1h dni roboczych(8h): 24

Uwzględniając 5 dniowy tydzień pracy czas wynosi: 5 tygodni

VII Zaprojektowanie drogi dojazdowej wraz ze skarpami

Szerokość drogi przyjęto jako 8 m i długość drogi od strony północnej 160 m Otrzymano następująco:

- długość drogi od strony południowej 145 m,

- nachylenie
.

VIII Dobór koparki

Wybrano koparkę gąsienicowa JCB 330 ME o pojemności czerpaka 2,3
.

IX Wysokość optymalna i wysokość rzeczywista pięter

Dla koparki z wykresu odczytano
= 3,6 m. I przeliczając otrzymano przedział:

Na podstawie tego przedziału ( H = 4,40) dokonano podziału kopalni na piętra.

X Technologia pracy koparki

Wydajność pracy koparki wg John Laing Constructio Ltd.

gdzie:

- pojemność czerpaka,
(2,3m³)

- czas cyklu koparki, min (0,38 min)

- współczynnik rozluźnienia gruntu, (1,14)

- współczynnik wypełnienia naczynia, (1,0)

- współczynnik poprawkowy na wysokość urabiania i kąt obrotu, (0,97)

- współczynnik urabialności i łatwości spływania materiału, (1,15)

- współczynnik wykorzystania czasu pracy, (przyjęto 0,80)

- współczynnik współpracy z transportem. (0,8)

koh	q [m^3]	kn	km	kc	kw	kr	Tc [min]	Qe [m3/h]
0,97	2,5	1	1,15	0,8	0,8	1,14	0,38	227,426

Czas wybierania pięter

,

- objętość danego piętra,

- wydajność koparki,

nr pietra	Wysokość pietra [m]	Objętość pietra [m^3]	Tr [h]
1	4,4	15897,2	69,90
2	4,6	24991,8	109,89
3	4,4	28164,4	123,84
4	4,4	26228,4	115,33
5	4,4	20042,0	88,13
6	4,4	12425,6	54,64
7	2,8	3461,9	15,22
Suma : 577
Dni:	73

Uwzględniając 5 dniowy tydzień pracy, czas wynosi: 15 tygodni

XI Dobór samochodu transportowego

Dobrano samochód produkcji TATRA 180 TD 10 o parametrach:

- moc silnika:180 kW,

- masa:18,4 t,

- prędkość max: 44,2 km/h,

- pojemność skrzyni: 12 m³,

- dopuszczalna ładowność:20 t,

---