Politechnika Wrocławska Wrocław

Wydział Górniczy

PROJEKT Z EKSPLOATACJI

ODKRYWKOWEJ

Analiza technologiczna pracy koparki kołowej typu SRs-630

Prowadzący: Wykonali:

Dane obliczeniowe:

Typ koparki: SRs-630

Moc napędu koła czerpakowego........................................................................N₀=280 kW

Średnica koła czerpakowego...............................................................................D=6,0 m

Pojemność czerpaka.............................................................................................q=0,70 m³

Liczba czerpaków na kole urabiającym................................................................z=8 szt.

Liczba wysypów...................................................................................................n_w ±Δ=44 ¹/_min

Max. wysokość wzniosu osi koła ponad poziom roboczy...............................h_rg=14,0 m

Długość wysięgnika mierzona od osi koła do osi tylnego

przegubu wysięgnika.............................................................................................K=20 m

Odległość osi tylnego przegubu od pionowej osi koparki...............................e=1,0 m

Wysokość usytuowania osi tylnego przegubu wysięgnika

od poziomu roboczego..........................................................................................y=9,0 m

Graniczny kąt przyłożenia koła naczyniowego względem

calizny (lewy lub prawy)......................................................................................Η _{l, p}=48°

Zewnętrzny jednostronny gabaryt długości podwozia koparki.........................F=10 m

Zewnętrzny jednostronny gabaryt szerokości podwozia koparki.....................E=8 m

Max. odległość załadunku.....................................................................................l_z=25 m

Grubość dolnego płata konstrukcji wysięgnika koła czerpakowego................d=0,5 m

Ciężar objętościowy................................................................................................γ₀=2,2 T/m³

Klasa urabialności gruntu III

Promień zaokrąglenia czerpaka.............................................................................r=0 m

Współczynnik rozluźnienia gruntu........................................................................k_r=1,35

Współczynnik wypełnienia czerpaka.......................................................................k_w=1,0

1. Promień urabiania i kąty pochylenia wysięgnika urabiającego w funkcji wysokości urabiania.

Β= arcsin (
)

0,5D<h_r<h_rg

P=e+

Tabela nr 1

hr [m]	Pu [m]	β [°]
3	20,0788	-17,4575
6	20,7737	-8,62703
9	21,0000	0
12	20,7737	8,62691
14	20,3649	14,4775

Obliczenie maksymalnego promienia urabiania.

P_max= K+e

P_max= 20+1=21 [m]

2. Obliczanie kątów granicznych pochylenia skarpy bocznej zabierki w funkcji jej wysokości.

P_g= 20,36 [m]

P_d= 20,08 [m]

-warunek, aby koparka nie wyszła z zabierki

=
- H _{l, p}

l_gr= P_d*sin

= 42 [°]

l_gr= 20,08*sin42°=12,31 [m]

-warunek podwozia

l^t_gr= E (l_gr)+1

l^t_gr= 12+1=13 [m]

= arctg

= arctg

Tabela nr 2

hr [m]	[°]	[°]
3	0	0
6	20,44	22,18
9	36,70	39,19
12	48,19	50,72
14	53,08	56,21

3. Obliczenie maksymalnej odległości osi trasy koparki od wewnętrznej skarpy bocznej w funkcji wysokości zabierki i przyjętego pochylenia skarpy bocznej.

0,5D
h_r
h_rg

l_max= P_g-(h_r-0,5D)*ctg

Tabela nr 3

hr [m]	lmax
		[20°]	[25°]	[30°]	[35°]	[40°]	[45°]	[50°]	[55°]
3	20,36	20,36	20,36	20,36	20,36	20,36	20,36	20,36
6	12,12	13,93	15,16	16,08	16,78	17,36	17,84	18,26
9	3,87	7,49	9,97	11,79	13,21	14,36	15,32	16,16
12		1,06	4,77	7,51	9,63	11,36	12,81	14,06
14			1,31	4,65	7,25	9,36	11,13	12,66

Tabela nr 3 c.d.

hr [m]	lmax
		[60°]	[65°]	[70°]	[75°]	[80°]	[85°]
3	20,36	20,36	20,36	20,36	20,36	20,36
6	18,63	18,96	19,27	19,56	19,83	20,10
9	16,90	17,56	18,18	18,75	19,30	19,83
12	15,16	16,16	17,08	17,95	18,77	19,57
14	14,01	15,23	16,36	17,41	18,42	19,40

4. Obliczenie minimalnego pochylenia skarpy bocznej w funkcji wysokości zabierki i odległości osi trasy koparki od skarpy bocznej.

= arctg

lgr
l
l_max

Tabela nr 4

hr [m]	[°]
		l [12,31m]	l [13,5m]	l [15,0m]	l [16,5m]	l [18,0m]	l [19,5m]	l [20,35m]
3	0	0	0	0	0	0	0
6	19,52	22,41	27,46	35,07	47,25	67,00	81,96
9	34,62	38,66	45,00	53,13	63,44	75,96	83,82
12	46,76	51,06	57,32	64,60	72,87	81,95	87,31
14	53,79	58,03	64,00	70,64	77,87	85,50	89,92

5. Obliczenie zewnętrznej dolnej szerokości zabierki w funkcji dolnego zewnętrznego kąta obrotu wysięgnika urabiającego.

B_zd = P_d * sin
_zd

Tabela nr 5

sin zd [°]	Bzd [m]
-30	-10,04
-25	-8,49
-20	-6,87
-15	-5,20
-10	-3,49
-5	-1,75
0	0
5	1,75
10	3,49
15	5,20
20	6,87
25	8,49
30	10,04

6. Obliczenie zewnętrznej górnej szerokości zabierki w funkcji zewnętrznego górnego kąta obrotu wysięgnika urabiającego, pochylenia skarpy bocznej i wysokości zabierki.

'

B_zg = B_zd - h_rg * ctg

Tabela nr 6

hr [m]	Bzg [m]						[°]
		[40°]	[50°]	[60°]	[70°]	[80°]	[90°]
	3	-13,62	-12,56	-11,77	-11,13	-10,57	-10,04	-30
		-10,45	-9,39	-8,60	-7,96	-7,40	-6,87	-20
		-7,07	-6,01	-5,22	-4,58	-4,02	-3,49	-10
		-3,58	-2,52	-1,73	-1,09	-0,53	0	0
		-0,09	0,97	1,76	2,40	2,96	3,49	10
		3,30	4,35	5,14	5,78	6,34	6,97	20
		6,47	7,52	8,31	8,95	9,51	10,04	30
	6	-17,19	-15,08	-13,50	-12,22	-11,10	-10,04	-30
		-14,02	-11,91	-10,33	-9,05	-7,93	-6,87	-20
		-10,64	-8,53	-6,95	-5,67	-4,55	-3,49	-10
		-7,15	-5,04	-3,46	-2,18	-1,06	0	0
		-3,66	-1,55	0,03	1,31	2,43	3,49	10
		-0,28	1,84	3,41	4,69	5,81	6,87	20
		2,89	5,01	6,58	7,86	8,98	10,04	30
	9	-20,77	-17,59	-15,24	-13,32	-11,63	-10,04	-30
		-17,60	-14,42	-12,07	-10,15	-8,47	-6,87	-20
		-14,22	-11,04	-8,69	-6,77	-5,08	-3,49	-10
		-10,73	-7,55	-5,20	-3,28	-1,59	0	0
		-7,24	-4,06	-1,71	0,21	1,90	3,49	10
		-3,86	-0,68	1,67	3,59	5,28	6,87	20
		-0,69	2,49	4,84	6,76	8,45	10,04	30
	12	-24,34	-20,11	-16,97	-14,41	-12,16	-10,04	-30
		-21,17	-16,94	-13,80	-11,24	-8,99	-6,87	-20
		-17,80	-13,56	-10,42	-7,86	-5,61	-3,49	-10
		-14,30	-10,07	-6,93	-4,37	-2,12	0	0
		-10,81	-6,58	-3,44	-0,88	1,37	3,49	10
		-7,43	-3,20	-0,06	2,50	4,75	6,87	20
		-4,26	-0,03	3,11	5,67	7,92	10,04	30
	14	-26,73	-21,79	-18,12	-15,14	-12,51	-10,04	-30
		-23,56	-18,62	-14,95	-11,97	-9,34	-6,87	-20
		-20,18	-15,24	-11,57	-8,56	-5,96	-3,49	-10
		-16,69	-11,75	-8,08	-5,10	-2,47	0	0
		-13,20	-8,26	-4,60	-1,61	1,02	3,49	10
		-9,82	-4,88	-1,21	1,77	4,40	6,87	20
		-6,65	-1,71	1,96	4,94	7,57	10,04	30

7. Obliczenie zewnętrznej górnej szerokości zabierki w funkcji zewnętrznego dolnego kąta obrotu wysięgnika urabiającego, pochylenia skarpy bocznej zabierki, przy wewnętrznym górnym kącie obrotu wysięgnika urabiającego równym 90°.

B = P_g + B_zd - h_rg * ctg

Tabela nr 7

hr [m]	B [m]						[°]
		[40°]	[50°]	[60°]	[70°]	[80°]	[90°]
	3	6,74	7,80	8,59	9,23	9,79	10,32	-30
		9,91	10,97	11,76	12,40	12,96	13,49	-20
		13,29	14,35	15,14	15,78	16,34	16,87	-10
		16,78	17,84	18,63	19,27	19,83	20,36	0
		20,27	21,33	22,12	22,76	23,32	23,85	10
		23,65	24,71	25,50	26,14	26,70	27,23	20
		26,82	27,88	28,67	29,31	29,87	30,40	30
	6	3,17	5,29	6,86	8,14	9,26	10,32	-30
		6,34	8,46	10,03	11,31	12,43	13,49	-20
		9,72	11,84	13,41	14,69	15,81	16,87	-10
		13,21	15,33	16,90	18,18	19,30	20,36	0
		16,70	18,82	20,39	21,67	22,79	23,85	10
		20,08	22,20	23,77	25,05	26,17	27,23	20
		23,25	25,37	26,94	28,22	29,34	30,40	30
	9	-0,41	2,77	5,12	7,04	8,73	10,32	-30
		2,76	5,94	8,29	10,21	11,90	13,49	-20
		6,14	9,32	11,67	13,59	15,28	16,87	-10
		9,63	12,81	15,16	17,08	18,77	20,36	0
		13,12	16,30	18,65	20,57	22,26	23,85	10
		16,50	19,68	22,03	23,95	25,64	27,23	20
		19,67	22,85	25,20	27,12	28,81	30,40	30
	12	-3,98	0,25	3,39	5,95	8,20	10,32	-30
		-0,81	3,42	6,56	9,12	11,37	13,49	-20
		2,57	6,80	9,94	12,50	14,75	16,87	-10
		6,06	10,29	13,43	15,99	18,24	20,36	0
		9,55	13,78	16,92	19,48	21,73	23,85	10
		12,93	17,16	20,30	22,86	25,11	27,23	20
		16,10	20,33	23,47	26,03	28,28	30,40	30
	14	-6,37	-1,43	2,24	5,22	7,85	10,32	-30
		-3,20	1,74	5,41	8,39	11,02	13,49	-20
		0,18	5,12	8,79	11,77	14,40	16,87	-10
		3,67	8,61	12,28	15,26	17,89	20,36	0
		7,16	12,10	15,77	18,75	21,38	23,85	10
		10,54	15,48	19,15	22,13	24,76	27,23	20
		13,71	18,65	22,32	25,30	27,93	30,40	30

8. Obliczenia szerokości zabierki w funkcji zewnętrznego dolnego kąta obrotu wysięgnika urabiającego przy granicznym pochyleniu skarpy bocznej w zależności od wysokości urabianego piętra.

B = P_g + B_zd - H_max * ctg

H_max = h_r + 0,2 * D

Tabela nr 8

hr [m]	Hmax [m]	B [m]
				[-30°]	[-20°]	[-10°]	[0°]	[10°]	[20°]	[30°]
3	4,2	10,32	13,49	16,87	20,36	23,85	27,23	30,40
6	7,2	-9,00	-5,83	-2,45	1,04	4,53	7,91	11,08
9	10,2	-3,36	-0,19	3,19	6,68	10,17	13,55	16,72
12	13,2	-1,49	1,68	5,06	8,55	12,04	15,42	18,60
14	15,2	-1,1	2,07	5,45	8,94	12,43	15,81	18,98

9. Obliczenie granicznego pochylenia skarpy czołowej zabierki w funkcji jej wysokości.

f₁= P_u -

f₁= 1,66 [m]

f₂= 0,75 [m]

f = f₁ + f₂ = 2,41 [m]

A_c = P_g - (F + f)

A_c = 20,3649 - (10 + 2,41) = 7,96 [m]

= arctg

Tabela nr 9

hr [m]	[°]
3	0
6	20,65
9	37,01
12	48,51
14	54,11

10. Obliczenie maksymalnej wartości zabioru w funkcji wysokości zabierki i pochylenia skarpy czołowej ze względu na możliwość dojazdu do czoła zabierki.

Z₁ = P_g - (F + f) -

Tabela nr 10

hr [m]	[40°]	[50°]	[60°]	[70°]	[80°]	[90°]
3	7,96	7,96	7,96	7,96	7,96	7,96
6	4,39	5,44	6,23	6,87	7,43	7,96
9	0,81	2,93	4,50	5,78	6,90	7,96
12	-2,77	0,41	2,76	4,68	6,37	7,96
14	-5,15	-1,27	1,61	3,96	6,02	7,96

11. Obliczenie maksymalnej wartości zabioru z uwagi na możliwość zetknięcia się konstrukcji wysięgnika urabiającego z górną krawędzią drugiego stopnia w zabierce (licząc od góry).

Z₂ =

przyjęto t = 0,4

Tabela nr 11

[°]	hr [m]	[40°]	[50°]	[60°]	[70°]	[80°]	[90°]
-17,4575	3
-8,627	6
0	9
8,627	12	13,204	14,26	15,05	15,69	16,25	16,78
14,478	14	7,44	8,50	9,29	9,92	10,49	11,02

12. Prognoza wydajności.

• Wydajność teoretyczna.

Q_o= 60 * q * n_w

Q_o= 60 * 0,7 * 44 =1848,0 [m³/h]

• Wydajność techniczna.

Q_t = Q_o

k_w - współczynnik wypełnienia czerpaka,

k_r - współczynnik rozluźnienia,

Klasa urabialności gruntu - III

k_w=1,0

k_r=1,35

Q_t = 1368,9 [m³/h]

12.3.Wydajność efektywna.

Q_e = Q_t *

- współczynnik sierpowatości urabianych pasm,

- współczynnik ruchów manewrowych niezbędny do procesów koparki,

- współczynnik rozruchu i hamowania w końcowych strefach urabianych,

= 0,80

Q_e = 1095,1 [m³/h]

12.4.Wydajność ruchowa.

Q_r = Q_e*
*

- współczynnik uwzględniający straty wydajności na końcówkach frontu eksploatacyjnego skutkiem zmiennych parametrów geometrycznych urabianej zabierki,

- współczynnik strat losowych (kamienie, bryły),

= 0,95 dla frontu o długości ok. 2000m,

= 0,95

Q_r = 988,33 [m³/h]

12.5.Wydajność ruchowa z uwzględnieniem oporów kopania.

Q_r,kl = Q_r*

=

Q_r,kl = 761,0 [m³/h]

Q_kl - wydajność możliwa do uzyskania przy danej wartości jednostkowych oporów kopania k_lśr i dynamice procesu kopania d_k.

Współczynnik k_lsk:

k_lsk=
[kN/m]

Q_t - wydajność techniczna [m³/h],

N_o - moc nominalna napędu koła czerpakowego [kW],

- sprawność całkowita napędu,

n_w - liczba wysypów [1/min],

r - promień zaokrąglenia między krawędziami skrawającymi czerpaka [m],

D - średnica koła czerpakowego [m],

- kąt urabiania [°].

Praca koparki na końcówkach frontu.

Czynności koparki na końcówce frontu od strony przenośnika obejmują następujące fazy:

1-2 wyrównywanie skarpy,

2-5 nacinanie nowej zabierki ( wcięcie esowe ),

2-3 ładowanie na przenośnik poziomowy przed jego przesunięciem,

3-4 ładowanie na końcówkę przenośnika odprowadzającego,

4- przesuwanie przenośnika,

4-5 ładowanie na przesunięty przenośnik poziomowy,

5-6 urabianie po osi nowej zabierki,

6-7 obrót zespołu urabiającego o 180°, wybieranie nowej zabierki i wyrównanie skarpy

wyrobiska,

7-6 powrót koparki do czoła nowej zabierki ( ruch jałowy ), obrót układu urabiającego,

przełożenie przenośnika ładującego do tyłu,

6-8 praca ustabilizowana.

Długość strefy pracy na końcówce frontu wynosi :

- na końcówce kończonej zabierki l_k1 = 35 m,

- na końcówce rozpoczynanej zabierki l_k2 = 115 m.

---