POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WROCŁAW

WYDZIAŁ GÓRNICZY

PROJEKT Z PRZEDMIOTU EKSPLOATACJA ZŁÓŻ KOPALIN LUNYCH

TEMAT : PROJEKT WYROBISKA POD ZABUDOWĘ KOMPLEKSU KORTÓW

TENISOWYCH PRZY ZAŁOŻENIU , ŻE URABIANIE MA BYĆ SPEŁNIONE KOPARKAMI ŁYŻKOWYMI PRZY WSPÓŁPRACY TRANSPORTU SAMOCHODOWEGO .

WYKONAŁ :

CEL PROJEKTU

Celem projektu jest dobranie układu transportowo załadowczego dla wykonania wyrobiska pod kompleks kortów tenisowych .Wymagana zdolność produkcyjna ma wynosić 5000 [t/dobę] . Układ ma pracować na dwie zmiany przez 260 dni w roku .Urabianie i załadunek ma się odbywać jedną koparką łyżkową, transport samochodami , wyładunek na składowisku otwartym wywrotkami .

DOBÓR KOPAREK

Dane : zadania 5000 [t/dobę] , ciężar objętościowy urabianego materiału (gleby) w stanie rozlunionym wynosi 1,5 [t/m] , zadania w materiale rozlunionym

Przewidywany czas przerw w pracy maszyn przyjęto na :

- planowane przerwy w pracy operatorów (dojście do maszyny, przerwa śniadaniowa) 2×0,5 = 1 h

- awarie maszyn i postoje organizacyjne 6%T_k 2×0,5 = 1 h

Razem 2 h/dobę

1. Efektywny czas pracy

2. Potrzebna efektywna wydajność efektywna załadunku

3. Wstępnie przyjmuję koparkę :

Kraj Producent	Typ koparki	Rodzaj osprzętu	Maks. promień urabiania [m]	Maks. głębokość urabiania [m]	Maks. wysokość urabiania [m]	Maks. wysokość wyładunku [m]	Maks. promień wyładunku [m]	Nominalna pojemność naczynia [m^3]
NRD TAKRAF	UB-162-1	Łyżkowa przedsię- bierna	11,25	2,7	9,8	6,45	9,55	3,0

kąt obrotu α=90°

4. Rodzaj urabianej skały

Klasa	urabialności	Typowy materiał,
nr	określenie	skała
IV	łatwo urabialne	gleba zwykła

łatwość spływania po nachylonych powierzchniach - B

5. Wydajność efektywna koparki

J -geometryczna pojemność naczynia [m³]

T_c - nominalny czas trwania cyklu roboczego [min]

k_o - współczynnik poprawkowy na kąt obrotu i wysokość urabiania

k_m - współczynnik urabialności i łatwości spływania

k_e - współczynnik zmniejszający efektywny czas pracy

k_w - współczynnik wypełnienia naczynia urabiającego

T_c = 28 [s]

k_o = 0,91

k_m = 1,1

k_e = 0,85

k_w = 0,85

DOBÓR KOPARKI JEST PRAWIDŁOWY GDYŻ JEJ WYDAJNOŚĆ EFEKTYWNA JEST WIĘKSZA OD POTRZEBNEJ WYDAJNOŚCI

Q_z≤Q_ef

DOBÓR SAMOCHODÓW POD WZGLĘDEM ŁADOWNOŚCI DO WSPÓŁPRACUJĄCEJ MASZYNYZAŁADOWCZEJ

Wstępnie przyjmuję następujący samochód:

Marka pojazdu	Typ	Kraj produ-centa	Łado-wność Mg	Pojemność skrzyni m^3	Masa własna Mg	Maks. prędkość km/h	Moc kW	Długość m	Wyso- kość m	Szero -kość m	Min. promień skrętu m	Zużycie paliwa na 100 km dm^3
TATRA	180TD10	CSRS	20,0	12,0	18,4	44,2	132,3	9,2	3,15	3,0	8,0	100

DOBÓR RELACJI POJEMNOŚCI CZERPAKA KOPARKI I SKRZYNI SAMOCHODU

1. Ciężar skały w czerpaku

- pojemność geometryczna czerpaka J = 3 m³

­- współczynnik napełnienia czerpaka w skałach IV klasy k_n =0,85

- współczynnik zagęszczenia k_z =0,87

- współczynnik rozluźnienia skały w czerpaku k_r,s =1,13

2. Ciężar skały w czerpaku

3. Objętość skały w czerpaku

- w caliźnie

- przeliczona na rozluźnienie w skrzyni samochodu

lub

4. Potrzebna ilość wysypów do napełnienia skrzyni samochodu

- ładowność samochodu TATRA P=20 t

- ciężar skały w czerpaku p=2,6 t

- średnia pojemność skrzyni

gdzie k_ns-współczynnik napełniania skrzyni = 0,9

- objętość skały w czerpaku V_c = 2,14 m³

- potrzebna ilość wysypów ze względu na ładowność

- potrzebna ilość wysypów ze względu na pojemność

5. Wykorzystanie ładowności i pojemności samochodu

- średni ciężar ładunku

- ładowność samochodu P=20 t

- średnia objętość ładunku

- współczynnik wykorzystania ładowności samochodu

- współczynnik wykorzystania pojemności skrzyni

Ze względu na maksymalne wykorzystanie pojemności skrzyni , nie ma możliwości zwiększenia ilości wysypów . Dobór samochodów TATRA jest prawidłowy i zaprojektowany optymalnie . Współczynnik wykorzystania pojemności skrzyni jest rewelacyjny a współczynnik wykorzystania ładowności mieści się w przyzwoitych granicach .

CYKL PRACY SAMOCHODU

t₁-cas podstawiania i ładowania

t₂-czas jazdy z ładunkiem

t₃-czas wyładunku i nawracania

t₄-czas jazdy bez ładunku

t₅-czas oczekiwania

t₁₀-czas potrzebny na dojazd od drogi transportowej do miejsca załadunku

t₁₁-czas manewrowania i podstawiania samochodu

t₁₂-czas załadowania

L₁₀-odległość drogi dojazdu do miejsca załadunku [km]

V_e-prędkość wejściowa [km/h]

Warunki nawierzchni drogi	Ve [km/h]
miękka z głębokimi koleinami	5

t_10,0- wielkość skorygowana zależna od stopnia ograniczenia

k₁₀-współczynnik warunków jazdy

Stopień ograniczenia	k10
ograniczenia umiarkowane (prosta wąska droga z przeszkodami na poboczu)	1,2

Rodzaj podjazdu pod załadunek	t11 [min]
Prosty do ruchomej maszyny załadowczej	0,13

L₂₀-odległość do drogi transportowej [m]

k₂₀-współczynnik odległości

Długość odcinka transportu [m]	Współczynnik odległości	Orientacyjna prędkość wyjściowa [km/h]
15÷30	1,33	6

t_a...t_z - czasy transportu na kolejnych odcinkach jazdy

V_m - maksymalna techniczna prędkość jazdy [km/h]

P_b - ciężar samochodu brutto [t]

N - moc silnika [KM]

η_p- sprawność układu napędowego (0,7÷0,8)

w - jednostkowy opór toczenia [kG/t]

i -nachylenie [kG/t]

P_s - ciężar samochodu netto [t]

P_u - ciężar urobku [t]

t₃₀ - czas dojazdu od drogi transportowej do miejsca wyładunku

t₃₁ - czas potrzebny na manewrowanie i ustawienie do wyładunku

t₃₂ - czas wyładunku

Czas t₃₀ obliczamy wg wzorów na t₁₀

Warunki podstawiania samochodów	Przybliżony czas t31 [min]
Teren otwarty ,podjazd pod kątem 180°	0,42

Materiał	Czas wyładunku t32 [min]
Łatwo wysypujący się z dużym kątem zsypu	0,42

L₄₀ - odległość od drogi transportowej [m]

k₄₀ - współczynnik odległości

L40	k40
45÷60	0,5

OBLICZENIA CYKLU PRACY SAMOCHODU

ZAŁOŻENIA :

• Długość drogi od miejsca załadunku do drogi transportowej 30m - droga miękka z głębokimi koleinami , pozioma

• Długość drogi od miejsca wyładunku do drogi transportowej 50m - droga miękka z głębokimi koleinami , pozioma

• Długość pierwszego odcinka drogi transportowej 300 m - droga betonowa , pozioma w=15[kG/Mg]

• Długość drugiego odcinka drogi transportowej 200 m - droga betonowa , o pochyleniu 60⁰/₀₀ w=15[kG/Mg]

• Długość trzeciego odcinka drogi transportowej 500 m - droga betonowa , pozioma w=15[kG/Mg]

Podobnie jest dla V_m2 i V_m3

GODZINOWA WYDAJNOŚC SAMOCHODU

Dane :

- średnia objętość ładunku (V₀ =10,7 m³)

- liczba cykli na godzinę

- godzinowa wydajność samochodu

DOBÓR LICZBY SAMOCHODÓW DO ZADAŃ PRZEWOZOWYCH

1. Potrzebna liczba samochodów w ruchu - I przybliżenie

- zadania przewozowe w ciągu doby przy pracy koparki 14 h/dobę Q_p =3333 m³/dobę

czas postojów przyjęto na :

- planowane przerwy w pracy operatorów 2×0,5 h = 1 h

- drobne awarie samochodu 2×0,5 h = 1 h

- razem 2 h na dobę

- dyspozycyjny czas pracy samochodu w ciągu doby

- szacunkowa liczba potrzebnych w ruchu samochodów

2. Potrzebna liczba samochodów w ruchu - II przybliżenie

- szacunkowa liczba potrzebnych samochodów H₁ =3,83

- współczynnik zmęczenia kierowcy (przy 8 h pracy na zmianę ) na drodze wymagającej umiarkowaną liczbę zmian biegów oraz przy średniej odległości transportu d_f =1,04

- współczynnik dyspozycyjności dla lekkich warunków eksploatacji przy pracy na dwie zmiany

d_a=1,15

- potrzebna liczba samochodów

3. Potrzebna liczba samochodów w ruchu - III przybliżenie (ze względu na maksymalne wykorzystanie ładowarki)

- wydajność koparki bez uwzględnienia czasu oczekiwania na samochody Q_ef = 280 m³/h

- wydajność samochodu bez uwzględnienia czasu oczekiwania na załadunek Q = 62,06 m³/h

- potrzebna liczba samochodów w ruchu

Przyjmuję wstępnie 5 samochodów

DOSTOSOWANIE WYDAJNOŚCI MASZYNY ZAŁADOWCZEJ I SAMOCHODÓW

- liczba potrzebnych samochodów w III przybliżeniu i = 10

- czas potencjalnego cyklu pracy koparki

- czas podstawienia i manewrowania t₁₁ = 8 s

- czas załadunku t₁₂ = 139 s

- cykl pracy ładowarki

- czas potencjalnego cyklu pracy samochodu T_c=10 min 21 s

- liczba koparek i_ł=1

- współczynnik dostosowania przy 4 samochodach w ruchu

- współczynnik dostosowania przy 5 samochodach w ruchu

Przy pięciu samochodach współczynnik dostosowania jest większy od 1 oznacza to w pełni wykorzystanie możliwości maszyny załadowczej , zmniejsza się natomiast wydajność samochodów przez oczekiwanie na załadunek .

WYDAJNOŚĆ UKŁADU ( KOPARKI PRZY WSPÓŁPRACY Z SAMOCHODAMI )

- potrzebna średnia wydajność załadunku Q_z =238,1m³ rozl./h

- osiągana wydajność koparki w pracy ciągłej Q_ef = 280 m³ rozl./h

- potrzebna sprawność trwała załadunku (stosunek wydajności potrzebnej do osiąganej )

Z odpowiedniego wykresu przedstawiającego wydajność układu zależnie od współczynnika dostosowania przy praktycznym zakresie zmian współczynnika zmienności cyklu pracy samochodów wynika , że dla osiągnięcia η_ł = 0,85 przy założeniu maksymalnej poprawki na grupowanie współczynnik dostosowania powinien wynosić co najmniej 0,94 co odpowiada wyliczonemu współczynnikowi przy 4 samochodach w ruchu .Biorąc pod uwagę fakt , że przy 4 samochodach musiałyby one pracować ″na pełnych obrotach″,

uzyskiwać maksymalne prędkości na wszystkich odcinkach trasy co uniemożliwiłoby osiągnięcie potrzebnej wydajności układu . Przyjmuje więc 5 samochodów co pozwala na osiągnięcie potrzebnej wydajności układu .

ZAPOTRZEBOWANIE NA KIEROWCÓW

- ilość samochodów w ruchu 5

- ilość zmian roboczych s = 2

- teoretycznie potrzebna liczba kierowców

- współczynnik absencji i wypadków dla średnich warunków pracy i dobrych warunków atmosferycznych wynosi 1,1

- praktycznie potrzebna liczba kierowców

LICZBA SAMOCHODÓW REZERWOWYCH

Liczba samochodów rezerwowych powinna stanowić 30% samochodów w ruchu

5 × 0,3 = 1,5 ≈ 2

Przyjmuję 2 samochody w rezerwie ruchowej i warsztatowej , czyli łącznie do transportu należy zakupić 7 samochodów .

WYKORZYSTANIE WYDOBYTEGO UROBKU

Jako , że wydobywanym materiałem podczas kopania zagłębienia pod budowę kortów tenisowych jest gleba dobrej jakości , zostanie ona złożona na zwałowisku zewnętrznym ,a po zakończeniu kopania odpowiednio wykorzystana .

1 . Pod zabudowę trybun widokowych

2 . Jako półprodukt do produkcji wysokogatunkowych ziem kwiatowych

3 . Rozplantowana i użyźniona jako podkład pod planowaną ″szkółkę trawy″ której istnienie niezbędne jest do regularnej zmiany nawierzchni kortów