Podział technologii eksp w go:

1. Metody eksploatacji:

1. Odkrywkowa:

• kopaliny podst. (węgiel brunatny, surowce skalne),

• kopaliny podstawowe

1. podziemna

2. otworowa

3. podmorska

1. Podział technologiczny kopalni odkrywkowych

1. Podstawowy

• Urabianie (mechaniczne, MW, inne)

• Transport (ciągły, cykliczny)

• Zwałowanie nadkładu (transportowe, beztransportowe, mieszane)

• Wstępna przeróbka mechaniczna składników kopaliny

1. Pomocniczy

• Przygotowanie do eksploatacji

• Odwadnianie

• Rekultywacja

• Przygotowanie dróg i placów

• Remonty i konserwacja

1. Metody urabiania skał

• Mechaniczne ( koparki jedno i wielonaczyniowe( kołowe, łańcuchowe), kombajny powierzchniowe, zgarniaki, spycharki, zrywarki, wiertnice wielkośrednicowe, młoty hydrauliczne, maszyny tarczowe i łańcuchowe)

• Wybuchowe

• Termiczne (termiczne wrębowe, urządzenia ssące (refulery)

• Inne Perspektywiczne (wykorzystanie zjawisk elektromagnetycznych, kawitacji, lasera i innych)

Podział technologii ekip odkrywkowej:

1. Ciągłe

• Koparki wielonaczyniowe, transport taśmowy (okrężny lub przerzutowy)

• Kombajny odkrywkowe, t. taśmowy

• Przerabiacki wielonaczyniowe, t. taśmowy

• Koparki hydropneumatyczne, hydrotransport

1. Cykliczne

• Koparki jednonaczyniowe, t. samochodowy

• Ład. Jednonaczyniowe t. samochodowy, szynowy,

• Koparki jednonaczyniowe pływające, barki wodne

• Spycharki lub Zgarniarki linowe, t. samochodowy

1. Mieszane

• Kop. Wielonaczyniowe t. sam lub szyn

• Kop. Jednonaczyniowe t. taśmowy

• Koparki jednonaczyniowe pływające, t. taśmowy

• Kombajny odkrywkowe, t. taśmowy

• Kop. Hydropneumatyczne lub ssące, barki wodne lub sam

Technologie odkrywkowej eksp złóż:

- ziemne o dużej koncentracji

- ziemne o małej koncentracji

- skalne

- podwodne

Kierunki transportu nadkładu i kopaliny:

- przerzutowy

- okrężny

- kombinowany (połączenie)

Schemat przerzutowego transportu i zwałowania wewnętrznego z zastosowaniem:

- mostów przerzutowych

- zestawów maszyn kop-zwałow

- zestawów maszyn kop- samojezdny przen. Taśmowy

- maszyn dwufunkcyjnych

- kop. Jednonaczyniowych (najczęściej)

Urabianie:

- mechaniczne: chwytak, zgarniak, łyżka, czerpak

- hydrauliczne: przewód ssący, dysza wodna, dysza powietrzna

- pneumatyczne: przewód podnoszący

Urabialność – ilość pracy potrzebnej do przerobienia jednostki objętości [m³] skały

Sposoby mechanicznego urabiania: ładowanie, kopanie, struganie, wiercenie, rozłupywanie, zrywanie, skrawanie, miażdżenie

Klasyfikacje urabialności skał:

- Wernera (najstarsza): 5 klas: sypkie, miękkie, kruche, zwięzłe, b. zwięzłe

- Klas. Protodiakonowa:

• dla skał f=Rc/10MPa

• dla gruntów , δ – nap. Normalne, φ – średni kąt tarcia wew., c – średnia spójność danej skały

- Energetyczny wskaźnik urabialności

A_j=N_k/Q_k , Nk – moc koparki, Qk- wydajność koparki

Klasy urabialności

Klasa urabialności	Nazwa klasy	Zakres jednostkowy	Współczynnik zwięzłości	Rodzaje skał występujących
I	Łatwo urab	0-20	0,3-0,5	Piaski, żwiry..
II	Średnio urab	20-40	0,5-1,2	Piaski gliniaste
III	Trudno urab	40-60	1,2-1,8	Gliny zwałowe, iły
IV	b. trudno urab	60-90	1,8-2,2	Ciężkie iły zwałow
V	Skały wymag technologii i maszyn specjalnych	>90	2,2-11,6	Margle, wapienie, zlepieńce

Na urabianie wpływ ma:

- rodzaj gruntu

- parametry urabiania (parametry wióra, kąt urabiania)

- rodzaj narzędzia (kształt ostrza)

- czynniki zewnętrzne (opady, temp. Itp.)

Jednostkowe opory urabiania:

- liniowe k_L = P/L, P – siła skrawania, L – dł. Krawędzi tnącej

- powierzchniowe k_F = P/F, F – powierzchnia poprzeczna wióra

Klasyfikacja urabiania:

Skała	Nominalne opory skał
Kat.	Rodzaj
1	Łatwo urabialne
2	Średnio urabialne
3A	Trudno urab dal kop starych
3B	Trudno urab dla kop. nowych
4	b. trudno urab

Procentowy udział zębów rośnie wraz ze wzrostem jednostkowego oporu kf a udział noża spada

Podział koparek wielonaczyniowych:

L.p.	Kryterium podziału	Rodzaj (typ) koparki
1	Zespół urabiający	kołowy
2	Konst. Koła naczyniowego	- komorowa - półkomorowa - bezkomorowa
3	Typ wysięgnika urabiającego	A
		b
4	podwozie	-gąsienicowe -kroczące -szynowe
5	Kont. nośna	A
		b
6	Układ ładujący	-wysięgnikowy -z samojezdnym przenośnikiem ładującym -z oddzielnym urządzeniem ładującym

Wpływ sposobu pracy na ilość ruchów manewrowych koła naczynia:

a)urabianie wiórami pionowymi

b)urabianie wiórami poziomymi

Podstawy klasyfikacji

- praca ustabilizowana

- praca nieustabilizowana

(charakter pracy koparki)

- cykl roboczy (kolejne identyczne czynności)

Pojęcia:

Wiór- element calizny urabiany przez jedno naczynie

Pasmo- część calizny urabiana między kolejnymi ruchami dosuwowymi

Zabiór- część calizny urabiana w jednym cyklu

Określenie definicji przodka:

Przodek eksploatacyjny – jest to część wyrobiska eksploatacyjnego w którym urabia się skałę czyli węgiel brunatny i nadkład łącznie z kopalinami towarzyszącymi. Obejmuje ona skarpy urabianego zbocza oraz te części poziomów roboczych, na których aktualnie pracują maszyny robocze

Przodek zwałowy – jest to część zwałowiska, gdzie aktualnie formowany jest korpus zwału, przy pomocy urządzeń obierających urobek ze środków transportu.

Wydajność:

Teoretyczna: Q_teo= V_o*n_w

V_o- poj. Nacz. n_w-il. Wysypów

Techniczna: Q_tech= Q_teo*(k_w/k_s)

Sposób pracy i parametry pracy ustabilizowanej

A= β_m*β_x (wsp. Ruchów manewrowych, wsp. Okresowego zmniejszania wydaj. Efek.)

Efektywna: Q_e=Q_tech*(β_m*β_x)

Parametry pracy nieustabilizowanej oraz czynniki losowe związane z warunkiem pracy

C= β_t*β_l (wsp. Strat technologicznych, wsp. Strat losowych)

Ruchowa: Q_r=Q_e*(β_t*β_l)

Wskaźnik wyk wydajności teoretycznej: E_Qn= Q_rn/Q_teor.

Wskaźnik wyk czas w nadkładzie: E_Tw= T_w/T_kal.

T_m= W_n/Q _ruch.- czas trwania ekspl.

CHARAKTERYSTYKA POJĘĆ WYDAJNOŚCI:

1.Porównawcze charakteryzujące potencjał kopalni na podstawie parametrów konstrukcyjnych zespołu urabiającego.(teoretyczna) nominalna teoretyczna wielkość w caliźnie.

2. Analitycznie opierając się na analizie uwzględniania.(techniczna, efektywna, ruchowa)

3. Prognostyczne określające przewidywaną do osiągnięcia wydajność przy uwzględnieniu całokształtu czynników występujących w warunkach produkcyjnej pracy(produkcja prognozowana) projektowana, planowana

4. Wydajności specjalne.(gwarantowana-pomiarowa)

5. Wynikowe określające wydajność uzyskowią.(produkcja uzyskowa) licznikowa, raportowa.

6.Odniesienie do różnych okr. Czasu kal.(roczna,miesięczna, dobowa, zmianowa)

7. Wydajność chwilowa.(chwilowa)

Konstrukcja koła czerpakowego:

1. Schemat koła bezkomorowego (czerpak, część ruchoma, nieruchomy segment, wał napędowy)

2. Schemat koła komorowego (czerpak, komora, zsuwnia ruchoma, zsuwnia stalowa)

3. Schemat koła półkomorowego (czerpak półkomora, zsuwnia pomocnicza, zsuwnik, pierścień)

Oznaczenia koparek

Polskie – KWK 1400

Niemieckie – SChRs 4600 50/12

SRs 1200 – kołowa

Ds. 1200 16/16-19 – łańcuchowa

Ers 710 – łańcuchowa

K/D (długość wysięgnika)/(śr. Zewnętrzna koła zamachowego)

K/D =4 kop. Tradycyjna (duże koparki)

2 kop. Zwarta (mała, kompaktowa)

3 kop. Półzwarta

Układ gąsienic. Podparcie zawsze w trzech punktach.

Podział koparek kołowych na generacje:

(Generacja)(Osiąganie wydajności efektywnej) Charakterystyka (lata wprowadzenia do produkcji)

I. (do 40) Koparki wysuwne z kołami komorowymi, układ ładujący- wysięgnikowy, pojemność naczyń do 1,2 m³ (50-te)

II. (20-60) Koparki wysuwowe i bezwysuwowe bezkomorowe, dostosowane do urabianie skał łatwo i średnio urabialnych, pojemność naczynie do 2,4 m³(50/60-te)

III. (do110) Koparki w wysięgnikami urabiającymi bezwysuwowymi, koła naczyniowe bezkomorowe lub półkomorowe, niezależny układ ładujący o dużym zasięgu, masa koparki ok. 7500 Mg, poj. Naczynia 4-4,5 m³ (60-te)

IV. (do240) Jak wyżej masa koparki około 13 tyś Mg, poj. Naczynia 6,3 m³ (70-te)

V. (do 100) Koparki zwrotne (kompaktowe), krótki wysięgnik, duża średnica koła naczyniowego, duże siły kopania, możliwość pracy na większych pochyleniach [do 1:10] hydrauliczny mechanizm zwodzenia wysięgników koła czerpakowego i przenośnika załadownego.

VI. (300-500) W fazie studiów projektowych

Podział technologii pracy koparkami wielonaczyniowymi.

Sposoby pracy koparek:

Ruch roboczy(rodzaj koparki):

- obrotowy(kątowy): kop. Kołowa

- prostoliniowy(postępowy): łańcuchowe

- ewolwenta(wypadkowe ruchu obrotowego i postępowego):łyżkowe

Ruch posuwny(system pracy kop.):

-postępowy: system ścianowy

-kątowy: system zabierkowy(częściej stosowany)

SYSTEM ścianowy (urabianie równoległe do postępu wydobycia, całą szerokością)

SYSTEM zabierkowy (urabianie prostopadłe do kierunku postępu wydobycia)

SYSTEM ubierkowy (urabianie równol. Do postępu wydobycia, nie całą szer.)

Ruch dosuwowy(sposób pracy koparek):

- koparki kołowe: ruch postępowy(urabianie wiórami pionowymi), ruch kątowy(urabianie wiórami poziomymi)

- koparki łańcuchowe na szynach: ruch postępowy( praca ze stałym pochyleniem wysięgnika), ruch kątowy(praca ze zmiennym pochyleniem wysięgnika

-koparki łań. Na podwoziu gąsienicowym lub kroczącym:ruch postępowy(praca ze stałym pochyleniem wysięgnika), ruch kątowy(praca ze zmiennym pochyleniem wysięgnika, pasami wachlarzowymi)

Front pracy koparki kołowej

Promień urabiania nazywa się odległość koła urabiającego od pionowej osi koparki. Promienie są funkcja długości wysięgnika, odległości osi przegubu wysięgnika od osi obrotu koparki oraz kąta pochylenia wysięgnika. Określa wysokość położenia osi koła naczyniowego. P_max=K+e K-dł. Wysięgnika e- odl. Osi tylniego przegubu od osi koparki

Promień dla poszczególnych stopni: P_i= √K²-(h_ri-y)² +e P_i=K*cosβ+e y- wysokość usytuowania osi tylnego przegubu wysięgnikaod poziomy roboczego

Kąt max. Wzniosu i opuszczenia wysięgnika +β=arcsin[(h_rgmax-y)/K] –β=arcsin[(y+h_dmax-R)/K]

Kąt urabiania gdy znamy kąt P_g= K*cosβ+e

Wolny rzeczyw. Wysięg czołowy: A_rz= P_max – (F+f)

Wolny rzecz. Wysięg boczny: A_bocz.=P_max – (E+c) E- szer. Podwozia koparki.

Wolny teor. Wysięg czołowy: A_c= P_max – F Boczny:A_b= P_max – E

Elementy zabierki koparki kołowej:

1. Profil skarpy bocznej

2. Profil skarpy czołowej

3. Poziom roboczy koparki

4. Strop zabierki

5. Skarpa boczna wewnętrzna

6. Skarpa czołowa

7. Skarpa boczna zewnętrzna

8. Poszczególne pasma zabioru

9. Zabiór urobiony w jednym cyklu roboczym

Podział pionowy zabierki: 0,5D < h _i< 0,7D

Wysokość położenia osi koła naczyniowego nad poziomem roboczym: h_ri= (n-i)*h+R n- il. Stopni, i- nr stopnia, h- wys. Stopnia, R- promień koła urab. h_ri= H-∑h_i+R

Wielkość zabioru ograniczona dojazdem koparki do skarpy czołowej:

Z₁= P_g-(F+f)-(k_rg-R)ctgα_c

się konstrukcji wysięgnika z krawędzią stropu Z₂= X₁+X₂ X₁=[{Rcosβ-(d+t)}/sinβ]

X₂= hctgα_c-√h(2R-h) β-kąt wzniosu wysięgnika d- odl. Dolnej krawędzi konst. Wysięg. Od osi wysięgnika t- graniczna odl. Obniżenia konst. Wysięgnika od krawędzi skarpy

Szerokość zabierki: B=B_zg+B_wg B_wg=Pg*sinψ_wg B_zd=P_d*sinψ_w B_zg=B_zd-[H*ctgα_b]

Sierpowatość urabiania

Chwilowa wydajność koparki Q_chw.=dv/dt dv=s*dG

Zmiana grubości wiór w funkcji kąta obrotu wysięgnika G_(ksi)= G*cos(ksi)

Zmniejszenie grubości wióra powpduje spadek wydajności koparki w skrajnych wypadkach nawet o 36% ([ksi]=90^) Przeciwdziałać stracie wydajności związanej z sierpowatością pasm można poprzez: -Zmianę prędkości obrotu wysięgnika urabiającego s=S_o/cos(ksi) V_p(ksi)= V_p0/cos(ksi)