Podział technologii eksploatacji w górnictwie odkrywkowym:

1.Systemy i sposoby eksploatacji

2.Metody eksploatacji

3.Procesy technologiczne

Ad.1.Podział systemów eksploatacji w kopalniach odkrywkowych:

1) ścianowy

2) warstwowy: nieregularny, obwodowy, ósemkowy

3)zabierkowy (blokowy):

a)równoległy:- jednoskrzydłowy: prosty, L

-wieloskrzydłowy: T,C;

b) wachlarzowy: z jednym punktem obrotu,

z wieloma punktami obrotu;

c) spiralny

d)promieniowy: z okrężnym transportem,

z promieniowym transportem.

Ad.2 Metody:

a) odkrywkowa: kopaliny podstawowe (w.brunatny, surowce skalne), kopaliny podstawowe (surowce skalne)

b) podziemna

c)otworowa

d)podmorska

Ad.3. Procesy technologiczne

a) podstawowe

-Urabianie (mechaniczne, MW)

-transport (ciągły, cykliczny)

- zwałowanie nadkładu (transportowe, beztransportowe, mieszane)

-wstępna przeróbka mechaniczna

b) pomocnicze

-przygotowanie przedpola do eksploatacji

- odwadnianie

-rekultywacja

- przygotowanie dróg i placówek

- remonty i konserwacja

Wydajność koparek wielonaczyniowych

Wydajność teoretyczna: Qo=Vo*nw [m3/s]

Vo- pojemność obliczeniowa[m³]

nw- liczba wysypów[1/s]

Uwzględnia parametry konstrukcyjne koparki.

Wydajność techniczna: Qt= Qo*kwc [m3/s calizny]

kwc= kw/ks- współcz wypełnienia naczyń calizną

kc-współ wypełnienia naczyń urobkiem

ks- współ spulchnienia urobku

Uwzględnia własności fizykochemiczne urabianych skał.

Wydajność efektywna: Qe= Qt*A [m3/s]

A=βm*βs-współ sposobu pracy

βm- współ ruchów manewrowych

βs- współ okresowego zmniejszenia wydajności efektywnej

Uwzględnia sposób pracy i parametry pracy ustabilizowanej.

Wydajność eksploatacyjna: Qeksp= Qe*C [m3/s]

C=βl/βt- współczynnik miejsca pracy

βt- współ strat technologicznych

βl- współ strat losowych

Uwzględnia parametry pracy nieustabilizowanej oraz czynniki losowe związane z warunkami pracy.

Technologia pracy spycharek

Spycharki to uniwersalne maszyny do robót ziemnych, wykorzystywane najczęściej do przemieszczania mas ziemnych, skalnych itp. W kopalniach i robotach ziemnych stosowane również do urabiania gruntów oraz zwałowania. Fazy pracy spycharki:

1)Odspajanie (urabianie gruntu)-nóż lemiesza opuszczony jest poniżej płaszczyzny jazdy spycharki

2)Przesuwanie urobku- nóż lemiesza opuszczony jest do poziomu płaszczyzny jazdy

3)Rozładunek-nóż lemiesza podniesiony jest powyżej płaszczyzny jazdy.

W kop odkrywkowych urabianie spycharkami stasuje się zarówno w nadkładzie jak i w kopalinie. Przy urabianiu rozróżnia się dwa podstawowe sposoby pracy:

1)urabianie łącznie z transportem- związane z wykorzystaniem spycharek do transportu.

2) urabianie wraz ze stosowaniem odrębnego środka transportu.:

URABIALNOŚĆ SKAŁ I GRUNTÓW

Urabialność skał jest jedną z ważniejszych naturalnych właściwości skał. Przez urabialność skał rozumiemy ilość pracy potrzebnej do urobienia jednostki objętości (1m³) skały.

Klasyfikacja urabialności skał:

1. Klasyfikacja Wernera: 5 klas (sypkie, miękkie, kruche, zwięzłe, bardzo zwięzłe)

2. Klasyfikacja Protodiakonowa

1. dla skał

2. dla gruntów

gdzie:

σ- naprężenie normalne

φ- średni kąt tarcia wewnętrznego

c- średnia spójność danej warstwy

Rc- wytrzymałość na ściskanie

Energetyczny wskaźnik urabialności: określa ilość zużytej energii na urobienie 1m³ skały

gdzie: N_k- moc koparki

Q_k- wydajność koparki

Energetyczny wskaźnik urabialności U:

Gdzie:

γ₀- ciężar obj. gruntu

P- siła krytyczna rozpadu (kruszenia) pojedynczego kawałka skały

Δl- krytyczna deformacja podłoża pojedynczego kawałka skały

m_k-ciężar pojedynczego kawałka skały

n- liczba kawałków skały

Technologia urabiania koparkami łańcuchowymi:

Koparki łańcuchowe są koparkami starszymi od koparek kołowych. Konstrukcja ich wywodzi się z pogłębiarek łańcuchowych i zaczęto je produkować w drugiej połowie XIX w. (koparki łańcuchowe na podwoziach szynowych)

Zalety koparek łańcuchowych:

-prosta konstrukcja,

-duży zasięg pionowy (urabianie podpoziomowe i nadpoziomowe do 45-50 m,

-mniejszy ciężar od koparek kołowych,

-duży współczynnik wypełnienia czerpaków

Wady koparki łańcuchowej:

-Mniejsze bezpieczeństwo pracy ( przy pracy podpoziomowej),

-duże straty energii na pokonywanie oporów tarcia, ok. 33% mocy ( w koparkach kołowych 10%),

-mniejsze siły kopania, mniejsze wydajności,

-mniejsze możliwości efektywnego urabiania selektywnego,

- wyższe koszty eksploatacyjne.

W efekcie obecnie koparki łańcuchowe stosowane są głownie jako koparki specjalistyczne: spągowe oraz do udostępniania złoża lub nowych pokładów (praca podpoziomowa).

Urabianie koparką łańcuchową: a) równoległe, b) wachlarzowe.

Sposoby pracy koparek łańcuchowych w systemie zabierkowym:

a) ze stałym pochyleniem wysięgnika- dosuw do calizny po urobieniu każdego pasma następuje przez zmianę stanowiska pracy o wielkość grubości pasma.

b) ze zmiennym pochyleniem wysięgnika- dosuw do calizny po urobieniu każdego pasma następuje przez zmianę kąta pochylenia wysięgnika. Zmiana stanowiska pracy następuje dopiero po uzyskaniu maksymalnego pochylenia wysięgnika.

Wydajność koparek jednonaczyniowych

Wydajność teoretyczna: Qo=Vn/Tco [m3/s]

Vn- pojemność naczynia roboczego [m3]

Tco- teoretyczny czas trwania cyklu [s] przy kącie π/2

Vn= Vo dla koparek liniowych

Vn=Vo+Vd dla koparek hydraulicznych

Gdzie: Vo- geometryczna pojemność łyżki,

Vd- pojemność nadsypu (ok.25%), w zależności od nachyleń (1:1-łyżki podsiębierne, 1:2-łyżki przedsiębierne, 1:3)

Vo=Vn/Tco*3600 [m3/s]

Wydajność techniczna:

Qt= (Vn*kn)/(Tc*kr) [m3/s], [m3/godz]

kn- współ napełnienia

kr- współ rozluzowania

Tc- czas cyku.

Wydajność efektywna: Qe=(kn*Vn)/(Tc*kr)*kt [m3/godz]

Kt- współ wykorzystania efektywnego czasu pracy

Lub: Qe=(60*Vn*kn*km*ko*ke)/Tc

ko- współ poprawkowy na kąt obrotu i wysokość urabiania

km-współ urabiania i łatwości spływania urobku

ke-współ zmiennej efektywności czasu pracy.

Lub: Qe=Qg*ko*ktr [m3/godz]

Qg- wydajność godzinowa koparek [m3/godz]

krt- współ uwzględniający rodzaj środka transportowego.