1. Dobór zwałowarki

Na zwałowarkę podają urobek 2 koparki kołowe KWK 1400 pracujące na dwóch poziomach roboczych. Na poziomie wyższym koparka pracuje w piaskach i żwirach, natomiast na niższym poziomie wydobywana jest glina z iłem.

Wydajność teoretyczna KWK 1400 wynosi Q_t^k = 4000 [ m³ / h ],

1. Obliczenie wydajności planowej koparek - q_k

k_w - współczynnik wypełnienia czerpaka:

dla koparki 1 - k_w¹ = 0,95

dla koparki 2 - k_w² = 0,85

ks - współczynnik spulchnienia urobku w czerpaku:

dla koparki 1 - k_s¹ = 1,10

dla koparki 2 - k_s² = 1,40

β_m - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strugi:

dla koparki 1 - β_m¹ = 0,76

dla koparki 2 - β_m² = 0,75

β_k - współczynnik strat na końcówkach frontów:

dla koparki 1 - β_k¹ = 0,97

dla koparki 2 - β_k² = 0,97

β_l - współczynnik strat losowych:

dla koparki 1 - β_l¹ = 0,97

dla koparki 2 - β_l² = 0,96

,

,

,

2. Obliczenie wydajności rocznej koparek - Q_r

T_{ef kop} - czas efektywnej pracy koparek. Dla koparek kołowych T_{ef kop} = 4800 [ h / rok ]

3. Obliczenie wydajności planowej zwałowarki

T_{ef zwal} - efektywny czas pracy zwałowarki. Przyjmuję T_{ef zwal} = 6500 [ h / rok ]

4. Obliczenie wydajności teoretycznej zwałowarki

Zwałowarka A₂RsB 5600 jest odpowiednia

2. Przygotowanie terenu pod zwałowisko

1. Przełożenie cieków wodnych

Przez teren przyszłego zwałowiska przepływa niewielki ciek wodny o wydajności 0,4 m³/s zasilający położony niedaleko zbiornik wodny. Przełożenie cieku będzie polegało na wykonaniu nowego koryta omijającego teren przyszłego zwałowiska. Nowe koryto będzie wykorzystane do zrzutu wód z odwadniania powierzchniowego.

2. Zebranie warstwy humusu

Warstwa humusu ( 0,4 m. ) będzie zbierana z wyprzedzeniem zwałowania 100 m. za pomocą spycharek, na kopce o wysokości 4m. Z kopców tych humus będzie przenoszony i rozprowadzany na skarpach ostatecznych zwałowiska które rekultywowane będą w kierunku leśnym.

3. Odwodnienie zwałowiska

Dla zabezpieczenia zwałowiska przed utratą stateczności w wyniku podmakania podłoże zwałowiska zdrenowane zostanie siecią rowów wypełnionych odpowiednimi frakcjami żwirów. Wokół zwału zostaną wykonane rowy opaskowe odprowadzające wody powierzchniowe. Powierzchnie pięter zwałowych będą nachylone po szerokości i długości zwałowiska ze spadkiem 3 %.

3. Dane techniczne zwałowarki A₂RsB 5600*100 mit BrS

• Wydajność teoretyczna 5600 [ m³ / h ],

• Długość zwałowarki 174 [ m ],

• Wysokość zwałowarki 41 [ m ],

• Szerokość zwałowarki 28 [ m ],

• Długość wysięgnika zwałującego 100 [ m ],

• Długość wysięgnika podającego podawarki 50 [ m ],

• Długość wysięgnika odbierającego podawarki 15
  2,5 [ m ],

• Promień skrętu zwałowarki R = 50 [ m ],

• prędkość jazdy zwałowarki do 6 [ m / min ],

• Wysokość zwałowania nadpoziomowego 33 [ m ],

4. Formowanie zwału

Zwałowisko będzie istniało przez T_z = 7 lat

1. Parametry geometryczne zwałowiska

• Objętość zwałowiska - V_z;

• Ilość pięter - 2 ,

• Wysokość piętra pierwszego h₁ = 28 [ m ],

• Wysokość piętra drugiego h₂ = 25 [ m ],

• Wysokość piętra pierwszego po okresie osiadania h_1o = 25 [ m ],

• Wysokość piętra drugiego po okresie osiadania h_2o = 22 [ m ],

• Generalne pochylenie zbocza β = 16 [ ° ],

• Nachylenie skarp α = 27 [ ° ],

• Szerokość zwałowiska l_o = 1500 [ m ],

• Szerokość półki - c

,

• Szerokość pasa bezpieczeństwa - b

,

Korzystając ze wzoru na objętość pryzmy obliczamy długość zwałowiska - b_o

po przekształceniach wyliczamy długość zwałowiska b_o = 2170 m.

Gdzie:

l₁ - szerokość górnej podstawy piętra pierwszego,

b₁ - długość górnej podstawy piętra pierwszego,

l_o - szerokość dolnej podstawy piętra pierwszego,

b_o - długość dolnej podstawy piętra pierwszego,

l₃ - szerokość górnej podstawy piętra drugiego,

b₃ - długość górnej podstawy piętra drugiego,

l₂ - szerokość dolnej podstawy piętra drugiego,

b₂ - długość dolnej podstawy piętra drugiego,

Korzystając z wyżej wymienionego wzoru obliczamy objętość zwału piętra dolnego - V_d

,

,

Objętość zwału piętra górnego - V_g

,

,

1. Parametry gruntu zwałowego

Zwałowany grunt składa się z mieszaniny żwiru, piasku, gliny i iłu o wypadkowym kącie tarcia wewnętrznego ϕ=35°.

2. Wykonanie piętra zwałowego i rampy wjazdowej i przenośnikowej

W pierwszej fazie zwałowania zwałowarka wykonuje wał wyjściowy i płaszczyznę wyjściową zwałowaniem nadpoziomowym, a następnie wykonuje rampę dla PTG o nachyleniu 1:4 i rampę wjazdową dla siebie o nachyleniu 1:30. Rozpoczęcie zwałowania piętra drugiego jest analogiczne.

3. Zwałowanie

Zwałowarka pracuje systemem zwałowania z przedzwałem. Rozpoczyna ona pracę od wykonania przed czołem zwału stożka zwiększającego stateczność skarpy zwałowiska przez powstanie w nim elementu z zagęszczonego gruntu.

Sypanie stożków odbywa się cyklicznie w odległościach 100 metrowych między osiami stożków.

Zwałowanie odbywa się systemem blokowym. Zwałowarka rozpoczyna pracę przy minimalnej odległości od skarpy zwałowiska i wykonując obrót wysięgnikiem usypuje przedzwał. Następnie odjeżdża od skarpy na odległość pozwalającą przy następnym obrocie wysięgnika zapełniać przestrzeń między przedzwałem a czołem zwałowiska poprzednio usypanym.

Po wyrównaniu terenu roboczego przez spycharki następuje manewrowanie zwałowarki w celu zbliżenia jej do nowo usypanej skarpy. Wraz z nowym położeniem zwałowarki następuje przesunięcie PTG o szerokość zwałowania.

Maksymalny zasięg zwałowania ( B ) równy jest sumie długości wysięgnika ( z ) i paraboli zrzutu ( p ) pomniejszony o strefę bezpieczeństwa ( b ).

• Długość wysięgnika z = 100 m.;

• Długość paraboli zrzutu
  

Gdzie:

• v-prędkość przenośnika zwałowarki; v = 6 [ m / s ],

• h- wysokość zrzutu; h = 45 [ m ],

• g- przyspieszenie ziemskie; g = 9,81 [ m / s² ],

B= z + p - b = 100 + 18 - 6 = 112 [ m ]

4.5. Osiadanie zwałowiska

Przy urabianiu mas nadkładowych współczynnik ich rozluźnienia wynosi od 1,1 dla gruntów mało spoistych ( żwiry, piaski ) do 1,25 dla glin. Trwałe rozluźnienie materiału na zwałowiskach charakteryzuje się współczynnikiem 1,01 do 1,04 w stosunku do calizny. Zakończenie procesu osiadania następuje średnio po 35 miesiącach. Projektowana wysokość skarp wynosi 25 i 22 m. lecz ze względu na osiadanie w granicach 10 - 15 % początkowa wysokość skarp wyniesie 28 i 25 m.

Politechnika Wrocławska Wrocław

Wydział Górniczy E.O.P.

Projekt z eksploatacji złóż kopalin luźnych.

Temat: Projekt pracy zwałowarki A₂RsB-5600*100.

p

z

b

1 koparka

2 koparka

piaski i żwiry

gliny i iły

---