Politechnika wrocławska

Wydział Górniczy

I Projekt z Eksploatacji Podwodnej

Wykonał:

Dane techniczne wysięgnikowej koparki chwytakowej MBDK - 130 oraz dane eksploatacyjne.

Nazwa	Symbol	Jednostka	Wartość
Wysokość podnoszenia chwytaka ponad lustro wody	a	m	8,5
Niezależna od głębokości urabiania stała powtarzalna część cyklu roboczego.	tc	s	50
Kąt nachylenia części lądowej skarpy	ϕn	[ ° ]	60
Kąt nachylenia części podwodnej skarpy	ϕ	[ ° ]	31
Grubość niezawodnionej części kopaliny	h/H	m	0,4
Wysokość części lądowej	h	m	7,5
Maksymalna głębokość urabiania	Hmax	m	30
Wymiary pola eksploatacyjnego	F	m	1500x2900
Wydajność koparki		m^3/h	200
Pojemność chwytaka	q	m^3	4,2
Maksymalne wypełnienie chwytaka		m^3	4,5
Prędkość ruchu chwytaka : opuszczanie podnoszenie	Vo Vp	m/min m/min	75 75
Wymiary pontonu długość szerokość wysokość		m m m	28 13,6 2,1

1. Określenie wydajności eksploatacyjnej koparki w funkcji głębokości.

gdzie : v_o - prędkość opuszczania chwytaka w wodzie

v_p - prędkość podnoszenia chwytaka w wodzie

q - pojemność chwytaka

a - wysokość podnoszenia chwytaka ponad poziom wody

t_c - niezależna od głębokości urabiania stała, powtarzalna część cyklu roboczego

k_w - współczynnik wypełnienia chwytaka

k_r - współczynnik rozluzowania urobku chwytaka

Q = f (H)

H [m]	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Qeks [m^3]	118,39	111,23	104,90	99,24	94,16	89,58	85,43	81,64	78,17	74,99
H [m]	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Qeks [m^3]	72,05	69,34	66,82	64,48	62,30	60,26	58,35	56,56	54,87	53,28
H [m]	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Qeks [m^3]	51,78	50,37	49,03	47,75	46,55	45,40	44,31	43,26	42,27	41,32

Na podstawie powyższej tabeli sporządzono wykres zależności wydajności od głębokości eksploatacji.

2. Określenie miesięcznej i rocznej zdolności wydajności koparki dla przyjętego organizacyjnego systemu pracy.

Dane wyjściowe :

• czas trwania zmiany roboczej : t_z = 8 h

• ilość zmian w ciągu dnia : I_z = 2 zmiany

• liczba miesięcy pracy koparki w roku : I_m = 10 miesięcy

• ilość dni pracy koparki w miesiącu : I_D = 24 dni

• współczynnik wykorzystania czasu pracy : η_t = 0,9

Obliczenie dobowego czasu pracy:

T_pD = Iz ⋅ t_z ⋅ η_t = 2 ⋅ 8 ⋅ 0,9 = 14,4 h/dobę

Obliczenie miesięcznego czasu pracy

T_pM = T_pD ⋅ I_D = 14,4 ⋅ 24 = 345,6 h/miesiąc

Obliczanie rocznego czasu pracy

T_pR = T_pM ⋅ I_m = 345,6 ⋅ 10 = 3456,0 h/rok

Średnia wydajność eksploatacyjna dla średniej głębokości H_śr = 0,85⋅ 30 = 25,5 m

Dla H = 25,5 m , Q_ekspl = 45,97 m³/h

Obliczanie rocznej zdolności wydobywczej

Z_WR = Q_eksp ⋅ T_pR = 45,97 ⋅ 3456 = 158855,98 m³/rok

Obliczanie miesięcznej zdolności wydobywczej

Z_WM = Z_WR / I_m = 158855,98 / 10 = 15885,60 m³/miesiąc

Obliczanie dobowej zdolności wydobywczej

Z_WD = Z_WM / I_D = 15885,598 / 24 = 661,90 m³/dobę

3. Zaprojektowanie racjonalnej siatki stanowisk pracy koparki chwytakowej przy przyjętej wartości wskaźnika strat.

a) Obliczenie zasobów przemysłowych

[ m³ ]

F - powierzchnia pola eksploatacyjnego, F = 600 x 1700

H - maksymalna głębokość urabiania, H = 30 m

h - wysokość części lądowej, h = 7,5 m

38250000 m³

2. Obliczenie strat stropowych

Δh - grubość warstwy nadkładu zdejmowanego, Δh = 0,2

F - powierzchnia pola eksploatacyjnego, F = 600 x 1700

204000

c) Obliczanie strat spągowych

f - powierzchnia spągu wyrobiska

B - krok przesunięcia

ϕ - kąt nachylenia części podwodnej skarpy

Obliczanie powierzchni spągu wyrobiska

60,41

1579,18

479,18

756713,1 m²

1528935,59 m³

d) Obliczenie strat pozaeksploatacyjnych

0,283

L - obwód przemysłowych granic złoża liczony na powierzchni terenu [ m ]

ϕ - kąt nachylenia części podwodnej skarpy

ϕ_N - kąt nachylenia części lądowej skarpy

H - maksymalna głębokość urabiania

h - wysokość części lądowej

4600

4512212,95 m³

e) Obliczenie zasobów wydobytych

[ m³ ]

32004851,46 m³

Zależność strat spągowych od kroku przesunięcia B.

Sp'	B
1%	2,19
2%	4,39
3%	6,58
4%	8,77
5%	10,97
6%	13,16
7%	15,35
8%	17,55
9%	19,74
10%	21,93
11%	24,13
12%	26,32
13%	28,51
14%	30,71
15%	32,90
16%	35,09
17%	37,29
18%	39,48
19%	41,67
20%	43,87

4. W odpowiedniej skali wykreślono technologię pracy koparki w polu eksploatacyjnym zaznaczając miesięczne i roczne postępy eksploatacji.

a) Obliczenie strat spągowych w zależności od kroku przesunięcia B oraz maksymalnej głębokości eksploatacji

b) Obliczenie objętości urabianej kopaliny w poszczególnych krokach koparki.

• dla pierwszego kroku

9681,27 m³

a - długość czerpaka , a = 2x

b - szerokość czerpaka , b = x

2x³ = q ;

0,853 - wymiar zastępczy

Eksploatacja pierwszego kroku będzie trwała 14 dni i 5 godzin

- dla kolejnych kroków w pierwszej linii eksploatacyjnej

= 2646,84 m³

czas urabiania jednego kroku wynosi około 4 dni

- Dla kolejnych kroków w następnych liniach eksploatacyjnych

= 368,987 m³

czas urabiania jednego kroku wynosi 8 godzin i 55 minut

5. Wnioski.

Wysięgnikowa pogłębiarka chwytakowa KG - 2,5 jest urządzeniem do punktowego urabiania surowców skalnych spod powierzchni wody. Wpływ na wydajność można uzyskać jedynie przez zmianę maszyny urabiającej na pogłębiarkę o większej prędkości opuszczania i podnoszenia chwytaka.

Wielkość strat spągowych jest wprost proporcjonalna do wielkości kroku przesunięcia B. Im mniejszy krok przesunięcia tym mniejsze straty, ale i mniejsza wydajność pogłębiarki, dlatego tak należy dobrać B, aby straty spągowe nie były zbyt duże, natomiast wydajność zbyt mała. Przyjmując krok przesunięcia B = 10 m to straty spągowe S_sp wynoszą 4,5%. Koparka w pierwszym miejscu gdzie wykonuje pełen stożek urabia bez przemieszczania około 2 tygodni, natomiast kolejne przemieszczanie pogłębiarki na pierwszej linii k...l następuje po upływie do około 4 dni eksploatacji, natomiast w następnych liniach eksploatacyjnych czas urabiania maleje do około 9 godzin.

---