Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica

W Krakowie

PROJEKT UKŁADU

TECHNOLOGICZNEGO KOPALNI

SUROWCÓW SKALNYCH

Piotr Jakóbik

ZiIP III

gr. 1

Kraków 2013

1. Spis treści

1.Spis treści
2.Wstęp
3.Cel i zakres projektu
4.Wydobycie kopaliny oraz wydajność kopalni

4.a.Wydobycie kopalni
4.b.Wydajność dzienna kopalni - W

d

4.c.Wydajność godzinowa kopalni - W

h

5.Dobór parametrów robót strzałowych

5.a.Całkowity dopuszczalny ładunek MW - Q

p

5.b.Dopuszczalny ładunek MW na stopień opóźnienia - Q

z

5.c.Dobór średnicy otworów strzałowych , środków strzałowych i
zastosowanego sprzętu strzałowego
5.d.Jednostkowe zużycie MW - q
5.e.Pojemność 1 mb otworu strzałowego oraz względna odległość między
otworami – c
5.f.Długość przewiertu - l

pw

5.g.Głębokość otworu strzałowego – l

o

5.h.Długość przybitki - l

p

5.i.Zabiór – z
5.j.Odległość między otworami w szeregu - a
5.k.Masa ładunku wybuchowego w otworze strzałowym - Q

1

5.l.Liczba otworów strzałowych na stopień opóźnienia - n

z

5.m.Liczba otworów strzałowych w serii - n

s

6.Dobór parametrów robót wiertniczych

6.a.Uzysk urobku z 1 m otworu strzałowego – p

1

6.b.Liczba wiertnic potrzebna do zapewnienia ciągłości pracy koparek - n

w

6.c.Liczba długich otworów konieczna do wywiercenia w ciągu roku – i
6.dCzęstotliwość przeprowadzania odstrzałów w ciągu roku - i

s

6.e.Czas odwiercenia otworów w serii robót strzałowych – t

1

6.fCzas wiercenia 1 otworu strzałowego – t

2

6.g.Czas potrzebny na załadunek odstrzelonego urobku – t

3

6.h.Spełniony warunek dobrze zorganizowanej pracy – t

1

<t

3

6.i.Rzeczywisty niezbędny postęp wiercenia - p

w

6.j.Dobór wiertnicy
6.k.Wydajność wiertnicy w przeliczeniu na objętość urobku - Q

w

7.Dobór parametrów koparki (ładowarki) do pracy w wyrobisku

7.a.Wskaźnik wydajności koparki (ładowarki) - w

wk

7.b.Pojemność łyżki koparki - q

u

7.c.Dobór koparki (ładowarki)
7.d.Liczba zaczerpnięć koparki w ciągu minuty - n

e

7.e.Wydajność teoretyczna koparki (ładowarki) - Q

t

7.f.Wydajność techniczna koparki (ładowarki) - Q

tech

7.g.Wydajność rzeczywista koparki (ładowarki) - Q

rzecz

7.h.Ilość koparek (ładowarek) - n

k

8.Dobór samochodu technologicznego

8.a.Pojemność skrzyni samochodu dla 4 i 8 załadowań – V

s4

,V

s8

8.b.Ładowność skrzyni samochodu dla 4 i 8 załadowań – Ł

s4

,Ł

s8

8.c.Dobór samochodu technologicznego
8.d.Czas jazdy załadowanego samochodu - t

jł

8.e.Czas jazdy pustego samochodu - t

jp

8.f.Czas załadunku samochodu - t

z

8.g.Czas cyklu pracy - T

c

8.h.Ilość potrzebnych samochodów - N
8.i.Rzeczywisty czas postoju w kolejce - t

pt

8.j.Rzeczywisty czas cyklu samochodu - T

rz

8.k.Wykorzystanie pojemności skrzyni samochodu – V

s-t

8.l.Wydajność techniczna samochodu - Q

st

8.m.Ilość potrzebnych samochodów - n

s

9.Wydajność zastosowanych maszyn oraz wykorzystanie układu technologicznego
10.Harmonogram jazdy samochodów
11.Podsumowanie i wnioski

2. Wstęp

Do obliczeń w projekcie zostaną użyte następujące dane projektowe:

Skała – Sjenit

Wydobycie roczne – 1 160 000 Mg

Straty – 17%

Promień strefy zagrożenia – 145m

Współczynnik k

p

=12

Odległość od miejsca wykonywania robót strzałowych do chronionego obiektu – 870m

Wysokość ściany – 15m

Kąt nachylenia ociosu α=80°

Odległość od zakładu przeróbczego -2km

Czas manewrowania przy załadunku – 8s

Czas manewrowania przy wyładunku – 6s

Czas wyładunku – 3s

3. Cel i zakres projektu

Celem projektu jest zaprojektowanie urabiania, załadunku i transportu urobku na
podstawie danych dla nr 28.

Projekt obejmuje obliczenie niezbędnych wartości do wybrania odpowiedniego łańcucha
technologicznego. Na podstawie uzyskanych wyników zostaną dobrane wiertnice,
samochody transportowe i ładowarki. Obliczona zostanie wydajność wybranych urządzeń.

4. Wydobycie kopaliny oraz wydajność kopalni

a. Wydobycie kopalni

Wydobycie kopaliny z uwzględnieniem strat - W

ko

Wydobycie roczne – W

r

=1 160 000 [Mg]

Straty – S=17%

Ciężar objętościowy skały – γ=2,87 [g/cm

3

]

b. Wydajność dzienna kopalni - W

d

Ilość dni roboczych w roku – T=252 [dni]

c. Wydajność godzinowa kopalni - W

h

Ilość zmian roboczych – N=2

Czas trwania jednej zmiany - t

z

=7,5[h]

5. Dobór parametrów robót strzałowych

a. Całkowity dopuszczalny ładunek MW - Q

p

Promień strefy zagrożenia – r

p

=145[m]

Współczynnik – k

p

=12

b. Dopuszczalny ładunek MW na stopień opóźnienia - Q

z

Odległość od miejsca wykonywania robót strzałowych do chronionego obiektu – r

s

=870[m]

Współczynnik uwzględniający rodzaj podłoża, zakładam – φ=0,029

c. Dobór średnicy otworów strzałowych , środków strzałowych i zastosowanego

sprzętu strzałowego

Średnica otworów strzałowych, zakładam – d=100 [mm]

Środek strzałowy – ERGODYN 35E

Zapalniki elektryczne, milisekundowe

d. Jednostkowe zużycie MW - q

Wskaźnik zwięzłości skały – f=13

Średnia odległość między szczelinami w masywie – ds.=1,1[m]

Żądany rozmiar średniego ziarna – d

k

=0,35[m]

Ciepło wybuchu stosowanego MW – Q=1046[kcal/kg]

e. Pojemność 1 mb otworu strzałowego oraz względna odległość między

otworami – c

Gęstość MW – ρ=1,4 [g/cm

3

]

f. Długość przewiertu - l

pw

Wysokość ściany – H=15[m]

g. Głębokość otworu strzałowego – l

o

Kąt nachylenia ociosu – α=80°

h. Długość przybitki - l

p

i. Zabiór – z

Względna odległość między otworami – m=1[m]

j. Odległość między otworami w szeregu - a

k. Masa ładunku wybuchowego w otworze strzałowym - Q

1

l. Liczba otworów strzałowych na stopień opóźnienia - n

z

m. Liczba otworów strzałowych w serii - n

s

6. Dobór parametrów robót wiertniczych

a. Uzysk urobku z 1 m otworu strzałowego – p

1

b. Liczba wiertnic potrzebna do zapewnienia ciągłości pracy koparek - n

w

Przyjmujemy 1 wiertnice

Zakładany postęp wiercenia – p

w

=16[m/h]

c. Liczba długich otworów konieczna do wywiercenia w ciągu roku – i

d. Częstotliwość przeprowadzania odstrzałów w ciągu roku - i

s

Przewidywana liczba otworów w jednej serii – n

s

=30

e. Czas odwiercenia otworów w serii robót strzałowych – t

1

f. Czas wiercenia 1 otworu strzałowego – t

2

g. Czas potrzebny na załadunek odstrzelonego urobku – t

3

Wydajność rzeczywista zespołu samochód-ładowarka – Q

rz

=129[m

3

/h]

h. Spełniony warunek dobrze zorganizowanej pracy – t

1

<t

3

i. Rzeczywisty niezbędny postęp wiercenia - p

w

Przyjmuje p

w

=16[m/h]

j. Dobór wiertnicy

Atlas Copco – AirROC D35

Długość żerdzi – 4÷6 [m]

Średnica otworu – 75÷115 [mm]

Maksymalna głębokość otworu –29,4[m]

Postęp wiercenia – 16[m/h]

k. Wydajność wiertnicy w przeliczeniu na objętość urobku - Q

w

7. Dobór parametrów koparki (ładowarki) do pracy w wyrobisku

a. Wskaźnik wydajności koparki (ładowarki) - w

wk

Współczynnik rozluźnienia urobku w łyżce – k

r

=1,5

Współczynnik wykorzystania czasu pracy – k

c

=0,65

Współczynnik napełnienia łyżki – k

n

=0,55

Współczynnik uwzględnienia kategorii skał na liczbę cykli – k

cz

=0,8

b. Pojemność łyżki koparki - q

u

Teoretyczny czas jednego cyklu koparki – t

ck

=33[s]

c. Dobór koparki (ładowarki)

Komatsu – WA500-6

Pojemność łyżki – 4,5÷6,3 [m

3

]

Czas cyklu – t

ck

=33[s]

d. Liczba zaczerpnięć koparki w ciągu minuty - n

e

e. Wydajność teoretyczna koparki (ładowarki) - Q

t

Pojemność łyżki koparki – q

u

=6,2[m

3

]

f. Wydajność techniczna koparki (ładowarki) - Q

tech

g. Wydajność rzeczywista koparki (ładowarki) - Q

rzecz

h. Ilość koparek (ładowarek) - n

k

Przyjmujemy 1 ładowarkę

8. Dobór samochodu technologicznego

a. Pojemność skrzyni samochodu dla 4 i 8 załadowań – V

s4

,V

s8

Współczynnik napełnienia skrzynie – k

ns

=1

Ilość załadowań – n

z

=4

Ilość załadowań – n

z

=8

b. Ładowność skrzyni samochodu dla 4 i 8 załadowań – Ł

s4

,Ł

s8

c. Dobór samochodu technologicznego

Caterpillar – 735B

Pojemność skrzyni – 19,7[m

3

]

Ładowność skrzyni – 36[Mg]

Prędkość maksymalna – 56[km/h]

d. Czas jazdy załadowanego samochodu - t

jł

Odległość od zakładu przeróbczego – l=2[km]

Średnia prędkość jazdy z ładunkiem – V

jł

=30[km/h]

e. Czas jazdy pustego samochodu - t

jp

Średnia prędkość jazdy bez ładunku – V

jp

=36[km/h]

f. Czas załadunku samochodu - t

z

Pojemność skrzyni środka transportowego – V

s

=19,7[m

3

]

8 pełnych cykli załadowań

g. Czas cyklu pracy - T

c

Czas manewrowania przy zakładzie – t

mz

=8[s]

Czas manewrowania przy wyładunku – t

mw

=6[s]

Czas wyładunku – t

w

=3[s]

Zakładany czas postoju w kolejce – t

pt

=0[s]

h. Ilość potrzebnych samochodów - N

Szacunkowo potrzeba 3 samochodów

i. Rzeczywisty czas postoju w kolejce - t

pt

j. Rzeczywisty czas cyklu samochodu - T

rz

k. Wykorzystanie pojemności skrzyni samochodu – V

s-t

Pełna liczba cykli ładowarki – n=8

l. Wydajność techniczna samochodu - Q

st

m. Ilość potrzebnych samochodów - n

s

Przyjmujemy 2 samochody

9. Wydajność zastosowanych maszyn oraz wykorzystanie układu technologicznego

Wydajność wiertnicy – Q

w

=137,94[m

3

/h]

Wydajność ładowarki – Q

ład

=128,96[m

3

/h]

Wydajność 2 samochodów – Q

sam

=165,34[m

3

/h]

Współczynnik wykorzystania wiertnicy =

90,7%

Współczynnik wykorzystania ładowarki =

97,0%

Współczynnik wykorzystania samochodów =

75,7%

137,94

128,96

165,34

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

wiertnica

ładowarka

samochody

m

3

/h

Wydajność

10. Harmonogram jazdy samochodów

90,70%

97%

75,70%

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

wiertnica

ładowarka

samochody

Współczynnik wykorzystania

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1

69

137

205

273

341

409

477

545

613

681

749

817

885

953

1021

1089

1157

1225

1293

1361

1429

1497

1565

1633

1701

1769

1837

1905

1973

2041

o

d

le

gło

ść

[km

]

czas [s]

Harmonogram pracy transportu

samochodowego

11. Podsumowanie i wnioski

Dla założonych wartości niezbędne jest wyposażenie kopalni odkrywkowej w dwie wiertnice,
jedną ładowarkę i 2 samochody transportowe oraz potrzebne będzie 96 odstrzałów na rok.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1

27

53

79

105

131

157

183

209

235

261

287

313

339

365

391

417

443

469

495

521

547

573

599

625

651

677

703

729

755

781

o

d

le

gło

ść

[km

]

czas [s]

cykl pracy samochodu

t

jt

t

mw

t

w

t

jp

t

z