Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica
W Krakowie
PROJEKT UKŁADU
TECHNOLOGICZNEGO KOPALNI
SUROWCÓW SKALNYCH
Piotr Jakóbik
ZiIP III
gr. 1
Kraków 2013
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