background image

AGH -  Wydz. GiG – Katedra Ekonomiki i Zarządzania  

w Przemyśle w Krakowie 

 

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 

Przedmiot: Projektowania robót górniczych 

 

PROJEKT PRZEKROJU WYROBISKA KORYTARZOWEGO 

 
 
 
 

Bartosz Grzesiak 

Studia niestacjonarne GiG EZSM Rok IV gr. 2 

2013/2014 

 

background image

 

Spis treści: 

I Metoda techniczna tzw. Minimalnych obrysów. .................................................................................. 3 

1. 

Dane projektowe. ........................................................................................................................ 3 

2. 

Projektowanie ścieku kopalnianego. ........................................................................................... 3 

2.1. 

Obliczenia dla ścieku czystego: ............................................................................................ 4 

2.2. 

Obliczenia dla ścieku zamulonego w 30%: .......................................................................... 6 

3. 

Dobór odrzwi obudowy łukowej- podatnej metodą minimalnych obrysów............................... 7 

3.1. 

Rodzaj urządzeo przewidzianych do montażu w projektowanym wyrobisku. .................... 8 

3.2. 

Dobór przekroju poprzecznego symetrycznego. ............................................................... 10 

3.3. 

Sprawdzenie ilości przepływającego powietrza dla dobranej obudowy ŁP10/V29/A. ..... 12 

3.4. 

Sprawdzenie warunków ze względu na prędkośd przepływu powietrza. ......................... 12 

II  Metoda analityczna. .......................................................................................................................... 13 

1. 

Dane projektowe. ...................................................................................................................... 13 

2. 

Koszt drążenia wyrobiska. ......................................................................................................... 13 

3. 

Utrzymanie wyrobiska. .............................................................................................................. 16 

4. 

Koszt przewietrzania wyrobiska. ............................................................................................... 18 

5. 

Całkowity koszt wyrobiska. ....................................................................................................... 21 

 

 

 
 
 
 
 
 
 

 

 
 

background image

 

I. 

 Metoda techniczna tzw. Minimalnych obrysów. 

 

1.  Dane projektowe. 

  

Do obliczenia ostatecznej wartości przekroju poprzecznego wyrobiska korytarzowego 

dla  zadanych  warunków  górniczo-technicznych,  niezbędne  będzie  zastosowanie 
następujących danych obliczeniowych: 
 

 

Ilość torów: 

 

 

 

 

 

2 szt. 

 

Prześwit torów: 

 

 

 

 

 

s = 900 [mm] 

  Rodzaj lokomotywy: 

 

 

 

 

Lep – 14 

  Rodzaj wozów: 

 

 

 

 

 

D. 5,5 [m

3

 

Natężenie przepływu objętości wody w ścieku: 

 

q

v

 = 15 [m

3

/min] 

 

Tangens nachylenia ścieku:  

 

 

 

i = 0,004 

 

Ilość powietrza przepływającego wyrobiskiem: 

 

Q = 35 [m

3

/s] 

 

 

2.  Projektowanie ścieku kopalnianego. 

 

Dobór  ścieku  kopalnianego  prostokątnego  następuje  w  oparciu  o  normę  PN-75/G-

52280, której przedmiotem są zasady projektowania ścieków kopalnianych dołowych. Norma 
ta określa sposób obliczania natężenia przepływu wody, podaje wymiary ścieku, ustala rodzaj 
i  grubość  obudowy  ścieku,  określa  rodzaje  materiałów  do  obudowy  oraz  określa  warunki 
sytuowania ścieku w wyrobisku. 

 

Dla  warunków  projektowych  dobór  ścieku  nie  jest  dowolny,  lecz  ma  narzucony 

zdefiniowany  rygor  w  postaci  minimalnej  wartości  natężenia  przepływu  objętości  wody  
w ścieku równej q

v

 = 15 [m

3

/min]. Oznacza to, że ściek kopalniany należy zaprojektować tak, 

aby  uzyskany  przepływ  objętości  wody  był  większy,  lub  co  najmniej  równy  wartości  
q

v

 narzuconej w projekcie. 

 

Na podstawie nadmienionej normy PN-75/G-52280 oraz mając na uwadze minimalną 

wartość  przepływu  objętości  wody  w  ścieku  równą  q

v

  =  15  [m

3

/min]  dobieram  ściek 

kopalniany prostokątny o wielkości 4, wykonany z cegły lub betonitów, mający następujące 
wymiary: 
 

 

Użyteczna szerokość ścieku 60 [cm] 

 

Użyteczna wysokość ścieku 65 [cm] 

 

Grubość ścianek 25 [cm] 

  Grubość dna 12 [cm] 

 
 

background image

 

 

Rys. 1 Ściek kopalniany prostokątny

 

 

Wielkość 

ścieku 

Użyteczna 

szerokość 
ścieku (a) 

Użyteczna 

wysokość 

ścieku (b) 

Powierzchnia 

użyteczna ścieku 

czystego (F) 

Powierzchnia 

użyteczna ścieku 

zamulonego 

(F

30%

Grubość 

ścianek 

Grubość 

dna 

Z cegły lub z 

betonitów 

[cm] 

[cm] 

[m

2

[m

2

[cm] 

[cm] 

60 

65 

0,39 

0,273 

25 

12 

Tab. 1 Zestawienie wymiarów wybranego ścieku kopalnianego prostokątnego. 

 

2.1.  Obliczenia dla ścieku czystego: 

 

 

Powierzchnia użyteczna ścieku (F): 

 

            

 

  

Gdzie: 
a-  Użyteczna szerokość ścieku [m] 
b-  Użyteczna wysokość ścieku [m] 

 

                        

 

  

 

 

Zwilżony obwód ścieku (P): 

 

                  

                             

 

 

Promień hydrauliczny (R): 

 

   

 
 

     

 

   

    

   

            

background image

 

 

Znormalizowany  współczynnik  zależny  od  materiału  tworzącego  ścianki  i  dno 
ścieku (φ): 
Wartość  współczynnika  φ  przyjmowana  jest  w  oparciu  o  normę  PN-75/G-52280  
w zależności od materiału tworzącego ścianki i dno ścieku. W projekcie przyjąłem, 
że materiałem tym jest cegła, dla której przyjmuje wartość: 

 

              

 

 

Współczynnik wg. Wzoru Bazina (c): 

 

   

  

   

 

√ 

 

 

   

  

   

    

√     

        

 

 

Prędkość przepływu wody (V): 
 

        √      *

 

 

+ 

            √                      *

 

 

 

 

Maksymalne natężenie przepływu wody w ścieku (Q

v

): 

 

 

 

              [

 

 

   

] 

 

 

                            [

 

 

   

 

 

Właściwy dobór ścieku zapewni spełnienie następującej nierówności: 

 

 

   

 

 

 

Gdzie: 

q

v

- minimalne natężenie przepływu wody w ścieku 

*

 

 

   

Q

v

- maksymalne natężenie przepływu wody w danym ścieku 

*

 

 

   

 

   [

 

 

   

]         [

 

 

   

 
Nierówność jest spełniona zatem ściek nr 4 gdy jest czysty spełnia wymagania projektowe. 

background image

 

2.2.  Obliczenia dla ścieku zamulonego w 30%: 

 

 

Użyteczna wysokość ścieku (b’): 

 

 

 

               

 

 

 

                         

 

 

Powierzchnia użyteczna ścieku (F’): 

 

              

 

  

Gdzie: 
a- użyteczna szerokość ścieku [m] 
b’- użyteczna wysokość ścieku zamulonego [m] 

 

                           

 

  

 

 

Zwilżony obwód ścieku (P): 

 

                    

 

                                

 

 

Promień hydrauliczny (R’): 

    

  
  

     

 

    

     

    

            

 

 

Znormalizowany  współczynnik  zależny  od  materiału  tworzącego  ścianki  i  dno 
ścieku (φ): 
Wartość  współczynnika  φ  przyjmowana  jest  w  oparciu  o  normę  PN-75/G-52280  
w zależności od materiału tworzącego ścianki i dno ścieku. W projekcie przyjąłem, 
że materiałem tym jest cegła, dla której przyjmuje wartość: 

 

              

 

 

Współczynnik wg. Wzoru Bazina (c’): 

 

    

  

   

 

√  

 

 

background image

 

    

  

   

    

√     

        

 

 

Prędkość przepływu wody (V): 

 

          √       *

 

 

+ 

             √                     *

 

 

 

 

Maksymalne natężenie przepływu wody w ścieku zamulonym w 30% (Q

v

): 

 

 

 

                  [

 

 

   

] 

 

 

                            [

 

 

   

 

 

Właściwy dobór ścieku zapewni spełnienie następującej nierówności: 

 

 

 

   

 

  

 

Gdzie: 

q

v

- minimalne natężenie przepływu wody w ścieku 

*

 

 

   

Q

v

’- maksymalne natężenie przepływu wody w danym ścieku 

*

 

 

   

 

   [

 

 

   

]         [

 

 

   

 

Nierówność  jest  spełniona,  zatem  ściek  nr  4  gdy  jest  zamulony  w  30%  spełnia 

wymagania projektowe. 

3.  Dobór odrzwi obudowy łukowej- podatnej metodą minimalnych 

obrysów. 

 

Metoda  minimalnych  obrysów  polega  na  wyznaczeniu  minimalnej  wysokości  

i  szerokości  wyrobiska  w  oparciu  o  zastosowane  maszyny  i  urządzenia  w  tym  wyrobisku.  
W  tej  metodzie  należy  zsumować  wszystkie  szerokości  urządzeń  oraz  minimalne  odstępy 
ruchowe pomiędzy tymi urządzeniami i odstępy ruchowe pomiędzy urządzeniami i obudową 
chodnikową. 

W  pierwszym  etapie  należy  dobrać  odpowiednie  wyposażenie  użytkowe 

projektowanego wyrobiska. Kolejnym krokiem jest ustalenie wymiarów ruchowych środków 
transportu  i  urządzeń  według  danych  zawartych  w  kartach  katalogowych.  Następnie 

background image

 

wyznacza się bezpieczne odstępy ruchowe dla środków transportu. Na tej  podstawie należy 
oszacować minimalną szerokość użyteczną wyrobiska oraz minimalną szerokość odrzwi przy 
spągu ze względu na posadowienie torów i ścieku dla wody. Ostatnim etapem jest ustalenie 
potrzebnej wysokości wyrobiska. Wreszcie, dobiera się ostateczną wielkość drzwi wyrobiska 
w oparciu o wartości znormalizowane. 
 

3.1.  Rodzaj urządzeń przewidzianych do montażu w projektowanym 

wyrobisku. 

 

A.  Torowisko kopalniane 

a)  Szyny: 

Ze  względu  na  wymagany  minimalny  rozstaw  torów,  dobór  podkładów  kolejowych  

o odpowiednich wymiarach optymalne będą szyny o oznaczeniu S-24. Na potrzeby projektu 
należy wymienić następujące wymiary: 

 

Rys. 2 Szyna S24 

 

Wysokość szyny (H): 

 

115 [mm] 

 

Szerokość stopki szyny (B): 

90 [mm] 

 

Szerokość główki szyny (C): 

53 [mm] 

 

Grubość szyjki szyny (S):  10 [mm] 

 

b)  Tory: 

Dla  warunków  projektowych  wymagane  są  dwa  torowiska  o  prześwicie  900  [mm] 

każde, zgodnie z normą PN-80/G-46000. 
 

 

Rys. 3 Schemat prześwitu torów w kopalniach podziemnych 

 

 

Szerokość torów (S): 

 

900 [mm] 

background image

 

c)  Podkłady kolejowe: 

Ze  względu  na  wymaganą  szerokość  torów,  należy  dobrać  podkład  kolejowy  

o następujących wymiarach: 
 

 

Szerokość podkładu: 

 

200 [mm] 

 

Wysokość podkładu: 

 

140 [mm] 

 

Długość podkładu:   

 

1600 [mm] 

 

d)  Lokomotywa: 

Wymagania  projektu  narzucają  użycie  lokomotywy  elektrycznej  przewodowej,  

o rozstawie szerokości kół na osiach równym 900 [mm]. Główne parametry oraz podstawowe 
wymiary  lokomotywy  elektrycznej  zasilanej  z  sieci  trakcyjnej,  przeznaczonej  do  pracy  
w  kopalniach  podziemnych  zostały  ujęte  w  normie  PN-89/G-46801.  Na  potrzeby  projektu 
dobrana została lokomotywa LEP-14/2A. Jej główne parametry i wymiary wynoszą: 
 

 

Rys. 4 Schemat lokomotywy elektrycznej przewodowej zasilanej z sieci trakcyjnej 

 

 

Nominalna masa użyteczna: 

 

 

14 [Mg] 

 

Maksymalna szerokość lokomotywy:  

 

1350 [mm] 

 

Długość lokomotywy: 

 

 

 

6000 [mm] 

 

Wysokość lokomotywy: 

 

 

 

1650 [mm] 

  Rozstaw osi: 

 

 

 

 

2000 [mm] 

 

Rozstaw kół na osiach: 

 

 

 

900 [mm] 

 

e)  Wozy kopalniane: 

Projekt  narzuca  minimalną  objętość  skrzyni  załadowczej  wozów  równą  5,5  [m

3

 jak i rozstaw kół na osiach równy 900 [mm]. Wymagania te spełniają wozy duże ze skrzynią 
stałą  opisane  w  normie  PN-63/G-46080.  Dla  przyjętego  wozu  zestawiam  najistotniejsze 
parametry mające później wpływ na minimalną szerokość wyrobiska: 

 

 

Pojemność nominalna skrzyni: 

5,53 [m

3

 

Szerokość wozu:   

 

1330 [mm] 

 

Wysokość wozu:   

 

1600 [mm] 

 

Długość wozu: 

 

 

4100 [mm] 

  Rozstaw osi: 

 

 

1600 [mm] 

 

Rozstaw kół na osiach: 

 

900 [mm] 

background image

10 

 

 

Rys. 5 Duży wóz kopalniany ze stałą skrzynią (PN- 63/G-46080) 

 

3.2.  Dobór przekroju poprzecznego symetrycznego. 

 

a)  Ustalenie minimalnej szerokości użytecznej wyrobiska (A

min

): 

 

 

Minimalna szerokość przejścia dla ludzi:   

70 [cm] 

  Wymiar najszerszego elementu taboru kolejowego: 135 [cm] 

 

Odstęp ruchowy między taborami:   

 

25 [cm] 

 

Odstęp ruchowy między taborem a ociosem: 

25 [cm] 

 

Dopuszczalne odchylenie szerokości użytkowej: 

5 [cm] 

 

Razem: 395 [cm] 

 

 

+5% na zaciśnięcie obudowy wyrobiska:    

19,75 [cm] 

 

∑  

   

              

 

b)  Sprawdzenie szerokości wyrobiska ze względu na posadowienie podkładów 

kolejowych i zabudowy ścieku (S

min

): 

 

 

Odległość ścieku od obudowy: 

 

 

 

65 [cm] 

 

Szerokość ścieku nr 4 wraz z jego obudową: 

 

110 [cm] 

 

Minimalna dopuszczalna odległość podkładu od ścieku: 

10 [cm] 

 

Minimalna dopuszczalna odległość między podkładami: 

10 [cm] 

 

Minimalna dopuszczalna odległość podkładu od ociosu: 

25 [cm] 

 

Szerokość podkładów kolejowych:   

 

 

160 [cm] 

  Dopuszczalne szerokości wyrobiska w świetle: 

 

5 [cm] 

 

Razem: 545 [cm] 

 

∑  

   

           

 

background image

11 

 

c)  Ustalenie minimalnej wysokości wyrobiska (H

min

): 

 

 

Wysokość szyny:   

 

 

 

 

 

 

11,5 [cm] 

 

Wysokość zawieszenia sieci trakcyjnej: 

 

 

 

 

220 [cm] 

 

Minimalny odstęp zawieszenia przewodu sieci od stropu niepalnego: 

5 [cm] 

 

Dopuszczalne odchylenie wysokości wyrobiska: 

 

 

 

5 [cm] 

 

Razem: 241,5 [cm] 

 

 

+5% na zaciśnięcie obudowy wyrobiska:

 

 

 

 

 

12,1 [cm] 

∑  

   

             

 

d)  Dobór przekroju poprzecznego wyrobiska: 

 

Na podstawie uzyskanych wyników, tj: 

 

Minimalna użyteczna szerokość wyrobiska (A

min

): 

414,75 [cm] 

 

Szerokość wyrobiska przy spągu (S

min

):  

 

545 [cm] 

 

Minimalna wysokość wyrobiska (H

min

):  

 

253,6 [cm] 

 
oraz  normę  PN-90/G-06010  i  PN-93/G-15000/02  dobieram  obudowę  ŁP10/V29/A 
posadowioną na stopie stalowej. Poniżej zestawiam najważniejsze wymiary obudowy: 

 

Rys. 6 Schemat obudowy Łukowej Podatnej 

 

Wielkość odrzwi: 10 

 

Szerokość użyteczna odrzwi (A):   

 

 

537 [cm] 

 

Szerokość przy spągu (s):   

 

 

 

550 [cm] 

  Wysokość odrzwi obudowy(w): 

 

 

 

380 [cm] 

 

Wysokość wyrobiska w świetle (h):  

 

 

355 [cm] 

 

Wysokość odcinka prostego łuków ociosowych (Z):  

83 [cm] 

 

Promień łuku ociosowego (R

1

): 

 

 

 

307,5 [cm] 

 

Promień łuku stropnicowego(R

2

):   

 

 

265 [cm] 

 

Długość zakładki łuku ociosowego i stropnicowego (C): 

55 [cm] 

  Powierzchnia przekroju poprzecznego odrzwi w świetle: 

17,57 [m

3

background image

12 

 

3.3.  Sprawdzenie  ilości  przepływającego  powietrza  dla  dobranej  obudowy 

ŁP10/V29/A. 

 

Ilość powietrza przepływającego wyrobiskiem obliczamy ze wzoru: 

 

   

 

 

 *

 

 

+ 

 

Gdzie: 

Q – ilość powietrza przepływającego wyrobiskiem 

*

 

 

 

F – pole przekroju poprzecznego wyrobiska  

 

 

  

 

Zadana  w  projekcie  ilość  powietrza,  która  przepływa  wyrobiskiem  wynosi 

    *

 

 

 

+. 

Wobec tego: 

 

   

  

     

     *

 

 

 
 

3.4.  Sprawdzenie warunków ze względu na prędkość przepływu powietrza. 

 

Dla odpowiednio dobranej obudowy powinien być spełniony warunek: 

 

 

   

       

   

   

   

 

 

Gdzie: 

 

   

  najmniejsza dopuszczana przepisami prędkość powietrza równa  

 

      *

 

 

 

   

  zalecana prędkość przepływu powietrza równa      *

 

 

+   

 

   

  maksymalna prędkość przepływu powietrza dopuszczona przepisami równa 

 

   *

 

 

 

Nierówność wygląda następująco: 

 

                  *

 

 

 

Nierówność  jest  prawdziwa,  wobec  tego  kryterium  wentylacyjne  dla  obudowy 

ŁP10/V29/A jest spełnione. 
 
 
 
 

background image

13 

 

II. 

   Metoda analityczna. 

 

Metoda  analityczna  jest  rachunkową  metodą  określania  konkretnych  parametrów 

górniczo- technicznych, ekonomicznie najdogodniejszych pod względem kosztów własnych. 
Polega  ona  na  ujęciu  matematycznym  ilościowych  zależności  pomiędzy  tymi  parametrami  
a wskaźnikami kosztów w celu wyznaczenia jednostkowych kosztów całkowitych. 
 

Jednostkowy  koszt  całkowity  wyrobiska  k

c

  obliczany  jest  na  podstawie  trzech 

składników: 

 

 

           

 

 

Gdzie: 
    koszt drążenia wyrobiska [zł] 
    koszt utrzymania wyrobiska [zł] 
 

 

  koszt przewietrzania wyrobiska [zł] 

 

1.  Dane projektowe. 

 

Do  obliczenia  i  określenia  konkretnych  parametrów  górniczo-  technicznych, 

ekonomicznie  najdogodniejszych  pod  względem  kosztów  własnych,  niezbędnym  będzie 
użycie następujących danych obliczeniowych: 
 

 

Współczynnik uwzględniające koszty niezależne od przekroju wyrobiska (a): 

    *

  

  

 

Współczynnik uwzględniające koszty zależne od przekroju wyrobiska (b): 

    *

  

 

 

 

Współczynnik zależny od rodzaju obudowy wyrobiska (a’): 

 

 

   *

  

     

 

 

Współczynnik oporu aerodynamicznego (α): 

 

 

 

 

       *

    

 

 

 

 

Wielkość przekroju poprzecznego wyrobiska (S): 

 

 

 

       

 

  

 

Współczynniki zależne od rodzaju skał stropowych i spągowych (f

1

, f

2

):             

 

 

   

 

        

 

2.  Koszt drążenia wyrobiska. 

 

Koszt drążenia wyrobiska obliczam na podstawie zależności: 

 

     

 

    [

  

  

] 

Gdzie: 

 

 

  koszt drążenia 1   

 

  wyrobiska *

  

 

 

    przekrój poprzeczny wyrobiska   

 

  

 

Brakującą  wartością  jest  koszt  drążenia  1  [m

3

]  wyrobiska,  otrzymuje  się  ją  

z następującego wzoru: 

background image

14 

 

 

 

 

 
 

    [

  

 

 

] 

Podstawiając otrzymuję: 

    (

 
 

   )                 [

  

  

 

                                [

  

  

 

Porównawcze koszty drążenia wyrobisk o różnych przekrojach podano w Tabeli 2. 

 
 

 

S [m

2

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

17 

18 

k [zł/mb] 

835 

960 

1085 

1210 

1335 

1460 

1585 

1710 

1835 

1960 

2085 

2210 

2335 

2460 

Tab. 2 Zestawienie kosztów drążenia wyrobisk w zależności od wielkości przekroju poprzecznego

background image

15 

 

 

Wyk. 1 Jednostkowy koszt drążenia wyrobiska 

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

k [zł/mb

S [m

2

Jednostkowy koszt drążenia wyrobiska  

k

background image

16 

 

3.  Utrzymanie wyrobiska. 

 

Koszt utrzymania wyrobiska obliczam z zależności: 

 

               [

  

  

] 

 

Gdzie: 

r – koszt utrzymania 1mb wyrobiska w ciągu roku 

*

  

      

l – długość wyrobiska [m] 
t – czas utrzymania wyrobiska [lat] 

 

Koszt utrzymania 1 mb wyrobiska w ciągu roku obliczamy ze wzoru: 

 

   

      

 

 

   

 

 [

  

        

] 

 

Gdzie: 
 

 

   

 

       współczynnik  zależny  od  rodzaju  skał  stropowych  i  spągowych  wg. 

Klasyfikacji Protodiakonowa

 

Podstawiając otrzymuję: 

 

   

      

 

 

   

 

         [

  

  

] 

 

  Dla czasu utrzymania wyrobiska t=4 lata: 

 

 

     

 

          

     

                 [

  

  

 

  Dla czasu utrzymania wyrobiska t=8 lat: 

 

 

     

 

          

     

                 [

  

  

 

S [m

2

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

17 

18 

[zł/mb] 

100  120  140  160  180  200  220  240  260  280  300  320  340  360 

200  240  280  320  360  400  440  480  520  560  600  640  680  720 

Tab. 3 Zestawienie kosztów utrzymania wyrobisk w zależności od czasu utrzymania i wielkości przekroju.

 

 

background image

17 

 

 

Wyk. 2 Jednostkowy koszt utrzymania wyrobiska przez 4 i 8 lat

0

100

200

300

400

500

600

700

800

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

R [zł/mb

S [m

2

Jednostkowy koszt utrzymania wyrobiska przez 4 i 8 lat 

R 4 lata

R 8 lat

background image

18 

 

4.  Koszt przewietrzania wyrobiska. 

 

Koszt energii zużytej na przewietrzanie obliczamy ze wzoru: 

 

 

 

       

 

 

 

Gdzie: 
E – ilość energii potrzebnej do przeprowadzenia powietrza [kWh] 

k

e

 – jednostkowy koszt energii elektrycznej  

     *

  

   

 

Ilość energii potrzebnej do przeprowadzenia powietrza obliczam z zależności: 

 

                               

 

Gdzie: 
N – moc wentylatora [kW] 
t – prognozowany czas przewietrzania wyrobiska w latach 

 

Moc teoretyczną wentylatora obliczamy ze wzoru: 

 

 

    

 

     

   

     

Gdzie: 
N

teor

 – teoretyczna moc wentylatora [kW] 

Q – ilość powietrza przepływającego przez wyrobisko 

*

 

 

 

h – depresja powodująca ruch powietrza w wyrobisku [mm H

2

O] 

 

Całkowita moc wentylatora wynosi: 

 

   

     

       

 

Gdzie: 
ɳ - współczynnik sprawności 

     [  ] 

 

Depresja powodująca ruch powietrza w wyrobisku wyniesie: 

 

       

     

 

 

   

 

 

 

Gdzie: 

α – współczynnik oporu aerodynamicznego 

*

    

 

 

 

L – długość wyrobiska [m] 
P – obwód wyrobiska [m] 
S – przekrój wyrobiska [m

2

]

background image

19 

 

Podstawiając wartość depresji do zależności określającej moc wentylatora: 

 

       

     

           

 

   

 

 

 

Wstawiając  tę  zależność  do  wzoru  na  ilość  energii  potrzebnej  do  przeprowadzenia 

powietrza otrzymuje: 
 

       

     

           

 

   

 

                     

 

Ostatecznie wzór pozwalający obliczyć jednostkowy koszt  przewietrzania wyrobiska 

wygląda następująco: 
 

 

 

 

                            

 

   

 

           

   

 [

  

  

] 

 

Gdzie: 
c – stały współczynnik zależny od kształtu wyrobiska, dla wyrobiska o przekroju łukowym c = 3,8 

 

  Dla czasu przewietrzania wyrobiska t = 4 lata: 

 

 

    

 

                                    

 

      

                  

   

         [

  

  

 

  Dla czasu przewietrzania wyrobiska t = 8 lat: 

 

 

    

 

                                    

 

      

                  

   

         [

  

  

 

 

S [m

2

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

17 

18 

R

e

 

4 lata 

[zł/m

b] 

496  315  214 

153  114 

87 

69 

55 

45 

38 

32 

27 

23 

20 

8 lat 

994  630  428 

307  228  176 

138  111 

91 

76 

64 

54 

46 

40 

Tab. 4 Zestawienie kosztów przewietrzania wyrobiska w zależności od wielkości przekroju i czasu przewietrzania. 

background image

20 

 

 

Wyk. 3 Jednostkowy koszt przewietrzania wyrobiska przez 4 i 8 lat 

0

200

400

600

800

1000

1200

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

R [zł/mb

S [m

2

Jednostkowy koszt przewietrzania wyrobiska przez 4 i 8 lat 

Re 4 lata

Re 8 lat

background image

21 

 

5.  Całkowity koszt wyrobiska. 

 

Całkowity  jednostkowy  koszt  wyrobiska  k

c

  obliczmy  ze  wzoru  na  podstawie  trzech 

składników, tj: 
 

 

 

           

 

 [

  

  

] 

 

Gdzie: 

k – koszt drążenia wyrobiska 

*

  

  

R – koszt utrzymania wyrobiska 

*

  

  

R

e

 – koszt przewietrzania wyrobiska 

*

  

  

 

Podstawiając odpowiednie wyprowadzenia: 

 

 

 

           

 

 

   

 

 

   

 

         

                            

 

   

 

           

   

 [

  

  

] 

 

Przyjmuję: 

 

 

 

 

          

 

 

   

 

 

 

 

 

       

 

 

 

 

 

 

                            

 

   

 

           

   

 

 

 

 

    

 

Wprowadzając powyższe oznaczenia otrzymuję: 

 

 

 

           

 

 

   

 

 

   

 

         

                            

 

   

 

           

   

   

 

     

 

 

 

   

   

 

 

 
Funkcja posiada maksimum w punkcie, w którym pierwsza jej pochodna jest równa 

 

 

 

    

 

 

 

 

   

 

 

       

 

 

   

    

 

 

   

  √

        

 

 

 

   

  √

                                   

 

   

 

      

 

           

   

 

background image

22 

 

  Dla czasu istnienia wyrobiska t = 4 lat: 

 

 

   

  √

                                          

 

      

(     

          

      )             

   

         

 

  

 

  Dla czasu istnienia wyrobiska t = 8 lat: 

 

 

   

  √

                                          

 

      

(     

          

      )             

   

         

 

  

 
 

 

S [m

2

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

17 

18 

k [zł/mb] 

835 

960 

1085  1210  1335  1460  1585  1710  1835  1960  2085  2210  2335  2460 

[

  

  

] 

100 

120 

140 

160 

180 

200 

220 

240 

260 

280 

300 

320 

340 

360 

200 

240 

280 

320 

360 

400 

440 

480 

520 

560 

600 

640 

680 

720 

R

[

  

  

] 

496 

315 

214 

153 

114 

87 

69 

55 

45 

38 

32 

27 

23 

20 

994 

630 

428 

307 

228 

176 

138 

111 

91 

76 

64 

54 

46 

40 

∑k 

[

  

  

] 

1431  1395  1439  1523  1629  1747  1874  2005  2140  2278  2417  2557  2698  2840 

2029  1830  1793  1837  1923  2036  2163  2301  2446  2596  2746  2904  3061  3220 

Tab. 5 Sumaryczne zestawienie kosztów dla wyrobiska. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

23 

 

 

Wyk. 4 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 4 lata 

496 

315 

214 

153 

114 

87 

69 

55 

45 

38 

32 

27 

23 

20 

100 

120 

140 

160 

180 

200 

220 

240 

260 

280 

300 

320 

340 

360 

835 

960 

1085 

1210 

1335 

1460 

1585 

1710 

1835 

1960 

2085 

2210 

2335 

2460 

1431 

1395 

1439 

1523 

1629 

1747 

1874 

2005 

2140 

2278 

2417 

2557 

2698 

2840 

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

R [zł/mb

S [m

2

Jednostkowy koszt całkowity k

C

 dla okresu 4 lat. 

Re

R

k

kc

background image

24 

 

 

Wyk. 5 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 8 lat 

994 

630 

428 

307 

228 

176 

138 

111 

91 

76 

64 

54 

46 

40 

200 

240 

280 

320 

360 

400 

440 

480 

520 

560 

600 

640 

680 

720 

835 

960 

1085 

1210 

1335 

1460 

1585 

1710 

1835 

1960 

2085 

2210 

2335 

2460 

2029 

1830 

1793 

1837 

1923 

2036 

2163 

2301 

2446 

2596 

2746 

2904 

3061 

3220 

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

R [zł/mb

S [m

2

Jednostkowy koszt całkowity k

C

 dla okresu 8 lat. 

Re

R

k

kc

background image

25 

 

Spis ilustracji: 

 
Rys. 1 Ściek kopalniany prostokątny ......................................................................................... 4 
Rys. 2 Szyna S24 ........................................................................................................................ 8 
Rys. 3 Schemat prześwitu torów w kopalniach podziemnych ................................................... 8 
Rys. 4 Schemat lokomotywy elektrycznej przewodowej zasilanej z sieci trakcyjnej ............... 9 
Rys. 5 Duży wóz kopalniany ze stałą skrzynią (PN- 63/G-46080) .......................................... 10 
Rys. 6 Schemat obudowy Łukowej Podatnej ........................................................................... 11 
 

Spis tabel: 

 
Tab. 1 Zestawienie wymiarów wybranego ścieku kopalnianego prostokątnego. ...................... 4

 

Tab. 2 Zestawienie kosztów drążenia wyrobisk w zależności od wielkości przekroju 
           poprzecznego ................................................................................................................. 14

 

Tab. 3 Zestawienie kosztów utrzymania wyrobisk w zależności od czasu utrzymania  
            i wielkości przekroju. ................................................................................................... 16

 

Tab. 4 Zestawienie kosztów przewietrzania wyrobiska w zależności od wielkości przekroju 
           i czasu przewietrzania. .................................................................................................. 19

 

Tab. 5 Sumaryczne zestawienie kosztów dla wyrobiska. ........................................................ 22

 

 

Spis wykresów: 

 
Wyk. 1 Jednostkowy koszt drążenia wyrobiska ....................................................................... 15

 

Wyk. 2 Jednostkowy koszt utrzymania wyrobiska przez 4 i 8 lat ........................................... 17

 

Wyk. 3 Jednostkowy koszt przewietrzania wyrobiska przez 4 i 8 lat ...................................... 20

 

Wyk. 4 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 4 lata ...................................................... 23

 

Wyk. 5 Jednostkowy koszt całkowity kc dla okresu 8 lat ........................................................ 24