Τελευταία ενημέρωση: 14 Νοεμβρίου 2014 Μέθοδοι υπόγειων εκμεταλλεύσεων και κατασκευής σηράγγων Εργαστηριακή άσκηση ακ. έτους 2015-2016, Μέρος III Δρ. Σαράτσης Γ., Δρ. Παντελής Λ. & Καθ. Εξαδάκτυλος Γ. Εργαστήριο Μελέτης και Σχολή Μηχανικών Ορυκτών Πόρων http://minelab.mred.tuc.gr TUC Slide 1 of 20
Μεταλλευτικά αποθέματα Υπολογισμός μεταλλευτικών αποθεμάτων Ο όγκος των συνολικών μεταλλευτικών αποθεμάτων είναι το άθροισμα των κάτωθι επί μέρους όγκων (κατά την εξόφληση): Όγκος κύριας στοάς Όγκοι στοών αερισμού Όγκοι στοάς περιχάραξης Όγκοι εγκάρσιων στοών Όγκοι κεκλιμένων στοών Όγκοι διαπλάτυνσης θαλάμων (αν απαιτείται) TUC Slide 2 of 20
Παράδειγμα μεταλλευτικών αποθεμάτων TUC Slide 3 of 20
Χρόνος εξόφλησης και τελικός λόγος απόληψης Υπολογισμός χρόνου εξόφλησης σε έτη: Τελικός λόγος απόληψης (%): TUC Slide 4 of 20
Απαιτήσεις σε κύριο εξοπλισμό Διάτρηση Διατρητικά για κατά μέτωπο διάτρηση των στοών Διατρητικά για υποστήριξη οροφής Λοιπός εξοπλισμός Ξεσκαρωτής Ανεμιστήρες Αντλίες Γεννήτρια Φωτισμός Φόρτωση - Μεταφορά Αυτοφορτωτές (LHD) Φορτηγά υπογείων TUC Slide 5 of 20
Εξοπλισμός διάτρησης (I) Μηχάνημα για κατά μέτωπο διάτρηση (Jumbo) Γενικά το πλήθος των διατρητικών μηχανημάτων υπολογίζεται από την απαιτούμενη ημερήσια παραγωγή και τα τεχνικά χαρακτηριστικά του μηχανήματος. Δύο βραχίονες σφύρες. Σταθερός χρόνος μεταξύ δύο διατρημάτων: 2min Ρυθμός διάτρησης: 4m/min/σφύρα Μέσο μήκος διατρήματος: 4m Ισχύς: 160HP Κόστος κτήσης: 350.000,00 Κατανάλωση: 0,2lt/HP/hr TUC Slide 6 of 20
Εξοπλισμός διάτρησης (IΙ) Μηχάνημα για ανιόντα διατρήματα (υποστήριξη οροφής) Σταθερός χρόνος μεταξύ δύο διατρημάτων: 5min Ρυθμός διάτρησης: 3m/min Μήκος διατρήματος: 3m Ισχύς: 173HP Κόστος κτήσης: 250.000,00 Κατανάλωση: 0,2lt/HP/hr TUC Slide 7 of 20
Κοχλίωση οροφής Παραδοχές: Θεωρείστε ίδια πυκνότητα κοχλίωσης στην οροφή και στις σήραγγες. Τύπος κοχλία: σημειακής αγκύρωσης, Μήκος: 3m, Διάμετρος: 15.9mm, Πυκνότητα κοχλίωσης: 1 κοχλίας/m 2. Ενίσχυση με μεταλλικό πλέγμα. Υποστήριξη Κόστος αγκυρίου: 20 Κόστος μεταλλικού πλέγματος: 3 /m 2 TUC Slide 8 of 20
Υπολογισμός αυτοφορτωτών (LHD) Θεωρήσεις αυτοφορτωτή (LHD) Ωφέλιμο φορτίο κουβά: M ϕ = 4t Όγκος κουβά: V ϕ = 1.8m 3 Συντελεστής πλήρωσης: Φ ϕ = 1 έως 1.05 (μέγιστο) Χρόνος κύκλου φόρτωσης: t ϕ = 0.6min Ισχύς: 117HP Κόστος κτήσης: 250.000,00 /μηχάνημα Κατανάλωση: 0,2lt/HP/hr TUC Slide 9 of 20
Υπολογισμός φορτηγών Θεωρήσεις αυτοκινήτου (φορτηγού) Όγκος καρότσας: V a = 9m 3 Μέγιστο ωφέλιμο φορτίο: B o = 20Mp Απόβαρο: B a = 20.5Mp Ονομαστική ισχύς: N a = 300HP Συντελεστής πλήρωσης: Φ a = 1 (μέγιστο) Σταθεροί χρόνοι ελιγμών (χωρίς την φόρτωση): t σταθ = 1.5min Κόστος κτήσης: 300.000,00 /μηχάνημα Κατανάλωση: 0.2lt/HP/hr TUC Slide 10 of 20
Λοιπός Εξοπλισμός (Ι) Ένας ξεσκαρωτής Ισχύς: 163HP Κόστος κτήσης: 150.000,00 Κατανάλωση: 0.2lt/HP/hr Ώρες λειτουργίας: θεωρείστε εσείς ώρες λειτουργίας. Γεννήτρια Ισχύς: 577HP Ηλεκτρική ισχύς: 550KVA Κόστος κτήσης: 50.000,00 Κατανάλωση: 0.2lt/HP/hr Ώρες λειτουργίας: χρόνος ζωής του εργοταξίου (σε ώρες) TUC Slide 11 of 20
Δύο ανεμιστήρες Λοιπός Εξοπλισμός (ΙΙ) Παροχή: Μεγαλύτερη ή ίση με αυτήν που υπολογίσατε Πίεση: Μεγαλύτερη ή ίση με αυτήν που υπολογίσατε Κόστος κτήσης: 100.000,00 /ανεμιστήρα Κατανάλωση: Τροφοδοσία από την γεννήτρια Ώρες λειτουργίας: χρόνος ζωής του εργοταξίου Φωτισμός Τοποθέτηση: Κύριες στοές μεταφοράς, αερισμού και περιχάραξης Φωτεινή ροή: 13200lm, Ισχύς: 150W, Κώνος φωτός: 90 o Κόστος κτήσης: 150 /φωτιστικό σώμα Πυκνότητα τοποθέτησης: 1 φωτιστικό σώμα/7.5m Ώρες λειτουργίας: χρόνος ζωής του εργοταξίου TUC Slide 12 of 20
Λοιποί υπολογισμοί (Ι) Απόσβεση μηχανήματος [ /έτος]: όπου C είναι το κόστος κτήσης, i είναι το επιτόκιο και y είναι τα έτη απόσβεσης. Κόστος καυσίμων μηχανήματος [ /έτος]: OC = N (lt/hp/ώρα) HP (ώρες/ημέρα) (ημέρες/έτος) CU ( /lt) όπου N είναι o αριθμός μηχανημάτων, HP είναι η ιπποδύναμη και CU είναι ο συντελεστής χρήσης ανά ώρα. TUC Slide 13 of 20
Λοιποί υπολογισμοί (ΙΙ) Κόστος λιπαντικών μηχανήματος[ /έτος]: LC = 0.25 OC Κόστος συντήρησης μηχανήματος [ /έτος]: M = N C MC όπου MC o συντελεστής συντήρησης. Για καινούριο μηχάνημα MC = 0.08 και για μεταχειρισμένο μηχάνημα MC = 0.16. TUC Slide 14 of 20
Αερισμός Απαιτήσεις/Κανονισμοί/Θεωρήσεις Απαιτήσεις/Θεωρήσεις: Θα τοποθετηθούν 2 μυζητικοί ανεμιστήρες στις εισόδους των 2 στοών αερισμού. Ο αέρας θα πρέπει να μπορεί να φτάσει μέχρι το βαθύτερο σημείο της εκμετάλλευσης. Για τον υπολογισμό του δικτύου αερισμού, θεωρείστε ότι σε όλα τα ενδιάμεσα κενά (εγκάρσια, κεκλιμένα κλπ) τοποθετούνται κατάλληλες πόρτες ή κουρτίνες ώστε ο αέρας να κατευθύνεται στους χώρους εργασίας. ΚΜΛΕ Παροχή αέρα: 5.66m 3 /(min εργαζόμενο) και 2.3m 3 /(min HP) Ταχύτητα αέρα: 0.1m/s v 6m/s TUC Slide 15 of 20
Αερισμός Υπολογισμός απαιτούμενης παροχής Παροχή αέρα για το προσωπικό: Q p = 5.66m 3 /min (πλήθος εργαζόμενων) Παροχή αέρα για τα μηχανήματα: Συνολική παροχή αέρα: Q m = 2.3m 3 /min (συνολική ισχύς μηχανημάτων) Μέγιστη ταχύτητα αέρα: Q t = Q p + Q m v max = Q t / (ελάχιστη διατομή μετώπου) TUC Slide 16 of 20
Αερισμός Υπολογισμός πτώσης πίεσης Πτώση πίεσης - Νόμος τετραγώνου: P = RQ 2 P: πτώση πίεσης (Pa) R: αντίσταση Atkinson λόγω τριβών (gaul = Pa s 2 /m 6 = kg/m 7 ) Q: παροχή (m 3 /s) Η παραπάνω εξίσωση αναφέρεται σε σταθερή πυκνότητα αέρα ρ = 1.2kg/m. Σε πραγματικές συνθήκες μπορεί να απαιτείται διόρθωση. TUC Slide 17 of 20
Αερισμός Υπολογισμός πτώσης πίεσης Αντίσταση Atkinson ευθύγραμμου αγωγού: R = k L S / A 3 R: αντίσταση αγωγού (gaul) k: συντελεστής τριβής κατά Atkinson (kg/m 3 ). Τυπική τιμή για σχετικά λείες στοές μεταλλείου ορθογωνικής διατομής k = 0.009kg/m 3 L: μήκος αγωγού (m) S: περίμετρος αγωγού (m) A: διατομή αγωγού (m 2 ) Αντίσταση λόγω κρούσεων Χρησιμοποιείται ο ίδιος τύπος με την αντίσταση λόγω τριβών. Το μήκος αντικαθίσταται από ένα ισοδύναμο μήκος. TUC Slide 18 of 20
Αερισμός Υπολογισμός πτώσης πίεσης Πίνακας πρόχειρου υπολογισμού ισοδύναμων μηκών: Διάταξη Ισοδύναμο μήκος (m) Αλλαγή διεύθυνσης - ορθή γωνία 20 Αλλαγή διεύθυνσης - οξεία γωνία 45 Αλλαγή διεύθυνσης - αμβλεία γωνία 5 Απότομη αύξηση διατομής 6 Απότομη μείωση διατομής 3 Προοδευτική αύξηση διατομής 1 Διακλάδωση 10 Είσοδος αέρα χωρίς ανεμιστήρα 6 Έξοδος αέρα χωρίς ανεμιστήρα 20 Παρεμβολή οχήματος (40% διατομής) 150 TUC Slide 19 of 20
Αερισμός Διάγραμμα Δικτύου Αερισμού Να υπολογίσετε την πτώση πίεσης για τις δύο περιπτώσεις χωριστά. Θεωρείστε ότι κάθε φορά λειτουργεί μόνο ο ένας βρόγχος. Όλα τα ενδιάμεσα ανοίγματα κλείνουν με κατάλληλες θύρες και κουρτίνες. TUC Slide 20 of 20