Numeryczny model urabialności złoża koparkami kołowymi budowa - zastosowanie

• Autorzy: Kołkiewicz W.

Warianty tytułu

EN

Numerical model of deposit workability with wheel excavators. Construction - application

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Narzędziami nowoczesnych metod projektowania I sterowania przedsięwzięciami inżynierskimi są kompleksowe programy oparte a technikach numerycznej symulacji. Opracowane i wdrażane obecnie programy z zakresy odkrywkowej eksploatacji złóż obejmują różne obszary tego procesu, a stosowane rozwiązania w różnym stopniu spełniają wymagania w zakresie dokładności odwzorowywania rzeczywistych zależności i uwarunkowań. Jednym z podstawowych, a przy tym bardziej złożonych obszarów budowy algorytmów i model technologicznych jest problematyka wzajemnego doboru parametrów zespołów urabiających koparek kołowych do zróżnicowanych w szerokich granicach właściwości urabiających skał i co się z tym wiąże - problematyka prognozowania efektów pracy koparek w tych skałach. Występujące trudności wynikają z faktu, że urabialność skał, określana obecnie ilościowo jednostkowym liniowym oporem kopania kL, jest wielkością zależną nie tylko od rodzaju skały, ale w bardzo istotnym stopniu od wielkości i kształtu odcinanych przez czerpaki wiórów, czyli od wielkości i typu koparki. Zawarte w opracowywanych obecnie cyfrowych modelach złóż informacji nie pozwalają na jednoznaczną ilościowa ocenę urabialności występujących w nich skał koparkami kołowymi. Przedstawiony w artykule model urabialności złoża koparkami kołowymi, które reprezentują podstawowy typ maszyn urabiających w kopalniach odkrywkowych, uwzględnia specyfikę procesu roboczego tych maszyn. Obszar zależności właściwości urabiającej skały - parametry zespołu urabiające - uzyskane efekty procesu był przedmiotem wieloletnich badań prowadzonych w kopalniach odkrywkowych z zastosowaniem różnych typów koparek, w różnych rodzajach skał nadkładowych i kopaliny użytecznej. Badaniami były objęte opory urabiania tych skał zależności korelacyjne występujące między tymi oporami a parametrami urabiania, parametrami geotechnicznymi skał oraz parametrami technologicznymi procesu jak współczynniki spulchnienia urobku i wskazówki dynamiki procesu urabiania. Uzyskane wyniki były podstawą opracowanej klasyfikacji urabialności skał koparkami kołowymi oraz są podstawą przedstawianego w artykule numerycznego modelu urabialności skał tymi maszynami, jako pierwszego ogniwa systemu numerycznej symulacji procesu technologicznego odkrywkowego udostępniania i eksploatacji złóż układami maszynowymi o pracy ciągłej typu KTZ. Istotą modelu jest odwzorowanie parametrami ilościowymi cech skał występujących w bryle docelowego wyrobiska odkrywki, które warunkują przebieg procesów roboczych zespołu koparek kołowych tworzących w odkrywce front urabiania. Podstawą ilościowej charakterystyki urabialności skały jest jednostkowy opór klasyfikacyjny, tj. opór wyznaczony w określonych warunkach realizacji procesu urabiania, co uniezależnia go od czynników niezwiązanych z parametrami urabianej skały i stwarza warunki porównywalności. Opór klasyfikacyjny wraz z przyporządkowanymi mu parametrami technologicznymi na podstawie zależności regresyjnych tworzy klasyfikacyjny wektor urabialności skały. W artykule przedstawiona jest metoda budowy modelu oraz jego zastosowanie w rozwiązywaniu problemów technologicznych z zakresu doboru koparek, prognozowania ich wydajności technicznych oraz do wielowariantowych analiz optymalizacyjnych, podane są przykłady tych zastosowań. Parametry modelu stanowią moduły wejściowe do dalszych ogniw kompleksowego systemu sterowania procesami odkrywkowymi, opartymi na technikach numerycznej symulacji wariantowych rozwiązań technologicznych.

EN

Complex programs, based on numerical simulation technologies, are instruments of modern planning methods and complex engineer enterprises operations. Presently elaborated and implemented programs in a range of strip mine deposit exploitation include different area of this process and applied solutions in various steps meet requirements in a range of actual dependences and conditions accuracy mapping. One of basic, thus that more complex range of algorithm and technological models construction, is a matter of reciprocal units parameter selection of mining wheel excavators for diversified features of mined rocks, and what is connected with this-question of wheels works effects forecasting. Difficulties results from a fact rocks workabiblity, presently defined with unitary linear digging resistance kL, is a value dependent not only on kind of rock but, in a huge step, on chips size and shape cut away by scoops, which is a wheel size and type. Information, included in presently elaborated numeral models, doesn't allow for unequivocal quantitative assessment of occurring rocks workability with wheel excavators. Presented, in this article, model of deposit workability with wheel excavators, that at the present moment represent basic type of miming machines in opencast mines, takes into account machines working process specification. Domain f dependence mining rock process - assembly parameters mining - process acquired effects have been a subject of long -term explorations in opencast mines with different types of excavators' application in various overburden rocks and useful mineral. Research inclused rocks mining resistance and correlation dependences occurring between those resistances and mining parameters, rocks geotechnical parameters, technological parameters of the process as diggings fluffing factor and minig dynamics process factor. Acquired results were a base to elaborate rocks workability classification with wheel excavators. These results also abase for present in this article numerical model of rocks workability with those machines as a first link of numerical simulation of technological process of opencast opening out and deposit exploitation with continuous work type KTZ. The essence of this model is quantity parameter mopping of rocks features that occur in target excavation solid, which determinate course and effects of wheel excavator assembly working process that from in opencast mining front. The base of rocks quantitative workability characteristic is unitary classification resistance i.e. resistance determined in specified realization conditions of mining process, what make it dependent on factors not connected with mining rock factors and create its comparability conditions. Classification resistance, with assigned on the base of regression dependence, technological parameters, creates classification rocks workability vector. This article presents model construction method and its application in technological problems solution in the range of excavators' selection, its technological capacity forecasting and many optimization analyses,. This article provides examples of its application. Model parameters are initial modules for further complex system control links with strip mine processes based n numerical simulation techniques variant technological solutions.

Słowa kluczowe

PL

koparka kołowa; symulacja numeryczna; model numeryczny; proces urabiania; klasyfikacja urabialności skał

EN

wheel excavator; numerical simulation; numerical model; mining rock process; rocks workability classification

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 47, nr 4-5
• Strony: 5--15
• Opis fizyczny: BIbliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Kołkiewicz W.

• IGO Poltegor Instytut, Wrocław

Bibliografia

• [1] Kołkiewicz W., Jednostkowe siły i opory kopania w procesie roboczym wielonaczyniowych koparek kołowych, Wyd. „Górnictwo Odkrywkowe”, Wrocław 1999 r.
• [2] Kołkiewicz W., Technologiczny model numerycznej symulacji procesu roboczego kola urabiającego koparki wielonaczyniowej Górnictwo Odkrywkowe, nr 7-8, 2004 r.
• [3] Szepietowski W., Klasyfikacja urabialności skał nadkładowych wielonaczyniowymi koparkami kołowymi. Górnictwo Odkrywkowe, nr 1, 1991 r.
• [4] Szepietowski W., Metoda określania wymaganej mocy napędu mechanizmu urabiania wielonaczyniowych koparek kołowych, Wyd. „Górnictwo Odkrywkowe”, Wrocław, 2000 r.
• [5] Identyfikacja i modelowanie warunków zalegania oraz wybierania trudno urabialnych kompleksów geologicznych zaburzonych złóż węgla brunatnego. Praca zbiorowa Poltegor-Instytut, Redakcja Górnictwa Odkrywkowego Wrocław 1995