Yeraltı Madenlerinde Nakliyat

... konulu sunumlar: "Yeraltı Madenlerinde Nakliyat"— Sunum transkripti:

1 Yeraltı Madenlerinde Nakliyat
- Ayaktan taban yoluna nakliyat (0o – 40o) - Taban yolundan ana nakliyat galerisine nakliyat (0o – 10o) - Katlar arası nakliyat (40o – 90o) - Ana nakliyat galerisinden yeryüzüne nakliyat (0o – 90o)

2 Ayaktan taban yoluna nakliyat (0o – 40o)
Zincirli konveyör (AFC = armoured flexible conveyor) Sabit oluk Dolgu veya taban taşı üzerinden kaydırarak

3 Taban yolundan ana nakliyat galerisine nakliyat (0o – 10o)
Bantlı konveyör Sallantılı oluk

4 Katlar arası nakliyat (40o – 90o)
Helezoni oluk Nakliye bacaları Platformlu sistemler Kör kuyu

5 Ana nakliyat galerisinden yeryüzüne nakliyat (0o – 90o)
Yatay galeri (vagon veya bantlı konveyör) Desandre (vinç veya bantlı konveyör ) Kuyu (dik veya eğik kuyuda kafes veya skip ile taşıma) Rampa (eğimli yolda kamyon ile taşıma)

6 Bant Nakliyatı Bant ile eğim yukarı nakliyat maksimum 18o eğimde gerçekleşebileceğinden, bu eğimde bir desandrenin açılması gerekir. Desandre, yeryüzü ile (+810) cevherin üretileceği taban kotu (+380) arasında sürülmelidir kotunun üzerindeki katlardan üretilen cevher taban kotuna indirilip burada kırıldıktan sonra bantlı konveyör üzerine beslenecektir. Nakliyatta katedilecek kot farkı – 380 = 430 m sin 18o = 430/x  x = m (bandın yeryüzünde diğer bir nakliyat ekipmanına kadar kısa bir mesafe devam edeceği kabuluyle toplam bant uzunluğu 1400 m alınabilir.) Yıllık üretim (dolayısıyla nakliyat) kapasitesi = t/a Yıllık çalışma süresi 280 gün/yıl * 2 vardiya/gün * 7 saat/vardiya (efektif) = 3920 saat olacağına göre saatlik nakliyat kapasitesi; / 3920 = t/h olacaktır. Cevherin yerinden kazıldıktan ve kırıldıktan sonra % 35 kabaracağı varsayılırsa yığın yoğunluğu 4.2 t/m3 / 1.35 = 3.1 t/m3 olur. Buradan gerekli nakliyat debisi t/h / 3.1 t/m3 = 43.5 m3/h olur.

7

8 Yan rulo eğimleri 20o olan üçlü üst rulo takımı, bant üzerindeki malzeme şev açısı 10o, bant hızı 0.9 m/sn alındığında, efektif malzeme yığını genişliği; V = b22 ( tgφ) f2 v (m3 gevşek/h) Bant eğimi        0o-10o     12o     16o     20o f2 faktörü             1         0.97   0.92   0.85 Buradan doğru orantı kurarak 18o için f2 faktörü bulunur. 43.5 m3/h = b22 ( tg10o) x 0.9 b2 = (43.5 / )1/2 b2 = 0.38 m B < 2000 mm olan bantlarda b2 = 0.9 b1 – 0.05 (m) olduğundan; b1 = (b ) / 0.9  b1 = 0.48 ≈ 0.50 m bant genişliği Tahrik tamburu genişliği B < 1000 mm için bT = b (mm) Dolayısıyla bT = 55 cm bulunur.

9 Dokuma karkaslı bant kullanılacağını varsayarsak tabaka sayısı şöyle bulunur;
b1 (mm) Tabaka sayısı (z) 3-4 4-5 4-6 900 4-7 4-9 Bu tablodan 500 mm bant genişliği için yüksek güvenlik katsayısıyla tabaka sayısı 5 alınır. Tahrik tamburu çapı tabaka sayısına bağlı olarak şöyle bulunur; DT = (125 ~ 190) z (mm) Buradan tahrik tamburu çapı 95 cm bulunur. Bant üzerindeki gerilme dağılımının uygunluğu nedeniyle baştan tek tahrik kabul edildiğinde, tahrik tamburu desandre ağzında, yani yeryüzünde yer alacak, desandre dibinde ise geri dönüş tamburu olacaktır. Geri dönüş tamburu çapı olarak tahrik tamburunun % 80’i alınırsa DGD = 76 cm olur. Rulo seçimi için aşağıdaki tablodan yararlanılır:

10 Rulolar arası mesafe için de aşağıdaki tablodan yararlanılır.
Bant eni (mm) Rulo çapı (mm) Üçlü grup Dönüş makarası İkili grup Uzunluk (mm) Ağırlık (kg) 300 99 100 125 6.1 7.0 380 4.6 5.8 200 5.0 6.5 400 89 108 160 8.3 8.4 500 5.4 6.7 250 6.0 7.6 7.5 9.8 600 6.4 7.8 315 7.2 9.2 650 113 9.0 11.4 15.8 750 8.0 9.6 12.7 800 133 13.8 18.6 950 12.0 16.0 1000 21.6 1150 19.0 1200 465 25.4 1400 23.0 530 28.3 1600 26.0 Rulolar arası mesafe için de aşağıdaki tablodan yararlanılır.

11 Taşınan malzemenin yoğunluğu (kg/m3)
Rulo cinsi Taşınan malzemenin yoğunluğu (kg/m3) Bant genişliği (mm) 500 600 800 900 1000 1200 1500 Taşıyıcı rulo 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 1600 0.9 2400 0.8 2800 3200 0.7 Dönüş rulosu Her cins 3 Bu tablolardan 500 mm bant genişliği için üst rulo L=200 mm, d=108 mm, q=9,8 kg, alt rulo L=600 mm, d=108 mm, q=7,8 kg bulunur. Ayrıca 3,1 t/m3 yığın yoğunluğu için üst rulolar arası mesafe 1,05 m, alt rulolar arası mesafe de 3 m seçilir. Üst rulo birim ağırlığı  9,8 kg / 1,05 m = 9,33 kg/m Alt rulo birim ağırlığı  7,8 kg / 3 m = 2,6 kg/m 11,93 kg/m

12 Motor gücü hesabı (harekete geçecek bant için) P2=PW±PH+PB. GF=0. 9γFL
Motor gücü hesabı (harekete geçecek bant için) P2=PW±PH+PB GF=0.9γFL GB=qL GB’=0.9GB b=0.4 m/sn2 P2=μ’(GF+GB)cosα ± GFsinα+(GF+GB’)b/g P2= 0.1 (0.9x3.1x0.0208x x1400) cos18o xsin18o + ( )0.4/9.81 P2=2237,5 kg N2=P2V/102η 2237,5x0,9/102x0,85= 23,22 ≈ 25 kW Hareketli bant için; P1=PW±PH  μ(GF+GB)cosα+GFsinα  0,05(81, )cos18o+81,25sin18o P1= 823,2 kg N1=P1v/102η  823,2 x 0,9 /102x0,85 = 8,55 ≈ 10 kW

13 Bant üzerindeki malzeme kesit alanları (m2)
Bant eni (m) Düz bant İki üst rulolu bant Üç üst rulolu bant Beş üst rulolu bant 15o 20o 30o 45o 60o 0,5 0,0106 0,02 0,0222 0,0208 0,0242 0,65 0,0192 0,0358 0,0397 0,0375 0,0433 0,8 0,0300 0,0586 0,0686 1,0 0,0481 0,0944 0,1106 1,2 0,0708 0,1383 0,1625 1,4 0,0975 0,1911 0,2244 1,6 0,1292 0,2522 0,2972 1,8 0,1644 0,3222 0,3778 0,4000 0,4389 2,0 0,2042 0,4014 0,4694 0,5056 0,5472 2,25 0,2594 0,5972 0,6556 0,7000 2,5 0,7417 0,7917 0,8778 2,75 0,3883 0,8917 0,9528 1,0778 3,0 0,4675 1,0750 1,1611 1,2778

14 Desandrede vinç nakliyatı
Vincin içinde çalışacağı desandrenin bantta olduğu gibi +810 ile +380 kotları arasında açılacağı, desandre eğiminin 25o, vincin dolu çıkış hızının 2 m/sn, boş iniş hızının ise 3.1 m/sn olacağı varsayımlarıyla; Desandre uzunluğu = 430 / sin25o = m m yeryüzünde ≈ 1030 m Nakliyat kapasitesi : 134,7 t/h Döngü süresi  t = vagoneti doldurma (kancalama)+dolu çıkış+vagoneti boşaltma (kancalama)+boş iniş = 30 sn sn + 30 sn sn = 907 sn/sefer 3600 sn / 907 sn = 3,97 ≈ 4 sefer/saat 134,7 t/h / 4 sefer/saat = 33,675 t/sefer cevher taşıması gerekir. Vagonet hacmi : 1000 litre Vagonet boş ağırlığı (Wb) : 720 kg Vagonet başına cevher ağırlığı (Wt) : 1700 kg 33675 kg/sefer / 1700 kg/vagonet = 19,8 ≈ 20 vagonet/sefer Burada saptanması gereken en önemli iki parametre halat çapı ve vinç tahrik gücüdür.

15 Toplam statik yük  ΣW= ΣWb+ ΣWt= 20x x720 = kg Hareket yönündeki bileşen Wx= Wsinα= 48400xsin250 = 20454,7 kg Harekete dik yöndeki bileşen  Wy= Wcosα= 48400xcos250 = 43865,3 kg Vagonetin traksiyon katsayısı  T=10 kg/ton alındığında, sürtünme kuvveti ; Fs=TWy=10 kg/tx 43,8653 t = 438,7 kg Halata gelen toplam kuvvet; ΣF=Wx+Fs= 20454, ,7 = 20893,4 kg Halat kırılmasında (kopmasında) emniyet faktörü n=5 alındığında halat kopma yükü; Fkırılma=nF=5x 20893,4 = kg Halat çapı hesabı; n(F+(0,0056d2L))g/1000=0,85d25( (0,0056d2x1030))9,81/1000=0,85d2 d=42,5 mm (eğer piyasada üretimi yoksa bir üst çap alınır). Tambur seçimi; Tambur çapı / Halat çapı = 100 ~115  4,5 m çaplı tambur yeterlidir.

16 Halat uzunluğu  1030 m + tambur üzerinde 4 ölü sarım (56,55 m)=1086,55 m Tambur üzerinde halat sarım sayısı  z = L / πD  1086,55 /π4,5 ≈ 77 sarım Halat tambur üzerine sarılırken bir sarımın işgal edeceği genişlik 1,05xhalat çapı olarak hesaplanır. 1,05x77x42,5 = 3436 mm ≈ 3,5 m tambur genişliği (genişlik çok fazla çıksaydı tambur üzerine katlı sarım yapmak gerekirdi.) Motor gücü hesabı; F=halata gelen toplam yük ; q=halatın birim ağırlığı ; L=desandre uzunluğu ; μ=halat ile yol üzerindeki küçük makaralar arasındaki sürtünme katsayısı ise; ΣF=F+qLsinα+qLcosαμ= 20893,4+6,24x1030xsin25o+6,24x1030xcos25ox0,3 ΣF= kg N=ΣFv/102η = 25357x2/102x0,8 = 621,5 ≈ 625 kW

17 Düşey kuyu nakliyatı Düşey ihraç derinliği = =440 m (skibi yeraltında doldurabilmek için taban kotunun 5 m altına, boşaltmak için yeryüzünde yüzey kotunun 5 m üzerine kadar ihraç yapılacağı kabuluyle) Kuyuda karşılıklı iki skip değil de tek skip çalıştığını varsayalım ; 134.7 t/saat / 7 t/skip = 19.2 ≈ 20 sefer/saat 3600/40=90sn/bir çıkış veya iniş Vmax=7 m/sn olsun; tamburlu ihraç sistemleri için izin verilen maksimum ivme amax=0,915 m/sn2’dir. thızlanma= tyavaşlama=10 sn olursa; a = v / t = 7/10=0,7 m/sn2 (sınır dahilindedir) Hızlanma+yavaşlama sırasında alınan yol  S=at2/2=0,7x102/2=35x2=70 m Sabit hızla gidilen yol ve süre = 440 – 70 = 370 m / 7 m/sn ≈ 53 sn Skip toplam döngü süresi = Skibin doldurulması + hızlanma + sabit hızla gidiş + yavaşlama + skibin boşaltılması = (1 sn + 1 sn/t) + 10 sn + 53 sn + 10 sn + (1 sn + 1 sn/t) = 85 sn (yukarıda bulunan bir sefer için gerekli süreye uygun, kaldı ki boş dönüş daha da kısa sürecek (73 sn))

18 Motor gücü = hız x g x yük / verim (kafes nakliyatında % 50, skipte % 60 alınır)
= 7 x 9,81 x (7 + 1 ton (ölü ağırlık)) / 0,6 = 915 kW Halat ve tambur hesabı vinçteki gibidir.

19 Kamyon ile nakliyat Yeraltından yeryüzüne kamyon ile nakliyat ancak sabit eğimli bir helezoni rampa ile mümkün olabilir. Bu amaçla açılan rampaların eğimi genelde % 10’u aşmaz (~ 5,7o). Diğer yöntemlere göre kamyonla taşımanın avantajları, esneklik ve rampanın henüz işletmenin başında cevherin taban kotuna kadar açılmasının gerekmemesidir (yatırım maliyeti !). Kamyon kasa kapasitesi = 30 t Kamyon manevra süresi = 55 sn Kamyon boşaltma süresi = 60 sn Kamyon dolu gidiş hızı = 12 km/saat (rampa yukarı) Kamyon boş dönüş hızı = 25 km/saat (rampa aşağı) Rampa uzunluğu = ( ) x %10 = 3200 m Kamyon döngü süresi = 55 sn (manevra) sn (doldurma) sn (dolu gidiş) + 60 sn (boşaltma) sn (boş dönüş) = 2216 sn

20 Kamyon saatlik kapasitesi ;
Qk = 3600 x Kasa kapasitesi x İş yeri verimi x Makine verimi / Döngü süresi Qk = 3600 x 30 x 0,75 x 0,8 / 2216 = t/saat Bir kamyonun yıllık iş miktarı = ton/saat x 14 saat/gün x 280 gün/yıl = ton/yıl Gerekli kamyon sayısı = t/yıl / t/yıl = %20 yedek ≈ 6 Bu hesaplamanın cevher üretim kotu değiştikçe (yani nakliyat mesafesi arttıça) yeniden yapılması gerekir. Böylece +380 kotunda gerekli kamyon sayısı 7 olarak bulunur. Rampa genişliği sadece bir kamyonun geçişine izin verecek boyutlarda olur (rampa açma ve duraylı olarak tutma maliyetleri !). Rampa boyunca belli aralıklarla, yukarı çıkan ve aşağıya inen iki kamyon karşılaştığında boş kamyonun dolu kamyona geçiş hakkı sağlayabileceği ceplerin yapılması gerekir. Bu cepler genelde her 100 metre rampa uzunluğunda bir cep olacak şekilde açılır. Ayrıca rampa boyunca boş kamyonun zamanında cebe girmesini sağlayacak sinyalizasyon sisteminin de olması gerekir.

21 Boş kamyonun dolu kamyonun geçmesini beklerken geçen süre döngü süresini artıracaktır. Bu süre kamyon sayısı hesabında eklenen % 20’lik fazlalık tarafından karşılanır.

22 The transport of ore, waste rock and back-fill on level and steep ramps
Taşıma kapasitesi 18 t Dönme yarıçapı mm (iç) Araç ağırlığı 17 t mm (dış) Silme kasa hacmi 8,0 m3 Motor gücü 236 HP Yığma kasa hacmi 9,3 m3 Şanzıman 4 hızlı otoma. Uzunluk mm Hidrolik deposu 212 lt Genişlik mm Yakıt deposu 227 lt Maks. boşaltma açısı 65o Boşaltma sırasında gerekli yükseklik 3910 mm

23

24