Karta předmětu – prezenční studium - INO-HGF

Karta předmětu – prezenční studium
Název předmětu:
Hornické stroje (HS)
Číslo předmětu:
340-0702
Garantující institut:
Katedra výrobních strojů a konstruování
Garant předmětu:
Prof. Ing. Horst Gondek, DrSc.
Kredity:
4
Povinnost:
povinný
Úroveň studia:
pregraduální
Jazyk výuky:
čeština
Ročník:
1
Semestr:
2
Určeno pro fakulty:
HGF
Určeno pro typ
studia:
bakalářské
Způsob zakončení:
zápočet a zkouška
Rozsah výuky:
2+1
Prerekvizity:
nemá
Korekvizity:
nemá
Vyskytuje se v
prerekvizitách:
není
Odkaz na web:
Výstupy z učení
-
-
-
student prokazuje znalosti:
 z oblasti konstrukce strojů a zařízení
 základních výpočtů hornických strojů a zařízení
 postupy dobývání pomocí moderních technologií dobývání
student umí:
 použít a navrhnout hornickou techniku a mechanizaci
 použít technickou diagnostiku a automatizaci
 používat pomocnou mechanizaci
student je schopen:
 určit a použít v praxi technologii dobývání nerostných surovin
 využívat údržbu, diagnostiku a bezpečnost nasazené hornické techniky
 znát konstrukce strojů a zařízení pro dobývání surovin
Metody výuky (zastoupení jednotlivých metod je třeba kvantifikovat v %)
přednášky
cvičení
samostatná práce
– 47 %
– 23 %
– 30 %
Anotace
V předmětu se posluchači seznámí se základními typy strojů pro dobývání v hlubinných dolech, jejich
konstrukcí a základními výpočty. Rovněž se obeznámí s podmínkami jejich nasazení a vhodné
technologie dobývání.
Cílem studia je získání znalostí z oblasti konstrukce strojů a zařízení nutných při konstrukci dobývacích
strojů používaných pro hlubinné dobývání. Studenti se rovněž seznámí se základními pevnostními
výpočty těchto strojů a zařízení. Nezbytné je také seznámí se základními podmínkami nasazení a
novými technologiemi dobývání pomoci těchto strojů zařízení.
Povinná literatura
Gondek, H.,Ševčík, A.: Těžební a zpracovatelské stroje I. Skripta VŠB – TU Ostrava, r 2006, Ediční
středisko VŠB – TU Ostrava 2006, str.127, ISBN 80-248-1040-9
Gondek, H.: Dobývací kombajny a jejich konstrukce, Skripta VŠB-TU Ostrava, r 1985
Gondek, H. :Uhelné pluhy a jejich konstrukce, Skripta VŠB-TU Ostrava, r 1985
Gondek, H. :Zařízení pro zajišťování důlních porubů, Skripta VŠB-TU Ostrava,r 1985
Doporučená literatura
Boroška,J.,Gondek,H.,Zajac,O.: Hlbinné dobývací stroje a dopravné zaradenia., Alfa Bratislava, 1991
J. Vašek- V. Krúpa – J. Pinka: Rozpojitelnost uhlí a hornin řeznými nástroji I, TU Košice, r 1998, str.91,
ISBN 80-88896-29-0
Nároky na zabezpečení výuky
Dataprojektor, počítač
Metody průběžné kontroly znalostí během semestru
Znalosti jsou průběžně kontrolovány v rámci vedené diskuse a testů .
V průběhu semestru student vypracuje semestrální práci na zadanou problematiku, která se týká
návrhu projektu dobývání dobývacím komplexem (nová konstrukce, nové typy) a tuto prezentuje na
cvičení.
Osnova přednášek
1. Všeobecná část.
2. Úvod, základní pojmy, způsob práce. Mechanicko-fyzikální vlastnosti hornin a metody jejich
zjišťování.
3. Pohony dobývacích strojů. Pneumatické, /pístové, lamelové, zubové).
Hydraulické (pístové, lamelové, zubové), Elektrické (synchronní a asynchronní)
4. Teorie rozpojování. Výpočet síly na ostrý nůž. Rozpojovací nástroje. Nožové držáky.
5. Dobývací kombajny, hlavní části. Rozpojovací orgány, konstrukce. Základní
výpočet. Převodové ústrojí. Kinematické schéma kombajnu.
6. Vrátková část kombajnu. Konstrukční řešení. hydraulických a elektrických vrátků a jejich.
regulace Vp, Mk. Základní výpočet. bezřetězových systémů pojezdů. Základní výpočet tažné
síly.
7. Pomocná zařízení. Rám kombajnu, nástavné plechy, pojezdová dráha, skrápění, navrhovací
plechy, ukládací zařízení.
8. Automatizace řízení kombajnu. Řízení postupové rychlosti. Dálkové ovládání kombajnů.
9. Kombajnové dobývací komplexy. Základní části, nejvíce používané kombinace.
10. Kotvení v kombajnových porubech. základní způsoby kotvení. Výpočet kotvících sil.
11. Úvod do uhelných pluhů. Podmínky nasazení.
12. Hlavní části , základní rozdělení, konstrukce. Řezné nástroje. Tažné elementy – lana, řetězy.
13. Příslušenství k pluhovým soupravám, kotvení pluhové soupravy. Výpočet kotvící síly.
Naklápěcí zařízení. Skrápěcí zařízení. Elektrické vybavení.
14. Automatizace pluhového dobývání. Základní typy ovládání. Problematika definované třísky.
15. Vyztužování důlních děl a porubů. Základní rozdělení a požadavky kladené na vyztužování.
16. Individuální výztuž, základní typy. Výpočet odporu výztuže, základní výpočty. Stropnice.
17. Mechanické stojky. Základní konstrukce a výpočet.
18. Hydraulické stojky. Základní konstrukce a základní výpočet
19. Mechanizované výztuže, všeobecné požadavky, základní rozdělení. Základní
pevnostní výpočet.
20. Hydraulický obvod, funkce, hlavní části. Hydraulické agregáty. Ovládání mechanizovaných
výztuží.
21. Svislá doprava, Základní typy a vybavení jam.
22. Pásová doprava, Základní konstrukce pásových dopravníků. Pohony, válečky pásy. Výpočet
výkonu.
23. Hřeblové dopravníky. Základní konstrukce. Výpočet výkonu.
24. Razicí stroje, základní konstrukce a jejich části
25. Vrtací stroje, rozdělení, základní konstrukce
26. Tunelovací stroje, princip práce
27. Údržba zařízení, bezdemontážní diagnostika, mazání. Životnost strojů a zařízení.
28. Bezpečnost a ochrana zdraví při práci.
Osnova cvičení
1. Základní pojmy v hornictví. Porub, chodba, směrná délka, úklon podélný a příčný.
2. Výpočet výkonu pneumatického motoru, Pohony pneumatické, elektrické a
hydraulické.
3. Konstrukce uhelných kombajnů. Popis základních části. Technologie dobývání
dobývacími kombajny.
4. Výpočet výkonu dobývacího kombajnu.
5. Konstrukce uhelných pluhů Popis základních části. Podmínky nasazení a technologie
nasazení.
6. Výpočet výkonu pohonu pluhu.
7. Individuální výztuže. Základní konstrukce mechanických a hydraulických stojek
Výpočet odporu.
8. Mechanizované výztuže. Základní typy výztuží. Výpočet odporu.
9. Kombajnové dobývací komplexy. Vybavení porubu. Odtěžení,
10. Pluhové dobývací komplexy. Vybavení porubu. Stanovení rychlosti pluhu a
hřeblového dopravníku.
11. Pásové dopravníky. Výpočet výkonu pohonu.
12. Hřeblové dopravníky. Výpočet výkonu pohonu.
13. Razicí kombajny a tunelovací stroje. Výpočet výkonu pohonu.
14. Ověření znalostí pro zápočet a udělení zápočtu.
Otázky ke zkoušce
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
Teorie rozpojování, síly působící na ostrý nůž
Pohony dobývacích strojů (pneumatické, hydraulické, elektrické
Základní rozdělení dobývacích strojů, podmínky nasazení
Rozpojovací orgány dobývacích strojů, rozpojovací nástroje
Porubové dobývací kombajny, základní rozdělení, konstrukce, podmínky nasazení
Vrátkové části porubových kombajnů řetězové a bezřetězové systémy.
Výpočet výkonu válcového kombajnu. Přídavná zařízení porubových kombajnů
Uhelné pluhy, základní konstrukce, podmínky nasazení,
Výpočet výkonů pohonů pluhů
Kotvící zařízení pluhových souprav, základní konstrukce, výpočet kotvících sil
Přídavná zařízení pluhových souprav
Individuální výztuž, rozdělení, základní konstrukce, výpočet odporu
Hydraulické stojky, základní konstrukce, výpočet odporu, Charakteristika,
Mechanizované výztuže, rozdělení, základní části, konstrukční řešení, výpočet odporů
Princip práce mechanizovaných výztuží, síly působící na mechanizovanou výztuž, základní
výpočet,
Hydraulický obvod mechanizované výztuže a její základní prvky
Kombajnové dobývací komplexy, podmínky nasazení, základní části
Pluhové dobývací komplexy, podmínky nasazení, základní části
Hřeblové dopravníky, základní konstrukce, výpočet výkonu
Pásové dopravníky základní konstrukce, výpočet výkonu
Ražení a hloubení důlních děl, Základní technologie ražení a hloubení
Razicí stroje, základní konstrukce a jejich části
Vrtací stroje, rozdělení, základní konstrukce
Tunelovací stroje, princip práce
Údržba strojů a zařízení
Podmínky absolvování předmětu
Název úlohy
Typ úlohy
Zápočet a zkouška
Zápočet
Zápočet a zkouška
Zápočet
Zkouška
Písemná zkouška
Ústní zkouška
Zkouška
Písemná zkouška
Ústní zkouška
Max. počet bodů
(akt. za podúlohy)
100
33
67
37
30
Min. počet bodů
51
17
34
19
15
Údaje o předmětu v cizím jazyce
Annotation
In this course, students learn the basic types of machinery for mining in underground mines, their
design and basic calculations. They will also become familiar with the conditions of their deployment
and appropriate extraction technologies.
The aim of the study is to gain knowledge in designing the machinery and equipment necessary for
the construction of machinery used for underground mining. Students will also learn the basic
strength calculations of these machines and equipment. It is also necessary to introduce the basic
conditions of deployment and new technologies of extraction using these machines.
Outline of lectures
1. General section.
2. Introduction, basic concepts, the way of work. Mechanical and physical properties of rocks
and methods for their detection.
3. Drives of mining machinery. Pneumatic (piston, vane, gear). Hydraulic (piston, vane, gear).
Electric (synchronous and asynchronous).
4. Theory of disintegration. Calculation of forces acting on a sharp knife. Isolating tools. Tool
holders.
5. Cutter-loaders, their main parts. Disintegration devices, structures. The basic calculation.
Transmission device. Kinematic scheme of a cutter-loader.
6. Winch part of cutter-loaders. Structural design of hydraulic and electric winches and their
regulation Vp, Mk. The basic calculation of chainless travel systems. Basic calculation of
traction.
7. Accessory equipment. Cutter-loader frame, attachment plates, taxiway, sprinkling, design
sheets, the storage device.
8. Automation of cutter-loader control. Control of the cutting speed. Remote control of cutterloaders.
9. Cutter-loader mining complexes. The basic parts, the most widely used combinations.
10. Anchoring in cutter-loader working faces. The basic ways of anchoring. Calculation of
anchoring forces.
11. Introduction to coal ploughs. Conditions of use.
12. Main parts, basic division, design. Cutting tools. Towing elements - ropes, chains.
13. Accessories for plough sets, plough set anchoring. Calculating the anchor forces. Tilting
device. Sprinkler. Electrical equipment.
14. Automation of plough mining. Basic types of control. Problems of defined chips.
15. Supports of mines and stope faces. Basic division and requirements for supports.
16. Individual supports, basic types. Calculating the resistance of supports, basic calculations.
Roof bars.
17. Mechanical props. The design and calculation.
18. Hydraulic props. The basic design and basic calculation
19. Mechanized supports, general requirements, basic division. The basic strength calculation.
20. Hydraulic circuit, function, main parts. Hydraulic units. Control of mechanized supports.
21. Vertical transportation. Basic types and equipment of shafts.
22. Belt transportation. The basic design of belt conveyors. Drives, rollers, belts. Calculating the
performance.
23. Scraper conveyors. Basic construction. Calculating the performance.
24. Driving machines, basic designs and their parts.
25. Drilling machines, division, basic design
26. Tunnelling machines, the principle of work
27. Machinery maintenance, disassembly-free diagnostics, lubrication. The life of machinery and
equipment.
28. Occupational safety and health.
Outline of exercises
1. Basic concepts in mining. Stope, corridor, target length, longitudinal and transverse pitches.
2. Calculating the performance of pneumatic motors. Pneumatic, electric and hydraulic drives.
3. The design of coal cutter-loaders. Description of basic parts. Technology of mining with
cutter-loaders.
4. Calculating the performance of cutter-loaders.
5. The design of coal ploughs. Description of basic parts. Conditions and technology of use.
6. Calculating the performance of plough drives.
7. Individual supports. The basic design of mechanical and hydraulic props. Resistance
calculation.
8. Mechanized supports. Basic types of supports. Resistance calculation.
9. Cutter-loader mining complexes. Stope equipment. Mucking.
10.Plough mining complexes. Stope equipment. Determining the speed of ploughs and scraper
conveyors.
11.Belt conveyors. Calculating the drive performance.
12.Scraper conveyors. Calculating the drive performance.
13.Driving cutter-loaders and tunnelling machines. Calculating the drive performance.
14.Verification of knowledge for credit and credit awarding.
Exam question topics
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
The theory of disintegration, the forces acting on a sharp knife
Mining machinery actuators (pneumatic, hydraulic, electrical)
Basic classification of mining machinery, conditions of use
Disintegration devices of mining machinery, disintegration tools
Coal-face cutter-loaders, basic division, design, conditions of use
Winch parts of coal-face cutter-loaders, chain and chainless systems
Calculating the performance of drum cutter-loaders. Ancillary equipment of coal-face cutterloaders
Coal ploughs, basic design, conditions of use
Calculating the performance of plough actuators
Anchoring equipment for plough sets, basic design, calculating anchoring forces
Ancillary equipment for plough sets
Individual supports, division, basic construction, resistance calculation
Hydraulic pit-props, basic construction, resistance calculation, characteristics
Mechanized supports, division, basic parts, structural design, calculating resistances
The operational principle of mechanized supports, forces acting on mechanical supports,
basic calculation
Hydraulic circuit for mechanized supports and their basic elements
Cutter-loader mining units, conditions of use, basic parts
Plough mining units, conditions of use, basic parts
Scraper conveyors, basic design, performance calculation
Belt conveyors, basic design, performance calculation
Driving and sinking of mine excavations, the basic technology of driving and sinking
Driving machines, basic design and their parts
Drillers, division, basic design
Tunnelling machines, the principle of how they work
Maintenance of machinery and equipment