Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Computer simulation of mining machines
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-111-ME-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Maszyny górnicze
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
English
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Gospodarczyk Piotr (piogos@agh.edu.pl)
Module summary

During the course students are introduced to the theoretical background and practical aspects of kinematics and dynamics simulation of mining machines. As a result of the course students know how to use the simulation systems to verifying the specific mechanical design in scope of kiematic nad dynamic analysis and structural strength of mining machines, as well as how to implement simulation to optimize the construction.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student is able to share his knowledge and work results about simulation od specific technical system and present it to auditory in foreign language. MBM2A_K05, MBM2A_K06 Presentation
Skills: he can
M_U001 Student is perform his independently designed system simulation and present its results. MBM2A_U02, MBM2A_U08, MBM2A_U05, MBM2A_U16, MBM2A_U12 Presentation
M_U002 Student is able to apply the software tools to design structure of complex mining mechanical system. MBM2A_U05, MBM2A_U14, MBM2A_U10 Engineering project
M_U003 Student is able to identify, select and implement a suitable model to simulate specified mechanical system. MBM2A_U02, MBM2A_U01, MBM2A_U05, MBM2A_U03 Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student knows how to design, simulate and validate complex mining mechanical system. MBM2A_W17, MBM2A_W04, MBM2A_W16, MBM2A_W02 Engineering project
M_W002 Student knows the basis of hydraulic, pneumatic, mechanical and electrical systems, their applicability in mining industry and is familiar with their design and validation procedure. MBM2A_W05, MBM2A_W04, MBM2A_W01, MBM2A_W12 Activity during classes
M_W003 Student knows the purpose and principles of complex system simulation, especially connected with mining machinery. MBM2A_W05, MBM2A_W04, MBM2A_W02 Activity during classes
M_W004 Student is familiar with the basic mining machines elements and mechanisms and knows their industrial applicability. MBM2A_W17, MBM2A_W14 Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 20 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student is able to share his knowledge and work results about simulation od specific technical system and present it to auditory in foreign language. - - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Student is perform his independently designed system simulation and present its results. + - - - - + - - - - -
M_U002 Student is able to apply the software tools to design structure of complex mining mechanical system. + - - - - + - - - - -
M_U003 Student is able to identify, select and implement a suitable model to simulate specified mechanical system. + - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Student knows how to design, simulate and validate complex mining mechanical system. + - - - - + - - - - -
M_W002 Student knows the basis of hydraulic, pneumatic, mechanical and electrical systems, their applicability in mining industry and is familiar with their design and validation procedure. + - - - - + - - - - -
M_W003 Student knows the purpose and principles of complex system simulation, especially connected with mining machinery. + - - - - + - - - - -
M_W004 Student is familiar with the basic mining machines elements and mechanisms and knows their industrial applicability. + - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 80 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
Preparation for classes 10 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 40 h
Module content
Lectures (20h):
Program of lectures:

1. Introduction to mining mechanical systems.
2. Significance of simulation methods in system design.
3. Methods and tools to simulate mining mechanical systems.
4. Mechanical systems simulation.
5. Electrical Systems simulation.
6. Hydraulic systems simulation.
7. Pneumatic systems simulation.
8. Thermal system simulation.
9. Mining machinery control systems.
10. Multi-physical complex mining systems.

Seminar classes (10h):
Program of classes:

1. Introduction to selected system simulation software.
2. Preparation, simulation and results analysis of selected mechanical system.
3. Preparation, simulation and results analysis of selected hydraulic and pneumatic system.
4. Preparation, simulation and results analysis of selected mining machinery drive system.
5. Individual projects presentation.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

During seminars students are required to pass an oral presentation. Topics of tasks (presentations) will be asked at the beginning of the seminar.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

The final grade is issued on the basis of an oral presentation (80%) and activity during the discussion (20%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Additional task will be given. In this case student are required to prepare a short presentation and present it in individual mode.

Prerequisites and additional requirements:

Compulsory subjects before starting the course: Mechanics and Computer aided design. During seminars exemplary exercises and simulations will be presented; students are welcome and encouraged to bring their own mobile computers with Autodesk Inventor and try to do these examples simultaneously.

Recommended literature and teaching resources:

1. Cannon jr. R.H. – Dynamika układów fizycznych, WNT Warszawa 1973 r.
2. Frączek J., Wojtyra M. : Kinematyka układów wieloczłonowych-metody obliczeniowe, WNT Warszawa 2008 r.
3. Osiński Zb. – Mechanika ogólna , Wydawnictwo Naukowe PWN,Warszawa 1994 r.
4. P.Gospodarczyk, K. Kotwica A. Kalukiewicz, J. Reś, N.C. Dey: “Specialized equipment for mining industry”. Capital Publishing Company, New Delhi-Kolkata, 2014
5. P.Gospodarczyk, K. Kotwica A. Kalukiewicz, A. Klich, K. Krauze, J. Reś, K. Pawlik: “Niekonwencjonalne techniki urabiania skał”. Wydawnictwo “Śląsk”, Katowice, 1998
6. P.Gospodarczyk, K. Kotwica, Kalukiewicz A., Klich A., K. Pawlik: Maszyny i urządzenia dla inżynierii budownictwa podziemnego, Wyrobiska korytarzowe i szybowe w górnictwie. Wydawnictwo “Śląsk”, Katowice, 1999
7. P.Gospodarczyk, K. Kotwica A. Kalukiewicz, J. Reś: “Maszyny i urządzenia do specjalnych robót podziemnych”. Wydawnictwo “Śląsk”, Katowice, 2003
8. Jonak J.: Urabianie skał głowicami wielonarzędziowymi. WN Śląsk, Katowice 2001.
9. Kotwica K., Klich A.: Maszyny i urządzenia do drążenia wyrobisk korytarzowych i tunelowych. ITG KOMAG, Gliwice 2011

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Gospodarczyk P., Mendyka P., Stopka G. i inni: Wybrane zagadnienia modelowania procesów urabiania, ładowania i odstawy w kompleksach ścianowych. Wydawnictwa AGH, Kraków 2015.
2. Gospodarczyk P., Stopka G i inni: Wire rope net structures as safety devices in mine shaft deepening. Challenging rope applications : proceedings of the OIPEEC conference 2015 / 5th international Stuttgart ropedays, Stuttgart, Germany, 2015
3. Mendyka P., Kotwica K., Gospodarczyk P., Stopka G., Bołoz Ł., The design and analisys of driling and bolting rig for narrow vein exploitation, 16th International Multidisciplinary Scientific Conference SGEM, Albena, Bulgaria, 2016
4. Gospodarczyk P., Mendyka P., Stopka G Badania symulacyjne w projektowaniu innowacyjnego rozwiązania spągoładowarki. Nowoczesne metody eksploatacji węgla i skał zwięzłych – monografia. Kraków, 2013.
5. Stopka G., Ostapów L, Badania modelowe i stanowiskowe obciążeń dynamicznych podwozia wąskiego wozu wiercącego — Dynamic simulation and laboratory tests of chassis of drilling rig for narrow vein deposits. Mechanizacja, automatyzacja i robotyzacja w górnictwie : monografia : praca zbiorowa. T. 2, Problemy eksploatacji i zarządzania w górnictwie podziemnym i odkrywkowym / red. nauk. Krzysztof Krauze ; Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego Sp. z o. o. w Lędzinach, Katedra Maszyn Górniczych, Przeróbczych i Transportowych. AGH w Krakowie. — Lędziny ; Kraków : Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego Sp. z o. o., 2017. — Artykuły opublikowane w monografii zostały wygłoszone na IV. Międzynarodowej Konferencji „Mechanizacja, Automatyzacja i Robotyzacja w Górnictwie”, która odbyła się 21-23 czerwca 2017 r. w Wiśle. — ISBN: 978-83-944406-8-8 ; e-ISBN: 978-83-944406-9-5. — S. 113–119. — Bibliogr. s. 119, Streszcz., Abstr.
6. Gospodarczyk P., Stopka G. i inni: Badania innowacyjnego rozwiązania kabiny operatora dla dołowych maszyn samojezdnych. Napędy i Sterowanie. 2/2015.

Additional information:

None