Mini-pat ’n myn benodig ’n hysstelsel

Hierdie mini-PAT gaan oor ’n tydperk van vier weke plaasvind. Vir hierdie mini-PAT moet julle spanne vorm. Elke span gaan voorgee dat hulle ’n meganiese ingenieursmaatskappy is. Elke maatskappy gaan ’n tender indien vir die ontwerp en konstruksie van ’n “myn-hysstelsel”, algemeen bekend as ’n mynskagtoring.

Die hysstelsel word gebruik om myners ondergronds en weer na die oppervlak te neem. Dit word ook gebruik om die gemynde erts na die oppervlak te neem. Nadat jy jou hysstelsel ontwerp het, gaan jy ’n model moet maak. Die model gaan ’n wenas, skagtoring en ’n mynwerkershysbak hê.

Tech2_gr8_ch6_fig1.tif
Figuur 1: Hierdie is die toring bo-op ’n ou mynskag. ’n Kabel loop om die “katrolwiele” op die “skagtoring” heel bo. Hierdie kabels is vasgeheg aan ’n hyser wat die myners, masjinerie en klip in die myn laat sak en uit die myn lig.
11033.png
Figuur 2: Hierdie foto wys detail van katrolwiele wat gebruik word vir die trek van die kabel. Die katrolwiele in die foto is die van ’n kabelkar, maar is soortgelyk aan die katrolwiele wat op ’n myn wenasstelsel gebruik word.

Week 1

’n Geleentheid om vir ’n mynkontrak te tender

Platinum is gevind in ’n landelike area wat aan ’n stam behoort. Platinum is ’n baie waardevolle metaal. Grondmonsters wys dat platinum slegs 500 m onder die oppervlak is.

n Internasionale en Suid-Afrikaanse gesamentlike ondernemingsmaatskappy, wat Platinum Stars genoem word, het besluit om geld te investeer. Hulle wil ’n skag 500 m diep in die grond laat sak sodat hulle ’n paar grondmonsters kan neem. Hulle sal dan besluit wat die beste mynboumetode sal wees.

Jou ingenieursmaatskappy wil ’n tender indien vir die konstruksie van die mynskagtoring. Die skagtoring moet myners en toerusting 500 m onder die grond in kan vervoer. Die skag moet ook platinumerts wat 10 ton weeg, na die oppervlak kan lig.

’n Tender is ’n aanbieding van iemand om werk te doen teen ’n sekere bedrag. Wanneer ’n maatskappy “’n tender uitsit,” nooi hulle mense om aansoek te doen om die werk vir hulle te doen.

Skagtorings en myn-wenasse

Oorsig van ’n mynskag

Bestudeer figuur 3 op die volgende bladsy. Hierdie foto wys ’n myn se hysstelsel. Die hele hysstelsel word ’n skagtoring genoem. Daar is vier hoofdele aan ’n mynskagtoring:

Deel 1: Die wenas of hyser is in ’n wenas-huis. Hierdie deel van die stelsel word gebruik om die staalkabel op of af te wen.

Die hyser is vas aan ’n motor en beheerstelsel.

Die mynwerkerhysbak en die erts-emmer word in die myn in laat sak wanneer die staalkabel van die wenas afgewen word.

Die mynwerkerhysbak en erts-emmers word opgelig uit die myn wanneer die staalkabel weer opgewen word.

Deel 2: Die katrolwiel is ’n wiel wat bo-op die mynskag sit. Die hyskabel gaan bo-oor die katrolwiel en dan af in die mynskag.

Die katrolwiel verminder die gly-vrywing van die mynkabel.

Deel 3: Die skagtoring is die struktuur wat die katrolwiel ondersteun. Dit moet sterk genoeg wees om die katrolwiel in plek te hou wanneer dit die mynwerkerhysbak oplig.

Die linker “bene” van die skagtoring loop skuins na die wenas toe. Dit is omdat die spanning op die kabel die hele skagtoring in daardie rigting trek. Die skuins bene verhoed dat die hele skagtoring kantel of omval .

Deel 4: Die mynwerkerhysbak en die erts-emmers: Die mynwerkerhysbak word gebruik om die myners en toerusting op en af in die myn te vervoer. Die erts- emmers is onder aan die hysbak vasgemaak.

Skips are used to bring the ore and the waste rock out of the mine.

Tech2_gr8_ch6_fig3.tif
Figuur 3: ’n Myn se hysstelsel

Ondersoek: mynskagtorings (30 minute)

Individuele werk

Gebruik die prent in figuur 3 en jou inligting om die vrae hieronder te beantwoord:

1. Wat doen die mynskagtoring van ’n myn?


2. Wat gebeur in die wenas-huis van ’n myn?


3. Verduidelik wat ’n katrolwiel is en wat dit doen


4. Wat doen die skagtoring?


5. Hoekom loop die bene van die skagtoring altyd skuins na die wenas toe?


6. Wat noem jy die twee dele van die hysbak wat af in die myn sak?


7. Wat doen hierdie twee dele van die hysbak?


Kyk na die foto’s in figure 1 en 2. Die foto’s wys die skagtoring en die katrolwiel op die toring bo ’n mynskag.

Bestudeer die struktuur van die skagtoring en beantwoord dan die vrae hieronder. Jy moet ook jou kennis van raamstrukture gebruik om die vrae te beantwoord.

8. Dink jy dat dit ’n goeie idee is om I-balke te gebruik om die skagtoring te ondersteun? Waarom dink jy so?


9. Waar word triangulasie op die struktuur gebruik? Verduidelik hoe triangulasie help om die skagtoring sterker te maak.


10. Wat is gebruik om te keer dat die skagtoring nie omgetrek word deur die wenas nie?


11. Kyk na die katrolwiel. Dit is in die middel van die regop kolom geplaas. Hoekom dink jy is dit belangrik om die katrolwiel op die presiese regte plek op die skagtoring te plaas?


12. Maak ’n 2D skets van die skagtoring en die katrolwiel op die volgende bladsy.


makeasketch

Ondersoek: myn-wenasse (30 minute)

Individuele werk

Kyk na die diagramme in figuur 4. Hierdie diagramme wys twee verskillende tipes myn-wenasse. Die eerste een het een katrolwiel en die tweede een het twee katrolwiele. Gebruik hierdie diagramme om die vrae wat hieronder volg te beantwoord:

Tech2_gr8_ch6_fig4a.tif
Figuur 4: Hierdie wenasse is albei wenasse met wenas-dromme. Die wenas aan die regterkant het twee katrolwiele en ’n teenwig.

Wat is die verskille tussen die twee myn-wenasse wat hier gewys word?


2. Wat dink jy doen die teenwig vir ’n myn-hysstelsel?

Wenk: veronderstel jy moet die wenas met die hand draai.


3. Indien die myn wenas-drom ’n diameter van 6 m het, bereken hoe ver die mynwerkerhysbak sal sak met elke enkele rotasie van die drom.


4. Indien die myn wenas-drom ’n diameter van 6 m het, bereken hoe ver die teenwig sal lig vir elke enkele rotasie van die drom


5. Bereken hoeveel draaie van kabel jy benodig op die drom sodat jou mynwerkerhysbak met 500 m op en af kan beweeg.


6. Watter een van hierdie twee stelsels in figuur 4 dink jy gaan die grootste motor benodig? Verduidelik jou antwoord.


7. Watter stelsel sal veiliger wees? Verduidelik jou antwoord.


Ontwerp: ontwerpopdrag, spesifikasies en beperkings vir ’n mynskagtoring (60 minute)

Individuele werk

Skets ’n volledige mynskagtoring oplossing wat Platinum Stars sal beïndruk. Jy moet byskrifte invoeg wat die benaderde groottes vir die volgende aandui:

Nota: Jy moet ook sommige inligting self navors.

Kyk weer na die scenario aan die begin van hierdie hoofstuk, getiteld “’n Geleentheid om te tender vir ’n mynkontrak”.

Skryf die ontwerpopdrag. Gebruik die volgende vrae om jou te help:

1. Watter geleentheid word aangebied?


2. Wat het jy nodig vir hierdie geleentheid?


3. Skryf die ontwerpopdrag in die spasie hieronder neer. Jou paragraaf gaan begin met:

Ons gaan die volgende ontwerp en maak ...


Skryf ’n lys van spesifikasies en beperkings

4. Dink aan mense: Skryf ten minste twee dinge neer wat die hysstelsel moet doen vir mense. Hoe moet dit die mynwerkers help? Wat moet dit doen, of wat moet dit nie doen, vir die plaaslike mense wat naby die myn bly?

5. Dink aan die doel: Waarvoor is die mynskagtoring? Wat moet dit doen? Hoe vinnig moet dit beweeg? Hoe ver? Hoeveel gewig moet dit kan dra? Skryf ten minste twee dinge neer oor die doel van die myn-wenas stelsel.


6. Dink na oor veiligheid: Wat sal gebeur as iets fout gaan? Wat moet die stelsel hê om te keer dat iets fout gaan? Wat moet jou stelsel hê in die geval van noodgevalle as iets fout gaan? Skryf ten minste twee dinge neer wat jou sal help om te verseker dat jou ontwerp veilig is.


7. Dink na oor die omgewing: Skryf ten minste twee dinge neer om die omgewing te help wanneer jy jou ontwerp doen en die mynskagtoring bou.


8. Dink na oor voorkoms: Dink jy dat voorkoms saak maak wanneer jy iets soos ’n mynskagtoring ontwerp? Kan die voorkoms van die mynskag jou help om die tender te wen? Skryf ten minste twee dinge neer oor hoe jy die mynskag goed kan laat lyk.


9. Dink oor kostes: Wat kan jy sê oor die koste van hierdie projek? Soek jy die duurste en beste van alles, of die goedkoopste en eenvoudigste, of iets tussen die twee uiterstes?


Volgende week

Volgende week gaan jy week 2 van jou mini-PAT doen. Julle moet ingenieurs– maatskappye saamstel, idees evalueer en die beste idee kies. Jy gaan jou oplossings teken en begin om jou maatskappy se tender voor te berei.

Week 2

Jou maatskappy berei ’n tender voor

Hierdie is die tweede week van die mini-PAT vir meganiese stelsels in graad 8. Gedurende hierdie week gaan jy jou eie ingenieursmaatskappy stig.

Daarna gaan julle al die idees wat julle verlede week neergeskryf het kombineer en een idee kies om in ’n tender te verander.

Julle gaan hierdie tender later in die mini-PAT aanbied vir die gesamentlike ondernemingmaatskappy, Platinum Stars.

Platinum Stars gaan slegs tenders van maatskappye aanvaar. Dit beteken dat jy nie die tender op jou eie kan indien nie .

’n Maatskappy word gevorm wanneer twee of meer mense saamkom vir besigheidsredes of doelwitte.

Jy besigheidsdoelwit is om die ingenieurs werk vir Platinum Stars te doen.

Vorm ’n maatskappy (20 minute)

Spanwerk

1. Kies jou maatskappylede deur spanne van 3 tot 5 mense te vorm. Skryf elke maatskappy lid se naam neer. Die lys name moet op jou tenderdokument verskyn. Skryf ook elke lid se ID nommer langs hulle name neer.


2. Skryf ’n missie-stelling neer: Skryf een kort sin neer oor wat julle maatskappy gaan doen, hoe julle dit gaan doen, vir wie julle dit gaan doen, en hoekom julle dink dat julle dit goed sal kan doen. Begin die sin met:

‘Ons by Ondergrondse Mynbou Ingenieurs se doelwit is om ...’


Evalueer: kies en kombineer die beste idee (40 minute)

Kombineer julle spesifikasies en beperkings

Spanwerk

Kyk na die spesifikasies en beperkings wat julle verlede week gedoen het. Hulle behoort almal te verskil. Maak ’n nuwe lys wat die beste van elke lid se spesifikasies en beperkings insluit. Elkeen in die span moet hierdie lys in hulle werkboeke neerskryf.

1. Dink na oor mense: :


2. Dink oor die doelwit:


3. Dink na oor veiligheid:


4. Dink na oor die omgewing:


5. Dink na oor voorkoms:


6. Dink na oor koste:


Totaal [6]

Kombineer julle idees oor die skagtoring en katrolwiel

Individuele werk

Kyk na al die sketse van die skagtorings en katrolwiele wat julle verlede week gemaak het. Gebruik die spesifikasies en beperkings en bespreek watter kombinasie van idees die beste gaan werk.

1. Maak nou ’n skets van jou maatskappy se finale ontwerp in die spasie hieronder.

makeasketch.png

Maak: teken jou skagtoring (60 minute)

Individuele werk

Kyk na figuur 5. Dit is ’n werktekening vir ’n klein skagtoringontwerp.

Hierdie aansig wys:

Tech2_gr8_ch6_fig5.tif
Figuur 5: ’n Werktekening vir ’n skagtoring

1. Teken jou skagtoring in die spasie hieronder. Gebruik figuur 5 om jou te help. Jy moet al die afmetings vir die hoofdele van die skagtoringontwerp aandui.

Nota: : Jy gaan dalk triangulasie moet byvoeg om jou struktuur sterker te maak.

Jy hoef nie volgens skaal te teken nie.

Moenie afmetings aandui nie .

Tech2_gr8_ch6_fig5_RepeatedSmall.tif
Figuur 5: Herhaal
Tech2_gr8_ch6_Grid_Q1_AfterFig5.tif 

Maak ’n 2D skaaltekening

2. Gebruik nou ’n liniaal en ’n tekendriehoek om ’n meer akkurate weergawe van jou maatskappy se skagtoringontwerp te teken. Gebruik die spasie hieronder.

Skaal:

Voorgestelde skaal vir ’n klein skagtoring: 1 cm = 1 m.

Voorgestelde skaal vir ’n groter skagtoring: 1 cm = 2 m.

Tech2_gr8_ch6_Grid_Q1_AfterFig5.tif

Maak ’n 3D isometriese tekening

Die diagram in figuur 6 wys ’n 3D isometriese aansig van die skagtoringontwerp. Die tekening is op isometriese ruitpapier geteken deur gebruik te maak van liniale en tekendriehoeke.Hierdie aansig wys al drie afmetings van die struktuur. Jy kan die groottes en die detail oor hoogte, breedte en lengte sien.

Isometries beteken gelyke mates:

Een klein driehoek in die ruitpapier stel 50 cm in elke rigting van die ware struktuur voor.

Dit beteken dat ’n lyn wat oor 10 driehoeke getrek is, 500 cm of 5 m lank is.

Tech2_gr8_ch6_fig6.tif
Figuur 6: ’n 3D isometriese aansig van ’n skagtoringontwerp

3. Maak ’n 3D tekening van jou eie skagtoringontwerp in die isometriese ruit hieronder.

Tech2_gr8_ch6_Grid_Q3_AfterFig6.tif

Totaal [15]

Week 3

Hoeveel gaan dit kos?

Om ’n tender te wen, moet jy wys dat jou ontwerp die beste gaan wees en ook die beste waarde vir geld gaan wees. Die tabel op die volgende bladsy sal jou help om ’n tenderbegroting op te stel.

Ontwerp: maak ’n lys van materiale en stel die begroting op (30 minute)

Individuele werk

Wenke:

Puntetoekenning

Totaal [5]

Item

koste per eenheid

aantal nodig

Koste beraming

Koste van staal vir die skagtoring

staalkolom

R500 per metre

Staal vir die verspanstukke

R20 per metre

Sub-totaal: Koste vir staalraamwerk

Koste van hyseronderdele

katrolwiele

R 150 000

wenas en motor

R 1 200 000

kabel

R 100 per metre

mynwerkerhysbak en erts-emmer

R 350 000

Sub-totaal: Koste van hyser onderdele

Arbeidskoste

Projekbestuurder

R 30 000 per maand

ingenieurs

R 30 000 per maand

ambagsmanne

R 25 000 per maand

semi-geskoolde werkers

R 20 000 per maand

ongeskoolde werkers

R 12 000 per maand

Subtotaal: Arbeidskoste

TOTAL TOTALE PROJEKKOSTE:

Maak ’n modelskagtoring (30 minute + 60 minute)

Span werk

Nou is dit tyd om ’n model van jou skagtoring te maak. Jy gaan verskillende onderdele maak:

In hierdie aktiwiteit gaan jy die eerste deel maak, die skagtoring.

Onthou: Jou onderwyser gaan kyk hoe jy die model maak om te assesseer hoe goed jy:

Nie alles wat jy gaan probeer gaan noodwendig werk nie. Moenie bang wees om jou ontwerpe te verander en verbeter nie.

Maak die staalkolomme:

Jy kan die staalkolomme maak deur karton te gebruik. Kyk na figuur 7 om jou te help. Jy kan ronde of reghoekige kolomme maak, afhangende van die vorm blok wat jy gebruik:

Tech2_gr8_ch6_fig7.tif
Figuur 7: Hoe om staalkolomme te maak

1. Kies hoe jy die kolomme gaan maak en maak dan al die dele wat jy vir jou model nodig gaan hê. Kyk weer na figuur 7 om jou te help.

Maak die verspanstukke

Jy kan verspanstukke maak deur plat stukke geriffelde karton aanmekaar te plak. Jy kan kleefband of gom gebruik om die plat stukke te heg. Kyk na figuur 8 om jou te help. Figuur 8 wys drie tipes verspanstukke: hoekprofiel, T-balke en I-balke.

2. Kies watter van hierdie verspanstukke jy gaan nodig hê vir jou skagtoring. Maak dan die verspanstukke wat jy nodig het. Jy gaan hierdie verspanstukke en die kolomme wat jy in die vorige aktiwiteit gemaak het gebruik om die model van jou skagtoring te maak.

Tech2_gr8_ch6_fig8.tif
Figuur 8: Hoe in verspanstukke te maak

Maak plat rame

Kyk na figuur 9. Hierdie figuur wys een kant van ’n raam.

3. Sny die balke versigtig tot die regte grootte en vorm om netjies tussen die kolomme in te pas. Gom of plak dit met kleefband vas.

4. Sny die hoekprofiele sodat hulle oor die kolomme pas. Werk die kante af sodat die buitekant van die hoekprofiel geheg kan word aan die kant van die kolom. Onthou net dat die hoefprofiel netjies tussen die kolomme moet pas.

5. Sodra jy tevrede is met jou eerste raam, maak die tweede raam op presies dieselfde manier.

Heg jou kant rame

6. Maak nou jou skagtoring deur die twee kant rame aanmekaar te heg.

Tech2_gr8_ch6_fig9.tif
Figuur 9: Hoe om een sy van jou raam te maak

Maak ’n katrolwiel

Kyk na die diagramme in figuur 10. Hulle wys maniere om ’n model katrolwiel te maak:

Vir beide metodes word ’n plastiese strooitjie gebruik om ’n laer deur die middel van die wiel te maak. Hierdie laer sal die wiel maklik om sy as laat draai.

7. Maak jou eie katrolwiel. Probeer om dit so na as moontlik volgens skaal te maak. Gebruik figuur 10 om jou te help.

Tech2_gr8_ch6_fig10a.tif
Figuur 10: Twee maniere om ’n model katrolwiel te maak

Heg die katrolwiel aan die as en plaas dit aan die raam vas

Jou katrolwiel moet maklik draai. Dit moet ’n as deur die middel van die wiel hê. Gebruik ’n houtnael, ongeveer 4 mm in deursnee, of ’n lang spyker (omtrent 60 cm lank) vir jou as.

Kyk na die diagram in figuur 11. ’n Katrolwiel is op die volgende manier bo-aan die skagtoring geheg:

8. Maak nou die katrolwiel aan die skagtoring vas. Gebruik figuur 11 om jou te help.

Gaan jou as buig? Kyk na die as wat jou wiel ondersteun. Hierdie as moet al die gewig wat gelig word, kan dra. Is daar genoeg ondersteuning? Indien die afstand tussen die as en die ondersteuning te lank is, kan dit dalk buig en breek.

Indien jy moet, voeg ekstra ondersteuning vir die as, bo-op die skagtoring, by.

Tech2_gr8_ch6_fig11.tif
Figuur 11: Hoe om ’n katrolwiel bo-op die skagtoring te heg

Totaal [13]

Volgende week

Volgende week gaan jy jou mini-PAT voltooi. Jy gaan ’n wenas en ’n mynwerkerhysbak maak. Daarna gaan jy jou tender aanbied.

Week 4

Kommunikeer ’n skagtoringtender

Hierdie week is die laaste week van jou mini praktiese assesseringtaak vir meganiese stelsel in graad 8.

Jy gaan jou myn-wenas maak en dit aan die skagtoring wat jy verlede week voltooi het, heg. Daarna gaan jy ’n mynwerkerhysbak byvoeg tot jou model.

Nadat jy jou stelsel getoets en aangepas het, gaan jy al die werk wat jy sover vir hierdie mini-PAT gedoen het, bymekaar maak en dit gebruik om ’n tender- aanbieding voor te berei. Jy gaan hierdie tender aanbied vir die tenderraad van Platinum Stars Mynmaatskappy.

Tech2_gr8_ch6_fig12.tif
Figuur 12: Hoe om ’n model myn-wenas te maak

Voltooi jou model: maak ’n wenas en ’n mynwerkerhysbak (20 minute)

Onthou jy dat jy in hoofstuk 4 en hoofstuk 6 krukasse ondersoek het? Kyk weer na figuur 12 op die vorige bladsy. Dit wys hoe om ’n model myn-wenas te maak.

Hier is ’n paar belangrike dinge om te onthou vir die maak van ’n myn-wenas soos hierdie.

1. Maak jou eie wenas-drom. Onthou dit moet die mynwerkerhysbak op en af in die myn kan beweeg.

Gaan jou mynwerkerhysbak rond of vierkantig wees? Jy kan ’n papierhanddoekbuis gebruik vir ’n ronde mynwerkerhysbak of enige vierkantige drom vir ’n vierkantige mynwerkerhysbak. Heg jou mynwerkerhysbak aan die laer kant van die katrolwiel [2]

Toets jou skagtoring

Met jou mynwerkerhysbak en jou wenas vas aan die skagtoring, het jy nou ’n volledige stelsel. Toets jou stelsel om seker te maak dat dit mynwerkers in die myn in kan laat sak en weer uitlig en ook dat dit die erts kan lig uit die ondergrondse skag.

Evalueer die skagtoring (10 minute)

Evalueer jou oplossing

Kyk na die model wat jou span gemaak het.

1. Dink jy dat die skagtoring geskik is om mynwerkers 500 m ondergronds te vervoer, en ook om gemynde klipmonsters van ondergronds na bo te kan lig? Verduidelik jou antwoord.


2. Wat het jy gedoen om te verseker dat jou stelsel veilig is?


3. Wat het jy gedoen om jou skagtoring goed te laat lyk sodat die gemeenskap nie sal kla oor die myn wat die area vernietig nie?


4. Dink jy die omgewing sal op enige wyse beskadig word deur jou struktuur?


5. Hoekom moet die tenderraad jou skagtoring kies?


6. Is daar enige iets waarvan die tenderraad nie gaan hou nie?


Bied jou oplossing aan vir platinum stars (90 minute)

Berei jou tender voor

1. Berei ’n spanaanbieding vir die tenderraad van Platinum Stars Mynhuis voor. Elke lid van jou span moet praat oor een van die volgende punte hieronder:

Bied jou tender aan

2. Bied nou jou tender aan die tenderraad. (3)

Evalueer verskillende tenders

3. Terwyl jy na ander spanne se tenderaanbiedings luister, skryf die beste punte van hulle tenders neer.


4. Watter tender dink jy moet wen? Verduidelik jou besluit.

Onthou:Om goed te wees met evaluering moet jy ander mense se werk objektief kan beoordeel. (1)


Totaal [4]