Inżynieria Górnicza wydanie nr 1/2014
Inżynieria Górnicza wydanie nr 1/2014

Potrzeba optymalizacji i ograniczenia kosztów w górnictwie, zwiększenie efektywności i produktywności to najbardziej aktualne wyzwania branży. W pierwszym wydaniu polecamy: systemy odmetanowania pokładów węgla, technika strugowa i korzyści z jej wdrożenia, warunki cieplne w kopalniach i warunki prawne oraz transport dołowy materiałów i ludzi w kopalniach węgla kamiennego.

Rynek

Rynek

Geologia

Górnictwo i baza zasobowa węgla kamiennego w Polsce

W artykule przedstawiono podsumowanie zmian w górnictwie i bazie zasobowej węgla kamiennego po 1989 r., w odniesieniu do prognoz dalszych przeobrażeń oraz zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju. W wyniku restrukturyzacji górnictwa węgla kamiennego zakończono eksploatację w połowie kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i we wszystkich kopalniach Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wraz z postępującym procesem restrukturyzacji poważne zmiany, determinowane przez czynniki natury formalnoprawnej i gospodarczej, zachodziły w stanie zasobów węgla kamiennego, w tym zasobów przemysłowych. Aktualny stan bazy zasobowej węgla kamiennego oraz jej istotne zmniejszenie w okresie ostatnich 25 lat powodują konieczność przeanalizowania jej wystarczalności w nadchodzących latach, zgodnie z rządowymi prognozami. W perspektywie do 2030 r. węgiel kamienny obok węgla brunatnego będzie nadal głównym paliwem dla elektroenergetyki. Podstawowe znaczenie ma ochrona istniejących i potencjalnych złóż, głównie poprzez zabezpieczenie dostępności terenów dla ich zagospodarowania w przyszłości, usankcjonowane w planach zagospodarowania przestrzennego. W tym celu konieczne jest przeprowadzenie wielokryterialnej waloryzacji złóż oraz obszarów prognostycznych i perspektywicznych w aspektach geologiczno-zasobowych, środowiskowych oraz formalnoprawnych.

Transport

Transport dołowy ludzi i materiałów w kopalniach węgla kamiennego

Z punktu widzenia funkcjonowania podziemnego zakładu górniczego transport ma kluczowe znaczenie. Od sprawnej organizacji procesów transportowych zależy nie tylko wynik produkcyjny (ekonomiczny) zakładu, ale również bezpieczeństwo i efektywność wykonywanych robót. W kopalniach podziemnych węgiel kamienny eksploatuje się głównie systemem ścianowym. Obecne uwarunkowania rynkowe preferują dużą koncentrację wydobycia, nawet do 20 000 ton na dobę z pojedynczej ściany. To powoduje, że nie tylko należy zapewnić odpowiednie zabezpieczenie odstawy urobku z przodków wydobywczych, ale równie istotny jest transport materiałów i ludzi na dole kopalni od podszybia do przodków eksploatacyjnych, jak i między poszczególnymi poziomami wydobywczymi [2]. Transport dołowy ludzi i materiałów realizowany jest różnymi środkami transportu, zależnie od warunków i potrzeb danej kopalni. W skład takiej infrastruktury transportowej wchodzą: drogi przewozowe, sieć trakcyjna, tabor lokomotywowy i wozowy, dworce osobowe, stacje materiałowe, zajezdnie czy komory obsługi technicznej. Jeżeli chodzi klasyfikację transportu ludzi i materiałów, to można go podzielić na dwie grupy: kopalnianą kolej podziemną i transport kolejkowy [1].

Zastosowanie napędu zębatego w systemach transportu kolejkami podwieszonymi z napędem własnym

Zmieniające się warunki prowadzenia transportu powodują,że stosowane są coraz doskonalsze rozwiązania w systemach transportu, zwłaszcza kolejkami podwieszonymi z napędem własnym. Zastosowanie napędu zębatego w transporcie kolejkami podwieszonymi zmieniło sposób prowadzenia transportu. Napęd ten może występować samodzielnie lub współpracować z napędem ciernym jako cierno-zębaty. Napęd zębaty może być stosowany na całej długości trasy lub tylko na wybranym odcinku. Najczęściej stosowany jest w najtrudniejszych warunkach, ze względu na nachylenie wyrobiska i panujące w nim warunki (np. zapylenie, wykraplanie się wody ze stropu itp.). Napęd zębaty eliminuje wszystkie słabe strony napędu ciernego. Zastosowanie napędu zębatego w sposób zdecydowany usprawniło prowadzenie transportu oraz przyczyniło się do podniesienia wydajności i bezpieczeństwa w systemach transportu. Napęd zębaty stosowany jest w ciągnikach kolejek podwieszonych, jak i w ciągnikach manewrowych. Przykłady z różnymi rozwiązaniami zastosowania napędu zębatego w warunkach kopalń przedstawiono w artykule. Napęd zębaty został zweryfikowany w praktyce z wynikiem pozytywnym.

Wentylacja, odmetanowanie, klimatyzacja

Warunki cieplne w kopalniach podziemnych i kryteria prawne

Na bezpieczeństwo i wydajność pracy górników w znaczący sposób wpływają cieplne warunki pracy. Głównym czynnikiem decydującym o poziomie zagrożenia cieplnego jest rosnąca wraz z głębokością temperatura pierwotna skał. Wynikająca z tego wysoka temperatura powietrza w połączeniu ze znaczną wilgotnością negatywnie wpływa na warunki pracy górników w wyrobiskach podziemnych kopalń węgla kamiennego oraz rud miedzi. Coraz częściej konieczne jest wprowadzanie skróconego czasu pracy lub stosowanie środków służących poprawie warunków cieplnych w wyrobiskach. W polskim górnictwie obowiązują kryteria prawne regulujące zasady pracy w warunkach zagrożenia cieplnego.

Systemy odmetanowania pokładów węgla w Polsce i na świecie

Zwalczanie zagrożenia metanowego w podziemnych zakładach górniczych wymaga stosowania systemów odmetanowania. W artykule przedstawiono stosowane metody prowadzenia odmetanowania podziemnych kopalń węgla kamiennego z wyrobisk podziemnych, z powierzchni oraz z wyrobisk podziemnych i powierzchni w Polsce i na świecie.

Eksploatacja złóż

Sposoby eksploatacji pokładów o małej miąższości – cz. I

Eksploatacja cienkich pokładów zyskuje stopniowo na znaczeniu, ponieważ pokłady grube zostały w przeszłości w wielu krajach w znaczącym stopniu wybrane. W sytuacji zapotrzebowania na węgiel koksowy produkowany przez Jastrzębską Spółkę Węglową S.A. i przy obecnej wielkości bazy zasobowej trwają poszukiwania możliwości eksploatacji pokładów o miąższości od 1,0 m do 1,5 m, które stanowią znaczący udział w bazie zasobowej kopalń JSW S.A. Podobną sytuację można spotkać w wielu innych krajach i np. w Chinach, kraju będącym największym producentem węgla na świecie, zasoby węgla ulokowane w pokładach cieńszych niż 1,3 m szacowane są na 25 proc. ogólnych rezerw węgla. Artykuł przedstawia dotychczasowe doświadczenia Kopalni „Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” JSW S.A. w zakresie stosowania techniki strugowej oraz kompleksu ścianowego do wybierania cienkich pokładów z wykorzystaniem głowicy urabiająco-ładującej GUŁ-500, popularnie nazywanej „mikrusem”).

Doświadczenia LW „Bogdanka” S.A. w stosowaniu techniki strugowej urabiania w ścianach wydobywczych

W artykule przedstawiono przebieg wdrażania techniki strugowej urabiania w ścianach wydobywczych w kopalni „Bogdanka” przy eksploatacji pokładu 385/2 o grubości 1,2- 1,8 m. Prace przygotowawcze do wdrożenia prowadzone były w latach 2008-2009. W marcu 2010 r. uruchomiona została pierwsza ściana badawcza wyposażona w kompleks strugowy Bogdanka-1. W 2012 roku uruchomiona została ściana wyposażona w drugi kompleks strugowy Bogdanka-2, a trzeci jest zakontraktowany z terminem dostawy na rok 2014. Obecne doświadczenia praktyczne obejmują wybranie tą techniką 3 całych ścian o łącznym wybiegu około 9,1 km i wydobyciu 8,3 mln ton urobku węglowego. Planowane są dalszy rozwój techniki strugowej w LWB i zakup kolejnych kompleksów strugowych.

Artykuł promocyjny

Wysokociśnieniowy agregat pompowy do zasilania kompleksu strugowego wraz ze stacją uzdatniania wody zabudowany na kopalni LW „Bogdanka”

Eksploatacja złóż

Zarządzanie cyklem życia kombajnu

Zarządzanie cyklem życia produktu to projekt skierowany do klienta, odpowiadający na wspólnie określone cele i wskaźniki dotyczące dostarczonych maszyn i urządzeń (np.: dyspozycyjność urządzeń, zwiększenie produktywności, dostępność i jakość szkoleń itd.).

Techniki i technologie

Modyfikacja konstrukcji obudowy i technologii głębienia szybu w zawodnionym górotworze o niskich parametrach wytrzymałościowych

W artykule przedstawione zostały zastosowane modyfikacje konstrukcji obudowy, polegające na wykorzystaniu specjalnych konstrukcji stalowych, elementów prefabrykowanych czy też zastosowania betonów wysokowartościowych, a także rozwiązania technologiczne do bezpiecznego głębienia szybu na podstawie doświadczeń z głębienia szybu w trudnych warunkach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich.

Nowe narzędzie do wyznaczania właściwości mechanicznych węgla (skał otaczających złoże)

Ze względu na bardzo specyficzne warunki pracy maszyn i urządzeń stosowanych w górnictwie węglowym istotny jest sposób ich doboru, uwzględniający zmieniające się w trakcie pracy warunki. Prawidłowy dobór wpływa na zwiększenie trwałości i niezawodności maszyn i urządzeń, co przekłada się na uzyskiwane efekty ekonomiczne. Z uwagi na ważność zagadnienia, jakim jest pomiar i ocena właściwości mechanicznych węgla (w tym pomiar urabialności węgla), dokonano krótkiego przeglądu dotychczas stosowanych metod oceny urabialności węgla na świecie – istotę problemu potwierdza liczba opracowanych metod w różnych ośrodkach naukowych na świecie. Przedstawiono nowy, powstały w Polsce przyrząd (skonstruowany przez autora artykułu) do wyznaczania i oceny właściwości mechanicznych materiału węglowego (urabialności), odwzorowujący charakter pracy kombajnu. Przedstawiono budowę, zasadę działania oraz oryginalność zastosowanych rozwiązań. Godnym podkreślenia jest fakt, że przyrząd na wielu międzynarodowych targach, wystawach innowacji technologicznych, zdobył medale i dyplomy.

Wstępna analiza wpływu czasu eksploatacji przekładni przenośnika taśmowego na wybrane parametry wibroakustyczne

W publikacji przedstawiono eksperymentalne badania przekładni Preinfalk K1SH 450 przenośnika taśmowego VT-1400, przeprowadzone w kopalni węgla kamiennego. Dwukrotne badania przekładni zostały wykonane w półrocznej perspektywie czasu. Na podstawie uzyskanych wyników przeprowadzono wstępną analizę zmian wartości wybranych parametrów wibroakustycznych przekładni w aspekcie jej stanu technicznego.

Bezpieczeństwo

Wnikliwa kontrola – gwarantem bezpieczeństwa

Kontrola stanu technicznego lin używanych w kolejkach spągowych i podwieszanych oraz reagowanie na zauważane zmiany to jeden z podstawowych sposobów zapobiegania niekorzystnym zdarzeniom podczas eksploatacji urządzeń w kopalniach. Zgodnie z przepisami górniczymi kontrole takie realizowane są na kilku poziomach. Metodą wizualną dokonywane są przeglądy codzienne i tygodniowe. Bardziej wnikliwe są badania rzeczoznawcze przeprowadzane w trybie półrocznym przez uprawnionych specjalistów dokonujących szczegółowych ocen technicznych wszystkimi dostępnymi metodami (badanie wizualne, badanie magnetyczne i inne). Badania rzeczoznawcze powinny być przeprowadzane w każdej sytuacji, także przed upływem terminu badania określonego w przepisach, gdy ocena wizualna stanu liny budzi jakiekolwiek wątpliwości. Wczesna diagnoza możliwych uszkodzeń wpływa na zwiększenie bezpieczeństwa pracy górników oraz zakładu podziemnego.

Toalety pod ziemią – obowiązek czy dobra wola pracodawcy?

Artykuł porusza problem niemożności zaspokajania podstawowych potrzeb fizjologicznych wynikających z braku dostępności toalet w podziemiach kopalń. Zawiera również informacje dotyczące obowiązujących pracodawców przepisów prawa.