Problem badań skuteczności systemów zraszania górniczych maszyn urabiających w świetle aktualnego stanu prawnego, stanu wiedzy i techniki oraz wymagań użytkowników

• Autorzy: Stopka Grzegorz , Bołoz Łukasz , Libera Krzysztof , Mieszaniec Daniel

Warianty tytułu

EN

The problem of research on the effectiveness of spraying systems for mining machines in the context of the current legal status, state of knowledge and technology, and user requirements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologie oraz rozwiązania stosowane w górnictwie węglowym, w tym maszyny i urządzenia, podlegają stopniowej ewolucji, jednak proces ten przebiega powoli i jest ściśle regulowany przez odpowiednie przepisy. Regulacje te nakładają na producentów oraz uzytkowników obowiązek spełnienia szeregu wymagań technicznych i bezpieczeństwa. Niemniej jednak przepisy te nie zawsze nadążają za dynamicznymi zmianami warunków pracy, postępem technologicznym oraz rosnącymi oczekiwaniami użytkowników. W gómictwie podziemnym podstawowymi maszynami urabiającymi są kombajny ścianowe oraz chodnikowe. Zgodnie z obowiązującymi regulacjami muszą one być wyposażone w systemy zraszania, których zadaniem jest minimalizacja ryzyka zapłonu i wybuchu, redukcja zapylenia oraz poprawa warunków pracy narzędzi skrawających. Przepisy nakładają na producentów obowiązek zapewnienia skuteczności tych systemów. W Polsce przyjęło się, że mimo braku jednoznacznych regulacji prawnych, ich skuteczność musi być potwierdzona badaniami przeprowadzonymi przez akredytowane jednostki zewnętrzne. Stosowane w tych badaniach metody opierają się na detonacji główki zapalczej o wysokiej energii, co nie znajduje uzasadnienia ani w obowiązujących przepisach, ani w teorii naukowej. W konsekwencji systemy zraszania projektowane są z nadmiernym wydatkiem wody, co nie jest pożądane z perspektywy użytkowników. W niniejszym artykule przedstawiono analizę teoretycznych i prawnych metod oceny skuteczności systemów zraszania, uwzględniając wyniki badań teoretycznych oraz testów stanowiskowych.

EN

The technologies and solutions of machines and devices used in coal mining have been evolving over the years, but this process is slow and is restricted by appropriate regulations that oblige the manufacturer and user to meet many requirements. However, the regulations do not keep up with the realities created by working conditions, technical changes, including increasingly rapid progress and user requirements. Typical mining machines in underground mining are Iongwall shearers and roadheaders. These machines must be equipped with spraying systems that are to eliminate the risk of ignition, explosion and reduce dust as well as improve the working conditions of the tools. The regulations impose on the manufacturer the obligation to use an effective spraying system. However, in Poland it is assumed that this effectiveness, although it does not result from the law, must be confirmed by tests conducted by an external research unit. The methods used by these units are based on the detonation of a high-energy ignititer, which has no legal or theoretical justification. As a result, spraying systems characterized by a high water consumption, which is undesirable for the user. The article presents the technical and legal are aspects of testing the effectiveness of spraying systems with reference to the theoretical work and bench tests conducted.

Słowa kluczowe

PL

systemy zraszania; zagrożenie wybuchem; zagrożenie zapłonem; zagrożenie zapyleniem; badania stanowiskowe

EN

spraying system; explosion hazard; ignition hazard; dust hazard; bench tests

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 81, nr 1-2
• Strony: 29--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Stopka Grzegorz

• AGH w Krakowie, Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu

autor

Bołoz Łukasz

• AGH w Krakowie, Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu

autor

Libera Krzysztof

• Grenevia SA FAMUR Mining Oddział w Katowicach

autor

Mieszaniec Daniel

• Grenevia SA FAMUR Mining Oddział w Katowicach

Bibliografia

• Dokumentacja pracy badawczo-usługowej nr 883 2662 0 222. Badania i oceny skuteczności zapobiegania zapłonu i gaszenia iskier przy działaniu systemu zraszania zewnętrznego, wewnętrznego oraz systemów zraszań połączonych dla głowicy osiowej na wysięgniku kombajnu chodnikowego. Główny Instytut Górnictwa. Kopalnia Doświadczalna "Barbara" Zakład Zwalczania Zagrożeń Pyłowych (materiał niepublikowany), 2020.
• Dokumentacja pracy badawczo-usługowej nr 581 1410 0 222. Badania i ocena skuteczności gaszenia zapalonego metanu oraz iskier przy działaniu kurtyny powietrzno wodnej w ramieniu R-500 kombajnu ścianowego, Główny Instytut Górnictwa. Kopalnia Doświadczalna „Barbara". Zakład Zwalczania Zagrożeń Pyłowych (materiał niepublikowany), 2010.
• Opinia Nr 71/A0/2023. Ocena skuteczności systemu zraszania sektorowego i zewnętrznego oraz dodatkowego na wysięgniku kombajnu chodnikowego (przekładnia FRG 132) z głowicą 732mm z uchwytami nożowymi (2x40) szt. w zakresie gaszenia i niedopuszczenia/przeniesienia zapłonu metanu poprzez iskry na podstawie badań stanowiskowch. Komag Instytut Badawczy. Zakład Maszyn i Urządzeń. (materiał niepublikowany), 2023.
• Stanowisko do badań. System zraszania wodnego. Instrukcja Obsługi Nr CT7501O004. FAMUR (materiał niepublikowany), 2020.
• Protokół Prób nr. A00014-02-05. Wewnętrzne i zewnętrzne zraszanie kombajnów chodnikowych. Skuteczność urządzenia do obniżenia ryzyka zapalenia mieszanki metanowo powietrznej przy pracy dołowych kombajnów chodnikowych. VVUU a.s. Ostrava-Radvanice (materiał niepublikowany), 2005.
• Protokół Prób nr. A00051-02-10. Wewnętrzne i zewnętrzne zraszanie kombajnów chodnikowych. Skuteczność urządzenia do obniżania ryzyka zapalenia mieszanki metanowo powietrznej przy pracy dołowych kombajnów chodnikowych. VVUU a.s. Ostrava-Radvanice (materiał niepublikowany), 2010.
• Metodyka badań skuteczności urządzeń ograniczających możliwość wystąpienia ryzyka zapłonu mieszaniny metanowo-powietrznej przez eksploatację maszyn górniczych, w szczególności kombajnów górniczych (zwanych dalej maszyną) w rozumieniu §259 ust. 1 dekretu ČBÚ nr 22/1989 Dz. U. z późniejszymi zmianami i rozporządzenia SBU nr 21/1989 Dz. U., VVUU as. Ostrava-Ratiyanice (materiał niepublikowany), 2005.
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/34/t1E z dnia 26 lutego 2014 r. w sprawie harmonizacji ustawowy państw członkowskich odnoszących się do urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej (tzw. dyrektywa ATEX).
• PN-G-50036 — Ochrona pracy. Instalacje zraszające i odpylające w wyrobiskach z kombajnami chodnikowymi. Wymagania bezpieczeństwa i ergonomii.
• PN-G-50037 — Ochrona pracy -- Instalacje zraszające przy kombajnach ścianowych -- Wymagania bezpieczeństwa i ergonomii
• PN-EN 1710 – Urządzenia i podzespoły przeznaczone do stosowania w przestrzeni zagrożonej wybuchem w podziemnych wyrobiskach zakładów górniczych
• PN-EN 1127-2 – Atmosfery wybuchowe – zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem - Część 2: Pojęcia podstawowe i metodologia dla górnictwa
• PN-EN 13463-1 - Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem -- Część 1 : Podstawowe założenia i wymagania
• PN-EN ISO 80079-36 „Atmosfery wybuchowe -- Część 36: Urządzenia nieelektryczne do atmosfer wybuchowych -- Metodyka i wymagania
• PN-EN ISO/IEC 80079-38 ,,Atmosfery wybuchowe --Część 38: Urządzenia i komponenty stosowane w atmosferach wybuchowych występujących w podziemnych wyrobiskach zakładów górniczych
• PN-EN 1552 – Maszyny dla górnictwa podziemnego -- Ścianowe maszyny urabiające -- Wymagania bezpieczeństwa dla kombajnów ścianowych i zespołów strugowych
• PN-EN ISO 19225 Maszyny do górnictwa podziemnego – Ścianowe maszyny urabiające - Wymagania bezpieczeństwa dla kombajnów ścianowych i zespołów strugowych
• PN-EN 12111 „Maszyny do drążenia tuneli -- Kombajny chodnikowe i maszyny do urabiania ciągłego -- Wymagania bezpieczeństwa"
• PN-EN ISO/IEC 80079-20-1 Atmosfery wybuchowe -- Część 20-1: Właściwości materiałowe dotyczące klasyfikacji gazów i par -- Metody badawcze i dane
• Kotwica K., Stopka G., Bołoz Ł. Analiza procesu urabiania w ujęciu energetycznym, w zakresie iskrzenia, energii iskry oraz bilansu cieplnego w oparciu o przegląd literatury oraz badania stanowiskowe w AGH Kraków. Sprawozdanie z realizacji pracy badawczej, Kraków, 2020 [niepublikowane].
• Fighting bushfires with expiosives, School of Mechanical and Manufacturing Engineering, https://www.unsweedu.au/newsroom/news/2014/05/fighting-bushfires-with-explosives, UNSW Sydney, 2014,

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025)