Mechanized shaft sinking system

• Autorzy: Krauze K. , Bołoz Ł. , Wydro T.

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2018.124982

Warianty tytułu

PL

Mechanizowany frezujący kompleks szybowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Development of mineral deposits located at significant depth may be carried out by means of vertical shafts. Shaft sinking technology usually requires a number of works to be carried out, including the selection of appropriate excavating techniques adapted to geological and hydrological conditions, including natural hazards. The production technology and the machines used determine the level of sinking costs and execution period. The article discusses the excavating technologies currently used across the world. Then the assumptions, concept and construction of a new generation of shaft sinking system were presented. The proposed new solution of the system and the excavating technology allow for parallel execution of key processes related to winning, loading, transport and shaft wall-side lining, which significantly increases the progress of sinking. The shaft sinking system was created by scientists from AGH in cooperation with KOPEX – Przedsiębiorstwo Budowy Szybów S. A. and Instytut Techniki Górniczej KOMAG.

PL

Znaczący wpływ na wybór systemu wykonywania szybu, jak i metody drążenia ma przyjęta technika urabiania. Można wyróżnić dwie techniki drążenia szybów: tradycyjną metodę górniczą czyli wiertniczo-strzelniczą oraz technikę mechanicznego urabiania dna szybu. Głównym czynnikiem determinującym wybór metody urabiania są własności fizykomechaniczne urabianych skał. Jednak istotne są również możliwości techniczno-ekonomiczne i organizacyjne. Stosowane obecnie i w przeszłości technologie głębienia szybów, niezależnie od stopnia zmechanizowania poszczególnych procesów charakteryzują się szeregiem wad, głównie w aspekcie urabiania w górotworze trudnourabialnym. Uzyskiwane rezultaty nie spełniają oczekiwań przyszłego użytkownika tak w zakresie stopnia mechanizacji procesów jak i postępów drążenia. Na podstawie przeprowadzonej analizy, uwzględniając jednocześnie oczekiwania przyszłego użytkownika stwierdzono, że konieczne jest poszukiwanie nowego rozwiązania, w postaci unikatowego kompleksu szybowego urabiająco-odstawczego. Mając na uwadze powyższe jak również zapotrzebowanie rynku na w pełni zmechanizowany system, zaproponowano koncepcję nowej generacji kompleksu szybowego. Kompleks ten będzie realizował równolegle procesy urabiania, ładowania i transportu urobku oraz montażu obudowy szybowej. Spełnienie tego założenia wymagało zaprojektowania zupełnie nowego systemu maszyn. Przedmiotowy kompleks przedstawiono schematycznie na rysunkach 1 i 2. Dla przyjętych założeń konstrukcyjnych maszyny takich jak: • zabiór organu urabiającego (szerokość urabianej warstwy) wynosząca Z = 0,8 m, • głębokość urabiania warstwy skalnej wynosząca Hu = 0,3 m. oraz ustalonych parametrów geometrycznych szybu i prędkości urabiania, przeprowadzono między innymi analizę możliwego do uzyskania postępu drążenia. Wyniki tej analizy wskazują, że zastosowanie proponowanego kompleksu szybowego pozwoli na osiągniecie postępu drążenia dochodzącego do 3,3 m/dobę. Drążenie wyrobisk szybowych jest procesem trudnym i skomplikowanym. Uwzględniając dodatkowo określone przez użytkownika wymiary szybu, czyli średnica około 9 m i głębokość około 850 m, należy liczyć się z trudnościami związanymi z wprowadzeniem zupełnie nowej maszyny urabiającej, zespołu ładowania i odstawy urobku oraz zespołu montażu obudowy przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa załogi. Przedstawiony w artykule projekt rozwiązania kompleksu szybowego spełnia postawione wymagania w zakresie założonych warunków pracy maszyn i urządzeń jak i możliwości realizacji procesów pomocniczych (zabezpieczanie wyrobisk, odwodnienie, mrożenie) nie związanych bezpośrednio z podstawowymi funkcjami kompleksu (urabianie, ładowanie, transport, zabezpieczenie ociosów). Szeroko przeprowadzona analiza efektywności przedmiotowego rozwiązania wykazała możliwość osiągnięcia dużego postępu, który spełnia postawione założenia. Przedmiotowy kompleks szybowy charakteryzuje budowa modułowa z szerokimi możliwościami modyfikacji co przekłada się na wiele wariantów dostosowanych nie tylko do różnych średnic, ale także różnych warunków pracy, potrzeb i wymagań przyszłych użytkowników. Kompleks ten znacznie różni się od dostępnych na rynku i znanych z literatury zestawów maszyn do drążenia szybów.

Słowa kluczowe

EN

shaft sinking; mechanical cutting; cutting machine; shaft sinking system

PL

drążenie szybów; urabianie mechaniczne; maszyna urabiająca; kompleks szybowy

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, no. 4
• Strony: 891--902
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Krauze K.

• AGH Univeristy of Science and Techonology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Mining, Dressing and Transport Machines, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Bołoz Ł.

• AGH Univeristy of Science and Techonology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Mining, Dressing and Transport Machines, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Wydro T.

• AGH Univeristy of Science and Techonology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Mining, Dressing and Transport Machines, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Bołoz Ł., 2013. Unique project of single-cutting head shaft sinking machine used for thin coal seams exploitation. Archives of Mining Sciences 58, 4.
• [2] Krauze K., Bołoz Ł., 2015. Organ do mechanicznego urabiania skał trudno urabialnych. CUPRUM – Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud, nr 4.
• [3] Krauze K. Bołoz Ł., Kotwica K., Wydro T., 2015. Wzór użytkowy „Górniczy kombajn szybowy”. PL 68320 Y1, zgłoszony 18.04.2011, udzielony 17.07. 2015.
• [4] Krauze K., Bołoz Ł., Wydro T., 2016. Projektowanie frezujących organów ślimakowych dla zwiększenia wychodu grubych sortymentów węgla. Przegląd Górniczy 6.
• [5] Krauze K. Bołoz Ł., Wydro T., 2009. Frezujący organ ślimakowy, zwłaszcza do kombajnów ścianowych. PL 216573 B1, udzielony 13.08.2013, zgłoszony 09.10.2009.
• [6] Krauze K., Kotwica K., Bołoz Ł., 2010. Wpływ warunków górniczo-geologicznych w drążonym szybie na pracę organu urabiającego kombajnu szybowego. W: Problemy bezpieczeństwa w budowie i eksploatacji maszyn i urządzeń górnictwa podziemnego, Red. Krauze K., Lędziny 2010.
• [7] Krauze K. Bołoz Ł., Wydro T. i in., 2016. Sprawozdanie z projektu „Opracowanie projektu rozwiązania kombajnu szybowego z systemem ciągłego ładowania urobku”. Projekt AGH numer 5.5.130.492, Kraków, 2016 – niepublikowane.
• [8] Krauze K., Bołoz Ł., Wydro T., 2015. Parametric factors for the tangential-rotary picks quality assessment. Archives of Mining Sciences 60, 1.
• [9] Mendyka P., Kotwica K., Stopka G., Gospodarczyk P., Bołoz Ł., 2016. The design and analysis of drilling and bolting rigs for narrow vein exploitation. Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining 2, Exploration and mining, mineral processing, Sofia.
• [10] Wydro T., 2015. Influence of the plow filling and thread angle onto the plow head efficiency. Archives of Mining Sciences 60, 1.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)