Porównanie stosowania kolejek podwieszonych o napędzie akumulatorowym z kolejkami spalinowymi w podziemnych kopalniach węgla kamiennego

• Autorzy: Szlązak Nikodem , Korzec Marek

Warianty tytułu

EN

Comparison of using suspended monorails powered by internal combustion engines with electrically battery-powered monorails in hard coal mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Transport materiałów oraz załogi stanowi ważne ogniwo w procesie produkcyjnym w każdym podziemnym zakładzie górniczym. Pogarszające się warunki klimatyczne związane głównie ze zwiększającą się głębokością eksploatacji oraz obecnością maszyn zmuszają do poszukiwania rozwiązań poprawiających sytuację. Istotnym czynnikiem pogarszającym warunki pracy są także substancje szkodliwe wydzielające się wraz ze spalinami z pracujących silników zasilanych olejem napędowym. W celu utrzymania stężeń gazów na odpowiednim poziomie bardzo często trzeba doprowadzić do miejsc ich pracy powietrze w ilości przekraczającej inne wymagania. Sposobem na rozwiązanie tych problemów może być zastąpienie kolejek podwieszonych spalinowych nowymi rozwiązaniami o napędzie elektrycznym, zasilanymi akumulatorowo. W artykule przeprowadzono analizę spalin kolejek pracujących w kopalni węgla kamiennego oraz określono wymagane strumienie powietrza pozwalające na utrzymanie dopuszczalnych stężeń czynników szkodliwych. Przeprowadzono także analizę porównawczą warunków klimatycznych w drążonym wyrobisku chodnikowym, uwzględniając funkcjonowanie wyrobiska z pracą kolejki spalinowej oraz pracą kolejki elektrycznej. Przeprowadzona analiza pozwoliła wskazać przyrosty ciepła w wyrobisku spowodowane pracą obu rozwiązań kolejek. Na podstawie wykonanych analiz stwierdzono, że stosowanie kolejek elektrycznych może w istotny sposób przyczynić się do poprawy warunków pracy w wyrobiskach.

EN

Materials and mine staff transportation is necessary during production process in underground mines. Worsening climatic conditions, related to the mining depth and the usage of machines, force us to look for solutions to improve the situation. Another essential factor connected with underground working conditions is harmful substances and exhaust fumes emitted from Diesel engines. For maintaining the gas concentration at the appropriate level it is necessary to supply air in quantities exceeding other requirements. Possible way to solve the problems is replacing suspended monorails powered by internal combustion engines with new solutions of electrically battery-powered monorails. In the article were performed the analyzes of the exhaust gas parameters from monorail locomotives operating in a hard coal mine and determines the required airflow to maintain permissible concentrations of harmful gases. I was also done a comparative analysis of climatic conditions in the development heading, considering the roadway’s functioning with and without using Diesel or electric monorail. The obtained results showed that using electric monorails could significantly improve working conditions.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo podziemne; warunki klimatyczne; stężenie gazów; strumień powietrza; kolejka podwieszona; maszyna elektryczna

EN

underground mining; climatic conditions; gas concentration; airflow; suspended monorail; electric battery-powered monorails

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 78, nr 4
• Strony: 36--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szlązak Nikodem

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Korzec Marek

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• 1. BECKER-WARKOP SP. Z O.O. 2022 - Materiały techniczno-handlowe producenta kolejek podwieszonych. https://www.becker-mining.com.pl/do_pobrania/MineTrans.pdf (dostęp w dniu 4.10.2022).
• 2. BUDNIOK T., KONSEK R., KRAKOWCZYK B., TOR A., ZASADNI W., ŻYREK L. 2021 - An innovative CA-190 monorail battery locomotive powered by a VOLTER lithium battery. Mining Informatics Automation and Electrical Engineering, 59, s. 69–74.
• 3. FUKSA D., KĘSEK M., ŚLÓSARZ M., BATOR A. 2015 - Koncepcja zintegrowanego systemu transportu poziomego w kopalniach węgla kamiennego. „Przegląd Górniczy”, 71, nr 8, s. 25-27.
• 4. PIECZORA E., SUFFNER H. 2017 - Rozwój napędów dołowych kolejek podwieszonych. „Maszyny Górnicze”, nr 3, s. 83-91.
• 5. PIECZORA E., TOKARCZYK J. 2017 - Rozwój transportu podziemnego wykorzystującego kolejki podwieszone. Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering, 532, nr 4, s. 107-117.
• 6. Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) 1997 - PN-G-36000:1997. Napędy spalinowe dla podziemnych pojazdów górniczych – Wymagania. PKN, Warszawa.
• 7. Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) 1999 - PN-G-36001:1999. Napędy spalinowe dla podziemnych pojazdów górniczych – Badania. PKN, Warszawa.
• 8. Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych (Dz.U. 2017 poz. 1118 wraz z późniejszymi zmianami).
• 9. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz.U. 2018 poz. 1286 wraz z późniejszymi zmianami).
• 10. SZLĄZAK N. 1994 - Rozprzestrzenianie się gazów spalinowych w wyrobiskach górniczych w świetle badań teoretycznych i doświadczalnych. Wydawnictwa AGH, Kraków.
• 11. SZLĄZAK N., BOROWSKI M., SPORYSZ G. 2014 - Analiza składników spalin z silników spalinowych maszyn samojezdnych w podziemnych kopalniach. „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie”, nr 12, s. 6-12.
• 12. SZLĄZAK, N.; KORZEC, M.; CHENG, J. 2022 - Using Battery-Powered Suspended Monorails in Underground Hard Coal Mines to Improve Working Conditions in the Roadway. Energies, 15, 7527.
• 13. VOΒ J. 1981 - Grubenklima. Verlag Glucauf, T.27, Essen.
• 14. WACŁAWIK J. 2010 - Wentylacja Kopalń. Wydawnictwa AGH, Kraków

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)