Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Maszyny urabiające w ścianowych systemach eksploatacji cienkich pokładów węgla kamiennego

Bołoz Ł.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 1

143--154

PL

Podziemna eksploatacja pokładów cienkich, czyli takich o miąższości do 1,6 m związana jest z szeregiem ograniczeń i trudności, stąd zazwyczaj eksploatowane są dopiero po wybraniu złóż bardziej opłacalnych ekonomicznie czyli średnich i grubych lub gdy jest to wymagane ze względów bezpieczeństwa. Jednak wyczerpywanie złóż węgla kamiennego przemawia za ich eksploatacją. Duże zróżnicowane warunków było przyczyną powstania wielu metod i systemów eksploatacji. W artykule skupiono się na ścianowych systemach eksploatacji tych pokładów. Przedstawiono najważniejsze założenia i zalety eksploatacji ścianowej oraz omówiono stosowane maszyny urabiające stanowiące kluczowy element systemów mechanizacyjnych. Zwrócono również uwagę na nie stosowane w Polsce rozwiązania kombajnów i statycznych strugów węglowych. Na koniec przytoczono krótko innowacyjne rozwiązanie kompleksu ścianowego wyposażonego w kombajn jednoorganowy do pracy w ścianach od 1,0 m do 1,6 m. Natomiast pozostałe wybrane metody omówiono w artykule „Maszyny urabiające w wybranych metodach eksploatacji cienkich pokładów węgla kamiennego”.

EN

The underground exploitation of thin seams, ie. seams with the thickness of up to 1.6 m, is associated with a numerous limitations and difficulties, therefore they are usually exploited only after selecting deposits that are more economically viable, ie. medium and thick ones, or when it is required for the safety reasons. However, the depletion of hard coal deposits argues in favour of their exploitation. The wide variety of conditions has led to the development of many methods and systems of exploitation. The article focuses on longwall systems of exploitation of these seams. The most important assumptions and advantages of wall exploitation were presented and the mining machines used as a crucial element of the mechanization systems were discussed. Attention was also paid to the solutions of shearers and coal plows not used in Poland. Finally, an innovative solution of a longwall system equipped with a single-cutting head longwall shearer working in walls from 1.0 to 1.6 m was briefly presented. The longwall systems were discussed in the article of " Cutting machines in selected methods of exploitation of thin seams of hard coal.

2

Longwall shearers for exploiting thin coal seams as well as thin and highly inclined coal seams

Bołoz Ł.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2018

|

R. 56, nr 2

59--65

EN

Due to a number of advantages, mechanized longwall systems are applied to exploit seams characterized by a wide range of thicknesses. In the case of thin seams as well as thin and highly inclined ones, there are numerous solutions for longwall shearers that allow for the exploitation of coal seams with a minimum thickness of 0.4 m and a gradient of up to 85°. The article focuses on longwall systems designed for such seam mining. The most important assumptions and advantages of longwall exploitation are presented, and mining machines that are key elements of mechanized longwall systems are discussed. Attention has also been drawn to the various solutions of shearers that are currently used on the domestic market. A wide range of available solutions allowed for distinguishing and presenting ten types of shearers.

PL

Zmechanizowane kompleksy ścianowe ze względu na ich wiele zalet stosowane są do eksploatacji pokładów z dużej rozpiętości miąższości. W przypadku pokładów cienkich oraz cienkich i silnie nachylonych można wyróżnić wiele odmiennych rozwiązań kombajnów ścianowych pozwalających na eksploatację węgla z pokładów o grubości od 0,4 m i przy nachyleniu podłużnym do 85°. W artykule skupiono się na ścianowych systemach eksploatacji tych pokładów. Przedstawiono najważniejsze założenia i zalety eksploatacji ścianowej oraz omówiono stosowane maszyny urabiające stanowiące kluczowy element ścianowych systemów mechanizacyjnych. Zwrócono również uwagę na rozwiązania kombajnów, które obecnie nie są stosowane na rynku krajowym. Szeroka gama dostępnych rozwiązań pozwoliła wyróżnić i zaprezentować dziesięć typów kombajnów.

3

Kombajny ścianowe do eksploatacji cienkich oraz cienkich i silnie nachylonych pokładów węgla kamiennego

Bołoz Ł.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2018

|

R. 56, nr 2

66--72

PL

Zmechanizowane kompleksy ścianowe ze względu na ich wiele zalet stosowane są do eksploatacji pokładów z dużej rozpiętości miąższości. W przypadku pokładów cienkich oraz cienkich i silnie nachylonych można wyróżnić wiele odmiennych rozwiązań kombajnów ścianowych pozwalających na eksploatację węgla z pokładów o grubości od 0,4 m i przy nachyleniu podłużnym do 85°. W artykule skupiono się na ścianowych systemach eksploatacji tych pokładów. Przedstawiono najważniejsze założenia i zalety eksploatacji ścianowej oraz omówiono stosowane maszyny urabiające stanowiące kluczowy element ścianowych systemów mechanizacyjnych. Zwrócono również uwagę na rozwiązania kombajnów, które obecnie nie są stosowane na rynku krajowym. Szeroka gama dostępnych rozwiązań pozwoliła wyróżnić i zaprezentować dziesięć typów kombajnów.

EN

Due to a number of advantages, mechanized longwall systems are applied to exploit seams characterized by a wide range of thicknesses. In the case of thin seams as well as thin and highly inclined ones, there are numerous solutions for longwall shearers that allow for the exploitation of coal seams with a minimum thickness of 0.4 m and a gradient of up to 85°. The article focuses on longwall systems designed for such seam mining. The most important assumptions and advantages of longwall exploitation are presented, and mining machines that are key elements of mechanized longwall systems are discussed. Attention has also been drawn to the various solutions of shearers that are currently used on the domestic market. A wide range of available solutions allowed for distinguishing and presenting ten types of shearers.

4

Model tests of longwall shearer with string feed system

Bołoz Ł.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 1

61--74

EN

This article concerns model tests of longwall shearer with string feed system. The introduction outlined the problem of exploitation of thin seams, in particular hard coal seams, and briefly described the construction and operation technology of a single-unit shearer with a string feed system for their exploitation. The problem of modeling of longwall machines with such a feed system was presented, as well as the author’s physical and mathematical model of a longwall unitary shearer. Then, for the assumed parameters, model tests were carried out on the dynamics of the longwall shearer together with the string feed system. Comprehensive dynamic tests were carried out for the wall height range from 1.0 m to 1.6 m, length from 180 m to 300 m and taking into account four dimensions of the applied chain. As a result, a number of information was obtained concerning the kinematics of the longwall shearer, its feed along the wall, as well as translations and rotation in relation to particular axes and loadings of particular construction nodes. The most important part are the results of model tests, which together with their interpretation enable verification and optimization of the construction as well as the selection of power of feeder drives and shearer body.

PL

W ostatnich latach kopalnie węgla kamiennego jak i producenci maszyn górniczych coraz więcej uwagi poświęcają możliwości skutecznej eksploatacji cienkich pokładów, czyli o miąższości od 1.0 m do 1.6 m. Sytuacja ta wynika ze znacznej ilość węgla zlokalizowanego w tych pokładach oraz braku odpowiedniego umaszynowienia pozwalającego na ich efektywną eksploatację w warunkach występujących w polskich kopalniach. W związku z tym omówiono innowacyjny kompleks ścianowy do eksploatacji pokładów cienkich. Realizacja prototypu takiego kompleksu, który nie ma odpowiednika wśród istniejących rozwiązań wymagała opracowania modelu fizycznego i matematycznego oraz realizacji badań symulacyjnych. Badania miały na celu przede wszystkim określenie obciążeń działających na poszczególne węzły konstrukcyjne kombajnu oraz napędów posuwu. Badania analityczne oraz symulacyjne są mocno rozwijaną dziedziną, ponieważ oprócz aspektu poznawczego, pozwalają na zminimalizowanie wystąpienia błędów w prototypie. Badania te, dzięki możliwości przetestowania wielu wariantów, również o skrajnych i krytycznych wartościach parametrów wejściowych, są źródłem cennych informacji, które nie są możliwe do uzyskania podczas badań rzeczywistego obiektu. Podczas pracy, na kombajn działa szereg obciążeń wynikających z procesu urabiania organem frezującym, procesu ładowania ładowarką odkładniową, grawitacji, oporów ruchu kombajnu i łańcucha oraz siły z napędów posuwu. Przyjmując szereg akceptowalnych uproszeń opracowano model fizyczny a następnie matematyczny kombajnu jednoorganowego z cięgnowym systemem posuwu. Zapisany, za pomocą równań, model dynamiczny kombajnu z cięgnowym systemem posuwu umożliwił przeprowadzenie badań modelowych w środowisku Matlab. Parametry geometryczne kombajnu oraz jego masę, momenty bezwładności oraz położenie środka ciężkości wyznaczono na podstawie projektu wstępnego kombajnu w programie Autodesk Inventor. Kompleksowe badania dynamiki zrealizowano dla zakresu wysokości ściany od 1.0 m do 1.6 m, długości od 180 m do 300 m oraz przy uwzględnieniu czterech wielkości zastosowanego łańcucha. W rezultacie uzyskano szereg informacji na temat kinematyki kombajnu, jego posuwu wzdłuż ściany oraz translacji i rotacji względem poszczególnych osi oraz obciążenia poszczególnych węzłów konstrukcyjnych. Najważniejszą cześć stanowią wyniki badań modelowych, które wraz z ich interpretacją umożliwiają weryfikację i optymalizację konstrukcji oraz dobór mocy napędów posuwu i organu kombajnu. Szczególnie istotne jest obciążenie działające na płozy kombajnu, ramię ładowarki, zaczepy łańcucha napędowego oraz wał organu urabiającego. Dodatkowo wyznaczono wymaganą siłę napięcia wstępnego łańcucha gwarantującą prawidłową pracę cięgnowego systemu posuwu. Zaproponowane rozwiązanie kombajnu jednoorganowego rozwiązuje szereg problemów związanych eksploatacją omawianych pokładów. Prezentowane rozwiązanie jest konstrukcją nową, znacznie różniącą się od obecnie produkowanych kombajnów ścianowych, stąd wyniki przeprowadzonych badań są kluczowe dla realizacji prototypu maszyny i całego kompleksu.

5

Urabianie węgla strugami w kopalni Lubelski Węgiel „Bogdanka" SA

Karlikowski S., Kozek B., Ruchel A.

Wiadomości Górnicze

|

2016

|

R. 67, nr 3

214--222

PL

W artykule przedstawiono przebieg wdrażania w kopalni „Bogdanka" techniki strugowej urabiania. Prace przygotowawcze do wdrożenia prowadzone były w latach 2008-2009. W marcu 2010 uruchomiona została pierwsza ściana badawcza wyposażona w kompleks strugowy Bogdanka-1. W kolejnych latach zakupione zostały kolejne dwa kompleksy strugowy Bogdanka-2 i Bogdanka-3, a na przełomie lat 2014/2015 dodatkowo czwarty w miejsce planowanego pierwotnie kompleksu kombajnowego do pokładów cienkich. Obecnie wydobycie ze ścian strugowych stanowi około 50% wydobycia ogólnego.

EN

The article presents the course of implementation of coal plowing technology in a „Bogdanka" mine. Preparatory works for the implementation were carried out in 2008-2009. In March 2010 the first, experimental longwall with coal plowing technology was launched, equipped with Bogdanka-1 plow. In subsequent years, two further plow complexes Bogdanka-2 and Bogdanka-3 were purchased and at the turn of 2014/2015 additionally the fourth one was purchased in the place of the originally planned longwall shearer complex for thin seams. Currently the output from longwalls with coal plowing technology constitutes about 50% of overall production.

6

Kombajnowy kompleks ścianowy przeznaczony do pracy w niskich ścianach

Bołoz Ł.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 6

91--97

PL

Na wstępie artykułu zwrócono uwagę na konieczność eksploatacji węgla kamiennego z pokładów cienkich oraz przedstawiono zasoby polskich kopalń w tym zakresie. Następnie omówiono bariery ograniczające możliwość ich efektywnej eksploatacji. Sprecyzowano założenia do kompleksu ścianowego, który sprosta trudnym warunkom występującym w polskich kopalniach oraz oczekiwaniom użytkowników. Przedstawiono projekt kombajnu, współpracującego z nim przenośnika ścianowego oraz zmechanizowanej obudowy ścianowej wraz z opisem technologii pracy oraz analizą możliwego do uzyskania wydobycia dobowego. Przedstawiony kombajnowy kompleks ścianowy przeznaczony jest do eksploatacji pokładów o miąższości od 1,0 m do 1,6 m.

EN

In the introduction of this study, problems of the necessity of hard coal exploitation from thin coal seams are discussed and adequate resources of Polish mines presented. Then barriers limiting possibility of effective exploitation are discussed. Suitable assumptions have been determined for the shearer longwall system, operating in hard conditions occurring in Polish mines, which is able to satisfy expectations of potential users. Design of the shearer mated with longwall conveyor and mechanized longwall support, including description of the operational technology and analysis of realistic daily output, is presented. The presented shearer longwall system is destined for the exploitation of coal seams of the thickness from 1,0 m to 1,6 m.

7

Unique project of single-cutting head longwall shearer used for thin coal seams exploitation

Bołoz Ł.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 4

1057--1070

EN

Problem of thin hard coal seams exploitation, including chosen data related with their resources in Poland, has been discussed in the introduction of the present study. On the basis of actually operated machines the assumptions, which should be satisfied by the longwall shearer used for exploitation of thin hard coal seams, have been made. A project of such longwall shearer combined with band conveyor and mechanized longwall support, including description of the machine operation technology and analysis of possible day output achievement, have been presented.

PL

Polska dysponuje stosunkowo dużymi zasobami surowców energetycznych, a ciągle rosnące zapotrzebowanie na energię skłania do ich racjonalnego wykorzystywania. Jedną z możliwości takiego racjonalnego gospodarowania zasobami naturalnymi jest eksploatacja węgla kamiennego z pokładów cienkich. W związku z wybieraniem coraz cieńszych pokładów węgla, zalegających bardzo głęboko, w trudnych warunkach górniczo-geologicznych napotyka się na duże problemy związane z uzyskaniem wymaganej wydajności wydobycia przy użyciu stosowanych aktualnie metod. Przyjmuje się, ze pokłady cienkie to takie o miąższości od 1.0 m do 1.5 m i właśnie ta niewielka wysokość wyrobiska ścianowego powoduje szereg ograniczeń związanych z efektywną eksploatacją węgla. Na podstawie dostępnych danych określono, że ilości węgla kamiennego w cienkich pokładach wynosi około 600 mln Mg. Znaczna część pokładów cienkich w ostatnich latach została przeklasyfikowana na nieprzemysłowe, co pozwala stwierdzić, że rzeczywista ilość węgla w pokładach cienkich jest znacznie większa. Na podstawie analizy wad i zalet jak i danych technicznych produkowanych obecnie maszyn, określono wytyczne i założenia do nowego rozwiązania maszyny urabiającej przeznaczonej do wydobywania węgla w ścianach niskich. Kombajn do eksploatacji cienkich pokładów powinien spełniać następujące wymagania (Bołoz, 2012): praca w systemie ścianowym, zastosowanie frezowania jako metody skrawania, rozdzielenie procesu frezowania od procesu ładowania, zastosowanie pełnej automatyzacja pracy, zastosowanie cięgnowego systemu posuwu, możliwość rozpoczynania nowego skrawu bez konieczności zawrębiania, gabaryty dostosowane do pracy w ścianach o wysokości od 1.0 m do 1.6 m, praca systemem dwukierunkowym. Fig. 2 przedstawia koncepcję kombajnu jednoorganowego. Kombajn ten składa się z kadłuba 2, jednego zamocowanego centralnie organu urabiającego 1 oraz dwóch rozkładanych ładowarek odkładniowych 3 i 4. Ładowarka 3 znajduje się w pozycji czynnej, natomiast ładowarka 4 w biernej. Kombajn jest ciągnięty po rynnach przenośnika 5 za pomocą łańcucha 6. Łańcuch 7 jest gałęzią bierną dla przedstawionego zwrotu prędkości. Podane, orientacyjne wymiary wynikają z analizy dotychczasowych rozwiązań kombajnów, głowic strugowych oraz założonego zakresu wysokości wyrobiska ścianowego (Krauze, 2006; Bołoz, 2012). Dla zaproponowanego rozwiązania przyjęto szereg koniecznych wielkości i przeprowadzono analizę możliwego do uzyskania wydobycia dobowego. Zestawione tabelarycznie wyniki umożliwiają określenie wydobycia dobowego możliwego do uzyskania przy określonych wartościach parametrów geometrycznych ściany, kinematycznych kombajnu oraz organizacyjnych pracy ściany. Dla założonych parametrów można stwierdzić, że minimalne wydobycie dobowe na poziomie Vd = 4032 Mg/d uzyskano dla L = 180 m, tp = 11 min, H = 1.0 m oraz T = 12 h/d. Maksymalne wydobycie dobowe na poziomie Vd = 11 612 Mg/d uzyskać można dla L = 300 m, tp = 0 min, H = 1.6 m oraz T = 18 h/d. Na wydobycie dobowe największy wpływ ma dobowy czas pracy ściany a następnie czas przekładki (Bołoz, 2012). Średnica organu dla takiego kombajnu dobierana jest do grubości pokładu. W przedmiotowym rozwiązaniu przyjęto organ o konstrukcji przestrzennej (belki nożowe zamiast płatów), aby powstający podczas frezowania urobek mógł spadać na spąg (Krauze, 2012b). Przykładowe rozwiązanie organu przestrzennego przedstawia fig. 3. Funkcję ładowania, realizowaną normalnie przez płaty, przejmują ładowarki. Rozdzielenie procesu ładowania od procesu frezowania jest jedną z najważniejszych zalet prezentowanego rozwiązania. Podczas pracy w ścianie parametry kinematyczne kombajnu mogą być zwiększane bez ryzyka wystąpienia problemów z ładowaniem na przenośnik, co obok możliwości ruchowych kombajnisty było głównym czynnikiem hamującym wzrost wydobycia. Załadunek urobku na przenośnik odbywa się za pomocą ładowarki, która po zmianie kierunku urabiania składa się, natomiast druga ustawiana jest w pozycji roboczej (Krauze, 2010). Kombajn porusza się tradycyjnie po rynnie przenośnika, jednak przy zastosowaniu cięgnowego systemu posuwu, który zrealizowany jest za pomocą napędów znajdujących się w chodnikach. Rozwiązanie takie umożliwia znaczne zmniejszenie gabarytów kombajnu dzięki usunięciu ciągników z kadłuba. Należy zaznaczyć, że w prezentowanym rozwiązaniu zakłada się zastosowanie pełnej automatyzacja pracy kombajnu i pozostałych maszyn ścianowych, co pozwala na urabianie calizny bez obecności załogi bezpośrednio w wyrobisku. Ma to duże znaczenie dla możliwości zwiększenia prędkości posuwu, szczególnie przy zakresie wysokości 1.0 m÷1.6 m. Przy wykorzystaniu znanych, z rozwiązań strugowych, systemów automatyki, sterowania i diagnostyki wprowadzenie automatyzacji procesu nie będzie stanowiło znaczącego problemu. W proponowanym rozwiązaniu kombajn ma możliwość wyjechania do chodnika na tyle, aby możliwe było zrealizowanie przekładki jak w przypadku strugów. Uzyskuje się wtedy krótki czas przekładki, który w skrajnym przypadku może zmieścić się w tzw. czasie organizacyjnym ściany. Ponadto urabianie odbywa się pełnym zabiorem na całej długości ściany co również korzystnie wpływa na wydobycie. Przekładkę realizować będą, oprócz układów przesuwnych sekcji, układy przesuwne napędów zlokalizowane w chodnikach lub ewentualnie obudowa skrzyżowań. Do sterowania położeniem kombajnu jednoorganowego, a w szczególności kierunkiem eksploatacji na wybiegu ściany (wznios, upad), zastosowane będą siłowniki korekcyjne łączące belkę układu przesuwnego sekcji z rynną przenośnika. Kopalnie jak i producenci sprzętu górniczego wykazują coraz większe zainteresowanie możliwością skutecznej eksploatacji pokładów cienki. Zaproponowany kompleks do eksploatacji cienkich pokładów wyposażony w kombajn jednoorganowy przeznaczony jest do pracy w technologii urabiania dwukierunkowego. Charakterystyczną cechą tej technologii jest brak fazy zawrębiania oraz praca na pełny zabiór na całej długości ściany. W przypadku zmiany grubości pokładu możliwa jest zmiana organu, natomiast sterowanie w kierunku wybiegu odbywać się będzie za pomocą siłowników korekcyjnych. Opracowanie technologii pracy kompleksu wyposażonego w kombajn jednoorganowy, analiza możliwego do osiągnięcia wydobycia dobowego, przy jego zastosowaniu oraz określenie wymaganych parametrów maszyn kompleksu ścianowego, a w szczególności kombajnu, potwierdza poprawność przyjętych założeń.

8

Analiza obciążenia jednoorganowego kombajnu ścianowego

Krauze K., Bołoz Ł.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 11

42--47

PL

W artykule omówiono krótko problemy związane z eksploatacją cienkich pokładów węgla kamiennego. Przytoczono przykłady kombajnów ścianowych, dostępnych na rynku, przeznaczonych do niskich ścian. W dalszej części artykułu przedstawiono koncepcję eksploatacji cienkich pokładów węgla kamiennego przy użyciu zmechanizowanego kompleksu ścianowego wyposażonego w kombajn jednoorganowy. Przeprowadzono analizę obciążenia obecnie stosowanych kombajnów dwuramionowych, dwuorganowych, jak również analizę przedstawionego modelu obciążenia kombajnu jednoorganowego przy uwzględnieniu cięgnowego napędu posuwu.

EN

Problems related to the exploitation of thin hard coal seams have been briefly discussed in the present article. Examples of longwall shearers intended for low longwalls accessible on the market were cited. The conception of thin hard coal seams exploitation with the use of a mechanized longwall set equipped with a single-cutting head shearer was discussed in the further part of the article. Next an analysis of load of currently used two-arm, two-cutting head shearers as well as an analysis of the presented load model of a single-cutting head shearer with regard to the flexible connection drive unit have been carried out.

9

Węgiel kamienny jako podstawowy nośnik energetyczny w Polsce

Kicki J., Sobczyk J.

Polityka Energetyczna

|

2007

|

T. 10, spec. 1

147-161

PL

W referacie dokonano oceny wystarczalności bazy zasobowej węgla kamiennego jako podstawowego nośnika energetycznego. Zwrócono uwagę na fakt znaczącej roli jaką odgrywa w gospodarce krajów Unii Europejskiej. Baza zasobów przemysłowych węgla kamiennego ulega stałemu zmniejszeniu wskutek eksploatacji i działań restrukturyzacyjnych. Jedną z przyczyn eliminacji części zasobów przemysłowych jest nie podejmowanie eksploatacji pokładów cienkich poniżej 1,5 m. W końcowej części artykułu zwrócono uwagę na fakt bezwzględnej konieczności wymagania oceny ekonomicznej dla kwalifikacji zasobów przemysłowych.

EN

Paper presents the statement about sufficiency of coal resources as a fundamental energy source. Distinguish role that coal plays in European Union economy was also in focus. Hard coal resources are permanently limited as a result of mining activity and restructuring processes. One of the reason of eliminating the part of coal resources is thin seems (under 1 .S m) mining relinquishment. In the last part of the paper the economic evaluation role was underlined in process of mineral resources establishment.