Górnictwo i Geologia

Wybuchy pyłu węglowego

2015-02-22T03:52:00.002-08:00

Wybuchy pyłu węglowego należą do zasadniczych zagrożeń w górnictwie węglowym. Częstośc wybuchów metanu , gazów pożarowych i pyłu węglowego w naszych kopalniach sestemotycznie maleje , ale jednak powodują one zawsze największe katastrofy pociągające za sobą dużą liczbę ofiar.

Prace nad opanowaniem wybuchu pyłu węglowego prowadzone są na szeszą skalę od 1906r. , w którym to roku w kopalni Courriera na skutek wybuchu pyłu węglowego zgineło 1099 górników . Prace nad zwalczaniem zagrożenie wybuchem pyłu węglowego prowadzone są we wszystkich krajach o rozwiniętym górnictwie weglowym . Wyniki prac badawczych wielu instytutów są wprowadzane do praktyki górniczej , co pozwoliło na znaczne obniżenie liczby wybuchów pyłu węglowego . Pomimo dotychczasowych osiągnięć nauki wybuchy w górnictwie przedstawiają nadal wielkie zagrożenie . Potwierdza to seria katastrof w wielu krajach , a także i w Polsce w ostatnich latach.

W Polsce badania nad wybuchowością pyłu węglowego prowadzi się od 1925r. w kopalni Doświadczalnej „Barbara” w Mikołowie . Duże zasługi w dziedzinie zwalczania wybuchów pyłu węglowego położył prof. Wacław Cybulski , wieloletni dyrektor KD „Barbara” .

Podstawowe informacje na temat PYŁU WĘGLOWEGO

-wybuchowość pyłu węglowego

-lotnośc pyłu węglowego

-stopień rozdrobnienia pyłu węglowego

-granice wybuchowości pyłu węglowego

-inicjał pyłu weglowego

- warunki dyspersji

-zasięg zapylenia wyrobisk i rozmieszczenie pyłu węglowego w wyrobiskach

-obecność metanu w powietrzu

-warunki wyrobisk

Skutki wybuchu pyłu węglowego:

- powstanie płomienia wybuchu co równoznaczne jest z poparzeniem w przypadku zetknięcia się z nim człowieka

- najgroźniejszy skutek to wydzielenie się dużej ilości tlenku węgla (najwięcej ofiar śmiertelnych

- powstanie fali uderzeniowej

- po przejściu fali powietrza pojawia się fala rozrzedzenia , która powoduje bieg gazów w przeciwnym kierunku ( ułatwia ona zawał)

- mogą zapoczątkować pożary podziemne

Wybuchy pyłu węglowego powinny być zwalczane różnymi sposobami, zwanymi liniami obrony:

- ograniczenie powstawania pyłu węglowego

- usuwanie pyłu węglowego

- zwalczanie lotności pyłu węglowego zwalczanie możliwości zapłonu pierwotnego obłoku pyłu węglowego

- zwalczanie rozwoju wybuchu

- ograniczenie zasięgu wybuchów pyłu węglowego przez hamowanie już rozwiniętych wybuchów

- kontrola zagrożeń wybuchami pyłu węglowego

- przepisy zwalczania

- prace naukowo badawcze nad ulepszeniem metod zwalczania wybuchów pyłu węglowego

Maszyny do zabezpieczania górotworu

2015-02-22T03:49:00.003-08:00

Sposoby prowadzenia wyrobisk ścianowych:

- z zawałem stropu

- z podsadzką hydrauliczną

- z podsadzką pneumatyczną

OBUDOWA PODPOROWA

Jest to obudowa do osłony od zawałowej, w której nacisk skał stropowych górotworu przenoszony jest przez stropnicę na podpory (stojaki).

Rozróżnia się obudowy podporowe:

- kasztowe (wyróżnia je duża podporność i duża powierzchnia spągnic, dzięki czemu utrzymują bez rozparcia stabilną równowagę oraz charakteryzują się małymi naciskami na spąg)

- ramowe (ma co najmniej 2 podpory czyli stojaki, przy czym podpory są usytuowane w płaszczyźnie prostopadłej do czoła ściany)

Obudowy te mogą posiadać zestaw ramowy:

- przesuwny

- kroczący wiszący

OBUDOWA PODPOROWO-OSŁONOWA

Jest to obudowa, w której nacisk skał stropowych górotworu przenoszony jest na spąg przez stropnice podparta podporami czyli stojakami. Obudowa ma osłonę przedzawałową, która może być również podparta podporami (stojakami).

Najczęściej wykonuje się je z układem lemniskatowym (jest to czworobok przegubowy służący do prowadzenia stropnicy w całym zakresie wysokości obudowy możliwie małą zmianą jej odległości od czoła ściany).

OBUDOWA OSŁONOWO-PODPOROWA

Przenosi ona nacisk skał stropowych górotworu i gruzu skalnego przez osłonę podpartą stojakami. Mogą być wykonywane z układem lemniskatowym lub z przegubem centralnym. Obudowy osłonowo-podporowe charakteryzują się krótką stropnicą, dlatego wielkość utrzymywanej rozpiętości wyrobiska jest mniejsza niż w innych obudowach. Obudowa ta może mieć mniejszą podporność i nadaje się zwłaszcza do pracy w ścianach o słabych i kruchych stropach.

OBUDOWA OSŁONOWA

W obudowie tej nacisk skał stropowych górotworu i gruzu zawałowego jest przenoszony przez osłonę podpartą podporami (stojakami) i pełniącą zadanie stropnicy odzawałowej. Mogą być z przegubem centralnym i z układem lemniskatowym.

Główne elementy zestawu obudowy zmechanizowanej:

- Stropnica

- Osłona odzawałowa

- Spągnica

- Podpory hydrauliczne

- Siłowniki

- Układ przesuwny

- Osłona czołowa

- Osłona przejścia

- Łączniki układu lemniskaty

Główne zadania obudowy zmechanizowanej:

- kierowanie stropem

- osłonięcie wyrobiska przed opadaniem skał ze stropu

- osłanianie wyrobiska przed przedostawaniem się skał z rumowiska zawałowego do przestrzeni roboczej

- osłonięcie wyrobiska przed opadającymi z czoła ściany kęsami węgla w pokładach powyżej 2,5m lub staczającymi się po przenośniku kęsami urobku w pokładach powyżej 25°

W poszczególnych fazach cyklu obudowy zmechanizowanej w ścianie występują:

- Podporność wstępna – ma ją zestaw obudowy zmechanizowanej w momencie rozparcia i zależy od ciśnienia zasilania aktualnie występującego w magistrali zasilającej ścianę

- Podporność nominalna – jest maksymalną podpornością, jaką może osiągnąć zestaw obudowy zmechanizowanej przy obciążeniu statycznym. Zależy ona od ciśnienia otwarcia zaworów bezpieczeństwa w układzie odpornościowym podpór hydraulicznych zestawu obudowy

- Podporność robocza – w danej chwili osiąga ją zestaw obudowy zmechanizowanej pod wpływem nacisku górotworu a jej wartość mieści się między podpornością wstępną a podpornością nominalną

W tym pytaniu należy również uwzględnić kotwiarki, które są oczywiście też maszynami do zabezpieczania górotworu (opisana wcześniej)!

Rysunki dodatkowe:

I – obudowa kasztowa

II – obudowa z układem lemniskatowym

III – przenośnik zgrzebłowy - Poluks

Maszyny do transportu w górnictwie podziemnym

2015-02-22T03:48:00.002-08:00

PRZENOŚNIK ZGRZEBŁOWY ŚCIANOWY

Służy do odstawy urobku oraz stanowi tor jezdny dla maszyny urabiającej. Przenośnik połączony jest z układami przesuwu zestawów obudowy za pomocą specjalnych łączników.

Przenośniki zgrzebłowe stanowiące wyposażenie kompleksów zmechanizowanych mogą mieć jednostki napędowe usytuowane w układzie:

- prostopadły prostopadły

- równoległy równoległy

- równoległy prostopadły

Lub w przypadku napędów pojedynczych w układzie równoległym lub prostopadłym. Najkorzystniejszy jest układ prostopadły, gdyż pozwala na wysunięcie ich do chodników przyścianowych i prowadzenie ściany bez wnęk.

Wyróżnia się przenośniki z zastawką i bez zastawki. Zastawki zapobiegają możliwości przerzucania urobionego węgla przez organ urabiający kombajn do obudowy. Są one mocowane od strony obudowy do rynien przenośnika ścianowego.

Przenośnik dopasowuje się do nierówności spągu dzięki możliwości przegięcia rynien o kąt .

PRZENOSNIK ZGRZEBŁOWY PODŚCIANOWY

Węgiel transportowany z wyrobiska ścianowego przesypywany jest na przenośnik podścianowy usytuowany w chodniku odstawczym, który transportuje go dalej na przenośnik taśmowy. Stosuje się w nim większe prędkości transportowe dla wyrównania strugi węgla i ułatwienia dalszego transportowania.

Przenośniki podścianowe są stosunkowo krótkie. Ich długość nie przekracza 80m. Umożliwia to przesuwanie przenośnika w całości wraz z postępem ściany.

Odstawa przenośnikami zgrzebłowymi polega na tym, że w nieruchomych rynnach z blachy poruszają się łańcuchy bez końca, przesuwające urobek za pomocą poprzecznych zgrzebeł.

PRZENOSNIKI TAŚMOWE

Są to urządzenia pracujące na zasadzie przenoszenia materiału za pomocą ruchomej taśmy bez końca, napiętej na bębnach: napędowym i zwrotnym.

Jest to transport o charakterze ciągłym. Prawie wszystkie rodzaje napędzane są silnikami elektrycznymi. Ogólnie przenośnik składa się z taśmy połączonej w pętlę podpartej na rolkach (krążnikach), napędzany za pomocą jednego lub wielu bębnów napędowych. Taśma napinana jest za pomocą urządzeń napinających.

TRANSPORT KOPALNIANY CIĄGŁY I PRZERYWANY

Może się odbywać na torach w wozach ciągnionych liną lub łańcuchem bez końca. Może być także realizowany kolejkami podwieszanymi. Jest to transport ciągły.

Do transportu przerywanego zaliczamy:

- przewóz beztorowy, odbywający się w różnego rodzaju wozach, na podwoziach oponowych lub też gąsienicowych

- przewóz torowy, którego środki i urządzenia stanowią: wozy ciągnione lokomotywami, wozy z kołowrotami lub opuszczone tarczami hamulczymi.

Maszyny do ładowania w górnictwie podziemnym

2015-02-22T03:47:00.001-08:00

Ładowarki – ich celem jest wypełniać zadania z zakresu: zgarniania, nabierania, podnoszenia załadowanego materiału oraz wyładowania go na środki odstawy.
Rodzaje ładowarek:
- zgarniakowe
- zasięrzutne
- łapowe
- bocznie wysypujące
Czynniki warunkujące pracę ładowarek:
- rodzaj ładowanego urobku (wszystkie ładowarki można stosować do wszystkich rodzajów skał, jednak nie wszystkie zapewniają nie skruszenie urobku)
-wymiary wyrobiska (nie wszystkie ładowarki musza się zmieścić w danym wyrobisku lub będą miały swobodę ruchu)
- nachylenie wyrobiska (ze względu na podział wyrobisk według nachylenia)
- stan spągu (jego jakość, szczególnie ważne przy stosowaniu maszyn samojezdnych na podwoziu gąsienicowym)
- rodzaj energii zasilania (decydujący wpływ mają warunki górnicze oraz techniczno-ruchowe. W naszych kopalniach stosuje się energię pneumatyczną i elektryczną)

Podział wyrobisk ze względu na nachylenie:
- Wyrobiska poziome – do 4°
- Wyrobiska nachylone – do 15°
- Wyrobiska silnie nachylone – od 15° do 25°

W wyrobiskach poziomych mogą pracować wszystkie ładowarki (na podwoziu oponowym, gąsienicowym, na torach, ł. zgarniakowe). Nachylenie 4° jest wartością graniczną dla ładowarek kołowych na torach (zasięrzutnych)

W wyrobiskach nachylonych można stosować ładowarki o dobrej przyczepności do spągu, które mają odpowiednie zabezpieczenie przed samoczynnym staczaniem się czy zsuwaniem się. Mogą być na gąsienicach i na oponach. Nachylenie 15° - 25° jest nachyleniem granicznym dla tych maszyn. Można tez stosować ładowarki zgarniakowe z pomostem załadowczym odpowiednio zabezpieczonym.

W wyrobiskach o nachyleniu powyżej 15° można stosować ładowarki zgarniakowe. Bardzo ważne jest właściwe zabezpieczenie rozporami i kotwami. Powyżej 20° konieczne jest zastosowanie kołowrotów bezpieczeństwa.
Napędy maszyn:
- pneumatyczne
- elektryczne
- elektro-hydrauliczny
- pneumatyczno-hydrauliczny

ŁADOWARKI ZASIĘRZUTNE

Stosowane są do ładowania skał twardych (kamienia) w szerokim zakresie robót chodnikowych, przewidujących odstawę torową. Można je również stosować do ładowania przez specjalne przesypy, na przenośniki.
Budowane są zarówno na podwoziu kołowym na torach, jak i kołowym oponowym i na podwoziu gąsienicowym.

Zalety:
- prosta zwarta konstrukcja
- łatwa obsługa i konserwacja (niskie koszty eksploatacji)
- duża pewność ruchowa
Wady:
- wysoki przerzut czerpaka
- znaczne kruszenie węgla
- mały front ładowania (dot. tylko ładowarek torowych)
- duże zużycie powietrza (dot. tylko ładowarek pneumatycznych)
Koparka naśladuje w pewnym stopniu ręczne ładowanie do wozu. Odpowiednikiem łopaty jest tu czerpak, a odpowiednikiem mięśni ładowacza jest mechanizm napędzający czerpak. Proces ładowania składa się z 3 faz:
- wbijania czerpaka w urobek
- podnoszenia urobku i przerzutu
- wyładowania
Czerpak nabiera urobek czołowo a następnie ruchem ciągłym przenosi go nad ładowarką i wyrzuca do stojącego wozu.

ŁADOWARKI ZGARNIAKOWE

Stosowane są do ładowania i transportu urobku w górnictwie, zwłaszcza rud i soli.
Zalety:
- prosta konstrukcja
- uniwersalność zastosowania
- niezawodność działania
- bardzo niskie koszty zakupu i eksploatacji

ŁADOWARKI BOCZNIE WYSYPUJĄCE

Należą do ładowarek czerpakowych z bocznym systemem rozładowania. Budowane są na podwoziu gąsienicowym. Odznaczają się dużą uniwersalnością oraz są przystosowane do ładowania zarówno węgla, kamienia jak i innych surowców. Można nimi pracować w wyrobiskach o nachyleniu do 15°. Zwarta budowa, stosunkowo małe wymiary, niezależne napędy gąsienic zapewniają im dużą zwrotność i łatwość manewrowania.

Typy ładowarek bocznie wysypujących:
- TYP A – ładowarki nisko wysypujące
- TYP B – ładowarki wysoko wysypujące

Fazy ładowania:
- dojazd i wbijanie się w zwał urobku
- nabieranie urobku i jazda do punktu wyładowania
- wyładowanie

ŁADOWARKI ŁAPOWE

Należą do bardzo wydajnych i pewnych ruchowo maszyn. Charakteryzują się ciągłym sposobem ładowania, wykonywanym przez 2 łapy nagarniające urobek na centralnie umieszczoną podawarkę. Przeznaczone są do ładowania węgla jak i wszelkiego rodzaju minerałów w wyrobiskach nachylonych do 15°. Pracują w kopalniach węgla oraz rud miedzi. Mają dużą wydajność i zwrotność.

ŁADOWARKA DO POBIERKI SPĄGU

W przypadku wyciskania spągu, utrzymanie dróg transportowych w stanie całkowitej użyteczności wymaga prowadzenia pobierki spągu (zbierania warstwy wyciśniętego spągu) oraz przebudowy torów. Budowana jest na podwoziu gąsienicowym i odznacza się małą szerokością (ok. 1m). Umożliwia to utrzymanie ruchu na sąsiednim torze. W czasie pracy urobek ładowany jest bezpośrednio do wozów. Dzięki dużej wysokości podniesienia czerpaka (do 2,5m) oraz ruchomej tylnej ściance umożliwiającej wyładunek urobku w poziomym ustawieniu czerpaka, możliwe jest pobieranie warstwy grubości do 1m i ładowanie bezpośrednie do wozów stojących jeszcze na nie przebudowanych torach.

W pracy ładowarki wyróżniamy 3 fazy cyklu pracy:
- pobieranie spągu (urabianie warstwy spągowej)
- nabieranie urobku (często następuje już w trakcie urabiania)
- wyładowanie urobku

W przypadku miękkich i spękanych skał spągowych pobieranie spągu prowadzone jest bez użycia młotków udarowych. Czerpak pod działaniem naporu ładowarki, przez ruch gąsienic do przodu, wciskany jest w skałę, a oderwana skała zostaje jednocześnie załadowana do czerpaka.
W przypadku skał spągowych twardszych i bardziej zwięzłych pobierkę spągu wykonuje się następująco: czerpak ustawia się prawie pionowo i po włączeniu młotków czerpak pod działaniem cylindrów wysięgnika wciskany jest w spąg.

Maszyny do urabiania w górnictwie podziemnym

2015-02-22T03:46:00.002-08:00

Wiertarki i Wozy wiertnicze
Wiertarka – maszyna do wiercenia otworów w skałach. Przemieszcza się razem z przewodem wiertniczym.
Wiertnica natomiast różni się sposobem posuwu. Posuw wykonuje wyłącznie przewód wiertniczy.
SPOSOBY WIERCENIA OTWORÓW W SKAŁACH:

- OBROTOWE – w celu zrealizowania wiercenia wiertarka musi spowodować, że poprzez przewód wiercący do narzędzia wiercącego jest przyłożony moment obrotowy, a narzędzie wiercące, dodatkowo jest dociskane do skały siłą, która jest na nie przeniesiona poprzez wiertarkę i przewód wiercący. W wyniku takiego oddziaływania na skałę, narzędzie przemieszcza się ruchem śrubowym powodując jej skrawanie. Prędkość skrawania, dla poszczególnych punktów ostrza jest różna i zmienia się w zależności od rozpatrywanego punktu przyłożenia na długości krawędzi skrawającej ostrza narzędzi. Prędkość ta przyjmuje wartości: od wartości zerowej w osi narzędzia do wartości max na obwodzie narzędzia. W miejscu kontaktu krawędzi ostrza narzędzia ze skałą i działania nacisków pochodzących od sił, powstaje strefa sprasowania, w której pory i mikroszczeliny skały zostają zamknięte i panuje tam wszechstronne ściskanie. Na skraju tej strefy powstają naprężenia rozciągające o kierunkach w przybliżeniu równoległych do powierzchni ograniczającej sprasowaną strefę. Pęknięcie skały bierze początek w miejscu najsłabszym i biegnie ku swobodnej powierzchni. W wyniku takiego oddziaływania naciskająca powierzchnia natarcia kruszy przed sobą spękaną skałę, która w postaci zwiercin zostaje usunięta z otworu.

- UDAROWE – wiertarka poprzez przewód wiercący oddziałuje na narzędzie wiercące w ten sposób, że zostanie do niego przyłożona dynamiczna zmienna w czasie siła, przerywany moment obrotowy i statyczna siła docisku, oddziałująca na wiertarkę, a poprzez nią na narzędzie wiercące.
Faza I: do ostrza narzędzia przyłożone są równocześnie dwie siły: osiowa siła docisku i okresowo działająca dynamiczna siła pochodząca od mechanizmu udarowego. W wyniku takiego działania wymienionych sił, ostrze narzędzia naciska na powierzchnię skały powodując jej ugięcie i powstanie naprężeń powierzchniowych
Faza II: pod ostrzem narzędzia, w wyniku oddziaływania obciążenia statycznego i dynamicznego, następuje zagęszczenie skały, co powoduje odkształcenie skały, w wyniku którego powstaje strefa sprasowania, wokół którego powstaje pole naprężeń. W wyniku powstającego pola skała wchodzi w fazę III.
Faza III: powstają w niej pęknięcia skały i jej kruszenie na dnie wierconego otworu. Ciągłe usuwanie okruchów skalnych z dna wierconego otworu i ustanie oddziaływania dynamicznej siły powoduje przejście w fazę IV.
Faza IV: narzędzie dociskane jest do powstałego wrębu jedynie osiową siłą docisku. Po ustaniu działania siły dynamicznej zaczyna się faza V.
Faza V: gdy na narzędzie zaczyna oddziaływać moment obrotowy, w wyniku czego można uznać, że do narzędzia przyłożona jest para sił i osiowa siła docisku. Rozpoczyna się faza VI.
Faza VI: następuje obrót ostrza narzędzia o kąt fi. Wykonywany obrót przy równoczesnym nieprzerwanym działaniu osiowej siły docisku powoduje, że ostrze narzędzia trze o boczną powierzchnię powstałego krateru wywołując siłę tarcia. Takie oddziaływanie powoduje podnoszenie ostrza na powierzchnię skały. Po wysunięciu się ostrza narzędzia z krateru rozpoczyna się faza VII.
Faza VII: ostrze narzędzia przemieszcza się na powierzchnię skały o przykładowy kąt fi i tak długo się przemieszcza, aż uzyska założony kąt obrotu, tzw., kąt przestawienia, któremu odpowiada długość łuku na obwodzie koronki i narzędzie osiągnie fazę wyjściową VIII.
Faza VIII: od tej fazy zjawisko się powtarza, aż ostrze nie wykona jednego pełnego obrotu, a na dnie wierconego otworu nie zostanie usunięta objętość skały. W procesie udarowym nie występuje zjawisko skrawania lecz jedynie zjawisko tarcia ostrza po pochyłej części wykonanego wrębu i powierzchni dna otworu w trakcie przemieszczania o kąt fi.

OBROTOWO-UDAROWE – należy stworzyć takie warunki, że do narzędzia wiercącego poprzez przewód wiercący zostanie przyłożony ciągły moment obrotowy i dynamiczna zmienna w czasie siła, a narzędzie będzie dociskane do skały poprzez wiertarkę i przewód wiercący z osiową siłą. Narzędzia o asymetrycznym ostrzu swoją powierzchnią natarcia, rozpoczyna wiercenie poprzez skrawanie. W fazie I i II narzędzie skrawa skałę jak przy wierceniu obrotowym , lecz strefa sprasowania przed ostrzem ma znacznie większy zasięg.
Rys.4. Model fizyczny wiercenia sposobem obrotowo-udarowym
WIERTARKI OBROTOWE
Służą do wiercenia otworów strzałowych w węglu, skałach miękkich i średnio twardych. Wytwarzają niewiele pyłu węglowego.
Podstawowe jej elementy to umieszczone w korpusie silnik i reduktor. Do napędu stosowane są silniki: pneumatyczne, elektryczne lub hydrauliczne.
Silniki pneumatyczne znajdują obecnie małe zastosowanie (mała sprawność ogólna, bardzo sztywna charakterystyka ruchowa). Jednak reakcja od momentu obrotowego nie przenosi się na obudowę to (ma to szczególne znaczenie podczas wiercenia ręcznego)
Silniki elektryczne asynchroniczne mają korzystne cechy ze względu na przeciążalność.
Zaletą silników hydraulicznych jest możliwość uzyskania bezstopniowego sterowania prędkością obrotową narzędzi wiercących. Wadą jest wysoki koszt.

Rodzaje wiertarek:
- ręczne – do 20kg – stanowią wyposażenie układów przenośnych i używane są do wiercenia otworów pełno średnicowych o dł. Do 2m i średnicy otworu do 38 mm;
- ciężkie – powyżej 20kg – stanowią wyposażenie wozów wiertniczych i stosowane są do wiercenia otworów pełno średnicowych o dł. 6 m i średnicy do 60 mm.

WIERTARKI UDAROWE
Są wykorzystywane do wiercenia w skałach trudno urabialnych. Współpracują z urządzeniami do podtrzymywania i przemieszczania osiowego maszyny wraz z przewodem wiercącym i narzędziem.
Bijak poruszany energią powietrza sprężonego uderza w koniec uchwytu wiertła. Sprężone powietrze sterowane jest za pomocą rozrządu, który sterując strugą powietrza kieruje je do przedniej lub tylnej części cylindra. W czasie ruchu powrotnego bijaka wiertło zostaje samoczynnie obrócone o niewielki kąt w stosunku do poprzedniego położenia, co umożliwia odpryskiwane cząsteczek kamienia i nadaje otworowi okrągły kształt.
Najbardziej rozpowszechnione są wiertarki pneumatyczne.
Wiertarki udarowe posiadają obracało (w celu zrealizowania przerywanego momentu obrotowego).
Ogólnie można wyróżnić dwa odrębne człony, które są ze sobą mechanicznie sprzężone:
- człon realizujący ruch tłoka z bijakiem
-człon realizujący obrót narzędzia wiercącego

WIERTARKI OBROTOWO-UDAROWE
Stosowane są do wiercenia otworów strzałowych i kotwowych w skałach średnio zwięzłych takich jak: piaskowiec, dolomity itp., które zalegają w przodkach.
Budowane są jako wiertarki pneumatyczne lub hydrauliczne.
Można w wiertarce obrotowo-udarowej wyróżnić 2 odrębne zespoły:
- zespół do realizowania uderzenia – stanowi go klasyczny silnik liniowy pneumatyczny z rozrządem zaworowym
- zespół do realizowania niezależnych obrotów z ciągłym momentem obrotowym
Zastosowano tu rozwiązanie zespołu obracania żerdzi, które pozwala na niezależne od uderzenia obracanie żerdzi w procesie wiercenia.
Odmienną zasadę działania mają wiertarki o napędzie hydraulicznym.
WOZY WIERTNICZE
Stosowane są do mechanicznego podtrzymania masy ciężkich wiertarek i nadania im mechanicznej prędkości posuwu. Są stosowane w przypadkach, gdy należy odwiercać dużą liczbę otworów o znacznej długości (do 6m) z postępem wiercenia przekraczającym kilkakrotnie postępy jakie można uzyskać stosując wiercenie ręczne lub z podpór przy użyciu lekkich wiertarek ręcznych, pneumatycznych lub elektrycznych. Zaletą wozów wiertniczych jest możliwość wykorzystania ich do zabudowania na nich ciężkich wiertarek o napędzie hydraulicznym pozwalające na znaczne zwiększenie postępu wiercenia oraz możliwości szybkiego przemieszczenia wiertarki lub wiertarek na inne stanowisko pracy. Nowoczesne wozy wiertnicze charakteryzuje modułowa budowa, która pozwala na szybkie dostosowanie ich do zmieniających się warunków i wymagań eksploatacyjnych.

KOMBAJNY CHODNIKOWE
Kombajn chodnikowy – wszystkie maszyny zespołowe do wykonywania wąskich wyrobisk typu korytarzowego, niezależnie od konstrukcji i sposobu pracy.
Podział ze względu na wytrzymałość urabianej skały:
- kombajny dla węgla i skał o wytrzymałości do około 120 MPa – skał najczęściej towarzyszących pokładom węgla (najlepsza metodą jest tu metoda skrawania)
- kombajny dla skał o wytrzymałości powyżej 120 MPa - (często zwane są kombajnami tunelowymi, są to maszyny bardzo ciężkie i kosztowne, o ograniczonym zastosowaniu; odstąpiono tu od skrawania skały, zastępując metodą kruszenia skały krążkami, tarczami, gryzami).

Podział kombajnów do węgli miękkich skał ze względu na sposób i kształt wykonywanego wyrobiska:
- urabiające pełnym przekrojem - wykonują wyrobiska o przekroju okrągłym lub owalnym. Organ urabiający pokrywa całą powierzchnię przodku i urabia go jednocześnie przy stałym docisku i posuwie maszyny do przodka .
- urabiające przekrój wyrobiska częściami - wyposażone są w małe organy urabiające, które mają stosunkowo dużą swobodę ruchów. W czasie urabiania kombajn stoi w przodku, a organ prowadzony po powierzchni przodka urabia go pasami szerokości głowicy, przy czym sposób kierowania ruchami organu warunkuje kształt wykonywanego wyrobiska. Należą tu np. kombajny łańcuchowe przeznaczone do wykonywania chodników prostokątnych w pokładach węgla.
W kombajnach tarczowych lub bębnowych organ urabiający, w postaci tarcz uzbrojonych nożami, umieszczony jest na ramieniu wysięgnikowym. Ramię wykonuje ruchy w płaszczyźnie pionowej, a tarcze niezależnie od ruchu obrotowego wykonują oscylacyjne ruchy w płaszczyźnie poziomej.
Kombajny o małym organie urabiającym w postaci kuli, stożka lub dwóch półkul umieszczone są na ramieniu wysięgnikowym. Ruchy organu urabiającego w płaszczyźnie pionowej i poziomej pozwalają na wykonanie chodnika na dowolnym kształcie oraz oddzielne wybieranie węgla i kamienia.
Podział ze względu na masę:
- lekkie – do 30t – przeznaczone do wykonywania wyrobisk w węglu i w skałach o wytrzymałości do 60Mpa
- średnie – do 45t – przeznaczone do urabiania skał o wytrzymałości od 80 do 100Mpa
- ciężkie – ponad 45t – do urabiania skał o wytrzymałości ponad 100 do 120 Mpa

KOMBAJN CHODNIKOWY AM-50
Jest przeznaczony do drążenia chodników w węglach i skałach o wytrzymałości na ściskanie do 60Mpa, przy czym skały o wytrzymałości powyżej 60Mpa mogą być również efektywnie urabiane, jednak tylko w przypadku ich dobrej urabialności.
Jest przeznaczony do drążenia chodników o przekroju do 16,4m2. Umożliwia także wykonanie przekroju chodnika dowolnego kształtu.

Praca kombajnu: pierwszą czynnością po uruchomieniu kombajnu jest wykonanie wcięcia głowicy w czoło przodka. W zależności od warunków górniczych wykonuje się je przy spągu lub przy stropie. Obracająca się głowica urabiająca wcina się w caliznę przez ruch gąsienic do przodu. W czasie wcinania należy wykonać głowicą ruchy poziome w celu wykonania włomu na przekładnię napędu głowic. Stół ładowarki powinien opierać się o spąg.
Po wcięciu kombajn należy podeprzeć stopą stabilizującą, tak aby tylna część gąsienic nie straciła kontaktu ze spągiem. Gdy już kombajn spoczywa na spągu i jednocześnie podparty jest przednią krawędzią stołu załadowczego i łapą stabilizującą, można przystąpić do urabiania.
Kierunek ruchu organu w przodku zależy o doświadczenia operatora. Nie można dopuścić do przeciążenia kombajnu.

Uwarunkowania wyboru sposobów oraz maszyn do urabiania, ładowania i transportu skał w górnictwie podziemnym

2015-02-22T03:44:00.001-08:00

Kryteria doboru ładowarki:
- miejsce pracy (wyrobisko korytarzowe, itd….)
- wymiary wyrobiska
- przekrój wyrobiska
- naciski jednostkowe (aby było odpowiednie podłoże; naciski jednostkowe pochodzące od spągu nie mogą być mniejsze od nacisków jednostkowych pochodzących od ładowarki)
- nachylenie wyrobiska
- rodzaj energii (rodzaj napędu)
- rodzaj ładowanego urobku
- wydajność

Głównym czynnikiem doboru przenośników jest ich wydajność!

Przy doborze obudowy zmechanizowanej dla danej ściany należy brać pod uwagę:
- czynniki zapewniające bezpieczne utrzymanie wyrobiska (określone jest to przede wszystkim klasą stropu, wielkością utrzymywanej rozpiętości wyrobiska oraz wysokością ściany; dokładne rozpoznanie czynników górniczo-geologicznych jest potrzebne do właściwego określania klasy stropu oraz wytrzymałości na ściskanie skał spągowych)
- względy ekonomiczne (do tycz czynników można zaliczyć: długość ściany i jej wybieg)
- ważne są takie czynniki jak: czas przekładki, czas przestawiania pojedynczej sekcji

Wymagania / możliwości / kryteria wykorzystania kombajnu chodnikowego:
- przekrój i kształt wyrobiska (wymiary liniowe)
- dopuszczalne naciski jednostkowe na spąg
- nachylenie wyrobiska (po upadzie lub po wzniosie)
- napęd
- urabialność skały
- długość wyrobiska

Warunki doboru maszyn górniczych dla odbiorcy:
- maszyna powinna być sprawna technicznie
- powinna być odpowiedniej jakości (trwałości)
- powinna spełniać wymagania ruchowe (wydajność)

Maszyny do transportu w górnictwie odkrywkowym

2015-02-22T03:43:00.001-08:00

Cechy charakterystyczne transportu technologicznego w kopalniach odkrywkowych:

- zmienna lokalizacja załadunku a także często wyładunku,

- okresowe przemieszczanie tras transportowych na poziomach roboczych (nadkładowych, złożowych i zwałowych),

- zróżnicowana odległość przewożenia mas,

- konieczność działania w różnych warunkach atmosferycznych,

- konieczność pokonywania znacznych różnic wysokości na trasach (znacznych nachyleń tras).

Transport dzielimy na:

- cykliczny:

* szynowy

* samochodwy

* linowy

* zgarniakami skrzyniowymi

* spycharkami

- ciągły:

* taśmowy

* hydrotransport

Transport taśmowy

Elementy składowe:

- taśma (110-670 kG/cm),

- trasa,

- stacja czołowa,

- stacja zwrotna.

t=600-3000 mm.

Prędkość taśmy:

- vt=3,2-6,3 m/s (< 8°),

- vt=2,5-6,3 m/s (> 8°).

Nachylenie krążników: b =30°, 45°.

Zalety transportu taśmowego:

- osiąganie bardzo dużych wydajności (do 24000 m3/h),

- możliwość pokonywania bardzo dużych wzniosów, do 25 stopni,

- lekka konstrukcja nośna i łatwość przekraczania przeszkód terenowych,

- łatwość przystosowania do przyjętych systemów eksploatacji i małe przestrzenie zajmowane przez transport taśmowy,

- małe zużycie energii w stosunku do transportu samochodowego (25-50%),

- mała ilość obsługi,

- możliwość centralnego sterowania i automatyzacji,

- bezpieczeństwo pracy i stosunkowo mały wpływ na środowisko naturalne,

- małe zużycie różnych części zamiennych.

Wady:

- mała elastyczność szeregowych układów,

- mała trwałość taśmy i duży jej koszt oraz wrażliwość na obecność brył ponadwymiarowych,

- duża awaryjność krążników.

Rodzaje układów technologicznych przenośników taśmowych i obliczanie wydajności:

- układy monoblokowe,

- układy zbiorcze,

- układy rozdzielcze,

- układy rewersyjne.

Transport samochodowy

Zalety:

- łatwość manewrowania i duża zwrotność pojazdów,

- możliwość pokonywania wzniesień o nachyleniu do 30%,

- duża prędkość jazdy (do 80km/h) i duże przyspieszenia,

- łatwość pokonywania krzywizn o małych promieniach (15-20m),

- duża elastyczność (eksploatacja selektywna, wydajność, załadunek i wyładunek w dowolnym miejscu),

- możliwość wyłączenia z ruchu, w razie awarii, tylko pojazdu niesprawnego,

- możliwość załadunku brył ponadwymiarowych,

- wzrost wydajności o 15-20% w stosunku do wydajności koparek ładujących urobek do wagonów.

Wady:

- duże koszty zakupu i eksploatacji taboru,

- stosunkowo krótki okres pracy (200-300 tyś. km), amortyzacja 14-15%, a jej udział w kosztach transportu dochodzi do 40%,

- duża częstość i ilość remontów oraz duży ich stopień trudności,

- szybkie zużycie ogumienia i duży jego koszt (około 20%),

- znaczna obsługa,

- ograniczona ekonomiczna odległość przewozu,

- negatywne oddziaływanie na środowisko,

- duża energochłonność,

- trudność w automatyzacji i stosowaniu przy dużych wydajnościach (2 mln ton/rok).

Wozidło technologiczne

Ładowność:

- do 30 t (małe),

- 30-60 t (średnie),

- 80-170 t (duże),

- 170-230 t (bardzo duże),

- powyżej 230 t (giganty).

W Polsce stosuje się samochodowe wozidła technologiczne o ładowności od 8 do 60 ton. Organizacja transportu samochodowego opiera się głównie o kierowanie dyspozytorskie.

Transport szynowy

Transport szynowy składa się z taboru kolejowego oraz torów. Występuje jeszcze w kopalniach węgla brunatnego i piasków podsadzkowych. Ten rodzaj transportu ma zastosowanie w płytkich kopalniach, jako że w kopalniach głębokich osiąga małą wydajność co jest związane z wydłużeniem czasu cyklu na skutek dłuższej drogi transportu i zwiększenie czasu manewrowania.

Tory mogą być:

Stałe:

- główne (przewozowe),

- pozostałe (stacyjne),

Przesuwne:

- przodkowe (złożowe, nadkładowe),

- zwałowe (zwałowarki pługowe, zwałowarki taśmowe).

Prędkość jazdy uzależniona jest od trwałości toru:

- 15 km/h - tory przesuwne,

- 40 km/h - tory stałe.

Prześwit torów: 600 mm, 750 mm, 900 mm, 1435 mm.

Minimalny promień łuku torów: 50m, 75m, 75m, 180m.

Zalety transportu szynowego:

- duża wytrzymałość i duży okres pracy,

- możliwość wykorzystania różnego rodzaju energii i nieduże jej zużycie,

- duża pewność ruchu,

- stosunkowo duża wydajność,

- niewielkie koszty utrzymania taboru.

Wady:

- małe dopuszczalne nachylenie tras (trakcja parowa - 25‰, spalinowo-elektryczna - 40‰, PKP - 40-60‰),

- znaczne promienie łuków,

- znaczne długości torów (trasy) i wysoki jej koszt,

- wysokie koszty utrzymania torów,

- trudność zastosowania w głębokich kopalniach.

Przy transporcie szynowym należy stosować zabierki o maksymalnej szerokości, gdyż powoduje to zmniejszenie częstości przesuwania tras na poziomie roboczym. Należy zapewnić jak najszybszą wymianę pociągów pod koparkami, wymusza to maksymalną wydajność koparek.

Organizacja ruchu pociągów:

- w oparciu o rozkład jazdy (harmonogram),

- w oparciu o kierowanie dyspozytorskie,

- w oparciu o system mieszany.

Maszyny do ładowania w górnictwie odkrywkowym

2015-02-22T03:36:00.002-08:00

Proces ładowania należy do procesów najbardziej pracochłonnych, dlatego mechanizacja tego procesu jest potrzebna. Specyficzne warunki ładowania urobku przy eksploatacji odkrywkowej, a przede wszystkim duża różnorodność kopalin użytecznych, systemów eksploatacyjnych, warunków zalegania złoża i duża różnorodność wielkości kawałków ładowanego urobku, bardzo utrudnia mechanizację procesu ładowania. Ze względu na tę specyfikę prac, trwają nieustanne poszukiwania racjonalniejszych, bardziej wydajniejszych i ekonomicznych rozwiązań maszyn ładujących.
Ładowanie urobku (sypkich,kawałkowych-rozluzowanych) oddzielonego od calizny, składa się z trzech czynności:
1) Zaczerpywania urobku na element ładujący,
2) Podnoszenie urobku na wysokość środka transportowego,
3) Wysypywanie zaczerpniętego i podniesionego urobku na będący do dyspozycji środek transportowy.

Ładowanie mechaniczne – wszystkie czynności składowe ładowania są wykonywane wyłącznie tylko mechanicznie za pomocą maszyn noszących nazwę ładowarek.

PODAWARKI
Zadaniem podawarek mających zastosowanie szczególnie na składowiskach urobku oraz w kopalniach odkrywkowych, jest podniesienie urobku na określoną wysokość i wyładowanie go do dowolnych środków transportowych.
Konstrukcyjnie podawarki, budowane przeważnie jako taśmowe, są krótkimi przenośnikami ustawionymi pochyło, z tym że mogą być wykonywane o ramie prostej lub wygiętej. Ramy są wykonywane zwykle ze stalowych rurek. Na ramie umieszcza się wsporniki z krążnikami do prowadzenia taśmy, dwa bębny: napędowy i zwrotny, silnik napędowy i urządzenie do naprężania taśmy.

Wydajność podawarki taśmowej

Gdzie:
S – przekrój pryzmy urobku usypanego na taśmie w m2 zależny od przekroju taśmy B i układu taśmy na krążnikach oraz kąta fi, zsypu naturalnego transportowanego urobku,
γ - masa transportowanego urobku t/m3
v – prędkość taśmy w m/s
k – współczynnik uwzględniajacy wpływ nachylenia taśmy

KOPARKI ŁYŻKOWE JAKO ŁADOWARKI
Koparki jednonaczyniowe łyżkowe niezależnie od pracy przy urabianiu skał miękkich, sypkich i kruchych, bardzo często mają zastosowanie do ładowania w przodkach skały wcześniej urobionej. Cykliczny charakter pracy koparek łyżkowych nie zapewnia w pełni wymogów ładowania, gdyż podwozie gąsienicowe koparek nie nadaje się do szybkiego przemieszczania maszyny w obrębie przodku. Dlatego do współpracy z koparkami jako ładowarkami stosuje się elastyczny transport samochodowy, który pozwala na rytmiczny odbiór urobku.
Koparki łyżkowe mogą pracować jako ładowarki podczas prac przeładunkowych w poziomach roboczych i na składowiskach .
ŁADOWARKI ŁYŻKOWE
Głównymi zespołami ładowarek łyżkowych są: podwozie – służące do przemieszczania maszyny na podłożu oraz zespół ładujący (łyżka z wysięgnikami), którym zostaje urobek zaczerpnięty i przeładowywany do innych środków transportowych. Różnią się one między sobą cechami konstrukcyjnymi, sposobem wyładowania urobku (ruchem łyżki) i rodzajem podwozia (najczęściej oponowe lub gąsienicowe). Obecnie zdecydowana większość ładowarek łyżkowych produkowana jest na podwoziach oponowych (ogumionych). Są to prawie wyłącznie ładowarki z napędem roboczym hydraulicznym, najczęściej z rozładunkiem przednim.
Samojezdne ładowarki łyżkowe należą do maszyn ciągnikowych do robót ziemnych, które charakteryzuje siła uciągu, tzw. siła na haku, uzyskiwana przez sprzężenie maszyny z podłożem. Innymi słowy proces urabiania i napełniania łyżki jest efektywny tylko przy udziale uciągu (ruchu) podwozia. Ładowarki łyżkowe należą do maszyn o cyklicznym procesie urabiania i ograniczonym zasięgu transportu, których zadaniem jest urabianie lub czerpanie materiałów łatwo urabialnych (sypkich, miękkich, kruchych) i podawanie ich na inne bliskie miejsca do wyładowania na urządzenia stałe lub transportowe (np. maszyny przeróbcze, przenośniki taśmowe, samochody odstawcze itp.), bądź też na składowiska. Samojezdne ładowarki łyżkowe na podwoziach oponowych charakteryzują się bardzo zróżnicowanymi pojemnościami łyżek, bo już od 0,5 m3 do ponad 30 m3, i stosunkowo dużymi prędkościami
jazdy: od 30 do 50 km/h (na podwoziach gąsienicowych do 8 km/h), dlatego też stosowane są w kopalniach odkrywkowych do najrozmaitszych prac i w różnych miejscach.
Niezależnie od przeznaczenia i konstrukcji wszystkie ładowarki jednołyżkowe składają się z dwóch podstawowych zespołów: zespołu jezdnego i ładującego (łyżka z wysięgnikiem).
Jedną z cech różniącą ładowarki jednonaczyniowe (łyżkowe) od koparek jednonaczyniowych łyżkowych jest to, że ładowarki pracują wyłącznie ponad poziomem, na którym się poruszają
i mogą urabiać ściany o wysokości od 5,0 do 10,0 m z praktycznie minimalnymi możliwościami schodzenia w dół poniżej poziomu, na którym funkcjonują. W światowym górnictwie odkrywkowym kopalin pospolitych urabianych ze złóż suchych wyraźnie zarysowują się tendencje zastępowania koparek łyżkowych ładowarkami łyżkowymi. Firmy oferują coraz więcej typów ładowarek i ich modyfikacji, przystosowanych parametrami technicznymi do trudnych i czasami bardzo uciążliwych warunków pracy.

Zastosowanie ładowarek łyżkowych do mechanizacji procesów wydobywczych kopalin pospolitych jest w wielu przypadkach bardzo efektywne ze względu na dużą mobilność i możliwość wykonywania prac, które w przypadku użycia koparki łyżkowej wymagają stosowania maszyn pomocniczych (do wykonywania i utrzymywania dróg, oczyszczania złoża, równania terenu itp.). Niezależnie od rodzaju wykonywanej pracy i swojej mobilności, mogą współpracować one z każdym innym środkiem transportu.
Do podstawowych zalet hydraulicznych ładowarek jednołóżkowych należą:
• duże możliwości manewrowe,
• znaczna prędkość jazdy (po drogach utwardzonych – 30-50
km/godz., a po drogach terenowych – od 5-20 km/godz.),
• duże wydajności (spore pojemności stosowanych łyżek),
• korzystne wskaźniki materiałochłonności i energochłonności,
• niższa cena w porównaniu do koparek jednonaczyniowych
łyżkowych.
Wadami ładowarek jednołyżkowych są:
• małe siły kopania,
• duży czas cyklu roboczego,
• stosunkowo mniejsze zasięgi urabiania i wyładunku w porównaniu
do koparek łyżkowych,
• trudności z poruszaniem się po śliskim i grząskim terenie,
• większe zagrożenia przy wyładunku na samochody (możliwość
uszkodzenia ze względu na konieczność bliskiego
podjazdu samochodu).
Wymienione wyżej eksploatacyjne zalety ładowarek łyżkowych oraz szeroki zakres ich produkcji (ładowność łyżek do 35 m3, moce napędów od 50 do 1000 kW) spowodowały, że ładowarki jednołyżkowe uznane zostały jako niezbędne wyposażenie technologiczne w kopalniach odkrywkowych. W praktyce do urabiania kopalin pospolitych stosuje się ładowarki o pojemności łyżek od 4 do 8 m3, przy mocach silników od 130 do 514 kW, wydajnościach od 300 do 800 m3/h, a nawet większych.

Wydajność teoretyczna ładowarek łyżkowych wynika z
założeń konstrukcyjnych, w tym prędkości ruchów roboczych,
a określa się ją jako stosunek objętości nominalnej łyżki do
czasu trwania cyklu:

[ m3/h ],
gdzie :
V – objętość znamionowa (z nadsypem) łyżki, m3,
Tc – teoretyczny czas trwania cyklu pracy, s.
Całkowity czas cyklu pracy ładowarki jest sumą czasów
składowych, a mianowicie:
Tc = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 + t9,
gdzie : t1 – czas napełniania łyżki,
t2 – czas podnoszenia łyżki do pozycji transportowej wraz z
czasem wycofywania maszyny,
t3 – czas podjazdu ładowarki do środka transportowego,
t4 – czas podnoszenia i dostawienia łyżki do wyładunku urobku,
t5 – czas opróżniania łyżki,
t6 – czas opuszczania łyżki w położenie transportowe i wycofanie
maszyny,
t7 – czas jazdy powrotnej,
t8 – czas opuszczania i dostawiania łyżki do jej napełniania,
t9 – sumaryczny czas potrzebny na przełączanie dźwigni przy
poszczególnych ruchach, uzależniony od rozwiązania konstrukcyjnego
i wprawy obsługującego.

Czasy t1, t2, t4, t5, t6, t8 zależą przede wszystkim od konstrukcyjnych cech ładowarki, tj. od średnich prędkości liniowych i kątowych oraz drogi i kątów wychylenia członów maszyny w poszczególnych ruchach. Występują one w każdym cyklu roboczym i są wartościami niemal stałymi, a ich suma razem z czasem t9 jest minimalnym czasem cyklu roboczego ładowarki. Czasy t3 oraz t7 zależą natomiast od długości drogi jazdy, która jest wartością zmienną, oraz od prędkości jazdy.

W eksploatacji podstawową porównawczą wielkością produkcyjną jest wydajność techniczna, która określa maksymalną zdolność produkcyjną ładowarki w danych rzeczywistych warunkach pracy. Zależy ona między innymi od rodzaju zaczerpywanego ośrodka, rodzaju i stanu podłoża, umiejętności operatora – zatem uwzględnia rzeczywisty średni czas cyklu i oblicza się ją z zależności:

, m3 / s,
gdzie : Kn – współczynnik napełnienia łyżki zależny od rodzaju
materiału i jego granulacji, Kn = (0,7-1,3),
Ks – współczynnik spulchnienia,
Trz – rzeczywisty średni czas cyklu pracy, s.

W praktyce, przy prowadzeniu eksploatacji, zachodzi konieczność określania wydajności efektywnej Qe, a więc z uwzględnieniem pracy zmianowej, warunków i organizacji pracy, podstawiania środków transportowych, zamierzonych i niezamierzonych przerw i postojów w pracy, konserwacji itp., co można wyrazić jako:

gdzie Kw oznacza współczynnik wykorzystania czasu pracy ładowarki w danych warunkach
organizacyjnych.

Podobnie określa się wydajność eksploatacyjną (ruchową) Qr uzyskiwaną w ciągu roku eksploatacji maszyny, która z kolei uwzględnia czasy zmiany miejsca pracy ładowarki, czasy napraw głównych, średnich itp., co można zapisać jako:

gdzie Ke oznacza współczynnik strat czasu pracy.

Inne rodzaje ładowarek

Wkopalniach odkrywkowych eksploatujących żwiry i kruszywo dla drogownictwa, spotyka się na składowiskach lekkie ładowarki do ładowania przesortowanych minerałów.
W kopalniach eksploatujących żwiry, popularne są ładowarki ślimakowe, które za pomocą organu roboczego składającego się z dwóch przenośników ślimakowych zaczerpują urobek ze składowiska i podają go na odchylny przenośnik taśmowy, którym urobek zostaje skierowany na środki transportowe. Wydajność takiej ładowarki wynosi 8-40 m3/h. Szerokość taśmy przenośnika załadowczego 500mm, a długość wysięgnika 8m. Ogólna moc zainstalowanych silników wynosi 8,5kW.

Na składowiskach kruszywa pracują również ładowarki tarczowe (frezowo-tarczowe). Elementem nagarniającym urobek jest jedna lub dwie tarcze faliste, a elementem podnoszącym i wysypującym urobek do środków transportowych jedna podawarka zgrzebłowa lub dwie podawarki taśmowe.
W czasie ładowania ładowarka podjeżdża do pryzmy wgłębiając się głowicą ładującą w urobek. Tarcza falista obracając się rozluźnia i zagarnia urobek, a obracający się z większą prędkością ekscentrycznie umieszczony zbieżny bęben przyspieszający, kieruje i przekazuje zagarnięty urobek na podawarkę taśmową. Ładowarki tarczowe budowane są na podwoziach z kołami ogumionymi lub na gąsienicach. Zaletami ładowarek tarczowych są: prosta budowa i duża wydajność łądowania (nie spotykana dotychczas przy małych maszynach) wynosząca średnio 120t/h i więcej. Ładowarki te nadają się do różnego rodzaju rozdrobnionego urobku i są mało czułe na zawodnienie przodka. Mogą pracować przy nachyleniu spągu od -10 do +10 stopnia. Dużą zaletą kwalifikującą te maszyny nawet do najbardziej odległych zakładów jest to, że napęd elektryczny ładowarki można zamienić na napęd sprężonym powietrzem.

Maszyny do urabiania w górnictwie odkrywkowym.

2015-02-22T03:22:00.002-08:00

Sposoby urabiania skał:
- ręczne,
- mechaniczne,
- materiałami wybuchowymi,
- hydrauliczne,
- metodami specjalnymi.

Mechaniczne urabianie skał sypkich i spoistych:
- koparkami łyżkowymi (jednonaczyniowymi),
- koparkami wielonaczyniowymi (kołowymi i łańcuchowymi),
- koparkami zgarniakowymi,
- spycharkami,
- pogłębiarkami mechanicznymi i hydraulicznymi,
- hydromonitorami (wodomiotaczami).

Koparki jednonaczyniowe (łyżkowe)

Budowa ogólna:
- podwozie,
- obrotowe nadwozie,
- osprzęt (wysięgnik, ramię łyżki z łyżką, urządzenia przeniesienia napędu).

Podział koparek jednonaczyniowych:

Według konstrukcji naczynia:
- łyżkowe,
- zgarniakowe,
- chwytakowe,
- z osprzętem ładowarkowym,
- uniwersalne.
Według sposobu pracy:
- przedsiębierne,
- podsiębierne,
- do urabiania nadpoziomowego,
- do urabiania podpoziomowego,
- do urabiania nad- i podpoziomowego.
Według sposobu przeniesienia napędu na osprzęt:
- z osprzętem linowym,
- hydrauliczne (za pomocą siłowników hydraulicznych).
Według rodzaju podwozia:
- kołowe,
- szynowe,
- gąsienicowe,
- kroczące,
- na pontonach pływających.
Według zastosowania:
- do robót ziemnych (budowlane) - Vn=0,15-2,5m3, na podwoziu gąsienicowym i kołowym. Większe jednostki - jako maszyny podstawowe w górnictwie surowców skalnych, koparki uniwersalne,
- odkrywkowe - Vn=3-8m3, na podwoziu gąsienicowym, do pracy w warunkach eksploatacji,
- nadkładowe - Vn=4-137m3, na podwoziu gąsienicowym, stosowane jako maszyny podstawowe w nadkładzie,
- zgarniakowe - Vn=4-168m3, na podwoziu kroczącym, o przedłużonych wysięgnikach.

Koparki wielonaczyniowe
Koparki wielonaczyniowe stosowane są jako maszyny podstawowe do urabiania skał sypkich, miękkich i średniozwięzłych (kategoria skał VI-X, według klasyfikacji Protodiakonowa) w kopalniach odkrywkowych o ciągłej technologii eksploatacji.

Podstawowe zespoły koparki to:
- podwozie,
- nadwozie (obrotowe lub nieobrotowe względem podwozia),
- zespół urabiający,
- zespół ładujący.

Rodzaje koparek wielonaczyniowych związane są ze zróżnicowaniem konstrukcji podstawowych zespołów maszyny, które określają jej możliwości techniczne.

Kinematyka pracy koparek wielonaczyniowych kołowych
1. Ruch roboczy - związany z obrotem koła czerpakowego.
2. Ruch posuwowy - związany z obrotem nadwozia wokół osi pionowej (ruch wysięgnika w płaszczyźnie poziomej).
3. Ruch dosuwowy - związany z obniżaniem wysięgnika ruchem dojazdowym koparki lub wysuwem wysięgnika.
Wióro - objętość calizny odspojona przez pojedynczy czerpak.
Pasmo - szereg kolejnych wiór kopaliny odspojonych od calizny.
Przy urabianiu pasma jednocześnie realizowany jest ruch roboczy (1) i ruch posuwowy (2). Przejście do urabiania kolejnego pasma wymaga wykonania ruchu dosuwowego (3).
Kinematyka pracy koparek wielonaczyniowych łańcuchowych
1. Ruch roboczy - ruch liniowy łańcucha z czerpakami.
2. Ruch posuwowy - związany z obrotem nadwozia względem podwozia (ruch wysięgnika w płaszczyźnie poziomej), lub też ciągłym ruchem transportowym maszyny.
3. Ruch dosuwowy - związany z cyklicznym obniżaniem wysięgnika lub cyklicznym dojazdem do calizny (przesunięcie maszyny o grubość wióra).
Systemy i sposoby pracy koparek wielonaczyniowych
Koparki kołowe mogą pracować w następujący sposób:
- systemy eksploatacji: równoległy i wachlarzowy,
- systemy wybierania: zabierkowy blokiem pełnym lub zwężonym lub czołowo-bocznym, co ma miejsce przy eksploatacji selektywnej węgla brunatnego w przypadku występowania pięter mieszanych w strukturze przestrzennej wyrobiska odkrywkowego,

Koparki łańcuchowe pracować mogą w równoległych wachlarzowych systemach eksploatacji oraz ścianowych i wachlarzowych systemach wybierania. W ramach tego mogą pracować na dwa sposoby: ze stałym i zmiennym nachyleniem wysięgnika.

Uwarunkowania wyboru sposobów oraz maszyn do urabiania, ładowania i transportu skał w górnictwie odkrywkowym.

2015-02-22T03:20:00.002-08:00

Uwarunkowania wyboru sposobów oraz maszyn do urabiania, ładowania i transportu skał w górnictwie odkrywkowym.

Czynniki decydujące o wyborze sposobów udostępniania złoża:
- rzeźba terenu i warunki geologiczne złoża,
- końcowy zarys oraz graniczna głębokość wyrobiska,
- warunki zalegania złoża,
- charakterystyka jakościowa kopaliny,
- własności fizyczne i mechaniczne kopaliny i skał płonnych
- zasoby kopaliny

(Można tu też wspomnieć o czynnikach wpływających na wybór lokalizacji wkopu udostępniającego!)
- wskaźnik N/W,
- wskaźnik zawodnienia,
- jakość złoża,
- możliwość uzyskania zdolności wydobywczej,
- czas i koszt budowy wkopu udostępniającego.

Dobór środków transportu zależy od następujących czynników:
- ilości urabianych mas,
- rodzaju transportowanych mas,
- długości tras transportowych,
- wymiarów geometrycznych wyrobisk i zwałowisk,
- rodzaju maszyn urabiających i zwałujących,
- żywotności odkrywki,
- ceny maszyn,
- efektywności ekonomicznej rozwiązania.

Założenie do doboru samochodu.

Dobór typu samochodu opiera się na założeniu, że stosunek pojemności (ładowności) skrzyni samochodu do pojemności (ładowności) naczyń ładujących był liczbą całkowitą i nie mniejszą od 3. W praktyce kopalnianej spotyka się relacje od 2:1 do 10:1, przy czym najczęściej pojemność skrzyni samochodu jest od 3 do 6 razy większa od pojemności naczynia ładującego.

Klasyfikacja systemów podziemnej eksploatacji złóż, czynniki wpływające na wybór systemu.

2011-11-22T07:12:00.001-08:00

Klasyfikacja systemów podziemnej eksploatacji złóż, czynniki wpływające na wybór systemu.

I. Podział systemów ze względu na rodzaj wyrobiska eksploatacyjnego:

a) systemy ubierkowe:

· ścianowe,

· filarowo-ubierkowe,

· ubierkowe pasami,

b) systemy zabierkowe:

· długich zabierek,

·filarowo-zabierkowe,

c) systemy komorowe:

· komorowe właściwe,

· komorowo-filarowe,

· ubierkowo-komorowe,

d) systemy blokowe:

·z czołowym wypuszczeniem urobku,

· z wypuszczeniem urobku przez otwory wysypowe (leje).

II. Podział systemów ze względu na sposób kierowania stropem:

a) eksploatacja z ochroną stropu, np:

· podsadzka hydrauliczna,

· podsadzka pneumatyczna,

b) eksploatacja z zawałem stropu,

c) eksploatacja z ugięciem stropu.

III. Podział systemów ze względu na kierunek wybierania:

a) systemy podłużne,

b) systemy poprzeczne,

c) systemy przekątne.

IV Podział systemów ze względu na grubość złoża:

a) eksploatacja na całą grubość złoża,

b) eksploatacja warstwami

V. Podział systemów ze względu na zwrot eksploatacji:

a) eksploatacja do pola (do granic obszaru górniczego),

b) eksploatacja od pola (od granic obszaru górniczego).

Przykładowa pełna nazwa systemu eksploatacyjnego: System ubierkowy ścianowy, poprzeczny z zastosowaniem podsadzi hydraulicznej, prowadzony na całą grubość złoża do granic obszaru górniczego.

Wybór sposobu eksploatacji złoża zależy od wielu czynników, takich jak:

·miejsce i głębokość zalegania złoża,

· budowa geologiczna górotworu,

· ukształtowanie i zagospodarowanie terenu,

· wielkość zasobów złoża,

· fizyczne i chemiczne własności złoża,

· aktualne możliwości techniczne,

· kształt wybieranej części złoża,

· grubość złoża,

·nachylenie pokładu,

· rodzaj i własności skał otaczających pokład, głównie skał stropowych,

· zaburzenia tektoniczne,

· ochrona powierzchni,

· ochrona leżących wyżej pokładów,

· usytuowanie krawędzi eksploatacji wyżej leżących pokładów,

· zagrożenia naturalne i ich profilaktyka,

· występowanie warstw wodonośnych.

Wybrany system eksploatacji złoża należy tak dostosować do istniejących warunków, aby zapewnić w nich:

· możliwie największe bezpieczeństwo pracy,

· najniższe koszty wydobycia,

· najwyższą wydajność,

· najmniejsze straty złoża,

· dużą koncentrację wydobycia,

· ciągłość produkcji,

· właściwa wentylację,

· łatwy transport materiału oraz elementów wyposażenia ściany,

· optymalnie krótki ciąg odstawy urobku,

· odpowiednie odprowadzenie wody,

·zastosowanie nowoczesnej mechanizacji,

· odpowiedni stopień zabezpieczenia obiektów na powierzchni.

Kryteria podziału, rodzaje, charakterystyka i zasady doboru obudów wyrobisk korytarzowych.

2011-11-22T07:11:00.001-08:00

Kryteria podziału, rodzaje, charakterystyka i zasady doboru obudów wyrobisk korytarzowych.

Obudowa górnicza – konstrukcja, której zadaniem jest zapewnienie stateczności wyrobiska, polegającej na utrzymaniu wymiarów jego przekroju poprzecznego oraz zabezpieczenie ludzi, sprzetu i maszyn przed obrywającymi się odłamkami skalnymi ze stropu i ociosów lub przed zawałami i obwałami w ustalonym czasie istnienia wyrobiska.

Kryteria podziału obudów wyrobisk korytarzowych:

·ze względu na sposób oddziaływania obudowy na górotwór:

o obudowy podpierające

o obudowy podtrzymujące

o obudowy odgradzające

o obudowy izolujące

o obudowy kotwiące

o obudowy sklejające

·ze względu na sposób współpracy z górotworem:

o obudowa sztywna (monolityczna lub złożona z elementów sztywnych, pozbawiona elementów opodatniających, wykazująca podatność na obciążenia jedynie w granicach odkształceń materiałowych)

o obudowa podatna (w której na skutek działania okreslonego obciążenia występuje wzajemne przemieszczenie jej elementów konstrukcyjnych, ale bez trwałych odkształceń)

o obudowa podatna o ograniczonej podporności (obudowa podatna o złożonej granicznej wartości ezajemnego przemieszczania się jej elementów konstrukcyjnych, po osiągnięciu której obudowa pracuje jako sztywna)

o obudowa sztywna upodatniona (obudowa sztywna wyposażona w elementy upodatniające, wykonane z materiału o odkształcalności znacznie większej od odkształcalności nośnej elementów konstrukcyjnych obudowy)

·ze względu na czas istnienia obudowy:

o tymczasowa (obudowa zabezpieczająca wyrobisko w czasie jego drążenia i usuwana przed wykonaniem obudowy ostatecznej, np. obudowa przecinek ścianowych)

o wstępna (wykonywana w przodku wyrobiska i stanowiąca część obudowy ostatecznej, np. obudowa kotwiowa w obudowie mieszanej)

o uzupełniająca (wykonana poza przodkiem wyrobiska i stanowiąca część obudowy ostatecznej)

o ostateczna (przeznaczona do zabezpieczenia wyrobiska górniczego podczas całego okresu jego użytkowania)

·ze względu na rodzaj materiału, z którego wykonano obudowę oraz konstrukcję obudowy:

o obudowę drewnianą

o obudowę murową (z cegły lub betonitów)

o obudowę betonową

o obudowę torkretową

o obudowę stalową prostą

o obudowę stalową łukową

o obudowę kotwiową

o obudowę mieszaną (murowo-stalowa, stalowo-betonowa, stalowo-drewniana)

o obudowę kombinowaną

Wybór rodzaju obudowy uzależniony jest od następujących czynników:

Ø warunków górniczo-geologicznych (rodzaj skał, ciśnienie górotworu, głębokość)

Ø wymiarów poprzecznych wyrobiska

Ø przeznaczenia wyrobiska (np. transportowe, wentylacyjne, itp.)

Ø czasu trwania (istnienia) wyrobiska

Ø warunków ekonomicznych

Obudowa drewniana – stosowana jest w coraz mniejszym zakresie (jako samodzielna obudowa) ze względu na szereg wad, jak: palność, szybkie butwienie i próchnienie, stosunkowo (w porównaniu z innymi materiałami) niska wytrzymałość drewna oraz duży koszt, a także ochronę środowiska. Znajduje ona zastosowanie szczególnie jako obudowa wzmacniająca inne typy obudów. Zalety – lekka, łatwa obróbka drewna, obciążona trzeszczy, dzięki czemu ostrzega o niebezpieczeństwie zawału.

Obudowa murowa (lub betonowa) – wszystkie ważniejsze wyrobiska korytarzowe udostępniające, jak: przekopy, przecznice, komory oraz połączenia tych wyrobisk wykonuje się w obudowie kamiennej murowanej z cegły lub betonitów lub obudowie betonowej.

Obudowy te posiadają sztywną konstrukcję, najlepiej współpracują z górotworem nienaruszonym eksploatacją lub z górotworem odprężonym. W wykonaniu są bardzo pracochłonne, są jednak bardzo trwałe oraz szczelne. Z uwagi na gładkość ścianek zmniejszają opory przepływającego powietrza.

Obudowa stalowa (metalowa) – najczęściej stosowana w kopalniach węgla kamiennego. Wykonana jest z elementów stalowych lub ze stopów metali lekkich. Do jej zalet należą:

·duża wytrzymałość

·trwałość i możliwość wielokrotnego stosowania

·łatwość oraz szybkość montażu i demontażu

· mała pracochłonność wykonywania

·możliwość regeneracji

·niepalność.

Do jej wad można zaliczyć:

· dużą wagę

·brak odporności na korozję

·brak szczelności.

Z uwagi na charakter pracy obudowy te można podzielić na:

· podwieszane

·odrzwiowe: sztywne, podatne, przegubowe

· kotwiowe

· zmechanizowane.

Rodzaje obudowy kotwiowej:

kotew wklejana
kotew mechaniczna – rozprężna
kotew rurowo-cierna
kotwy linowe i strunowe (kotwie długie)

Obudowa mieszana – jest wykonana z różnego rodzaju materiału, np.: stropnice metalowe i stojaki drewniane lub mury wykonane z cegły. Stosuje się ją w warunkach dużych ciśnień stropowych, przy większych szerokościach wyrobisk lub w miejscach wykonania skrzyżowań wyrobisk. Do ważniejszych typów tej obudowy zaliczany obudowę stalowo-drewnianą i stalowo-murową.

Obudowa kombinowana – odmiana obudowy mieszanej, wykonana zazwyczaj z więcej niż dwóch rodzajów materiałów (obudów) i stosowana jest w bardzo trudnych warunkach górniczo-geologicznych.

Analiza porównawcza elementów technologicznych procesu wydobywczego eksploatacji złóż rud metali i węgla kamiennego

2011-11-22T07:08:00.000-08:00

Analiza porównawcza elementów technologicznych procesu wydobywczego eksploatacji złóż rud metali i węgla kamiennego

Eksploatacja (pozyskiwanie urobku)

W kopalniach podziemnych węgla kamiennego podstawowymi systemami eksploatacji są systemy ścianowe, w których caliznę urabia się kombajnami bębnowymi (węgiel kamienny łatwo daje się urobić mechanicznie). Kombajny skrawają caliznę za pomocą noży osadzonych na obracających się zwojach ślimakowych. Stosuje się je w pokładach (warstwach) grubości 0,7-3,5 m (do cieńszych pokładów używa się strugów węglowych – trochę inna technologia, szybsze, ale cieńsze skrawy, za to technologia dużo droższa). Zabiór przeciętnie wynosi 0,6-0,8 m, praca przy kątach nachylenia do 12 stopni. Kombajny wyposażone są w potężne silniki elektryczne, ciągnik, głowicę, organy urabiające i ich ramiona, sanie. Wyrobisko ścianowe wymaga zabezpieczenia sekcjami obudowy zmechanizowanej; urobek (węgiel) odspojony od calizny węglowej opada na przenośnik zgrzebłowy, który jest składową częścią uzbrojenia ściany wydobywczej i który realizuje pierwszy etap odstawy urobku.

W polskich kopalniach węgla kamiennego wykonuje się przeciętnie kilka skrawów w ciągu doby, a średnie postępy wynoszą 3,2 m/dobę. Maksymalne postępy dobowe wynoszą 17 m/dobę.

W kopalniach złóż rud metali najczęściej stosowanym systemem eksploatacji jest system komorowo-filarowy (np. KGHM Polska Miedź S.A.). Z racji dużej twardości skał zastosowanie urabiania za pomocą materiałów wybuchowych jest najlepszym sposobem na pozyskiwanie urobku. Wykorzystując wiertarki ręczne lub samojezdne wozy wiercące (SWW) (przy dużej ilości wykonywanych otworów strzałowych) na przodku wierci się zespół otworów strzałowych zgodnie z opracowaną i zatwierdzoną metryką strzałową. Następnie do otworów ładuje się materiał wybuchowy zatwierdzony do stosowania w danej kopalni (ręcznie lub mechanicznie), łączy się przewody strzałowe i po wycofaniu się w bezpieczne miejsce następuje odpalenie ładunków MW. Po wybraniu urobku z danego przodka proces powtarza się.

Najczęściej stosowaną obudową przy systemie komorowo-filarowym jest obudowa kotwiowa (kotwie wklejane lub rozprężne), które wymagają zastosowania samojezdnych wozów wiercąco-kotwiących (np. SWK, SWKF).

Odstawa (transport urobku)

Przy eksploatacji węgla kamiennego proces odstawy urobku zaczyna się na przenośniku zgrzebłowym, na który spada urobek po odspojeniu z calizny węglowej. Następnie jest on kierowany na przenośnik taśmowy na skrzyżowaniu wyrobiska ścianowego z wyrobiskiem przyścianowym (korytarzowym). Później systemem przenośników taśmowych węgiel jest transportowany do podszybia szybu wydobywczego, a stamtąd skipem jest wywożony na powierzchnię.

Przy eksploatacji złóż rud metali proces odstawy urobku jest bardziej skomplikowany. Po urobieniu calizny materiałami wybuchowymi należy usunąć urobek z przodka wykorzystując do tego ładowarkę (np. bocznie sypiącą, zasięrzutną, łyżkową). Ładowarka podaje rudę albo na przenośnik taśmowy (dalszy proces podobny jak przy węglu kamiennym) albo do samojezdnego wozu odstawczego, który często jest ładowany przez więcej niż jedną ładowarkę. Następnie wóz odstawczy kieruje rudę do miejsca odstawy urobku (zwanym czasami „kratą” ze względu na budowę – jeśli urobek tworzy zbyt duże bryły, które nie przechodzą przez „kratę”, specjalny młot rozbija je na mniejsze kawałki), gdzie spada na przenośnik taśmowy, później jest transportowany w rejon podszybia szybu wydobywczego, a stamtąd skipem jest wywożony na powierzchnię.

Likwidacja zrobów

Przy eksploatacji węgla kamiennego najczęstszym sposobem likwidacji pustki poeksplatacyjnej jest zawał stropu, który nie wymaga stosowania zaawansowanych technologii. Czasami strop jest zbyt sztywny do samoistnego zawału, dlatego stosuje się strzelania wymuszające zawał. Innym sposobem likwidacji zrobów w kopalniach węgla kamiennego jest podsadzka (np. hydrauliczna, pneumatyczna, itp.), która jednak jest kosztowna i kopalnie za wszelką cenę starają się unikać tej metody. Wysokie koszty wynikają z potrzeby stosowania materiału podsadzkowego (np. piasku), zabudowy instalacji podsadzkowej do transportu piasku i wody, zabudowy instalacji do odprowadzanie wody (przy podsadzce hydraulicznej).

Przy eksploatacji rud metali stosowane są różnorodne sposoby likwidacji zrobów. Obok zawału stropu oraz podsadzki hydraulicznej stosuje się ugięcie stropu (w różnych wariantach, np. łagodne ugięcie stropu). Przed likwidacją zrobów w przestrzeni poeksploatacyjnej lokuje się czasami „kamień” – urobek nie spełniający wymogów jakościowych, którego wydobycie na powierzchnię generowałoby bardzo duże koszty. Likwidując zroby zaczyna się od „przybierania” filarów – z filarów podtrzymujących strop uzyskuje się urobek (mechanicznie, np. przy zastosowaniu ładowarki łyżkowej), a filar po „przybraniu” posiada pewną wytrzymałość resztkową (rezydualną), która sprawia, że filar przez pewien czas przenosi jeszcze obciążenia wynikające z nacisku górotworu. Następnie strop ugina się lub ulega zawałowi (czasami wymuszonemu przez strzelanie).

Udostępnianie (nie jestem pewien, czy to także należy ując):

W kopalniach węgla kamiennego najczęściej stosuje się strukturę kamienno-złożową lub złożowo-kamienną udostępniania złoża – wyrobiska udostępniające prowadzi się zarówno w skałach płonnych, jak i w złożu. Czasami kopalnie decydują się na strukturę kamienną, jednak generuje ona bardzo duże koszty na etapie inwestycyjnym.

W kopalniach rud metali również stosuje się strukturę mieszaną, złożowo-kamienną. Ewenementem są kopalnie rud miedzi należące do KGHM Polska Miedź S.A.. Złoże zalega w formie pseudopokładu (charakteryzuje się bardzo dużą zmiennością miąższości w zależności od rejonu), dlatego zdecydowano się na strukturę złożową – wszystkie wyrobiska udostępniające prowadzi się w złożu.

1. SPOSOBY I STRUKTURY UDOSTĘPNIENIA ZŁOŻA, CHARAKTERYSTYKA PROWADZENIA ROBÓT PRZYGOTOWAWCZYCHSPOSOBY I STRUKTURY UDOSTĘPNIENIA ZŁOŻA, CHARAKTERYSTYKA PROWADZENIA ROBÓT PRZYGOTOWAWCZYCH.

2011-11-22T06:52:00.000-08:00

W złożach nieregularnych o stromym zaleganiu lub w innych szczególnych przypadkach zalegania może być zasadne głębienie szybów pionowych poza granicami złoża lub drążenie szybów pochyłych (rys.2.11). Przy takim sposobie udostępnienia eliminuje się potrzebę wyznaczania filara ochronnego w złożu i unika się ograniczeń związanych z eksploatacją złoża w filarach. Na poszczególnych poziomach drąży się z szybu do złoża przekopy (przecznice) udostępniające. Zaletą szybów pochyłych jest skrócenie poziomych dróg transportowych.

Złoża zalegające na małych głębokościach można udostępnić upadowymi (rys. 2.12). Upadowa jest to wyrobisko górnicze pochyłe drążone w kierunku z góry w dół a transport urobku odbywa się w kierunku z dołu do góry. Udostępnienie upadowymi jest szczególnie przydatne w kopalniach rud, w których występują spalinowe maszyny samojezdne. Stwarza to możliwość zjazdu maszyn samojezdnych z powierzchni do kopalni i odwrotnie. Z tego też względu mają niewielkie kąty nachylenia od 6 do 10 stopni. W złożach

Rys. 2.11. zalegających na dużych głębokościach drąży się upadowe spiralne (tzw. serpentyny). Wyrobiska te mogą być drążone z powierzchni (rys.2.13)

Rys. 2.12. Rys. 2.13.

W terenie górzystym złoża udostępnia się sztolniami (rys.2.14). Są to wyrobiska korytarzowe poziome mające jedno ujście na powierzchni. Sztolniom nadaje się niewielki spadek w kierunku ujścia dla zapewnienia grawitacyjnego odpływu wód podziemnych, bez stosowania pomp.

Rozmieszczenie wyrobisk udostępniających względem siebie i względem złoża tworzy tzw. strukturę udostępnienia złoża. Wyróżnia się dwie podstawowe struktury: strukturę złożową i strukturę kamienną. Istnieje również powiązanie tych struktur (mieszana).

W złożach poziomych i małym kącie nachylenia (do około 8°), zalegających wśród skał o wysokich parametrach wytrzymałościowych, wyrobiska korytarzowe udostępniające lokalizuje się w złożu. Jest to klasyczna złożowa struktura udostępnienia i znalazła zastosowanie w polskich kopalniach rud miedzi

Cechą charakterystyczną tej struktury jest pozyskiwanie kopaliny od samego początku drążenia poziomych wyrobisk udostępniających i relatywnie niskie koszty drążenia wyrobisk. Upadowymi i chodnikami głównymi wydziela się rejony eksploatacyjne. Wyrobiska te stanowią główne drogi transportowe. Z reguły są to wyrobiska wielonitkowe (podwójne, potrójne lub poczwórne). Niezależnie od grubości złoża wyrobiska
lokalizuje się w górnej części, pod mocnym, zwięzłym stropem skał węglanowych. Wyrobiska te chroni się przed wpływami ciśnień eksploatacyjnych, pozostawiając po obu stronach nie wybrane calizny, nazywane filarem oporowym o szerokości od 100 do 600 m. Wybiera się je w końcowym etapie istnienia rejonów i stanowią tzw. fronty zamykające dla rejonów. Generalnie wyrobiska korytarzowe mają kształt odwróconego trapezu o szerokości pod stropem 5 do 7 m i wysokości do 4,5 m. Ociosy odchyla się w stronę calizny pod kątem 10°. Powierzchnia przekroju wyrobiska dochodzi do 30 m². Struktura złożowa charakteryzuje się małą ilością wyrobisk drążonych w skałach, niskimi kosztami i krótkim czasem udostępnienia poszczególnych części złoża. Proces wydobywczy (transport, wentylacja) wymaga jednak długiego okresu utrzymywania chodników wykonanych w złożu.

W przypadku niskich wartości parametrów wytrzymałościowych złoża i skał bezpośrednio otaczających złoże lub występowania zagrożeń z tytułu wypiętrzania spągu, pożarów endogenicznych, tąpań wskazane jest ograniczenie czasu istnienia wyrobisk korytarzowych z złożu. W takich przypadkach stosuje się strukturę kamienną. Od szybu wydobywczego wykonuje się przecznicę transportowa, z której następnie drąży się przekop kierunkowy transportowy. Przekop drąży się w skałach spągowych złoża w odległości ok. 20 m pod złożem. Z przekopu kierunkowego wykonuje się przekopy (przecznice) polowe w odstępach 400-1200 m. Z przekopów polowych udostępnia się złoże szybikami, głębionymi w odstępach 250-500 m. W miejscach przebicia złoża szybikami wykonuje się chodniki piętrowe a z nich dalsze wyrobiska przygotowawcze. Struktura kamienna charakteryzuje się dużą ilością wyrobisk wykonanych w skałach. Stwarza to jednak możliwość udostępnienia złoża w poziomie w wielu miejscach i wydzielenia niezależnych rejonów eksploatacyjnych (odrębna wentylacja, ruch załogi, transport urobku, dowóz materiałów, doprowadzenie podsadzki). W przypadku awarii technicznej, zawału, pożaru itp., proces wydobywczy w poziomie może być realizowany z mniejszymi zakłóceniami niż przy strukturze złożowej.

Roboty przygotowawcze polegają na drążeniu w złożu różnego rodzaju wyrobisk korytarzowych, których celem jest podział złoża na pola wybierania, stworzenie najkrótszych dróg transportowych, stworzenie dróg dla obiegu powietrza, dla doprowadzenia podsadzki, odprowadzenia wody itp. W zależności od grubości złoża, mechanicznych własności skał oraz wymogów technologicznych, wyrobiska przygotowawcze mogą być zlokalizowane przy spągu, przy stropie lub w środku złoża. Ogólnie dąży się do tego aby stropem wyrobiska była warstwa o najkorzystniejszych parametrach mechanicznych. Z uwagi na kształt przekroju poprzecznego wykonuje się wyrobiska prostokątne, ze stropem owalnym, trapezowe lub okrągłe. Wyrobiska przygotowawcze wykonuje się jako pojedyncze, podwójne, potrójne a czasem nawet poczwórne. W przypadku podwójnych, potrójnych i poczwórnych łączy się je przecinkami w odstępach 40 do 100m. Wyrobiska takie nazywa się również wielonitkowymi.

W złożach pokładowych nachylonych kolejność drążenia wyrobisk przygotowawczych w poziomie jest następująca:

- wykonanie głównego chodnika przewozowego i wentylacyjnego oraz pochylni transportowej,

- podział na piętra (wykonanie chodników piętrowych),

- podział piętra na pola eksploatacyjne,

- podział pól eksploatacyjnych na pola ścianowe lub filary.

Pierwszym zadaniem robót przygotowawczych jest połączenie ze sobą miejsc udostępnienia na poziomie wydobywczym i wentylacyjnym. W tym celu na tych poziomach wykonuje się chodniki podstawowe (kierunkowe) i łączy się je pochylnią transportową. W pokładach nie zaburzonych pochylnie transportowe wykonuje się w odstępach po rozciągłości rzędu 500÷2000m. Od pochylni transportowej prowadzi się po rozciągłości chodniki piętrowe dzielące poziom na piętra. Długość pochyła piętra i dalszy podział złoża zależy od systemu eksploatacji. W przypadku systemów ścianowych podłużnych odstępy między chod. Ścianowymi wynoszą od 100 do 300m, a ich długość wynosi od kilkuset metrów do 2 km. Dla systemów ścianowych poprzecznych wymiary te są mniejsze; odstępy między dowierzchniami (pochylniami) wynosza od 60 do 150 m a długość dowierzchni wynosi do 300m. W przybliżeniu prostokątne części pokładu wydzielone chodnikami piętrowymi i ścianowymi oraz pochylniami lub dowierzchniami nazywamy polami eksploatacyjnymi (wybierkowymi, ścianowymi). Dla przygotowania eksploatacji systemami filarowo-ubierkowymi i zabierkowymi wydziela się w piętrach pola o wymiarach rzędu 100÷200m po rozciągłości i 60 do 150 m po upadzie (chodniki śródpiętrowe, pochylnie polowe), które można dzielić dalej chodnikami filarowymi na filary eksploatacyjne podłużne lub dowierzchniami na filary poprzeczne. Szerokość filarów może wynosić 20 do 50 m. Rejony ekip. W poziomych złożach rud miedzi rozcina się na pola eksploatacyjne układem chodników i pochylń, drążonych jako wyrobiska wielonitkowe. Szerokość pól eksploatacyjnych wynosi od 100 do 600 m a ich długość (wybieg) 1000 do 2000 m.

Wpływ działalności górniczej na środowisko przyrodnicze

2011-11-22T06:50:00.000-08:00

Wpływ działalności górniczej na środowisko przyrodnicze.

Każda działalność górnicza – zarówno odkrywkowa jak i podziemna – wywiera niekorzystny wpływ na szeroko rozumiane środowisko. Dotyczy to powietrza, wody oraz powierzchni terenu. W przypadku niekorzystnego oddziaływania na powierzchnię terenu mówi się o szkodach górniczych.

Przemysł górniczy może w bardzo poważny sposób oddziaływać na środowisko:

- odpady, w wielu przypadkach zawierające duże ilości metali ciężkich i chemikaliów, mogą znacznie zanieczyszczać wody gruntowe i powierzchniowe.

- szczególnie w krajach rozwijających się, społeczności zamieszkujące tereny w pobliżu kopalń są uzależnione od dostępu do czystej wody, która służy zaspokajaniu ich podstawowych potrzeb – toksyczne wycieki wpływają na źródło utrzymania tych społeczności oraz na rożnorodność biologiczną.

Większość działań związanych z przemysłem górniczym wymaga użycia ogromnych ilości wody w celu oddzielenia cennych metali lub minerałów od piasku lub skały. Powoduje to obniżenie poziomu wód gruntowych, co z kolei utrudnia dostęp do zasobów wodnych bez zaawansowanego sprzętu technicznego.

Z powodu wydobycia uranu ludzie mogą być narażeni na ekspozycję na przekraczające dopuszczalne normy dawki promieniowania radioaktywnego – zarówno podczas wydobywania transportowania, użytkowania, jak i składowania odpadów ( by nie wspomnieć o oczywistym ryzyku związanym z bombami jądrowymi i wypadkami w elektrowni nuklearnych).

Zagrożenia ekologiczne spowodowane przez kopalnie nie znikają z chwilą, gdy przestają one funkcjonować. Zamknięte i opuszczone kopalnie mogą być ekologiczną bombą zegarową, bowiem przedsiębiorstwa i władze nie wykazują chęci, aby usuwać substancje toksyczne z tych obszarów. Pozostawione „dziedzictwo” może oddziaływać na środowisko naturalne w otoczeniu kopalni.

Szkoda górnicza może powstać w budowli, części składowej nieruchomości, w urządzeniach naziemnych i podziemnych ( na przykład w urządzeniach inżynierskich służących do transportu wody, gazu, prądu elektrycznego, w liniach kolejowych i innych urządzeniach połączonych z nieruchomością).

W wyniku wybierania złoża na pewnym obszarze oraz wypełnienia powstałej pustki przez skały warstw nadległych występują przemieszczenia górotworu w obszarze ponad dokonaną eksploatację sięgające, przy wybieraniu złoża na dostatecznie dużym obszarze, do powierzchni. W wyniku tych przemieszczeń powstają ponad wybraną partia złoża na poszczególnych poziomach niecki obniżeniowe.
Maksymalne możliwe obniżenie wynosi
Wmax= a * g

Geoinżynieria

2011-11-01T04:43:00.001-07:00