Pobierz szczegóły technologii

Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 1
KARTA TECHNOLOGII
AUTOMATYKA - TRANSPORT PIONOWY LINOWY
Symbol
A-1
WYRÓŻNIKI SYSTEMU
Zakres stosowania:
- głębokość ciągnienia - do 4000 m (do 1300-1500 m w Polsce),
- rodzaj górniczego wyciągu szybowego - szyb lub szybik,
- przeznaczenie - transportu urobku, transport materiałów, jazda ludzi
- układ pracy urządzenia - jednokońcowe, dwukońcowe,
- system pracy - jednostopniowy (tzn. jeden wyciąg pomiędzy wyrobiskiem podziemnym, a
powierzchnią),
CHARAKTERYSTYKA
W Polsce transport urobku, materiałów oraz jazda ludzi pomiędzy wyrobiskami podziemnymi a
powierzchnią w zdecydowanej większości przypadków realizowana jest górniczymi wyciągami
szybowymi. Górnicze wyciągi szybowe wyposażone są w systemy transportu pionowego-linowego.
Podstawowymi elementami tego systemu są:
- maszyna wyciągowa,
- układ linowy (liny nośne i wyrównawcze),
- naczynia wydobywcze,
- wyposażenie dodatkowe (koła linowe, systemy prowadzenia naczyń, systemy zawieszeń naczyń,
systemy łączności).
Zasada działania
Naczynia wydobywcze zawieszone na linach (nośnych) połączone są z linopędnią maszyny
wyciągowej. Przeniesienie napędu z maszyny wyciągowej na linę odbywa się poprzez sprzężenie
cierne pomiędzy liną nośną, a linopędnią (maszyny typu ciernego Koepe) lub też poprzez nawijanie
się liny na linopędnię (maszyny bębnowe - nawojowe). W ten sposób poprzez linę ruch obrotowy
napędu (maszyny wyciągowej - linopędni) zamieniany jest w ruch liniowy naczyń wydobywczych w
szybie. Naczynia wydobywcze przemieszczane są pomiędzy określonymi poziomami szybu, a
powierzchnią (zrębem).
OPIS WYPOSAŻENIA
Maszyny wyciągowe
W zależności od przeznaczenia i głębokości ciągnienia stosowane są dwa główne systemy maszyn
wyciągowych:
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 2
- bębnowe (nawojowe) z jedno lub wielowarstwowym nawijaniem liny pracujące w układzie
jednobębnowym (niewyrównoważonym) lub dwubębnowym (wyrównoważonym). Stosowane w
Polsce sporadycznie głównie do prowadzenia prac pomocniczych, głębienia szybów rzadziej jako
główne transportowe. Zakres stosowania
- do 350 m - jednokońcowe
- od 350 - 2000 m - pomocnicze, do głębienia szybów, transportowe,
- od 2000 m do 4000 m ( i więcej) - typu Bleira (w Polsce obecnie nie stosowane).
- cierne (typu Koepe) jedno lub wielolinowe.
Maszyny wyciągowe bębnowe
Maszyny te przeznaczone są do stosowania w pełnym zakresie głębokości ciągnienia. Stosowane
są głównie w górniczych wyciągach szybowych jako napędy w urządzeniach pomocniczych,
w nielicznych przypadkach jako napędy urządzeń do prowadzenia transportu urobku materiałów
i ludzi. W szybach bardzo głębokich powyżej 2000 m stosowane są maszyny wyciągowe z bębnami
nawojowymi pracujące w układzie tzw. Blaira. Maszyny z bębnami nawojowymi jednolinowe
budowane są jako jednobębnowe lub dwubębnowe. Maszyny bębnowe w układzie Blaira są to
układy dwulinowe.
Maszyny wyciągowe cierne (typu Koepe)
Maszyny te stosowane są w szybach o głębokościach od 300 m do 1200 m (1500 m). Stosowane są
w górniczych wyciągach szybowych jako napędy urządzeń głównych przeznaczonych do
prowadzenia transportu urobku, materiałów i jazdy ludzi. Układy cierne mogą być eksploatowane
jako jedno- lub wielolinowe w zależności od parametrów udźwigu.
Główne podzespoły maszyn wyciągowych
Główne podzespoły maszyn wyciągowych (bębnowych i ciernych) stanowią:
- zespół wału głównego - z linopędnią (bęben nawojowy lub tarcza (bęben) cierna, wałem głównym i
łożyskami głównymi (zazwyczaj dwupodporowy statycznie wyznaczalny),
- zespół hamulcowy - z zespołem roboczym, napędowym (hydraulicznym lub pneumatycznym) i
sterującym (hydraulicznym lub pneumatycznym),
- zespół napędowy maszyny - bezpośredni tj. z silnikiem wolnoobrotowym bezpośrednio
zabudowanym na wale głównym maszyny i pośredni z silnikiem szybkoobrotowym i przekładnią
główną.
- układ zasilania i sterowania maszyny oraz kontrolno-diagnostyczny.
1.1.1.1
Układ linowy
W zależności od stosowanego napędu górniczego wyciągu szybowego występują następujące
układy linowe:
- układy jednokońcowe (napędy jednobębnowe) - liny nośne (układy jednolinowe),
- układy dwukońcowe (napędy dwubębnowe lub cierne typu Koepe - liny nośne i wyrównawcze
(sporadycznie bez liny wyrównawczej) w układzie jedno lub wielolinowym (dotyczy układów ciernych
lub Blaira).
1.1.1.1.1
Liny nośne
Urządzenia wyciągowe pracują w układach jednolinowych lub wielolinowych w zależności od
głębokości oraz udźwigu. Rodzaj lin okrągłych dobierany jest indywidualnie do jednoznacznie
określonych parametrów urządzenia wyciągowego.
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 3
Liny wyrównawcze
Liny wyrównawcze mają za zadanie wyrównoważenie mas wiszących w szybie lin nośnych co
pozwala zmniejszyć obciążenie statyczne maszyny wyciągowej. Liny wyrównawcze stosowane są w
układach jedno lub wielolinowych. W górniczych wyciągach szybowych stosowane są liny stalowe
lub stalowo-gumowe, okrągłe lub płaskie. Konstrukcja i typ lin wyrównawczych dobierane są
indywidualnie do danego urządzenia wyciągowego.
Naczynia wydobywcze
W zależności od przeznaczenia górniczego wyciągu szybowego stosowane są następujące rodzaje
naczyń:
- skipy - przeznaczone wyłącznie do prowadzenia transportu urobku,
- skipoklatki - przeznaczone do prowadzenia transportu urobku lub jazdy ludzi,
- klatki - do prowadzenia transportu urobku i materiałów w wozach oraz jazdy ludzi,
- specjalne (klatki wielkogabarytowe, skipy drzewne, przeciwciężary.
W urządzeniach wyciągowych dwukońcowych na linach zawieszane są naczynia tego samego lub
różnego rodzaju stanowiąc układy zrównoważone bądź też układy gdzie po jednej stornie
zawieszone jest naczynie wydobywcze a po drugiej przeciwciężar.
Wyposażenie dodatkowe
Dodatkowe wyposażenie stanowią układy prowadzenia naczyń w szybie, układy łączności pomiędzy
naczyniami wydobywczymi, a operatorem maszyny wyciągowej, inne np. układy kontroli położenia
naczyń w szybie, kontroli sił w linach itp.
EFEKTY PRODUKCYJNE
Zdolności wydobywcze uzależnione są od parametrów maszyn wyciągowych, ładowności naczyń
wydobywczych i określane przede wszystkim względem wyciągów skipowych przeznaczonych do
prowadzenia zwłaszcza transportu urobku. Wydajności te kształtują się na poziomie od 300
ton/godz. do 900 ton na godz., a w kilku przypadkach przekraczają 1000 ton/ godz. Największa
zdolność wydobywcza wynosi 1500 ton/godz. (maszyna o mocy 2x2000 kW, ładowność naczynia
22,5 tony, prędkość 16 m/s, głębokość ciągnienia 907 m).
WPŁYW NA ŚRODOWISKO NATURALNE
Górnicze wyciągi szybowe nie mają większego negatywnego wpływu na środowisko naturalne.
Maszyny wyciągowe zlokalizowane na powierzchni nie emitują nadmiernego hałasu ani innych
czynników szkodliwych dla środowiska. Jedyne skutki uboczne związane są z koniecznością
zasilania silników elektrycznych dużych mocy do 3600 kW, a konieczność budowania wysokich wież
szybowych wpływa architekturę krajobrazu. Stosowane w maszynach materiały zawierające azbest
(okładziny szczęk hamulcowych) są eliminowane i zastępowane materiałami bezazbestowymi.
ZALETY I WADY SYTEMU
Zalety systemu
System transportu linowego na przestrzeni wielu dziesiątek lat okazuje się systemem bardzo
efektywnym i najbardziej rozpowszechnionym w kopalniach podziemnych do prowadzenia
transportu pionowego tak urobku jak i materiałów oraz ludzi. Wieloletnie doświadczenia
eksploatacyjne pozwoliły na stworzenie wysoce niezawodnego i wydajnego systemu transportu.
Rozwój techniki napędowej pozawala budować urządzenia wyciągowe o coraz większej wydajności
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 4
tj. ładowności do 50 Mg oraz prędkościach do 25 m/s (30 m/s).
Wady systemu
Nie stwierdza się większych wad tego rodzaju transportu. Zagrożenie stanowi jedynie możliwość
wystąpienia zdarzeń awaryjnych (katastroficznych), które w przypadku np. zerwania lin nośnych
może spowodować bardzo poważne w skutkach uszkodzenia całego systemu. Zagrożenia te
eliminowane są poprzez stosowanie odpowiednich procedur kontrolnych funkcjonowania systemu
oraz prowadzenia monitoringu i stosowania coraz doskonalszych systemów zabezpieczających
przed wystąpieniem takich zdarzeń. Wadę systemu stanowi również wysoki koszt drążenia szybu
oraz stosunkowo wysokie koszty jego wyposażenia począwszy od wyposażenia w maszynę
wyciągową jak i pozostałe systemy związane z uzbrojeniem szybu. W odniesieniu do prowadzenia
eksploatacji z bardzo dużych głębokości powstają pewne ograniczenia, które wymuszają tworzenie
układów dwustopniowych tj. z konieczności przeładunku urobku pomiędzy dwoma wyciągami w
podziemiu kopalni.
WADY I ZALETY
Wady:
Nie stwierdza się większych wad tego rodzaju transportu. Zagrożenie stanowi jedynie możliwość
wystąpienia zdarzeń awaryjnych (katastroficznych), które w przypadku np. zerwania lin nośnych
może spowodować bardzo poważne w skutkach uszkodzenia całego systemu. Zagrożenia te
eliminowane są poprzez stosowanie odpowiednich procedur kontrolnych funkcjonowania systemu
oraz prowadzenia monitoringu i stosowania coraz doskonalszych systemów zabezpieczających
przed wystąpieniem takich zdarzeń. Wadę systemu stanowi również wysoki koszt drążenia szybu
oraz stosunkowo wysokie koszty jego wyposażenia począwszy od wyposażenia w maszynę
wyciągową jak i pozostałe systemy związane z uzbrojeniem szybu. W odniesieniu do prowadzenia
eksploatacji z bardzo dużych głębokości powstają pewne ograniczenia, które wymuszają tworzenie
układów dwustopniowych tj. z konieczności przeładunku urobku pomiędzy dwoma wyciągami w
podziemiu kopalni.
Zalety:
System transportu linowego na przestrzeni wielu dziesiątek lat okazuje się systemem bardzo
efektywnym i najbardziej rozpowszechnionym w kopalniach podziemnych do prowadzenia
transportu pionowego tak urobku jak i materiałów oraz ludzi. Wieloletnie doświadczenia
eksploatacyjne pozwoliły na stworzenie wysoce niezawodnego i wydajnego systemu transportu.
Rozwój techniki napędowej pozawala budować urządzenia wyciągowe o coraz większej wydajności
tj. ładowności do 50 Mg oraz prędkościach do 25 m/s (30 m/s).