Sięganie po wyrafinowane technologie

Do kopalń coraz szerzej wkraczają maszyny, technicznie zaawansowane i zaopatrzone w systemy informatyczne.

Jeszcze do niedawna pokutowało obiegowe mniemanie, że podstawowym narzędziem górnika jest łopata. Podtrzymywanie tego rodzaju opinii należałoby dziś przypisać albo ignorancji, albo wyjątkowej złośliwości ludzi nieżyczliwych górnictwu. Do kopalń coraz szerzej wkraczają maszyny, technicznie zaawansowane i zaopatrzone w systemy informatyczne. Do ich walorów należą nie tylko wydajność i niezawodność, ale i spełnianie wysokich standardów bezpieczeństwa.

Tego rodzaju sprzęt coraz powszechniej pojawia się w propozycjach głównych wytwórców maszyn i urządzeń górniczych, w tym m.in. Grupy FAMUR, należącej do czołówki światowych producentów maszyn stosowanych w górnictwie podziemnym. Grupa specjalizuje się w kompleksowej mechanizacji procesu wydobycia węgla kamiennego metodą ścianową oraz projektowaniu i dostawie informatycznych systemów zarządzania eksploatacją węgla od przodka ścianowego na powierzchnię kopalni. Jej maszyny są przystosowane do pracy w szczególnie trudnych warunkach górniczo-geologicznych, co pozwala na realizację nawet najbardziej skomplikowanych zleceń na całym świecie. Produkowane przez Grupę zmechanizowane kompleksy ścianowe umożliwiają wydobycie złóż węgla o grubości od 0,9 m do 6 m. W ich skład wchodzą kombajny ścianowe, zmechanizowane obudowy ścianowe oraz przenośniki zgrzebłowe.

Innowacyjna e-kopalnia

Szlagierem Grupy, nagrodzonym w konkursie Forum Jakości Quality International, jest system e-kopalnia, innowacyjne rozwiązanie w całości zaprojektowane i wdrożone przez Polskie Centrum Techniki Górniczej – spółkę z „rodziny” FAMUR. Jego ważnym walorem jest m.in. podnoszenie bezpieczeństwa załóg górniczych przez zdalną diagnostykę pracy maszyn i urządzeń. Podstawowym celem systemu jest wykrywanie stanów przedawaryjnych i niedopuszczanie do powstawania awarii.

W nowoczesnym zarządzaniu podstawową rolę zaczynają pełnić systemy informatyczne, dzięki którym możliwe jest szybkie pozyskiwanie informacji i usprawnienie procesów decyzyjnych. Połączenie sieci ethernetowej z mechanizmami sterowania oraz systemami bezpieczeństwa i nadzoru pracy maszyn umożliwia przeniesienie zarządzania procesem wydobycia na wyższy poziom. Dzięki otwartej strukturze system e-kopalnia może być wykorzystywany we wszystkich pracach pod ziemią, podczas których należy pozyskać informacje, a następnie je przesłać, poddać procesowi analizy i podejmowania decyzji.

Jedną z istotnych funkcji elementów diagnostycznych e-kopalni jest funkcja ,,czarnej skrzynki”. Nawet po zaniku zasilania układ jest w stanie przez pewien czas pracować i rejestrować pracę urządzeń. Jest to istotne przy monitorowaniu systemów bezpieczeństwa, takich jak np. lokalizacja górników w wyrobiskach.

– Jesteśmy przekonani, że rozpowszechnienie tego systemu przyczyni się do zwiększenia bezpieczeństwa pracy załóg górniczych dzięki wyeliminowaniu konieczności bezpośredniej bieżącej obsługi maszyn i urządzeń. Oznacza to, że mniej ludzi będzie przebywało w strefach niebezpiecznych. Ciągły monitoring oraz lepsza dostępność informacji umożliwi wcześniejsze reagowanie na zagrożenia i wyprowadzanie ludzi przed kulminacją czynników ryzyka. Generalnie system przewidziany jest do podniesienia bezpieczeństwa całego procesu wydobycia – wyjaśnia Ryszard Bednarz, wiceprezes FAMUR SA.

Wydajne i inteligentne

Nowoczesnymi rozwiązaniami są również maszyny, wytwarzane w Grupie ZZM-Kopex. Do jej rynkowych hitów należą m.in. kombajn ścianowy typu KWS-2000E i kombajn chodnikowy KTW-200. Właściwości obu konstrukcji wychodzą naprzeciw oczekiwaniom krajowych i światowych użytkowników na maszyny, charakteryzujące się bardzo dużymi wydajnościami, niezawodnością i wysokimi standardami bezpieczeństwa. W nowej generacji – kombajnie KWS-2000E – inżynierowie z Zabrzańskich Zakładów Mechanicznych SA zastosowali najnowsze światowe technologie.

– Kombajn ten – obok zaawansowanego systemu diagnostyki – wyposażony jest w układ pozycjonowania w ścianie oraz w układ „skrawu wzorcowego”, z możliwością jego automatycznego odwzorowania. Kombajn jest przygotowany do prowadzenia wydobycia w ścianie w sposób bezobsługowy. Maszyna jest przy tym wyposażona w system, umożliwiający transmisję danych do chodników i na powierzchnię kopalni poprzez sieć ethernet z wykorzystaniem protokołów TCP/IP – wyjaśnia inż. Marek Kostka z ZZM.

Kombajn KTW-200 został zaprojektowany nie tylko z myślą o wykonywaniu klasycznych wyrobisk chodnikowych o rozmaitych wielkościach oraz prostokątnych do zabudowy kotwiowej, ale również o drążeniu tuneli autostradowych, których wysokość wymaga urabiania do zakresu 5 m. Jest więc maszyną uniwersalną, zdatną do stosowania nie tylko w górnictwie podziemnym, lecz także w tunelarstwie, drogownictwie i w kopalniach odkrywkowych. Kombajn został wyprodukowany przez, należący do Grupy ZZM-Kopex, Wamag SA w Wałbrzychu. Jest to pierwsza tego typu konstrukcja posiadająca certyfikat Atex.

– W pamięci komputera pokładowego kombajnu zapisano profile wyrobisk z możliwością dodania innego, dowolnego kształtu wyrobiska. W kabinie operatora umieszczono ciekłokrystaliczny monitor, na którym wyświetlany jest wybrany profil wyrobiska, bieżące położenie organów urabiających względem tego profilu i ślad już urobionej calizny. Zbliżenie się organów urabiających do granicy zadanego przekroju powoduje zatrzymanie ruchu wysięgnika, co pozwala na precyzyjne i bezpieczne urabianie. Korzyściami tego systemu jest więc minimalizacja pustek w wyrobiskach górniczych, torkretowanie (natryskiwanie betonem) niemal stałej grubości przy drążeniu tuneli, ale przede wszystkim zdalne sterowanie procesem drążenia. Pozwala to na wyeliminowanie pomocników kombajnisty, narażonych na największe niebezpieczeństwo podczas docinania ociosów. Istotnym rozwiązaniem jest usytuowanie kombajnisty z nadajnikiem zdalnego sterowania za stołem ładującym, tak aby sam kontrolował wzrokowo pracę organów urabiających. W przypadku zagrożenia wyrzutami skał i gazów kombajnistę można wycofać w strefę bezpieczną, a wskazania monitora z kabiny kombajnu przenieść na inny monitor, usytuowany w strefie bezpiecznej – wskazuje na niektóre zalety maszyny inż. Maciej Korczyński z Wamagu.
Kierowca w dyspozytorni

– Narzędzia informatyczne odgrywają ogromną rolę w konstruowaniu nowych urządzeń, dzięki możliwościom symulacji obciążeń występujących w warunkach naturalnych, przeprowadzania skomplikowanych obliczeń oraz modelowania przestrzennego. Stosowane systemy nadzoru nad eksploatacją maszyn, zbierające w sposób ciągły dane o pracy podzespołów i przetwarzające je na konkretne informacje, wpływają w istotny sposób na poprawę bezpieczeństwa, niezawodności oraz wydajności urządzeń. Nowoczesne komputerowe systemy nadzoru nad układami ochrony w maszynach produkcji firmy SANDVIK zapewniają najwyższy poziom bezpieczeństwa dla załóg górniczych.

Obecnie bardzo dynamicznie rozwijającą się dziedziną jest automatyzacja i robotyzacja prac górniczych, których głównym celem jest likwidacja niebezpiecznych i uciążliwych stanowisk pracy – mówi Andrzej Jagiełło, prezes zarządu SANDVIK MINING AND CONSTRUCTION.

Wykorzystanie technik informatycznych w połączeniu z nowoczesnymi systemami nawigacji, pozwala na zdalne sterowanie maszynami wydobywczymi nawet z powierzchni ziemi. Przykładem takich rozwiązań jest system,, Auto Mine” firmy SANDVIK, stosowany w kopalniach rud metali do kierowania ładowarkami górniczymi.

Urabianie z chodnika

Grupa BUCYRUS jest na etapie wdrażania zautomatyzowanych kompleksów strugowych dla kopalń „Zofiówka” i „Bogdanka”.

– Automatyzacja tych kompleksów umożliwia praktycznie bezzałogową eksploatację, co w ścianach o małej miąższości jest zasadniczą zaletą z punktu widzenia bezpieczeństwa. Taki kompleks może być sterowany z chodnika przyścianowego, a nawet z powierzchni. System zapewnia również możliwość prowadzenia monitoringu on-line wszystkich istotnych elementów kompleksu, mających istotny wpływ na maksymalne wykorzystanie czasu pracy i zapobieganie postojom i awariom. Dzięki uzyskiwanym w ten sposób informacjom nie dopuszcza się do nadmiernych przeciążeń zasadniczych podzespołów, czyli silników, przekładni i łańcuchów – wyjaśnia Krzysztof Burzan, członek zarządu BUCYRUS POLSKA.