Wstęp

Transport kopalniany jest niezbędnym ogniwem procesu wydobywczego.

Główne zadania transportu to:

- transport urobku

- dostarczanie do przodków niezbędnych materiałów i urządzeń

- przetransportowanie ludzi z powierzchni w pobliże miejsca pracy i powrotem

Podział transportu.

Transport można podzielić na podstawie wielu różnych założeń.

Podział według dróg transportowych:

- poziomy

- pochyły

- pionowy

Podział według sposobu przemieszczania:

- ciągły (przenośnikami)

- przerywany (wozami)

Według miejsca transport dzielimy na:

- podziemny

- powierzchniowy

Podziemny transport dzieli się na:

- przodkowy

- miedzy poziomowy

-główny

-szybowy

Jednak tradycyjnie transport możemy podzielić na :

- odstawę

- przewóz

- ciągnienie

Dalszą prezentacje oprzemy właśnie o ten podział.

Odstawa

Odstawa to transport za pomocą przenoszenia lub przesuwania materiału. Odstawa może się odbywać pod wpływem własnego ciężaru materiału, bezpośrednio po spągu lub po wyrównanej powierzchni, albo za pomocą urządzeń przenoszących. Dlatego też odstawe dzielimy na:

-bezprzenośnikową

-przenośnikową

Odstawa bezprzenośnikowa polega na zsuwaniu się urobku pod własnym ciężarem w wyrobiskach o odpowiednim nachyleniu. Ustalono że węgiel zsuwa się:

- po spągu o nachyleniu większym niż 30º

- po deskach nachylonych pod kątem większym niż 25º

- po płytach stalowych nachylonych pod kątem większym niż 17º

Przy tego rodzaju transporcie dla zapewnienia bezpieczeństwa stosuje się zastawki które hamują zsuwający się urobek. Do odstawy bezprzenośnikowej można wykorzystać także stalowe rynny które noszą nazwę martwych rynien. W wyrobiskach pionowych możemy spotkać się z zsuwniami śrubowymi.

Zsuwnie takie można spotkać w szybikach ślepych, zbudowane są z osłony wykonanej ze rury, w środku której znajduje się rynna śrubowa.

Zaletami odstawy pod własnym ciężarem są:

- prostota konstrukcji

- brak napędu(brak zużycia energii)

- łatwość montażu i obsługi

- możliwość magazynowania urobku (zsuwnia śrubowa)

Wady to:

- nadmierne kruszenie urobku

- zwiększenie zapylenia wyrobiska

- ścieranie się podłoża

Odstawa przenośnikami.

Przenośniki to urządzenia do transportu, przemieszczające urobek w sposób ciągły. We współczesnym górnictwie przenośniki znalazły szerokie zastosowanie ze względu na dużą wydajność i zdolność pracy w trudnych warunkach. Największe zastosowanie w górnictwie znalazły przenośniki zgrzebłowe i taśmowe.

Przenośniki zgrzebłowe.

W podziemiach kopalń węgla przenośniki zgrzebłowe stosowane są do odstawy urobku w wyrobiskach ścianowych i chodnikach podścianowych, stanowią one istotne wyposażenie kombajnów. Przenośniki zgrzebłowe możemy podzielić na ścianowe i podścianowe. Urobek w tym przenośniku, przesuwany jest po dnie nieruchomej rynny, za pomocą łańcucha bez końca, do którego przymocowane są poprzeczne zgrzebła.

Przenośniki zgrzebłowe ścianowe służą do odstawy urobku ale i jako tor jezdny dla kombajnu, stanowią też tzw. belkę prowadzącą do przesuwania zestawów obudowy zmechanizowanej, dlatego mają dużą masę i wzmocnioną konstrukcję. Przenośniki podścianowe mają za zadanie odebranie urobku z przenośników ścianowych i przekazanie go na przenośnik taśmowy.

Do zalet przenośników zgrzebłowych możemy zaliczyć:

- możliwość stosowania w wyrobiskach o dużym nachyleniu

- prostą konstrukcję

- łatwość skracania i wydłużania

- dużą wydajność

Wady to:

- dość ciężka konstrukcja

- wytwarzanie dużych ilości miału

Przenośniki taśmowe

W przenośniku taśmowym elementem transportującym jest taśma bez końca, przesuwająca się po wałkach, zwanych krążnikami, ustawionych na podporach. Taśma napędzana i naprężana jest przez system bębnów i bloczków.

Przenośniki taśmowe możemy podzielić między innymi według:

1.Taśmy nośnej:

- o górnej taśmie nośnej

- o dolnej taśmie nośnej

2. Kształtu taśmy:

- o taśmie płaskiej

- o taśmie korytowej

- o taśmie nieckowej

3. Sposobu zabudowań

- stałe

- przesuwne

a) taśma nośna górna nieckowa

b) taśma nośna dolna nieckowa

c) taśma nośna płaska

d) taśma nośna korytowa

Przenośniki oddziałowe są instalowane są w chodnikach podścianowych, odznaczają się lekką budową i małymi gabarytami. Szerokość taśmy to 800 1000 lub 1200 mm.

Mają dużo mniejsza wydajność niż przenośniki taśmowe stacjonarne, które pracuja na głównych drogach transportowych, transportując urobek z oddziałów pod szyb wydobywczy. Szerokość taśmy w tych przenośnikach to 1200 lub 1400 mm.

Do głównych zalet przenośników taśmowych należą:

- większa wydajność niż w przypadku przenośników zgrzebłowych

- mniejsze zużycie mocy niż w przenośnikach zgrzebłowych

- możliwość instalowania długich ciągów

- spokojna cicha praca

Wady to:

- względnie mała wytrzymałość taśmy

- możliwość stosowania tylko w prostolinijnych wyrobiskach

Inne przenośniki

Możemy spotkać się jeszcze z przenośnikami wstrząsowymi i płytowymi. Przenośniki wstrząsowe są to zachodzące na siebie stalowe płyty które poruszając się ruchem posuwisto zwrotnym wprowadzają w ruch urobek który pod wpływem siły bezwładności przesuwa się. Przenośniki płytowe są podobne do przenośników taśmowych lecz elementem nośnym nie jest tutaj taśma lecz połączone ze sobą zawiasowo stalowe płyty, tworząc coś na kształt gąsienicy.

Przewóz

Na początek kilka słów historii. Początkowo przewóz w kopalniach odbywał się za pośrednictwem taczek które z czasem zostały zastąpione wagonami na urobek. Dopiero na początku XIX wieku siła ludzka została zastąpiona zwierzętami. W tym celu wykorzystywano pociągowe rasy koni które z czasem zostały zastąpione przez parowozy a potem elektrowozy i wozy spalinowe.

Przewóz jest to transport w specjalnych naczyniach wzdłuż poziomej lub nachylonej trasy zaopatrzonej w tory albo bezpośrednio po spągu, na przykład wozami oponowymi.

Przewóz pełni funkcje ogniwa pośredniczącego miedzy odstawa a ciągnieniem. W polskim górnictwie podziemnym najbardziej rozpowszechniona forma przewozu jest transport po torach.

W skład urządzeń do przewozu torowego wchodzą :

- urządzenia stałe, takie jak tory kolejowe stacje kolejowe oraz dworce , zajezdnie czy mijanki.

- tabory wozowe, to znaczy wozy do transportu urobku , wagony do transportu ludzi, do transportu materiałów w tym także materiałów wybuchowych oraz do transportu maszyn i urządzeń.

- tabory trakcyjne, lokomotywy i maszyny wykorzystywane do ciągnienia taboru ,

- specjalne wozy techniczne takie jak dźwigi na wozach czy wozy do pomiaru torowisk,

- mechaniczne urządzenia towarzyszące , kolejki łańcuchowe, hamulce torowe , popychacze, maszyny do spinania i rozpinania taborów i inne.

-aparatura i urządzenia elektroniczne czyli wszystkie urządzenia sygnalizujące trakcyjne i dotyczące ruchu pociągów

Przykładem mogą być:

Elektrowóz przewodowy dołowy Ld -31EM jest przeznaczony do prac transportowych i przewozowych w podziemnych wyrobiskach kopalni węgla ,rud i soli niezagrożonych wybuchami metanu i pyłu węglowego. Taka lokomotywa jest zasilana z trakcji elektrycznej przewodowej prądu stałego napięciem 250V. Prędkość jazdy to 5m/s. a w przypadku transportu: urobku, materiałów i załogi do 3,5 m/s. Moc 2x60KW. Takie przewozy wykorzystywane są obecnie najczęściej w kopalniach na głównych przekopach do transportu urobku jak i ludzi.

W transporcie szynowym wykorzystujemy również lokomotywy spalinowe.

Przykładowo lokomotywa spalinowa PIOMA LDS - 80 wykorzystywana jest do transportu w wyrobiskach korytarzowych w tym wyrobiskach o stopniu „a” „b” i „c” niebezpieczeństwa wybuchu metanu oraz stopniu „A” i „B” niebezpieczeństwa wybuchu pyłu węglowego. Ich parametry techniczne są porównywalne do parametrów lokomotyw przewodowych.

Lokomotywy elektryczne akumulatorowe „Lad” są to elektrowozy gdzie źródłem zasilania jest bateria akumulatorów. Mogą one poruszać w wyrobiskach o stopniu zagrożenia „a”, „b” i „c”.

Oddzielna grupę urządzeń do transportu szynowego po spągu stanowią kolejki spągowe zębate. W tym przypadku jednostkę napędową stanowi ciągnik spalinowy a torem jazdy są szyny zaś przeniesienie napędu z ciągnika na zestaw odbywa się za pomocą dodatkowej szyny lub listwy zębatej. Transport ten wykorzystywany jest w szczególności w przypadku transportu elementów o bardzo dużych gabarytach i na krótkich dystansach.

Decyzje co do tego jaki typ pojazdów należy zastosować zależy od kilku czynników:

- stopień zagrożenia metanowego i wybuchu pyłu węglowego,

- kąt nachylenia trasy,

- promienie skrętów,

- wymiary chodników,

- ilość i gabaryty materiałów lub urobku do przetransportowania.

Po za transportem szynowym spągowym wyróżniamy również transport podwieszany.

Ruch takiego taboru odbywa się po przez przemieszczanie się lokomotywy jaki i całego zestawu po szynie podwieszonej do obudowy albo stropu wyrobiska na którym dany transport się odbywa. Szyny te zamocowane są łańcuchami i maja długość 2 lub 3 metrów a sposób ich mocowania zależy od obciążenie jakie jest transportowane. Główną zaletą transportu podwieszanego jest to że może się odbywać w wyrobiskach o nachyleniu do 20^o . Transport podwieszany może być prowadzony przy użyciu napędu własnego czyli ciągnika spalinowego ( w przypadku długich tras oraz znacznej ilości i gabarytów przewożonych materiałów) oraz napędu obcego gdzie jednostkę napędową stanowi kołowrót elektryczny lub pneumatyczny albo HNK(hydrauliczny napęd kolejkowy). Maksymalna siła uciągu to od 60 do 100KN w zależności od konfiguracji zestawu. Maksymalna prędkość to 2 m/s.

Z uwagi na różnorodność ,gabaryty , ciężar i rodzaj materiałów oraz współprace różnych układów transportowych przez wiele lat trwały prace nad unifikacja zestawów transportowych eliminujących konieczność wielokrotnego przeładunku co w efekcie doprowadziło do konteneryzacji i powstania szeregu specjalistycznych jednostek transportowych dzięki którym wyeliminowano konieczność przeładunków co skraca czas transportu oraz zagrożenia występujące przy przeładunkach . Przykładem tego mogą być jednostki transportowe i kontenery dzięki którym raz załadowany na powierzchni materiał jest transportowany szybem, głównymi drogami przewozowymi aż do stacji rozładunkowych zlokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie przodków eksploatacyjnych.

Są to na przykład:

- uniwersalny kontener typu „KG” - służy do transportu materiałów górniczych a w szczególności obudów górniczej chodnikowej,

-uniwersalny kontener typu KGMS - służy do transportu materiałów drobnych, sypkich workowanych takich: jak pył kamienny pył dymnicowy , cement czy gips,

- uniwersalny kontener typu KGPO - służą do transportu paliw dla lokomotyw spalinowych szynowych i podwieszanych,

- wozy urobkowe - rozróżniane w pojemnościach 900l., 1330 i 1350l., 3500l. oraz 5100l. służące do transportu urobku oraz skał płonnych,

- uniwersalne kontenery KGMW- służące do transportu materiałów wybuchowych i substancji strzałowych

- platformy specjalne- typu WOZ -1, WOZ -2 umożliwiające transport dużych i ciężkich elementów jak napędy przenośników taśmowych i zgrzebłowych oraz kompletnych sekcji ścianowych obudów zmechanizowanych.

W kopalniach soli i rud(np.: miedzi) w wyrobiskach o dostatecznych wymiarach i warunkach wentylacji przewóz odbywa się maszynami które nie wiele się różnią od maszyn powierzchniowych. Transport odbywa się pojazdami oponowymi zasilanymi głównie silnikami spalinowymi. Wynika to ze znacznych gabarytów wyrobisk transportowych oraz przodkowych oraz brakiem występowania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego czy metanu.

Podsumowując przewóz w górnictwie stwierdzam że ma on swoje wady i zalety.

Do zalet zaliczymy:

- zwarta i modułowa budowa ułatwiająca wszelkie prace transportowe i manewrowe w podziemnych wyrobiskach,

- szybkość i masowość transportowanych materiałów,

- możliwość konfiguracji zestawów transportowych w zależności od potrzeb transportowych,

- możliwość szybkiego transportu załóg do miejsc pracy,

- zmniejszenie zagrożenia wypadkowego występującego przy wielokrotnym przeładunku transportowanych materiałów.

Do wad przewozu górniczego zaliczymy:

- brak możliwości zdalnego sterowania co zmusza do stałego nadzoru przez operatora oraz powoduje wzrost zagrożenia wypadkowego,

- pomimo konteneryzacji nadal konieczność przeładunku materiałów co znacznie spowalnia tempo transportu,

- ograniczenia związane z gabarytami wyrobisk i ich wentylacja,

- ograniczenia związane z zagrożeniami wybuchu pyłu węglowego i metanu.

Ciągnienie

Transport kopalniany jest to przemieszczanie materiału (urobku, maszyn, materiałów ruchomych), bez względu na środki, drogi i sposoby, którymi się ta czynność odbywa.

Rozróżnia się trzy zasadnicze rodzaje transportu: odstawę, przewóz, ciągnienie.

Ciągnienie jest to transport w wyrobiskach o nachyleniu powyżej 25 stopni w specjalnie do tego celu przeznaczonych naczyniach: np. klatkach lub skipach.

W kopalniach ciągnienie stosuje się głównie w szybach i szybikach.

Ciągnienie szybami jest to część transportu kopalnianego, która odbywa się w szybach i szybikach za pośrednictwem wyciągów szybowych.

Wyciągiem szybowym nazywa się zespół urządzeń w szybie i przy szybie, służących do transportowania szybem urobku, materiałów oraz ludzi.

W skład wyciągu szybowego wchodzą:

• urządzenia i budowle stałe, jak szyb z obmurzem oraz uzbrojeniem, wieże szybowe, nadszybia i podszybia oraz komory specjalne,

• - urządzenia mechaniczne, jak właściwy wyciąg składający się z maszyny wyciągowej, liny nośnej i wyrównawczej, kół linowych (kierujących), naczyń wydobywczych, urządzeń mechanicznych podszybia i nadszybia.

- aparatura oraz urządzenia zasilania, sterowania, sygnalizacji, zabezpieczenia i diagnostyki wyciągu szybowego.

Wyciągi szybowe dzieli się w zależności od:

- rodzaju użytkowania - na:

+ wydobywcze skipowe lub klatkowe (do transportu urobku),

+ pomocnicze do transportu materiałów, maszyn i urządzeń,

+ zjazdowe do transportu ludzi,

+ do głębienia szybów,

+ ratowniczo - awaryjne.

• usytuowania maszyny wyciągowej - na wyciągi szybowe:

+ zrębowe,

+ wieżowe,

+ szybikowe,

• liczby lin nośnych - na wyciągi szybowe:

+ jednolinowe,

+ wielolinowe,

Podszybie łączy poziom kopalni podziemnej z szybem pionowym. Tutaj następuje zmiana kierunku transportu z poziomego w przewozie na pionowy w szybie.

Podszybie powinno być dostosowane do rodzaju wyciągu zainstalowanego w szybie oraz wymaganej wydajności.

W związku z tym rozróżnia się podszybia:

- szybów głównych (wydobywczych),

- szybów pomocniczych (zjazdowych), materiałowych i innych.

Ze względu na rodzaj urządzenia wyciągowego w szybach rozróżnia się podszybia:

- szybów klatkowych,

- szybów skipowych,

- szybów klatkowo skipowych.

Ze względu na liczbę szybów mogą być podszybia:

- jednego szybu,

- dwóch lub trzech szybów.

Urządzenia wyciągowe dzielą się na:

• urządzenia główne , służące do wyciągania urobku szybami wydobywczymi i do zjazdu ludzi,

• urządzenia pomocnicze, służące do opuszczania materiałów i zjazdu ludzi szybami pomocniczymi; maszyny wyciągowe w tych urządzeniach nie muszą rozwijać dużych prędkości wyciągania,

• urządzenia szybikowe, służące do transportu urobku, materiałów i ludzi ślepymi szybikami.

Całość urządzenia wyciągowego składa się z następujących części:

- maszyna wyciągowa,

- naczynia wyciągowe,

- łapadła,

- zawiesia,

- liny,

- wieża szybowa,

- koła linowe,

- urządzenia przyszybowe wraz z obiegami wozów.

Maszyna wyciągowa:

Maszyna wyciągowa powinna być łatwa do sterowania w przeciwnych kierunkach oraz zdolna do pokonywania znacznych zmian obciążenia.

Maszyny wyciągowe można podzielić :

• według rodzaju energii napędowej na :

+ elektryczne,

+ parowe,

• według wielkości na:

+ główne,

+ pomocnicze,

• według ustawienia na :

+ naziemne ( stojące na ziemi),

+ wieżowe ( stojące na wieży),

• według liczby ciągnionych naczyń na:

+ jednonaczyniowe z przeciwciężarem ( wyciągające jedno naczynie bez opuszczania drugiego),

+ dwunaczyniowe (wyciągające jedno naczynie przy równoczesnym opuszczaniu szybem drugiego),

• według obciążenia linowego na:

+ z liną nośną nie wyrównaną, tj. z liną tylko od bębna do naczynia wyciągowego,

+ z liną nośną wyrównaną, tj. z liną wyrównawczą, (liną dolną), czyli liną łączącą dna klatek, wskutek czego ciężar liny w szybie jest stały,

• według rodzaju urządzeń przenoszonych napęd na linę na :

+ bębnowe o bębnach cylindrycznych,

+ bębnowe o bębnach stożkowych,

+ z kołem pędnym (koło Koepe),

+ bobinowe.

• według liczby lin ciągnących naczynie wydobywcze na:

+ jednolinowe,

+ wielolinowe.

Zależnie od miejscowych warunków pracy maszyna wyciągowa musi:

• rozwijać pewną określoną prędkość jazdy,

• podnosić przewidziany ciężar z odpowiedniej głębokości szybu, czyli pokonać żądane obciążenie,

• zapewnić bezpieczeństwo.

Urządzenia wyciągowe

• klatki i skipy.

Klatki służą do wyciągania wozów z urobkiem, do opuszczania materiałów oraz do transportu ludzi. Klatka składa się z ramy górnej i ramy dolnej, połączonych z sobą kształtownikami w jedną sztywną całość. Do konstrukcji tej przymocowane są pomosty dzielące klatkę na piętra. Konstrukcja klatek przeważnie jest nitowana. Do ścian ramy dolnej i górnej oraz pomostów pięter są przymocowane prowadnice służące do prowadzenia klatki wzdłuż prowadników, prowadnice są zabudowane albo na czole, albo na bokach klatki.

Zawiesia

Zawiesie służy do połączenia naczynia wydobywczego z liną. Ma ono bardzo duże znaczenie dla bezpiecznego i bezawaryjnego ciągnienia; nieodpowiednie jego działanie może spowodować wyśliźnięcie się liny z połączenia. Najprostszym połączeniem liny z naczyniem wydobywczym jest sercówka z odlewu staliwnego.

Liny wyciągowe

Ze względu na rodzaj pracy liny kopalniane dzielą się na : liny wyciągowe i liny wyrównawcze.

Liny wyciągowe służą do zawieszania naczynia urobku, opuszczania materiału i ludzi.

Liny wyrównawcze łączą dna obu klatek lub skipów, a ich zadaniem jest wyrównanie różnicy ciężarów lin nośnych, spowodowanej zmianą ich długości w czasie cyklu ciągnienia. W transporcie górniczym używa się tylko lin stalowych.

Wieże szybowe mogą być:

• wolnostojące, tzw. basztowe, stalowe lub żelbetonowe trzonowe pełne, trzonowe dzielone, trzonowe słupowe i słupowe, w których maszyny wyciągowe są umieszczone w głowicy wieży, a wypadkowa siła od naciągów lin przebiega pionowo, równolegle do osi szybu,

• zastrzałowe lub kozłowe, w głowicy których mieszczą się koła kierujące (linowe), a zastrzały lub nogi kozła przenoszą ukośnie skierowane siły wypadkowe naciągów lin; maszyny wyciągowe umieszczone są w tych przypadkach na zrębie szybu.

Koła linowe

Zadaniem koła linowego zabudowanego na wieży szybowej jest:

• przeprowadzenie liny z bębna lub koła pędnego maszyny wyciągowej do szybu.

• przeniesienie na wieżę szybową sił obciążających linę.

Koła linowe muszą być mocne i sztywne, aby mogły spełnić dobrze swe zadanie i zabezpieczyć pewność oraz bezpieczeństwo ruchu szybowego. Równocześnie koła linowe musza być lekkie, aby nie zużywały dużej ilości energii na nadawanie im przyspieszenia w początkowym okresie każdego cyklu wyciągowego.

Transport hydrauliczny

Transport hydrauliczny polega na unoszeniu ciał stałych przez prąd wody w przewodach zamkniętych lub otwartych. W górnictwie jest on stosowany od dawna, na przykład transport piasku podsadzkowego albo transport mułu lub popiołu na zwały.

Istnieją trzy systemy transportu hydraulicznego:

• bezciśnieniowy,

• niskociśnieniowy

• wysokociśnieniowy.

Transport bezciśnieniowy odbywa się korytami otwartymi,

niskociśnieniowy i wysokociśnieniowy - rurociągami.

Transport bezciśnieniowy może odbywać się tylko w dół. Urobek spływa samoczynnie w korytach z blachy stalowej grubości 4 mm. Nachylenie koryt powinno wynosić co najmniej 4 stopnie.

Transport niskociśnieniowy stosuje się w kopalniach płytkich (głębokości 100m). Urobek z wodą kieruje się do specjalnej komory pomp, które pompują mieszaninę rurociągami na powierzchnię.

Transport wysokociśnieniowy przeznaczony jest do transportu urobku z dużych głębokości (ponad 500m). Ponieważ pompy wysokociśnieniowe nie nadają się do przepuszczania przez nie urobku stosuje się specjalne urządzenia załadowcze, nadające urobek za pompą do strumienia wody znajdującego się pod wysokim ciśnieniem.

Źródła :

- „Transport kopalniany” Doc. Dr inż. Tadeusz Kubiczek

- materiały producenckie firm: Pioma, Komag, Energo mechanika, Premag

- dokumentacja Techniczno - ruchowa Ciągnika podwieszanego spalinowego Pioma CS 80

---