Temat 17. Transport kopalniany.

Transport kopalniany jest niezbędnym ogniwem procesu wydobywczego każdego zakładu górniczego. Do jego zadań, zwłaszcza w kopalni podziemnej, między innymi należy:

- przetransportowanie urobionej w podziemiach kopaliny do zakładu przeróbczego,

- dostarczenie do przodków niezbędnych materiałów i urządzeń oraz sprzętu,

- przetransportowanie ludzi z powierzchni w pobliże miejsc pracy oraz z powrotem

- inne.

Zadania transportu kopalnianego angażują olbrzymie ilości sprzętu, energii oraz ludzi zarówno do instalowania urządzeń transportowych, jak i ich obsługi oraz konserwacji.

Należy również podkreślić, że strumienie transportowe urobku i skały płonnej oraz sprzętu i materiałów biegną w przeciwnych kierunkach, co stwarza konieczność stosowania specjalnych rozwiązań.

Schemat głównych ogniw transportu w kopalni podziemnej przedstawiono na rys. 17.1.

Temat 17.1. Podział transportu kopalnianego.

Rozmieszczenie i struktura wyrobisk górniczych w kopalniach podziemnych narzuca tradycyjny podział transportu kopalnianego na odstawę, przewóz i ciągnienie. W każdym z tych ogniw stosuje się odmienne środki transportowe dostosowane do wyrobisk i warunków transportowych.

Temat 17.2. Odstawa urobku.

Odstawa urobku jest częścią transportu kopalnianego, obejmującą transport urobku w oddziałach produkcyjnych od przodków do przewozu podziemnego głównego. W zależności od środków transportowych stosowanych w odstawie dzieli się ją na bezprzenośnikową i przenośnikową.

Temat 17.2.1. Odstawa bezprzenośnikowa.

Odstawa bezprzenośnikowa polega na wykorzystaniu zsuwania się urobku w wyrobiskach o odpowiednim nachyleniu pod wpływem własnego ciężaru.

Doświadczalnie ustalono, że węgiel zsuwa się:

- po spodku, gdy jego nachylenie wynosi powyżej 30°,

- po deskach nachylonych pod kątem większym od 25°,

- po blachach stalowych nachylonych pod kątem powyżej 17°.

Odstawę po spodku stosuje się w ścianach podłużnych w pkładach o odpowiednim nachyleniu. Dla zapewnienia bezpieczeństwa w takiej ścianie trzeba zabudować odpowiednie zastawki hamujące nadmierną prędkość urobku i chroniące załogę przed ranieniem, a obudowę przed wybijaniem.

W wyrobiskach o odpowiednim nachyleniu można stosować także odstawę w żłobach drewnianych lub rynnach stalowych, zwanych rynnami martwymi. Rynny takie powinny być oddzielone od części wyrobiska - w której odbywa się ruch ludzi - przepierzeniem z desek.

W przypadku nadmiernej prędkości urobku należy nad zsuwnią zawiesić fartuchy lub odcinki starej taśmy tak, aby ich część zwisała na odcinku około 2 m i dociskała urobek do rynny lub żłobu, przez co zmniejsza się jego prędkość.

W wyrobiskach pionowych, najczęściej w szybikach ślepych lub przy przebijaniu szybów z dołu do góry, (nadsięwłomem), można do odstawy stosować zsuwnie śrubowe.

Zsuwnia taka (rys. 17.2) składa się z osłony w postaci blaszanych rur, w których zabudowana jest rynna śrubowa. Średnica osłony wynosi 1,0 do 1,25 m, długość pojedynczego członu - 1 m. Człony zaopatrzone na końcach w kołnierze z kantówek łączy się ze sobą śrubami; co 5 do 8 członów zsuwni zawiesza się na obudowie szybiku za pomocą łańcuchów. W każdym członie znajduje się szczelnie zamykany otwór do usuwania zatorów i wymiany rynien zsuwni. Kąt nachylenia rynien bliżej środka osłony jest większy niż przy obwodzie, co zapewnia równomierną prędkość zsuwania urobku. Rynny są przymocowane do osłony śrubami.

W celu przedłużenia trwałości zsuwni wykłada się rynny płytkami ze stali manganowej odpornej na ścieranie lub topionego bazaltu. Wylot (wysyp) zsuwni śrubowej buduje się w postaci nieruchomej rynny o nachyleniu około 30°. Wylot zamyka się klapą, zasuwą lub podnoszoną rynną; dla ułatwienia pracy obsłudze urządzenia te powinny być zaopatrzone w przeciwciężar.

Rys 17.2. Zsuwnia śrubowa osłonięta.

Zaletą odstawy pod własnym ciężarem jest:

- prostota konstrukcji,

- brak napędu (brak zużycia energii),

- łatwość montażu i obsługi.

Zsuwnie śrubowe umożliwiają ponadto magazynowanie pewnej ilości urobku.

Wadą odstawy pod własnym ciężarem jest:

- nadmierne kruszenie urobku,

- zwiększenie zapylenia wyrobiska,

- ścieranie podłoża.

Temat 17.2.2. Odstawa przenośnikowa

Przenośnik jest to urządzenie transportowe, w którym za pomocą cięgna łańcuchowego lub taśmowego uzyskuje się przemieszczanie lub przesuwanie materiału transportowanego po trasie przenośnika. We współczesnym górnictwie przenośniki znalazły szerokie zastoso­wanie, przede wszystkim ze względu na dużą wydajność i zdolność do pracy w trudnych warunkach. Największe zastosowanie w górnictwie znalazły przenośniki taśmowe i zgrzebłowe.

Temat 17.2.3. Odstawa przenośnikami zgrzebłowymi.

W podziemiach kopalń węgla przenośniki zgrzebłowe są stosowane do odstawy urobku w wyrobiskach ścianowych i w chodnikach podścianowych w ścianowych systemach podłużnych oraz w pochylniach lub dowierzchniach dostawczych w ścianowych systemach poprzecznych, a także w wyrobiskach przygotowawczych i udostępniających. Stanowią one też istotne wyposażenie maszyn, np. kombajnów.

Temat 17.2.3.1. Przenośniki zgrzebłowe ścianowe.

Służą do odstawy urobku oraz jako tor jezdny kombajnu lub struga, stanowią też tzw. belkę prowadzącą do przesuwania zesta­wów obudowy zmechanizowanej. Dlatego mają one dużą masę i wzmocnioną konstrukcję zarówno rynien, jak i zastawek przenośnika.

W tablicy 17.1 przedstawiono charakterystykę techniczną polskich przenośników ścianowych.

W skład przenośnika zgrzebłowego wchodzą następujące główne zespoły

(rys. 17.3):

- napęd wysypowy,

- napęd zwrotny,

- ciąg rynien przenośnika zwany też trasą przenośnika,

- łańcucha zgrzebłowego,

- zastawek, klinów ładujących oraz łączników.

Temat 17.2.3.2. Przenośniki zgrzebłowe podścianowe.

Przenośniki te przeznaczone są do przyjęcia urobku z przenośnika ścianowego i przekazania go na ustawiony współosiowo przenośnik taśmowy. Różnica w budowie przenośnika podścianowego polega na tym, że zamiast napędu zwrotnego ma on zabudowaną zwrotnię, a napęd wysypowy przebudowany jest na specjalnej podstawie, umożliwiającej zabudowanie go nad stacją zwrotną przenośnika taśmowego.

W tablicy 17.2 podano parametry techniczne wybranych przenośników zgrzebłowych podścianowych.

Na rys. 17.4 pokazano przenośnik podścianowy typu Grot.

Temat 17.2.3.3. Przenośniki zgrzebłowe lekkie.

Przenośniki te mają różnorodne zastosowanie, od odstawy urobku z przodków chodnikowych węglowych i kamienno-węglowych po roboty pomocnicze, ratownicze. Instalowane są w kombajnach chodnikowych, lub wykorzystywane jako podawarki.

Charakterystykę przenośników zgrzebłowych lekkich podano w tabl. 17.3.

Temat 17.2.4. Odstawa przenośnikami taśmowymi.

Zasadą działania przenośnika taśmowego jest przemieszczanie urobku spoczywającego na taśmie bez końca ciągnionej po drodze z zestawów krążnikowych przez bębnowy napęd cierny.

Ogólną budowę przenośnika taśmowego pokazano na rys. 17.5. Przenośniki taśmowe stosowane w kopalniach węgla kamiennego dzielimy na dwie grupy:

- do odstawy oddziałowej,

- stacjonarne.

Temat 17.2.4.1. Przenośniki taśmowe do odstawy oddziałowej.

Przenośniki te, stosowane są do odstawy oddziałowej, instalowane w chodnikach podścianowych i zbiorczych. Odznaczają się lekką budową i małymi wymiarami gabarytowymi zespołów, prędkościami taśmy do 2,5 m/s, wydajnością do 600 t/h, szerokościami taśmy 800, 1000, 1200 mm.

Do grupy tej zalicza się przenośniki typu: PTG-50/800, PTGM-50/800, PTGM-50/1000, PTGM-MIFAMA-50/1000, PTGM­-MIFAMA-75/1000, Gwarek-800, Gwarek-1000.

Temat 17.2.4.2. Przenośniki taśmowe stacjonarne.

Pracują one na głównych drogach transportowych - transportują urobek z oddziałów pod szyb wydobywczy. Przenośniki te cechuje wydajność rzędu 1200 do 2000 t/h, długość do 2000 m, szerokość taśmy 1200, 1400 mm, prędkość 2,0 do 3,0 m/s. Przykładem tego typu przenośnika jest Gwarek-1200, a także Gwarek-1400.

Temat 17.3. Przewóz.

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

Przewóz pełni między innymi funkcję ogniwa pośredniego między odstawą a ciągnieniem.

W naszym górnictwie podziemnym najbardziej rozpowszechniony jest przewóz po torach.

W skład urządzeń przewozu torowego wchodzą:

- urządzenia stale, jak kopalniany tor kolejowy, stacje, dworce, zajezdnie, mijanki itp.,

- tabor wozowy, w tym wozy: urobkowe, osobowe, do transpor­tu materiałów, maszyn i urządzeń oraz specjalne,

- tabor trakcyjny (lokomotywy) wykorzystywany do ciągnienia wozów, pojemników, naczyń, kabli, platform,

- specjalne wozy techniczne, jak dźwigi na wozach, wozy do pomiaru toru i inne,

- mechaniczne urządzenia towarzyszące, jak kolejki łańcuchowe, hamulce torowe, popychaki, maszyny do spinania oraz roz­pinania pociągów i inne,

- aparatura i urządzenia elektrotechniczne oraz aparatura auto­matyzacji lokomotyw, trakcji przewodowej, ruchu pociągów, aparatura blokady, sterowania i zarządzania pracą kolei.

Temat 17.4. Ciągnienie szybami.

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, maszyn 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 (zapychaki wozów, pomosty wahadłowe, hamulce torowe, wywroty wozów, urządzenia załadowcze skipów, obiegi wozów, kolejki przetokowe itp.),

- 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.

Z transportem urobku, ludzi i materiałów wiąże się wiele czynności pomocniczych, wymagających pewnych dodatkowych urządzeń w podszybiu, jak poczekalni dla ludzi, dworca osobowego, komory dla lokomotyw, warsztatów, dyspozytorskich urządzeń ruchu, rozdzielni elektrycznej, i innych. 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 in.

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.

Przykład podszybia dwóch szybów, w których jeden jest pomocniczy z wyciągiem klatkowym, a drugi główny z wyciągiem skipowym przedstawiono na rys. 13.8.

Wieże szybowe mogą być:

- wolnostojące, tzw. basztowe, stalowe lub zelazobetonowe 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.

Różne rodzaje wież szybowych przedstawiono na rys. 17.6.

Temat 17.5. Transport hydrauliczny.

Transport hydrauliczny polega na przemieszczaniu ładunku kanałami, korytami, przewodami rurowymi pod działaniem strumienia wody. Transport hydrauliczny dzieli się na:

- bezciśnieniowy, czyli otwarty,

- ciśnieniowy w szczelnych rurociągach.

Transport hydrauliczny z uwagi na stosunkowo niskie koszty stosowany jest od dawna w wielu dziedzinach gospodarki, jak budownictwo, wiertnictwo, energetyka, petrochemia itp. W górnictwie jest on stosowany również od dawna, np. transport piasku podsadzkowego w rurociągach lub transport mułów i szlamów wewnątrz zakładu przeróbczego oraz na zewnątrz.

Transport hydrauliczny węgla był stosowany w niektórych kopalniach w czasie prób urabiania hydraulicznego. Do transportu urobku bezpośrednio z przodków stosowano transport hydrauliczny otwarty w korytach spławnych wykonanych z blachy stalowej grubości 4 mm i o nachyleniu w kierunku odstawy 4°. Wielkość ziaren transpor­towanych wodą w korytach blaszanych wynosiła do 300 mm przy użyciu wody 3 do 4 m³ na 1 m³ urobku.

Urobek spływający do chodnika głównego odwadniano na sitach i ładowano do wozów lub przesyłano do następnego ogniwa transportu hydraulicznego. Oddzieloną na sicie wodę z mułem kieruje się do osadników. Dalszy transport urobku może odbywać się za pomocą transportu hydraulicznego ciśnieniowego. Stosowano tu transport pompowy polegający na tym, że mieszanina urobku z wodą poprzez zbiornik dozujący podawana jest do pompy, która go tłoczy do rurociągu transportowego, lub transport śluzowy, w którym urobek podawany jest przez podajnik śluzowy do wysokociśnieniowej części rurociągu poza pompę.

Oba rodzaje transportu ciśnieniowego wymagają kruszenia urobku do średnic maksymalnych od 25 do 100^. mm. Stacja nadawcza urobku w tym transporcie wyposażona jest w przesiewacze, które oddzielają ziarna mieszczące się w przedziale wymaganym od ziaren o średnicy większej, które kierowane są do kruszarki. Tak przygotowany urobek kierowany jest do transportu ciśnieniowego.

Transport hydrauliczny daje największe korzyści w przypadku jego stosowania na bardzo duże odległości oraz kompleksowego potraktowania całego transportu i sprzęgnięcia go z procesami technologicznymi, np. z zakładu górniczego do energetycznego lub w przypadku transportu rudy do huty.

Pytania kontrolne

1. Co należy do zadań transportu kopalnianego?

2. Jakie znasz sposoby odstawy bezprzenośnikowej?

3. Dokonaj podziału odstawy przenośnikowej - wymień charak­terystyczne maszyny dla poszczególnych grup.

4. Podaj ogólną budowę przenośnika zgrzebłowego.

5. Z jakich głównych zespołów składa się przenośnik taśmowy?

6. Jakie urządzenia wchodzą w skład przewozu torowego?

7. Co wchodzi w skład wyciągu szybowego?

8. Na czym polega transport hydrauliczny?