GÓRNICZA IZBA PRZEMYSŁOWO-HANDLOWA
 Nr 9-10 (63-64) Wrzesień-Pażdziernik 2000 Biuletyn Górniczy 

Górnictwo niemieckie

Intensywne wybieranie ścian


Zadaniem niemieckiego górnictwa jest obecnie redukcja wydobycia i zatrudnienia do roku 2005. Malejące rozmiary subwencji stymulują działania proefektywnościowe.

Dostrzegalnym odbiciem tej tendencji jest malejąca liczba zakładów górniczych. Unieruchamianie kopalń jest konsekwencją stopniowej integracji ruchów; potok urobków kierowany jest do kompleksów wydobywczo-przeróbczych, spełniających w tym czasie określone zadanie. Skupienie wszystkich niemieckich kopalń w jednej organizacji - Deutsche Steinkohle AG (DSK) sprzyja działaniom, których celem jest integracja funkcji, względnie standaryzacja w grupie zakładów, szansa uzyskania efektów synergii wykazuje w takich układach tendencję rosnącą. Jest oczywiste, iż w ramach zgrupowania wiele uwagi poświęca się intensywnemu wybieraniu ścian. Już w roku 1997 przyjęto służący temu tok postępowania. Przodek wybierkowy, ścianę, zaczęto traktować jako element składowy zdefiniowanej całości - "systemu" - sięgającego do załadowni wagonów kolejowych na powierzchni. Formułuje się następujące cele:
- redukcję kosztów,
- wzrost wydajności,
- zabezpieczenie planowanego poziomu produkcji, zbytu i zatrudnienia.
Strategia zakłada podjęcie skutecznych działań w zakresie rozcinki pokładów, wyposażenia wyrobisk, infrastruktury i organizacji.
Górnictwo niemieckie charakteryzują szczególnie trudne warunki geologiczno - górnicze, mianowicie:
znaczne, permanentnie rosnące głębokości zalegania pokładów i wysokie temperatury skał w otoczeniu wyrobisk górniczych,
zagrożenie metanowe,
zmieniająca się miąższość i nieciągłości zalegania pokładów,
relatywnie wysoki stopień wykorzystania zasobów, objawiający się negatywnie poprzez wzrost ciśnień wzdłuż krawędzi wcześniejszych pól wybierkowych.
Mimo tych obiektywnie trudnych uwarunkowań, w wyniku wdrożenia innowacji, uzyskano znaczący postęp. W latach 1990-1999 liczba czynnych ścian zmniejszyła się z 147 do 47, zaś liczba przodków wybierkowych (ścian) przypadająca na zakład górniczy z 4,9 do 3,3. W tym samym czasie średniodobowe wydobycie ze ściany wzrosło o 70%, prędkość odsłaniania spągu - w m2/min - o 50%, dobowy postęp frontu ścianowego o 40%.
Zarząd DSK ocenia te wyniki pozytywnie, postrzega jednak konieczność kontynuacji przedsięwzięć w celu osiągnięcia szczytowych - porównywalnych - osiągnięć górnictwa światowego. W poszczególnych segmentach (podsystemach) dąży się do ukształtowana warunków sprzyjających maksymalnej intensyfikacji wybierania.

W zakresie rozcinki dąży się do:
- wykonywania chodników pod kątem optymalizacji kosztów. Preferowany jest sposób wybierania "od pola". Prowadzenie ścian "do pola" uzasadniają jedynie względy przewietrzania;
- kształtowania pól wybierkowych o możliwie dużych wymiarach (długość frontu ściany x wybieg), z zasobami o wielkości przekraczającej długość 500 000 ton;
- spełnienia wymogów kreowanych przez odstawę, transport materiałów, ruch załogi, klimatyzację i odmetanowanie.
Obecnie średnie parametry ścian w kopalniach DSK wynoszą:
- długość ściany - 310 m. (maksymalna długość 457 m.);
- wybieg ściany 1,3 km, maksymalnie 2 km;
- wysokość ściany 2,25 m.; przy rozpiętości od 0,7 do 4,5 m.
Warunki "idealnej” rozcinki spełnia 80% ścian. Dotychczasowe doświadczenia DSK wykazały, iż prowadzenie ekstremalnie długich ścian korzystne jest jedynie w przypadku odpowiedniego pola wybierkowego. Decyzja o lokalizacji takiej ściany poprzedzona jest wyjątkowo starannymi, szczegółowymi pracami rozpoznawczymi odnośnie zalegania i właściwości danego pokładu. Kolejne kryteria związane są z zakresem stosowania wyposażenia, szczególnie przenośników przodkowych. Stwierdzono, że wyniki nie rosną wprost proporcjonalnie do długości frontu ścianowego, gdy parametr ten przekracza wielkość 300 m. W latach 1998-1999 za korzystne uznano długości od 260 do 310 m. W chodnikach przyścianowych zamierza się wprowadzić obudowę kotwiową, względnie kotwiową - podporową.
W zakresie wyposażenia szczególny nacisk położono na standaryzację maszyn urabiających, obudowy osłonowej i przenośników przodkowych. Stopień standaryzacji kształtuje się następująco: strugi (Gleithobel 5.7) - 100%, kombajny bębnowe (SL 300/SL 500) 80%, napędy przenośników przodkowych - 70÷100%, tary przenośników - 70%, obudowa osłonowa - 30÷42% (dane opublikowane przez Zarząd DSK).

Standardową obudowę osłonową charakteryzuje:
- sztywna stropnica,
- wysoka podporność, również na końcu stropnicy,
- wydłużona żywotność, przy mniejszym zapotrzebowaniu na prace konserwacyjno - remontowe.
Elektrohydrauliczne układy sterowania obudową zastosowano w prawie wszystkich ścianach strugowych, a w ścianach kombajnowych rośnie udział tego sposobu sterowania. Standardowymi maszynami urabiająco - ładującymi są kombajny typu SL 300 i SL 500 firmy Eickhoff oraz strug tzw. Gleithobel (strug ślizgowy) 5.7, produkowany przez DBT. Moc zainstalowana w kombajnie wynosi maksymalnie 1140 kW, siła pociągowa do 800 kN, umożliwia uzyskanie prędkości posuwu 20m/min. W instalacjach strugowych znacząco będzie rosnąć stopień automatyzacji obsługi.
Nowe przenośniki przodkowe o szerokości 880, względnie 1132 mm wyposażone zostaną w przęsła o budowie zamkniętej. Zakłada się wprowadzenie łańcuchów zgrzebłowych nowego typu, zwiększenie mocy, "inteligentnych" układów napędowych oraz usprawnień w strefie przesypu.
W zakresie infrastruktury preferowane są rozwiązania zapewniające płynność odstawy urobku, transportu załogi i materiałów, przewietrzania i klimatyzacji oraz zasilania w energię. Odstawę charakteryzują zwiększone wydajności uzyskane w wyniku poszerzania przenośników; do standardów należą taśmy o szerokości 1200 mm, względnie 1400 mm. Stale doskonalone są urządzenia kruszące, przenośniki odbierające, układy przesuwu oraz przesypy.
W ramach optymalizacji zasilania w energię podwyższone zostanie napięcie w sieciach magistralnych do 10 kV. Rozszerzony będzie zakres transportu rurowego materiałów budowlanych oraz płynów. W kolejkach podwieszonych wprowadza się jednostki napędowe o mocy 120 kW.
Z uwagi na ograniczone rozmiary artykułu pomijam, ważną dla ścian wysoce produktywnych, problematykę profilaktyki, prognozowania zagrożeń, sterowania i nadzoru.
Szczytowe wyniki ze ścian DSK uzyskane w Zagłębiu Ruhry przedstawiono w tabeli 1.
Jest oczywiste, iż w zgrupowaniu kopalń niemieckich dąży się do przenoszenia doświadczeń. Zmniejszać się ma czas między osiąganiem wyników średnich a wyników szczytowych. Nadmienić należy, że kopalnie DSK są również poligonem doświadczalnym niemieckiego przemysłu maszyn górniczych. Produkty, względnie rozwiązania sprawdzające się w trudnych warunkach kopalń Zagłębia Ruhry czy Zagłębia Saary stają się bardziej konkurencyjne od oferowanych na rynku światowym.
W zakładzie górniczym Friedrich Heinrich/Rheinland, realizując wytyczne zarządów RAG i DSK, prowadzono ścianę o długości 430 m., w pokładzie Girondelle o średniej miąższości (z przerostami) 2,86 m. W ramach robót przygotowawczych ukształtowano pole wybierkowe o wybiegu 2,0 km, z zasobami 2,6 mln ton węgla. W założeniach przyjęto średnie wydobycie 10 000 ton/dobę w strefach niezaburzonych, oraz szczytowe wydobycie dobowe 13 000 ton produktu użytecznego (verwertbare Fördermenge). W skład wyposażenia ściany wybieranej od pola wchodziły następujące maszyny i urządzenia:
- kombajn standardowy typu SL 300 firmy Eickhoff, o mocy zainstalowanej 680 kW, prędkości maksymalnej 14,2 m/min, z dwoma bębnami o średnicy 2000 mm i szerokości 850 mm;
- przenośnik przodkowy o mocy 4 x 800 kW, szerokości 1132 mm, z łańcuchem zgrzebłowym 48 x 144/160;
- sekcje obudowy osłonowej o zakresie 1300 do 3400 mm
; - przenośnik zgrzebłowy odbierający - ze stosowną kruszarką - o długości 40 m. i szerokości 1332 mm;
- przenośnik taśmowy szerokości 1400 mm, o wydajności 2800 t/h przy prędkości 2,5 m/sekundę;
- ciąg przenośników odstawy głównej o szerokości taśmy 1200 mm i wydajności 2900 t/h przy prędkości 4,0 m/sekundę.
W poszczególnych urządzeniach wprowadzono innowacje względnie modyfikacje adekwatne do szczególnych warunków pracy opisanego układu wybierkowego. I tak, przenośnik ścianowy wyposażono w urządzenie do napinania łańcucha zgrzebłowego o skoku 500 mm. Sekcje obudowy zabudowane w ścianie (275) miały szerokość 1500 mm, podporność 5800 kN/640 kN/m2, stropnice sztywne. Urządzenia hydrauliczne powiązane z obudową - pracującą z "krokiem wstecz" - wspomagały przesuwanie urządzeń i regulację położenia trasy przenośnika. Na krańcach ściany zastosowano sekcje czterostojakowe z wydłużoną stropnicą o szerokości 1750 mm; podporność 10 800 kN/880 kN/m2. Trzy sekcje zabezpieczały otoczenie napędu głównego, sześć sekcji - skrzyżowanie ściany z chodnikiem nadścianowym. Obudową sterowano automatycznie przy pomocy układu PM4. System zasilania obudowy obejmował cztery pompy EHP 3K 200/53 firmy Hauhinco o wydajności 309 litrów/minutę i ciśnieniu 350 bar.
Przenośnik odbierający wyposażono w urządzenie przesuwające firmy Glückauf Hydraulik, umożliwiające "skoki" do 9 m. Kolejny przenośnik wyposażono w unikany zasobnik taśmy firmy Scharf, elektronicznie sterowany naciąg taśmy w ośmiowarstwowym zasobniku umożliwia skracanie przenośnika w czasie ruchu.
Opisana ściana była w ruchu od marca 1998 roku do grudnia 1999 roku; jej wyniki podano w tabeli 1, lp.1.
W czasie ruchu natrafiono na wcześniej nie rozpoznane wymycie pokładu "wypełnione" piaskowcem, co doprowadziło do konieczności wymiany przęseł oraz łańcucha zgrzebłowego w ścianie i chodniku odstawczym. Mimo tych trudności, całość eksperymentu ocenia się pozytywnie. W kolejnej ścianie zastosowany zostanie kombajn o zwiększonej sile pociągowej; skok urządzenia napinającego przy napędzie pomocniczym zostanie zwiększony do 1000 mm; koryta górne zastosuje się w wersji wymiennej, zaś liczba zamków łańcucha ograniczona zostanie do koniecznego minimum.
DSK planuje konsekwentne podwyższenie stopnia koncentracji produkcji. Intensywne wybieranie ścian jest istotną składową tego programu. Zakłada się m.in. ograniczenie ryzyka awarii poprzez wzrost rezerw wydajności i niezawodności, a także w wyniku doskonalenia procedur diagnostycznych. Kolejnym obszarem działań jest transport węgla i materiałów; optymalizacja strugi urobku oraz płynność dostaw materiałów. Są to przykłady przyjętych celów cząstkowych. Dostosowanie chodników do wymogów stawianych przez ściany jest kolejnym problemem. Realizacji tych planów sprzyjać mają udoskonalenia w sferze organizacji i kierowania. Zestawienie wyników produkcyjnych najwydajniejszych ścian Zagłębia Ruhry w latach 1998-1999.

Zakład górniczy/ściana Wyniki odniesione do całości wybiegu w t/dobę
Wynik średni Wynik szczytowy
Produkt użyt. Węgiel surowy Produkt użyt. Węgiel surowy
Friedrich Heinrich/Rheinland/ 537 8 104 11 746 20 262 27 400
Prosper-Haniel/ 698 5 732 11 082 12 153 18 400
Ost/ 523 7 559 13 178 10 989 17 300
Ost/ 709 4 754 6 692 9 400 13 224

Uwaga: Produkt użyteczny (verwertbare Fördermenge), niemiecka jednostka rozliczeniowa, odpowiada w przybliżeniu produkcji netto pomnożonej przez wskaźnik 0,9.
Źródło: Dokumentacja DSK

Gerard Fabian, Neuwied Pióro


NA POCZĄTEK   POWRÓT   STRONA GŁÓWNA
Opracowanie: oho! Internet (C) Bytom 1997, 1998, 1999, 2000