13 grudnia 2018


W grudniu 2013 roku firma HYDROTECH S.A. oraz Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego dokonały zgłoszenia wynalazku w Urzędzie Patentowym RP na „Sposób i układ monitorowania oraz wizualizacji geometrii górniczego, podziemnego wyrobiska ścianowego”. Rozwiązanie będące przedmiotem zgłoszenia pozwala na odwzorowanie przestrzenne geometrii i położenia każdej sekcji ścianowej obudowy zmechanizowanej z osobna oraz całego kompleksu ścianowego obudowy zmechanizowanej i przenośnika ścianowego (z uwzględnieniem aktualnego położenia maszyny urabiającej), tym samym również przestrzennej geometrii powstałego wyrobiska ścianowego.

Dariusz Kapuściński

Jednym ze współczesnych problemów eksploatacji podziemnych wyrobisk ścianowym w kopalniach węgla kamiennego jest monitoring wysokości tzw. „furty eksploatacyjnej”, czyli wysokości prowadzonego wyrobiska ścianowego. Dlaczego jest to takie istotne? Chodzi o jakość wydobywanego węgla. Ponieważ węgiel w formie warstwy umiejscowiony jest między warstwami tzw. skały płonnej (kamienia), a w samym pokładzie węglowym też mogą być tzw. przerosty lub soczewki kamienia, w trakcie urabiania ściany kombajn skrawa oprócz węgla także kamień, który miesza się z urabianym węglem i  transportowany jest razem z nim na powierzchnię. W ten sposób kamień obniża jakość urobku i tym samym – cenę węgla. Taki węgiel można wzbogacić (oczyścić) w zakładzie przeróbczym na powierzchni ale jest to kosztowne.

monitoring stanowiska gorniczego
Rys. 1  Szkic ilustrujący ideę monitoringu wysokości „furty”, czyli bieżącego pomiaru tej wysokości i ostrzegania o przekroczeniu założonej wielkości (h max), określonej jako optymalna dla danego pokładu. Schematycznie pokazano sekcję obudowy z jej minimalną i maksymalną wysokością pracy.

Należałoby zatem tak prowadzić eksploatację ściany, by unikać urabiania kamienia. W warunkach zapylenia w ścianie w trakcie urabiania trudno jest ocenić czy kombajn przybiera już skałę płonną czy jeszcze urabia tylko czysty węgiel. Choć prowadzone są różne próby i prace badawcze by to rozpoznawać, np. przez pomiar poboru mocy  kombajnu lub pomiary temperatury noży skrawających, jak dotąd najpewniejszą metodą pozostaje kontrola wysokości ściany, czyli wysokości rozpartych sekcji obudowy, która tę ścianę zabezpiecza (Rys. 1). Pokład węgla jest tworem natury, nie powstał „od linijki”, ale wstępnie można przewidywać jego grubość na podstawie obserwacji chodnika podścianowego i nadścianowego, między którymi prowadzimy ścianę wydobywczą. Przykładowo: spodziewamy się, że pokład węgla w ścianie na całym przewidywanym jej wybiegu (czyli planowanej do wydobycia drodze, którą muszą pokonać kombajn, przenośnik i nadążające za nimi sekcje obudowy) ma wysokość 2 m, a na ostatnich trzystu metrach wybiegu wysokość pokładu obniża się do 1,8 m – bo tyle pokazują oba chodniki przyścianowe. Kombajnista ma więc ciąć te dwa metry (a 1,8 m na ostatnim, 300-metrowym odcinku) i na tyle będą rozparte sekcje, które „idą” za kombajnem i podpierają wycięte wyrobisko. Jeśli sekcje będą rozparte wyżej, tzn. że wycięliśmy więcej, czyli również kamień i to już nie jest „czyste wydobycie”. Taka informacja, jest formą kontroli trochę po fakcie, bo błędny skraw jest już zrobiony (ale można skorygować następny).

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 7/8 (94/95) lipiec/sierpień 2015