INNOWACYJNE SATELITARNE SYSTEMY MONITOROWANIA MASZYN TECHNOLOGICZNYCH W ODKRYWKOWYM GÓRNICTWIE SUROWCÓW SKALNYCH
INNOVATIVE SATELLITE MONITORING SYSTEMS OF TECHNOLOGICAL MACHINES IN SURFACE MINING OF ROCKY RAW MATERIALS
Wiesław Kozioł, Adrian Borcz, Łukasz Machniak – Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Katedra Górnictwa Odkrywkowego, AGH w Krakowie
W artykule zaprezentowano innowacyjne rozwiązania techniczne jakie stosowane są w maszynach podstawowych pracujących w światowym górnictwie odkrywkowym, gdzie eksploatacja prowadzona jest w sposób cykliczny. Spośród wszystkich dostępnych rozwiązań wymieniono i scharakteryzowano tylko część z nich i skupiono się głównie na systemach związanych z monitorowaniem pracy jak i stanu technicznego maszyn wraz z ich jednoczesnym pozycjonowaniem. Ponadto w skrócie opisano przesłanki do ich stosowania.
The paper presents innovative technology used in basic machines working in world mining industry with cyclic extraction technology. Only some of available solutions are listed and characterized, focusing on monitoring and positioning systems of machines and the premises for their use are briefly described.
BADANIA SYMULACYJNE SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA SPRZĘGIEŁ PRZECIĄŻENIOWYCH, STOSOWANYCH W NAPĘDZIE KOŁA CZERPAKOWEGO PRZY OBCIĄŻENIU IMPULSOWYM
SILMULATION RESEARCHES ON EFFICIENCY OF OVERRIDING CLUTCHES USED IN BUCKET WHEEL DRIVES DURING PULSE LOAD
Michał Szepietowski, Stefan Wojciech Szepietowski – Poltegor-Instytut IGO, Wrocław
Przy urabianiu ośrodków zawierających twarde wtrącenia, jakie zawierają skały nadkładowe w krajowych kopalniach węgla brunatnego, występują obciążenia dynamiczne o charakterze impulsu w momencie udarowego zatrzymania ruchu koła czerpakowego. Jednym z zasadniczych wymagań stawianych, stosowanym w napędzie koła czerpakowego, mechanicznym urządzeniom zabezpieczającym, jest ograniczenie powstających wtedy obciążeń maszyny. Przedstawiono wyniki symulacyjnych badań porównawczych skuteczności działania różnego rodzaju sprzęgieł przeciążeniowych, stosowanych obecnie w napędzie koła czerpakowego. Na wyniki takich badań oddziaływuje sposób zamodelowania obciążenia impulsowego. Dlatego może najistotniejszą częścią pracy jest dokładny opis, przyjętego do symulacji, modelu obciążenia
Mining materials containing hard inclusions, which contain rocks overlays in domestic coal mines, there are dynamic loads in a nature of pulse at the time of impact movement stopping of the bucket wheel. One of the key requirements for use of bucket wheel drive mechanical safety devices is to reduce machine’s loads. The results of simulation studies on comparative effectiveness of different types of overriding clutches currently used in bucket wheel’s drive. The results of such research affect the way of modeling the load impulse. The most important part of the work is accurate description of dynamic load model with presentation of its relevance to the physical phenomenon of bucket wheel’s load.
STATYSTYCZNA ANALIZA STRUGI UROBKU GENEROWANEJ PRZEZ KOPARKĘ KOŁOWĄ
STATISTICAL ANALYSIS OF A STREAM OF MINED ROCK GENERATED BY BUCKET WHEEL EXCAVATOR
Jacek M. Czaplicki – Instytut Mechanizacji Górnictwa, Politechnika Śląska, Gliwice
Przedmiotem rozważań w niniejszej pracy jest strumień urobku generowany przez koparkę kołową, mając na uwadze jego właściwości statystyczne. Informacja o zidentyfikowanych własnościach stanowiła podstawę do wyboru modelu opisującego ten strumień. Analiza została dokonana w oparciu o dane kopalniane, jakie zebrano przy realizacji pracy doktorskiej wykonywanej na Politechnice Wrocławskiej. W literaturze opisującej wnioskowanie o właściwościach strumienia na podstawie zebranego materiału, zaprezentowano nieco inne rezultaty aniżeli w niniejszej pracy.
A subject of consideration here is a stream of excavated rock won by BWE taking into account statistical properties of the stream. Information on the identified properties was a ground to select an appropriate model that describes the stream. Statistical analysis was done basing on data collected from the field investigation that was carried out to accomplish Ph.D. dissertation realised on Wrocław Technical University. In literature describing statistical inference on the properties of the stream a different approach and results are presented than that described here.
ENERGOOSZCZĘDNE SILNIKI SYNCHRONICZNE Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM
HIGH EFFICIENCY LINE START PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTORS
Jan Zawilak, Tomasz Zawilak – Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechnika Wrocławska
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące zastosowania magnesów trwałych w silnikach prądu przemiennego. Istotą tych silników jest ich prosta budowa i eksploatacja a uruchomienie odbywa się przez bezpośrednie przyłączenie do napięcia zasilającego. Maszyny te mają takie same gabaryty i mogą zastąpić silniki indukcyjne przez prostą wymianę. Pokazano charakterystyki eksploatacyjne silnika synchronicznego wzbudzanego magnesami trwałymi średniej mocy P=110 kW. Charakteryzuje się on lepszymi parametrami eksploatacyjnymi tj. większym współczynnikiem mocy, większym współczynnikiem sprawności oraz mniejszym prądem pobieranym z sieci.
This paper presents the results of permanent magnets applications in AC motors. The main advantage of these motors is simple construction and direct on line start ability. These machines have the same dimensions as induction motors and may be successfully interchangeable. Operating characteristics of a 110 kW motor are shown. They prove that this motor has higher power factor and efficiency at lower input current comparing to typical induction motor.
BAZALT-KAMIEŃ DO RÓŻNORODNEGO WYKORZYSTANIA
BASALT–A STONE FOR VARIOUS PURPOSES
Jarosława Szwed-Lorenz – Uczelnia Zawodowa Zagłębia Miedziowego w Lubinie
W artykule przedstawiono genezę, charakterystykę petrograficzną, zasoby, wydobycie, występowanie i zastosowanie bazaltów. Pokazano interesujące formy wystąpień tej kopaliny. Zwrócono uwagę na możliwości wykorzystania bazaltu jako leizny kamiennej i wełny bazaltowe, a także w budownictwie i architekturze. Szczególnie bogate nagromadzenie obiektów architektonicznych wykonanych z bazaltu znajduje się w Lubaniu. Zilustrowano jego kamienne budowle i zabytki. Zasygnalizowano również fakt wystąpienia określonych zagrożeń jakie niesie ze sobą eksploatacja odkrywkowa surowców skalnych, w tym również bazaltów.
The paper presents the origin, petrographic characteristics, resources, mining, occurrence and practical application of basalt rocks. An interesting forms of the occurence of this rock material is presented as well as other possibilities of the application of the basalt as a cast basalt or basalt wool are show also in architecture and building trade. Since the especially ample collection of the architectural basalt buildings can be fund in the Lubań City, the paper show and describes those stone buildings and monuments. It also indicates the occurence od specific threats posed by the opencast exploitation of rock materials, including basalts.
ALGORYTMY STEROWANIA NAPĘDAMI NA MODERNIZOWANYCH KOPARKACH
ALGORITHM OF CONVEYOR DRIVE CONTROL IN MODERNIZED EXCAVATORS
Leszek Hertel, Henryk Nowacki – PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA, Oddział KWB Bełchatów, Rogowiec
Artykuł jest próbą ukazania algorytmów sterowania mających wpływ na eksploatację koparek: ERs710, SRs2000, SchRs4600, SchRs4000 pracujących w Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów.
The main aim of the paper is to present steering algorithms influencing exploitation of ERs 710, SRs 2000, SchRs 4600, SchRs 4000 excavators operating in Bełchatów Opencast Mine.
ZMIANY W STEROWANIU PRZENOŚNIKAMI DAJĄCE WYMIERNE KORZYŚCI
CHANGES IN CONVEYORS CONTROL RESULTING WITH TANGIBLE BENEFITS
Leszek Hertel, Henryk Nowacki – PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA, Oddział KWB Bełchatów, Rogowiec
W artykule przedstawiono nowe rozwiązania w transporcie urobku przenośnikami poprzez zmiany w sterowaniu przy zastosowaniu nowego algorytmu.
New solutions of output transportation with conveyors have been presented in the paper. The changes in conveyor steering including new algorithm application have been discussed.
CHARAKTERYSTYKA WYTRZYMAŁOŚCIOWA POŁĄCZEŃ SPAWANYCH STOPU AW 7020
STRENGTH CHARACTERISTICS OF WELDED JOINTS OF THE AW 7020 ALLOY
Marzena M. Lachowicz, Grzegorz Pękalski – Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska
Artykuł zawiera wyniki badań wytrzymałości doraźnej stopu aluminium z cynkiem przeznaczonego do przeróbki plastycznej gatunku AW 7020 oraz wykonanych dla niego połączeń spawanych. Jako materiał dodatkowy zastosowano dwa gatunki stopów z magnezem: AlMg5 oraz AlMg4,5Mn objętych normą PN-EN ISO 18273:2007. Dla obu analizowanych stopów stwierdzono spadek twardości w połączeniu spawanym w porównaniu do materiału rodzimego. Odnotowano także znaczny spadek wytrzymałości na rozciąganie dla obu badanych połączeń spawanych. Przesycanie i naturalne starzenie połączeń nie wpłynęło znacząco na poprawę wytrzymałości na rozciąganie. Jedynie dla połączeń spawanych z zastosowaniem stopu AlMg5 stwierdzono nieznaczny wzrost średniej wartości wytrzymałości na rozciąganie.
The work contains results of strength tests for the aluminium alloy with zinc grade AW 7020, destined for plastic working and welded joints made in it. As fillers two grades of alloys with magnesium were applied: AlMg5 and AlMg4,5Mn included in the PN-EN ISO 18273:2007 standard. For both of the analysed deposited metals a drop in hardness of the welded joint in comparison to the native material was observed. Also, significant decrease in tensile strength for both tested joints was discovered. Solution heat treatment and natural ageing of the joints has not significantly improved the tensile strength. Insignificant increase of the average value of tensile strength was only found for the welded joints with the AlMg5 alloy application.
MOŻLIWOŚCI I UWARUNKOWANIA TECHNOLOGICZNE EKSPLOATACJI KONKRECJI POLIMETALICZNYCH
POSSIBILITIES AND TECHNOLOGICAL CONDITIONS OF POLYMETALLIC NODULES EXCAVATION
Wiesław Kozioł – AGH w Krakowie, Katedra Górnictwa Odkrywkowego
Marcin Mazur – AGH w Krakowie, Katedra Maszyn Górniczych Przeróbczych i Transportowych
W artykule przedstawiono metody i układy technologiczne wykorzystywane lub projektowane do eksploatacji oceanicznych złóż konkrecji polimetalicznych. Przytoczono podział tych metod ze względu na techniki urabiania i odstawy. Opisano poszczególne rozwiązania agregatów wykorzystywanych podczas pozyskiwania konkrecji. Dokonano oceny poszczególnych technologii. Dodatkowo przedstawiono przykładowy podział oceanicznych zasobów surowców mineralnych ze szczególnym uwzględnieniem konkrecji polimetalicznych.
The article presents methods and technological systems used or designed for excavation of oceanic deposits of polymetallic nodules. Presented division of those methods due to the technology of mining and haulage. The different solutions of devices used during polymetallic nodules excavation were presented. An assessment of each technology was done. In addition, presented an example of division of ocean mineral resources with particular emphasis on polymetallic nodules.
WPŁYW SEZONOWOŚCI I WARTOŚCI SPRZEDAŻY NA POZIOM NALEŻNOŚCI KRÓTKOTERMINOWYCH W WYBRANYCH KOPALNIACH ODKRYWKOWYCH
THE INFLUENCE OF SEASONALITY AND SALES VALUE ON THE LEVEL OF SHORT-TERM RECEIVABLES IN CHOSEN OPENCAST MINES
Beata Trzaskuś-Żak, Kazimierz Czopek – AGH w Krakowie, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Katedra Ekonomiki i Zarządzania w Przemyśle
Celem artykułu było przeanalizowanie wpływu dwóch wybranych czynników na poziom należności krótkoterminowych wybranych kopalni mianowicie, wartości sprzedaży i sezonowości. W analizie wykorzystano dane z czterech kopalni odkrywkowych: dwu kopalni węgla brunatnego, jednej kopalni wapienia oraz kopalni piaskowca.
The purpose of this article was to examine the impact of two chosen factors on the level of short-term receivables of chosen mines, seasonality and sales value. The analysis used data from four open cast mines, two lignite mines, one limestone mine and sandstone mine.
MONITOROWANIE, ZABEZPIECZENIA I STEROWANIE MASZYN W REZULTATACH REALIZACJI PROJEKTU ROZWOJOWEGO „MECHATRONICZNY SYSTEM STEROWANIA, DIAGNOSTYKI ZABEZPIECZEŃ W MASZYNACH GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO”
MONITORING, PROTECTION AND CONTROL OF MACHINE IN RESULTS OF DEVELOPMENT OF PROJECT „MECHATRONIC CONTROL, SECURITY AND DIAGNOSTICS SYSTEM IN SURFACE MINING MACHINES”
Marian Wygoda, Anna Nowak-Szpak, Stefan W. Szepietowski, Zbigniew Bednarczyk – Poltegor Instytut IGO, Wrocław
Witold Cioch – AGH w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
W latach 2010-2013 Poltegor – Instytut był koordynatorem i głównym wykonawcą projektu rozwojowego pt.: ,,Mechatroniczny system sterowania, diagnostyki i zabezpieczeń w maszynach górnictwa odkrywkowego”. Rezultatem realizacji projektu, oprócz osiągnięć naukowych są rozwiązania będące dobrami intelektualnymi przeznaczonymi do komercjalizacji. Publikacja ma na celu prezentację wdrożonych rozwiązań.
In the years 2010-2013 Poltegor – Institute was coordinator and main contractor in development of project “Mechatronic control, security and diagnostics system in surface mining machines”. The results of the project, in addition to the scientific achievements, are solutions being intellectual assets intended for commercialization. The publication aims to present the implemented solutions.
ZRÓWNOWAŻONE GÓRNICTWO ODKRYWKOWE WAPIENI W POLSCE NA PRZYKŁADZIE KOPALNI GÓRAŻDŻE
SUSTAINABLE OPENCAST MINING OF LIMESTONE IN POLNAD ON THE EXAMPLE OF THE GÓRAŻDŻE MINE
Magdalena Szewczyk, Małgorzata Kacprzak – Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Politechnika Częstochowska
Do najważniejszych zadań stawianych przed współczesnym przemysłem materiałów budowlanych, w myśl zasady zrównoważonego rozwoju, jest opracowanie innowacyjnych metod wykorzystania surowców, z uwzględnieniem ograniczenia niekorzystnego wpływu na środowisko i komplementarnego ich zagospodarowania zgodnie z preferencjami lokalnych społeczności i wymaganiami ochrony środowiska. Taki sposób prowadzenia działalności przedstawia Kopalnia Wapienia Górażdże, będąca największą kopalnią na Opolszczyźnie pod względem wielkości i rocznego wydobycia. Na skutek intensywnej eksploatacji wapieni w kopalni do 2013 roku udało się pozyskać ponad 68 mln ton surowca na poczet przemysłu wapienniczego i cementowego. W dbałości o środowisko przyrodnicze na etapie eksploatacji kopaliny stosowane są tutaj technologie proekologiczne wiążące się z podwyższeniem standardu pracy koparek, przenośników oraz samochodów, stosowaniem bezpiecznych materiałów wybuchowych czy procesu kruszenia surowca jak i prowadzeniem na bieżąco rekultywacji gruntów pogórniczych. Obecnie na terenie kopalni prowadzona jest systematyczna rekultywacja w kierunku leśnego zagospodarowania terenów poeksploatacyjnych, która do 2009 roku objęła areał ponad 300 ha. Równocześnie z procesem rekultywacji realizowany jest także program Ochrony Różnorodności Biologicznej służący promowaniu idei zrównoważonego rozwoju na terenach pogórniczych. Celem programu jest przygotowanie jak największej liczby różnorodnych siedlisk dla cennych gatunków flory i fauny oraz wzbogaceniu krajobrazu w nowe formy morfologiczne. Promowanie wartości proekologicznych na etapie wydobycia jak i zagospodarowania terenów pogórniczych wpływa pozytywnie na rozwój regionów i komfort życia mieszkańców.
For the most important tasks facing before the contemporary industry of building materials, in accordance with the principle of the sustainable development, is elaboration innovative methods of using raw materials, including limiting adverse environmental effect and complementary of developing them according to preferences of the local communities and requirements of the environmental protection. The Górażdże Limestone Mine is presenting such a manner of the conduct of business, being the biggest mine in the Opole province in terms of the size and the annual exploitation. As a result of the intensive exploitation of limestones in mine to 2013 managed to acquire over 68 m ton the raw material towards the limestone and cement industry. In the care of the natural environment, at the stage of the exploitation of mineral, applied here ecological technologies connecting with increasing the work of diggers, transporters and cars, with applying safe explosives or the process of crushing raw material as well as conducting systematically the post-mining land reclamation. At present in the area of a mine is conducting a systematic reclamation towards the forest management of post-exploitation areas which to 2009 spread through acreage over 300 ha. At the same time as the process of reclamation also is realized a conservation program of the biological biodiversity promoting the idea of a sustainable development in the post-mining areas. The aim of the program is to prepare as many diverse habitats for rare species of flora and fauna and enriching the landscape with new morphological forms. Promoting environmental values at the stage of exploitation and management land has a positive impact on regional development and quality of life of residents.
MODELOWANIE FAL NAPRĘŻEŃ W TAŚMIE PRZENOŚNIKA
MODELLING OF STRESS WAVES IN THE BELT OF CONVEYOR
Bogusław Karolewski – Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, Politechnika Wrocławska
Piotr Ligocki – biuro MT PROJEKT s.c., Wrocław
Porównano wyniki wyznaczania prędkości fal naprężeń w taśmie ruszającego przenośnika uzyskane różnymi metodami. Analizowano wykorzystanie rozbudowanego matematycznego modelu przenośnika i trzy metody statyczne podane w literaturze. Porównano również wartości częstotliwości drgań sił w taśmie wyznaczone z modelu i metodą statyczną. Uzyskiwane wartości są zbliżone, poza metodą wykorzystującą prędkość rozchodzenia się dźwięku w linkach stalowych taśmy. Wykorzystanie wzorów statycznych często wymaga znajomości trudnych do określenia parametrów, które wyznacza się pomiarowo. Zastosowanie modelu umożliwia uzyskanie wyników bez pomiarów.
Were compared the results of determining the speed of the stress wave starting conveyor belt received by various methods. Were analyzed using expanded mathematical model of conveyor and three static methods reported in the literature. We also compared the frequency of vibration forces in the belt obtained from the model and the static method. The resulting values are similar beyond method using the velocity of sound in the links of steel belt. The use of static models often require knowledge of difficult to determine the parameters that shall designate the measurement. Application of the model provides results without measurement.
MOŻLIWOŚCI POZYSKIWANIA ORGANICZNYCH ZWIĄZKÓW TLENOWYCH W WYNIKU ZGAZOWANIA WĘGLA
OXYGENATES SOURCING OPPORTUNITIES BY GASIFICATION OF COAL
Roman Klimkiewicz – Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN, Wrocław
Gaz syntezowy wytwarzany z węgla przez zgazowanie stosowany jest do syntez paliw płynnych i do syntez chemicznych. W wyniku procesu Fischera-Tropscha ubocznie powstają związki tlenowe: głównie alkohole, a także aldehydy, ketony, estry i kwasy organiczne. Część związków tlenowych jest stosowana jako dodatki do paliw. Oksygenaty mogą być też wykorzystywane jako związki pośrednie do produkcji różnych chemikaliów specjalistycznych. Zatem otrzymywanie związków tlenowych w ramach procesu Fischera-Tropscha może być również celowym kierunkiem pozaenergetycznym. Idą za tym możliwości katalitycznych transformacji oksygenatów – dehydratacja, odwodornienie, hydroprzetwarzanie. Alkohole mogą być źródłem wodoru, mogą też podlegać transformacji do innych oksygenatów lub węglowodorów. Jedną z opcji jest dwucząsteczkowa kondensacja alkoholi pierwszorzędowych i/lub aldehydów do ketonów.
The synthesis gas, produced by gasification of coal, is used for the synthesis of liquid fuels and for chemical synthesis. As a result of the Fischer-Tropsch process, oxygenates are formed in a side reactions. primarily alcohols, but also aldehydes, ketones, esters and organic acids. Part of the oxygen containing compounds is used as the fuel additives. Oxygenates can also be used as intermediates in the production of various specialty chemicals. Thus, the preparation of the oxygen containing compounds within the Fischer-Tropsch process can also be, not focused on energy, an intentional direction. Opportunities of catalytic transformation of oxygenates go after: dehydration, dehydrogenation, hydroprocessing. Alcohols can be a source of hydrogen, can also be transformed into other oxygenates or hydrocarbons. One of options is the bimolecular condensation of primary alcohols and/or aldehydes into ketones.