SYMULACJE FUNKCJONOWANIA UKŁADU PRODUKCYJNEGO KOPALNI ODKRYWKOWEJ W ŚRODOWISKU 3D
SIMULATIONS OF OPEN PIT MINE PRODUCTION IN 3D ENVIRONMENT
Sebastian Chęciński – Zakład Ekonomiki Przemysłu i Geoekonomii, Politechnika Wrocławska, Wrocław
Andrzej Witt – „Poltegor-Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
W artykule przedstawiono problematykę wykorzystania analiz symulacyjnych 3D w modelowaniu procesów produkcyjnych górnictwa odkrywkowego. Przedstawiono możliwości tworzenia reprezentacji elementów eksploatacji górniczej w środowisku trójwymiarowym oraz omówiono wpływ charakterystyki przestrzennej kopalni odkrywkowych na przeprowadzanie procesów symulacji. Omówiono zasadność wykorzystania technik symulacyjnych w projektowaniu procesów produkcyjnych górnictwa odkrywkowego oraz zaprezentowano wyniki analiz zrealizowanych dla modelowego układu produkcyjnego. Podsumowaniem publikacji jest zestawienie zalet i wad opisywanych rozwiązań, wraz z konkluzjami dotyczącymi dalszego ich rozwoju i popularyzacji.
Article discusses basic issues related to using 3D simulation analysis for mining production processes modeling. It presents the possibilities of making a three dimensional mine elements representation, and also contains discussion about the impact of mine spatial characteristics on making simulation analysis. The article shows correct techniques of using simulation processes during the planning of mining production and presents the results of analysis made for model production system. In the summary advantages and disadvantages of the presented solutions are listed, along with conclusions for its future development and popularization.
ZROBOTYZOWANA TECHNOLOGIA DIGITALIZACJI ORGANÓW ROBOCZYCH KOMBAJNÓW GÓRNICZYCH DLA POTRZEB KONTROLI JAKOŚCI ICH WYTWARZANIA
ROBOTISED DIGITALISATION TECHNOLOGY OF ROADHEADER WORKING UNITS FOR THE PURPOSE OF MANUFACTURING QUALITY CONTROL
Piotr Cheluszka – Instytut Mechanizacji Górnictwa, Wydział Górnictwa i Geologii, Politechnika Śląska, Gliwice
Maciej Nocoń – Absolwent Wydziału Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej o specjalności Maszyny Górnicze,
Budowlane i Drogowe , Politechnika Śląska, Gliwice
Proces urabiania kombajnami górniczymi realizowany jest za pomocą organów roboczych wyposażonych w narzędzia urabiające – najczęściej noże skrawające osadzone w uchwytach nożowych. W przypadku urabiania na zasadzie skrawania o skuteczności i efektywności urabiania decyduje w dużym stopniu układ noży, a więc ich liczba oraz sposób rozmieszczenia i ustawienia na pobocznicy organu roboczego. Dlatego układy noży na tego rodzaju organach roboczych optymalizowane są na etapie projektowania dla określonych warunków eksploatacyjnych kombajnu. W celu zapewnienia oczekiwanych przez użytkownika efektów realizacji procesu urabiania niezbędna jest kontrola jakości wytwarzania, szczególnie w aspekcie zgodności rozmieszczenia uchwytów nożowych na pobocznicy z dokumentacją projektową. Stąd rodzi się problem pomiaru stereometrii organów roboczych maszyn urabiających. Skomplikowany zazwyczaj ich kształt sprawia, iż zastosowanie tradycyjnych, stykowych
metod pomiarów jest tu mało praktyczne. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania zautomatyzowanego skanowania 3D dla potrzeb wyznaczenia wartości parametrów stereometrycznych organów roboczych górniczych maszyn urabiających. Automatyzację procesu digitalizacji osiągnięto w wyniku zastosowania robota przemysłowego z zainstalowanym skanerem światła
strukturalnego, zintegrowanego poprzez sterownik PLC z pozycjonerem, na którym osadzony jest skanowany obiekt. W pracy omówiono procedurę pomiarową oraz przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów głowicy urabiającej kombajnu AM–50z zrealizowane w celu określenia dokładności jej wykonania.
A process of rock cutting with winning machines is carried out by means of working units fitted with cutting tools – most frequently picks seated in pickboxes. The configuration of picks, i.e. the number, arrangement and setting of a working unit at the side surface, is fundamental for mining effectiveness and efficiency by way of cutting. The configuration of picks on such type
of working units is optimised in the phase of design for defined winning machine operating conditions. In order to ensure the results of cutting process performance, manufacturing quality control is indispensable, especially in terms of the conformity of pickboxes arrangement at the side surface to technical documentation. Therefore arises an issue of measuring the stereometry of mining machines working units. As their shape is usually complicated, the application of traditional, contact measurement methods is not very practical here. The article presents the potential uses of automated 3D scanning for the purpose of determining the values of stereometry parameters of mining machines working units. Digitalisation process automation was achieved by applying an industrial robot with a structured light scanner installed, integrated via a PLC with a rotary table onto which the scanned object is mounted. The work discusses a measuring procedure and presents the examples of results of AM–50z roadheader cutter head’s measurements carried out to determine the accuracy of its production.
SYMULACYJNY MODEL OBCIĄŻENIA IMPULSOWEGO PRZY UDERZENIU CZERPAKA KOPARKI WIELONACZYNIOWEJ W NIEURABIALNĄ PRZESZKODĘ
SIMULATION MODEL THE LOAD IMPULSE AT HIT BUCKET BWE IN HARD OBSTACLE
Stefan Wojciech Szepietowski – „Poltegor – Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Badania symulacyjne zderzenia czerpaka wielonaczyniowej koparki kołowej z dużym i mocno osadzonym nieurabialnym wtrąceniem, co obecnie następuje bardzo często, wymaga określenia modelu obciążenia impulsowego. Przeprowadzono analizę, występujących w literaturze zależności siły stykowej od parametrów zderzenia, wynikających z teorii zderzenia i prac
doświadczalnych. Opracowano model symulacyjny obciążenia impulsowego z charakterem zmienności siły stykowej zgodnym z tymi zależnościami.
Simulation tests of a collision bucket of BWE with a large and firmly embedded hard inclusions, which currently occurs very often, requires the determination of the pulse load model. The analysis, found in literature, depending on the parameters of the contact force of impact resulting from collision theory and experimentation. Developed a simulation model to the nature of the load pulse variation contact force consistent with that dependency.
ENERGOMECHANICZNE ZANIEDBANIA BEZPIECZEŃSTWA PRACY WCIĄGAREK GŁÓWNYCH MASZYN PODSTAWOWYCH
ENERGY-MECHANICAL NEGLIGENCE RELATED TO OPERATIONAL SAFETY OF THE MAIN HOISTS OF PRIMARY MACHINES
Józef Augustynowicz, Krzysztof Dudek – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Dionizy Dudek, Andrzej Figiel – Wydział Techniczno – Inżynieryjny, Politechnika Wrocławska
Wciągarki główne są najbardziej newralgicznym podzespołem maszyn podstawowych. Uszkodzenie tego podzespołu doprowadziło już wielokrotnie do poważnych awarii, a nawet katastrof całych maszyn. Przyczyn tego stanu rzeczy szukać należy w nie-właściwej eksploatacji górniczej, zaniedbaniach mechanicznych i elektrycznych. W artykule omówiono po krótce kilka przykładów niewłaściwych postępowań, które doprowadziły maszyny do stanów poważnego zagrożenia lub katastrofy.
The main hoists are the most crucial sub-assembly of primary machines. The damage of that sub-assembly has already lead to serious failures on numerous occasions, and even to catastrophes of whole machines. The causes of that state of affairs can be traced to improper mining operations, and to mechanical and electrical negligence. The article gives a brief discussion of a number of examples of improper behavior which has lead machines to the state of a serious threat or to a catastrophe.
WYTYCZNE KONSTRUKCYJNE DO PROJEKTOWANIA UKŁADÓW SUSZENIA WĘGLA BRUNATNEGO
DESIGN GUIDELINES FOR THE DESIGN OF BROWN COAL DRYING INSTALLATION
Robert Rosik – „Poltegor – Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
W artykule przedstawiono wytyczne konstrukcyjne dla projektowania lub udoskonalania układów suszenia węgla brunatnego z wykorzystaniem fluidalnego złoża. Wytyczne dotyczą projektowania w skali laboratoryjnej jak i w skali dla potrzeb przemysłu oraz w dalszej konsekwencji integracji układu suszenia z blokiem energetycznym.
The article presents the design guidelines for designing or improving systems of brown coal drying using fluidized bed. The guidelines concern the design on a laboratory scale and scale to the needs of industry and consequently drying system integration of power plant.
DZIAŁANIA STRATEGICZNE W ZAKRESIE POZYSKIWANIA SUROWCÓW SKALNYCH
STRATEGIC ACTIONS IN THE AREA OF ROCK MINERALS EXTRACTION
Marta Resak, Anna Nowacka – Blachowska, Halina Tomaszewska – „Poltegor- Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Intensywny rozwój przemysłu wydobywczego surowców skalnych w kraju wymusił podejmowanie spójnych działań, które prowadzą do racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych umożliwiających rozwój tej dziedziny gospodarki z zachowaniem równowagi środowiskowej. W artykule przedstawiono najważniejsze działania strategiczne dla czterech obszarów interwencji obejmujących zarówno fazę przedinwestycyjną eksploatacji kopaliny, jej wydobycie i przeróbkę, jak również działania okołoinwestycyjne, np. samorządów lokalnych, organizacji społecznych czy innych przedsiębiorców związanych z przemysłem
wydobywczym.
Intensive development of rock minerals mining industry has imposed coherent actions that lead to rational use of natural resources allowing development of this economic sector while maintaining environmental sustainability. The article presents the most important strategic actions in four areas of intervention, covering pre-investment phase of exploitation, mining and processing and other investment-related actions that are taken by local authorities, social organizations or other businesses connected with the mining industry.
POTENCJALNE KIERUNKI ZAGOSPODAROWANIA KOPALIN SKALENIONOŚNYCH WRAZ Z PRODUKTAMI SŁABOZBYWALNYMI, POWSTAJĄCYMI W PROCESIE PRODUKCYJNYM KOPALNI GNEJSU „DOBOSZOWICE 1”
DEVELOPMENT TRENDS OF FELDSPAR-BEARING MINERALS WITH POORLY MARKETABLE PRODUCTS, FORMED DURING PRODUCTION PROCESSES IN “DOBOSZOWICE I” GNEISS MINE
Andrzej Witt, Zbigniew Schmidt, Andrzej Pomorski – „Poltegor Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Arkadiusz Majcher – TESM Sp. z o.o. w Doboszowicach
Artykuł dotyczy innowacyjnych sposobów zagospodarowania kopalin skalenionośnych współwystępujących z innymi w złożach skał metamorficznych na przykładzie złoża gnejsu „Doboszowice 1”.
W artykule scharakteryzowano alternatywne źródła oraz opisano możliwości pozyskiwania z nich surowców glinokrzemianowych zasobnych w alkalia na potrzeby przemysłu: ceramicznego i innych. Aktualnie krajowe surowce skaleniowo – kwarcowe pozyskuje się z trzech złóż leukogranitów, eksploatowanych koło Sobótki w ilości ok. 400 tys. Mg/rok, oraz w dużo mniejszej
ilości ze złóż granitu: „Graniczna”, „Gniewków” i „Rogoźnica” położonych w masywie strzegomskim.
W artykule wskazano możliwości technologiczne produkcji materiałów skaleniowo- kwarcowych dla ceramiki, z gnejsów laminowanych (słojowych) i oczkowych, w tym również frakcji niezbywalnych ( odpadowych), powstałych w ich procesach przeróbczych.
The paper presents innovative methods of utilization of feldspar-bearing minerals occurring in metamorphic rock deposits on the example of „Doboszowice I „ gneiss mine.
The paper discusses alternative possibilities and methods of acquiring aluminosilicate reach in alkalies useful for ceramic industry. Currently, domestic materials of feldspar – quartz are acquired from three leucogranite deposits exploited near Sobótka (ca. 400 thousand Mg/year) and in Graniczna, Gniewków and Rogoźnica granite deposits located in the Strzegom massif. The article presents technological capabilities of production of feldspar- quartz materials for ceramic industry needs from augen and laminar gneiss, including waste fractions, formed during processing.
CHARAKTERYSTYKA MORFOMETRYCZNA ZBIORNIKÓW POEKSPLOATACYJNYCH SUROWCÓW SKALNYCH
MORPHOMETRICAL CHARACTERISTIC OF ROCK MATERIALS PIT LAKES
Tadeusz Molenda – Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec
Bardzo często, po zakończeniu eksploatacji dochodzi do zatopienia wyrobisk odkrywkowych. W następstwie powstają zbiorniki poeksploatacyjne. W artykule przedstawiono charakterystykę morfometryczną wybranych zbiorników poeksploatacyjnych związanych z wyrobiskami surowców skalnych. Zbiorniki cechuje zróżnicowana morfometria uzależniona zarówno od rodzaju
eksploatowanego surowca jak i sposobu wydobycia. Charakterystyczną cechą zbiorników powstałych w następstwie zatopienia
wyrobisk skał litych są bardzo strome, często pionowe, podwodne stoki i znaczna głębokość. Cechuje je również duże zróżnicowanie morfometrii dna. Akweny powstałe w wyrobiskach skał luźnych cechują łagodniejsze stoki, mniejsza głębokość, a także mniejsze zróżnicowanie morfometrii dna.
When the life of an excavation pit comes to an end it often gets flooded. As a result, excavation reservoirs develop. The article presents the hydrographic characteristics of the reservoir of that type in Poland (associated with building raw materials excavations). The maximum depth of the basin is 27,2 m. The reservoir created in the disused granite excavation. Characteristic features of the basin include very steep underwater slopes and varied morphometry of the bottom.
BILANS WODNY ZBIORNIKA W ZALEWANYM WYROBISKU KOŃCOWYM LIKWIDOWANEJ ODKRYWKI „LUBSTÓW” PAK KOPALNIA WĘGLA BRUNATNEGO KONIN S.A.
WATER BALANCE OF A RESERVOIR IN THE FLOODED, ABANDONED, OPEN PIT “LUBSTÓW” PAK LIGNITE OPENCAST MINE KONIN S.A.
Grzegorz Wachowiak – Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy Oddział we Wrocławiu, Zakład Badań Gospodarki Wodnej w Poznaniu
W ramach rekultywacji wyrobiska końcowego odkrywki „Lubstów” PAK KWB Konin S.A. powstaje kolejny duży zbiornik wodny. Docelowa powierzchnia zwierciadła wody ma wynosić 480 ha, a całkowita pojemność zbiornika 137 mln m3. Rzeczywisty przebieg napełniania zbiornika w odniesieniu do wielkości dopływów wody oraz terminów zastosowanego wariantu zasilania dodatkowego różnią się znacznie od założeń studialnych poprzedzających rekultywację likwidowanej odkrywki. Bilans wodny zbiornika opracowano dla okresu od maja 2009 r. do października 2013 r. uwzględniając opady atmosferyczne,
zasilanie podziemne, parowanie z powierzchni wody oraz zmianę retencji w zbiorniku. Całkowity dopływ do zbiornika wyniósł średnio 0,36 m3·s-1 przy zmienności w półroczach od 0,49 m3·s-1 do 0,28 m3·s-1. W artykule przedstawiono również wyniki pomiarów hydrometrycznych wskazujące na ucieczki wody z koryta rzeki Noteć w jej przebiegu na północ od krawędzi odkrywki „Lubstów”.
Under recultivation of the abandoned open pit “Lubstów” PAK KWB Konin S.A. another big water reservoir is formed. Its final area is to be 480 ha and the total water volume 137 mln m3. Recultivation and filling of the part of reservoir overtook the completion of the mining extraction in the open pit. The real process of the reservoir filling differs from preceding recultivation project assumptions, both in water inflow and additional supply term. Reservoir water balance is calculated from May 2009 to October 2013, taking into account rainfall, baseflow, surface water evaporation and changes in the reservoir retention. Total inflow amount to the reservoir was 0,36 m3·s-1 in average, with 0,49 – 0,28 m3·s-1 variability in half-year. In the article, the results of hydrometric measurements showing water escape from the Noteć riverbed into the northern edge from the open pit “Lubstów” are presented.