System eksploatacji - sposób w jaki kopalina jest wybierana ze złoża. W skład każdego systemu eksploatacji wchodzą geometria systemu eksploatacyjnego oraz wszystkie elementy procesu technologicznego wraz z robotami pomocniczymi.
System eksploatacji powinien spełniać następujące warunki:
bezpieczeństwo załogi,
minimalne straty eksploatacyjne,
ciągłość produkcji,
duża wydajność pracy,
minimalne koszty produkcji,
łatwy transport urobku,
właściwe warunki wentylacji i klimatyzacji,
łatwa dostawa materiałów (ewentualnie podsadzki),
możliwość doprowadzenia energii elektrycznej, wody przepłuczkowej i sprężonego powietrza,
możliwość odprowadzania wody,
minimalizować zagrożenia: zawałowe, tąpaniowe, pożarowe, wodne, gazowe itp.
Systemy eksploatacji soli:
metody tradycyjne (eksploatacja na "sucho)
metoda ługowania (eksploatacja na "mokro"
Eksploatacja na sucho:
systemy komorowo - filarowe
systemy komorowe: system komór niskich, system komór wysokich
systemy ubierkowe (ścianowe, filarowo-ubierkowe)
systemy
3. OPIS TECHNOLOGII
Charakterystyka stanu obecnego:
System aktualnie stosowany niezwykle rzadko - jedynie w resztkowych obszarach złóż węgla
kamiennego. Technologia robót eksploatacyjnych jest analogiczna jak w przypadku systemu
ścianowego. System polega na urabianiu pokładu węgla kombajnem ścianowym lub strugiem
pomiędzy dwoma chodnikami przyubierkowymi wykonanymi w odległości od 10 do 50 m. Dla
obniżenia kosztów robót przygotowawczych istnieje możliwość prowadzenia wyrobiska
eksploatacyjnego wzdłuż pojedynczego chodnika („ślepy przodek”). Technologia eksploatacji ze
„ślepym przodkiem” nie była stosowana w Polsce, ale istnieją przykłady w górnictwie węglowym
w Hiszpanii i Słowacji.
Opis wyposażenia
Wyposażenie przodka jest analogiczne jak w systemie ścianowym. Dobór typu maszyny urabiającej
zależy głównie od miąższości pokładu oraz długości przodka wybierkowego. Dla ubierek
dłuższych, tj. 30-40 m, przy miąższości pokładu powyżej 1,2 m urabianie calizny może być
realizowane kombajnem dwuorganowym. Dla podobnych lub mniejszych miąższości i krótszych
frontów, urabianie może być prowadzone kombajnem jednoorganowym (do niedawna stosowano w
górnictwie polskim kombajny KGU) lub strugiem węglowym (brak doświadczeń w systemach
krótkofrontowych). Zabezpieczenie przodka stanowią sekcje obudowy zmechanizowanej sprzężone
z przenośnikiem zgrzebłowym.
Organizacja robót
Na pełny cykl produkcyjny, podobnie jak w systemie ścianowym, składa się urobienie calizny
węglowej kombajnem lub strugiem, odstawa urobku do chodnika transportowego, przesuwanie
przenośnika oraz obudowy do czoła przodka.
Wentylacja
W rozwiązaniu typowym, wentylacja przodka odbywa się obiegowym prądem powietrza w
systemie na „U”, „Y”, „Z” gdzie świeże powietrze płynie chodnikiem odstawczym, przepływa
przez ubierkę i jako zuŜyte odprowadzane jest chodnikiem wentylacyjnym w kierunku szybu
wydechowego. W sytuacji prowadzenia przodka wzdłuż pojedynczego chodnika przyubierkowego,
wentylacja przodka ma charakter odrębny.
Efekty produkcyjne
Stosunkowo niewielka długość przodka powoduje znaczne obniżenie poziomu produkcji w
stosunku do typowych ścian. Dla przedmiotowych ubierek realnym jest uzyskanie produkcji
dobowej na poziomie 1000 - 2500 t.
4. SCENARIUSZ ROZWOJU TECHNOLOGII DO ROKU 2020
Systemy ubierkowe dominowały w górnictwie węglowym do lat 70-tych ubiegłego stulecia i wyparte
zostały przez zmechanizowane systemy ścianowe o długich przodkach. Systemy te aktualnie stosowane
są sporadycznie dla wybierania nieregularnych parcel eksploatacyjnych, pól resztkowych itp.
Jest prawdopodobnym, że kilka czynników, głównie związanych z kurczącą się bazą zasobową we
ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat spowoduje wzrost zainteresowania tym systemem. Najistotniejsze
czynniki mogące mieć wpływ na rozwój technologii zostały omówione poniżej.
1. Baza zasobowa. W obszarach górniczych kopalń w schyłkowej fazie istnienia zakładu
górniczego, systematycznie spadają zasoby węgla mogące być przedmiotem eksploatacji
ścianowej. Pozostają jednak istotne zasoby węgla zalegające w obrębie pól resztkowych, filarów ochronnych oraz w polach o silnie rozwiniętej tektonice. Zasoby takie zazwyczaj traktowane są jako straty lub mogą zostać wyeksploatowane systemami wąskofrontowymi (ubierkowymi) lub chodnikowymi.
2. Warunki górniczo-geologiczne. Istotna część zasobów węgla w rejonie GZW zalega w
strefach o rozwiniętej siatce zaburzeń tektonicznych oraz w zasięgu wpływów krawędziach
eksploatacyjnych. Czynniki te czasami mogą uniemożliwiać eksploatację ścianową. Systemy
krótkofrontowe ze względu na mniejsze długości przodków mogą pozwolić na ograniczenie
strat eksploatacyjnych spowodowanych powyższymi czynnikami.
3. ZagroŜenia. Technologia wybierania systemami ścianowymi i ubierkowymi jest bardzo
zbliżona. Systemy ubierkowe nie intensyfikują istniejących zagrożeń, a w niektórych
przypadkach zmniejszają poziom zagrożenia. Dotyczy to głównie zagrożenia metanowego i
pyłowego, które są ściśle uzależnione od wielkości wydobycia.
4. Czyste wybieranie. Systemy ubierkowe pozwalają na znaczne obniżenie strat eksploatacyjnych
w stosunku do systemów chodnikowych, w których koniecznym jest pozostawianie filarów lub
płotów ochronnych dla chodników eksploatacyjnych.
5. Koszty wydobycia i wydajność. Przodkowe koszty operacyjne procesu wydobycia systemami
ubierkowymi są znacznie niższe niż w przypadku systemów chodnikowych, a to głównie za
sprawą znacznie wyższej wydajności dołowej. Głównym czynnikiem hamującym rozwój
przedmiotowej technologii są stosunkowo wysokie koszty przodkowe w porównaniu z
wysokowydajnymi ścianami. W tym wypadku systemy ścianowe przy takim samym lub nieco
większym obłożeniu pozwalają na uzyskanie kilkukrotnie wyższego poziomu produkcji.
6. Uniwersalność technologii. Technologia eksploatacji systemami ubierkowymi jest analogiczna
jak w systemach ścianowych. W większości przypadków jest możliwość adaptacji istniejącej
bazy maszynowej systemów ścianowych dla potrzeb systemów ubierkowych.
7. Bezpieczeństwo. Wdrożenie systemów ubierkowych nie zmienia poziomu bezpieczeństwa w
stosunku do systemów ścianowych.
8. Ochrona środowiska. Systemy ubierkowe z zawałem stropu nie zmieniają poziomu wpływu na
środowisko w stosunku do systemów ścianowych z zawałem stropu.
Kierunki rozwoju technologii eksploatacji system ubierkowym podłużnym z zawałem stropu do
roku 2020.
Ze względu na brak przesłanek technicznych mogących ograniczać stosowanie tej technologii,
głównym warunkiem jej rozwoju będzie konieczność obniżenia dołowych kosztów wydobycia.
Redukcja tych kosztów może odbywać się dwutorowo poprzez: zwiększenie wydajności oraz
zmniejszenie nakładów na roboty przygotowawcze.
1. Zwiększenie wydajności. Wzrost wydajności będzie warunkowany rozwojem mechanizacji
systemów ubierkowych (omówiono w zadaniu 4). Aktualne rozwiązania szczególnie w zakresie
małogabarytowych kombajnów ścianowych nie pozwalają na uzyskanie zadawalających
postępów przodków, a co za tym idzie znacznie ograniczaj...
licha2