Instytutu Techniki Górniczej KOMAG
3. Przegląd sekcji obudowy zmechanizo- wanej opracowanych dla kopalń KHW S.A
W latach 2006 do 2009 w Zakładzie Obudów Zme- chanizowanych opracowano, z wykorzystaniem przed- stawionych wyŜej metod, dokumentację konstrukcyjną do produkcji czterech nowych typów sekcji obudowy oraz czterech typów sekcji modernizowanych. Nowe typy sekcji obudowy opracowano dla Katowickiego Holdingu Węglowego S.A.
Pierwszą sekcją obudowy, która powstała dla KHW S.A., była sekcja obudowy zmechanizowanej typu
14/24-Pp (rys. 2) i jej odmiana skrajna KHW-14/24-Pp/BSN (rys. 3). Sekcje te przeznaczone są do eksploatacji w ścianach z podsadzką hydrauliczną.
ZałoŜenia i wymagania techniczne do projektu uzgodniono z KWK „Wujek”. W sierpniu 2008 roku sekcje obudowy rozpoczęły pracę w jednej ze ścian KWK „Wujek”. Rozwiązania konstrukcyjne obu sekcji obudowy uzyskały Złoty Medal na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków IWIS 2009.
Podstawowe dane techniczne sekcji KHW-14/24-Pp i KHW-14/24-KHW-14/24-Pp/BSN przedstawiono w tabeli 1.
Dane techniczne sekcji Pp i KHW-14/24-Pp/BSN
Tabela 1 Zakres wysokości geometrycznej [m] 1,3-2,4 Zakres wysokości pracy [m] 1,5-2,3
Podziałka sekcji [m] 2
Liczba stojaków w sekcji 4
Podporność jednego stojaka [MN] 1,67
Ciśnienie zasilania [MPa] 25-30
Kolejną sekcją obudowy opracowaną dla KHW S.A.
była sekcja obudowy zmechanizowanej typu POz (rys. 4) i jej odmiana skrajna KHW-12/28-POz/BSN (rys. 5), przeznaczone do eksploatacji w ścianach zawałowych. ZałoŜenia i wymagania tech- niczne do projektu tych sekcji obudowy uzgodniono z KWK „Murcki”. Pierwszy komplet 60 sekcji tej obu- dowy był eksploatowany w okresie od maja do wrześ- nia 2008 roku w jednej ze ścian KWK „Murcki”. Po- zytywne doświadczenia z eksploatacji skłoniły kopalnie do zakupienia kolejnych kompletów ścianowych, dla KWK „Murcki” oraz dla KWK „Wujek-Śląsk”.
Podstawowe dane techniczne sekcji KHW-12/28-POz i KHW-12/28-KHW-12/28-POz/BSN przedstawiono w tabeli 2.
Dane techniczne sekcji POz i KHW-12/28-POz/BSN
Tabela 2 Zakres wysokości geometrycznej [m] 1,2-2,8 Zakres wysokości pracy [m] 1,5-2,7
Podziałka sekcji [m] 1,5
Liczba stojaków w sekcji 2
Podporność jednego stojaka [MN] 2,73
Ciśnienie zasilania [MPa] 25-30
Trzecią sekcją obudowy, opracowaną dla KHW S.A., była obudowa zmechanizowana typu POz (rys. 6) i jej odmiana skrajna KHW-24/46-POz/BSN (rys. 7) przeznaczone do eksploatacji w ścianach zawałowych. ZałoŜenia i wymagania tech- niczne do projektu tej obudowy uzgodniono z KKW
„Mysłowice-Wesoła”. W 2009 roku przygotowano pełną dokumentację do wykonania prototypu sekcji liniowej i sekcji skrajnej. Obudowa nie została jeszcze zasto- sowana. Dla obu sekcji obudowy opracowano doku- mentację nowoczesnego dwuteleskopowego stojaka o średnicy cylindra 400 mm.
Projekt wstępny Model przestrzenny
Obliczenia MES Prototyp
Badania stanowiskowe Certyfikat badania typu WE
Rys.1. Etapy projektowania sekcji obudowy zmechanizowanej
Rys.2. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-14/24-Pp [1]
Rys.3. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-14/24-Pp/BSN [1]
Rys.4. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-12/28-POz [2]
Rys.5. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-12/28-POz/BSN [2]
Rys.6. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-24/46-POz [4]
Rys.7. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-24/46-POz/BSN [4]
Rys.8. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-12/28-POz/Pp [3]
Rys.9. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-12/28-POz/Pp/BSN [3]
Podstawowe dane techniczne sekcji KHW-24/46-POz i KHW-24/46-KHW-24/46-POz/BSN przedstawiono w tabeli 3.
Dane techniczne sekcji POz i KHW-24/46-POz/BSN
Tabela 3 Zakres wysokości geometrycznej [m] 2,4-4,6 Zakres wysokości pracy [m] 2,7-4,5
Podziałka sekcji [m] 1,75
Liczba stojaków w sekcji 2
Podporność jednego stojaka [MN] 4,52
Ciśnienie zasilania [MPa] 25-30
Czwartą z nowych sekcji obudowy, która powstała wg uzgodnień z KHW S.A. była sekcja obudowy zme- chanizowanej typu KHW-12/28-POz/Pp (rys. 8) i jej odmiana skrajna KHW-12/28-POz/Pp/BSN (rys. 9), przeznaczone do eksploatacji zarówno w ścianach zawałowych, jak i z podsadzką hydrauliczną. ZałoŜenia i wymagania techniczne do projektu tej obudowy uzgo- dniono z KWK „Wieczorek”. W sierpniu 2009 roku sekcje obudowy rozpoczęły pracę w tej kopalni.
Podstawowe dane techniczne sekcji KHW-12/28-POz/Pp i KHW-12/28-KHW-12/28-POz/Pp/BSN przedstawiono w tabeli 4.
Dane techniczne sekcji POz/Pp i KHW-12/28-POz/Pp/BSN
Zakres wysokości pracy [m]
wersja zawałowa
Liczba stojaków w sekcji
wersja zawałowa
Przygotowano równieŜ dokumentację dla nowej sekcji obudowy będącej modernizacją kilku typów star- szych sekcji eksploatowanych juŜ w KWK „Staszic” lub pozyskanych z innych kopalń, mianowicie sekcji typu Glinik-11/26-POz, Glinik-12/22-POz, Glinik-10/26-OzK, Pumar-12/26-POz oraz Pumar-08/22-POz KHW.S.A.
Przygotowano pełną dokumentację do wykonania prototypu sekcji obudowy KHW-13/26-POz (rys. 10).
Sekcja ta przeznaczona jest do eksploatacji w ścia- nach zawałowych.
Podstawowe dane techniczne sekcji KHW-13/26-POz przedstawiono w tabeli 5.
Dane techniczne sekcji KHW-13/26-POz
Tabela 5 Zakres wysokości geometrycznej [m] 1,3-2,6 Zakres wysokości pracy [m] 1,5-2,5
Podziałka sekcji [m] 1,5
Liczba stojaków w sekcji 2
Podporność jednego stojaka [MN] 1,67
Ciśnienie zasilania [MPa] 25-30
W wyniku współpracy podjętej z Zakładem Re- montowo-Produkcyjnym Kompanii Węglowej S.A. opra-cowano dokumentację trzech sekcji obudowy przezna- czonych do eksploatacji w KWK „Halemba-Wirek”
i KWK „Szczygłowice”. Wszystkie trzy sekcje stanowią modernizacje juŜ eksploatowanych w tych kopalniach sekcji obudowy i zostały wdroŜone do eksploatacji.
Pierwszą z nich była sekcja obudowy POz/ZRP (rys. 11) i jej odmiana skrajna KW-12/28-POz/BSN/ZRP (rys. 12). Sekcje te powstały w wyniku modernizacji sekcji obudowy FAZOS-12/28-POz-B i przeznaczone są do eksploatacji w ścianach zawa- łowych. Sekcje rozpoczęły pracę w 2008 roku w KWK
„Szczygłowice”.
Podstawowe dane techniczne sekcji KW-12/28-POz/ZRP i KW-12/28-POz/BSN/ZRP przedstawiono w tabeli 6.
Dane techniczne sekcji POz/ZRP i KW-12/28-POz/BSN/ZRP
Tabela 6 Zakres wysokości geometrycznej [m] 1,2-2,89 Zakres wysokości pracy [m] 1,4-2,7
Podziałka sekcji [m] 1,5
Liczba stojaków w sekcji 2
Podporność jednego stojaka [MN] 1,5
Ciśnienie zasilania [MPa] 25
Kolejną sekcją obudowy, przygotowaną dla KWK
„Halemba-Wirek”, była sekcja KW-12/31-POzW1/ZRP (rys. 13) i jej odmiana skrajna KW-12/31-POzW1/
BSN/ZRP (rys. 14). Sekcje te powstały w wyniku mo- dernizacji sekcji obudowy FAZOS-12/28-POz i prze- znaczone są do eksploatacji w ścianach zawałowych.
Sekcje rozpoczęły pracę w 2008 roku.
Podstawowe dane techniczne sekcji KW-12/31-POzW1/ZRP i KW-12/31-POzW1/BSN/ZRP przedsta- wiono w tabeli 7.
Rys.10. Sekcja obudowy zmechanizowanej KHW-13/26-POz [5]
Rys.11. Sekcja obudowy zmechanizowanej KW-12/28-POz/ZRP [6]
Rys.12. Sekcja obudowy zmechanizowanej KW-12/28-POz/BSN/ZRP [6]
Rys.13. Sekcja obudowy zmechanizowanej KW-12/31-POzW1/ZRP [7]
Rys.14. Sekcja obudowy zmechanizowanej KW-12/31-POzW1/BSN/ZRP [7]
Rys.15. Sekcja obudowy zmechanizowanej KW-12/31-POzW2/ZRP [8]
Dane techniczne sekcji KW-12/31-POzW1/ZRP i KW-12/31-POzW1/BSN/ZRP
Tabela 7 Zakres wysokości geometrycznej [m] 1,2-2,8 Zakres wysokości pracy [m] 1,4-2,7
Podziałka sekcji [m] 1,5
Liczba stojaków w sekcji 2
Podporność jednego stojaka [MN] 1,86
Ciśnienie zasilania [MPa] 25-30
Rys.16. Sekcja obudowy zmechanizowanej KW-12/31-POzW2/BSN/ZRP [8]
Ostatnią z sekcji obudowy, przygotowaną równieŜ dla KWK „Halemba-Wirek”, była sekcja POzW2/ZRP (rys. 15) i jej odmiana skrajna KW-12/31-POzW2/BSN/ZRP (rys. 16). Sekcje te powstały w wy- niku modernizacji sekcji obudowy ZBMD-12/31-POz/H i przeznaczone są do eksploatacji w ścianach zawało- wych. Sekcje rozpoczęły pracę w 2008 roku.
Podstawowe dane techniczne sekcji KW-12/31-POzW2/ZRP i KW-12/31-POzW2/BSN/ZRP przedsta- wiono w tabeli 8.
Dane techniczne sekcji 12/31-POzW2/ZRP i KW-12/31-POzW2/BSN/ZRP
Tabela 8 Zakres wysokości geometrycznej [m] 1,47-3,1 Zakres wysokości pracy [m] 1,7-3,0
Podziałka sekcji [m] 1,5
Liczba stojaków w sekcji 2
Podporność jednego stojaka [MN] 1,85
Ciśnienie zasilania [MPa] 25-30
Jak wspomniano, większość z opracowanych sekcji obudowy została juŜ wdroŜona do eksploatacji. W ta- beli 9 przedstawiono liczbę wdroŜonych sekcji po- szczególnych typów.
Zestawienie wdroŜonych sekcji obudowy Tabela 9
i KHW-14/24-Pp/BSN 107 KWK „Wujek-Śląsk”
KHW-12/28-POz
i KHW-12/28-POz/BSN 398 KWK „Murcki”
KWK „Wujek-Śląsk”
KHW-24/46-POz
i KHW-24/46-POz/BSN - -
KHW-12/28-POz
i KHW-12/28-POz/Pp/BSN 155 KWK „Wieczorek”
KHW-13/26-POz - -
KW-12/28-POz/ZRP
KW-12/28-POz/BSN/ZRP 164 KWK „Szczygłowice”
KW-12/31-POzW1/ZRP
KW-12/31-POzW1/BSN/ZRP 234 KWK „Halemba-Wirek”
KW-12/31-POzW2/ZRP
i KW-12/31-POzW2/BSN/ZRP 180 KWK „Halemba-Wirek”
Razem: 1238
We wszystkich, przedstawionych wyŜej, typach no- wych sekcji obudowy zmechanizowanej, a mianowicie KHW-14/24-Pp, KHW-12/28-POz, KHW-12/28-POz/Pp i KHW-24/46-POz zastosowano materiały konstrukcyj- ne o wysokiej wytrzymałości (granica plastyczności 690 MPa) obok materiałów tradycyjnych (granica pla- styczności 355 i 460 MPa). Udział poszczególnych ma- teriałów konstrukcyjnych został dobrany na podstawie szczegółowych analiz wytrzymałościowych prowadzo- nych z wykorzystaniem zaawansowanych technik obli- czeniowych.
Ponadto w kaŜdej z wymienionych sekcji obudowy zastosowano nowe rozwiązania konstrukcyjne. W sek- cji obudowy KHW-14/24-Pp zastosowano nowatorski, nigdy wcześniej nie stosowany układ stabilizacji, umo-
Ŝliwiający minimalizację długości podtrzymywanego stropu. W sekcji obudowy KHW-12/28-POz zastosowa- no stojaki hydrauliczne o bardzo wysokiej podporności, jak na sekcje obudowy o właśnie takim zakresie wyso- kości pracy. Natomiast sekcje obudowy KHW-12/28-POz/Pp umoŜliwiają eksploatację zarówno ścian zawa- łowych, jak i podsadzkowych. Zmiana sposobu eksploa-tacji jest moŜliwa w trakcie biegu ściany. W sekcji obu- dowy KHW-24/46-POz zastosowano podziałkę 1,75 m i stojaki hydrauliczne o średnicy cylindra 400 mm. Tego typu rozwiązania są obecnie rzadko spotykane, zwłasz- cza w polskich kopalniach. Wszystkie przedstawione sekcje obudowy zmechanizowanej zostały wyposaŜo- ne w elementy, opracowanego w KOMAG-u, systemu elektronicznej identyfikacji na bazie RFID.
4. Nowatorski system odnawiania zasobów