___________________________________________________________________________
Rozwi
ą
zania konstrukcyjne elementów systemu
transportu ta
ś
mowego O/ZG „Rudna”, pozwalaj
ą
ce
na zmian
ę
kierunku przesyłu urobku
Mirosław Koman
1), Zbigniew Laska
1)1)
KGHM Polska Miedź S.A. Oddział Zakłady Górnicze „Rudna”, Polkowice, e-mail: z.laska@kghm.pl
Streszczenie
W artykule przedstawiono charakterystykę Zakładów Górniczych „Rudna”, omówiono proces technologiczny, podano informację o strukturze odstawy z wykorzystaniem przenośników taśmowych. Przeprowadzono analizę układu transportowego Zakładów Górniczych „Rudna”. Wskazano funkcje warunkujące zmianę kierunku przesyłu urobku. Omówiono rozwiązania konstrukcyjne, zapewniające dokonanie przedmiotowej zmiany.
Słowa kluczowe: układ transportowy, przenośnik taśmowy, rewersja, zmiana kierunku trans-portu urobku
The constructional solution of conveyor system for reverse
and bifurcation of the ore flow, “Rudna” mine
KGHM Polska Mied
ź
SA
Abstract
The paper shows the overview of mining operations in “Rudna” KGHM mine and the struc-ture of conveyer transport. The analysis the strucstruc-ture improves the functionality of applied solutions. The multifunctional constructions of the elements enable the reverse and bifurca-tion of the transmission and diversificabifurca-tion of the ore flow. The unique construcbifurca-tions of sliding reversal stations and throws were presented.
Key words: transport unit, belt conveyor, reversion, bifurcation of the transmission of ore
1. Wprowadzenie
1.1. Charakterystyka ZG „Rudna”
Zakłady Górnicze „Rudna” są jednym z trzech oddziałów górniczych KGHM Polska Miedź S.A. w Lubinie. Położone są w północnej części województwa dolnośląskiego, w powiecie polkowickim. Obszar górniczy ZG „Rudna” wynosi ponad 78 km2. Od-dział posiada 11 szybów, wchodzących w skład systemu wentylacyjnego kopalni, z których trzy pełnią funkcję wydobywczą. W oddziale wydobywa się rocznie blisko 15 mln Mg rudy miedzi. Eksploatacja złoża prowadzona jest z zastosowaniem sys-temów eksploatacji komorowo-filarowych. Urabianie skał odbywa się za pomocą techniki strzelniczej, zarówno w fazie robót udostępniająco-przygotowawczych, jak i eksploatacyjnych. Odstawa urobku z przodków do punktów wstępnego kruszenia rudy realizowana jest z użyciem maszyn ładująco-odstawczych i wozów odstaw-czych. Główny transport poziomy odbywa się poprzez przenośniki taśmowe.
1.2. Opis układu transportu przeno
ś
nikami ta
ś
mowymi w ZG „Rudna”
Obecnie układ transportu przenośnikami taśmowymi to 63 przenośniki o łącznej długości trasy ponad 47 km. Przenośniki są funkcjonalnie powiązane w węzłowych punktach ze zbiornikami retencyjnymi rudy. Takie rozwiązanie zapewnia dużą nie-zawodność pracy systemu oraz optymalne wykorzystanie systemu transportu. Układ transportu oparty jest na tzw. kwadracie odstawy, którym transportowany jest urobek z poszczególnych oddziałów wydobywczych do zbiorników szybów wydobywczych (R-I, R-II i R-III), a następnie po wydobyciu na powierzchnię do Zakładu Wzbogaca-nia Rud.Rozwiązanie to, w odróżnieniu od układów liniowych (w małym stopniu rozbudo-wanych), zapewnia duże wykorzystanie zdolności transportowej przenośników. Układ ten, mimo większych nakładów finansowych na konserwację i remonty, daje możliwość pełnego wykorzystania wydajności, co w porównaniu z układem liniowym wpływa na obniżenie kosztu jednostkowego transportu 1 tony rudy. Istotną rolę w ciągłości odstawy odgrywają zbiorniki wyrównawcze (zaznaczone na schemacie trójkątami). Pojemność ich jest zróżnicowana i wynosi od kilkaset do 6000 Mg. Łączna retencja mieści się w granicach 54 000 Mg. W tym przyszybowe zbiorniki mają retencję ponad 37 tys. Mg, a rejonowe – 16 tys. Mg.
W dwóch punktach węzłowych układu transportu istnieje możliwość rozdzielenia strugi urobku na dwa kierunki, tj.: ze zbiornika T-149/U-24/T-249 urobek może być kierowany linią T-249, lub też linią U-24, oraz ze zbiornika U-24/T-128/U-15 urobek może być kierowany linią T-229, lub też linią U-15. Taka struktura pozwala w znacz-nym stopniu na zwiększenie wydajności układu transportu, a także minimalizuje wpływ awarii przenośników magistralnych na wydobycie kopalni. W kopalni „Rudna” stosowane są przenośniki typu LEGMET B-1000 i B-1200 oraz w bezpośrednim sąsiedztwie szybów R-I i R-II przenośniki typu POLTEGOR B-1400.
W zależności od długości i nachylenia przenośnika stosowane są jednostki na-pędowe w konfiguracji: 1×75 kW, 2×75 kW, 1×160 kW, 2×160 kW, 3×160 kW, 4×160 kW, 2×320 kW oraz 4×320 kW. Najdłuższy przenośnik ma 2220 m.
W 2013 r. przenośnikami taśmowymi przetransportowano około 14,4 mln ton urobku, w tym na poszczególnych liniach odstawy:
− do szybów R-I i R-II
T-321 S-1 7,0 mln ton; w tym U-7 L-1 5,5 mln ton; T-229 L-4 4,5 mln ton; U-3 L-2 i U-2 L-1 0,8 mln ton;
− do szybu R-III
U-15 L-1 1,8 mln ton; U-11 L-1 0,2 mln ton.
Rys. 1. Układ transportu O/ZG „Rudna” (linia pogrubiona – „kwadrat odstawy”) Fig. 1. The schema of the copper „Rudna” mine conveyor system
(bold line – the orthogonal transport)
2. Funkcje warunkuj
ą
ce zmian
ę
kierunku przesyłu urobku
Zmiana kierunku transportu urobku ma miejsce wówczas, gdy należy zapewnić po-niżej wymienione funkcje. Lokalizację rozwiązań realizujących te funkcje wyszcze-gólniono na rys. 1 – poprzez obramowanie ich okręgiem i dodanie opisu:a) Równomierne zapełnienie (symetryczne) zbiorników przyszybowych. Za-pewnienie ciągłej pracy urządzeń wyciągowych. Funkcja ta realizowana jest na poziomie 950 m. Rozwiązania konstrukcyjne omówiono w punkcie 3.1. Obejmują one następujące typy rewersji:
− przesuwna stacja zwrotna. Przenośniki: S-2, S-3, S-4, S-5,
− wahadłowe przemieszczenie konstrukcji całego przenośnika: S-7,
− przemieszczenie liniowe całej trasy przenośnika: S-8, S-14.
b) Optymalne wykorzystanie przenośników (S-11, S-12, U-2 L-1) wznoszących rudę z poziomu 1000 m na poziom 950 m. Funkcja ta realizowana jest na poziomie 1000 m. Rozwiązania konstrukcyjne omówiono w punkcie 3.2.
c) Obejmują one rozwiązania z wykorzystaniem:
− przenośnika rewersyjnego z przemieszczeniem st. zwrotnej i zrzutowej: S10,
− przesypu specjalnego W-226.
d) Proporcjonalne wykorzystanie szybów R-I i R-II w stosunku do szybu R-III. Funkcja ta realizowana jest na poziomie 1000 m poprzez wybór linii odstawy T-229 lub przenośnika U-15 L-1. Rozwiązania konstrukcyjne omówiono w punkcie 4.1.
e) Wykorzystanie zdolności transportowych linii odstawy U-24 i T-249 wraz z U-7. Funkcja realizowana jest na poziomie 1100 m poprzez alterna-tywne kierowanie rudy ze zbiornika T-149 na wymienione linie odstawy. Rozwiązania konstrukcyjne omówiono w punkcie 4.2.
3. Rozwi
ą
zania konstrukcyjne zapewniaj
ą
ce zmian
ę
kierunku
przesyłu urobku
3.1. Przeno
ś
niki rewersyjne zapewniaj
ą
ce równomierne zapełnianie
zbiorników retencyjnych na poziomie 950 m
Schemat lokalizacji przenośników rewersyjnych, zapewniających równomierne za-pełnianie zbiorników retencyjnych na poziomie 950 m, przedstawiono na rys. 2.
Rys. 2. Schemat przenośników rewersyjnych na poziomie 950 m Fig. 2. The schema of reversable conveyers at the -950 m level
3.1.1. Przesuwna stacja zwrotna
Rewersję tego typu zastosowano w konstrukcji przenośników: S-2, S-3, S-4, S-5. Widok jednego z tych przenośników (S-5) przedstawia rys. 3.
Stacja zwrotna przenośnika S-5 jest posadowiona na torowisku i za pomocą wciągarki może być przemieszczana wzdłuż przenośnika. Torowisko jest specjalnie wyprofilowane i zapewnia podniesienie konstrukcji nośnej taśmy nad konstrukcję stałą (na wzór „szuflady”). Nadmiar taśmy kompensowany jest przemieszczeniem bębna napinacza. W ten sposób następuje „skrócenie” długości przenośnika odbie-rającego o kilka metrów i tym samym zwolnienie miejsca pod przenośnikiem nada-wy. Zwolnione w ten sposób miejsce, które zajmowała stacja zwrotna, wykorzysty-wane jest do wjazdu stacji zwrotnej innego przenośnika odbierającego (w tym przy-padku przenośnika S-8) i skierowanie strugi urobku w kierunku prostopadłym. Po-zwala to na umieszczenie urobku w zbiorniku Z-II. Natomiast w sytuacji gdy nad zbiornikiem Z-I nie znajdują się stacje zwrotne przenośników S-5 i S-8, urobek z przenośnika S-12 lokowany jest bezpośrednio w zbiorniku Z-I. W przypadku gdy stacja zwrotna przenośnika S-5 znajduje się nad zbiornikiem Z-I urobek z przeno-śnika S-12 poprzez przenośniki S-5 i S-6 kierowany jest do zbiornika W-I. Ma to miejsce, gdy zwrotna przenośnika S-2 nie znajduje się nad zbiornikiem W-I. W prze-ciwnym razie urobek kierowany jest do zbiornika R-Ia.
Rys. 3. Przenośnik rewersyjny S-5 z przesuwną stacją zwrotną
Fig. 3. The reversable conveyer with sliding reversal station at the -950 m level
Rys. 4. Schemat wykonania rewersji przenośnika z przesuwną stacją zwrotną Fig. 4. The bend reversion operation schema of conveyer with sliding reversal
station at the -950 m level
3.1.2. Wahadłowe przemieszczenie przeno
ś
nika
(cz
ęś
ciowy obrót wokół własnego punktu podparcia)
Rewersję tego typu zastosowano w konstrukcji przenośnika S-7. Widok przenośnika S-7 przedstawiono na rys. 5.
Rys. 5. Przenośnik rewersyjny S-7 przemieszczany wahadłowo
Fig. 5. The reversable conveyer with side-sliding reversal station at the -950 m level
Przenośnik rewersyjny S-7 ma konstrukcję sztywną. Istotą przenośnika jest za-pewnienie jego obrotu. Realizowane jest to poprzez podparcie i ułożyskowanie kon-strukcji w miejscu posadowienia jednostek napędowych (rys. 6). Stacja zwrotna spoczywa na kołach jezdnych, umiejscowionych poprzecznie do osi wzdłużnej prze-nośnika. Pozwalają one przemieszczać stację zwrotną przenośnika S-7 po krótkim torowisku poprzecznym, zabudowanym w części nad koroną zbiornika R-Ia. Prze-mieszczanie stacji zwrotnej jest wymuszane przez wciągarkę linową.
Przenośnik zapewnia kierowanie urobku z przenośnika S-2 do zbiornika W-II. Następuje to wówczas, gdy jego stacja zwrotna i zabudowany na niej kosz zasypo-wy zasłaniają zbiornik R-Ia. Po zakończeniu pracy przenośnika uruchomiona zostaje wciągarka przemieszczająca przenośnik w sposób wahadłowy i odsłonięty zostaje wlot zbiornika R-Ia.
Rys. 6. Obrotnica przenośnika rewersyjnego S-7
Fig. 6. The turntable of S-7 reversable conveyer with side-sliding reversal station at the -950 m level
3.1.3. Przemieszczenie całej konstrukcji przeno
ś
nika po torowisku
(wzdłu
ż
kierunku transportu rudy)
Rewersja tego typu realizowana jest z wykorzystaniem przenośników S-8, S-14. Mają one konstrukcję stałą, zachowującą niezmienną długość. Rewersja następuje poprzez przejazd całego przenośnika wyposażonego w specjalny układ kół po toro-wisku.
Na rys. 7 przedstawiono dwa położenia przenośnika S-14. Ustawienie przeno-śnika S-14 w położeniu 1a (pod stacją zrzutową przenoprzeno-śnika S-2 nad zbiornikiem R-Ia) powoduje, że urobek transportowany jest z przenośnika S-2 do zbiornika R-Ib. Natomiast po przemieszczeniu przenośnika w położenie 1b urobek transportowany jest z przenośnika U-2 L-1 do zbiornika R-Ia.
Przejazd przenośnika S-8 realizowany jest przez wciągarki linowe. Natomiast przenośnika S-14 – przez napęd zębatkowy.
Rys. 7. Przenośnik rewersyjny S-14 przejezdny (całą konstrukcją) po torowisku Fig. 7. The S-14 reversable conveyer sliding on tracks, - 950 m level
3.2. Rozwi
ą
zania zapewniaj
ą
ce optymalne wykorzystanie
przeno
ś
ników (S-11, S-12, U-2 L-1) wznosz
ą
cych rud
ę
z poziomu
1000 m na poziom 950 m
Rozwiązania konstrukcyjne, umożliwiające zmianę kierunku transportu, przedsta-wiono na rys. 8. Realizację zapewnia:
− przesuwna stacja zwrotna i zrzutowa przenośnika S-10 – szczegół „a”,
− przesyp specjalny – węzeł przenośników U3 L-2 i W 226 L-1 – szczegół „b”.
Rys. 8. Lokalizacja rozwiązań konstrukcyjnych umożliwiających wykonanie rewersji na poziomie 1000
3.2.1. Przesuwna stacja zrzutowa i zwrotna – przeno
ś
nik S-10
Powyższe rozwiązanie zastosowano w przenośniku S-10. Zdjęcie tego przenośnika widać na rys. 9.Zasada wykonania rewersji jest bardzo zbliżona do wcześniej przedstawionej rewersji stacji zwrotnej. Skrócenie lub wydłużenie przenośnika odbywa się za pomo-cą wciągarki, a regulacja napięcia taśmy przez przemieszczenie bębna napinacza. Różnica polega na tym, że w tym przypadku możliwość przemieszczania się ma zarówno stacja zwrotna, jak i stacja zrzutowa, a torowiska, po których może odby-wać się przejazd obu ze stacji, są torowiskami prostymi (nie mają profilowanego kształtu). Zmiana długości związana jest z dosuwaniem do siebie kolejnych elemen-tów nośnych trasy przenośnika. Najbardziej istotną cechą przenośnika S-10 jest to, że ich konstrukcja umożliwia transport urobku w obu kierunkach, co w zależności od potrzeby pozwala na szybkie przesterowanie nadawy. Przenośnik może transporto-wać urobek z linii odstawy T-229 na przenośnik S-12 lub w kierunku przeciwnym z linii odstawy T-321 na przenośnik S-11.
Rys. 9. Przenośnik rewersyjny S-10 z przesuwną stacją zrzutową i zwrotną Fig. 9. The S-10 reversable conveyer with sliding reversal station and sliding troughs
Schemat, przedstawiający zasadę działania, zamieszczono na rys. 10.
Rys. 10. Zasada działania przenośnika rewersyjnego S-10 Fig. 10. The S-10 reversable conveyer operation schema
3.2.2. Przesyp specjalny W-226
Przesyp specjalny zapewnia zmianę kierunku strugi urobku z wzdłużnej, gdy urobek jest transportowany po osi przenośnika U-3 L-2, na prostopadłą, wówczas urobek kierowany jest na przenośnik W-226 L-1. Zmianę kierunku uzyskuje się poprzez ustawienie konstrukcji przesypu pod pośrednią stacją zrzutową przenośnika U-3 L-2. Przemieszczenie przesypu realizowane jest przez układ hydrauliczny. Przesterowa-nie wysuwu tłoczysk siłowników, a w konsekwencji zmiana położenia cięgien, wpły-wa na zmianę ustawienia przesypu. Na rys. 11-13 przedstawiono schemat i zdjęcia przesypu specjalnego w układzie prostopadłym oraz równoległym. Natomiast na rys. 14 pokazano siłowniki hydrauliczne i cięgna, które zapewniają zmianę położenia przesypu specjalnego, a tym samym umożliwienie zmiany kierunku strugi urobku.
Rys. 11. Schemat przesypu specjalnego – praca w układzie prostopadłym i równoległym
Fig. 11. The unique construction of the trough – operation in perpendicular and parallel system
Rys. 12. Widok przesypu specjalnego – praca w kierunku prostopadłym Fig. 12. The unique construction of the trough – operation in perpendicular direction
Rys. 13. Widok przesypu specjalnego – praca w kierunku równoległym Fig. 13. The unique construction of the trough – operation in parallel direction
Rys. 14. Widok siłowników hydraulicznych i cięgien zapewniających ustawienie przesypu Fig.14. The view of hydraulic control of the throw
4. Rozwi
ą
zania zapewniaj
ą
ce proporcjonalne wykorzystanie szybów
R-I i R-II w stosunku do szybu R-III oraz wykorzystanie zdolno
ś
ci
transportowych linii odstawy U-24 i T-249 wraz z U-7
Zastosowano w obu przypadkach zbiornik retencyjny, z którego urobek rozładowany jest w dwóch prostopadłych kierunkach. Uzyskano to poprzez zabudowę dwóch prostopadle do siebie usytuowanych dozowników, umożliwiających kierowanie urobku ze zbiornika. Różnica pomiędzy tymi przypadkami jest następująca:
4.1. Na poziomie 1000 m
Zbiornik ma pojemność 200 Mg i zasypywany jest przez dwa przenośniki T-128 L-1 i U-24 L-1. Rozładunek następuje w kierunkach U-15 i T-229. Jest to swoistego rodzaju przesyp z możliwością rozsypu urobku w dwóch prostopadłych kierunkach. Mała pojemność zbiornika nie pozwala na gromadzenie w nim urobku.
4.2. Na poziomie 1100 m
Zbiornik ma pojemność 1700 Mg i zasypywany jest przez jeden przenośnik T-149 L-1. Rozładunek następuje w dwóch kierunkach:
a) T-249 i dalej do szybów R-I i R-II poprzez zbiornik poziomy T-249 L-2/ U7 L-3 i linię U-7;
b) U-24 i dalej do węzła U-24/T-128, z możliwością alternatywnego kierowania urobku do szybu R-III oraz szybów R-I i R-II.
Retencja zbiornika pozwala na optymalne wykorzystanie wydajności linii U-24 i T-249. W przypadku przeciążenia linii w godzinach szczytu wydobywczego można gromadzić w nim urobek. Konstrukcja zbiornika pozwala na kierowanie urobku na linię U-24 po uzyskaniu wymaganej ilości urobku w zbiorniku. Na rys. 15 przedsta-wiono zbiornik na poziomie 1100 m.
Rys. 15. Zbiornik retencyjny T-149 z możliwością prostopadłego kierowania rudy na linii odstawy T-249 i U-24
Fig. 15. The construction of retention invertory and orthogonal output bifurcation in T-249 and U-24 directory
Podsumowanie
Przedstawione rozwiązania pozwalają na zmianę kierunku transportowanej rudy. Ma to istotne znaczenie dla uelastycznienia systemu transportu. Optymalnie wykorzy-stywana jest zdolność transportowa linii odstawy. Gromadzona ruda w zbiornikach retencyjnych w momentach przeciążenia przenośników jest przesyłana w godzinach poza szczytem eksploatacyjnym. Możliwość wyboru alternatywnych „dróg” ma zna-czący wpływ na zwiększenie niezawodności systemu transportowego. W przypadku wystąpienia sytuacji wymagających przeprowadzenia konserwacji, bieżących re-montów czy też awaryjnych napraw można, wykorzystując retencję zbiorników czy też zmianę kierunku odstawy, zmniejszyć wpływ na ograniczenia eksploatacyjne.
Stosowane w ZG „Rudna” rozwiązania układów rewersyjnych w połączeniu ze stale rozbudowywanym systemem rejonowych zbiorników wyrównawczych stanowią o skuteczności i efektywności działania układu transportowego kopalni.
Bibliografia
[1] Antoniak J., 2005. Systemy transportu przenośnikami taśmowymi w górnictwie, Wydaw-nictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
[2] Żur T., Hardygóra M., 1996, Przenośniki taśmowe w górnictwie, Wyd. II, Wydawnictwo „Śląsk", Katowice.
[3] Banaszak A., Koman M., Laska Z., 2004, Przenośniki rewersyjne w systemie odstawy w O/ZG „Rudna”, XII Międzynarodowe Sympozjum – FTT Wolbrom – Zakopane. [4] Banaszak A., Koman M., Laska Z., 2005, Zbiorniki retencyjne w systemie odstawy O/ZG