Potencjalny wpływ automatyzacji na poprawę efektywności przodków ścianowych

Transkrypt

1 Łukasz Herezy 1, RadosławWaloski 2, DušanTerpák 3, Anna Wiktor-Sułkowska 4, AGH w Krakowie Potencjalny wpływ automatyzacji na poprawę efektywności przodków ścianowych Wprowadzenie Systemy ścianowe powszechnie stosowane w kopalniach węgla kamiennego, po raz pierwszy zostały wprowadzone do użytku, w początku XX wieku [1]. Od tamtej pory, wraz z postępem technologicznym, maszyny pracujące w kompleksach ścianowych ulegają systematycznym modernizacjom. Początkowo ze względu na niski poziom rozwoju automatyzacji, wszystkie wprowadzone zmiany, dotyczyły zwykle zmian pod względem mechanicznym. Ówcześnie stosowane zespoły sterownicze były bardzo ubogie. Zazwyczaj polegały na ciągnięciu maszyny urabiającej za pomocą cięgna i prostych rozwiązaniach elektrycznych. Wraz z pojawieniem się w powszechnym użytku przekaźników oraz styczników, zaczęto coraz bardziej modernizować systemy kontroli maszyn pracujących w kompleksach ścianowych. Jednak ze względu na spore rozmiary przekaźników, budowane układy logiczne ciągle odbiegały daleko od standardów wyznaczanych przez współczesne maszyny. Dopiero po rozpowszechnieniu układów tranzystorowych, i osiągnięciu przez nie odpowiedniej mocy obliczeniowej, nastąpił gwałtowny postęp w automatyzacji maszyn górniczych. Możliwości sterowania i monitorowania pracy Podstawowymi stosowanymi maszynami urabiającymi w kompleksach ścianowych, są kombajny oraz strugi węglowe. Ze względu na swój charakter pracy, kombajn ścianowy wykorzystywany jest zwykle do urabiania pokładów, których miąższość przekracza1,5 m. Natomiast zakres stosowanie struga węglowego, wacha się w granicach od 0,8 do 2,2 m. Proces automatyzacji kompleksów ścianowych jest rzeczą naturalną pośród ogólnie rozwijających się technologii na świecie. Szczególnie odcisnął swoje piętno przy eksploatacji pokładów cienkich, gdzie niska miąższość praktycznie wykluczała je z zasobów operacyjnych kopalni. Pomijanie w eksploatacji pokładów cienkich spowodowało zaistnienie niszy, gdzie projektanci i konstruktorzy mogli się wykazać. Pierwszymi systemami zdolnymi efektywnie i ekonomicznie wybierać pokłady cienkie, były właśnie zautomatyzowane kompleksy ścianowe wyposażone w strug węglowy. Wysokowydajny kompleks strugowy - LW Bogdanka S.A. Pierwsze wdrożone systemy automatyzacji w Polsce, zaprojektowano przede wszystkim z myślą o ścianach strugowych. W 2010 roku, właściciel kopalni Lubelski Węgiel Bogdanka S.A uruchomił wysokowydajny kompleks strugowy, który pozwolił na podniesienie zasobów operacyjnych kopali o około 100 milionów ton. Zainstalowany wysokowydajny strug firmy Bucyrus (obecnie Caterpillar) po kilkumiesięcznej 1 Łukasz Herezy, AGH University of Science and Technology in Cracow, Department of Underground Mining, herezy@agh.edu.pl 2 Radosław Waloski, AGH University of Science and Technology in Cracow, Department of Underground Mining, rwaloski@gmail.com 3 Dusan Terpák, AGH University of Science and Technology in Cracow, Department of Underground Mining, terpak@agh.edu.pl 4 Anna Wiktor-Sułkowska, AGH University of Science and Technology in Cracow, Department of Economics and Management in Industry, Cracow, wiktor@agh.edu.pl 8962

2 eksploatacji pobił rekord dziennego wydobycia. W sierpniu 2010 roku, ściana ze strugiem węglowym osiągnęła wydobycie Mg [1]. Tak duże wydobycie osiągnięto między innymi poprzez rozbudowane, mikroprocesorowe i elektrohydrauliczne sterowanie kompleksem. Wdrożony system wysokowydajnego kompleksu strugowego, który bazował na możliwie jak największym stopniu automatyzacji procesu urabiania, oparto o szereg współpracujących systemów połączonych ze sobą w jedną macierz. Schemat blokowy wdrożonego systemu przedstawiono na rysunku nr 1. Rys. 1. Schemat blokowy wysokowydajnego kompleksu strugowego Źródło: [2] Sterowanie procesem urabiania, może odbywać się zarówno ze stanowiska zabudowanego w chodniku przyścianowym jak i z powierzchni zakładu górniczego. W zainstalowanym systemie jako jednostkę centralną, wykorzystano sterownik wyprodukowany przez firmę Elgór+Hansen. Sterowniki tej firmy, przykładowo EH-SmartWall, spełniają następujące funkcje [3]: automatyczna procedura załączania wszystkich maszyn w kompleksie wydobywczym z pominięciem maszyny urabiającej, funkcja programowania i odtwarzania skrawu wzorcowego, zdalne modyfikacje skrawu wzorcowego, wykrywanie możliwości wystąpienia kolizji pomiędzy obudową zmechanizowaną a kombajnem, automatyczne kroczenie sekcji obudowy zmechanizowanej za kombajnem, automatyczne dosuwanie przenośnika ścianowego, automatyczna przekładka sekcji skrajnych i napędów, automatyczne sterowanie napędami przenośnika, ciągłe kontrole parametrów stanu pracy aparatury elektrycznej, pełna diagnostyka maszyn pracujących w kompleksie, automatyczne sterowanie stacjami pomp wody i emulsji, łatwa możliwość integracji z kopalnianym centralnym systemem wizualizacji EH-MineView, łatwa możliwość integracji z kopalnianym systemem raportów EH-MineReport, łatwa możliwość integracji z systemem wibrodiagnostycznym EH-Wibro. System zaproponowany przez firmę Elgor+Hansen może pracować w czterech podstawowych trybach: automatycznym, lokalnym, manewrowym, rewizji/spinania [3]. W trybie automatycznym kompleks uruchamiany jest z pulpitów znajdujących się przy kompleksie lub z powierzchniowego stanowiska operatora. W tym trybie strug porusza się zgodnie z zaprogramowanymi wytycznymi pracy. W trybie lokalnym załą- 8963

3 czenie poszczególnych urządzeń wchodzących w kompleks ścianowy, dokonuje się ze stanowiska dołowego. Tryb rewizji umożliwia indywidualną pracę poszczególnych napędów, natomiast tryb manewrowy zezwala jedynie na załączenie przenośników [4]. Jako urządzenia odpowiedzialne za sterowanie strugiem węglowym i obudową zmechanizowaną w wysokowydajnym kompleksie, odpowiadają sterowniki Bucyrus. System PMC-R odpowiada za sterowane obudową ścianową, natomiast system PMC-D steruje strugiem węglowym [5]. Sterowanie strugiem odbywa się przy pomocy układu PMC-D, który określa lokalizacje struga na podstawie monitorowania ruchu łańcucha napędowego. Układ PMC-D połączony jest z układem PMC- V, który udostępnia funkcję wizualizacji. Układ sterowania kontroluje nie tylko wyrobisko ścianowe, ale także wizualizuje prace wykonywane w czole ściany. Wszelkie rejestrowane dane, przesyłane są łączami na powierzchnie. Aplikacja VPlow wizualizuje system strugowy, m.in ruchy i postęp struga, oraz wyświetla ustawienia odpowienich parametrów układu sterowania napędu. Aplikacja V-Drive słóży do wizualizacji sterowników przekładni przenośnika oraz pozwala na ustawienie ich parametrów [6]. Wszystkie z pełnionych funkcji odgrywają istotną role w procesie użytkowaniu kompleksu ścianowego, jednak w uproszczeniu można przyjąć, że podstawowe spełniane czynności przez system to: sterowanie, archiwizacja, wizualizacja, rejestracja i diagnostyka. Obsługa wizualizacji centralnej przeprowadzana jest poprzez oprogramowanie VShield i VPlow, które współpracuje z zaimplementowanymi w system sterownikami PMC-R i PMC-D. Oprogramowanie umożliwia [4]: identyfikację położenia, kierunku pracy i prędkości głowicy struga w ścianie, definiowanie głębokości zabioru głowicy struga podczas pracy w zakresie mm, automatyczną zmianę prędkości i kierunku urabiania głowicy strugowej, automatyczne przesuwanie sekcji obudowy w zależności od wskazań zainstalowanych czujników, zmianę parametrów przesuwania sekcji obudowy zmechanizowanej, sekwencyjne zraszanie wodą głowicy urabiającej ze stropnicy każdej sekcji obudowy zmechanizowanej, wyłączenie automatyki i ręczne sterowanie podległymi urządzeniami, przekazywanie bieżących informacji o stanie pracy i parametrach takich jak: ciśnienie w stojakach sekcyjnych, wysuwie układu przesuwnego, włączonych funkcjach automatycznych, położeniu głowicy struga do wszystkich sterowników PMC-R zabudowanych w sekcjach oraz do programu wizualizacji VShield, sterowanie z chodnika przyścianowego lub z powierzchni kopalni kompleksem strugowym oraz wizualizację parametrów pracy poszczególnych elementów całego kompleksu strugowego, diagnostykę układu zasilania kompleksu strugowego. Ponadto w najnowszych aplikacjach oferowanych przez firmę Elgor+Hansen, do obsługi kompleksów ścianowych można włączyć system wizyjny, który pozwala na bieżący podgląd pracujących urządzeń w kompleksie, oraz przebywającej w pobliżu załogi. Wpływa to na bezpieczeństwo pracowników oraz umożliwia szybkie wykrywanie nieprawidłowości w pracy zainstalowanych urządzeń. System wizyjny umożliwia [7]: archiwizację, wsparcie dla wielu monitorów z możliwością podglądu sygnału z kamer na żywo i przeglądania archiwum jednocześnie, kontrolę dostępu do systemu z wieloma poziomami uprawnień, funkcję smart guard, która analizuje i rozpoznaje określone zdarzenia, funkcję smart search, która pozwala na łatwe wyszukiwanie określonych zdarzeń w archiwum, zliczanie ilości obiektów itp., możliwość podglądu zdalnego przez przeglądarkę internetową, kontrolę zaawansowanych funkcji kamer takich jak zbliżenie, obrót itp. 8964

4 Kompleks ścianowy Mikrus Proces automatyzacji nie tylko dotyczy strugów ale także z powodzeniem stosowany jest w kompleksach ścianowych wyposażonych w kombajn węglowy. Ponadto odpowiednie konstrukcje kombajnów mogą urabiać pokłady zaliczone do cienkich. Przykładem zautomatyzowanego kombajnu węglowego, zdolnego urabiać pokłady cienkie, jest kompleks Mikrus oferowany przez firmę KOPEX Group. System ten stosowany jest do wybierania pokładów cienkich, charakteryzujących się nieregularnością w zaleganiu złoża. Cały kompleks ścianowy, tworzą urządzenia połączone w sposób strukturalny, które działają w oparciu o wspólny system sterowania. Zainstalowany w kompleksie GWK-500, umożliwia urabianie skał o wytrzymałości na ściskanie powyżej 40 MPa [8,9]. Kombajn kompleksu Mikrus składa się z dwóch głowic urabiająco ładujących (rys. 2). Głowice umieszczone na ramie głównej, przemieszczają się po przenośniku ścianowym wzdłuż czoła ściany za pomocą systemu cięgnowego. Kompleks został zautomatyzowany i jest sterowany przez zintegrowany system wyposażony w centralny pulpit, który usytuowany został na stanowisku operatora w chodniku przyścianowym [8]. Rys. 2. Głowica urabiająco-ładująca GUŁ 500 Źródło: [9] Kompleks Mikrus sterowany jest przez system EH-WallControl. System ten charakteryzuje się bezawaryjnością i wysokim stopniem automatyzacji. Informacje o pracy całego kompleksu są stale monitorowane przez jednostkę centralna systemu. Na podstawie pozyskanych danych, zostają generowane sygnały sterownicze sekcjami obudowy zmechanizowanej, przenośnikiem itd. W przypadku kiedy powstaje zagrożenie lub możliwość zaistnienia krytycznych parametrów pracy, system natychmiast sygnalizuje o tym operatora. W sytuacji kiedy dochodzi do przekroczenia dopuszczalnych parametrów lub innych zdażeń niebezpiecznych, praca kompleksu automatycznie zostaje wstrzymana lub całkowicie wyłączona [9]. Możliwość przewidzenia powstania awarii górnicze i technicznej Po ponownym wprowadzeniu do Polskich kopalń węgla kamiennego nowoczesnych kompleksów strugowych, rodzimi producenci wprowadzili do swojej oferty systemy automatyzacji, zdolne do pracy z wcześniej oferowanymi przez siebie produktami. Pozwalają one na ustalanie parametrów pracy maszyn i urządzeń wchodzących w skład kompleksów, oraz na ich rejestrację i bieżący podgląd [10]. Z uwagi na możliwość odczytu parametrów w czasie rzeczywistym, oprogramowanie staje się niewykorzystanym narzędziem pomiarowym oraz wskaźnikiem wystąpienia stanu awaryjnego. W rejonie wyrobiska eksploatacyjnego może dojść do awarii: 8965

5 górniczych (obwały i zawały skał stropowych do wyrobiska ścianowego, tąpnięcia, pobierka spągu, czy przebudowa wyrobiska przed czołem ściany wstrzymująca lub spowalniająca postęp ściany, strzelanie odprężające, rozbijanie kęsów), technicznych (uszkodzeni elementów kompleksu ścianowego, awarie elektryczne, hydrauliczne, pneumatyczne oraz odstawy). Rejestrowane parametry przy awariach technicznych, po korelacji z odpowiednimi wskaźnikami zewnętrznymi, w przypadku awarii górniczych i wewnętrznych przy awariach technicznych, mogą przynieść wymierny efekt w postaci wskaźnika wystąpienia stanu awaryjnego/przedawaryjnego. Jednym z parametrów rejestrowanych i obserwowanych w czasie rzeczywistym jest ciśnienie w stojakach sekcji obudowy zmechanizowanej(rys. 3, 4). Jego wartość może posłużyć do oceny wielkości deformacji wyrobisk przyścianowych przed jak i za frontem ściany, opadu skał stropowych do wyrobiska ścianowego, wpływu na wyrobisko ścianowe zwisającego za sekcją obudowy wspornika stropowego oraz możliwości wystąpienia wstrząsu górotworu. Dla każdego z wymienionych zjawisk, a zarazem potencjalnie awarii górniczej, można wyznaczyć wskaźnik. W pracy [10] wyznaczono na podstawie charakterystyki ciśnienia w stojakach obudowy zmechanizowanej, wskaźnik przyrostu ciśnienia ξ. W kolejnej pracy [11] autorzy powiązali wskaźnik ξ z wytrzymałością na ściskanie skał stropowych, konwergencją pionową chodników i prędkością postępu ściany. W rezultacie otrzymano równania, które posłużyły do stworzenia nomogramów prognozowania konwergencji pionowej przed jak i za frontem ściany (rys. 5). Rys. 3. Panel programu V-Shield; 1 menu, 2 menu graficzne, 3 nr sekcji w rejonie której znajduje się strug, 4 kierunek urabiania, 5 rodzaj urabiania, 6 wybieg ściany, 7 numer sekcji, 8 obszar pracy przenośnika, 9 wysuw siłownika przekładkowego, 10 przenośnik ścianowy, 11 obszar pracy przenośnika, 12 zroby, 13 położenie sekcji, 14 linia zbliżenia, celu i węgla, 15 calizna węglowa, 16 ciśnienie w stojakach sekcji, 17 linia położenia struga Źródło: [10] 8966

6 Rys. 4. Charakterystyka pracy sekcji obudowy zmechanizowanej; Pr podporność robocza, Pn podporność nominalna, Pw podporność wstępna Źródło: Opracowanie własne a) Konwergencja pionowa, k pi [mm] Prędkość postępu ściany, v [m/dobę] Rc - 25 [MPa] Rc - 30 [MPa] Rc - 35 [MPa] Rc - 40 [MPa] Rc - 45 [MPa] Rys. 5. Zależność konwergencji kpi od prędkości postępu ściany v i wytrzymałości Rc w odległości 100 m przed frontem ściany w chodniku podścianowym Źródło: Opracowanie własne Pierwszy wskaźnik wykorzystujący ciśnienie w stojakach sekcji do oceny ryzyka opadu skał stropowych do wyrobiska, przedstawiono w pracy [12]. Jednakże przyjęte założenia do jego opracowania, z uwagi na odmienne warunki górniczo-geologiczne, nie mogą być bezpośrednio zaadoptowane. Istnieje niewielka ilość pozycji literaturowych opisujących lub ewentualnie wskazujących, ile czasu pracy dyspozycyjnego (w procesie technologicznym eksploatacji) tracone jest z powodu awarii technicznych i górniczych. Autorzy chcąc lepiej rozpoznać problematykę, przeprowadzili w tym zakresie serię odpowiednich pomiarów. W czasie badań prowadzonych w ciągu 7 dni roboczych, zarejestrowano 386 postojów, z czego 48% spowodowane było awariami górniczymi (rys. 6a). Pozostałe 52% to awarie techniczne. Ilość poszczególnych awarii nie przekłada się bezpośrednio na czas ich trwania. Na rysunku 6b przedstawiono składowe dyspozycyjnego czasu pracy, który dla całego okresu badanego wynosił 136:30:00 h:min:s. Największe straty spowodowane były awariami górniczymi, wynosiły 40,62% czasu dyspozycyjnego, a techniczne 18,39%. Pozostałe straty spowodowane były czynnikami organizacyjnokonserwacyjnymi i wynosiły 12,28% dostępnego czasu. Kompleks pracował efektywnie przez 39:11:

7 h:min:s, co stanowi zaledwie 28,71% możliwego czasu pracy. Średni efektywny czas dla dni pomiarowych wynosił 5:35:51 h:min:s. 60:00 54:00 48:00 55:27:00 48:16:00 Czas, s [h:min] 42:00 36:00 30:00 24:00 18:00 12:00 6:00 0:00 Awarie górnicze Awarie techniczne (elektryczne) Awarie techniczne (odstawa) Awarie 11:11:00 Awarie techniczne techniczne 9:04:00 (mechaniczne) (hydrauliczne) 2:16:00 2:35:00 39:11: Efektywny czas pracy kompleksu Czas organizacyjno-konserwacyjny Rys. 6. Straty; a liczność awarii w efektywnym czasie pracy; b składowe dyspozycyjnego czasu pracy Źródło: Opracowanie własne Z przedstawionych wyników wyraźnie widać, iż poprawa efektywności nie zależy wyłącznie od organizacji pracy. Należy poszukiwać rozwiązań eliminujących awarie górnicze jak i techniczne. W przypadku ścian zautomatyzowanych przestoje związane z kompleksem ścianowym są rejestrowane po wysłaniu sygnału przez czujniki. Analizując częstość wystąpienia danego przestoju z rozbiciem na poszczególne czujniki, można opracować algorytmy przewidywania stanów przedawaryjnych. Dodatkowo porównując wystąpienia awarii górniczych z awariami technicznymi, można wykazać wpływ jednych na drugie Przykład poprawy efektywności przodka ścianowego po wyelimonowaniu awarii górniczej i technicznej Rozpatrywana ściana pracowała w trybie czterozmianowym z jedną zmianą konserwacyjną, gdzie czas dyspozycyjny ściany wynosił 19:30:00 h:min:s. Średnie wydobycie dobowe w okresie 6-ciu miesięcy wynosiło 6685 Mg/dobę, a średni efektywny czas pracy kompleksu wynosił 05:06:00 h:min:s. W analizach skupiono się na stratach z uwagi na opady skał stropowych do wyrobiska ścianowego oraz uszkodzeń elementu napędowego maszyny urabiającej jako najbardziej uciążliwych w likwidacji. Całkowita strata czasu dyspozycyjnego wynosiła prawie 74%, tab. 1. Składowe straty czasu wynoszącej 14:24 h:min przedstawiają się następująco: awarie górnicze, 7,7 %; awarie techniczne, 3,9%; organizacja pracy, inne awarie górnicze i techniczne, 88%. Wartości procentowe zostały wyliczone z średniego efektywnego czasu pracy kompleksu w rozpatrywanym czasie, w stosunku do średniego efektywnego czasu pracy ściany z wystąpieniem awarii górniczej (04:42:35 h:min:s) i technicznej (04:54:02 h:min:s). Strata czasowa na trzy zmiany eksploatacyjne wynosi odpowiednio 2:56:46 h:min:s i 1:30:19 h:min:s. Tabela 1. Straty efektywnego czasu pracy kompleksu ścianowego z uwagi na opad skał stropowych do wyrobiska ścianowego i uszkodzenia posuwu maszyny urabiającej Czas dyspozycyjny ściany [h/dobę] Strata czasu dyspozycyjnego [h/dobę] Strata czasu dyspozycyjnego [%] 19:30:00 14:24:00 73,84 Eliminacja z procesu eksploatacji awarii górniczych, zmniejszyłaby całkowitą stratę czasu dyspozycyjnego w dniach awaryjnych z 73,84% do 58,71%. Dla dni z awarią techniczną, zmniejszono by stratę 8968

8 o 22,84%, czyli do poziomu około 51%. Wielkość dodatkowego urobku, jaką można by urobić po wyeliminowaniu awarii: górniczej wynosi 3840 Mg/dobę; technicznej wynosi 1966 Mg/dobę. W ścianie w ciągu jej cyklu pracy wystąpiło 13 dni awaryjnych spowodowanych opadem skał stropowych, w ciągu których można było uzyskać dodatkowy urobek w ilości około 50 tys. Mg. Przestoje z powodu awarii technicznej odnotowano w ciągu 7 dni roboczych, w trakcie których można było uzyskać dodatkowy urobek w ilości około 13,7 tys. Mg. Podsumowanie Proces automatyzacji środowiska górniczego jest rzeczą naturalną i postępującą wraz z rozwojem technologicznym. Jego wprowadzenie do procesu urabiania nie tylko wpływa na poprawę komfortu pracy ale również pozwalana na poprawę efektywności pracy całego kompleksu ścianowego wraz z logistyką urobku. Przekłada się to na bardziej czyste oraz racjonalne wybieranie pokładów węgla. Pokłady cienkie od zawsze sprawiały problemy eksploatacyjne, związane z niskim stanem technologii oraz mniejszą opłacalnością eksploatacji. Wdrożenie systemów automatyzacji do przodków niskich ścian węglowych umożliwia ich bezpieczne i opłacalne wybieranie. Stosowane systemy sterowania bazują na wzajemnej współpracy sterowników połączonych w jedną macierz. Kontrola systemem może być realizowana z wyrobisk przyścianowych jak i ze stanowiska zabudowanego na powierzchni kopalni. Dołączone oprogramowanie kontrolne pozwala na monitorowanie pracy urządzeń wchodzących w skład kompleksu ścianowego oraz na zadawanie konkretnych parametrów pracy. Przeprowadzone badania polowe wykazały, że spora część czasu dyspozycyjnego przeznaczonego na urabianie, tracona jest na usunięcie awarii związanych z uszkodzeniem maszyny lub obwałem bądź zawałem skał stropowych. Oszacowano, że w badanym okresie czas, który wynosił 7 dni, zarejestrowana 386 postojów. Spowodowało to skrócenie dyspozycyjnego czasu pracy maszyny (19:30:00 h:min:s) o około 73,84 %. W oparciu o zaproponowany kierunek optymalizacji, przeprowadzono przykład poprawy efektywności pracy przodka ścianowego. Pokazano, że eliminacja awarii spowodowanych czynnikami górniczymi oraz technicznymi, pozwoliłaby na zmniejszenie całkowitej straty czasu dyspozycyjnego do poziomu około 58,71%. Zmniejszenie straty, a tym samym zwiększenie czasu efektywnego pracy maszyny, pozwoliło na zwiększenie wydobycia o 3840 Mg/dobę (przy wyeliminowaniu awarii górniczych) oraz o 1966 Mg/dobę (przy wyeliminowaniu awarii technicznych). Streszczenie W artykule zostały przedstawione systemy automatyzaji kompleksów ścianowych, stosowanych w polskich kopalniach węgla kamiennego. Na przykładzie kopalni Bogdanka, omówiono możliwości sterowania i monitoringu pracy poszczególnych urządzeń kompleksu ścianowego, których wdrożenie do technologii pozwala na obniżenie awaryjności maszyn oraz optymalizację efektywności pracy całego kompleksu, co pozytywnie wpływa na uzyskiwaną wydajność oraz bezpieczeństwo pracy. Nakreślono proces przekazywania informacji pomiędzy urzędzikami sterującymi i wizualizacyjnymi, a panelem odbiorczym w postaci centrum sterowania. Scharakteryzowano nowoczesne systemy sterowania wybranych firm, ze wskazaniem pełnionych przez nie funkcji w procesie sterowania kompleksem ścianowym. Na podstawie przeprowadzonych polowych badań, dokonano analizy wpływu zdarzeń losowych w postaci obwałów, zawałów oraz awarii technicznych na proces eksploatacji. Wskazano możliwość optymalizacji czasu efektywnego urabiania, poprzez prognozowanie możliwości wystąpienia obwałów lub zawałów skał stropowych, w oparciu o monitorowanie parametrów pracy kompleksu ścianowego. W oparciu o zaproponowany kierunek optymalizacji, dokonano liczbowego przedstawienia korzyści, wynikających z zmniejszenia czasu przestoju ściany na wskutek zaistnienia awarii. 8969

9 Słowa kluczowe: automatyzacja, strugi węglowe, systemy ścianowe, systemy sterowania, optymalizacja THE POTENTIAL IMPACT OF AUTOMATION ON LONGWALL FACES EFFICIENCY IM- PROVEMENT Abstract Longwall automatic systems which are applied in Polish coal mines are presented in the article. The possibility of controlling and work monitoring of individual longwall equipment was discussed with an example of The Bogdanka underground mine. The implementation of describe technology allows to reduce machine failure and optimization of the efficiency of the entire complex. This positively affects on the work safety and work efficiency. Moreover information transmission between control, visualization devices and the receiver panel which is describe as the control center was also presented. In the article, authors selected and characterized a few of the newest control systems from various companies. System s functions in the control of longwall process were also indicated. On the basis of field tests, authors analyzed the impact of random events in form of roof fall and cover caving on technical failures in the exploitation process. The time optimization throughout forecasting of the possibility of roof fall and cover caving according to parameters which are monitored during the longwall process were also included in the article. According to the optimization directions, authors made a numerical presentation of benefits which result from the wall downtime reducing during the failure. Keywords: automation, plow system, longwall system, control systems, optimization Literatura [1] Paschedag U.: Technologia strugowa - historia i dzisiejszy stan techniki. International Mining forum Nowe spojrzenie na technikę i technologię eksploatacji cienkich pokładów węgla kamiennego, 2011, s. 9 28, [2] Adamusiński M., Morawiec M., Jędruś T., Macierzyński D.: Nowoczesne rozwiązania systemów zasilania, sterowania i automatyzacji na przykładzie wysokowydajnego kompleksu strugowego w JSW S. A. KWK Zofiówka. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 7/2010, s [3] Elgór+Hansen: EH-SmartWall. [4] Chagowski M., Jędruś T., Lubryka J., Macierzyński D.: Systemy zasilania, sterowania i automatyzacji wysokowydajnych kompleksów strugowych przykład LW,,Bogdanka" S.A. International Mining forum - Nowe spojrzenie na technikę i technologię eksploatacji cienkich pokładów węgla kamiennego, 2011, s , [5] Kubaczka Cz., Zabój K., Witamborski Z.: Wdrożenie pierwszej, zautomatyzowanej ściany strugowej w Polsce. Strugowa eksploatacja węgla w KWK Zofiówka, Technika strugowa praktyka wdrażania. Praca zbiorowa pod redakcją Jerzego Kickiego i Artura Dyczko. Wydawnictwo Fundacji dla AGH, Kraków [6] Katalog informacyjny-ofertowy Caterpillar: Zautomatyzowany system strugowy GH1600, [7] Elgór+Hansen: EH-Vision. [8] Kubaczka Cz., Celmer M., Lubryka M.: Eksploatacja niskiego kompleksu ścianowego typu Mikrus w warunkach KWK Borynia Zofiówka Jastrzębie ruch Jas-Mos, Inżynieria Górnicza, 4/

10 [9] Dziura J.: Kompleks Mikrus nowa technologia wybierania pokładów niskich. Maszyny Górnicze, 3/2012. [10] Korzeniowski W., Herezy Ł., Krauze K., Rak Z., Skrzypkowski K.: Monitoring górotworu na podstawie analizy pracy sekcji obudowy zmechanizowanej. Wydawnictwo AGH, Kraków [11] Herezy Ł., Korzeniowski W., Ranosz R., Skrzypkowski K.: Analiza zależności konwergencji pionowej chodników przyścianowych od współczynnika przyrostu ciśnienia ξ określonego dla sekcji obudowy zmechanizowanej. Praca niepublikowana, Kraków [12] Hoyer D., Early warning of longwall roof cavities using LVA software. Coal operators conference, Australia,