URABIANIE KOMBAJNAMI CHODNIKOWYMI RAMIONOWYMI METODĄ FREZOWANIA. łukowa podatna ŁP lub mieszana

Transkrypt

1 KARTA SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO MECHANIZACJA TECHNOLOGIE PODSTAWOWE TECHNOLOGIE UDOSTĘPNIAJĄCE I PRZYGOTOWAWCZE - WYROBISKA KORYTARZOWE URABIANIE MECHANICZNE URABIANIE KOMBAJNAMI CHODNIKOWYMI RAMIONOWYMI METODĄ FREZOWANIA 1. WYRÓśNIKI SYSTEMU MASZYNY I URZĄDZENIA: kombajn chodnikowy ramionowy urabiający punktowo kombajn chodnikowy ramionowy urabiający liniowo system do drąŝenia chodników AVSA przenośnik taśmowy kolejka szynowa system sterowania system klimatyzacji samojezdna platforma robocza zmechanizowana obudowa tymczasowa przekrój poprzeczny wyrobiska 18,5 35,0 m 2 nachylenie podłuŝne do+20 0 długość chodnika od 100 m rodzaj obudowy łukowa podatna ŁP lub mieszana SYMBOL PUU2/S PPU2/S 2. SZKIC Instalacja odpylająca Przenośnik mostowy Kombajn AM 75 Ex Rys. 1 Kombajn chodnikowy ramionowy urabiający punktowo

2 Rys. 2 Kombajn chodnikowy ramionowy urabiający liniowo Rys. 3 System do drąŝenia chodników AVSA Rys. 4 Kombajn chodnikowy ramionowy urabiający punktowo z samojezdną platformą roboczą Rys. 5 Kombajn chodnikowy ramionowy urabiający punktowo z tymczasową obudową zmechanizowaną

3 3. OPIS TECHNOLOGII Charakterystyka stanu obecnego /w Polsce i za granicą/ Górnictwo polskie Obecnie ponad 92% wyrobisk korytarzowych w górnictwie polskim jest urabianych z wykorzystaniem technologii mechanicznych, głównie poprzez frezowanie z zastosowaniem kombajnów chodnikowych ramionowych urabiających punktowo. Urabianie mechaniczne przodków wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych ramionowych polega na oddziaływaniu przez narzędzia urabiające, zabudowane na organie urabiającym, zamocowanym na ramieniu, na caliznę skalną. ZłoŜony ruch obrotowy i postępowy organu powoduje urabianie przez frezowanie. Narzędzia urabiające, najczęściej noŝe styczno-obrotowe, odspajają urobek od calizny, który spada na stół załadowczy usytuowany w przedniej części kombajnu. Na stole załadowczym urobek ładowany jest równocześnie z procesem urabiania przez elementy załadowcze na podawarkę, zabudowaną najczęściej w osi kombajnu, którą jest transportowany w tył maszyny. Z podawarki urobek przesypywany jest w zaleŝności od wyposaŝenia na krótki przenośnik mostowy taśmowy lub zgrzebłowy, podwieszony pod wysypem podawarki i najczęściej na szynie zamocowanej pod stropem w osi przenośnika taśmowego lub sporadycznie urobek z podawarki wysypywany jest bezpośrednio na krótki przenośnik zgrzebłowy zabudowany pod ociosem wyrobiska. Dalej urobek jest przesypywany na przenośnik taśmowy i transportowany do wysypu na środek transportu oddziałowego. Po urobieniu przodka i odsłonięciu stropu na odległość dopuszczoną przepisami następuje zabudowa odsłoniętej części przodka najczęściej obudową stalową łukowa podatną ŁP. Zabudowa jest wykonywana ręcznie, z wykorzystaniem ramienia kombajnu z podnośnikiem stropnic i alternatywnie podestem roboczym. W przypadku innego typu obudowy proces jej stawiania realizowany jest zazwyczaj ręcznie. Wentylacja w przodku jest wymuszona ssąca, tłocząca lub ssąco-tłocząca z zastosowaniem lutniociągów sztywnych i/lub elastycznych oraz wentylatorów osiowych. Podczas urabiania zazwyczaj przestrzeń pomiędzy organem urabiającym a pulpitem operatora jest oczyszczana z wytwarzanego podczas urabiania pyłu przez odpylacze. Transport materiałów do przodka realizowany jest ręcznie lub z wykorzystaniem transportu szynowego podwieszanego względnie szynowego torowego kołowego lub naspągowego. Przewóz ludzi moŝe być realizowany z wykorzystaniem transportu szynowego podwieszanego, szynowego torowego lub naspągowego i osobowych zestawów transportowych, napędzanych jak wyŝej, lokomotywami lub kołowrotami. W przypadku występowania w przekroju poprzecznym przodka twardych formacji skalnych, urabianie mechaniczne przodków wyrobisk korytarzowych z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych ramionowych połączone jest ze strzelaniem rozluzowywującym MW. Polega ono na wierceniu otworów strzałowych w warstwie skały płonnej wiertarkami ręcznymi według zadanej metryki (alternatywnie z wykorzystaniem wiertniczego urządzenia kombajnowego z wiertarką udarową hydrauliczną zabudowanego na ramieniu kombajnu), ładowaniu MW, strzelaniu wstrząsowym, rozluzowywującym a następnie oddziaływaniu przez narzędzia urabiające, zabudowane na organie urabiającym, zamocowanym na ramieniu, na caliznę skalną. W przypadku wystąpienia dogodnych warunków stropowych, zabudowa wyrobiska moŝe być kotwowa lub mieszana, z wykorzystaniem obudowy kotwowej. Przyspiesza to i zmniejsza koszty operacji zabudowy wyrobiska. Po urobieniu przodka i odsłonięciu stropu na odległość dopuszczoną przepisami następuje zabudowa odsłoniętej części przodka. W pierwszej fazie wiercone są, zazwyczaj z wykorzystaniem wiertarko-kotwiarek zabudowanych na ramieniu kombajnu, otwory w stropie i ociosach, w których zakładana jest obudowa kotwowa. JeŜeli warunki stropowe są bardzo dogodne, jest ona obudową ostateczną, jednak najczęściej w drugiej fazie stawiana jest

4 obudowa stalowa łukowa podatna ŁP. Alternatywnie kolejność obudowy moŝe być odwrócona w pierwszej kolejności obudowa łukowa ŁP a następnie dokatwianie kotwami. Zabudowa jest wykonywana ręcznie, z wykorzystaniem ramienia kombajnu z podnośnikiem stropnic i alternatywnie podestem roboczym W polskim górnictwie węglowym stosowane są obecnie trzy typy kombajnów chodnikowych ramionowych urabiających punktowo lekkie, średnie i cięŝkie. Najbardziej liczną grupą stosowaną w polskich kopalniach są kombajny lekkie typu AM-50, R-100, R-130 produkowane przez ZNPW REMAG Katowice. Stanowią one, według danych na koniec 2006 roku, grupę ponad 70% wszystkich uŝytkowanych kombajnów. Sporadycznie wykorzystywane są kombajny cięŝkie. Na dzień dzisiejszy w ruchu są tylko dwie tego typu maszyny. Pozostałe kombajny to kombajny średnie, które produkowane są głównie przez firmę Sandvik Voest Alpine Bergtechnik GmbH. Wszystkie te kombajny wyposaŝone są we frezujące organy urabiające poprzeczne, na których mocowane są standardowe narzędzia skrawające noŝe styczne obrotowe. Na kombajnie zabudowywane są zazwyczaj odpylacze w wersji suchej do usuwania ze strefy urabiania generowanego pyłu. Dodatkowo na kombajnie zamontowane są, dla zwalczania zapylenia i ograniczenia niebezpieczeństwa powstania iskry podczas urabiania, systemy zraszania. Systemy te mogą być stosowane jako wewnętrzne, zabudowywane bezpośrednio na organie urabiającym, lub zewnętrzne zabudowane na ramieniu w bezpośredniej bliskości organu urabiającego. Systemy te mogą występować samodzielnie jednak zazwyczaj są ze sobą połączone. Najczęstsze rozwiązanie to zraszanie wewnętrzne sektorowe + zraszanie zewnętrzne wodne tzw. kurtyna wodna. W obecnie stosowanych kombajnach nie wykorzystuje się na większą skalę systemów do automatycznego lub zdalnego ich sterowania, jak równieŝ narzędzi i uchwytów najnowszej generacji, pozwalających na zwiększenie bezpieczeństwa i efektywności pracy tych maszyn. Ten system urabiania jest stosowany głównie przy drąŝeniu chodników węglowych i kamiennowęglowych, bardzo rzadko kamiennych, w których zalegają skały o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie nie przekraczającej MPa, sporadycznie 120 MPa. Przekrój poprzeczny wyrobiska wynosi od 15,0 22,5 m 2, jego nachylenie podłuŝne moŝe wynosić od do a postęp dobowy, w zaleŝności od własności fizykomechanicznych skał, moŝe wynosić od 0,5 do 16,5 m/dobę. Największym ograniczeniem w zastosowaniu tych kombajnów jest zwięzłość skały i zwiększone zuŝycie, wraz ze wzrostem parametrów fizykomechanicznych urabianej skały, narzędzi skrawających. Niejednokrotnie jest to nawet 0,1 do 0,5 sztuki na jeden metr sześcienny urobku. W polskich kopalniach węgla kamiennego nie stosuje się obecnie innych kombajnów chodnikowych urabiających skałę metodą frezowania. Były prowadzone próby w latach 80-tych z kombajnami chodnikowymi ramionowymi urabiającymi liniowo, tzw. continues minerami w kopalni Ziemowit, lecz nie zostały one uwieńczone powodzeniem, głównie ze względu na panujące w wyrobisku niekorzystne warunki stropowe. Stosowane są natomiast kombajny chodnikowe ramionowe urabiające punktowo średnie i cięŝkie w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. Są to kombajny typu AM 85 i AM 105 produkowane przez firmę Sandvik Voest Alpine Bergtechnik GmbH. Wykorzystywane są tam do drąŝenia wyrobisk udostępniających oraz eksploatacji soli kamiennej. Kombajny te, poza standardowymi systemami do zwalczania zapylenia typu odpylacze suche, wyposaŝone są ponadto w klimatyzowane kabiny operatora. Górnictwo światowe W górnictwie światowym do drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych w skałach zwięzłych równieŝ wykorzystywane są w bardzo duŝym stopniu kombajny chodnikowe ramionowe urabiające punktowo nowej generacji, głównie typu średniego (rysunek 1) oraz cięŝkiego, rzadziej lekkiego. Metoda urabiania i technologia pracy wykorzystana w kombajnach nowej generacji jest analogiczna jak w obecnie stosowanych w polskich kopalniach, tzn. zastosowane

5 narzędzia urabiające, najczęściej noŝe styczno-obrotowe, odspajają przez frezowanie urobek od calizny, który spada na stół załadowczy usytuowany w przedniej części kombajnu. RóŜnica polega na zastosowaniu do zbrojenia organu urabiającego nowej konstrukcji narzędzi wykonanych z wysokiej klasy materiałów, odpornych na zuŝycie oraz na nowej konstrukcji elementu bezpośrednio odpowiedzialnego za urabianie słupka z węglika spiekanego (np. węgliki typu grzybkowego lub kapeluszowego). Tego typu narzędzia, wykorzystujące tzw. węgliki trójwarstwowe gruboziarniste, stosowane na organach kombajnów firmy Sandvik Voest Alpine Bergtechnik GmbH, są o ponad trzy razy trwalsze od standardowych narzędzi. Obecnie trwają równieŝ prace nad nowymi rozwiązaniami narzędzi skrawających, róŝniących się od stosowanych noŝy styczno-obrotowych. W ośrodkach badawczych w USA (Colorado School of Mines) opracowano prototypowe rozwiązanie organu urabiającego wyposaŝonego w minidyski, podobne prace prowadzone są równieŝ w Polsce (AGH Kraków) nad zastosowaniem mini narzędzi dyskowych oraz narzędzi specjalnych i uchwytów. Ponadto nowoczesne kombajny pracujące w górnictwie światowym wyposaŝone zostały w systemy automatycznego monitoringu pobieranej mocy organu urabiającego, kontroli drgań elementów maszyny, temperatury itp. W połączeniu z systemem komunikacji z pracownikiem nadzoru oraz wideomonitoringiem, ten system powinien w znacznym stopniu przyczynia się do zmniejszenia awaryjności kombajnu (jest elementem bezpieczeństwa i ochrona przed przeciąŝeniem maszyny) oraz zwiększenia efektywności jego pracy (większa wydajność lub moŝliwość urabiania skał o większej wytrzymałości). JuŜ obecnie podejmowane są próby tego typu systemów w kombajnach firmy Sandvik Voest Alpine GmbH Bergtechnik typu ATM ICUTROC, stosowanych do drąŝenia wyrobisk tunelowych. Uzyskano zadowalające rezultaty podczas drąŝenia tuneli w skałach o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie nawet powyŝej 150 MPa. Bardzo korzystnym jest zastosowanie w nowoczesnych rozwiązaniach chodnikowych kombajnów ramionowych systemów do automatycznej kontroli profilu urabiania oraz układu zdalnego sterowania (przewodowego lub radiowego) i klimatyzowanej kabiny operatora. W powiązaniu z systemem sterowania kierunkowego tzw. nawigacją, pozwala to na bardzo dokładne wydrąŝenie profilu wyrobiska w zadanym kierunku, umozliwiając bardzo dobrą współpracę obudowy wyrobiska z górotworem a tym zwiększając jej trwałość. Ponadto zdalne sterowanie i klimatyzacja kabiny operatora zabezpieczają pracowników obsługi przed zagroŝeniami temperaturowymi, pyłowymi oraz wyrzutami gazu i wody. Dodatkowo na nowoczesnym kombajnie zamontowane są systemy odpylania i systemy zraszania. Do odpylania wykorzystywane są zazwyczaj odpylacze suche, stosowane juŝ w polskim górnictwie. Natomiast jako systemy zraszania mogą być stosowane systemy wewnętrzne, zabudowywane bezpośrednio na organie urabiającym, lub zewnętrzne zabudowane na ramieniu w bezpośredniej bliskości organu urabiającego. Systemy te mogą występować samodzielnie lub mogą być ze sobą połączone. Najkorzystniejsze preferowane rozwiązanie to, podobnie jak w polskim górnictwie, zraszanie wewnętrzne sektorowe + zraszanie zewnętrzne wodne tzw. kurtyna wodna np. system Jet Rohr lub HQ2, opracowany i stosowany w kombajnach firmy Sandvik Voest Alpine Bergtechnik GmbH. Ten system urabiania jest stosowany głównie przy drąŝeniu chodników węglowych, kamiennowęglowych i kamiennych oraz wyrobisk tunelowych, w których zalegają skały o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie w granicach MPa, a w przypadku kombajnów cięŝkich nawet sporadycznie powyŝej150 MPa. Przekrój poprzeczny wyrobiska wynosi od 18,5 35,0 m 2, jego nachylenie podłuŝne moŝe wynosić od do a postęp dobowy, w zaleŝności od własności fizykomechanicznych skał, moŝe wynosić od 5,5 do 22,5 m/dobę. W światowym górnictwie węglowym, głównie w kopalniach amerykańskich, australijskich oraz RPA, stosowane są natomiast do prac przygotowawczych i udostępniających, podczas drąŝenia wyrobisk korytarzowych oraz równieŝ podczas prac eksploatacyjnych inne rodzaje kombajnów chodnikowych urabiających przez frezowanie. Są to kombajny ramionowe urabiające liniowo tzw Continues Minery (rysunek 2), produkowane głównie przez firmę Joy i Sandvik Voest Alpine

6 Bergtechnik GmbH. Kombajny te wykonują wyrobiska o przekroju prostokątnym, na całą szerokość organu urabiającego. Zastosowanie tego typu kombajnów jest uzaleŝnione od warunków stropowych, gdyŝ do zabezpieczenia wyrobiska wykorzystywana jest obudowa kotwowa. Nowoczesne kombajny wyposaŝone są w systemy automatycznych wiertarko-kotwiarek stropowych i ociosowych oraz układ do transportu i podtrzymywania siatek opinkowych. UmoŜliwia to równoległe urabianie i zabudowę wyrobiska, znacznie zwiększając postęp drąŝenia. Na podstawie danych z kopalń zagranicznych moŝna podać, Ŝe przy drąŝeniu chodników węglowych o szerokości od 3200 do 5300 mm i wysokości od 2500 do 3500 mm, uzyskiwano postęp drąŝenia nawet do ponad 100 na dobę. Natomiast wykorzystując te maszyny do prac eksploatacyjnych uzyskiwano dobowe wydajności wydobycia dochodzące do kilku tysięcy ton. Niestety zastosowanie tych kombajnów przy drąŝeniu wyrobisk w skałach bardziej zwięzłych dość znacznie ogranicza postęp. Dlatego dla polskiego górnictwa węglowego tego typu kombajny moŝna zastosować co najwyŝej podczas wybierania resztek węgla kamiennego systemami ubierkowymi lub filarowo-komorowymi. Do drąŝenia wyrobisk korytarzowych, głównie przygotowawczych, w skałach zwięzłych stosowany jest w górnictwie światowym, przede wszystkim niemieckim, system do drąŝenia chodników AVSA, produkowany przez firmę Sandvik Voest Alpine Bergtechnik GmbH (rysunek 3). Jest to rozwiązanie łączące zalety klasycznych kombajnów ramionowych urabiających punktowo oraz urabiających liniowo, pozwalające na równoczesne urabianie czoła przodka organem frezującym oraz zabezpieczanie wyrobiska przez kotwienie stropu i ociosów za pomocą zainstalowanych na maszynie urządzeń wiercąco-kotwiących. Zainstalowana moc organu urabiającego 270 kw, mikroprocesorowy system sterowania ruchem organu urabiającego i kontroli profilu urabiania oraz sterowania pracą maszyny, pozwalający na całkowite zautomatyzowanie cyklu skrawania, umoŝliwiają drąŝenie chodników o dowolnym profilu (np. zbliŝonym do ŁP) w skałach o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie w granicach MPa, z postępami dobowymi dochodzącymi do 14 metrów. W przypadku klasycznych kombajnów chodnikowych ramionowych urabiających punktowo, poza wytrzymałością skrawanych skał, czynnikiem ograniczającym postęp drąŝenia była takŝe cykliczność operacji urabiania i zabudowy wyrobiska. Niejednokrotnie czas trwania operacji zabudowy był dłuŝszy niŝ operacji urabiania. Dlatego prowadzone są prace nad współpracą kombajnu ramionowego z samojezdną platformą roboczą do transportu, montaŝu i zakładania obudowy chodnikowej wykonywanej z łuków podatnych typu ŁP. Dla prezentowanego systemu (rysunek 4) zabudowa jest wykonywana w sposób całkowicie odmienny od obecnie wykorzystywanych. Zabudowa wyrobiska realizowana jest przy pomocy podwieszanych, samojezdnych i zmechanizowanych platform roboczych do zakładania obudowy, które są produkowane przez np. niemieckie firmy GTA Bergbautechnik, Klöckner-Becorit GmbH, lub Deilmann Haniel GmbH. Platforma robocza przemieszcza się po podwieszonym po stropem torowisku jedno lub dwuszynowym. Długość torowiska nie powinna przekraczać m i powinno ono być sukcesywnie przedłuŝane tak aby było ono oddalone nie dalej od czoła przodka niŝ 4 6m. Pozwoli to na przemieszczanie do czoła przodka za pomocą platformy elementów obudowy, transportowanych z wykorzystaniem dostępnych środków bezpośrednio za kombajn chodnikowy. Platforma posiada własny napęd, najkorzystniej hydrauliczny. Na platformie zabudowany jest hydrauliczny manipulator, z wysięgnikiem na którym montowane są elementy obudowy. Elementy łuków stropnicowych, rozpór oraz siatki wykładzinowej montowane są na opuszczonym wysięgniku platformy za kombajnem, w czasie urabiania przodka. Konstrukcja wysięgnika pozwala na jednoczesny montaŝ do trzech odrzwi obudowy. Po zakończeniu urabiania platforma z zamontowanymi elementami łuków stropnicowych oraz pozostałymi elementami obudowy umieszczonymi na podeście platformy przemieszcza się do czoła przodka. W czasie przejazdu nad kombajnem podnoszony jest podest platformy wraz z wysięgnikiem. Po dojechaniu do przodka wysięgnik jest ustawiany w odpowiedniej pozycji pod odsłoniętym stropem

7 wyrobiska, a następnie zakładane są zamki, dobudowywane są nogi ociosowe obudowy i pozostałe elementy obudowy. Wykonane nowe odrzwia obudowy są łączone z juŝ istniejącymi. W razie konieczności obudowa stalowa podatna łukowa moŝe być za kombajnem chodnikowym dodatkowo przykotwiana z wykorzystaniem wiertarek ręcznych i kotwiarek lub wozów wiercących i kotwiarek, względnie moŝe być na obudowę stalową, dla jej uszczelnienia i wzmocnienia, natryskiwana warstwa zaprawy betonowej za pomocą torkretownic ręcznych względnie mechanicznych. Postęp dobowy, w zaleŝności od własności fizykomechanicznych skał, moŝe wynosić od 10,0 do 25,0 m/dobę. Rozwiązaniem, mogącym jeszcze bardziej przyspieszyć proces drąŝenia wyrobisk korytarzowych, ułatwić pracę i zwiększyć bezpieczeństwo załogi w przodku, jest zastosowanie tymczasowej, zmechanizowanej obudowy chodnikowej. Do tej pory jedynie dwie firmy, amerykańska firma AEC Incorporated i niemiecka firma Westfalia Lünen zaproponowały konstrukcje zmechanizowanej hydraulicznej chodnikowej obudowy osłonowej, mogącej współpracować z kombajnem chodnikowym ramionowym urabiającym punktowo. W rozwiązaniu tym (rysunek 5) maszyna urabiająca znajduje się pod tymczasową, hydrauliczną, zmechanizowana obudową, zabezpieczającą wyrobisko podczas urabiania i przemieszczającą się z postępem przodka. Nie jest ona z tą obudową w Ŝaden sposób powiązana, jest całkowicie niezaleŝna. Za obudową tymczasową realizowany jest, równolegle z procesem urabiania, proces montaŝu i zakładania obudowy chodnikowej. Dotychczas opracowane rozwiązania współpracowały z kombajnem ramionowym przy drąŝeniu konkretnego przekroju wyrobiska korytarzowego. Pozwalały na uzyskanie postępu dobowego dochodzącego do 22 metrów. Nie posiadały one układów sterowania i zasilania, pozwalającego na automatyczne zasilanie i sterowanie pracą obudowy tymczasowej. Na dzień dzisiejszy takie rozwiązania nie są stosowane w górnictwie światowym. Scenariusz rozwoju mechanizacji do roku 2020, w tym: Ewolucja od stanu obecnego do docelowego Na podstawie opisanych powyŝej technologii mechanizacyjnych z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie, moŝna stwierdzić co następuje: Obecnie w polskim górnictwie, a w szczególności w górnictwie węgla kamiennego, stosowane są bardzo powszechnie kombajny chodnikowe ramionowe urabiające punktowo typu lekkiego i średniego. Powodem tego są przede wszystkim warunki górniczo-geologiczne panujące w polskich kopalniach oraz względy ekonomiczne. Kombajny te zapewniają uzyskanie wystarczających postępów dobowych przy drąŝeniu chodników w formacjach skalnych o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie nie przekraczającej 100 MPa. Efektywność ta spada wraz ze wzrostem wytrzymałości urabianej calizny skalnej. WiąŜe się to równieŝ ze stosowanymi na organach urabiających narzędziami skrawającymi przede wszystkim noŝami stycznoobrotowymi i ich zwiększonym zuŝyciem. Kombajny te posiadają podstawowe urządzenia oraz systemy pozwalające na ograniczenie zagroŝeń pyłowych i wybuchowych, natomiast nie dysponują układami umoŝliwiającymi automatyczne i zdalne sterowanie pracą maszyny, systemami automatycznego monitoringu stanu maszyny, układu do kontroli profilu drąŝonego wyrobiska oraz klimatyzowanymi kabinami operatorów. Większość tych układów lub systemów jest juŝ w mniejszym lub większym stopniu wprowadzana i stosowana w rozwiązaniach konstrukcyjnych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających punktowo, produkowanych przez przodujące w tym obszarze firmy zagraniczne. NaleŜy liczyć się z tym, Ŝe dodatkowo moŝna jeszcze kombajny tego typu wyposaŝyć w systemy pozwalające na całkowite zdalne sterowanie pracą maszyny z powierzchni i łączność podziemną, jak równieŝ wykorzystanie do kontroli kierunku drąŝenia technologii GPS lub alternatywnej dla określenia pozycji kombajnu. Obecnie stosowane narzędzia skrawające, pomimo juŝ wysoko zaawansowanych technologii, mogą

8 nie w pełni spełniać oczekiwania podczas urabiania skał bardzo zwięzłych, dlatego naleŝy takŝe liczyć się z koniecznością opracowania, wykonania i zastosowania nowych rozwiązań narzędzi urabiających, wykorzystujących nowe, niekonwencjonalne techniki urabiania. Dla kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających punktowo, naleŝy rozwaŝyć moŝliwość opracowania, wykonania i zastosowania do współpracy z nimi samojezdnych platform roboczych do zakładania obudowy chodnikowej, jak równieŝ tymczasowych, zmechanizowanych, hydraulicznych obudów chodnikowych. W przypadku kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających liniowo, moŝna stwierdzić, Ŝe zastosowanie tych maszyn do bezpośredniego drąŝenia wyrobisk korytarzowych nie powinna wchodzić w rachubę (mała zwięzłość urabianej calizny, profil prostokątny wyrobiska, wymagane dobre warunki stropowe). NaleŜy jednak rozwaŝyć moŝliwość zastosowania tego typu maszyn do wybierania resztek węglowych np. w systemie filarowo-komorowym. Natomiast jako alternatywę dla wyrobisk drąŝonych obecnie w obudowie kotwowej lub mieszanej kotwowej i stalowej, łukowej naleŝy rozwaŝyć zastosowanie systemu do drąŝenia chodników AVSA. Jest to technika pozwalająca na zintensyfikowanie procesu drąŝenia przez jednoczesną moŝliwość urabiania i zabudowy wyrobiska. Biorąc pod uwagę poniŝej przedstawione uwagi: bardzo duŝą popularność w polskim górnictwie węglowym kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających caliznę skalną przez frezowanie, duŝe doświadczenie polskich pracowników wynikające z eksploatacji tych maszyn, duŝą manewrowość i mobilność maszyny urabiającej, moŝliwość pracy ww. kombajnów w róŝnorodnych warunkach górniczo-geologicznych, osiągane w wielu przypadkach dobre wyniki eksploatacyjne, konieczność wykonania w niedalekiej przyszłości w krótkim czasie duŝej liczby wyrobisk korytarzowych w trudnych warunkach górniczo-geologicznych i o duŝym przekroju poprzecznym, spadek efektywności urabiania wraz ze wzrostem zwięzłości urabianej calizny skalnej, związany głownie ze zuŝywaniem się narzędzi urabiających. naleŝy spodziewać się, Ŝe w najbliŝszym czasie będzie wprowadzany szereg zmian w konstrukcji i technologii pracy kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających caliznę skalną przez frezowanie. Zwiększy się liczba stosowanych kombajnów chodnikowych ramionowych urabiających punktowo typu średniego i cięŝkiego. W wielu przypadkach prace te będą oparte na doświadczeniach i wynikach uzyskanych przez firmy zagraniczne. Dotyczyć to będzie głównie opracowania systemów zdalnego sterowania pracą kombajnu, zdalnego operowania maszyną z powierzchni oraz łączności z nią z dowolnego miejsca dla monitorowania i kontroli jej stanu technicznego, sterowania kierunkiem drąŝenia wyrobiska z wykorzystaniem technologii GPS lub alternatywnej, systemu monitoringu i komunikacji dla automatycznej kontroli pobieranej mocy organu urabiającego, drgań elementów maszyny, temperatury, układu do kontroli profilu drąŝonego wyrobiska jak teŝ układów do bezinwazyjnego określania rodzaju i własności skał oraz występowania zagroŝeń wyrzutu gazu i wody na wybiegu wyrobiska typu georadary. Natomiast wykorzystując doświadczenia rodzimych producentów i uŝytkowników kombajnów chodnikowych, ramionowych, jak teŝ wyniki prac badawczych prowadzonych w polskich ośrodkach naukowych, powinny zostać przeprowadzone opracowania oraz wykonanie konstrukcji kabiny operatora wyposaŝonej w klimatyzację i przystosowanej do pracy w warunkach występowania tąpań. Ponadto naleŝy rozwinąć koncepcje nowych rozwiązań narzędzi urabiających takich jak narzędzia koronowe, mininarzędzia dyskowe niesymetryczne, rozwiązania smarowanych uchwytów noŝowych dla opracowania nowych technik urabiania i organów do wykorzystania przy urabianiu skał zwięzłych i bardzo zwięzłych. Przy opracowywaniu układów do sterowania pracą

9 maszyny i kontroli stanu technicznego oraz układu do kontroli profilu drąŝonego wyrobiska naleŝy równieŝ wykorzystać doświadczenia ze stosowania sieci neuronowych. W przypadku kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających punktowo, dla zwiększenie ich efektywności, opracowane zostaną, wykonane i zastosowane w pierwszej kolejności samojezdne platformy robocze dla transportu i montaŝu obudowy chodnikowej, a następnie tymczasowe, zmechanizowane hydrauliczne obudowy chodnikowe. O ile w przypadku platform moŝna będzie skorzystać z doświadczeń niemieckich, względnie zakupić gotowe rozwiązania techniczne u producentów zachodnich, to do opracowania konstrukcji obudowy tymczasowej naleŝy przystąpić od podstaw. Nie przewiduje się natomiast w najbliŝszym czasie wprowadzania zmian konstrukcyjnych i rozwoju technicznego w zakresie kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających liniowo oraz systemów do drąŝenia chodników typu AVSA. NaleŜy jednak, ze względu na osiągane przez te maszyny bardzo dobre wyniki produkcyjne, rozwaŝyć moŝliwości wykorzystania tych maszyn w warunkach polskich kopalń węgla i opracowania dla nich specjalnych technologii dla drąŝenia wyrobisk korytarzowych w obudowie kotwowej (system AVSA) oraz eksploatacji resztek węglowych systemem filarowo-komorowym (kombajny ramionowe urabiające liniowo Continues Miner). W przypadku systemu AVSA, ze względu na ograniczenia warunków stropowych panujących w polskich kopalniach węglowych, wymagane moŝe być opracowanie rozwiązania zespołu pozwalającego na zakładanie zarówno obudowy z łuków stalowych podatnych typu ŁP, jak teŝ obudowy kotwowej PoniŜej przedstawiono proponowane działania oraz etapy i kierunki prac związanych z rozwojem techniki mechanizacyjnej z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających caliznę skalną przez frezowanie W zakresie techniki mechanizacyjnej z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających caliznę skalną przez frezowanie naleŝy oczekiwać działań, które będą obejmowały: a1. zastosowanie systemów zdalnego sterowania pracą kombajnu, a2. zastosowanie układu do kontroli profilu drąŝonego wyrobiska, a3. zastosowanie systemu monitoringu i komunikacji dla automatycznej kontroli stanu technicznego maszyny, a4. opracowanie i wprowadzenie nowej generacji narzędzi urabiających oraz uchwytów smarowanych, a5. opracowanie i wprowadzenie organów urabiających wykorzystujących nową technikę urabiania, a6. zastosowanie klimatyzowanej kabiny operatora, przystosowanej do pracy w pokładach tąpiących, a7. zastosowanie układów bezinwazyjnego określania rodzaju i własności skał oraz występowania zagroŝeń wyrzutu gazu i wody na wybiegu wyrobiska a8. zastosowanie układów sterowania zintegrowanych z systemem GPS, a9. zastosowanie układów zdalnego operowania maszyną z powierzchni oraz łączności z nią z dowolnego miejsca dla monitorowania i kontroli jej stanu technicznego, a10. opracowanie i wprowadzenie samojezdnej platformy roboczej dla transportu i montaŝu obudowy chodnikowej, a11. opracowanie i wprowadzenie tymczasowej, zmechanizowanej hydraulicznej obudowy chodnikowej.

10 Natomiast w rozwoju technologii mechanizacyjnej z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych, ramionowych urabiających caliznę skalną przez frezowanie przewiduje się następujące etapy: A1. wprowadzenie systemów do zdalnego sterowania i monitoringu pracy kombajnu oraz układów do kontroli profilu drąŝonego wyrobiska, A2. opracowanie i przeprowadzenie badań podstawowych nowych narzędzi urabiających, opracowanie i wykonanie konstrukcji organów urabiających wykorzystujących nowe rozwiązania narzędzi urabiających i technik urabiania, A3. przeprowadzenie badań i analiz nad moŝliwością zastosowania do eksploatacji resztek kombajnów chodnikowych urabiających liniowo, A4. przeprowadzenie badań i analiz nad moŝliwością zastosowania systemu do drąŝenia chodników AVSA dla warunków polskich kopalń węgla, A5. opracowanie technologii eksploatacji resztek węglowych z zastosowaniem kombajnów chodnikowych urabiających liniowo A6. opracowanie technologii eksploatacji resztek węglowych z zastosowaniem kombajnów chodnikowych urabiających liniowo, A7. przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej, pozyskanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych i uŝytkowanie systemu do drąŝenia chodników AVSA, A8. przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej, pozyskanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych i uŝytkowanie do eksploatacji resztek węglowych kombajnów chodnikowych urabiających liniowo, A9. opracowanie konstrukcji i produkcja samojezdnej platformy roboczej dla transportu i montaŝu obudowy chodnikowej, A10. opracowanie konstrukcji i produkcja tymczasowej, zmechanizowanej hydraulicznej obudowy chodnikowej A11. wprowadzenie układów bezzałogowej obsługi maszyny w przodku oraz łączności z nią z dowolnego miejsca dla monitorowania i kontroli jej stanu technicznego, A12. opracowanie technologii pracy kompleksów kombajnowych chodnikowych wykorzystujących samojezdne platformy robocze i tymczasowe, zmechanizowane hydrauliczne obudowy chodnikowe, A13. przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej kompleksów kombajnowych chodnikowych, A14. wprowadzenie sieci neuronowych do systemu sterowania i kontroli pracą kompleksów kombajnowych chodnikowych, A15. pozyskanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych kompleksów kombajnowych chodnikowych, A16. uŝytkowanie kompleksów kombajnowych chodnikowych. Działania związane z rozwojem techniki mechanizacyjnej w zakresie drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych pełnoprzekrojowych typu TBM oraz kombajnów o zmiennej geometrii głowicy przedstawiono w tabeli 1. Etapy związane z rozwojem technologii mechanizacyjnej w zakresie drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych pełnoprzekrojowych typu TBM oraz kombajnów o zmiennej geometrii głowicy przedstawiono w tabeli 2.

11 Tabela 1 Lata a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11 Lata A1 A2 A3 A4 A9 A5 A6 A10 A12 UWAGA Oznaczenia w tabeli odpowiadają stosowanym w tekście. A13 A11 A14 A7 A8 A15 A16 Tabela 2

12 Czynniki warunkujące rozwój, tj.: Zasoby Na podstawie informacji uzyskanych o zaleganiu i zasobach bilansowych i przemysłowych węgla kamiennego według stanu na koniec 2006 roku moŝna stwierdzić, Ŝe ze względu na wyczerpywanie się zasobów przemysłowych i konieczność udostepienia nowych pól eksploatacyjnych w najbliŝszych latach, wymagane będzie wykonanie duŝej liczby wyrobisk korytarzowych udostępniających, a w dalszej kolejności przygotowawczych. W warunkach polskich kopalń węgla kamiennego zastosowanie tego typu maszyn przy udostępnianiu nowego złoŝa jest bardzo popularne. Będzie to czynnikiem stymulującym rozwój tej technologii drąŝenia wyrobisk korytarzowych. Warunki górniczo-geologiczne Wpływ warunków górniczo-geologicznych na rozwój technologii mechanizacyjnej z wykorzystaniem kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie jest bardzo duŝy. Przede wszystkim naleŝy brać pod uwagę własności fizykomechaniczne skał, w jakich mają być drąŝone wyrobiska korytarzowe. Poza takimi parametrami jak zwięzłość i wytrzymałość skały na jednoosiowe ściskanie, istotnym jest takŝe kliwaŝ ośrodka skalnego. DuŜa zwięzłość i wytrzymałość skały na jednoosiowe ściskanie ma wpływ na zwiększenie zuŝycia narzędzi urabiających, a tym samym zmniejszenie postępów drąŝenia. Jednak nie zawsze są to parametry decydujące. MoŜna uzyskać dobre wyniki produkcyjne takŝe podczas urabiania skał zwięzłych, jednak o strukturze uwarstwionej, popękanej. Dlatego naleŝy zwracać uwagę na szczegółowe określenie struktury urabianego ośrodka skalnego, co będzie się wiązało ze skutecznością wprowadzanej technologii mechanizacyjnej. Na podstawie doświadczeń z eksploatacji kombajnów chodnikowych ramionowych moŝna twierdzić, Ŝe efektywne jest ich stosowanie w przypadku skał o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie do 150 MPa. Natomiast zastosowanie nowej generacji narzędzi i organów urabiających moŝe podnieść tę granicę nawet do MPa. ZagroŜenia W przypadku stosowania do drąŝenia wyrobisk korytarzowych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie, moŝe występować wpływ zagroŝeń na ich pracę. NaleŜy brać tu pod uwagę głównie zagroŝenia spowodowane wyrzutami gazu lub wody. Dlatego w obecnie stosowanych maszynach instalowane są wiertnice dla wykonywania otworów wyprzedzających, których zadaniem jest zbadanie górotworu na odległość od 10 do 25 metrów przed głowicą urabiającą. W nowych rozwiązaniach kombajnów zaproponowano zastosowanie układów do bezinwazyjnego określania rodzaju i własności skał oraz występowania zagroŝeń wyrzutu gazu i wody na wybiegu wyrobiska typu georadary. Metoda ta uprości i przyspieszy prace związane z wykrywaniem ewentualnych zagroŝeń. NaleŜy teŝ liczyć się z moŝliwościami wystąpienia zagroŝeń tąpaniami. W tym przypadku waŝną rolę będzie odgrywało zastosowanie wzmocnionej konstrukcji kabiny operatora, zapewniającej mu większe bezpieczeństwo. Zarówno zagroŝenia wyrzutami gazu czy wody, jak teŝ tąpaniami, w przypadku ich ewentualnego wystąpienia, mogą być do minimum ograniczone przez wycofanie załogi do strefy bezpiecznej i zdalne sterowanie pracą maszyny. Zastosowanie do urabiania metody frezowanie generuje powstanie zapylenia oraz występowanie iskry, mogącej spowodować zapłon gazu lub pyłu węglowego. W związku z tym kombajny te muszą być wyposaŝane w dodatkowe systemy zwalczające zagroŝenie pyłowe i wybuchu gazu. W przypadku wykonywania wyrobisk na duŝych głębokościach moŝe wystąpić zagroŝenie temperaturowe. Stworzenie odpowiednich warunków pracy załodze będzie wymagało zastosowania urządzeń klimatyzacyjnych. Inne Kombajny chodnikowe ramionowe, urabiające caliznę skalną przez frezowanie są maszynami bardzo popularnymi w polskim górnictwie węglowym. Wprowadzenie zmian w konstrukcji oraz technologii ich pracy (np. wprowadzenie platform roboczych czy tymczasowej obudowy chodnikowej) moŝe spotkać się z oporami pracowników, przyzwyczajonych do obecnych rozwiązań. Jednak poprawa

13 warunków ich pracy raz skuteczności działania ww. kombajnów powinna wpłynąć pozytywnie na dalszy szeroki rozwój tej technologii. Wprowadzenie nowych rozwiązań konstrukcyjnych kombajnów chodnikowych ramionowych, wraz z nowymi technologiami ich pracy, będzie wiązało się ze zwiększonymi kosztami. Jednak powinno to być zrekompensowane przez lepszą skuteczność i efektywność pracy tych chodnikowych kompleksów kombajnowych. Odniesienie do kryteriów ogólnych i szczegółowych, tj.: Bezpieczeństwo Dzięki zastosowaniu w konstrukcji kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie nowoczesnych rozwiązań związanych z systemami zdalnego sterowania, monitoringu stanu maszyny, wprowadzeniu układów bezzałogowej obsługi maszyny w przodku oraz łączności z nią z dowolnego miejsca dla monitorowania i kontroli jej stanu technicznego oraz zastosowaniu wzmocnionej i klimatyzowanej kabiny operatora, nowe rozwiązania tych kombajnów zapewnią zdecydowane zwiększenie bezpieczeństwa pracy dla ich obsługi. W zaleŝności od panujących warunków istnieje moŝliwość zautomatyzowania całego procesu pracy kombajnu lub jego wybranych elementów, wycofanie załogi do bezpiecznej strefy i z niej sterowanie pracą kombajnu. Wpływ na bezpieczeństwo załogi podczas operacji transportu elementów obudowy i zabudowy wyrobiska będzie miało na pewno równieŝ wprowadzenie do współpracy z kombajnami chodnikowymi ramionowymi samojezdnych platform roboczych oraz tymczasowych zmechanizowanych obudów ścianowych. W przypadku moŝliwości zastosowania w procesie eksploatacji resztek węglowych lub drąŝenia wyrobisk chodnikowych obudowy kotwowej, wykorzystanie w pełni zautomatyzowanych maszyn typu Continues Miner lub AVSA równieŝ zapewni wzrost bezpieczeństwa załogi w przodku. Ochrona środowiska Nie stwierdzono większego negatywnego wpływu na środowisko naturalne związanego z zastosowaniem do drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie. ZrównowaŜony rozwój W kontekście rozwoju technologii mechanizacyjnych związanych z zastosowaniem do drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie moŝna wymienić głównie jeden aspekt bezpośrednio związany ze standardem Ŝycia mieszkańców. Związany jest on z konieczności podniesienia, przez udział w szkoleniach i kursach, kwalifikacji zawodowych pracowników, a spowodowane jest to wprowadzeniem nowych mikroprocesorowych systemów pełnej automatyki dla kontroli, sterowania i monitoringu maszyny. NaleŜy się takŝe liczyć z koniecznością zaakceptowania nowych technologii z zastosowaniem samojezdnych platform roboczych oraz tymczasowych zmechanizowanych obudów ścianowych dla polskich warunków górniczo-geologicznych. Skuteczność Skuteczność technologii mechanizacyjnej związanej z zastosowaniem do drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie naleŝy rozpatrywać w aspekcie obszaru zastosowania. Kombajny te są przystosowane do pracy w formacjach skalnych o zróŝnicowanych własnościach fizykomechanicznych (granicą jest to duŝa zwięzłość i wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie oraz jednorodna struktura urabianej skały), podczas drąŝenia wyrobisk o wybiegu od kilkudziesięciu metrów do kilku kilometrów. Mobilność i manewrowość maszyny oraz moŝliwość współpracy z róŝnymi urządzeniami odstawy są dodatkowymi atutami kombajnów chodnikowych ramionowych. Efektywność Aspekt efektywności ekonomicznej, w przypadku technologii mechanizacyjnych związanych

14 kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie, powinien być rozpatrywany w odniesieniu do danego wyrobiska korytarzowego. Wynika to z róŝnych warunków górniczo-geologicznych i własności fizykomechanicznych drąŝonego ośrodka skalnego. Jako parametr porównawczy względem innych technologii naleŝy przyjąć koszt jednostkowy drąŝenia za 1 metr bieŝący wyrobiska. Na ten koszt składać się będzie prędkość urabiania (postęp dobowy lub miesięczny), koszt maszyn wchodzących w skład kompleksu kombajnowego (amortyzacja lub stawka wynajmu) oraz cena zuŝytych materiałów eksploatacyjnych, obudowy i narzędzi urabiających. Zastosowanie nowych technologii z wykorzystaniem samojezdnych platform roboczych oraz tymczasowych zmechanizowanych obudów ścianowych zwiększy postęp drąŝenia od kilkunastu do kilkudziesięciu procent. Zastosowanie automatyki do sterowania profilu drąŝonego wyrobiska pozwoli na lepszą współpracę obudowy chodnikowej z górotworem, co w konsekwencji zwiększy trwałość obudowy i obniŝy koszty utrzymania wyrobiska. Natomiast wykorzystanie nowych rozwiązań narzędzi i organów urabiających powinno pozwolić na zmniejszenie ich zuŝycia, a tym samym obniŝenie kosztów związanych z ich zakupem, transportem, wymiana itp. Zastosowanie maszyn typu Continues Miner lub AVSA, pozwalających na równoczesne urabianie i zabudowę wyrobiska obudową kotwową, takŝe będzie miało duŝy wpływ na zwiększenie efektywności zastosowanych technologii. Będzie się to wiązało z moŝliwościami zwiększenia postępu dobowego oraz obniŝeniem kosztów zastosowanej obudowy kotwowej. Inne Czynnikiem mogącym mieć wpływ na rozwój technologii mechanizacyjnych związanych z zastosowaniem do drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie moŝe być cena zakupu nowoczesnej konstrukcji kombajnu, oraz samojezdnych platform roboczych i/lub tymczasowych zmechanizowanych obudów ścianowych. Cena ta, w porównaniu do obecnie stosowanych rozwiązań i wybranej opcji, moŝe być nawet kilkukrotnie wyŝsza. Znajomość sztuki górniczej W przypadku stosowania technologii mechanizacyjnych związanych z wykorzystaniem do drąŝenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających caliznę skalną przez frezowanie, znajomość sztuki górniczej będzie miała znaczenie głównie w przypadku zastosowania technologii z wykorzystaniem maszyn typu Continues Miner lub AVSA. Stan wiedzy uŝytkownika i jego doświadczenie dotyczące stosowania tych technologii jest bardzo waŝny podczas drąŝenia wyrobiska korytarzowego. Dotyczy to głównie problematyki: doboru parametrów pracy kombajnu, umiejętności prowadzenia i sterowania kombajnu, równoczesnego urabiania i wykonywania obudowy kotwowej. Niezbędne będzie zatem zdobycie doświadczenia pomocnego w trakcie prowadzenia eksploatacji takiego kombajnu. Stąd wskazanym jest zapoznanie przyszłych operatorów z ich konstrukcją oraz eksploatacją i przeprowadzenie szkolenia w kraju, w którym produkowane są tego typu kombajny i stosowana ta technologia (np. Austria, firma Sandvik Voest Alpine Bergtechnik GmbH). W przypadku kombajnów chodnikowych ramionowych, urabiających punktowo, w polskim górnictwie są operatorzy dysponujący duŝym doświadczeniem w ich eksploatacji. Niezbędnym będzie jednak zapoznanie z zasadą działania i przeprowadzenie szkolenia operatorów w przypadku zastosowanych w nowych rozwiązaniach kombajnów systemów i układów zdalnego sterowania, monitoringu stanu maszyny, bezzałogowej obsługi maszyny w przodku oraz łączności. Parametry technologiczne charakteryzujące rozwój, tj.: Potencjał techniczny na poszczególnych etapach rozwoju Dla realizacji zaplanowanych działań niezbędnym będzie w pierwszej kolejności przeprowadzenie badań podstawowych i opracowanie wymagań i załoŝeń dla stosowania nowych rozwiązań narzędzi i organów urabiających oraz konstrukcji samojezdnej platformy roboczej oraz tymczasowej,

15 zmechanizowanej obudowy chodnikowej. Na ich podstawie zostaną opracowane projekty techniczne oraz wykonane konstrukcje. W przypadku narzędzi i organów koniecznym będzie zastosowanie nowym rozwiązań materiałowych, natomiast w przypadku samojezdnej platformy roboczej oraz tymczasowej, zmechanizowanej obudowy chodnikowej wykorzystane zostaną rozwiązania stosowane w kolejkach podwieszanych (systemy transportowe) oraz zmechanizowanych obudowach hydraulicznych (hydraulika siłowa i elementy sterowania). W części tej moŝna wykorzystać doświadczenia i wiedzę polskich ośrodków naukowo-badawczych takich jak AGH Kraków, Politechnika Śląska, KOMAG Gliwice W przypadku opracowywania i wykonywania systemów i układów automatyki do sterowania profilu drąŝonego wyrobiska, zdalnego sterowania pracą kombajnu, komputerowego układu do kontroli połoŝenia, monitoringu stanu technicznego, koniecznym będzie wykorzystanie doświadczeń specjalistów z branŝy informatycznej oraz elektronicznej z czołowych firm polskich, jak równieŝ zagranicznych. Niewykluczone jest zastosowanie najnowszych, światowych rozwiązań technologii mikroprocesorowej w układach do kontroli połoŝenia, monitoringu stanu technicznego i komunikacji. Poprawa bezpieczeństwa Zastosowanie automatyki do sterowania profilu drąŝonego wyrobiska, zdalnego sterowania pracą kombajnu, komputerowego układu do kontroli połoŝenia, monitoringu stanu technicznego oraz wzmocnionej i klimatyzowanej kabiny operatora ułatwi pracę górników i zwiększa ich bezpieczeństwo. UmoŜliwia ich wycofanie ze strefy zagroŝonej w przypadku wystąpienia zagroŝeń. Ponadto pozwali na pracę w klimatyzowanych pomieszczeniach w razie wystąpienia zagroŝenia temperaturowego. Inne Dla opisanych technologii koniecznym będzie opracowanie odpowiedniego systemu pracy w przodku, pozwalającego na pełne wykorzystanie ich moŝliwości. Związane jest to z zapewnieniem odpowiedniej odstawy urobku z przodka i transportu wymaganej liczby elementów obudowy do przodka, sterowaniem pracą np. samojezdnej platformy roboczej oraz tymczasowej, zmechanizowanej obudowy chodnikowej. Etap rozwoju Okres WyróŜnik postępu technologicznego technologii realizacji A Wprowadzenie systemów do zdalnego sterowania i monitoringu pracy kombajnów chodnikowych ramionowych oraz układów do kontroli profilu drąŝonego wyrobiska w kombajnach chodnikowych ramionowych urabiających punktowo A Badania, opracowanie i wykonanie nowych narzędzi urabiających i konstrukcji organów urabiających wykorzystujących nowe techniki urabiania A Przeprowadzenie badań i analiz związanych z moŝliwościami i ekonomicznie uzasadnionym wprowadzeniem kombajnów chodnikowych urabiających liniowo A Przeprowadzenie badań i analiz związanych z moŝliwościami i ekonomicznie uzasadnionym wprowadzeniem systemu do drąŝenia chodników AVSA dla warunków polskich kopalń węgla A Opracowanie technologii eksploatacji resztek węglowych z zastosowaniem kombajnów chodnikowych urabiających liniowo dla warunków polskich kopalń węglowych A Opracowanie technologii zastosowania systemu do drąŝenia chodników AVSA dla warunków polskich kopalń węglowych

16 A Szkolenie i pozyskanie doświadczenia eksploatacyjnego związanego z wprowadzeniem systemu do drąŝenia chodników AVSA A Szkolenie i pozyskanie doświadczenia eksploatacyjnego związanego z wprowadzeniem kombajnów chodnikowych urabiających liniowo A Opracowanie i wprowadzenie konstrukcji prototypowych egzemplarzy samojezdnej platformy roboczej dla transportu i montaŝu obudowy chodnikowej A Opracowanie i wprowadzenie konstrukcji prototypowych egzemplarzy tymczasowej, zmechanizowanej hydraulicznej obudowy chodnikowej A Wprowadzenie układów bezzałogowej obsługi maszyny w przodku oraz łączności z nią z dowolnego miejsca dla monitorowania i kontroli jej stanu technicznego A Opracowanie technologii pracy kompleksów kombajnowych chodnikowych wykorzystujących samojezdne platformy robocze i tymczasowe, zmechanizowane hydrauliczne obudowy chodnikowe dla warunków polskich kopalń węgla kamiennego A Opanowanie sztuki górniczej w zakresie stosowania nowej technologii związanej z kompleksami kombajnowymi chodnikowymi A Wprowadzenie sieci neuronowych do systemu sterowania i kontroli pracą kompleksów kombajnowych chodnikowych A Pozyskanie doświadczenia eksploatacyjnego związanego z wprowadzeniem nowej technologii związanej z kompleksami kombajnowymi chodnikowymi dla warunków polskich kopalń węgla A Rozwinięcie technologii mechanizacyjnej związanej z zastosowaniem kompleksów kombajnowych chodnikowych Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii przeprowadzenie badań podstawowych związanych z opracowaniem wymagań i załoŝeń dla stosowania nowych rozwiązań narzędzi i organów urabiających wykorzystujących nowe techniki urabiania, przeprowadzenie badań podstawowych związanych z opracowaniem wymagań i załoŝeń dla opracowania konstrukcji samojezdnej platformy roboczej oraz tymczasowej, zmechanizowanej obudowy chodnikowej, wprowadzenie systemów sterowania i kontroli pracy, połoŝenia i stanu technicznego kombajnów chodnikowych, ramionowych, opartych na najnowszych technologiach i rozwiązaniach informatycznych i elektronicznych, opracowanie i wykonanie układu kontroli połoŝenia i sterowania kombajnu z wykorzystaniem systemu GPS, opracowanie i wykonanie układu do bezinwazyjnego określania rodzaju i własności skał oraz występowania zagroŝeń wyrzutu gazu i wody na wybiegu wyrobiska, wykorzystanie sieci neuronowych w systemach sterowania i kontroli pracą kompleksów kombajnowych chodnikowych