Z historii wprowadzania koparek

Transkrypt

1 Legendarne maszyny Z historii wprowadzania koparek łyżkowych do procesów wydobywczych w odkrywkowym górnictwie skalnym prof. zw. dr hab. inż. Artur Bęben Akademia Górniczo-Hutnicza Nowoczesne maszyny naszpikowane elektroniką. To coraz częstszy obraz polskich kopalni. Mimo że pracują bardzo efektywnie, wydajnie, to wielu zwłaszcza starszych górników z uznaniem i sentymentem mówi choćby o koparkach Škoda E-302 i E-303. fot.: Przemysław Płonka

2 Fot. 1. Typowe wyrobisko lat 40. i 50. Rys. 1. Lata 50. XX wieku. Ładowanie urobku koparką z linowym podwieszeniem łyżki do wózków zwanych kolebami O tym, jak małe znaczenie przywiązywano dawniej do eksploatacji odkrywkowej może świadczyć fakt, że mówiąc o górnictwie miało się wtedy na myśli właściwie tylko górnictwo podziemne. Tym czasem pierwsi górnicy wybierali kopaliny użyteczne właśnie sposobem odkrywkowym, a dopiero później zaczęto posuwać się w głąb ziemi. Ze względu na liczne zalety, wydobywanie kopalin użytecznych sposobem odkrywkowym nabierało i nadal nabiera coraz większego znaczenia. Lata 40. i 50. Po drugiej wojnie światowej, po wielkich zniszczeniach i wobec braku sprzętu oraz kadry technicznej, uruchamianie kopalń odkrywkowych potocznie zwanych kamieniołomami było poważnym problemem. Korzystano tu z nielicznych dawnych pracowników, z którymi wiązano ludzi przypadkowo zatrudnionych w nowym dla nich zawodzie. Stan techniki w latach powojennych był w bardzo opłakanym stanie, na co złożyły się czynniki: niski poziom techniki w Polsce przedwojennej i zahamowanie jej rozwoju w latach wojny, brak wyspecjalizowanej kadry technicznej, wywiezienie wielu maszyn i urządzeń oraz ich dewastacja przez okupantów, brak możliwości szybkiego zdobycia potrzebnych urządzeń (przecież cała Europa była zrujnowana). Tak więc jeszcze w latach 40. i 50. ubiegłego wieku proces wydobywania kopalin w kamieniołomach był bardzo prymitywny, a załadunek urobku odbywał się przeważnie ręcznie na wózki, tak zwane koleby, poruszające się po szynach torów o szerokości najczęściej 500 i 600 mm, rozplanowanych po poziomach wyrobiska. Wózki pchane były ręcznie lub ciągnione przez konia, a pod koniec lat 50. i przez lokomotywkę spalinową. Stosowano też kolejki szynowe z napędami linowymi z kołowrotów w tak zwanym transporcie pochylniami. W latach 50. ubiegłego wieku o górnictwie mówiono i pisano tak: Główne narzędzia, którymi posługiwano się w kopalniach odkrywkowych i których używa się częściowo i dzisiaj to łopa ta i kilof. W Polsce przedwojennej zapotrzebowanie na materiały kamienne zależało od chłonności rynku kapitalistycznego i dlatego nie mogło być mowy o rozwoju górnictwa odkrywkowego. Dopiero władza ludowa, przystępując do rozbudowy całej gospodarki naro dowej, zapewniła kopalniom odkrywkowym należyty rozwój, za opatrując je w nowoczesny sprzęt. W kopalniach odkrywkowych pojawiają się coraz częściej ma szyny przeznaczane nie tylko do usuwania nadkładu, ale i do ura biania oraz ładowania kopaliny użytecznej. Wykorzystanie tych ma szyn nie jest jeszcze pełne. Nie lepiej przedstawia się sprawa ich konserwacji i obsługi. Zrozumienie celowości zastosowania maszyn jest niedostateczne i można się jeszcze spotkać z niechętnym do nich stosunkiem. W ustroju kapitalistycznym maszyna służy do wyzysku robotnika. W Polsce Ludowej wyzysk robotników został wyeliminowany i negatywny stosunek do maszyn jest nie tylko niewłaściwy, ale szkodliwy i wyrządza niepowetowane straty sa mej klasie robotniczej. W prasie z lat 50. podkreślano, że powodem takiego stanu jest przede wszystkim brak znajomości maszyn, ich działania i konstrukcji oraz płynąca stąd nieumiejętność obchodzenia się z nimi. Tylko nieznajomością maszyn można wytłumaczyć fakt, że stały niewykorzystane rdzewiejąc i niszczejąc, a robotnicy pracowali łopatami i kilofami tak, jak kilka wieków wstecz, gdy nie było żadnej mechanizacji. Na nic nie przydaje się więc sprowadzanie coraz to nowych maszyn do kopalń, jeżeli stosunek do nich nie ulega radykalnej zmianie. Kuriozalne było zapisanie w przedmowie do książki Leonarda Skowrona z roku 1957: Koparki i ich zastosowanie w górnictwie, takiej oto treści: Słusznie powiedział Bolesław Bierut do górników: Żadna produkcja maszyn i urządzeń nie nastarczy, o ile w parze z jej wzrostem nie będzie szło lepsze wykorzystanie maszyn, lepsza ich konser wacja i likwidacja barbarzyńskiego stosunku do maszyn i urzą dzeń górniczych. Ten barbarzyński stosunek nie ulegnie zmianie, dopóki nie nauczymy się cenić maszyn, co możliwe jest tylko po bliższym zapoznaniu się z ich konstrukcją i przeznaczeniem. Dla tego pierwszym warunkiem lepszego wykorzystania maszyn jest zaznajomienie się z nimi. Do roku 1951 załadunek urobku odbywał się przeważnie ręcznie na koleby wąskotorowe. W roku SiMB 1/2010

3 do załadunku urobku w kamieniołomach podległych Centralnemu Zarządowi Kamieniołomów i Klinkierni Drogowych we Wrocławiu wprowadzono po raz pierwszy koparkę łyżkową. Podniosło to wydajność załadunku: 1952 r. ogółem ton, w tym mechanicznie t (tj. 4,5%), 1953 r. ogółem ton, w tym mechanicznie t (tj. 11,2%), 1954 r. ogółem ton, w tym mechanicznie t (tj. 16,5%), 1955 r. ogółem ton, w tym mechanicznie t (tj. 25%). Najczęściej w transporcie szynowym używano torów o szerokości 600 lub 750 mm, wyjątko wo 900 mm. Wózki koleby miały pojemność 1,5 m 3 i 2 m 3. Pchane były ręcznie lub ciągnione przez konia, później przez lokomotywkę spalinową. Sto sowano też kolejki szynowe z napędami linowymi oraz łańcuchowymi. Ze względu na szeroko wykorzystywany w kopalniach transport szynowy i małe pojemności wózków wprowadzano do urabiania i ładowania koparki przeznaczone głównie dla budownictwa ziemnego, o pojemnościach łyżek do 1,2 m 3 i sporadycznie nieprzekraczających pojemności 2,0 m 3. Zastosowanie w budownictwie maszyn, a w szczególności koparek łyżkowych o małych pojemnościach łyżek, doprowa dziło jednak nie tylko do wzrostu wydajności, ale i do przemian strukturalno-organizacyjnych, które stanowiły podstawę rewolucji mechanizacyjnej w tej dziedzinie. Z sentymentem o czechosłowackich koparkach Škoda Pierwszymi koparkami, jakie pojawiły się po 1952 roku w polskich kopalniach, były koparki linowe, przedsiębierne, na podwoziu gąsienicowym i najczęściej z napędem elektrycznym: radzieckie EKG, polskie KE 401, KM-S03 i 1000, 1001, 1205, 1206 i co warto podkreślić czechosłowackie D-300, D-500 oraz Škoda E-25. Pod koniec 1959 roku mechanicznie (koparkami) ładowano zaledwie około 45% urobku, a już w latach około 70%, zaś % urob ku. Początkowo częściej stosowano koparki o małych pojemnościach łyżek, nieprzekraczających 2,5 m 3 (Ku-1206, KU- 1207, czeskie Škoda E-25), potem wprowadzono koparki o pojemności łyżki 3,5 m 3 (Škoda E-302 i E-303). Warto w tym miejscu podkreślić, że podczas gdy w 1950 roku w budownictwie krajów socjalistycznych i Europy Zachodniej szacunkowo pracowało zaledwie koparek, to już w 1974 roku ich liczbę można było szacować na około sztuk. Był to więc 18-krotny wzrost liczbowy zarejestrowany w ciągu 24 lat. W Polsce ilość koparek pracujących w budownictwie wzrosła z 316 sztuk w 1950 roku do sztuk w 1975 roku, zaś w RFN (Niemcy) z sztuk w 1950 roku do szt. w 1974 r. W byłym ZSRR (Rosja) było w 1940 roku koparek, a w 1974 roku już Koparki w przeważającej większości wykorzystywane są do pracy w gruntach spoistych i stąd wywodzi się ich Fot. 2. Bezpośrednie urabianie złoża łyżką koparki Fot. 3. Ładowanie urobku koparką E-25 do skrzyni typowego samochodu ciężarowego nazwa, ponieważ pracę w tego typu gruntach nazywamy kopaniem. Podczas zaczerpywania łyżką koparki surowców skalnych, powstałych w procesie odstrzelenia calizny skalnej, nie występuje charakterystyczne dla gruntów spoistych skrawanie gruntu. Proces skrawania jest tu zastąpiony przez wciskanie narzędzia w urobek (zwane także penetracją), co polega na wciskaniu ostrza z zębami w szczeliny usypiska, czasami wyłamywaniu urobku w postaci oddzielnych elementów oraz napełnianiu nim łyżki. Proces taki, wraz z odtransportowaniem urobku na środki odstawcze, nazywamy ładowaniem i najczęściej wykorzystujemy do takich prac maszyny zwane ładowarkami. Jednak w kopalniach, gdzie panują bardzo trudne warunki pracy, od dawna wykorzystywało się do tego typu prac ciężkie koparki jednonaczyniowe z linowym podwieszeniem łyżki. Rozwój techniki, zwłaszcza hydrauliki siłowej, spowodował, że obecnie coraz częściej stosuje się koparki jednonaczyniowe hydrauliczne z osprzętem ładowarkowym. SiMB 1/

4 Fot. 4. Ładowanie urobku koparką E-25 do samochodu przeznaczonego do pracy w wyrobisku Na szczególną uwagę zasługują przede wszystkim czechosłowackie koparki Škoda E 301, E 302 oraz E 303, które zdominowały polskie kopalnie skał zwięzłych. Koparki te, o pojemności łyżki do 3,4 m 3 (4,5 m 3 z nadsypem) charakteryzowały się prostą budową i dużą wytrzymałością, wskutek czego jeszcze po dzień dzisiejszy można je spotkać w kopalniach odkrywkowych na terenie Polski. Wprowadzanie mechanicznego ładowania urobku koparkami łyżkowymi wpłynęło na całkowitą zmianę transportu z szynowego na samochodowy: najpierw na tradycyjny, nieprzystosowany do warunków pracy w kopalniach, a następnie na samochodowy transport specjalistyczny, przystosowany do ładowania koparkami o większych od opisywanych pojemnościach łyżek. W połowie lat 70. podkreślano, że koncepcja rozwoju eksploatacji surowców skalnych winna uwzględniać warunki związane z realizacją zadań ogólnokrajowych, branżowych oraz regionalnych, a przyjęte rozwiązania powinny zmierzać do ogólnokrajowego kompleksowego zagospodarowania: występujących regionów surowcowych skał zwięzłych, magmowych, węglanowych i krzemionkowych, terenowego zagospodarowania rozłożonych równomiernie na obszarze całego kraju surowców ilas tych, ceramiki, budowlanej i kruszywa naturalnego dla budownictwa i drogownictwa, uwzględniając naturalne warunki zalegania bazy surowcowej oraz zlokalizowane zapotrzebowanie na surowce. Do istotnych czynników wpływających na przyszłościową koncepcję eksploatacji surowców skalnych zaliczano wówczas zarówno oddziaływania zewnętrzne wynikające ze strategii rozwoju kraju, jak i czynniki autonomiczne wewnątrzbranżowe (producentów materiałów i eksploatatorów surowców), związane głównie z postępem technologicznym i technicznym produkcji. Fot. 5. Koparka Škoda E-301 w latach 60. na placu wystawowym W warunkach polskich kopalń odkrywkowych w latach 70., powszechnymi w stosowaniu były przeważnie koparki mechaniczne z łyżką nadsiębierną o pojemności od 1,2 m 3 do 3 m 3 oraz samochody samowyładowcze o nośności 27 ton. Koparki należały do najstarszej generacji sprzętu załadowczego, o najprostszej konstrukcji i niezbyt wysokich parametrach techniczno-eksploatacyjnych. Powodem takiej sytuacji był ciągły brak wyboru na naszym rynku sprzętu do warunków perspektywicznego rozwoju wydobycia surowców skalnych. Fot. 6. Praca koparki Škoda E-25 w przodku ścianowym Podkreślano, że analizy wyników badań naukowych oraz trendów rozwoju przemysłu powinny wskazywać na warunki rozwoju górnictwa skalnego, które będą określane przez: narastające zapotrzebowanie na surowce, przy dynamice rocznego przyrostu od 6-15%, wzrost wymagań jakościowych w zakresie cech wytrzymałościowych, chemicznych i ziarnowych produkowanych asortymentów, zmiany struktury asortymentowej produkcji w kierunku wzrostu asortymentów uszlachetnionych, trudności przewozowe i konieczność ograniczania dróg transportowych przez lokalizację zakładów wydobywczych w pobliżu występującego zapotrzebowania, wzrastające znaczenie substytutów surowcowych i związanej z tym zamiany surowców skalnych 54 SiMB 1/2010

5 przez surowce sztuczne i odpadowe, np. żużle, popioły itp., wzrastające wykorzystanie surowców skalnych zwłaszcza ilastych towarzyszących eksploatacji innych kopalin, głównie węgla i siarki, malejącą bazę surowcową zwłaszcza surowców unikalnych, między innymi bazaltów, surowców cera miki szlachetnej, kruszyw naturalnych, których zasoby są w kraju ograniczone, wzrost wymagań w zakresie stopnia wykorzystania złóż i ochrony środowiska naturalnego. Koparki łyżkowe o pojemności łyżki, [m 3 ] Stan na koniec 1974 r. sztuk 1-2 m m m 3 - Zapotrzebowanie roczne sztuk Mg średnio max średnio max Fot. 7. Praca koparki E-302 w przodku ścianowym Tab. 1. Zapotrzebowanie koparek do 1990 r. Łączne zapotrzebowanie w okresie r. sztuk Wymienione warunki wytyczały zadania w zakresie perspektywicznych kierunków rozwoju wyposaże nia kopalń w maszyny i urządzenia. Zapotrzebowanie na maszyny i urządzenia dla górnictwa skal nego wyznaczały cele wzrostu produkcji materiałów z surowców skalnych dla rozwijających się wszystkich form budownictwa. Podkreślano, że przy opracowaniach ilościowych zapotrzebowania trzeba brać pod uwagę i ten czynnik, że eksploatowane obecnie w kopalniach maszyny i urządzenia są przestarzałe, a ich duża ilość stanowi typowe rozwiązania budowlane nieprzydatne do prac w ciężkich warunkach w górnictwie odkrywkowym skalnym. W połowie lat 70. krajowe górnictwo skalne zgłaszało największe zapotrzebowanie na koparki jednonaczyniowe z łyżką 2,0 i 3,0 m 3 (tab. 1). Przedstawione w tabeli zapotrzebowanie oraz ocena dotychczasowego wyposażenia górnictwa skalnego w koparki stawiały przed przemysłem maszynowym zadanie pełnego zabezpieczenia ilościowych dostaw koparek dla górnictwa skalnego. Dotyczyło to głównie wytwarzania koparek jednonaczyniowych oraz uzupełniającej produkcji koparek pływających jedno- i wielonaczyniowych. Ponieważ program modernizacji krajowej produkcji koparek jednonaczyniowych przewidywał zaniechanie do roku 1977 montażu koparek z linowym podwieszeniem łyżki (koparek mechanicznych) podkreślano, że w perspektywicznej produkcji należy zapewnić dostawy dla górnictwa koparek hydraulicznych od małych 1,0 m 3 do dużych 8 m 3 pojemności łyżek. Prognozowany wzrost wydobycia, osiągany głównie z kopalń dużych (do 10 mln Mg/rok) zobowiązywał przemysł do podjęcia produkcji koparek z łyżką 5-8 m 3 możliwie pod koniec pięciolatki W kolejnej części artykułu przeczytacie Państwo więcej o koparkach Škoda. artykuł znajdziesz również na Reklama