69 CUPRUM Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud nr 3 (72) 2014, s. 69-82 Rozwiązania konstrukcyjne elementów systemu transportu taśmowego O/ZG Rudna, pozwalające na zmianę 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 transportu urobku The constructional solution of conveyor system for reverse and bifurcation of the ore flow, Rudna mine KGHM Polska Miedź SA Abstract The paper shows the overview of mining operations in Rudna KGHM mine and the structure of conveyer transport. The analysis the structure improves the functionality of applied solutions. The multifunctional constructions of the elements enable the reverse and bifurcation of the transmission and diversification of the ore flow. The unique constructions 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 km 2. Oddział 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 systemów 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 odstawczych. Główny transport poziomy odbywa się poprzez przenośniki taśmowe.
70 1.2. Opis układu transportu przenośnikami taśmowymi 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 niezawodność 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 Wzbogacania Rud. Rozwiązanie to, w odróżnieniu od układów liniowych (w małym stopniu rozbudowanych), 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 znacznym 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 napędowe 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. Aktualny układ transportu przedstawiono na schemacie rys. 1.
71 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 warunkujące zmianę kierunku przesyłu urobku Zmiana kierunku transportu urobku ma miejsce wówczas, gdy należy zapewnić poniżej wymienione funkcje. Lokalizację rozwiązań realizujących te funkcje wyszczególniono na rys. 1 poprzez obramowanie ich okręgiem i dodanie opisu: a) Równomierne zapełnienie (symetryczne) zbiorników przyszybowych. Zapewnienie 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.
72 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 alternatywne kierowanie rudy ze zbiornika T-149 na wymienione linie odstawy. Rozwiązania konstrukcyjne omówiono w punkcie 4.2. 3. Rozwiązania konstrukcyjne zapewniające zmianę kierunku przesyłu urobku 3.1. Przenośniki rewersyjne zapewniające równomierne zapełnianie zbiorników retencyjnych na poziomie 950 m Schemat lokalizacji przenośników rewersyjnych, zapewniających równomierne zapełnianie 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
73 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 odbierającego o kilka metrów i tym samym zwolnienie miejsca pod przenośnikiem nadawy. Zwolnione w ten sposób miejsce, które zajmowała stacja zwrotna, wykorzystywane jest do wjazdu stacji zwrotnej innego przenośnika odbierającego (w tym przypadku przenośnika S-8) i skierowanie strugi urobku w kierunku prostopadłym. Pozwala 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 przenośnika 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 przeciwnym 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 Zasadę wykonania rewersji przedstawiono na rys. 4.
74 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 przenośnika (częściowy 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 zapewnienie jego obrotu. Realizowane jest to poprzez podparcie i ułożyskowanie konstrukcji w miejscu posadowienia jednostek napędowych (rys. 6). Stacja zwrotna spoczywa na kołach jezdnych, umiejscowionych poprzecznie do osi wzdłużnej przenośnika. Pozwalają one przemieszczać stację zwrotną przenośnika S-7 po krótkim torowisku poprzecznym, zabudowanym w części nad koroną zbiornika R-Ia. Przemieszczanie stacji zwrotnej jest wymuszane przez wciągarkę linową.
75 Przenośnik zapewnia kierowanie urobku z przenośnika S-2 do zbiornika W-II. Następuje to wówczas, gdy jego stacja zwrotna i zabudowany na niej kosz zasypowy 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 przenośnika po torowisku (wzdłuż 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 torowisku. Na rys. 7 przedstawiono dwa położenia przenośnika S-14. Ustawienie przenośnika S-14 w położeniu 1a (pod stacją zrzutową przenośnika 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.
76 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. Rozwiązania zapewniające optymalne wykorzystanie przenośników (S-11, S-12, U-2 L-1) wznoszących rudę z poziomu 1000 m na poziom 950 m Rozwiązania konstrukcyjne, umożliwiające zmianę kierunku transportu, przedstawiono 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 Fig. 8. The realisation of constructions anabling the transport reversion at -1000 m level
77 3.2.1. Przesuwna stacja zrzutowa i zwrotna przenośnik 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 pomocą 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 odbywać się przejazd obu ze stacji, są torowiskami prostymi (nie mają profilowanego kształtu). Zmiana długości związana jest z dosuwaniem do siebie kolejnych elementów 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 transportować 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
78 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. Przesterowanie wysuwu tłoczysk siłowników, a w konsekwencji zmiana położenia cięgien, wpływa 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
79 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
80 Rys. 14. Widok siłowników hydraulicznych i cięgien zapewniających ustawienie przesypu Fig.14. The view of hydraulic control of the throw 4. Rozwiązania zapewniające proporcjonalne wykorzystanie szybów R-I i R-II w stosunku do szybu R-III oraz wykorzystanie zdolności 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.
81 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 przedstawiono 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 wykorzystywana 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 znaczący wpływ na zwiększenie niezawodności systemu transportowego. W przypadku wystąpienia sytuacji wymagających przeprowadzenia konserwacji, bieżących remontów 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.
82 Bibliografia [1] Antoniak J., 2005. Systemy transportu przenośnikami taśmowymi w górnictwie, Wydawnictwo 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 Rudna, XIII Międzynarodowe Sympozjum FTT Wolbrom Zakopane.