Schemat obwodów zasilania i transmisji danych Systemu Automatycznego Sterowania Kompleksem Ścianowym Idea budowy kompleksu ścianowego z bardzo zaawansowanym systemem automatyzacji pracy oraz monitoringiem od dłuższego czasu była przedmiotem dyskusji w zespole inżynierów w Grupie KOPEX. Do współpracy zaproszono producenta sterowania elektrohydraulicznego ścianowej obudowy zmechanizowanej firmę Tiefenbach Control Systems GmbH. Projektując System Automatycznego Sterowania Kompleksem Ścianowym zamierzano osiągnąć dwa podstawowe cele: zwiększenie bezpieczeństwa załogi przez zmniejszenie obłożenia w ścianie. Niezbędna ilość załogi (operatorzy sekcji, obserwator pracy kombajnu) została usunięta z miejsc stwarzających największe zagrożenie. A ich funkcja została ograniczona do obserwacji pracy urządzeń i ewentualnej korekcji pracy systemu. poprawa efektywności pracy kompleksu wydobywczego poprzez zmniejszenie czynnika ludzkiego błędu, poprawienie warunków pracy, m. in. zmniejszenie wysiłku fizycznego pozostałej załogi. Powyższe założenia powinny przyczynić się do zwiększenia postępu ściany. Projekt uzyskał dofinansowanie z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, Działanie 1.4 4.1 w kwocie 6.385.205,00 zł. Zrealizowany został wspólnie przez inżynierów z KOPEX, KOPEX ELECTRIC SYSTEMS, KOPEX MACHINERY, TAGOR, KOPEX Technology i Tiefenbach. W ramach działań promocyjnych System automatycznego sterowania kompleksem ścianowym został przedstawiony następującym klientom z całego świata: Shenhua Group, China Coal Energy Company, China National Coal Group, Yankuang Group, Shaanxi Coal and Chemical Industry Group, BHP Bilton, VALE, KWK Yacimiento Carbonifero Rio Turbio, KWK Butovskaya, KWK Wladymirskaya, KWK Wladymirskaya, RMU Banovići d.d.banovići, Kopalnie Kompani Węglowej S.A., Kopalnie Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A., Kopalnie Katowickiego Holdingu Węglowego S.A., Kopalni Lubelski Węgiel Bogdanka S.A. Powstały projekt Systemu Automatycznego Sterowania Kompleksem Ścianowym spełnia założenia zawarte w przyjętej koncepcji i posiada następujące cechy: automatyczna procedura załączania wszystkich maszyn w kompleksie wydobywczym z pominięciem kombajnu, funkcja programowania i odtwarzania skrawu wzorcowego przez kombajn ścianowy, wykrywanie możliwości wystąpienia kolizji pomiędzy obudową zmechanizowaną a kombajnem, automatyczne kroczenie sekcji obudowy zmechanizowanej za postępem kombajnu, automatyczna przekładka przenośnika ścianowego, automatyczna przekładka sekcji skrajnych i napędów, automatyczne sterowanie napędami ścianowych i podścianowych przenośników oraz kruszarki, ciągła kontrola parametrów stanu pracy aparatury elektrycznej, pełna diagnostyka maszyn pracujących w kompleksie, automatyczne sterowanie stacjami pomp wody i emulsji (wybrane parametry), archiwizacja danych na powierzchni, wizualizacja parametrów pracy urządzeń na powierzchni, przesyłanie danych do systemu analizy obciążeń stropu ATLAS. Pozwala na sterowanie maszynami i urządzeniami w następujących trybach pracy: automatyczny (tryb wydobywczy), lokalny (tryb wydobywczy, lokalne sterowanie napędami), rewizji (lokalne sterowania napędami), spinania (lokalne sterowanie jednym napędem). Wszystkie dane wizualizowane na komputerach na stanowisku dołowym operatora kompleksu są transmitowane na powierzchnię i wizualizowane na komputerach powierzchniowych u dyspozytora energomaszynowego. Wybrane dane są wizualizowane także na monitorach w biurach kierownictwa kopalni. 1 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 2
Próby ruchowe Systemu Automatycznego Sterowania Kompleksem Ścianowym kompleks ścianowy Konfiguracja kompleksu ścianowego W skład systemu wchodzą: Kabina operatora systemu wraz z urządzeniem sterującym Kombajn ścianowy, Przenośnik ścianow z napędem wysypowym i korekcja poprzeczną, Sekcje obudowy zmechanizowanej, Przenośnik podścianowy wraz ze stacją zwrotną, Aparatura elektryczna. kabina operatora kompleks podścianowy 3 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 4
System automatyzacji kompleksu Widok kabiny operatora komputer dołowy systemu elektrohydraulicznego Tiefenbach-TIBATRON Schemat ideowy systemu wizualizacji i monitoringu System Automatycznego Sterowania Kompleksem Ścianowym komputer wizualizacji centralnej kompleksu, EH-WallView telefon komputer nadzoru wizyjnego EH-WallVision pulpit sterowniczy sygnalizatory ostrzegawczo - porozumiewawcze dla PZS i PZP niezbędny osprzęt elektryczny Widok monitorów w kabinie operatora Przedział aparaturowy kabiny operatora sterownik centralny IPC sterownik ILCC Tiefenbach sterownik systemu blokad i sygnalizacji SSG-2 5 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 6
Reflektor Kamera Widok kamer na prawej i lewej stronie kombajnu Główna tablica synoptyczna System wizualizacji EH-WallView i nadzoru wizyjnego EH-Vision W/w system sterowania urządzeń kompleksu ścianowego będzie wyposażony w system nadzoru wizyjnego EH-Vision składającego się z kamer zainstalowanych w następujących miejscach: przesyp PZS/PZP, napęd zwrotny PZS, przesyp PZP/taśma, kruszarka na PZP, kombajn po jednej kamerze na każdym ramieniu, monitor na stanowisku operatora systemu z możliwością transmisji obrazu na powierzchnię ekran monitora podzielony jest na sześć części, w każdej pokazywany jest obraz z jednej kamery. System wibrodiagnostyki kombajnu W kombajnie zastosowano system wibrodiagnostyki. Czujniki zabudowane są na ramionach i w przekładniach ciągników w sumie cztery czujniki. Sterownik w kombajnie analizuje przekazywane dane i przedstawia na synoptyce wizualizacyjnej w formie graficznej aktualny stan przekładni. Ww. tablicę może również wyświetlić operator systemu na swoim monitorze, jak również tablicę synoptyczną z wykresami drgań na poszczególnych węzłach, w których zabudowane są czujniki. System wizualizacji EH-WallView Integralną część systemu sterowania kompleksem ścianowym stanowi system monitorowania i wizualizacji, który bazuje na komputerze wizualizacji centralnej kompleksu EH-WallView oraz komputer dołowy sterowania elektrohydraulicznego TIBATRON firmy Tiefenbach, umiejscowionych w chodniku podścianowym, w kabinie operatora systemu. Komputer wizualizacji centralnej EH-WallView kompleksu realizuje komunikację i akwizycję danych z urządzeń i maszyn, stanowiących wyposażenie kompleksu. Jego drugą funkcją jest lokalne prezentowanie gromadzonych informacji na synoptykach wizualizacyjnych, na monitorze oraz udostępnianie tych danych do systemu EH-MineRaport i EH-MineView zlokalizowanych na powierzchni. Komputer wizualizacji centralnej kompleksu odpowiedzialny jest za wyświetlanie danych pomiarowych oraz udostępnianie wszystkich zmiennych do stanowiska powierzchniowego. Komputer wizualizacji centralnej kompleksu pobiera dane i wizualizuje je z następujących urządzeń kompleksu ścianowego : kombajn, stacje kompaktowe, stacje transformatorowe, zespół pomp do wody, zespół pomp wysokociśnieniowych do emulsji, inne podsystemy i urządzenia w kompleksie wydobywczym. Drugim elementem systemu wizualizacji i monitoringu jest komputer dołowy sterowania elektrohydraulicznego TIBATRON firmy Tiefenbach, na którym są wizualizowane dane z systemu sterowania obudową oraz umożliwiona jest zmiana parametrów. Wizualizowane są następujące parametry obudowy: ciśnienie w przestrzeni podtłokowej stojaków, wysuw siłownika układu przesuwnego, linia zarysu czoła ściany, stan położenia osłon czoła ściany, komunikaty błędów, pozycja kombajnu. System wizualizacyjny umożliwia użytkownikowi m.in.: przeglądanie bieżących wartości pomiarowych z poszczególnych podsystemów na planszach wizualizacyjnych, przeglądanie alarmów i ostrzeżeń wykrytych przez system monitorowania w pracy urządzeń/maszyn kompleksu ścianowego, generowanie wykresów czasowych monitorowanych sygnałów, archiwizowanie danych. 7 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 8
Widok kombajnu KSW-460NE-1 Kombajn ścianowy KSW-460NE1 Parametry ściany Zakres urabiana Całkowita moc silników elektrycznych, w tym: w organach urabiających napęd posuwu układ hydrauliczny podnoszenia Napięcie zasilania Typ układaka kabla Średnica organów urabiających Max zagłębienie w spąg Prędkość posuwu: robocza manewrowa Bezcięgnowy system posuwu kombajnu Wartość 1,4 2,0 m 603 kw 2 x 250 kw 2 x 45 kw 13 kw 1,0 kv UKT-23Z 1400 mm 260 mm 0 8m/min 0 20m/min Eicotrack, podziałka drabinki 125 mm Wymiary gabarytowe z ramionami R-500: długość pomiędzy osiami organów przy poziomo ustawionych 10655 mm ramionach wysokość minimalna (z osłonami) 1140 mm Zabiór 0,8m Nachylenie podłużne do ±12 o Nachylenie poprzeczne ściany do ±15 o Masa kombajnu ok. 30 t Widok monitora wizyjnego kombajnu KSW-460NE-1 9 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 10
Widok kruszarki Przykładowe rozwiązania przenośnika ścianowego i podścianowego Widok członu dołączonego z systemem napinania łańcucha Widok przenośnika Przykładowe parametry urządzeń kompleksu ścianowego Parametry przenośnika Długość przenośnika Szerokość zewnętrzna profilu rynny Długość rynny Profil rynny 255 m 1100 mm 1750 mm E330 Parametry kruszarki podścianowej Prześwit pod bębnem kruszącym w zakresie Typ przekładni Moc silnika chłodzonego wodą, napięcie zasilania Miejsce zabudowy 400 1100 mm zębata ze sprzęgłem przeciążeniowym 200 kw, 3,3 kv w strefie napędu wysypowego Blacha ślizgowa tw. minimum 400 HB, gr. 50 mm Blacha denna zamykająca rynnę grubość 30 mm Wydajność przenośnika 2000 Mg/h Napęd wysypowy: Rodzaj wysypu Reduktory Moc zainstalowana napędu wysypowego boczny walcowy i kątowy, wielkość 35 wg RAG-N 335000 2 x 260/520 kw Napęd zwrotny: Rodzaj napędu zwrotnego Reduktor Moc napędu zwrotnego niski najazdowy kątowy, wielkość 35 wg RAG-N 335000 1 x 260/520 kw Silniki: Producent silników Napięcie zasilania dwubiegowe chłodzone wodą DAMEL 3,3 kv Łańcuch: Prędkość łańcucha na biegu szybkim 2 x Ø38x137 1,2 m/s Widok napędu zwrotnego przenośnika Nachylenie podłużne ściany do 35 Nachylenie poprzeczne ściany do 20 Korekcja poprzeczna każdej rynny przenośnika ±7,0º Trasa przenośnika wyposażona w rynny inspekcyjne co piąta rynna 11 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 12
Widok rodzielacza wykonawczego sterowania E-H i zespołu magistralnego w sekcji Widok zestawu manewrowego Zmechanizowana obudowa ścianowa Sekcja liniowa i skrajna Typ sekcji Sekcja liniowa Sekcja skrajna Parametr Wartość Wysokość geometryczna obudowy: maksymalna minimalna 5,4 m 2,3 m Wysokość robocza obudowy 2,5 5,3 m System pracy z krokiem wstecz bez kroku wstecz Główne urządzenia wyposażenia elektrycznego: stacje transformatorowe zestawy manewrowe kompletny system łączności i blokad, separatory + pulpity + skrzynki łączeniowe + komplet przewodów i kabli zasilających. ognioszczelne zespoły transformatorowe. Wyposażenie elektryczne Kopex Electric Systems Rodzaj stropnicy sztywna z osłoną czoła ściany wychylno-wysuwna z osłoną czoła ściany Nachylenie pokładu: podłużne podłużne z urządzeniami podtrzymującymi poprzeczne do 12º do 35º do ±20º Podziałka obudowy 1,75 m Liczba stojaków Ø380 2 szt. Podporność stojaka: robocza (40 MPa) wstępna (25-30MPa) 4,536 MN 2,835 3,402 MN Podporność robocza obudowy 1 1,08 MPa 0,72 0,77 MPa Przesuw sekcji obudowy 0,8 m Siła przesuwu: sekcji przenośnika 0,763 MN 0,302 MN Naciski maksymalne: na spąg na strop 2,26 MPa 1,12 MPa 2,26 MPa 0,91 MPa System sterowania pilotowe firmy Tiefenbach Ilość funkcji sterowania 16 18 Korekcja przenośnika grupowo 5 sekcji ster. 4-funkcyjnym ręcznym rozdzielaczem Widok stacji transformatorowej Ciśnienie zasilania 25 30 MPa Oświetlenie ŚWIT-09/230/30T 13 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 14
Widok urządzenia przesuwającego zestaw aparaturowy Widok zespołu pompowego Zestaw transportowy firmy Carbomech Do podwieszania aparatury elektrycznej oraz przewodów zasilających i sterowniczych w chodniku podścianowy. Zestaw transportowy firmy CARBOMECH długości około 100 m, składający się z: ram nośnych, palet, zawiesi i szekli, cięgieł i drążków, wózków jezdnych, samohamownego hydraulicznego urządzenia przesuwającego z zaporami przednią i tylnymi, szyn prostych trasy kolejki podwieszanej. Podstawowe dane techniczne pomp ciśnieniowych Typ zespołu Tiefenbach 35/401 Wydajność znamionowa 401 [l/min] Ciśnienie znamionowe 35 [MPa] Sterowanie: sterownik mikroprocesorowy typu SWP2 Silnik 250 kw/1000v Pompa Typ Inoxihp PM400 Stacja pomp hydraulicznych firmy TIEFENBACH Podstawowe dane techniczne zespołu pompowego do wody Typ zespołu Tiefenbach 10/306 Wydajność znamionowa Ciśnienie znamionowe Silnik Pompa 306 [l/min] 10 [MPa] 55 kw/1000v Typ Inoxihp PM150 15 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 16
Grupa KOPEX Grupa Kopex oferuje kompleksowe rozwiązania dla górnictwa Kompetencje Grupy KOPEX podziemnego i odkrywkowego. Jest uznanym producentem i dostawcą wysokiej klasy maszyn i urządzeń oraz nowoczesnych technologii dla górnictwa. Elastyczności oferty Grupy Kopex dowodzi możliwość realizacji zamówienia zgodnie ze ściśle określonymi, indywidualnymi wymaganiami kontrahenta. Grupa Kopex kompleksowo oferuje: studium wykonalności przedsięwzięcia, nadzór nad badaniami geologicznymi obszaru górniczego oraz obliczanie zasobów złoża, opracowanie technologii udostępnienia złoża, budowę, rozbudowę, modernizację, prowadzenie wydobycia i likwidację kopalń, produkcję, dostawę i montaż maszyn, urządzeń i systemów technologicznych, projektowanie zakładów wydobywczych, szkolenia kadr inwestora oraz wsparcie inżynieryjne podczas realizacji inwestycji, serwis gwarancyjny i pogwarancyjny dostarczonych urządzeń. PONAD 50 LAT DOŚWIADCZENIA KOMPLEKSOWA OFERTA 55% UDZIAŁ W POLSKIM RYNKU URZĄDZENIA DO PRZERÓBKI MECHANICZNEJ WĘGLA / COAL PREPARATION FACILITIES KOMPLEKSY ŚCIANOWE / LONGWALL SYSTEMS WYPOSAŻENIE KOPALŃ ODKRYWKOWYCH / OPENCAST MINING EQUIPMENT GŁĘBIENIE SZYBÓW / SHAFT SINKING OBUDOWY ŚCIANOWE / POWERED ROOF SUPPORTS KOMBAJNY ŚCIANOWE / LONGWALL SHEARERS PRAWIE 6000 PRACOWNIKÓW PRZENOŚNIKI ZGRZEBŁOWE / SCRAPER CONVEYORS APARATURA ELEKTRYCZNA / ELECTRICAL DEVICES KOMBAJNY CHODNIKOWE / ROADHEADERS KOMPLEKSY ŚCIANOWE / LONGWALL SYSTEMS KOMPLEKS ŚCIANOWY DO ŚCIAN NISKICH / LONGWALL SYSTEMS FOR MINING THIN COAL SEAMS URZĄDZENIA TRANSPORTU PODZIEMNEGO / UNDERGROUND MINE HAULAGE AND TRANSPORT EQUIPMENT 17 Zautomatyzowany kompleks ścianowy 18
KOPEX Spółka Akcyjna 40-172 Katowice, ul. Grabowa 1 tel.: +48 32 604 70 00, fax: +48 32 604 71 00 e-mail: kopex@kopex.com.pl www.kopex.com.pl