WOZY STRZELNICZE - Scenariusze rozwoju technologicznego

Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 1
KARTA TECHNOLOGII
URABIANIE - WOZY STRZELNICZE (SWS) AUTOMAT DO
Symbol
ZAŁADUNKU MW
I.3.b
WYRÓŻNIKI WOZÓW
WOZY STRZELNICZE
- mechanizacja robót strzelniczych
- z platformą do zabudowy urządzenia mieszalniczo-załadowczego urządzenie przeznaczone jest
do obsługi przodków górniczych w podziemnych kopalniach rud, w zakresie pneumatycznego i
ręcznego załadunku otworów strzałowych oraz do przewozu środków strzałowych (materiałów
wybuchowych, lontów, zapalników elektrycznych) i górników strzałowych ze skrzynią ładunkową
wozy tego typu przeznaczane są również m.in. do wykonywania prac pomocniczych z platformy
roboczej (kontrola stanu obudowy kotwiowej, podwieszanie kabli, prace montażowe przy
rurociągach i wciągnikach) oraz transportu sprzętu, materiałów i osób obsługi.
OPIS TECHNOLOGII
Charakterystyka
Samojezdny wóz strzałowy przeznaczony jest do wytwarzania i mechanicznego załadunku do
otworów strzałowych emulsyjnego materiału wybuchowego luzem, przewozu dodatkowej osoby
należącej do obsługi, przewozu środków strzałowych, wykonywanie ręcznego, tradycyjnego
załadunku MW nabojowanym do otworów oraz prac pomocniczych z podestu roboczego.
Emulsyjny materiał wybuchowy jest wytwarzany i ładowany za pomocą urządzenia
mieszalniczo-załadowczego emulsyjnych materiałów wybuchowych luzem.
Podstawowymi czynnikami określającymi wybór typu samojezdnego wozu strzałowego jest:
- wysokość wyrobiska
- wysokość i szerokość dróg dojazdowych, łuki i skrzyżowania
- organizacja ruchu przewozowego
- warunki klimatyczne
- wymagania formalne tj. przepisy i obowiązujące normy
Opis budowy samojezdnego wozu strzałowego
Samojezdny wóz strzelniczy typu SWS-E składa się z dwóch zasadniczych członów: napędowego i
roboczego. Oba człony podwozia osadzone są na mostach napędowych i połączone są ze sobą
przegubem o pionowej osi obrotu. Pomiędzy członami wbudowany jest siłownik hydrauliczny
realizujący skręt maszyny. Siłownik sterowany jest kierownicą z kabiny operatora za pomocą
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 2
rozdzielacza hydraulicznego stanowiącego element hydraulicznego układu skrętu. Siłownik realizuje
skręt maszyny o kąt 41° w obie strony. Wóz posiada dwa stopnie swobody kinematycznej. Pierwszy
stopień swobody stanowi przegub pionowy, natomiast drugi stopień swobody realizowany jest przez
wahliwe zamocowanie mostu do ramy członu napędowego.
Człon napędowy wozu zbudowany jest ze stalowej ramy osadzonej wahliwie na moście napędowym
wraz z zabudowanymi na niej podzespołami. Na ciągniku zabudowane są podzespoły i elementy
następujących układów: układu napędu jazdy (silnik spalinowy, zmiennik momentu, skrzynia
biegów), układ skrętu, układ hamulcowy, układ wydechowy silnika, zespół pompowy układu
hydraulicznego, zwijak przewodu elektrycznego, stała instalacja gaśnicza, pojemnik na zapalniki,
elementy wyposażenia instalacji elektrycznej. Ponad to na ciągniku zabudowany są: zbiornik
paliwowy, zbiornik oleju hydraulicznego, akumulatory elektryczne, kabina operatora wraz z
siedziskiem pomocnika.
Człon roboczy wozu stanowi stalowa rama, osadzona na moście napędowym, wraz z
zabudowanymi na niej podzespołami. Rama wyposażona jest w podpory spągowe służące do
rozpierania maszyny podczas pracy. Do ramy zamocowany jest wysięgnik z podestem roboczym.
Na ramie zabudowane jest urządzenie mieszalniczo-załadowcze materiałów wybuchowych
emulsyjnych luzem.
ponad to na ramie zabudowano pojemnik na środki strzałowe.
Wysięgnik wraz z podestem roboczym zamocowany jest obrotowo do ramy za pomocą pionowego
sworznia. Kinematyka wysięgnika pozwala na podnoszenie, skręt, przechył i wysuw podestu
roboczego. Podnoszenie i obrót wysięgnika oraz przechył i skręt podestu są sprzężone
hydraulicznie w tzw. układ poziomowania podestu. Układ ten pozwala na prostowodowe
prowadzenie podestu w całym zakresie podnoszenia i obrotu wysięgnika. Oznacza to, że
wypoziomowana podłoga podestu w dolnym położeniu wysięgnika zachowa swoje poziome
położeniu w każdym momencie ruchu wysięgnika do góry w lewo i w prawo.
Sterowanie ruchami podestu odbywa się za pomocą, zabudowanych na niej, rozdzielaczy układu
hydraulicznego. Z kabiny operatora możliwe jest również sterowanie wysięgnikiem i służy ono
głównie do manewrowania podczas przejazdu.
Podest roboczy stanowi główne stanowisko pracy. Składa się ze stalowej ramy spawanej, osłoniętej
dookoła barierkami ochronnymi. Z boku podestu znajdują się otwierane drzwiczki wejściowe.
Podłogę podestu stanowi krata pomostowa. Część podestu chroniona jest daszkiem podnoszonym i
opuszczanym przy pomocy siłownika hydraulicznego i blokowanym za pomocą sworznia. Na
podeście znajduje się elektryczny wyłącznik awaryjnego zatrzymania pracy maszyny, zawór
awaryjnego opuszczania podestu w przypadku awarii systemu zasilania układu hydraulicznego oraz
prosty pulpit sterowniczy urządzenia mieszalniczo-załadowczego.
Kinematyka wysięgnika
Przy pomocy odpowiednich dźwigni sterujących można uzyskać skręt wysięgnika w lewo o 34° i w
prawo 20°. Siłownik podnoszenia wysięgnika pozwala na wychylanie wysięgnika w płaszczyźnie
pionowej o kąt 22° w dół i 49° w górę. Wysięgnik może być wydłużony /teleskopowany/ o 1500 mm.
Na końcu wysięgnika umieszczony jest podest roboczy, który może być skręcany siłownikiem
hydraulicznym w płaszczyźnie poziomej o kąt 36° w obie strony wokół pionowej osi zawieszenia,
oraz niezależnie skręcany w płaszczyźnie pionowej o kąt 60° w dół od poziomu i o kąt 25° w górę od
poziomu wokół poziomej osi zawieszenia.
Urządzenie mieszalniczo-załadowcze
Urządzenie mieszalnicz-załadowcze jest przeznaczone do wytwarzania i mechanicznego
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 3
załadunku do otworów strzałowych emulsyjnego materiału wybuchowego luzem w zakładach
górniczych podziemnych niewęglowych i niemetanowych. Możliwe jest pompowanie emulsji
uczulonej mikrosferami lub uczulanej chemicznie. W pierwszym przypadku urządzenie służy tylko
do załadunku gotowego materiału. W drugim przypadku dwa komponenty, matryca emulsji i
uczulacz są mieszane razem podczas procesu załadunku i wymieszane stają się materiałem
wybuchowym dopiero po kilkunastu minutach od załadowania do otworu strzałowego. Powstały w
ten sposób materiał wybuchowy charakteryzuje się doskonałą wodoodpornością oraz niewielką
ilością szkodliwych składników w gazach postrzałowych. W czasie transportu jak i całego procesu
ładowania użyte surowce i półprodukty nie są materiałami wybuchowymi co gwarantuje wysoki
stopień bezpieczeństwa. Komputerowy system sterowania załadunkiem umożliwia ścisłą ewidencję
ilości załadowanego materiału (np. ilość MWE na otwór strzałowy, ilość MWE na przodek, całkowita
ilość MWE załadowanego itp.). System sterowania załadunkiem umożliwia szybką zmianę i
rejestrację parametrów procesu załadunku. Załączanie i wyłączanie pompy ładującej odbywa się za
pomocą pilota zdalnego sterowania przesyłającego sygnały drogą radiową.
Zakres zastosowania samojezdnych wozów strzelniczych
Wóz strzelniczy może być stosowany w podziemnych, nie zagrożonych wybuchem, wyrobiskach
zakładów górniczych rud surowców mineralnych. Wymiary minimalne wyrobisk: wysokość - 2700
mm, szerokość - 3750 mm, pochyleniu: wzdłużnym - do 15° poprzecznym - do 8°
maksymalne pole pracy zespołu roboczego: szerokość 8 m, wysokość 5,5 m
Rodzaj energii zasilającej
W samojezdnych wozach strzałowych typu SWS-E zastosowany jest napęd wysokoprężnego
silnika spalinowego. Do napędu urządzeń technologicznych zabudowanych na wozie typu SWS - E
stosowane są silniki elektryczne o napięciu znamionowym 500 V.
Układ hydrauliczny roboczy wozu SWS-E zasilany jest z zespołu pompowego. Zespół pompowy
układu hydraulicznego stanowi silnik elektryczny o mocy 22 kW napędzający, poprzez sprzęgło
wysokoelastyczne pompę zębatą. Zespół pompowy zabudowany jest w układzie pionowym i
zamocowany do ramy ciągnika. Zespół ten napędza silniki hydrauliczne urządzenia
mieszalniczo-załadowczego oraz siłowniki wysięgnika i podestu. Zasilanie układu hydraulicznego
może być również realizowane z silnika spalinowego poprzez pompę umieszczoną na zmienniku
momentu.
Układ zasilania urządzenia mieszalniczo-załadowczego zabezpieczony jest zaworem przelewowym
nastawionym na 15 MPa. Natomiast układ sterowania ruchami wysięgnika, i podestu zabezpieczony
jest zaworami przelewowymi w rozdzielaczach nastawionymi na
16 MPa.
Praca samojezdnego wozu strzałowego
Samojezdne wozy strzelnicze transportują środki strzałowe i górników strzałowych ze składów MW
do przodków. Z pomostu roboczego maszyny odbywa się ładowanie otworów strzałowych. Po
dobraniu odpowiedniej ilości materiału wybuchowego na jeden otwór, operator wprowadza wąż
załadowczy z umieszczonym na jego końcu zapalnikiem do otworu strzałowego. Podnoszenie i
obrót wysięgnika oraz przechył i skręt podestu są sprzężone hydraulicznie. Sterowanie ruchami
podestu odbywa się za pomocą zabudowanych na nim rozdzielaczy układu hydraulicznego. Z
kabiny operatora możliwe jest również sterowanie wysięgnikiem, które służy głównie do
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 4
manewrowania podczas jazdy. Po dobraniu odpowiedniej ilości materiału wybuchowego na jeden
otwór, operator wprowadza wąż załadowczy z umieszczonym na jego końcu zapalnikiem do otworu
strzałowego.
Zalety i wady
Zaletami w samojezdnych wozach strzałowych są:
- Teleskopowe rozwiązanie konstrukcji wysięgników zwiększa uniwersalność wozów i pozwala na
ich łatwe przystosowanie do warunków przodkowych i organizacyjnych
- Mechaniczny proces ładowania otworów strzałowych skraca czas tych prac oraz przebywania
górników strzałowych w bezpośredniej strefie zagrożenia oraz nie ma bezpośredniego kontaktu
pracownika z materiałem wybuchowym
- Brak bezpośredniego kontaktu pracowników z materiałem wybuchowym
- Wzrost bezpieczeństwa wykonywanych robót strzałowych przy użyciu mechanicznego procesu
ładowania
- Znikoma zawartość części toksycznych w gazach postrzałowych
- Wyeliminowanie transportu materiałów wybuchowych na trasie: wytwórnia kopalnia skład MW
przodek, i związanych z tym rygorów dzięki transportowi matrycy MWE i jej komponentów nie
będących środkami strzałowymi
- Skrócenie czasu ładowania przodków o 30 50% w porównaniu do ładowania ręcznego
- Możliwość zastosowania MWE w robotach strzałowych, również w otworach całkowicie
zawodnionych, długich otworach odprężających, w skałach zwięzłych itp.
- Możliwość zastosowania mniejszych koronek, tzn. oszczędności w robotach wiertniczych nawet do
30%
- Racjonalizacja zatrudnienia w grupie osób narażonych na największe zagrożenie ze strony
górotworu
- Zwiększenie odległości pracującego górnika od płaszczyzny czoła przodka, tj. miejsca najbardziej
zagrożonego przypadkowym odpadnięciem odłamków skalnych
- Mechaniczny załadunek MWE luzem daje korzyści ekonomiczne i organizacyjne
Do wad pojawiających się przy wprowadzaniu samojezdnych wozów strzałowych należy zaliczyć:
- wymagany wysoki stopień kwalifikacji obsługi,
- zagrożenia związane z hałasem i drganiami,
- duże zapylenie i konieczność jego zwalczania,
- wzrost temperatury w wyrobiskach.