Efektywny kombajn chodnikowy do urobku węgla

Jastrzębie-Zdrój, Polska: Nie, tutaj nie ma smoków. Ani ogrów czy krasnoludów. To jest kopalnia węgla Borynia-Zofiówka-Jastrzębie w Polsce, gdzie każdego dnia w fachowy i efektywny sposób wydobywa się 31.000 ton urobku.

Kopalnia węgla koksowego Borynia-Zofiówka-Jastrzębie w Jastrzębiu-Zdroju jest położona w Jastrzębiu-Zdrój, około 60 kilometrów na południowy wschód od Katowic. Bogate złoża zostały odkryte na obszarze malowniczych zielonych wzgórz w latach 60. ub. wieku, co spowodowało rozkwit górnictwa węgla koksowego w tym regionie, gdzie w ciągu 12 lat powstało pięć kopalń. Węgiel koksowy jest używany przeważnie do produkcji koksu, który jest najważniejszym oprócz rudy żelaza składnikiem wsadu w produkcji stali.

Jak wskazuje jej nazwa, kopalnia Borynia-Zofiówka-Jastrzębie to faktycznie trzy kopalnie węgla koksowego (Borynia, Zofiówka i Jas-Mos) połączone w całość dnia 1 stycznia 2013 roku. Kopalnia jest własnością Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. (JSW SA), w której większość udziałów ma  skarb państwa, notowanej na warszawskiej Giełdzie Papierów Wartościowych. Połączenie miało na celu lepsze wykorzystanie złóż węgla koksowego i aktywów produkcyjnych, wprowadzenie najlepszych rozwiązań projektowych, wdrożenie najlepszych praktyk organizacyjnych w codziennej pracy i optymalizację zatrudnienia. Kopalnia Borynia-Zofiówka-Jastrzębie zatrudnia obecnie 10 560 osób, a jej dobowe wydobycie netto wynosi około 21 700 ton węgla koksowego.

Jastrzębska Spółka Węglowa SA (JSW SA)

Spółka JSW SA została założona w kwietniu 1993 roku, w jej skład wchodzi obecnie pięć  kopalni wydobywających węgiel koksowy i energetyczny: Borynia-Zofiówka-Jastrzębie, Budryk, Krupiński, Pniówek i Knurów-Szczygłowice. Spółka przetwarza około 50% produkowanego przez siebie węgla koksowego, co umożliwia jej oferowanie bardziej przetworzonego produktu końcowego o wyższej wartości.  W 2013 roku kopalnie JSW SA wyprodukowały 9,8 mln ton węgla koksowego (w tym 7,8 mln ton węgla typu hard) i 3,8 mln ton węgla energetycznego. W tym samym roku koksownie JSW SA wyprodukowały 3,9 mln ton koksu.

Na rozległym terenie o powierzchni 66.3 kilometrów kwadratowych  mieszczą się obiekty techniczne, takie jak zakład przeróbki i szyby wyposażone w urządzenia wyciągowe, a także bocznice kolejowe, budynki  administracyjne, pomieszczenia magazynowe i oczywiście sama kopalnia: ogromna sieć wzajemnie połączonych ze sobą tuneli i komór, głęboka na około 1200 metrów.

Podróż w głąb
Dotarcie z powierzchni do kopalni zabiera około 25 minut. Po zaopatrzeniu się w różnorodny sprzęt ochronny – począwszy od koniecznego oświetlenia, hełmów, masek, okularów i butów, po aparaty ucieczkowe, które są niezbędne w przypadku wydzielania się metanu lub pożaru pod ziemią – górnicy jadą windą 600 metrów w dół pod z dużą prędkością przez około 2 minuty. Po opuszczeniu windy wsiadają do małego żółtego pociągu złożonego z czterech wagonów, który porusza się po rozbudowanym labiryncie kopalnianych torów i korytarzy, transportując ich dalej w dół przez około 10 minut, aż dotrą do chodników, po których można się poruszać tylko pieszo.

W tym miejscu temperatura, która nieprzerwanie rosła w trakcie zjazdu, osiąga poziom oscylujący wokół 30 stopni. Jest także bardzo ciemno. Miejscami jedynym światłem dostępnym dla górników nadal schodzących w dół jest światło lamp umieszczonych na ich hełmach, które, gdy górnicy podejdą bliżej wywołuje uczucie jakby pochodzili z innego świata, badali nieznaną planetę albo dno morskie. To uczucie potęguje jeszcze absolutna cisza (wszystkie dźwięki są izolowane i tłumione przez kopalniane ociosy) i pióropusze pyłu wzbijające się przy każdym kroku. Jest to szary proszek, pył kamienny zwieziony na dół w celu wychwycenia pyłu węglowego, który jest palny. Mimo to górnicy są w dobrych humorach. Na przekór temu, że pracują w ciemnych, zamkniętych przestrzeniach, ich spocone, śniade twarze są skore do uśmiechu, a pozdrawiają się nawzajem dotykając daszka hełmu, albo uściskiem dłoni i serdecznym „Szczęść Boże” .

Po 15 minutowym spacerze w dół słychać wyraźniej odgłosy maszyn i ich silników oraz przenośników taśmowych transportujących węgiel koksowy, co wskazuje wyraźnie miejsce gdzie danego dnia prowadzone są działania związane z robotami przygotowawczymi na przodku chodnika.

– Kieruję grupą około 350 ludzi – mówi kierownik robót przygotowawczych Zbigniew Czarnecki. – Planuję i zarządzam robotami przygotowawczymi w tej kopalni, co polega na przekuciu się przez piaskowiec, by dotrzeć do  węgla. Wydobywamy tutaj sporo węgla koksowego, który jest później oczyszczany i przerabiany w naszym zakładzie przeróbki.

Parametry techniczne

Kombajn chodnikowy Sandvik MR340

Sandvik MR340: maksymalna wysokość urabiania: 4,87 m

Podstawowe parametry

  • Waga całkowita: 52 t
  • Długość całkowita: 10 300 mm
  • Wysokość nad przednią osłoną stropową: 1 850 mm
  • Szerokość stołu załadowczego: 2 800 mm
  • Nacisk na podłoże: 0,13 MPa
  • System elektryczny: 1000 V/50 Hz
  • Silnik napędzający wrębnik: 200 kW
  • Hydrauliczny zespół silnikowy: 63 kW
  • Silniki ładowarki: 2 x 36 kW

Wymagania dotyczące mocy

  • Poprzez transformator: 630 kVA
  • Poprzez zespół generatorów: 800 kVA

System przenośnikowy

  • Napęd ładowarki poprzez silniki przenośnika
  • Prędkość łańcucha: 1,1 m/s
  • Wydajność przenośnika: maks. 400m³/h

Profil urabiania

  • Szerokość: 4 870 mm
  • Długość: 7 400 mm
  • Podwrębianie: 350 mm
  • Możliwe gradienty: +/- 20 gon
  • Prędkość głowicy urabiającej: 2,3 m/s
  • Prędkość transportu: 0 – 8,8 m/min

Narzędzia kombajnowe TriSpec

Narzędzia kombajnowe TriSpec z podwójnymi pierścieniami z węglików spiekanych, umieszczone nieco poniżej  ostrza, tak aby zapobiec zużyciu narzędzia i zmaksymalizować pracę końcówki węglikowej. Każde narzędzie jest dostępne albo z płytką skrawającą albo z końcówką węglikową. Narzędzia TriSpec doskonale się sprawdzają w każdych warunkach.

Mocne maszyny do ciężkiej pracy
Zespół Czarneckiego wykorzystuje kombajny chodnikowe Sandvik MR 340 i Sandvik AM75 do budowy chodników wzdłuż pokładu węgla służących później do prowadzenia wydobycia. To jest ciężka praca. W rzeczywistości każda zmiana górników urabia około 80 centymetrów w cyklu, zanim można postawić kolejny stalowy łuk obudowy dla ochrony przed zawałem. Zespół wykorzystuje także wiertnice i materiały wybuchowe, tam gdzie skała jest za twarda dla kombajnu, co ogranicza wkład ciężkiej pracy ręcznej.

– Mamy tu przodek z mnóstwem twardych skał, przez które trzeba się przebić – mówi Paweł Stepowy, muskularny kombajnista z dziesięcioletnim doświadczeniem w górnictwie podziemnym. – Te skały występują zarówno u góry, jak i u dołu czoła przodka. Dużą korzyścią wynikającą z wykorzystania tego kombajnu chodnikowego, poza jego wytrzymałością, jest jego system wizualizacji; on naprawdę pomaga przy urabianiu skał, kiedy zapylenie ogranicza widoczność. A oprócz tego są wytrzymałe noże kombajnowe, których używa się do urabiania piaskowca.

Jednym z najważniejszych aspektów działania kopalni Borynia-Zofiówka-Jastrzębie jest produktywność, a chociaż narzędzia kombajnowe nie stanowią największej pozycji w wydatkach kopalni, to ich jakość  w znacznym stopniu determinuje efektywny czas urabiania i całkowity koszt na jeden metr postępu wyrobiska. Narzędzia TriSpec firmy Sandvik są zaopatrzone w podwójne pierścienie z węglików spiekanych, które znacznie poprawiają odporność na ścieranie, która jest cechą bardzo istotną w surowych warunkach panujących w kopalniach węgla.

– Jeszcze przed uzyskaniem tego kontraktu przez firmę Sandvik, każdy potencjalny dostawca był zapraszany do wzięcia udziału w obligatoryjnych testach, zanim przystąpiono do oficjalnych negocjacji – mówi Marcin Świst , menadżer ds. sprzedaży narzędzi w firmie Sandvik. – Nasze produkty zniosły te próby nadzwyczaj dobrze, przewyższając w działaniu produkty konkurencji o 150 procent!

Większa wydajność
Janusz Piechoczek, inny kombajnista, z ośmioletnim stażem w ekipie przodkowej, wie jakie znaczenie ma posiadanie trwałych narzędzi urabiających. – Zużywamy około pięć narzędzi TriSpec firmy Sandvik na każde 20 metrów wyrobiska – mówi Piechoczek.

– Ich jakość jest doskonała i nie ulegają one szybkiemu zużyciu, wobec czego rzadziej trzeba je wymieniać. Dzięki temu cały projekt przebiega dużo szybciej.

Kierownictwo było także pod wrażeniem parametrów użytkowych tych narzędzi: – Te używane wcześniej przez kopalnię ścierały się bardzo szybko – mówi Czarnecki.

– Dzięki zakupowi nowych narzędzi TriSpec firmy Sandvik sprawność procesu podniosła się o 50-80 procent, a proces urabiania skał stał się bardziej produktywny. Postoje na wymianę narzędzi są teraz krótsze i rzadsze. Chronione są także wrębniki, co jest korzystne dla operatora, bo nie musi się on martwić o to, co się dzieje na czole przodka, a tym samym może się skupić na procesie urabiania.

Partnerstwo i zaufanie
Współpraca między firmą Sandvik a kopalnią Borynia-Zofiówka-Jastrzębie ma dobre perspektywy.

– Moje doświadczenie ze współpracy z firmą Sandvik jest bardzo pozytywne – podkreśla Czarnecki.  – Za każdym razem gdy miałem jakiekolwiek uwagi, następowała szybka reakcja z ich strony. Zdecydowanie widzimy kontynuację tego partnerstwa w przyszłości.

Z chwilą zakończenia trudnych prac przygotowawczych – usuwania skał – można rozpocząć wydobycie węgla koksowego. Gdy kopalnia pracuje z pełną wydajnością, szybkie wyciągi szybowe wywożą na powierzchnię około 15 ton węgla koksowego co 30 sekund. Węgiel jest następnie poddawany obróbce i przygotowywany do wysyłki do koksowni, przy czym wszystkie te etapy są prowadzone przez JSW. Aby cały proces był sprawny i produktywny, konieczne są narzędzia wystarczająco wytrzymałe, aby pokonać twarde skały w głębi kopalni.

Rozwiązanie firmy Sandvik

Obok kombajnów chodnikowych  Sandvik AM75 i Sandvik MR340 kopalnia Borynia-Zofiówka-Jastrzębie wykorzystuje także spągoładowarki firmy Sandvik. Jednak to przede wszystkim narzędzia kombajnowe Sandvik TriSpec pozwalają tej kopalni utrzymywać efektywne tempo eksploatacji. Narzędzia te usprawniły pracę, umożliwiając  zwiększenie produkcji, obniżenie kosztów oraz poprawę sprawności energetycznej.

Tekst: Jean Paul Small  Zdjęcia: Adam Lach