Wybuchy pyłu węglowego

Wybuchy pyłu węglowego należą do zasadniczych zagrożeń w górnictwie węglowym. Częstośc wybuchów metanu , gazów pożarowych i pyłu węglowego w naszych kopalniach sestemotycznie maleje , ale jednak powodują one zawsze największe katastrofy pociągające za sobą dużą liczbę ofiar.

Prace nad opanowaniem wybuchu pyłu węglowego prowadzone są na szeszą skalę od 1906r. , w którym to roku w kopalni Courriera na skutek wybuchu pyłu węglowego zgineło 1099 górników . Prace nad zwalczaniem zagrożenie wybuchem pyłu węglowego prowadzone są we wszystkich krajach o rozwiniętym górnictwie weglowym . Wyniki prac badawczych wielu instytutów są wprowadzane do praktyki górniczej , co pozwoliło na znaczne obniżenie liczby wybuchów pyłu węglowego . Pomimo dotychczasowych osiągnięć nauki wybuchy w górnictwie przedstawiają nadal  wielkie zagrożenie . Potwierdza to seria katastrof w wielu krajach , a także i w Polsce w ostatnich latach.

W Polsce badania nad wybuchowością pyłu węglowego prowadzi się od 1925r. w kopalni Doświadczalnej „Barbara” w Mikołowie . Duże zasługi w dziedzinie zwalczania wybuchów pyłu węglowego położył prof. Wacław Cybulski , wieloletni dyrektor KD „Barbara” .

Podstawowe informacje na temat PYŁU WĘGLOWEGO

-wybuchowość pyłu węglowego

-lotnośc pyłu węglowego

-stopień rozdrobnienia pyłu węglowego

-granice wybuchowości pyłu węglowego

-inicjał pyłu weglowego

- warunki dyspersji

-zasięg zapylenia wyrobisk i rozmieszczenie pyłu węglowego w wyrobiskach

-obecność metanu w powietrzu

-warunki wyrobisk

Skutki wybuchu pyłu węglowego:

-          powstanie płomienia wybuchu co równoznaczne  jest z poparzeniem w przypadku zetknięcia się z nim człowieka

-          najgroźniejszy skutek to wydzielenie się dużej ilości tlenku węgla (najwięcej ofiar śmiertelnych

-          powstanie fali uderzeniowej

-          po przejściu fali powietrza pojawia się fala rozrzedzenia , która powoduje bieg gazów w przeciwnym kierunku ( ułatwia ona zawał)

-          mogą zapoczątkować pożary podziemne

  

Wybuchy pyłu węglowego powinny być zwalczane różnymi sposobami, zwanymi liniami obrony:

-          ograniczenie powstawania pyłu węglowego

-          usuwanie pyłu węglowego

-          zwalczanie lotności pyłu węglowego zwalczanie możliwości zapłonu pierwotnego obłoku pyłu węglowego

-          zwalczanie rozwoju wybuchu

-          ograniczenie zasięgu wybuchów pyłu węglowego przez hamowanie już rozwiniętych wybuchów

-          kontrola zagrożeń wybuchami pyłu węglowego

-          przepisy zwalczania

-          prace naukowo badawcze nad ulepszeniem metod zwalczania wybuchów pyłu węglowego

Maszyny do zabezpieczania górotworu

Sposoby prowadzenia wyrobisk ścianowych:

            - z zawałem stropu

            - z podsadzką hydrauliczną

            - z podsadzką pneumatyczną

OBUDOWA PODPOROWA

Jest to obudowa do osłony od zawałowej, w której nacisk skał stropowych górotworu przenoszony jest przez stropnicę na podpory (stojaki).

Rozróżnia się obudowy podporowe:

- kasztowe (wyróżnia je duża podporność i duża powierzchnia spągnic, dzięki czemu utrzymują bez rozparcia stabilną równowagę oraz charakteryzują się małymi naciskami na spąg)

- ramowe (ma co najmniej 2 podpory czyli stojaki, przy czym podpory są usytuowane w płaszczyźnie prostopadłej do czoła ściany)

Obudowy te mogą posiadać zestaw ramowy:

            - przesuwny

            - kroczący wiszący

OBUDOWA PODPOROWO-OSŁONOWA

Jest to obudowa, w której nacisk skał stropowych górotworu przenoszony jest na spąg przez stropnice podparta podporami czyli stojakami. Obudowa ma osłonę przedzawałową, która może być również podparta podporami (stojakami).

Najczęściej wykonuje się je z układem lemniskatowym (jest to czworobok przegubowy służący do prowadzenia stropnicy w całym zakresie wysokości obudowy możliwie małą zmianą jej odległości od czoła ściany).

OBUDOWA OSŁONOWO-PODPOROWA

Przenosi ona nacisk skał stropowych górotworu i gruzu skalnego przez osłonę podpartą stojakami. Mogą być wykonywane z układem lemniskatowym lub z przegubem centralnym. Obudowy osłonowo-podporowe charakteryzują się krótką stropnicą, dlatego wielkość utrzymywanej rozpiętości wyrobiska jest mniejsza niż w innych obudowach. Obudowa ta może mieć mniejszą podporność i nadaje się zwłaszcza do pracy w ścianach o słabych i kruchych stropach.

OBUDOWA OSŁONOWA

W obudowie tej nacisk skał stropowych górotworu i gruzu zawałowego jest przenoszony przez osłonę podpartą podporami (stojakami) i pełniącą zadanie stropnicy odzawałowej. Mogą być z przegubem centralnym i z układem lemniskatowym.

Główne elementy zestawu obudowy zmechanizowanej:

- Stropnica

- Osłona odzawałowa

- Spągnica

- Podpory hydrauliczne

- Siłowniki

- Układ przesuwny

- Osłona czołowa

- Osłona przejścia

- Łączniki układu lemniskaty

Główne zadania obudowy zmechanizowanej:

            - kierowanie stropem

            - osłonięcie wyrobiska przed opadaniem skał ze stropu

- osłanianie wyrobiska przed przedostawaniem się skał z rumowiska zawałowego do przestrzeni roboczej

- osłonięcie wyrobiska przed opadającymi z czoła ściany kęsami węgla w pokładach powyżej 2,5m lub staczającymi się po przenośniku kęsami urobku w pokładach powyżej 25°

W poszczególnych fazach cyklu obudowy zmechanizowanej w ścianie występują:

- Podporność wstępna – ma ją zestaw obudowy zmechanizowanej w momencie rozparcia i zależy od ciśnienia zasilania aktualnie występującego w magistrali zasilającej ścianę

- Podporność nominalna – jest maksymalną podpornością, jaką może osiągnąć zestaw obudowy zmechanizowanej przy obciążeniu statycznym. Zależy ona od ciśnienia otwarcia zaworów bezpieczeństwa w układzie odpornościowym podpór hydraulicznych zestawu obudowy

- Podporność robocza – w danej chwili osiąga ją zestaw obudowy zmechanizowanej pod wpływem nacisku górotworu a jej wartość mieści się między podpornością wstępną a podpornością nominalną

W tym pytaniu należy również uwzględnić kotwiarki, które są oczywiście też maszynami do zabezpieczania górotworu (opisana wcześniej)!

Rysunki dodatkowe:

I – obudowa kasztowa

II – obudowa z układem lemniskatowym

III – przenośnik zgrzebłowy - Poluks

Maszyny do transportu w górnictwie podziemnym

PRZENOŚNIK ZGRZEBŁOWY ŚCIANOWY

Służy do odstawy urobku oraz stanowi tor jezdny dla maszyny urabiającej. Przenośnik połączony jest z układami przesuwu zestawów obudowy za pomocą specjalnych łączników.

Przenośniki zgrzebłowe stanowiące wyposażenie kompleksów zmechanizowanych mogą mieć jednostki napędowe usytuowane w układzie:

            - prostopadły prostopadły

            - równoległy równoległy

            - równoległy prostopadły

Lub w przypadku napędów pojedynczych w układzie równoległym lub prostopadłym. Najkorzystniejszy jest układ prostopadły, gdyż pozwala na wysunięcie ich do chodników przyścianowych i prowadzenie ściany bez wnęk.

Wyróżnia się przenośniki z zastawką i bez zastawki. Zastawki zapobiegają możliwości przerzucania urobionego węgla przez organ urabiający kombajn do obudowy. Są one mocowane od strony obudowy do rynien przenośnika ścianowego.

Przenośnik dopasowuje się do nierówności spągu dzięki możliwości przegięcia rynien o kąt .

PRZENOSNIK ZGRZEBŁOWY PODŚCIANOWY

Węgiel transportowany z wyrobiska ścianowego przesypywany jest na przenośnik podścianowy usytuowany w chodniku odstawczym, który transportuje go dalej na przenośnik taśmowy. Stosuje się w nim większe prędkości transportowe dla wyrównania strugi węgla i ułatwienia dalszego transportowania.

Przenośniki podścianowe są stosunkowo krótkie. Ich długość nie przekracza 80m. Umożliwia to przesuwanie przenośnika w całości wraz z postępem ściany.

Odstawa przenośnikami zgrzebłowymi polega na tym, że w nieruchomych rynnach z blachy poruszają się łańcuchy bez końca, przesuwające urobek za pomocą poprzecznych zgrzebeł.

PRZENOSNIKI TAŚMOWE

Są to urządzenia pracujące na zasadzie przenoszenia materiału za pomocą ruchomej taśmy bez końca, napiętej na bębnach: napędowym i zwrotnym.

Jest to transport o charakterze ciągłym. Prawie wszystkie rodzaje napędzane są silnikami elektrycznymi. Ogólnie przenośnik składa się z taśmy połączonej w pętlę podpartej na rolkach (krążnikach), napędzany za pomocą jednego lub wielu bębnów napędowych. Taśma napinana jest za pomocą urządzeń napinających.

TRANSPORT KOPALNIANY CIĄGŁY I PRZERYWANY

Może się odbywać na torach w wozach ciągnionych liną lub łańcuchem bez końca. Może być także realizowany kolejkami podwieszanymi. Jest to transport ciągły.

Do transportu przerywanego zaliczamy:

- przewóz beztorowy, odbywający się w różnego rodzaju wozach, na podwoziach   oponowych lub też gąsienicowych

- przewóz torowy, którego środki i urządzenia stanowią: wozy ciągnione lokomotywami, wozy z kołowrotami lub opuszczone tarczami hamulczymi.

Maszyny do ładowania w górnictwie podziemnym

Ładowarki – ich celem jest wypełniać zadania z zakresu: zgarniania, nabierania, podnoszenia załadowanego materiału oraz wyładowania go na środki odstawy.
Rodzaje ładowarek:
- zgarniakowe
- zasięrzutne
- łapowe
- bocznie wysypujące
Czynniki warunkujące pracę ładowarek:
- rodzaj ładowanego urobku (wszystkie ładowarki można stosować do wszystkich rodzajów skał, jednak nie wszystkie zapewniają nie skruszenie urobku)
-wymiary wyrobiska (nie wszystkie ładowarki musza się zmieścić w danym wyrobisku lub będą miały swobodę ruchu)
- nachylenie wyrobiska (ze względu na podział wyrobisk według nachylenia)
- stan spągu (jego jakość, szczególnie ważne przy stosowaniu maszyn samojezdnych na podwoziu gąsienicowym)
- rodzaj energii zasilania (decydujący wpływ mają warunki górnicze oraz techniczno-ruchowe. W naszych kopalniach stosuje się energię pneumatyczną i elektryczną)


Podział wyrobisk ze względu na nachylenie:
- Wyrobiska poziome – do 4°
- Wyrobiska nachylone – do 15°
- Wyrobiska silnie nachylone – od 15° do 25°

W wyrobiskach poziomych mogą pracować wszystkie ładowarki (na podwoziu oponowym, gąsienicowym, na torach, ł. zgarniakowe). Nachylenie 4° jest wartością graniczną dla ładowarek kołowych na torach (zasięrzutnych)

W wyrobiskach nachylonych można stosować ładowarki o dobrej przyczepności do spągu, które mają odpowiednie zabezpieczenie przed samoczynnym staczaniem się czy zsuwaniem się. Mogą być na gąsienicach i na oponach. Nachylenie 15° - 25° jest nachyleniem granicznym dla tych maszyn. Można tez stosować ładowarki zgarniakowe z pomostem załadowczym odpowiednio zabezpieczonym.

W wyrobiskach o nachyleniu powyżej 15° można stosować ładowarki zgarniakowe. Bardzo ważne jest właściwe zabezpieczenie rozporami i kotwami. Powyżej 20° konieczne jest zastosowanie kołowrotów bezpieczeństwa.
Napędy maszyn:
- pneumatyczne
- elektryczne
- elektro-hydrauliczny
- pneumatyczno-hydrauliczny

ŁADOWARKI ZASIĘRZUTNE

Stosowane są do ładowania skał twardych (kamienia) w szerokim zakresie robót chodnikowych, przewidujących odstawę torową. Można je również stosować do ładowania przez specjalne przesypy, na przenośniki.
Budowane są zarówno na podwoziu kołowym na torach, jak i kołowym oponowym i na podwoziu gąsienicowym.


Zalety:
- prosta  zwarta konstrukcja
- łatwa obsługa i konserwacja (niskie koszty eksploatacji)
- duża pewność ruchowa
Wady:
- wysoki przerzut czerpaka
- znaczne kruszenie węgla
- mały front ładowania (dot. tylko ładowarek torowych)
- duże zużycie powietrza (dot. tylko ładowarek pneumatycznych)
Koparka naśladuje w pewnym stopniu ręczne ładowanie do wozu. Odpowiednikiem łopaty jest tu czerpak, a odpowiednikiem mięśni ładowacza jest mechanizm napędzający czerpak. Proces ładowania składa się  z 3 faz:
- wbijania czerpaka w urobek
- podnoszenia urobku i przerzutu
- wyładowania
Czerpak nabiera urobek czołowo a następnie ruchem ciągłym przenosi go nad ładowarką i wyrzuca do stojącego wozu.


ŁADOWARKI ZGARNIAKOWE

Stosowane są do ładowania i transportu urobku w górnictwie, zwłaszcza rud i soli.
Zalety:
- prosta konstrukcja
- uniwersalność zastosowania
- niezawodność działania
- bardzo niskie koszty zakupu i eksploatacji


ŁADOWARKI BOCZNIE WYSYPUJĄCE

Należą do ładowarek czerpakowych z bocznym  systemem rozładowania. Budowane są na podwoziu gąsienicowym. Odznaczają się dużą uniwersalnością oraz są przystosowane do ładowania zarówno węgla, kamienia jak i innych surowców. Można nimi pracować w wyrobiskach o nachyleniu do 15°. Zwarta budowa, stosunkowo małe wymiary, niezależne napędy gąsienic zapewniają im dużą zwrotność i łatwość manewrowania.

Typy ładowarek bocznie wysypujących:
- TYP A – ładowarki nisko wysypujące
- TYP B – ładowarki wysoko wysypujące

Fazy ładowania:
- dojazd i wbijanie się w zwał urobku
- nabieranie urobku i jazda do punktu wyładowania
- wyładowanie

ŁADOWARKI ŁAPOWE

Należą do bardzo wydajnych i pewnych ruchowo maszyn. Charakteryzują się ciągłym sposobem ładowania, wykonywanym przez 2 łapy nagarniające urobek na centralnie umieszczoną podawarkę. Przeznaczone są do ładowania węgla jak i wszelkiego rodzaju minerałów w wyrobiskach nachylonych do 15°. Pracują w kopalniach węgla oraz rud miedzi. Mają dużą wydajność i zwrotność.


ŁADOWARKA DO POBIERKI SPĄGU

W przypadku wyciskania spągu, utrzymanie dróg transportowych w stanie całkowitej użyteczności wymaga prowadzenia pobierki spągu (zbierania warstwy wyciśniętego spągu) oraz przebudowy torów. Budowana jest na podwoziu gąsienicowym i odznacza się małą szerokością (ok. 1m). Umożliwia to utrzymanie ruchu na sąsiednim torze. W czasie pracy urobek ładowany jest bezpośrednio do wozów. Dzięki dużej wysokości podniesienia czerpaka (do 2,5m) oraz ruchomej tylnej ściance umożliwiającej wyładunek urobku w poziomym ustawieniu czerpaka, możliwe jest pobieranie warstwy grubości do 1m i ładowanie bezpośrednie do wozów stojących jeszcze na nie przebudowanych torach.


W pracy ładowarki wyróżniamy 3 fazy cyklu pracy:
- pobieranie spągu (urabianie warstwy spągowej)
- nabieranie urobku (często następuje już w trakcie urabiania)
- wyładowanie urobku

W przypadku miękkich i spękanych skał spągowych pobieranie spągu prowadzone jest bez użycia młotków udarowych. Czerpak pod działaniem naporu ładowarki, przez ruch gąsienic do przodu, wciskany jest w skałę, a oderwana skała zostaje jednocześnie załadowana do czerpaka.
W przypadku skał spągowych twardszych i bardziej zwięzłych pobierkę spągu wykonuje się następująco: czerpak ustawia się prawie pionowo i po włączeniu młotków czerpak pod działaniem cylindrów wysięgnika wciskany jest w spąg.

Maszyny do urabiania w górnictwie podziemnym

Wiertarki i Wozy wiertnicze
Wiertarka – maszyna do wiercenia otworów w skałach. Przemieszcza się razem z przewodem wiertniczym.
Wiertnica natomiast różni się sposobem posuwu. Posuw wykonuje wyłącznie przewód wiertniczy.
SPOSOBY WIERCENIA OTWORÓW W SKAŁACH:

- OBROTOWE – w celu zrealizowania wiercenia wiertarka musi spowodować, że poprzez przewód wiercący do narzędzia wiercącego jest przyłożony moment obrotowy, a narzędzie wiercące, dodatkowo jest dociskane do skały siłą, która jest na nie przeniesiona poprzez wiertarkę i przewód wiercący. W wyniku takiego oddziaływania na skałę, narzędzie przemieszcza się ruchem śrubowym powodując jej skrawanie. Prędkość skrawania, dla poszczególnych punktów ostrza jest różna i zmienia się w zależności od rozpatrywanego punktu przyłożenia na długości krawędzi skrawającej ostrza narzędzi. Prędkość ta przyjmuje wartości: od wartości zerowej w osi narzędzia do wartości max na obwodzie narzędzia. W miejscu kontaktu krawędzi ostrza narzędzia ze skałą i działania nacisków pochodzących od sił, powstaje strefa sprasowania, w której pory i mikroszczeliny skały zostają zamknięte i panuje tam wszechstronne ściskanie. Na skraju tej strefy powstają naprężenia rozciągające o kierunkach w przybliżeniu równoległych do powierzchni ograniczającej sprasowaną strefę. Pęknięcie skały bierze początek w miejscu najsłabszym i biegnie ku swobodnej powierzchni. W wyniku takiego oddziaływania naciskająca powierzchnia natarcia kruszy przed sobą spękaną skałę, która w postaci zwiercin zostaje usunięta z otworu.

- UDAROWE – wiertarka poprzez przewód wiercący oddziałuje na narzędzie wiercące w ten sposób, że zostanie do niego przyłożona dynamiczna zmienna w czasie siła, przerywany moment obrotowy i statyczna siła docisku, oddziałująca na wiertarkę, a poprzez nią na narzędzie wiercące.
Faza I: do ostrza narzędzia przyłożone są równocześnie dwie siły: osiowa siła docisku i okresowo działająca dynamiczna siła pochodząca od mechanizmu udarowego. W wyniku takiego działania wymienionych sił, ostrze narzędzia naciska na powierzchnię skały powodując jej ugięcie i powstanie naprężeń powierzchniowych
Faza II: pod ostrzem narzędzia, w wyniku oddziaływania obciążenia statycznego i dynamicznego, następuje zagęszczenie skały, co powoduje odkształcenie skały, w wyniku którego powstaje strefa sprasowania, wokół którego powstaje pole naprężeń. W wyniku powstającego pola skała wchodzi w fazę III.
Faza III: powstają w niej pęknięcia skały i jej kruszenie na dnie wierconego otworu. Ciągłe usuwanie okruchów skalnych z dna wierconego otworu i ustanie oddziaływania dynamicznej siły powoduje przejście w fazę IV.
Faza IV: narzędzie dociskane jest do powstałego wrębu jedynie osiową siłą docisku. Po ustaniu działania siły dynamicznej zaczyna się faza V.
Faza V: gdy na narzędzie zaczyna oddziaływać moment obrotowy, w wyniku czego można uznać, że do narzędzia przyłożona jest para sił i osiowa siła docisku. Rozpoczyna się faza VI.
Faza VI: następuje obrót ostrza narzędzia o kąt fi. Wykonywany obrót przy równoczesnym nieprzerwanym działaniu osiowej siły docisku powoduje, że ostrze narzędzia trze o boczną powierzchnię powstałego krateru wywołując siłę tarcia. Takie  oddziaływanie powoduje podnoszenie ostrza na powierzchnię skały. Po wysunięciu się ostrza narzędzia z krateru rozpoczyna się faza VII.
Faza VII: ostrze narzędzia przemieszcza się na powierzchnię skały o przykładowy kąt fi i tak długo się przemieszcza, aż uzyska założony kąt obrotu, tzw., kąt przestawienia, któremu odpowiada długość łuku na obwodzie koronki i narzędzie osiągnie fazę wyjściową VIII.
Faza VIII: od tej fazy zjawisko się powtarza, aż ostrze nie wykona jednego pełnego obrotu, a na dnie wierconego otworu nie zostanie usunięta objętość skały. W procesie udarowym nie występuje zjawisko skrawania lecz jedynie zjawisko tarcia ostrza po pochyłej części wykonanego wrębu i powierzchni dna otworu w trakcie przemieszczania o kąt fi.

OBROTOWO-UDAROWE – należy stworzyć takie warunki, że do narzędzia wiercącego poprzez przewód wiercący zostanie przyłożony ciągły moment obrotowy i dynamiczna zmienna w czasie siła, a narzędzie będzie dociskane do skały poprzez wiertarkę i przewód wiercący z osiową siłą. Narzędzia o asymetrycznym ostrzu swoją powierzchnią natarcia, rozpoczyna wiercenie poprzez skrawanie. W fazie I i II narzędzie skrawa skałę jak przy wierceniu obrotowym , lecz strefa sprasowania przed ostrzem ma znacznie większy zasięg.
Rys.4. Model fizyczny wiercenia sposobem obrotowo-udarowym
WIERTARKI OBROTOWE
Służą do wiercenia otworów strzałowych w węglu, skałach miękkich i średnio twardych. Wytwarzają niewiele pyłu węglowego.
Podstawowe jej elementy to umieszczone  w korpusie silnik i reduktor. Do napędu stosowane są silniki: pneumatyczne, elektryczne lub hydrauliczne.
Silniki pneumatyczne znajdują obecnie małe zastosowanie (mała sprawność ogólna, bardzo sztywna charakterystyka ruchowa). Jednak reakcja od momentu obrotowego nie przenosi się na obudowę  to (ma to szczególne znaczenie podczas wiercenia ręcznego)
Silniki elektryczne asynchroniczne mają korzystne cechy ze względu na przeciążalność.
Zaletą silników hydraulicznych jest możliwość uzyskania bezstopniowego sterowania prędkością obrotową narzędzi wiercących. Wadą jest wysoki koszt.

Rodzaje wiertarek:
- ręczne – do 20kg – stanowią wyposażenie układów przenośnych i używane są do wiercenia otworów pełno średnicowych o dł. Do 2m i średnicy otworu do 38 mm;
- ciężkie – powyżej 20kg – stanowią wyposażenie wozów wiertniczych i stosowane są do wiercenia otworów pełno średnicowych o dł. 6 m i średnicy do 60 mm.

WIERTARKI UDAROWE
Są wykorzystywane do wiercenia w skałach trudno urabialnych. Współpracują z urządzeniami do podtrzymywania i przemieszczania osiowego maszyny wraz z przewodem wiercącym i narzędziem.
Bijak poruszany energią powietrza sprężonego uderza w koniec uchwytu wiertła. Sprężone powietrze sterowane jest za pomocą rozrządu, który sterując strugą powietrza kieruje je do przedniej lub tylnej części cylindra. W czasie ruchu powrotnego bijaka wiertło zostaje samoczynnie obrócone o niewielki kąt w stosunku do poprzedniego położenia, co umożliwia odpryskiwane cząsteczek kamienia i nadaje otworowi okrągły kształt.
Najbardziej rozpowszechnione są wiertarki pneumatyczne.
Wiertarki udarowe posiadają obracało (w celu zrealizowania przerywanego momentu obrotowego).
Ogólnie można wyróżnić dwa odrębne człony, które są ze sobą mechanicznie sprzężone:
- człon realizujący ruch tłoka z bijakiem
-człon realizujący obrót narzędzia wiercącego

WIERTARKI OBROTOWO-UDAROWE
Stosowane są do wiercenia otworów strzałowych i kotwowych  w skałach średnio zwięzłych takich jak: piaskowiec, dolomity itp., które zalegają w przodkach.
Budowane są jako wiertarki pneumatyczne lub hydrauliczne.
Można w wiertarce obrotowo-udarowej wyróżnić 2 odrębne zespoły:
- zespół do realizowania uderzenia – stanowi go klasyczny silnik liniowy pneumatyczny z rozrządem zaworowym
- zespół do realizowania niezależnych obrotów z ciągłym momentem obrotowym
Zastosowano tu rozwiązanie zespołu obracania żerdzi, które pozwala na niezależne od uderzenia obracanie żerdzi w procesie wiercenia.
Odmienną zasadę działania mają wiertarki o napędzie hydraulicznym.
WOZY WIERTNICZE
Stosowane są do mechanicznego podtrzymania masy ciężkich wiertarek i nadania im mechanicznej prędkości posuwu. Są stosowane w przypadkach, gdy należy odwiercać dużą liczbę otworów o znacznej długości (do 6m) z postępem wiercenia przekraczającym kilkakrotnie postępy jakie można uzyskać stosując wiercenie ręczne lub z podpór przy użyciu lekkich wiertarek ręcznych, pneumatycznych lub elektrycznych. Zaletą wozów wiertniczych jest możliwość wykorzystania ich do zabudowania na nich ciężkich wiertarek o napędzie hydraulicznym pozwalające na znaczne zwiększenie postępu wiercenia oraz możliwości szybkiego przemieszczenia wiertarki lub wiertarek na inne stanowisko pracy. Nowoczesne wozy wiertnicze charakteryzuje modułowa budowa, która pozwala na szybkie dostosowanie ich do zmieniających się warunków i wymagań eksploatacyjnych.

KOMBAJNY CHODNIKOWE
Kombajn chodnikowy – wszystkie maszyny zespołowe do wykonywania wąskich wyrobisk typu korytarzowego, niezależnie od konstrukcji i sposobu pracy.
Podział ze względu na wytrzymałość urabianej skały:
- kombajny dla węgla i skał o wytrzymałości do około 120 MPa – skał najczęściej towarzyszących pokładom węgla (najlepsza metodą jest tu metoda skrawania)
- kombajny dla skał o wytrzymałości powyżej 120 MPa - (często zwane są kombajnami tunelowymi, są to maszyny bardzo ciężkie i kosztowne, o ograniczonym zastosowaniu; odstąpiono tu od skrawania skały, zastępując metodą kruszenia skały krążkami, tarczami, gryzami).

Podział kombajnów do węgli miękkich skał ze względu na sposób i kształt wykonywanego wyrobiska:
- urabiające pełnym przekrojem - wykonują wyrobiska o przekroju okrągłym lub owalnym. Organ urabiający pokrywa całą powierzchnię przodku i urabia go jednocześnie przy stałym docisku i posuwie maszyny do przodka .
- urabiające przekrój wyrobiska częściami - wyposażone są w małe organy urabiające, które mają stosunkowo dużą swobodę ruchów. W czasie urabiania kombajn stoi w przodku, a organ prowadzony po powierzchni przodka urabia go pasami szerokości głowicy, przy czym sposób kierowania ruchami organu warunkuje kształt wykonywanego wyrobiska. Należą tu np. kombajny łańcuchowe przeznaczone do wykonywania chodników prostokątnych w pokładach węgla.
W kombajnach tarczowych lub bębnowych organ urabiający, w postaci tarcz uzbrojonych nożami, umieszczony jest na ramieniu wysięgnikowym. Ramię wykonuje ruchy w płaszczyźnie pionowej, a tarcze niezależnie od ruchu obrotowego wykonują oscylacyjne ruchy w płaszczyźnie poziomej.
Kombajny o małym organie urabiającym w postaci kuli, stożka lub dwóch półkul umieszczone są na ramieniu wysięgnikowym. Ruchy organu urabiającego w płaszczyźnie pionowej i poziomej pozwalają na wykonanie chodnika na dowolnym kształcie oraz oddzielne wybieranie węgla i kamienia.
Podział ze względu na masę:
- lekkie – do 30t – przeznaczone do wykonywania wyrobisk w węglu i w skałach o wytrzymałości do 60Mpa
- średnie – do 45t – przeznaczone do urabiania skał o wytrzymałości od 80 do 100Mpa
- ciężkie – ponad 45t – do urabiania skał o wytrzymałości ponad 100 do 120 Mpa

KOMBAJN CHODNIKOWY AM-50
Jest przeznaczony do drążenia chodników w węglach i skałach o wytrzymałości na ściskanie do 60Mpa, przy czym skały o wytrzymałości powyżej 60Mpa mogą być również efektywnie urabiane, jednak tylko w przypadku ich dobrej urabialności.
Jest przeznaczony do drążenia chodników o przekroju do 16,4m2. Umożliwia także wykonanie przekroju chodnika dowolnego kształtu.

Praca kombajnu: pierwszą czynnością po uruchomieniu kombajnu jest wykonanie wcięcia głowicy w czoło przodka. W zależności od warunków górniczych wykonuje się je przy spągu lub przy stropie. Obracająca się głowica urabiająca wcina się w caliznę przez ruch gąsienic do przodu. W czasie wcinania należy wykonać głowicą ruchy poziome w celu wykonania włomu na przekładnię napędu głowic. Stół ładowarki powinien opierać się o spąg.
Po wcięciu kombajn należy podeprzeć stopą stabilizującą, tak aby tylna część gąsienic nie straciła kontaktu ze spągiem. Gdy już kombajn spoczywa na spągu i jednocześnie podparty jest przednią krawędzią stołu załadowczego i łapą stabilizującą, można przystąpić do urabiania.
Kierunek ruchu organu w przodku zależy o doświadczenia operatora. Nie można dopuścić do przeciążenia kombajnu.

Uwarunkowania wyboru sposobów oraz maszyn do urabiania, ładowania i transportu skał w górnictwie podziemnym

Kryteria doboru ładowarki:
- miejsce pracy (wyrobisko korytarzowe, itd….)
- wymiary wyrobiska
- przekrój wyrobiska
- naciski jednostkowe (aby było odpowiednie podłoże; naciski jednostkowe pochodzące od spągu nie mogą być mniejsze od nacisków jednostkowych pochodzących od ładowarki)
- nachylenie wyrobiska
- rodzaj energii (rodzaj napędu)
- rodzaj ładowanego urobku
- wydajność

Głównym czynnikiem doboru przenośników jest ich wydajność!

Przy doborze obudowy zmechanizowanej dla danej ściany należy brać pod uwagę:
- czynniki zapewniające bezpieczne utrzymanie wyrobiska (określone jest to przede wszystkim klasą stropu, wielkością utrzymywanej rozpiętości wyrobiska oraz wysokością ściany; dokładne rozpoznanie czynników górniczo-geologicznych jest potrzebne do właściwego określania klasy stropu oraz wytrzymałości na ściskanie skał spągowych)
- względy ekonomiczne (do tycz czynników można zaliczyć: długość ściany i jej wybieg)
- ważne są takie czynniki jak: czas przekładki, czas przestawiania pojedynczej sekcji

Wymagania / możliwości / kryteria wykorzystania kombajnu chodnikowego:
- przekrój i kształt wyrobiska (wymiary liniowe)
- dopuszczalne naciski jednostkowe na spąg
- nachylenie wyrobiska (po upadzie lub po wzniosie)
- napęd
- urabialność skały
- długość wyrobiska

Warunki doboru maszyn górniczych dla odbiorcy:
- maszyna powinna być sprawna technicznie
- powinna być odpowiedniej jakości (trwałości)
- powinna spełniać wymagania ruchowe (wydajność)

Maszyny do transportu w górnictwie odkrywkowym

Cechy charakterystyczne transportu technologicznego w kopalniach odkrywkowych:

- zmienna lokalizacja załadunku a także często wyładunku,

- okresowe przemieszczanie tras transportowych na poziomach roboczych (nadkładowych, złożowych i zwałowych),

- zróżnicowana odległość przewożenia mas,

- konieczność działania w różnych warunkach atmosferycznych,

- konieczność pokonywania znacznych różnic wysokości na trasach (znacznych nachyleń tras).

Transport dzielimy na:

- cykliczny:

* szynowy

* samochodwy

* linowy

* zgarniakami skrzyniowymi

* spycharkami

- ciągły:

* taśmowy

* hydrotransport

Transport taśmowy

Elementy składowe:

- taśma (110-670 kG/cm),

- trasa,

- stacja czołowa,

- stacja zwrotna.

t=600-3000 mm.

Prędkość taśmy:

- vt=3,2-6,3 m/s (< 8°),

- vt=2,5-6,3 m/s (> 8°).

Nachylenie krążników: b =30°, 45°.

Zalety transportu taśmowego:

- osiąganie bardzo dużych wydajności (do 24000 m3/h),

- możliwość pokonywania bardzo dużych wzniosów, do 25 stopni,

- lekka konstrukcja nośna i łatwość przekraczania przeszkód terenowych,

- łatwość przystosowania do przyjętych systemów eksploatacji i małe przestrzenie zajmowane przez transport taśmowy,

- małe zużycie energii w stosunku do transportu samochodowego (25-50%),

- mała ilość obsługi,

- możliwość centralnego sterowania i automatyzacji,

- bezpieczeństwo pracy i stosunkowo mały wpływ na środowisko naturalne,

- małe zużycie różnych części zamiennych.

Wady:

- mała elastyczność szeregowych układów,

- mała trwałość taśmy i duży jej koszt oraz wrażliwość na obecność brył ponadwymiarowych,

- duża awaryjność krążników.

Rodzaje układów technologicznych przenośników taśmowych i obliczanie wydajności:

- układy monoblokowe,

- układy zbiorcze,

- układy rozdzielcze,

- układy rewersyjne.

Transport samochodowy

Zalety:

- łatwość manewrowania i duża zwrotność pojazdów,

- możliwość pokonywania wzniesień o nachyleniu do 30%,

- duża prędkość jazdy (do 80km/h) i duże przyspieszenia,

- łatwość pokonywania krzywizn o małych promieniach (15-20m),

- duża elastyczność (eksploatacja selektywna, wydajność, załadunek i wyładunek w dowolnym miejscu),

- możliwość wyłączenia z ruchu, w razie awarii, tylko pojazdu niesprawnego,

- możliwość załadunku brył ponadwymiarowych,

- wzrost wydajności o 15-20% w stosunku do wydajności koparek ładujących urobek do wagonów.

Wady:

- duże koszty zakupu i eksploatacji taboru,

- stosunkowo krótki okres pracy (200-300 tyś. km), amortyzacja 14-15%, a jej udział w kosztach transportu dochodzi do 40%,

- duża częstość i ilość remontów oraz duży ich stopień trudności,

- szybkie zużycie ogumienia i duży jego koszt (około 20%),

- znaczna obsługa,

- ograniczona ekonomiczna odległość przewozu,

- negatywne oddziaływanie na środowisko,

- duża energochłonność,

- trudność w automatyzacji i stosowaniu przy dużych wydajnościach (2 mln ton/rok).

Wozidło technologiczne

Ładowność:

- do 30 t (małe),

- 30-60 t (średnie),

- 80-170 t (duże),

- 170-230 t (bardzo duże),

- powyżej 230 t (giganty).

W Polsce stosuje się samochodowe wozidła technologiczne o ładowności od 8 do 60 ton. Organizacja transportu samochodowego opiera się głównie o kierowanie dyspozytorskie.

Transport szynowy 

Transport szynowy składa się z taboru kolejowego oraz torów. Występuje jeszcze w kopalniach węgla brunatnego i piasków podsadzkowych. Ten rodzaj transportu ma zastosowanie w płytkich kopalniach, jako że w kopalniach głębokich osiąga małą wydajność co jest związane z wydłużeniem czasu cyklu na skutek dłuższej drogi transportu i zwiększenie czasu manewrowania.

Tory mogą być:

Stałe:

- główne (przewozowe),

- pozostałe (stacyjne),

Przesuwne:

- przodkowe (złożowe, nadkładowe),

- zwałowe (zwałowarki pługowe, zwałowarki taśmowe).

Prędkość jazdy uzależniona jest od trwałości toru:

- 15 km/h - tory przesuwne,

- 40 km/h - tory stałe.

Prześwit torów: 600 mm, 750 mm, 900 mm, 1435 mm.

Minimalny promień łuku torów: 50m, 75m, 75m, 180m.

Zalety transportu szynowego:

- duża wytrzymałość i duży okres pracy,

- możliwość wykorzystania różnego rodzaju energii i nieduże jej zużycie,

- duża pewność ruchu,

- stosunkowo duża wydajność,

- niewielkie koszty utrzymania taboru.

Wady:

- małe dopuszczalne nachylenie tras (trakcja parowa - 25‰, spalinowo-elektryczna - 40‰, PKP - 40-60‰),

- znaczne promienie łuków,

- znaczne długości torów (trasy) i wysoki jej koszt,

- wysokie koszty utrzymania torów,

- trudność zastosowania w głębokich kopalniach.

Przy transporcie szynowym należy stosować zabierki o maksymalnej szerokości, gdyż powoduje to zmniejszenie częstości przesuwania tras na poziomie roboczym. Należy zapewnić jak najszybszą wymianę pociągów pod koparkami, wymusza to maksymalną wydajność koparek.

Organizacja ruchu pociągów:

- w oparciu o rozkład jazdy (harmonogram),

- w oparciu o kierowanie dyspozytorskie,

- w oparciu o system mieszany.