TRANSFER WIEDZY O INNOWACYJNYCH - Strona g‚³ .zapylenie powietrza. Stosowane w g³rnictwie technologie

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of TRANSFER WIEDZY O INNOWACYJNYCH - Strona g‚³ .zapylenie powietrza. Stosowane w...

2014 Redakcja: SITKO J., SZCZNIAK B.

164

15

TRANSFER WIEDZY O INNOWACYJNYCH ROZWIZANIACH TECHNICZNYCH NA PRZYKADZIE WYBRANEJ KWK

15.1 WSTP

Oprcz cikiej pracy, pracujcych w kopalni grnikw, niezbdne jest zastosowanie

rnorodnych urzdze, ktre uatwiaj prac. Nie tylko naley bra pod uwag maszyny

pomagajce w wydobywaniu wgla, lecz take te, ktre zapewniaj wikszy komfort pracy.

Wrd urzdze nalecych do tej drugiej grupy, du rol odgrywaj instalacje chodnicze.

Instalacje chodnicze oparte na wykorzystaniu systemw klimatyzacyjnych dziaaj w

kopalniach, zapewniajc grnikom dostp do wieego powietrza. Klimatyzacja w

kopalniach, aby moga spenia swoj funkcj, musi by odpowiednio zaprojektowana. Nie

chodzi tu jedynie o jej wydajno, lecz take o zagroenia, jakie jej instalacja za sob niesie.

Zbytnie obcienie cian kopalni przez instalacj klimatyzacyjn moe stanowi realne

zagroenie dla pracujcych na niszych kondygnacjach osb. Najczciej, systemy

klimatyzacyjne w kopalniach dziaaj w oparciu o agregaty umieszczane na powierzchni

kopalni [6, 7]. Taki scentralizowany system chodzenia coraz czciej projektowany jest

zgodnie z ustaleniami automatyki, dziki ktrej moliwa jest bezawaryjna praca z

ograniczonym udziaem czowieka. Agregaty stosowane w takich przypadkach to najczciej

agregaty sprarkowe bd absorpcyjne. Dodatkowo wyposaa si je w wymienniki

swobodnego chodzenia. Taki system wykorzystujcy swobodne chodzenie nazywany jest

free-coolingiem. Zasad dziaania free-coolingu jest bazowanie na sprzyjajcych

warunkach atmosferycznych. Jest to duo tasze i bardziej ekologiczne rozwizanie od

klimatyzacji opartych na wymuszanym chodzeniu za spraw agregatw z glikolem jako

medium chodzcym. Im nisza temperatura powietrza na zewntrz kopalni, tym wiksza

staje si wydajno chodnicza wymiennika w systemie swobodnego chodzenia. Wydajno

ronie a do poziomu, ktry pozwoli na produkcj 100% wody lodowej przy wykorzystaniu

wycznie powietrza zewntrznego. Kiedy wydajno osignie ten puap, agregat chodniczy

zostanie zatrzymany. Jego praca zostanie wznowiona, gdy zajdzie znw taka potrzeba.

Chodzenie kopal za pomoc urzdze chodniczych wizao si dotd z koniecznoci

staego monitorowania pracy urzdzenia. Dziki nowoczesnym technologiom, a zwaszcza

dziki dokonaniom automatyki, moliwe jest chodzenie bez koniecznoci cigego udziau

czowieka w procesie dziaania urzdzenia. Automatyka przemysowa staje si coraz bardziej

popularn i potrzebn dziedzin wiedzy. Coraz wicej gazi przemysu opiera si na

wykorzystaniu rozmaitych urzdze chodniczych. Bez automatyki, korzystanie z agregatw

SYSTEMY WSPOMAGANIA W INYNIERII PRODUKCJI Jako i Bezpieczestwo

2014

165

byoby duo trudniejsze, z pewnoci mniej efektywne, bo nie wszystkie czynnoci czowiek

moe wykona w tak krtkim czasie, w jakim robi to maszyna. Mechanizacja i

automatyzacja, a ostatnimi czasy take dokonania robotyki, pokazuj, e przyszoci

przemysu s inteligentne maszyny. Oczywicie, nie we wszystkich pracach s w stanie

zastpi prac czowieka, ale w wielu przypadkach, jak na przykad w grnictwie, mog

poprawia komfort pracy grnikom, zapewniajc im swobodny dostp do wieego,

niezanieczyszczonego przez rozmaite pyy, powietrza. Jest to szczeglnie wane w tych

kopalniach, ktre rozpoczynaj eksploracj na coraz niszych poziomach. Tam o wiee

powietrze jest niezwykle trudno, dlatego instalacja odpowiedniego systemu chodzenia jest

bardzo wana [4]. W chodzeniu duej iloci miejsc pracy na dole kopalni to coraz czciej

znajduj zastosowanie centralne urzdzenia chodnicze, ktrych maszyny chodnicze

ustawione s centralnie pod ziemi lub na powierzchni [13].

W technice klimatyzacji kopal wystpuj obecnie dwie tendencje:

stosowanie klimatyzacji lokalnej lub centralnej kombinowanej,

stosowanie klimatyzacji centralnej poprzez instalowanie duych maszyn

klimatyzacyjnych na powierzchni i transportujcych zimno na d.

System ten, stworzony przez Grup Wonam, zbudowany jest w oparciu o dwa obiegi:

chodniczy i doowy (rys. 15.1).

Rys. 15.1 Schemat centralnej klimatyzacji kopal

rdo: [5]

Pierwszy element obiegu chodniczego stanowi powierzchniowa stacja klimatyzacyjna.

Czynnik chodniczy schadzany jest w niej przy pomocy agregatw sprarkowych,

absorbcyjnych lub w ukadach skojarzonych. Medium transportowane jest nastpnie

rurocigami w szybie do Stacji Wymiany Wonam (Wonam Exchange Station), na gboko

do 2000 m. W W.E.S. nastpuje wymiana cinienia i temperatury czynnika. Schodzone w ten

sposb medium w ukadzie doowym transportowane jest do wentylatorowych chodnic

2014 Redakcja: SITKO J., SZCZNIAK B.

166

powietrza, zainstalowanych w rejonach eksploatacji. System centralnej klimatyzacji

projektowany jest na moce od 3 do kilkudziesiciu MW. Zastosowanie Stacji Wymiany

Wonam pozwala na elastyczne ksztatowanie temperatury na jej wyjciu (preferowane +3oC).

Zapewnia rwnie separacj obwodu pierwotnego i wtrnego, co ochrania agregaty

chodnicze przed szkodliwym dziaaniem wody w ukadzie doowym. System ten chroniony

jest patentami polskimi (P.203181, P.392196) oraz midzynarodowymi

(PCT/IB2011/051519).

Wychodzc naprzeciw indywidualnym wymogom istniej moliwoci dopasowania

systemu klimatyzacji do specyfiki kadego zakadu grniczego. W przypadku mniejszych

ukadw o mocy do 3 MW, projektowane s ukady klimatyzacji grupowej, w ktrej agregaty

chodnicze zlokalizowane s na dole kopalni. Rozbudowa klimatyzacji grupowej na dole

kopalni (przy mocach powyej 3 MW) w konsekwencji uniemoliwia schodzenie agregatw

przy pomocy strumienia powietrza wydechowego [11]. Zastosowanie Stacji Wymiany

Wonam pozwala w takim przypadku na wyprowadzenie nadmiaru ciepa na powierzchni

kopalni i tym samym przywrcenie efektywnoci systemu.

W wielu kopalniach dy si zapewnienia zaogom grniczym cianowym i

wykonujcym wyrobiska korytarzowe normalnego czasu pracy, temperatury powietrza

poniej 28C, co wymaga zastosowania urzdze chodniczych o wysokich mocach

chodniczych. Bardzo due zagroenia klimatyczne wystpuj w kopalniach: Bielszowice,

Pokj, Szczygowice, Wujek-lsk, Borynia, Halemba-Wirek, Zofiwka,

Budryk, Sonica-Makoszowy, Rydutowy-Anna, Pniwek, Knurw i Jas-Mos.

Obecnie, czna moc urzdze chodniczych pracujcych w kopalniach wgla kamiennego

wynosi ponad 50 MW. Najwiksz ilo stanowi lokalne urzdzenia chodnicze dostarczone

przez niemieckie firmy GFW (obecnie WAT) przede wszystkim typu DV-290, nieistniejc

firm Wende-Malter przede wszystkim typu LKM-290 oraz polskie firmy: Termospec przede

wszystkim typu TS-300 oraz Wytwrni Urzdze Chodniczych w Dbicy oferujc

urzdzenia typu GUC. Cakowita moc lokalnych urzdze chodniczych bdca do dyspozycji

kopal wgla kamiennego wynosi ponad 42 MW. Oprcz lokalnych urzdze chodniczych

od 2000 r. w KWK Pniwek istnieje klimatyzacja centralna o mocy chodniczej 5 MW (6,4

MW energii elektrycznej i 7,4 MW energii cieplnej), wyposaona w nowoczesny

energetyczny ukad trigeneracyjny, polegajcy na wytwarzaniu trzech rnych form energii

(cieplnej, chodniczej i elektrycznej z jednego gwnego gazowego rda metanu). Instalacja

skojarzonego ukadu energetyczno-chodniczego w KWK Pniwek jest pierwsza tego typu

instalacj w Polsce z zastosowaniem silnika gazowego, ktry umoliwia wytwarzanie tzw.

ciepa nisko i wysokotemperaturowego.

W oparciu o analiz stanu aktualnego i dowiadczenia wiatowego grnictwa,

prognozuje si nastpujce perspektywy w zakresie rozwoju klimatyzacji w polskich

kopalniach wgla kamiennego [12]:

dalszy wzrost zastosowania w kopalniach urzdze chodniczych o zdolnoci

chodniczej do 300350 kW o dziaaniu bezporednim i zasigu obejmujcym

pojedyncze wyrobiska chodnikowe i cianowe,

SYSTEMY WSPOMAGANIA W INYNIERII PRODUKCJI Jako i Bezpieczestwo

2014

167

dynamiczny wzrost stosowania w kopalniach urzdze chodniczych o zdolnoci

chodniczej od 4002000 kW o dziaaniu porednim i zasigu obejmujcym grupy

wyrobisk chodnikowych i cianowych,

ograniczone wprowadzanie klimatyzacji centralnej o rnych konfiguracjach w

zalenoci od potrzeb i moliwoci inwestycyjnych kopal,

zdecydowane podjcie dziaa w kierunku klimatyzacji stanowisk pracy np.

wprowadzanie chodnic powietrza do cian, kabin klimatyzacyjnych,

coraz szersze wprowadzanie urzdze chodniczych specjalnych takich jak: komory

zraszania, lutniocigi chodnicze, pneumatyczne urzdzenia chodnicze i urzdzenia

chodnicze wykorzystujce mieszaniny lodowo-wodne, ktre posiadaj nieraz bardzo

du efektywno chodnicz.

Obok temperatury, innym istotnym zagroeniem rodowiska pracy w grnictwie jest

zapylenie powietrza. Stosowane w grnictwie technologie prac przygotowawczych i

eksploatacyjnych s nierozcznie zwizane z powstawaniem znaczcych iloci pyu i jest to

naturaln konsekwencj sposobw urabiania calizny i transportu urobku.

W ostatnich latach w polskich kopalniach wgla kamiennego nastpuj dynamiczne

przeobraenia w infrastrukturze, technice i technologii wybierania wgla. Schodzenie z

eksploat