Implementacja

Wdrażanie innowacyjnych rozwiązań w górnictwie w perspektywie zamykania kopalń jest w pewnym stopniu ograniczone. Nie znaczy to jednak, że całkowicie zamyka drogę ewentualnym usprawnieniom służącym racjonalizacji, poprawie bezpieczeństwa i efektywności ekonomicznej. Jest to zgodne z kierunkiem wytyczonym przez Komisję Europejską, która wskazała obwiązującą ścieżkę transformacji energetycznej Europy w celu osiągnięcia neutralności klimatycznej do roku 2050. Nawet w zlikwidowanych kopalniach konieczne jest stałe odpompowywanie wody, a do pracy pomp potrzeba energii elektrycznej. Wszystkie zakłady górnicze posiadają szereg instalacji odwodnienia, które mogą zostać wykorzystane do produkcji energii elektrycznej. Warunkiem wykorzystania energii wody są jedynie wysokości spadków oraz możliwości techniczne.

Wykorzystanie energii wody i zmniejszenie zapotrzebowania na energię elektryczną to główne korzyści wynikające z zastosowania hydrogeneratorów. Generator wodny działa zasadniczo tak samo, jak generator wiatrowy. Przepływająca woda obraca śrubą, która napędza niskoobrotowy alternator ze stałym magnesem.

Od końca ubiegłego roku pierwszy hydrogenerator już pracuje w kopalni Boże Dary należącej do Spółki Restrukturyzacji Kopalń S.A. Inwestycja wykorzystuje energię zrzucanej wody z poziomu 183 m na poziom 416 m. Jest ona wytwarzana przez hydrogenerator zlokalizowany na poziomie 416 m, a następnie trafia do sieci, z której korzysta pompownia. Urządzenie produkuje ok. 3 MWh energii elektrycznej dziennie, dzięki czemu znacząco zmniejszyło się zapotrzebowanie na zewnętrzne dostawy prądu do pompowni, a to przełożyło się na mniejsze koszty zakupu prądu i usług dystrybucyjnych.

Polska Grupa Górnicza z inspiracji Biura Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej podejmuje różnorodne działania celem pozyskania alternatywnych i odnawialnych źródeł energii.
Jednym z projektów są hydrogeneratory, które mogłyby powstać w bardziej zawodnionych kopalniach gdzie zestawy pompowe są w ciągłym ruchu a co równie istotne będą w ruchu również po zakończeniu wydobycia.

Produkcja energii elektrycznej wytwarzanej przez hydrogeneratory zostałaby zużyta na bieżące potrzeby zasilania kopalnianych urządzeń. Fakt, że wytwarzana energia byłaby wykorzystana ma miejscu i nie przewiduje się jej wyprowadzenia do sieci dystrybucyjnej lokalnego operatora, pozwoli uniknąć problemów znanych z farm fotowoltaicznych.

W środę 20 marca grupa pracowników PGG S.A. wzięła udział w wyjeździe technologicznym do kopalni Boże Dary w celu oględzin wykonanej i działającej tożsamej inwestycji.

- Po zaznajomieniu się z fachowymi rozwiązaniami i przedstawieniu wspomnianego pomysłu, będziemy mogli zaproponować miejsce zabudowy, oszacować koszty i ustalić dalsze działania –powiedział przedstawiciel Biura Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej - Bogdan Dubaj.

Warto też podkreślić, że miejsc potencjalnego zastosowania turbin wodnych w kopalniach jest całkiem sporo i są wśród nich: grawitacyjne zrzuty wody z płytszych poziomów, wypływ wody z rurociągów głównego odwadniania przy pompowaniu z głębszych poziomów na płytsze, wypływ wody z rurociągów głównego odwadniania na powierzchni oraz kaskadowe przepływy wód dołowych w korytach cieków powierzchniowych. Jeśli hydrogeneratory okażą się ekonomicznie uzasadnione, mogą działać dłużej, niż funkcjonować będą poszczególne kopalnie.

 Tekst: Zbigniew Piksa

Zdjęcia: Bogdan Dubaj i SRK

Modernizacja dla Bezpieczeństwa i Efektywności.

W kopalni KWK Mysłowice - Wesoła, wyremontowano i zmodernizowano zbiornik retencyjny nr 4 na poziomie 465 m, który jest kluczowym elementem w procesie wydobycia węgla. Kopalnia węgla kamiennego jest specyficznym organizmem gospodarczym, podlegającym ciągłym, dynamicznym przekształceniom. Technologia produkcji polega nie tylko na eksploatacji węgla w określonym miejscu, ale później, na wytransportowaniu go z pokładu wyrobiskami, przewiezieniu przekopami pod szyb i wyciągnięciu szybem na powierzchnię. Zbiorniki retencyjne są elementem wyrobisk zapewniającym ciągłość odstawy urobku. Wyrównują one różnice pomiędzy dopływem i odpływem materiału, stanowiąc bufor w całym układzie transportu, pozwalający na optymalne wykorzystanie pracy urządzeń szybowych. Mówiąc najprościej, ich główna funkcja polega na tymczasowym magazynowaniu wydobytego węgla, zanim zostanie on przetransportowany do dalszej obróbki lub sprzedaży.

ZBIORNIK PO REMONCIE

Mysłowicki zbiornik zbudowany w 1982 roku, w wyniku intensywnego użytkowania doświadczył znacznych uszkodzeń. Po wykryciu uszkodzeń strukturalnych, zagrażających bezpieczeństwu i efektywności pracy kopalni remont był koniecznością.
Zbiorniki retencyjne, mimo że są jednymi z kluczowych elementów zapewniających ciągłość odstawy urobku i funkcjonowania kopalni są to wyrobiskami, z utrudnionymi możliwościami ich kontroli. Wynika to między innymi z utrudnionego dostępu. Tymczasem właściwa ocena stanu technicznego zbiorników retencyjnych w połączeniu z odpowiednią naprawą stwierdzonych uszkodzeń eliminuje możliwość wystąpienia poważnych awarii skutkujących koniecznością czasowego wyłączenia ich z użytkowania.

Na KWK Mysłowice-Wesoła zastosowano techniki alpinistyczne do oceny i naprawy uszkodzeń, a przeprowadzone badania zbiornika z wykorzystaniem technik dostępu linowego wykazały, że bezpośredni kontakt z ocenianym elementem pozwala na uzyskanie dokładniejszych wyników. Podczas kontroli stwierdzono istotne uszkodzenia charakteryzujące się wgłębieniami w obudowie zarówno w północnej, jak i południowej stronie zbiornika. Zanalizowano także mniejsze uszkodzenia, również wymagające naprawy. Wykonano badania nieniszczące. W ramach naprawy zbiornika wykonano betonację uszkodzeń.

- Jestem niezmiennie pełen podziwu dla fachowości, górniczego kunsztu i umiejętności pracowników kopalni Mysłowice Wesoła – mówi Adam Rozmus Dyrektor Oddziału KWK Mysłowice-Wesoła i dodaje: kolejny raz okazało się, że nasza załoga to elita polskiego górnictwa.
Podjęte działania miały na celu nie tylko przywrócenie pełnej funkcjonalności zbiornika, ale również zapewnieniu bezpieczeństwa pracowników kopalni. Modernizacja zbiornika retencyjnego była niezbędna dla zachowania ciągłości procesu wydobycia węgla, stanowiąc kluczowy aspekt w infrastrukturze kopalni. Prace remontowe skupiły się na wzmocnieniu obudowy i naprawie uszkodzeń. Wykorzystano innowacyjne techniki umożliwiające precyzyjne dotarcie do trudno dostępnych miejsc, między innymi takie jak alpinizm przemysłowy. Wszystko to pozwoliło na dokładną ocenę uszkodzeń i naprawę. Mówiąc konkretnie prace remontowe skoncentrowały się na wzmocnieniu struktury zbiornika i przywróceniu jego integralności. Zastosowano badania nieniszczące umożliwiające zakotwienie i zabudowę uszkodzeń betonem, dzięki czemu skupiono się na zabezpieczeniu struktury i zapewnieniu długotrwałej stabilności zbiornika.

- Remont ten był niezbędny dla utrzymania bezpieczeństwa i efektywności procesu wydobywczego w kopalni, uwzględniając znaczenie utrzymania infrastruktury górniczej. Projekt ten kładzie nacisk na znaczenie utrzymania i modernizacji infrastruktury górniczej, co ma bezpośredni wpływ na efektywność i bezpieczeństwo pracy w sektorze wydobycia węgla - mówi Zbigniew Lewandowski Naczelny Inżynier Oddziału KWK Mysłowice Wesoła.

Zbigniew Piksa

Maszyny i urządzania pracujące w trudnych kopalnianych warunkach narażone są na liczne usterki i awarie. Niesprawności maszyn o znaczeniu krytycznym powodują wstrzymanie produkcji i dlatego poszukiwane są rozwiązania, które wskażą oznaki nadchodzącej usterki. W przemyśle coraz częściej stosowane są zaawansowane systemy monitorowania działające w oparciu o czujniki instalowane na jednostkach napędowych oraz ich podzespołach, zwłaszcza tych obarczonych dużym ryzykiem wystąpienia usterki. Kluczowymi parametrami podlegającymi monitorowaniu są temperatura i drgania mechaniczne a właściwie poziom ich odstępstwa od stanu właściwego, czyli wskazanie i zaalarmowanie o wystąpieniu niebezpiecznych anomalii. Zachowanie ciągłości eksploatacji podziemnej przodka ścianowego jest kluczowe do wykonania planu techniczno- ekonomicznego. Już teraz zazwyczaj kombajny ścianowe oraz sekcje obudowy zmechanizowanej są wyposażone w liczne czujniki czego brakuje w przypadku przenośników zgrzebłowych ścianowego i podścianowego. Ponadto warunki ich stosowania powodują wiele trudności z odczytem. Dotyczy to zwłaszcza drgań, ponieważ występują bardzo silne zakłócenia tła wywoływane przez inne źródła drgań takie jak: urabianie kombajnu, ruch łańcucha ze zgrzebłami itd.

CZUJNIKI PEŁNE MOŻLIWOŚCI

Kopalnia Staszic Wujek rozpoczęła próby ruchowe systemu SDM produkcji SOMAR S.A. System ten charakteryzuje się przede wszystkim wykorzystaniem czujników bezprzewodowych. Uzyskano dzięki temu duży poziom dowolności ich zabudowy przede wszystkim uniknięto prowadzenia licznych przewodów od każdego z tych przyrządów pomiarowych. Ma to szczególne znaczenie w przypadku maszyn ścianowych, które poruszają się wraz z postępem przodka. Czujniki montowane są przez połączenie magnetyczne, klejowe lub połączenie gwintowe. Rozwiązanie to pozwala na ich zastosowanie również w funkcjonujących już maszynach i urządzeniach bez ingerencji w ich konstrukcje.

- Nasza kopalnia jest otwarta na innowacyjne rozwiązania a kadra inżynieryjno-techniczna wykazuje duże zaangażowanie w poszukiwanie i wdrażanie innowacyjnych rozwiązań. Inżynierowie i optymalizują konfiguracje czujników, aby jak najskuteczniej monitorować objęte systemem jednostki napędowe przenośników zgrzebłowych. Pracownicy wykonali osłony czujników chroniące je przed uszkodzeniami w tym uderzeniem brył urobku oraz wykonali adaptery połączeń gwintowych do korpusów i korków kontroli poziomu oleju przekładni – mówi Tomasz Jaksina Naczelny Inżynier Oddziału KWK Staszic Wujek.

- Obawy budziła radiowa komunikacja w warunkach skrzyżowania ściany z wyrobiskiem przyścianowym, gdzie pracują liczne maszyny i stosowane są wzmocnienia obudowy, co znacząco zmniejsza wolny przekrój wyrobiska i stanowi organicznie propagacji fal radiowych – mówi Łukasz Bednarczyk Nadsztygar Mechaniczny Ds. Urządzeń Dołowych. Okazało się jednak, że wystarczył tylko jeden odbiornik do odczytu danych z czujników zainstalowanych na napędzie przenośnika podścianowego oraz obu jednostkach napędowych strefy wsypowej przenośnika ścianowego, w tym zainstalowanych wewnątrz konstrukcji napędu krzyżowego (obsady łożysk tzw. gwiazdy) – dodaje Łukasz Bednarczyk. Kluczowym elementem systemu jest aplikacja wraz z wizualizacją na stanowiskach komputerowych na powierzchni, w tym u Dyspozytora. W przypadku zarejestrowania niepokojących wskazań na miejsce mogą zostać skierowani pracownicy do wykonania weryfikacji stanu technicznego.

WYDAJNIEJ I BEZPIECZNIEJ

- Otwartość załogi Kopalni Staszic Wujek na innowacje jej zaangażowanie w prace oraz przyjazne nastawienie do współpracy z parterami technologicznymi (użyczającymi system w ramach prób ruchowych) sprawia, że kopalnia gotowa jest na wyzwania stawiane w trudnych warunkach eksploatacji podziemnej - podkreśla Dyrektor Kopalni Oddział KWK Staszic Wujek Krzysztof Kiełbiowski.

Oczekiwane jest uzyskanie ostrzeżeń o usterkach przed wystąpieniem zdarzania awaryjnego, zwłaszcza że obecna identyfikacja pogorszenia stanu jest trudna do zdiagnozowania z uwagi na opisane już trudne warunki pracy. Natomiast monitorowanie w sposób ciągły w czasie rzeczywistym ma zapewnić uzyskanie znacznie wyższego poziomu zagwarantowania ciągłości wydobycia oraz umożliwić zaplanowanie z wyprzedzaniem wymian kluczowych podzespołów.

Zbigniew Piksa

Zdjęcia/ rysunki

1. Czujnik typu WS -1VT wraz z osłoną zamocowany do przekładni i silnika napędu przenośnika ścianowego

2. Schemat konfiguracji systemu SDM diagnostyki maszyn, z wydzieloną częścią podziemną i powierzchniową

3. Zrzut ekran z wizualizacji systemu SDM, widoczna szczegółowa lokalizacja czujników, oraz wartości monitorowanych parametrów

Strategia UE od lat kształtuje sektor energetyczny i ciepłowniczy państw członkowskich a europejska polityka klimatyczna zakłada zmniejszanie wpływu działalności gospodarczej na klimat i środowisko.

Przedstawiciele Biura  Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej PGG S.A. wzięli udział w IV Seminarium „Nowoczesne Ciepło-sieci ciepłownicze, chłód, ciepło odpadowe, magazyny energii”. Seminarium wiązało się z przyjętym przez Unię Europejską kierunkiem dotyczącym dekarbonizacji sektora ciepłowni zawodowych, gdzie głównym celem przedsiębiorstw jest osiągnięcie neutralności klimatycznej w roku 2050, a do 2030 roku osiągnięcie poziomu 40% wykorzystania energii odnawialnych w systemach ogrzewania i chłodzenia. Celem Seminarium było przekazanie praktycznej wiedzy z zakresu: rozwoju niskotemperaturowych sieci ciepłowniczych, pozyskiwania chłodu z ciepła sieciowego, możliwość wykorzystania ciepła odpadowego pochodzącego z różnych źródeł, generacja rozproszona w systemach ciepłowniczych, korzyści prawne, finansowe i środowiskowe – opłacalność, przykłady instalacji wykorzystania ciepła odpadowego – doświadczenia praktyczne, możliwości wsparcia finansowego dla instalacji i sieci niskotemperaturowych i chłodniczych, odzysku ciepła odpadowego, magazynów ciepła, prezentacja dostępnych technologii.

Motorami przemian w ciepłownictwie są miedzy innymi: zmiany klimatyczne i ochrona środowiska, regulacje prawne i polityka klimatyczna, rozwój technologiczny, presja i świadomość społeczna ceny paliw i koszty produkcji ciepła oraz bezpieczeństwo energetyczne.

Opracowanie Forum Energii – interdyscyplinarnego think tanku zajmującego się transformacją energetyczną w Polsce wskazuje kierunek i tempo zmian w wykorzystaniu źródeł ciepła.(rys.1) W obliczu zaostrzających się wymogów środowiskowych oraz rosnących kosztów zakupu uprawnień do emisji CO2, nieodzowny jest proces transformacji sektora ciepłowniczego, przed którym stoją liczne wyzwania. Są to m.in. rosnące koszty działalności ciepłowniczych, dywersyfikacja paliw zużywanych do produkcji ciepła, konieczność dostosowania się do aktów prawnych ograniczających emisję, aż w końcu finansowanie inwestycji modernizacyjnych. W trakcie seminarium omówiono najnowocześniejsze stosowane obecnie technologie w tym zakresie. Najistotniejszą informacją z punktu widzenia PGG S.A. jest postępująca dekarbonizacja, która będzie miała istotny wpływ na funkcjonowanie Spółki w zakresie zmniejszających się możliwości sprzedaży węgla, tym samym ograniczenie odbiorców ze strony ciepłowni zawodowych.Część tych technologii i projektów pod kierunkiem dyrektora dr. Rafała Gąsiora jest obecnie opracowywana w Biurze Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej. Należą do nich między innymi: odzysk ciepła odpadowego, projekty w zakresie wykorzystania pomp ciepła, czy też uzyskanie Białych Certyfikatów.

Przygotowywane przez PGG S.A przedsięwzięcia restrukturyzacyjne zakładają między innymi odzysk ciepła z wód odwodnienia KWK ROW Ruch Rydułtowy, KWK Piast Ziemowit Ruch Ziemowit oraz KWK Ruda Ruch Halemba z wykorzystaniem pomp ciepła w celu przygotowania ciepłej wody użytkowej i centralnego ogrzewania. Przeprowadzony audyt efektywności energetycznej wykazał średnioroczną oszczędność na poziomie 278,617 toe energii finalnej z KWK ROW Ruch Rydułtowy, co przekłada się na oszczędność w wysokości 560 020,17zł. Podobny audyt dla KWK Piast-Ziemowit wykazał średnioroczną oszczędność na poziomie 296,977 toe, co może dać oszczędność w wysokości 596 923,77 zł. Niebawem, ale już po publikacji tego artykułu poznamy wyniki audytu efektywności energetycznej dla Ruchu Halemba. Jednak już te dwie analizy wykonane przez niezależną jednostkę certyfikującą potwierdzają znaczne korzyści wynikające z działań restrukturyzacyjnych pod wszystkimi kluczowymi względami: energetycznym, ekologicznym i ekonomicznym.

Zbigniew Piksa    

BĘDZIE CHŁODNIEJ

W wyrobiskach podziemnych, którymi przepływa powietrze występują naturalne i technologiczne źródła dopływu strumienia ciepła. Schodzenie z eksploatacją na coraz głębsze poziomy powoduje większy strumień ciepła płynący z górotworu do powietrza kopalnianego. Do tego dochodzi koncentracja wydobycia, której towarzyszy wzrastająca moc urządzeń urabiających i odstawczych. Na wzrost temperatury w kopalni wpływa szereg czynników, np.: ilość powietrza doprowadzana szybami wdechowymi i sposób jego rozprowadzenia, intensywność przewietrzania przodków, zawodnienie wyrobisk i związane z tym zawilgocenia powietrza oraz wzrastająca moc urządzeń energomechanicznych sposób transportu urobku. Przyrost temperatury powietrza związany jest przede wszystkim ze wzrostem głębokości zalegania złoża. Dodatkowo rosnąca odległość pól eksploatacyjnych od szybów wdechowych doprowadzających powietrze do kopalni oraz stosowanie dużej ilości maszyn z silnikami spalinowymi powoduje, że nawet przy intensywnej wentylacji doprowadzane powietrze jest gorące i wymaga schłodzenia do temperatury umożliwiającej wykonanie pracy przez człowieka.

Zgodnie z przepisami w miejscu pracy powinna panować temperatura do 28 stopni Celsjusza. Gdy wynosi więcej, czas pracy należy skrócić do sześciu godzin. Powyżej 33 stopni ludzie nie mogą pracować, a może być prowadzona jedynie akcja ratownicza. Regulują to miedzy innymi dwa akty prawne: rozporządzenie ministra energii w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych oraz rozporządzenie ministra środowiska w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych.

KLIMATYZACJA CENTRALNA

Wzrost głębokości prowadzenia robót górniczych powoduje, że zapewnienie stabilnych w czasie parametrów mikroklimatu drogą wentylacji w wyrobiskach górniczych jest trudne do uzyskania. Wtedy konieczne staje się zastosowanie klimatyzacji centralnej. Jest to ekonomicznie uzasadnione w przypadku zapotrzebowania znacznych mocy chłodniczych w różnych rejonach kopalni i braku możliwości odprowadzenia ciepła skraplania do rejonowych prądów powietrza odprowadzanego.

Mimo iż systemy klimatyzacji istnieją w wielu kopalniach, powstała w KWK ROW instalacja klimatyzacji centralnej to pierwsza tego typu inwestycja w kopalniach PGG S.A. Podobną drogą podąża kopalnia Staszic Wujek na zlecenie której realizowane jest zadanie: „Budowa klimatyzacji centralnej o minimalnej mocy 6 MW” rozumianej, jako kompletny układ klimatyzacji.

Obejmuje to przede wszystkim samo wytwarzanie mocy chłodniczej w powierzchniowej stacji klimatyzacji centralnej opartej o urządzenia chłodnicze (sprężarkowe agregaty chłodnicze z czynnikiem chłodniczym. Moc chłodnicza będzie transportowana rurociągami wodnymi wysokociśnieniowymi wykonanymi w technologii odwiertów z powierzchni do poz. 900 m.

Całość domyka system redukcji ciśnienia hydrostatycznego i niską stratę chłodu na styku wody lodowej z obiegu pierwotnego z wodą ciepłą powrotną z obiegu wtórnego w komorze technicznej opartej o system wymiany ciśnienia wraz z niezbędną maszynownią i układami powiązanymi (pompy, układ filtracji, automatyka, elektryka itp.).

WODA LODOWA

Powierzchniowa stacja klimatyzacji centralnej zlokalizowana na działce kopalni Staszic będzie służyć do nominalnego przesyłania 6 MW chłodu dla przepływu wody lodowej 300 m3/h. Do schładzania powietrza w wyrobiskach kopalnianych wykorzystana będzie woda lodowa o parametrach 1,5°C/21,5°C krążąca w obiegu powierzchniowo-dołowym w ilości 300 m3/h.  Cały układ klimatyzacji centralnej zostanie napełniony z kopalnianej sieci wodociągowej, co umożliwi przeniesienie 6 MW chłodu produkowanego w wieżach chłodniczych oraz sprężarkowych agregatach chłodniczych. Instalacja łącząca stację powierzchniową z rurociągami wykonanymi w odwiercie wykonana będzie z preizolowanych rur stalowych zabezpieczonych antykorozyjnie oraz przeciw zamrożeniowo. Woda powracająca z dołu prowadzona będzie do równolegle pracujących dwóch wież chłodniczych WFC1 i WFC2. Wieże te będą połączone poprzez sprzęgło hydrauliczne z zabudowanymi trzema zestawami pompowymi, które tłoczą wodę poprzez filtry płukania zwrotnego i następnie na dwa bloki chłodnicze. Woda lodowa ochłodzona do temperatury 1,5°C w agregatach sprężarkowych doprowadzona zostanie przez rurociąg w odwiercie do komory technicznej na poziomie 900 m. Ubytki wody wynikające z odparowania i prac technologicznych zostaną uzupełnione w wannach wież chłodniczych WFC1 i WFC2 poprzez automatyczny system uzupełniania wody.

Obecnie na terenie KWK Staszic Wujek rozpoczęły się prace wiertnicze a firma codziennie pokonuje kolejne metry by dotrzeć do założonego poziomu 900 metrów. Realizacja tego zdania powinna zakończyć się w ciągu trzech lat. Zgodnie z założeniami efektem tych działań będzie poprawa warunków pracy i dalsze zwiększenie poziomu bezpieczeństwa, co w konsekwencji przełoży się na utrzymanie zdolności wydobywczych.                                         

 Zbigniew Piksa

RATOWNICY Z MYSŁOWIC WESOŁEJ UCHRONILI ZBIORNIK NR 4

W KWK Mysłowice-Wesoła ze względu na zauważone uszkodzenia w komorze nad zbiornikiem jak i w samym zbiorniku niezbędna była szybka kontrola zbiornika nr 4 na poz. 465m. Kopalniany Zespół ds. Tąpań i Obudowy pod przewodnictwem Naczelnego Inżyniera Zbigniewa Lewandowskiego w składzie poszerzonym o naukowców z GIG: dr inż. Sylwestra Rajwę i dr inż. Jana Szymałę - specjalistów w dziedzinie doboru obudowy szybów i wlotów do szybów w zakładach górniczych dokonał wnikliwej oceny sytuacji. Było to możliwe dzięki zaangażowaniu i umiejętnościom ratowników – alpinistów z kopalnianej stacji ratownictwa górniczego.
KLUCZOWY CHOĆ WIEKOWY ZBIORNIK NR 4
KWK Mysłowice-Wesoła od lat czynnie eksploatuje zbiornik nr 4 na poziomie 465m oraz wyrobiska jego kompleksu w skład, którego wchodzą: Komora nad zbiornikiem nr 4 na poziomie 465m, Przekop nadawczy na poziomie 465m, Zbiornik nr 4 na poziomie 465m oraz Komora pod zbiornikiem nr 4 na poziomie 465m. Jest to zbiornik retencyjny zaprojektowany w 1982 roku i wykonany w oparciu o obowiązujące w tamtych czasach przepisy BHP. Przepisy te nie stawiały specjalnych wymogów odnośnie projektowania zbiorników retencyjnych, które weszły do praktyki górniczej w latach 60-tych ubiegłego stulecia.
Zbiorniki retencyjne są jednymi z kluczowych wyrobisk zapewniających ciągłość odstawy urobku i funkcjonowania kopalni. Wyrównują różnice pomiędzy dopływem i odpływem materiału, stanowiąc bufor w całym układzie transportu, pozwalający na optymalne wykorzystanie pracy urządzeń szybowych. Intensywna eksploatacja zbiorników wyrównawczych prowadzi bardzo często do znacznych uszkodzeń ich obudowy. Zjawisko to związane jest z dynamicznym oddziaływaniem przemieszczającego się wewnątrz zbiornika urobku. Szczególnie niekorzystna sytuacja występuje w przypadku skierowania spadającej strugi urobku z przesypu urządzeń transportowych na obmurze lub lej zsypny. Powstałe w ten sposób uszkodzenia mogą doprowadzić do długotrwałych awarii i poważnych strat związanych z koniecznością zatrzymania wydobycia.
Podziemne zbiorniki retencyjne zlokalizowane są najczęściej w pobliżu głównych szybów wydobywczych. Pomimo tak istotnego znaczenia dla ciągłości procesu produkcyjnego zbiorniki są stosunkowo rzadko kontrolowane, co wynika między innymi z utrudnionego dostępu. Tymczasem, właściwa ocena stanu technicznego zbiorników retencyjnych w połączeniu z odpowiednią naprawą stwierdzonych uszkodzeń eliminuje możliwość wystąpienia poważnych awarii skutkujących koniecznością czasowego wyłączenia ich z użytkowania.
Wspomniany wcześniej przyszybowy pionowy zbiornik nr 4 jest istotnym elementem systemu transportu urobku z oddziałów wydobywczych w KWK Mysłowice-Wesoła. Zbiornik wykonany jest w formie pionowego szybiku o głębokości około 40m. Zasypywanie zbiornika wykonywane jest w sposób grawitacyjny z przenośnika taśmowego zabudowanego w komorze nad zbiornikiem nr 4 i swobodny spadek urobku.
SPECJALIŚCI O NAJWYŻSZYCH KWALIFIKACJACH
- Obok kadry inżynieryjno–technicznej KWK Mysłowice-Wesoła wspomaganej przez naukowców z Głównego Instytutu Górnictwa kluczową rolę w badaniach zbiornika wykonali ratownicy – alpiniści z kopalnianej stacji ratownictwa górniczego. Korzystając z okazji chciałbym złożyć wyrazy szczególnego uznania i szacunku naszym ratownikom: Ireneuszowi Furdzikowi, Robertowi Janickiemu, Marcinowi Kaszycy, Pawłowi Tchórzewskiemu oraz szefowi zespołu Markowi Rzezikowi – mówi Adam Rozmus dyrektor KWK Mysłowice Wesoła i dodaje: jest to kolejny przykład mistrzowskich kwalifikacji naszych pracowników.  
Podczas wykonywania kontroli zbiornika nr 4 z zastosowaniem kamery widoczne było uszkodzenie na głębokości około 35m licząc od komory nad zbiornikiem nr 4. Widoczny był ubytek w obmurzu obudowy zbiornika i szacowany na około 1,0m szerokości, 2,0m wysokości. Z powodu braku odpowiedniego oświetlenia kamery wykorzystywanej do kontroli obudowy niemożliwe było określenie głębokości wyżłobienia.
-W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że największa intensyfikacja spękań o znacznym rozwarciu znajduje się w części południowej na ociosie zachodnim komory nad zbiornikiem nr 4 mówi Naczelny Inżynier KWK Mysłowice Wesoła - Zbigniew Lewandowski i dodaje: W miejscu tym występują niewielkie ubytki i złuszczenia, oznaki korozji zaprawy oraz sieć powiększających się spękań. W południowo-zachodniej części stropowej komory nad zbiornikiem nr 4 widoczne jest spękanie z 10cm obniżeniem i przemieszczeniem o około 15cm w stronę północno-zachodnią. Na ociosie wschodnim w części południowej komory widoczne są niewielkie ilości spękań.
Kopalniany Zespół ds. Tąpań i Obudowy po przeanalizowaniu sytuacji górniczo-geologicznej oraz zapoznaniu się z aktualnym stanem obudowy zasugerował podjęcie natychmiastowych działań.
W celu zabezpieczenia spękanych ociosów zastosowano kotwienie poprzez zabudowę kotew strunowych. Zakotwiony został ocios zachodni (3 rzędy kotew w ilości 27 szt.) oraz ocios wschodni południowej (1 rząd kotew w ilości 8 szt.) części komory nad zbiornikiem 4. Ocios zachodni jak i wschodni został zakotwiony poprzez zastosowanie kotew strunowych, wklejanych na ładunkach klejowych, zabudowanych poprzez zastosowanie podkładek 300x200x10 w celu zabezpieczenia obudowy wyrobiska.
W komorze nad zbiornikiem nr 4 na poziomie 465m zabudowane zostały 4 dźwigary poprzeczne. Dwa dźwigary zlokalizowane w omawianej części komory uległy zniekształceniu poprzez widoczne naprężenia ociosowe występujące w komorze nad zbiornikiem nr 4.
Do określenia kontaktu obudowy żelbetowej z górotworem i określenia strefy spękań skał stropowych wykorzystano kamerę introskopową. W celu wykonania badań zostały wywiercone otwory w trzech grupach (bazach) po trzy otwory na bazę. Baza nr 1 zlokalizowana była w odległości 3,2m od połączenia komory nad zbiornikiem nr 4 z przekopem taśmowym poz. 465m, baza nr 2 w odległości 7,5m a baza nr 3 w odległości 18,2m od przekopu taśmowego poz. 465m. W badaniu wykorzystano kamerę introskopową.
WNIOSKI NA PRZYSZŁOŚĆ.
Tu wypada kolejny raz odwołać się do zaleceń Kopalnianego Zespołu ds. Tąpań i Obudowy KWK Mysłowice Wesoła, wśród których znalazły się między innymi:
•    Wykonywanie nie rzadziej niż raz w miesiącu pomiarów szerokościowych i wysokościowych komory nad zbiornikiem nr 4 na poziomie 465m.
•    Oznakowanie powstałych spękań.
•    Pomiar rozwarcia szczelin nie rzadziej niż raz w miesiącu.
•    Niezwłoczne wykonanie oceny stanu technicznego komory nad zbiornikiem nr 4, zbiornika nr 4, przekopu nadawczego oraz komory pod zbiornikiem nr 4 z projektem naprawy uszkodzeń oraz przeciwdziałaniu ich rozprzestrzenianiu.

Zbigniew Piksa

HALEMBA, RYDUŁTOWY, ZIEMOWIT REALIZUJĄ EKOLOGICZNE PROJEKTY.  

Efektywność energetyczna, czyli po prostu oszczędzanie energii, to nie tylko sposób na zmniejszenie emisji szkodliwych gazów cieplarnianych dzięki zmniejszeniu produkcji energii, ale także realne źródło oszczędności. Obecne spektrum możliwych do podjęcia działań zmierzających do wzrostu efektywności energetycznej, a tym samym obniżenia kosztów funkcjonowania, jest olbrzymie. Z tego względu rozwiązania poprawiające efektywność energetyczną wzbudzają coraz większe zainteresowanie przedsiębiorców. Niedawno informowaliśmy o pierwszych działaniach podjętych przez Oddziały i Zakłady Specjalistyczne PGG S.A. zmierzających do ograniczenia zużycia energii cieplnej. W związku z wielokrotnymi zmianami taryf ciepła przez Urząd Regulacji Energetyki występuje wysoki wzrost energii cieplnej a tym samym rosną koszty wpływające na wydobycie węgla. Skala podwyżek w 2022r to od 30 do 90 % w stosunku do 2021 r. Należy również spodziewać się, że w bieżącym roku wystąpią kolejne zmiany taryf a tym samym wzrosty cen energii cieplnej. Aby złagodzić skutki tych podwyżek należy wykonać działania mające na celu ograniczenia zużycia energii w Kopalniach i Zakładach należących do PGG S.A. Dlatego też o wiele większe od wspomnianych wyżej oszczędności przyniesie wdrażanie nowych technologii w zakresie dostaw energii cieplej ze szczególnym uwzględnieniem odzysku ciepła z wód odwodnienia z wykorzystaniem pomp ciepła. Wynika to z dużych objętości  ciepłych wód kopalnianych, które codziennie wypompowywane są na powierzchnię. Mimo stosunkowo dużych ilości energii geotermalnej zawartej w tych wodach, wciąż jeszcze zasoby te są rzadko  wykorzystywane. Ogromny potencjał tkwi w wykorzystaniu wód kopalnianych, jako dolnych źródeł dla pomp ciepła. Dzięki istniejącym szybom, którymi wody te są wypompowywane koszty instalacji geotermalnych stają się niższe, gdyż odliczyć można koszty wiercenia nowych otworów wiertniczych i pompowania wód na powierzchnię.

DWIEŚCIE LAT TEMU

Technologia pomp ciepła znana jest od dwustu lat gdyż Francuz Nicolas Carnot opublikował w 1824 r. pierwsze zasady dotyczące działania pompy ciepła. Dobre 100 lat później w Zurychu uruchomiono pierwsze duże systemy pomp ciepła do ogrzewania ratusza, budynku kongresowego, urzędów i krytej pływalni. Pierwszą gruntową pompę ciepła uruchomiono w USA w 1945 roku, w domu Roberta C. Webbera, w Indianapolis. Pompa wyposażona była w sprężarkę o mocy nominalnej 2 kW, za pomocą wentylatora zasilała, popularny już wtedy w Stanach Zjednoczonych, system ogrzewania powietrzem. Od tego czasu pompy ciepła do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody stały się niezawodnym i przyjaznym dla środowiska wariantem grzewczym. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu technologia jest stale rozwijana poprzez zastosowanie innowacji odkrytych w branży. Ciepło zawsze przemieszcza się zgodnie z kierunkiem zmian temperatury: od cieplejszego do chłodniejszego. To pozornie nieuniknione prawo naturalne pompa ciepła “obchodzi” realizując pewien trik. Dzięki niemu możliwe jest przenoszenie ciepła w odwrotnym kierunku, tj. od chłodnej przestrzeni do cieplejszej. Działanie pompy ciepła jest zasadniczo identyczne z działaniem dobrze znanego urządzenia codziennego użytku: lodówki. Jednakże, gdy lodówka usuwa ciepło z wnętrza i przekazuje je na zewnątrz, pompa ciepła usuwa ciepło z przestrzeni zewnętrznej i przekazuje energię do domu w postaci ciepła. Pompa ciepła wykorzystuje zasadę fizyczną, tak zwany efekt Joule’a-Thomsona.

Cały system ogrzewania pompy ciepła składa się z trzech części:

• systemu źródła ciepła, który pobiera energię potrzebną ze środowiska; 
• samej pompy ciepła, która powoduje, że ​​odzyskane ciepło z otoczenia jest użyteczne; 
• oraz systemu dystrybucji i przechowywania ciepła, który rozprowadza lub tymczasowo przechowuje ciepło w domu.

- Pracownicy naszego Biura przygotowali koncepcję „ Odzysku ciepła z wód odwodnienia dla kopalń Halemba, Rydułtowy i Ziemowit” uwzględniającą specyfikę tych Oddziałów – mówi Rafał Gąsior dyrektor Biura Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej. Dzięki zastosowaniu tych technologii zapotrzebowanie na energię cieplną u dostawców zewnętrznych w tych kopalniach spadnie od 20 do 30 procent.

ODZYSKUJĄ CIEPŁO

Odzysk ciepła z ujęć podziemnych odwodnienia, będzie odbywał się poprzez odebranie ciepła z przepływającej wody w układzie pośrednim poprzez wymienniki ciepła, z których następnie ciepło zostanie pobrane przez pompy ciepła. Układem dolnego źródła ciepła dla pomp ciepła, będzie przepływająca woda, które może być wykorzystana do wytworzenia ciepłej wody użytkowej i centralnego ogrzewania. Odzysk ciepła będzie się odbywał pośrednio, poprzez wymienniki z uwagi na brak ingerencji w układ. Po zaprojektowaniu układu automatyki i sterowania, układ będzie bezobsługowy, z możliwością monitoringu pracy on-line. Układ automatyki i sterowania będzie zapewniał następujące informacje: ilość pracujących pomp ciepła, aktualną moc odbieraną w układzie, ilość ciepła przekazywaną do układu ciepłowniczego, zużycie energii elektrycznej, alarmy dotyczące układu pracy. Efekt pracy tego układu będzie ściśle uzależniony od temperatury wody i ilości pobieranej z niej energii, doboru pomp ciepła (parametr COP). Elementem niezmiernie istotnym dla funkcjonowania układu będzie zapewnienie ciągłego przepływu na minimalnym wymaganym poziomie (brak przepływu spowoduje zatrzymanie pracy pomp ciepła a tym samym wytwarzanie ciepła). Węzeł cieplny będzie pracował w układzie kaskad sterowanych indywidualnie poprzez pompy ciepła master. Zapewni to efektywną i wysokowydajną pracę układu z możliwością modulacji mocy grzewczej. Grupa specjalistów z kopalń Halemba i Rydułtowy 11 maja miała okazję zapoznać się z podobnym systemem, który od siedmiu lat funkcjonuje w Z.G. Sobieski Tauron Wydobycie. - Wymiana doświadczeń w trakcie wyjazdu studyjnego  pozwoliła poznać istniejącą instalację odzysku ciepła z wód odwodnienia, której koszt w tym zakładzie zwrócił się już pięciokrotnie – mówi Bogdan Dubaj z Biura Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej. W PGG S.A. zużycie energii cieplnej za 2021 rok wyniosło ponad  1,3 mln  GJ. Nic więc dziwnego, że poprawa efektywności energetycznej oraz racjonalne wykorzystanie istniejących zasobów energetycznych, w perspektywie wzrastającego zapotrzebowania na energię, są obszarami, do których nasza Spółka przywiązuje wielką wagę – dodaje Bogdan Dubaj.

Zbigniew Piksa

Kryzys na rynku energetycznym wszystkim uświadomił, że energia jest cennym zasobem. Przedsiębiorcy szukają tanich sposobów, jak oszczędzać energię. Z inicjatywy Biura Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej  Centrali PGG w Oddziałach i Zakładach należących do naszej Spółki rozpoczęto zakrojone na szeroką skalę działania w kierunku zwiększenia efektywności energetycznej. Szacuje się, że już pierwsze przedsięwzięcia w tym zakresie przyniosły ponad 9 mln zł oszczędności, gdyż w 2022 roku zaoszczędzono 95 615 JG energii cieplnej w stosunku do 2021 roku, co przy średniej cenie 95 zł za 1 GJ daje taką kwotę. A to dopiero początek. Dostawcami energii cieplnej na potrzeby PGG S.A. są: Ciepłownia Rydułtowy, Przedsiębiorstwo Energetyczne MEGAWAT, dwie spółki Węglokoksu-Energia ZCP S i Energia NSE oraz Dalkia Polska Energia. Choć sami jesteśmy producentem surowca energetycznego, to nas również dotykają rosnące ceny na rynku energii, które w znaczącym stopniu wpływają na koszty wydobycia węgla. W Polskiej Grupie Górniczej S.A. kwoty te liczone są w milionach złotych, a tylko w ciągu ostatniego roku wzrosły one o niemal 100 procent. Dlatego też Zarządzenie Prezesa zobowiązuje nas wszystkich do prowadzenia działań zmierzających do ograniczenia zużycia energii cieplnej o co najmniej 15%. W przypadku ograniczenia zużycia energii cieplnej w kopalniach/zakładach PGG S.A. o 15% przy założeniu średniej ceny za 1 GJ na poziomie 95 zł można zaoszczędzić ok. 19 mln zł. W ostatnim kwartale minionego roku w każdej kopalni oraz zakładzie PGG S.A. powołano zespoły, które dokonały analizy zużycia energii cieplnej i opracowały plan redukcji zapotrzebowania na tę energię i na bieżąco prowadzą (comiesięczny) monitoring jej zużycia. Te proste-można rzec administracyjne - działania, zaczynają przynosić całkiem spore oszczędności. W ramach pracy wszystkich Zespołów dokonano podziału poszczególnych obiektów na: obiekty A, w których nie ma możliwości zmniejszenia zużycia energii cieplnej z uwagi na działalność produkcyjną, obiekty B, w których jest możliwe zmniejszenie zużycie energii cieplnej bez wpływu na wydobycie, obiekty C, w których możliwe jest ograniczenie zużycia energii cieplnej do niezbędnego minimum. We wszystkich kopalniach i zakładach wdrożono szereg rozwiązań szczegółowych, których nie sposób wymienić w jednym artykule. Powstrzymajmy też publicystyczną pokusę, by wskazać liderów oszczędności spośród 15 ruchów oraz zakładów i to z wielu powodów. Po pierwsze każdy z nich ma inną zużycie wyjściowe, inne możliwości, zdania produkcyjne i nieporównywalne zatrudnienie. Nie można więc przykładowo porównywać chociażby Zakładu Informatyki i Telekomunikacji z kopalnią Mysłowice-Wesoła. Ważne jest, że wystarczyły proste działania i już jest efekt zarówno ekonomiczny, jak i ekologiczny. Konsekwencja w działaniu sprawi, że nie będzie to osiągnięcie jednorazowe a stały proces. Bogdan Dubaj zajmujący się w Biurze Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej efektywnością ograniczenia energii cieplnej tak ocenia wyniki tych pierwszych działań: - Pierwszym sukcesem jest „Analiza zużycia energii cieplnej” w Oddziałach i Zakładach Specjalistycznych, która pozwoliła nam zaoszczędzić ponad 9 milionów złotych. Było to możliwe między innymi dzięki zmniejszeniu zużycia energii cieplnej w 408 obiektach oraz wyłączeniu z ogrzewania 2 obiektów. Teraz niezbędny jest comiesięczny monitoring zużycia energii cieplnej oraz kontrola planowanych działań krótkofalowych oraz długofalowych. Oszczędne i efektywne korzystanie z energii jest promowane na całym świecie jako wzorzec świadomej dbałości o środowisko, w którym żyjemy, a racjonalne wykorzystanie energii jest podstawą funkcjonowania gospodarki. Sytuacja panująca na rynku energetycznym w bezpośredni sposób przekłada się na funkcjonowanie firm, które starają się optymalizować koszty użytkowania obiektów. Jak ocenia Rafał Gąsior dyrektor Biura Restrukturyzacji Operacyjnej i Technologicznej: - Sama zmiana przyzwyczajeń w używaniu energii pozwala ograniczyć jej koszty od 5% do 15%. Oddziały i Zakłady PGG S.A. już pokazały, że jest to możliwe. Jednak o wiele większe oszczędności przyniesie wdrażanie nowych technologii w zakresie dostaw energii cieplej ze szczególnym uwzględnieniem odzysku ciepła z wód odwodnienia z wykorzystaniem pomp ciepła, o czym poinformujemy w następnym numerze.

Zbigniew Piksa

KWK Mysłowice-Wesoła należy do Oddziałów PGG o wysokim poziomie zagrożenia pożarowego. Wynika to z powodu prowadzonej eksploatacji pokładów węgla zaliczonych do III i IV grupy samozapalności (węgli o średniej i dużej skłonności do samozapalenia) oraz eksploatację grubych pokładów na warstwy. Aby zminimalizować ryzyko kopalnia podejmuje szereg przedsięwzięć umożliwiających wykrywanie wczesnego stadium zarówno pożarów endogenicznych jak i egzogenicznych. Podstawowymi metodami zwalczania przedmiotowego zagrożenia są pomiary oparte na kontroli parametrów przepływającego powietrza przez wyrobiska dołowe oraz stosowanie kamer termowizyjnych (do wykrywania wzrostów temperatury). Natomiast w zrobach oraz w otamowanych przestrzeniach monitoring polega na badaniu prób gazów pobieranych na stacjach pomiarowych. Niestety dotychczasowe metody wykrywania zagrożenia pożarowego nie gwarantują szybkiej i precyzyjnej lokalizacji ewentualnego zagrzania lub źródła pożaru. Dzieje się tak dlatego, że dotychczas stosowane metody monitoringu pozwalają na wykonywanie pomiarów na ograniczonej przestrzeni oraz w wyznaczonych miejscach (np. zastosowanie kamer termowizyjnych). O wiele lepszym rozwiązaniem byłoby prowadzenie pomiarów temperatury w sposób ciągły. Kolejny raz ten problem pojawił się, kiedy na etapie projektowania udostępnienia pokładu 510 w partii A zachód założono częściowe wykorzystanie wykonanych wyrobisk w pokładzie 501, co pozwalało na szybsze rozcięcie parceli ściany 530 w pokładzie 510 w partii A zachód. W trakcie drążenia wyrobisk przygotowawczych dla ściany 530 w celu likwidacji potencjalnego zagrożenia pożarowego zrezygnowano z wykorzystania istniejącego chodnika odstawczego zachodniego i wykonano chodnik odstawczy zachodni bis (o długości około 180m) . Wyrobisko na początkowym wybiegu drążone było w pokładzie 501, następnie w pokładzie 510 o miąższości około 10m, w otoczeniu rozległego kompleksu zrobowego pokładu 501. Podczas drążenia chodnika odstawczego zachodniego bis występowały trudne warunki górniczo-geologiczne wpływające na migrację powietrza pomiędzy pokładem 501 i 510, co skutkowało utrzymującym się podwyższonym poziomem zagrożenia pożarowego w omawianym rejonie.

DECYZJA: MIERZYMY W SPOSÓB CIĄGŁY

Dlatego też, po wykonaniu szeregu prac profilaktycznych w rejonie chodnika odstawczo zachodniego bis, podjęto decyzję o zastosowaniu systemu pozwalającego na pomiar temperatury w sposób ciągły. - Kopalnia w celu zintensyfikowania prowadzonej profilaktyki pożarowej zastosowała górniczy światłowodowy system pomiaru temperatury, jako dodatkowy element kontroli stanu zagrożenia w rejonie ściany 530. Do realizacji zadania zastosowano górniczy światłowodowy system pomiaru temperatury (GŚPT) firmy DMP System sp. z o.o. wykorzystujący zjawiska zmiany prędkości światła w światłowodzie w zależności od temperatury) – mówi Grzegorz Garlej Kierownik Działu Wentylacji Główny Inżynier Wentylacji KWK Mysłowice Wesoła i dodaje: Przedmiotowy system pozwala m.in. na: wykrywanie zmian temperatur na wyznaczonym obszarze umożliwiające szybkie zlokalizowanie miejsc procesu samozagrzewania a co za tym idzie, zminimalizowanie ryzyka powstania zagrożenia pożarowego. Umożliwia również wspomaganie kadry kierowniczej, inżynieryjnej oraz osób dozoru ruchu działu wentylacji w zakresie monitoringu i kontroli zagrożenia pożarowego a tym samym szybsze podejmowanie decyzji, co do zastosowania adekwatnej profilaktyki. W grudniu 2022 roku w rejonie ściany 530 w pokładzie 510 w partii A zachód, pracownicy firmy zewnętrznej DMP System oraz Działu Wentylacji Kopalni rozpoczęli prace związane z montażem jednostki centralnej w pochylni 511 oraz zabudową kabla sensorycznego światłowodowego do wcześniej przygotowanych wsadów rurowych (chodnik taśmowy badawczy bis, chodnik odstawczy zachodni bis oraz pochylnia 530. - W wyrobiskach o łącznej długości około 1200 metrów rozwinięto i zabudowano kabel sensoryczny światłowodowy o długości około 2500 metrów- prezentuje Dariusz Chyra Nadsztygar Wentylacji KWK Mysłowice Wesoła (przykład prowadzenia światłowodu przedstawiono na rys. nr 1) i dodaje: w wyrobiskach konturujących parcelę ściany 530 wykonano 66 otworów o długości od 2 do 4m w zależności od miejsca wykonywania wiercenia. Otwory wiercone były do płotu węglowego (5m), do zrobów pokładu 501 oraz do zaizolowanych wyrobisk w pokładzie 501. Pracownicy Kopalni po analizie wyrobisk w pokładzie 501 dostosowali długość otworów, ich średnicę i kierunek do bieżących potrzeb tak, aby jak najdokładniej zabezpieczyć wytypowane wyrobiska przed zagrożeniem pożarowym. Do obsadzania otworów zastosowano standardowe rury stalowe ϕ50, ϕ108 oraz ϕ159. W rurach ϕ108 i ϕ159 wykorzystano zaślepki z wyjściami hydrantowymi oraz specjalnymi wycięciami wykonanymi na umiejscowienie kabla sensorycznego i zabezpieczenie go przed uszkodzeniem tak, aby możliwe było wykonywanie pomiarów stężeń gazów oraz podawanie mediów tj.: wody, środków antypirogenicznych lub gazów inertnych (zdj. nr 1).Rury ϕ50 zostały zaprojektowane na dwa wloty tj.: pierwszy do obsadzenia kabla sensorycznego zaślepionego korkiem gumowym zaproponowanym przez firmę DMP System  (zdj. nr 2) oraz drugi boczny - technologiczny (zdj. nr 3). Firma DMP System do monitoringu i analizy wyników zaproponowała program komputerowy CHARON. Po skonfigurowaniu cech odległościowych program wskazuje dokładną strefę, miejsce, temperaturę (maksymalną, minimalną, średnią), a także pokazuje historię pomiarów, z której można odczytać tendencję wzrostu temperatury w danym punkcie pomiarowym. Program inicjuje ostrzeżenia i alarmy, a te z kolei w pierwszej kolejności wyświetlane są na ekranie komputera zarówno akustycznie jak i wizualnie podświetlając daną cechę z podwyższoną temperaturą. Alarmy przekazywane są za pomocą sms-ów na telefony komórkowe oraz w postaci wiadomości email do wyznaczonych przez kierownictwo Działu Wentylacji osób dozoru ruchu. Jednocześnie Dyspozytor gazometrii na bieżąco nadzoruje pomiary temperatur pozwalający na zlokalizowanie wzrostu zagrożenia pożarowego.

CIĄGŁA PROFILAKTYKA PRZECIWPOŻAROWA

- Od momentu uruchomienia systemu GŚPT pozwalającego na ciągły monitoring, analiza oraz weryfikacja wyników z rejonu ściany 530 odbywa się w bardzo krótkim czasie. Osoby nadzorujące system bardzo szybko są w stanie zinterpretować wyniki i odpowiednio zareagować, podjąć właściwe działania już na wczesnym etapie wzrostu temperatury, co ważne, nie angażując dużej ilości zasobów ludzkich oraz sprzętowych. Można stwierdzić, że system GŚPT świetnie uzupełnia istniejące systemy monitoringu i analizy do wykrywania oraz zwalczania zagrożeń. Od czasu jego zabudowy i uruchomienia nie doszło do wzrostu zagrożenia pożarowego w przedmiotowym rejonie. ocenia Naczelny Inżynier KWK Mysłowice‑Wesoła Zbigniew Lewandowski. Uwzględniając powyższe można stwierdzić, że przedmiotowy system pozwala na prowadzenie profilaktyki pożarowej w sposób ciągły, co przekłada się na zabezpieczenie przed powstaniem lub rozwojem pożarów endogenicznych i poniesieniem z tego tytułu niepowetowanych strat przez Oddział i Spółkę. - Załoga kopalni KWK Mysłowice-Wesoła pokazała  po raz kolejny, że nie tylko potrafi rozwiązywać najtrudniejsze zadania, ale również umiejętnie wdraża nowatorskie rozwiązania, które mogą stanowić przykład dla branży górniczej– podsumowuje Adam Rozmus-Dyrektor Kopalni KWK Mysłowice-Wesoła.

Zbigniew Piksa

Rys. nr 1 - Ideowy schemat prowadzenia światłowodu w chodniku taśmowym badawczym bis.

KWK Mysłowice-Wesoła

SYSTEM MONITOROWANIA GEOMETRII SEKCJI OBUDOWY

Kontrola oddziaływania stropu na obudowę zmechanizowaną, poprzez systemy informatyczne, znacząco zwiększa efektywność wydobycia kompleksu ścianowego. Dobrym przykładem rozwoju w dziedzinie automatyzacji ścianowych systemów zmechanizowanych jest stosowany w KWK Mysłowice-Wesoła monitoring podporności sekcji obudowy, który został rozbudowany - na zasadach prób ruchowych - o system geometrii sekcji z wykorzystaniem inklinometrów. Opracowany i wdrożony przez zespół osób kierownictwa kopalni, wraz z Centrum Hydrauliki DOH sp. z o. o, system monitorowania parametrów obudowy zmechanizowanej modernizuje i ulepsza podejście do diagnostyki ścian wydobywczych w KWK Mysłowice-Wesoła i całym polskim górnictwie. Pomiar parametrów geometrycznych maszyn za pomocą inklinometrów jest stosowany od lat w automatyce górniczej, ale rozwiązanie bezprzewodowe z transmisją radiową wyników pomiaru i zasilaniem bateryjnym jest nowością w polskim górnictwie. Dotychczas pomiar geometrii sekcji stosowany był w systemach sterowania elektrohydraulicznego obudową zmechanizowaną. W sterowaniach hydraulicznych rzadko uwzględniano monitorowanie parametrów pracy sekcji innych niż ciśnienie. Okazuje się, że informacje dotyczące tylko pomiaru ciśnienia w układzie podpornościowym stały się niewystarczające dla zapewnienia poprawnych warunków współpracy obudowy z górotworem. Równie istotne z punktu widzenia interakcji obudowy ze stropem jest prowadzenie sekcji z prawidłową geometrią, rozumianą jako równoległość stropnicy i spągnicy.

Zastosowane w KWK Mysłowice-Wesoła inklinometry z modułem radiowym dają możliwość rozszerzenia bezprzewodowego systemu monitoringu podporności o monitoring geometrii sekcji. Do tej pory na rynku dominowały inklinometry przewodowe, które komunikują się za pomocą szeregowego interfejsu pomiarowego, przez co zachodzi potrzeba prowadzenia przewodów pomiędzy nimi. Nowe rozwiązanie inklinometrów bezprzewodowych wdrożonych w ścianie 530, umożliwia transmisję danych pomiarowych drogą radiową, dzięki czemu nie ma konieczności prowadzenia przewodów pomiędzy elementami systemu zabudowanymi w sekcjach obudowy. Eliminację przewodów uzyskano również poprzez zastosowanie w inklinometrach wewnętrznego źródła zasilania, które zapewnia pracę przez okres minimum dwóch lat, bez konieczności wymiany baterii.

Czujniki inklinometryczne pozwalają na pomiar nachylenia obiektu w przestrzeni z wymaganą dokładnością. Umieszczone odpowiednio w konstrukcji sekcji inklinometry dostarczają informacje o położeniu elementów, które mają wpływ na jej wysokość . Uzyskane w ten sposób dane są radiowo przesyłane do konwertera sygnałów w chodniku przyścianowym, a następnie za pomocą kopalnianych sieci światłowodowych lub linią teletechniczną, transmitowane na powierzchnię zakładu i wyświetlane na stanowiskach dyspozytorskich, działając jako system kontroli geometrii obudowy i odwzorowania jej orientacji przestrzennej. Ponadto, dane transmitowane radiowo przez inklinometry są odbierane przez bezprzewodowy komunikator systemu, dzięki czemu można odczytać zmierzone wartości położenia elementów na przenośnym urządzeniu (pilocie), bezpośrednio w rejonie monitorowanej sekcji. - To rozwiązanie uzupełnia wiele czynności, które do tej pory wykonywał mierniczy. Poza tym zwiększa się częstotliwość pomiaru, który dotychczas służby miernictwa dokonują raz na dziesięć dni. Inklinometry przekazują informacje do systemu w okresach nie dłuższych niż 1 sekunda. System cyklicznie rejestrując dane, umożliwia ciągłą wizualizację pomiarów oraz przegląd zdarzeń archiwalnych. Dzięki temu możemy kontrolować na bieżąco stateczność wyrobiska ścianowego lub cofnąć się i sprawdzić, co się działo wcześniej: jak ściana była prowadzona i jakie ewentualnie popełniono błędy – mówi Naczelny Inżynier KWK Mysłowice‑Wesoła Zbigniew Lewandowski. Określenie nachylenia elementu obudowy zmechanizowanej realizowane jest za pomocą inklinometru, który tworzy trzyosiowy akcelerometr typu MEMS. Założeniem systemu jest pomiar kątów w dwóch osiach ustabilizowanych, nieruchomych elementów sekcji, co pozwala na rezygnację z żyroskopu. Akcelerometr pojemnościowy składa się z masy umieszczonej na sprężynach, które z drugiej strony przymocowane są do okładek kondensatorów. Pod wpływem działającej siły sprężyny rozciągają się powodując zmianę pojemności kondensatorów, która następnie przeliczana jest na działające na układ przyspieszenie. Znając rozkład działającej siły grawitacji można wykorzystując przekształcenia trygonometryczne wyznaczyć położenie układu w przestrzeni. Dzięki znajomości nachylenia oraz wymiarów poszczególnych elementów sekcji możliwe jest wyliczenie jej wysokości.Łukasz Bazan dyrektor ds. rozwoju Centrum Hydrauliki DOH tak prezentuje zalety zastosowanego rozwiązania: System pozwala nie tylko na unikanie przestojów spowodowanych obwałem skał stropowych wynikającym z prowadzenia sekcji z nieprawidłową geometrią, ale także ma wpływ na poprawę bezpieczeństwa załogi pracującej w rejonie monitorowanej ściany. Mocną stroną tego rozwiązania jest fakt, że  w przeciwieństwie do innych rozwiązań inklinometry komunikują się bezprzewodowo, co oprócz oczywistej zalety w postaci braku przewodów umożliwia również łatwą rozbudowę sieci o kolejne czujniki. Zanim to autorskie rozwiązanie, z początkiem roku, poddano próbom ruchowym w kopalni Mysłowice‑Wesoła, badania prototypu układu pomiarowo-rejestracyjnego prowadzono w wyrobiskach ruchu Chwałowice kopalni ROW  z udziałem dr. hab. inż. Dawida Szurgacza oraz Konrada Trzopa z ruchu Bielszowice kopalni Ruda, który w ramach swej pracy doktorskiej podjął się wyznaczenia miejsc montażu czujników celem wykluczenia kolizji z elementami obudowy. Rozmieszczenie czujników musiało zostać tak dobrane, aby nie przeszkadzały one w pracy załodze. Później testowano system  na stanowisku badawczym w Zakładzie Remontowo-Produkcyjnym PGG w Bieruniu, gdzie dobierano odpowiednie lokalizacje inklinometrów tak, aby uzyskać najlepsze dokładności pomiarów (Rys 1). Efektem prowadzonych prac było opracowanie specjalnych uchwytów rozlokowanych odpowiednio w konstrukcji sekcji, które eliminują konieczność dodatkowej kalibracji czujników inklinometrycznych, podczas montażu bezpośrednio w wyrobisku ścianowym. Po wykonaniu prób powierzchniowych należało, wykonać te same próby w warunkach dołowych kopalni Mysłowice‑Wesoła. Zespół powołany z pracowników działu górniczego oraz działu energomechanicznego wyznaczył do tych prób 6 sekcji obudowy zmechanizowanej TAGOR 23/46-POz o nr.: 34, 35, 36, 50, 60, 70. Sekcje zostały oznaczone i zabudowane w ścianie. Na każdej z wymienionych wyżej sekcji, w miejscach wyznaczonych przez inżynierów z Centrum Hydrauliki DOH sp. z o.o, zostały zamontowane 4 czujniki inklinometryczne które umożliwiły odwzorowanie geometrii oraz orientacji przestrzennej pojedynczej sekcji obudowy, a w powiązaniu z sąsiednimi sekcjami oraz  z danymi o geometrii eksploatowanego pokładu, pozwoliły określić orientację przestrzenną monitorowanego odcinka obudowy w wyrobisku (Rys 2). Udział w próbach brała załoga ściany 530 wraz ze sztygarem oddziałowym Maciejem Patyną. Wartości zmierzone ręcznie porównane zostały z wysokościami wyznaczonymi przez system (Rys 3). Różnice sięgały od 3 do 11 cm, co jak na warunki dołowe jest bardzo dobrym wynikiem, biorąc pod uwagę budowę kompleksu ścianowego utrudniającą dokonanie idealnych pomiarów. - Polska Grupa Górnicza jest pierwszą w Polsce spółką, która uruchomiła bezprzewodowy system geometrii sekcji. Pozytywne wyniki w Polskiej Grupie Górniczej sprawiły, że systemem zainteresowała się Jastrzębska Spółka Węglowa, która zamierza przeprowadzić wdrożenie testowe w kopalni Pniówek. Przedstawiciele Biura Zarządu i osób kierownictwa kopalń JSW obecni byli podczas prób w KWK Mysłowice‑Wesoła. Jest to kolejny przykład innowacyjności całej załogi kopalni Mysłowice‑Wesoła, która kolejny raz daje przykład zaangażowania i perspektywicznego myślenia – mówi Adam Rozmus Dyrektor Kopalni. Jak zwykle wypada zapytać o ekonomiczne aspekty przedsięwzięcia? Jednymi z najczęściej występujących przyczyn przerwania ciągłości robót eksploatacyjnych są obwały skał stropowych oraz pogłębiające się usterki układów sterowania hydraulicznego sekcji obudowy zmechanizowanej, stąd też zapewnienie prawidłowego kontaktu stropnicy sekcji z górotworem podczas eksploatacji stanowi podstawowe kryterium wykonywania robót. Ciągła kontrola parametrów pracy sekcji poprzez systemy monitoringu obudowy zmechanizowanej pozwala ograniczyć do minimum koszty związane z przestojami ściany wydobywczej. Rozwojem dla systemu monitorowania podporności jest rozwinięcie go o system obrazujący geometrię zabudowy sekcji obudowy zmechanizowanej, dostarczający informacje o położeniu elementów sekcji oraz jej wysokości. Rozbudowana funkcjonalność systemu monitorowania umożliwi wdrożenie dobrych praktyk w zakresie prowadzenia obudowy zmechanizowanej. W przyszłości, dane udostępniane przez czujniki pomiarowe będą mogły być wykorzystane przez systemy sterowania obudową zmechanizowaną do wizualizacji ściany oraz do mierzenia, na bieżąco, dokładnego wydobycia węgla ze ściany wydobywczej, a w zaawansowanych automatycznych kompleksach ścianowych będą pozwalały na automatyczne sterowanie postępem obudowy zmechanizowanej zgodnie z wcześniej rozpoznanym i zakładanym kształtem biegu ściany.

Zbigniew Piksa

Rys 1. Testy systemu na stanowisku badawczym w ZRP

Rys 2. Zabudowa inklinometrów w warunkach dołowych

Rys 3. Załoga  ściany 530: Od lewej: Waldemar Lorek, Maciej Kula, Tomasz Maczuga, Maciej Patyna, Tomasz Kaizik, Albert Baran, Krzysztof Rudy, Jacek Maślanka.

Rys 4. Kierownictwo kopalni wraz z delegacją JSW i firmy DOH

W Oddziale KWK Mysłowice-Wesoła podjęto decyzję o likwidacji zagrożenia pożarowego w ścianie 01A w pokładzie 510 w.3, poprzez utworzenie zbiornika wodnego, dzięki czemu możliwe stanie się uruchomienie kolejnych w tym rejonie ścian 02A
i 03A. Od początku wiadomo było, że nie będzie to łatwe zadanie. Po pierwsze ze względu na niekorzystną geometrię zalegania złoża oraz podłużne ułożenie przedmiotowej ściany zatopienie zrobów możliwe było tylko poprzez spiętrzenie wody na tamie izolacyjnej TI-470 wzmocnionej konstrukcją hydroizolacyjną (Rys. 1). Po drugie trudne warunki górniczo-geologiczne w rejonie tamy izolacyjnej wymogły zastosowanie nowego, innowacyjnego dla tej kopalni sposobu doszczelnienia górotworu.

Głównym celem hydroizolacji w rejonie tamy TI-470 było umożliwienie bezpiecznego piętrzenia wody w zrobach ściany 01A w celu zmniejszenia temperatury masy węgla. Uszczelnienie górotworu poprzez wykonanie przesłony hydroizolacyjnej oraz wzmocnienie tamy izolacyjnej poprzez wykonanie korka hydroizolacyjnego (Rys. 4) miało pozwolić na spiętrzenie wody do rzędnej -580 m n.p.m. w wyniku czego miałby nastąpić wzrost ciśnienia hydrostatycznego działającego na tamę izolacyjną do 0,14 MPa.

- Dla zapewnienia bezpieczeństwa ruchu zakładu górniczego podczas piętrzenia wody niezbędne było wykonanie przesłony hydroizolacyjnej w rejonie istniejącej tamy, dlatego musieliśmy znaleźć innowacyjną metodę – mówi Główny Inżynier ds. Mierniczo- Geologicznych – Konrad Kokowski.

Nowatorski sposób polegał na zastosowaniu spoiwa hydroizolacyjnego na bazie iłów modyfikowanych (Rys. 3). Przyjęta metoda zabezpieczyła czynne wyrobiska górnicze przed wdarciem się wody i wody z luźnym materiałem poprzez spękany górotwór. Ponadto wyeliminowała migrację powietrza w głąb górotworu, co powoduje dotlenianie pól pożarowych.

DO TRZECH RAZY SZTUKA

Niezwłocznie po podjęciu decyzji o sposobie likwidacji zagrożenia pożarowego odbyła się wizja lokalna w rejonie tamy izolacyjnej TI-470 z przedstawicielami zaproszonej firmy, która projektowała już podobną konstrukcję na innej kopalni należącej do Polskiej Grupy Górniczej S.A. Celem zjazdu było sprawdzenie warunków górniczo- geologicznych w tym rejonie oraz stanu tamy TI-470. Po przeanalizowaniu informacji uzyskanych w trakcie wizyty w rejonie projektowanych robót przedstawiciele firmy wycofali się dalszych prac. Inżynierowie z KWK Mysłowice-Wesoła nie poddali się i poprosili o pomoc pracowników jednostki naukowo-badawczej. Zaproponowana metoda była dość skomplikowana i wiązała się z wyłączeniem sporej części kopalni
z sieci wentylacyjnej.

Kopalnia Mysłowice-Wesoła wykonała trzecie podejście do tematu rozeznanego przez służbę geologiczną kopalni. Tym razem przedstawiciele Kopalnianego Zespołu ds. Zagrożeń Wodnych wspólnie z naukowcami-specjalistami z dziedziny hydrogeologii i zagrożeń naturalnych oraz przedstawicielami firmy mającej już doświadczenie w podobnych przedsięwzięciach wypracowali wspólne rozwiązanie. Firma zapewniła, że opatentowane przez nią spoiwo gwarantuje wykonanie szczelnej przesłony hydroizolacyjnej w warunkach górniczo- geologicznych występujących w rejonie tamy TI-470 a specjaliści przedstawili projektowaną konstrukcję zabezpieczającą, polegającą na budowie korka hydroizolacyjnego wraz z zabezpieczeniem górotworu w rejonie tamy TI-470 przy pomocy modyfikowanych iłów.

Profesorowie a wraz z nimi cały zespół jednoznacznie przyjęli projekt hydroizolacji składającej się z tamy izolacyjnej o konstrukcji przeciwwybuchowej TI-470, korka hydroizolacyjnego (Rys. 1), tamy z betonitów wzmocnionej kratownicą z prostek oraz przesłony hydroizolacyjnej wykonanej w górotworze (Rys. 2).

Do przygotowania zatłaczanego spoiwa składającego się z iłów, cementu oraz szkła wodnego niezbędne było zastosowanie odpowiednich urządzeń składających się z mieszalnika, agitatora, pompy iniekcyjnej, przewodów iniekcyjnych oraz pakerów pełniących funkcję nabojnic iniekcyjnych wielokrotnego użytku. Należy podkreślić, że dokładny skład spoiwa objęty jest ochroną patentową. Roztwór wtłaczany był do wywierconych otworów przy użyciu pompy lub agregatu iniekcyjnego z regulowaną płynną wydajnością. Wydajność początkowa podawania spoiwa wynosiła około 40 l/min. Chłonność górotworu obserwowana była poprzez wzrost wydajności zatłaczanej zawiesiny. Zatłaczanie zawiesiny wykonywano aż do spadku wydajności poniżej 5 l/min bądź uruchomienie zwrotnego zaworu bezpieczeństwa w układzie hydraulicznym pompy.

- Niezwykła determinacja Inżynierów Naszej Kopalni zaowocowała znalezieniem innowacyjnego pomysłu rozwiązującego problem zagrożenia pożarowego. Pracownicy zaangażowani w budowę korka hydroizolacyjnego pokazali wysoki poziom oraz bezpieczny i niezawodny sposób zrealizowania założonych celów – mówi Robert Łaskuda – Naczelny Inżynier KWK Mysłowice-Wesoła.

MISTRZOWSKA ROBOTA

Po zakończeniu robót iniekcyjnych wokół tamy TI-470 przystąpiono do budowy korka hydroizolacyjnego. Wykonane obmurze korka hydroizolacyjnego zostało zbudowane z kostki betonowej. Ważnym przed rozpoczęciem budowy korka hydroizolacyjnego było przedłużenie niezbędnych rurociągów: metanowego, pomiarowego, do podawania rekonsolidacji, odwadniających oraz zabudowanie w korku izolacyjnym rurociągów służących do wprowadzania spoiwa hydroizolacyjnego tj. rurociągu odpowietrzenia, rurociągu tłocznego nr 1 oraz nr 2 (rurociągi funkcyjne). Wykonanie konstrukcji hydroizolacyjnej zabezpiecza możliwość bezpośredniego wdarcia się wody ze zbiorników do wyrobisk górniczych. Przesłona hydroizolacyjna stanowi również swoiste wzmocnienie górotworu, co przeciwdziała wdarciu się wody z luźnym materiałem lub podmyciem rejonu tamy.

Po wykonaniu konstrukcji hydroizolacyjnej przystąpiono do zatłaczania wody do odizolowanej części kopalni. Roboty te prowadzone były w ściśle określony sposób ustalony wspólnie ze specjalistami z dziedziny hydrogeologii i zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych. Służba geologiczna kopalni prowadziły stały nadzór nad procesem zalewania. Między innymi dokonywano pomiarów ciśnienia hydrostatycznego wody działającej na tamę oraz pomiarów poziomu lustra wody w wykonanym wcześniej piezometrze. Prowadzono także obserwację i pomiary wykropleń i wypływów wody. W rejonie konstrukcji hydroizolacyjnej wprowadzono III stopień zagrożenia wodnego oraz określono graniczną ilość wycieków, po której osiągnięciu, należało obniżyć poziom wody w zbiorniku i wykonać roboty doszczelniające. W trakcie piętrzenia wody nie stwierdzono wzrostu zagrożenia. W rejonie tamy obserwowano jedynie niewielkie wypływy wody, które nie przekroczyły wartości granicznej.

- Załoga kopalni KWK Mysłowice-Wesoła pokazała po raz kolejny, że potrafi rozwiązywać najtrudniejsze zadania. Hydroizolacja została wykonana bezproblemowo i w sposób bezpieczny, co potwierdziła kontrola Okręgowego Urzędu Górniczego. Zawsze powtarzam, że załoga Kopalni Mysłowice-Wesoła to elita Polskiego Górnictwa Węgla Kamiennego – mówi Adam Rozmus-Dyrektor Kopalni KWK Mysłowice-Wesoła.

Konstrukcja hydroizolacyjna wykonana na bazie iłów modyfikowanych spełniła swoje zadanie. Pozwoliła bezpiecznie spiętrzyć wodę w zrobach ściany 01A, a tym samym zlikwidować zagrożenie pożarowe. Dzięki czemu w przyszłości Kopalnia będzie mogła prowadzić eksploatację kolejnych ścian w pokładzie 510 w.3 w centralnej części partii A. Zastosowana metoda wykonanie konstrukcji hydroizolacyjnej na bazie iłów jest metodą innowacyjną w polskim górnictwie węgla kamiennego. Według autorów powyższa metoda może znaleźć szereg zastosowań w górnictwie węgla kamiennego przy izolacji nieczynnych wyrobisk górniczych.

Zbigniew Piksa

Aby uniknąć nieszczęśliwych wypadków i niebezpiecznych sytuacji należy przestrzegać przepisów BHP. Powyższe stwierdzenie, choć może brzmi banalnie, jest jak to się czasem mówi: „oczywistą oczywistością”. Chcąc być w zgodzie z przepisami a przede wszystkim własnym interesem, pracownicy powinni stosować odpowiednio dobrane środki ochrony indywidualnej. Przede wszystkim odpowiednią odzież wysokiej jakości oraz obuwie ochronne i robocze, rękawice ochronne, zatyczki przeciwhałasowe, gogle lub okulary ochronne oraz maski lub półmaski przeciwpyłowe.

Wydawanie właściwych środków ochrony indywidualnej odpowiednim osobom to główne wyzwanie z zakresu BHP w każdym zakładzie produkcyjnym. W branży górniczej wymagania stawiane środkom ochrony indywidualnej oraz odzieży roboczej są złożone. Z jednej strony pracodawca określa wymagania dla tych środków, tak by zapewniały wysoki poziom bezpieczeństwa, z drugiej pracownicy oczekują od środków wysokiego komfortu i kultury pracy.

- Zgodnie z art. 2376 § 1 Kodeksu pracy pracodawca jest obowiązany dostarczyć pracownikowi nieodpłatnie środki ochrony indywidualnej, jeżeli są niezbędne do zabezpieczenia przed działaniem niebezpiecznych i szkodliwych dla zdrowia czynników występujących w środowisku pracy - przypomina nadsztygar BHP Wojciech Bujoczek z KWK ROW.

Środki ochrony indywidualnej powinny być stosowane w sytuacjach, kiedy nie można uniknąć zagrożeń lub nie można ich wystarczająco ograniczyć za pomocą środków ochrony zbiorowej albo odpowiedniej organizacji pracy. Obowiązek ustalenia rodzaju środków ochrony indywidualnej, których stosowanie na danym stanowisku pracy jest niezbędne ciąży na pracodawcy (art. 2378§ 1 kp).

Polska Grupa Górnicza S.A. dzięki Funduszowi Prewencyjnemu PZU zakupiła niedawno 5 nowoczesnych automatów do dystrybucji środków ochrony osobistej mających na celu automatyzację procesu przydzielania oraz wydawania środków ochrony indywidualnej dla poszczególnych grup pracowniczych w Oddziale KWK ROW.
Automaty sprzedające (zwane również vendingowymi) od kilku dziesięcioleci cieszą się sporym uznaniem, a ich popularność stale rośnie. Często nawet nie zdajemy sobie sprawy z tego, w jakim stopniu jesteśmy otoczeni przez automaty i jak często z nich korzystamy. Znaczenie tej formy sprzedaży a szerzej dystrybucji towarów i usług

szczególnego znaczenia nabrało w czasie niedawnej pandemii, ale i teraz w naszym otoczeniu pojawiają się kolejne urządzenia. I chociaż większość z nich nadal służy sprzedaży przekąsek i napojów, coraz częściej gama produktów i usług oferowanych przez automaty stale rośnie.

Te, zainstalowane na Ruchach kopalni ROW służą do wydawania środków ochrony indywidualnej przez 24 godziny 7 dni w tygodniu. Docelowo będą one wydawały takie środki ochrony osobistej jak: rękawice robocze, okulary ochronne, zatyczki, półmaski oraz wiele innych artykułów. Automaty vendingowe to przede wszystkim wygoda dla pracowników.
Wszystko odbywa się w trzech prostych krokach:

1. Pracownik loguje się do systemu z użyciem karty identyfikacyjnej, a następnie uzyskuje dostęp do artykułów.
2. Na ekranie automatu wyświetlone zostają produkty wraz z opisami i zdjęciami.
3. Pracownik wybiera asortyment dostępny w ramach jego uprawnień.

Identyfikacja pracownika następuje po odczytaniu karty identyfikacyjnej tzw. dyskietki, a on sam ma dostęp wyłącznie do artykułów wymaganych na jego stanowisku pracy oraz zgodnie z przyjętym limitem.

Zastosowanie automatu pozwala nie tylko na zwiększenie wydajności wydawania poszczególnych artykułów BHP pracownikom, ale przede wszystkim służy zwiększeniu bezpieczeństwa i higieny pracy w firmie.

- Automaty vendingowe zostały zainstalowane w pomieszczeniach cechowni i lampowni zapewniając dostęp do środków ochrony indywidualnej niezależnie od godzin pracy magazynu. Uzupełniane są przez pracowników lampowni, natomiast obsługa oprogramowania przydzielania upoważnień jest po stronie działu BHP- mówi Krystian Petrowicz nadsztygar BHP KWK ROW Ruch Chwałowice.
Ich główne zadanie to nadzór nad pobieraniem środków ochrony indywidualnej według ściśle określonych kryteriów: rozmiaru, czasu użytkowania i spersonalizowaniu ochronników dla konkretnych stanowisk pracy.

Dzięki połączeniu automatu z serwerem, administrator systemu ma stały dostęp do danych dystrybucji produktów, aktualizowanych w czasie rzeczywistym oraz do informacji o ilości konkretnych produktów znajdujących się w maszynach.
Automaty vendingowe to nowoczesne systemy wewnątrzzakładowe, które poza ochroną bezpieczeństwa, służą również optymalizacji zużycia środków ochrony osobistej, a co za tym idzie zmniejszenia kosztów związanych z ich wydawaniem, ewidencjonowaniem i używaniem.

Zachowanie bezpieczeństwa pracy w górnictwie od zawsze stanowi jeden z podstawowych elementów działalności kopalń i zakładów zaplecza technicznego. Wieloletnie badania i doświadczenia wykazują, że w górnictwie podziemnym nie jest możliwa całkowita eliminacja zdarzeń wypadkowych. Między innymi dlatego, że decyduje o nich wiele elementów, przede wszystkim nieprzewidywalne warunki naturalne.

Dlatego tak ważną kwestią jest przestrzeganie przepisów BHP a w tym stosowanie środków ochrony indywidualnej. Automaty vendingowe zasługują na uwagę, między innymi z tej racji, że usprawniają cały proces wydawania właściwych środków ochrony indywidualnej odpowiednim osobom. Czas pokaże, czy znajdą zastosowanie również na innych kopalniach.

Krystian Petrowicz

Zbigniew Piks

ODMETANOWANIE

Pierwszym zakładem PGG, w którym wykorzystano wiertnicę tego typu, jest kopalnia Staszic Wujek, w której w 2018 r. rozpoczęto wiercenie otworów w ramach projektu odmetanowania.

- Projekt jest realizowany w ramach programu DD-MET, Projekt związany jest z zastosowaniem technologii podziemnych wierceń kierunkowych LRDD (Long Range Directional Drilling) w celu zapobiegania głównym obszarom ryzyka i eliminacji emisji gazów cieplarnianych. Projekt ma się przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa i produktywności kopalń, zmniejszenia emisji metanu oraz kosztów ograniczania zagrożeń - wyjaśnia Rafał Mędrygał, pracownik ZGRI w Bieruniu.

- Poprzez wdrożenie technologii wierceń kierunkowych zwiększymy efektywność odmetanowania w kopalniach, a jednocześnie podwyższymy stopień wykorzystania metanu, co z kolei będzie miało przełożenie na otrzymaniu większych ilości gazu dla bezpośredniej sprzedaży oraz jego przemianie w energię do wykorzystania dla potrzeb PGG S.A. - dodaje Damian Dziuba, pracownik ZGRI w Bieruniu.

Aktualnie przez kadrę inżynierską ZGRI opracowywany jest innowacyjny projekt techniczny zastąpienia nadległego chodnika drenażowego otworami kierunkowymi  w KWK Staszic-Wujek dla ściany, której eksploatacja zaplanowana jest na 2023 r. Odmetanowanie pokładów węgla tą metodą w porównaniu do dotychczas drążonych nadległych chodników metanowych nad pokładami węgla skraca czas uruchomienia ściany oraz generuje dużo nisze koszty związane z wykonaniem dodatkowego wyrobiska.

- Inwestycje ZGRI związane z odwiertami i odmetanowaniem są realizowane, prócz kopalni Staszic - Wujek również w kopalni Mysłowice-Wesoła, gdzie na przełomie roku 2022/2023 planowane jest poszerzenie prowadzonego frontu robót m.in. poprzez wdrożenie technologii wierceń kierunkowych. Nie zapominajmy, że metan ma bardzo negatywny wpływ na środowisko, więc głównym naszym celem, jest zwiększenie efektywności odmetanowania – mówi Krzysztof Kuczowicz, dyrektor ZGRI w Bieruniu.

ROZPOZNANIE ZŁOŻA

Warto też podkreślić, że w bieżącym roku ZGRI wspólnie z kopalnią Piast-Ziemowit podjęło realizację zadań związanych z geologicznym rozpoznaniem złoża w ruchu Piast.

- Zadanie polegało na innowacyjnym wykonywaniu wierceń otworów badawczych przy wykorzystaniu wiertnicy kierunkowej WWH-5. Próby ruchowe przeprowadzane były przez pracowników ZGRI, którzy posiadają wieloletnie doświadczenie pracy na wiertnicach kierunkowych - wyjaśnia dyrektor Krzysztof Kuczowicz.

W ramach przeprowadzonych prób ruchowych odwierconych zostało 5 otworów kierunkowych o sumarycznej długości 1219 m.  Wyznaczenie miejsca wiercenia było kluczowym znaczeniem dla osiągnięcia optymalnych wyników wierceń oraz bezpieczeństwa pracy załogi. Wykorzystanie drążonego chodnika, w którym były prowadzone roboty wiertnicze w celu rozpoznania wielkości zrzutu uskoków, zaburzeń geologicznych oraz miąższości i parametrów zalegania pokładu 209 pozwoliło na uzyskanie jak najlepszych wyników.

Wykonane otwory kierunkowe były nowatorskim przedsięwzięciem na Kopalni Piast a uzyskane wyniki przerosły oczekiwania, pozyskane informacje umożliwiły  precyzyjnie na określenie miejsca występowania i wielkości uskoków oraz parametrów zalegania pokładu w odległości przekraczającej 300 m. Po dokonaniu interpretacji wyników wykonanych otworów określono miąższość pokładu 209 w badanej części złoża oraz przypuszczalne miejsce występowania uskoków. Dzięki zastosowaniu silnika wgłębnego możliwa była zmiana kierunku wierconych otworów. Natomiast wielkość odchylenia poziomego i zmiana kąta pionowego była badana i weryfikowana za pomocą urządzeń pomiarowych (inklinometrów).

- W omawiane przedsięwzięcie czynnie zaangażowany był ówczesny Naczelny Inżynier ZGRI Tomasz Śpiewak, który na bieżąco wraz z Głównym Inżynierem Działu Wierceń Rafałem Mędrygał oraz z Inżynierem Damianem Dziuba interpretował uzyskane wyniki, a następnie analizował je z przedstawicielami Kopalni Piast w celu dalszego prowadzenia robót - dodaje Krzysztof Kuczowicz dyrektor ZGRI w Bieruniu.

Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że biorąc pod uwagę stopień zuskokowania oraz brak dokładnego rozpoznania geologicznego w nowo rozcinanych rejonach złoża kopalń wykonywanie wierceń kierunkowych z pewnością ułatwi rozcięcie oraz eksploatację kolejnych ścian w przyszłości.

Aktualnie wspólnym celem Zakładu Górniczych Robót Inwestycyjnych oraz Zespołu Biura Produkcji, Gospodarki Złożem i Zagrożeń Naturalnych w PGG S.A. jest poza rozwojem techniki wierceń kierunkowych, zastosowanie tej technologii dla odmetanowania w różnych warunkach geologicznych i m. in. wyznaczenie optymalnych lokalizacji dla zastosowania takich wierceń dla pozyskiwania metanu. Ewaluacja innowacyjnej technologii wiercenia otworów powinna pozwolić w przyszłości na zwiększenie ujęcia gazu z mniejszej liczby otworów. Wypracowanie perspektywy rozwoju Oddziału, pozyskania oraz zagospodarowania metanu ma istotne znaczenie w kontekście spodziewanych regulacji prawnych w zakresie emisji metanu oraz osiągania korzyści ekonomicznych i środowiskowych dla PGG S.A. poprzez ujęcie i zagospodarowanie metanu.

Wyniki przeprowadzonych robót wiertniczych oraz odmetanowania pokazały, iż warto stosować tego typu techniki oraz technologię w kopalniach węgla kamiennego, pomimo trudnych warunków geologicznych, tym bardziej ma to zasadność, gdzie istnieje wysokie zagrożenie metanem. Poruszony aspekt ekonomiczny również argumentuje zasadność stosowania tego typu wiercenia.

Prowadzenie robót tą metodą pozwoli również odizolować pracowników od bezpośredniego zagrożenia wynikającego z eksploatacji oraz z prowadzonych robót przygotowawczych.

Okazuje się, że wiercenia kierunkowe wykonywane z istniejących wyrobisk górniczych mogą być innowacyjnym sposobem szczegółowego rozpoznania zalegania pokładu węgla oraz występujących w nim zaburzeń geologicznych. Otwierają także nowe możliwości w zakresie likwidowania zbiorników wodnych z dużej odległości i z wymaganym wyprzedzeniem czasowym.

Zbigniew Piksa

Od lewej: przodowy – Rafał Przewoźny , w środku  Kamil Skomski i po prawej Dawid Graziadei

POMYŚLNY WYNIK PRÓB RUCHOWYCH W HALEMBIE

Sprawny, wydajny i niezawodny transport  ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania  każdego organizmu gospodarczego. W przypadku zakładu górniczego  transport rozumiany jest nie tylko, jako wywóz urobku na powierzchnię, ale również logistyka materiałów, które trafiają z powierzchni na dół kopalni lub są przemieszczane w obrębie wyrobisk górniczych, takich jak chodniki, ściany wydobywcze itp. Ilości i rodzaje materiałów dostarczanych do różnych rejonów kopalni są ogromne. Dlatego też właściwe rejestrowanie i monitorowanie danych zebranych z poszczególnych etapów procesu transportowego jest warunkiem niezbędnym dla funkcjonowania logistyki i transportu dołowego na odpowiednim poziomie.Sprawna organizacja transportu, elastyczne reagowanie na ewentualne zakłócenia mają znaczenie nie tylko z uwagi na optymalne wykorzystanie taboru, ale także przede wszystkim ze względu na bezpieczeństwo transportów. Podejmowanie właściwych decyzji przez dyspozytora związane jest z bieżącą analizą dostępnych informacji o aktualnym stanie zakładu górniczego w tym również o stanie systemu transportowego.

MONITORING

Kopalniane systemy monitorowania obejmują nie tylko centralny monitoring i wizualizację parametrów technologicznych podziemnego zakładu górniczego, ale przede wszystkim jej środowiska technicznego i czynników mających znaczny wpływ na bezpieczeństwo. Nie trudno sobie wyobrazić jak duży wpływ na pracę całej kopalni ma niezawodność transportu, a w sytuacji wystąpienia awarii - szybkie jej usunięcie. Najbardziej narażonym na uszkodzenia elementem transportu jest ciągnik kolejki wraz z silnikiem. Przestrzeganie i kontrola parametrów pracy ciągnika znacznie ogranicza możliwość wystąpienia awarii, a w wielu wypadkach potrafi jej zapobiec lub zmniejszyć rozmiar usterki.  Może się zdarzyć, że operator ciągnika, zajęty samym transportem i zapewnieniem bezpieczeństwa pracowników znajdujących się w pobliżu kolejki, nie zauważy przekroczenia któregoś z istotnych parametrów np. temperatury silnika lub ciśnienia w układzie hydraulicznym, co może skutkować kosztowną awarią maszyny.

Dla zapewnienia działań w tym zakresie zastosowanie znajduje wiele rodzajów i metod rejestracji procesów zachodzących w transporcie dołowym.  Bardzo dobrym rozwiązaniem wspominanego problemu jest zdalny nadzór nad parametrami pracy ciągnika kolejki, a w sytuacji mogącej skutkować awarią - wcześniejsze ostrzeganie operatora o przekroczeniu parametrów krytycznych. Cenną informacją umożliwiającą szybsze usunięcie awarii ciągnika oraz zmianę organizacji transportu dla pozostałych kolejek jest lokalizacja uszkodzonego ciągnika wyświetlana na ekranie SCADA u dyspozytora (dysponenta). Bezprzewodowa transmisja danych zawierających parametry pracy ciągnika kolejki jest możliwa dzięki wykorzystaniu przewoźnego modemu radiowego zabudowanego w kolejce i podłączonego do interfejsu komunikacyjnego sterownika ciągnika kolejki. Dla realizacji tego zadania kolejka musi znajdować się w zasięgu kabla promieniującego systemu łączności.

PRÓBY RUCHOWE W HALEMBIE

Tego typu systemy łączności pracują w kilkunastu kopalniach w Polsce a niedawno przeprowadzono próby ruchowe jednego z urządzeń w kopalni Ruda Ruch Halemba, w których uczestniczyli przedstawiciele kilku kopalń Polskiej Grupy Górniczej. Testowane urządzenie posiada złącza dedykowane do zestawu transportowego Bevex, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby w razie potrzeby zaadaptować złącze do dowolnego typu zestawów transportowych stosowanych w danej kopalni.

W testowanym urządzeniu lokalizacja kolejki jest realizowana dzięki znacznikom radiowym (TTAG) zabudowanym na ociosie wyrobisk, w wyznaczonych punktach o znanym położeniu. Modem radiowy odbiera unikatowy sygnał ze znacznika znajdującego się w bezpośrednim sąsiedztwie przejeżdżającej kolejki i przekazuje tę informację do systemu dyspozytorskiego.  Parametry pracy ciągników kolejek wraz z ich lokalizacją wyświetlane są na stanowisku dyspozytorskim w dedykowanym programie SCADA lub udostępniane są dla innych systemów wizualizacji za pośrednictwem bazy danych.  Jedynym ograniczeniem w przesyłaniu parametrów pracy ciągnika dla służb nadzoru jest dostępność tych parametrów realizowana za pomocą interfejsu komunikacyjnego łączącego sterownik ciągnika z modemem radiowym. Niestety nie wszystkie eksploatowane w górnictwie ciągniki (szczególnie starsze modele) posiadają odpowiednie interfejsy komunikacyjne.

-  Idealnym rozwiązaniem byłoby ujednolicenie standardu interfejsu komunikacyjnego wraz z zapewnieniem otwartego protokołu komunikacyjnego i określeniem parametrów iskrobezpiecznych dla wszystkich produkowanych typów ciągników różnych producentów. Wówczas nie byłaby konieczna ingerencja w wewnętrzną magistralę elektryczną ciągnika w celu podłączenia urządzenia innego producenta i nie wymagałoby to dodatkowego dopuszczenia. Otwarty standard zapewniłby większą konkurencyjność wśród producentów urządzeń służących do transmisji parametrów i mógłby wpłynąć na upowszechnienie tego typu transmisji - mówi Tomasz Skowronek nadsztygar górniczy Ruchu Halemba uczestniczący w tym projekcie.

ZASADY DZIAŁANIA I FUNKCJE

Testowany przewoźny modem jest kompaktowym urządzeniem radiowym współpracującym z systemami łączności działającymi w oparciu o kabel promieniujący takimi jak MCA-1000, Multicom itp. Podstawową funkcją przewoźnego modemu jest bezprzewodowa transmisja danych cyfrowych zawierających parametry pracy urządzeń dołowych np. kolejek podwieszanych, do centrali systemu i na stanowiska wizualizacyjne. Transmisja pomiędzy kolejką a modemem odbywa się z wykorzystaniem interfejsu RS485 a sam modem zasilany jest napięciem 11-16 VDC z instalacji elektrycznej kolejki, a w razie zaniku napięcia zasilania przełącza się na wewnętrzne zasilanie buforowe. Urządzenie spełnia wymagania dla urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym i może być stosowany, jako urządzenie grupy I kategorii M1. Testowany w czasie prób ruchowych radiowy modem przewoźny zapewnia transmisję informacji diagnostycznych oraz krytycznych (alarmów) z ciągników kolejek do wskazanego stanowiska nadzoru z wykorzystaniem systemu łączności pracującego w oparciu o kabel promieniujący. We współpracy ze znacznikami radiowymi (TTAG) rozmieszczonymi wzdłuż tras kabla promieniującego modem umożliwia lokalizację kolejki. Objęcie monitoringiem i włączenie do sytemu dyspozytorskiego kolejnych urządzeń w kopalni zawsze wiąże się z dodatkowymi kosztami takimi jak: cena pozyskania informacji, transmisji, wizualizacji, eksploatacji i archiwizacji. Dlatego też warto wspomnieć o korzyściach z zastosowanego systemu, które obejmują miedzy innymi:

- Zdalny nadzór nad parametrami diagnostycznymi ciągnika kolejki,

- Priorytetyzację wyświetlanych informacji - danych krytycznych i alarmów,

- Wizualizację danych diagnostycznych oraz lokalizacji kolejek,

- Współpracę z różnymi systemami wsparcia logistyki na kopalniach między innymi: MCA-1000, Argus, Kajto, Multicom.

Nowoczesny, sprawny transport ma duży wpływ na wynik ekonomiczny zakładu górniczego, dlatego firmy górnicze stawiają  na optymalizację i unowocześnianie tego obszaru. Podziemna sieć stanowi podstawę transportu i jest stale rozbudowywana wraz z udostępnianiem nowych rejonów wydobywczych. To dzięki rozbudowanej infrastrukturze kolei podziemnej na dole rozprowadza się codziennie tony materiałów, sprzętów i urządzeń.

-Ocena przeprowadzonych na kopalni Halemba prób ruchowych jest zdecydowanie pozytywna – mówi nadsztygar górniczy Tomasz Skowronek. Jest to rozwiązanie przydatne i daje wiele możliwości  dla kopalń  Polskiej Grupy Górniczej.   

Zbigniew Piksa 

NIE BOJĄ SIĘ WYZWAŃ

Proces likwidacji ściany z technicznego punktu widzenia jest działaniem, które nosi znamiona wyjątkowości: zakończono eksploatację, a sprzęt i wyposażenie do tej pory tam używane są przenoszone w nowe miejsce. Prowadzenie procesu likwidacji ściany związane jest zawsze z nagromadzeniem dużej liczby czynników mogących spowodować zaburzenie tego procesu. Zwłaszcza że zbrojenia, jak i wyzbrajania ściany realizowane są w skrajnie nieprzyjaznym dla człowieka środowisku – otwartym górotworze, podlegającym wszystkim możliwym zagrożeniom geologiczno-górniczym. Ponadto mamy do czynienia z wielkogabarytowymi, ciężkimi obiektami, którymi należy operować w małej przestrzeni wyrobisk górniczych. W przypadku procesu likwidacji ściany, z uwagi na bezpieczeństwo, należy przygotować wyrobisko, w którym cały kompleks będzie demontowany przez jego poszerzenie oraz zabezpieczenie obszaru zawału, np. opinając go siatką lub kotwiąc. Cały proces likwidacji ściany realizowany jest zawsze na podstawie przygotowanej oraz zatwierdzonej dokumentacji opisującej odpowiednio: transport, rabunek, montaż urządzeń w rejonie ściany. Likwidacja to ostatni z etapów eksploatacji ścianą wydobywczą. Ze względu na skomplikowany zakres robót i czyhające niebezpieczeństwa jest procesem bardzo niebezpiecznym. Do prac w kanale likwidacyjnym ściany podchodzą wyspecjalizowani górnicy.

W kopalni Mysłowice – Wesoła trudne warunki górniczo – geologiczne wymogły zastosowanie nowego innowacyjnego dla kopalni sposobu wyzbrajania kompleksu ścianowego. Ściana 04 zlokalizowana była w warstwie przystropowej pokładu 510 w partii Aw. Mnogość zagrożeń naturalnych występujących w partii Aw, a przede wszystkim II stopień zagrożenia tąpaniami skutkowały wystąpieniem dwóch wstrząsów wysokoenergetycznych, które uniemożliwiły wyrabianie pola rabunkowego dotychczas stosowaną metodą za pomocą kombajnu ścianowego. W wyniku wysokoenergetycznego wstrząsu powstała konieczność otamowania wyrobisk transportowych w rejonie ściany. Otamowanie rejonu wymusiło przewietrzanie wyrobiska ścianowego za pomocą wentylacji odrębnej. Kierownictwo Kopalni w uzgodnieniu z rzeczoznawcami ds. zagrożeń naturalnych podjęło decyzje o zmianie sposobu wykonania pola transportowego.

ZROBILI TO TAK

Nowatorskie dla Kopalni Mysłowice-Wesoła rozwiązanie polegało na dostosowaniu obudowy wyrobiska do warunków panujących w rejonie likwidowanej ściany, wykonaniu pola transportowego za pomocą materiałów wybuchowych oraz załadunek urobku spągoładowarką. Dla wykonania robót transportowych zabudowano trasę podwieszonej kolejki spalinowej i przy wsparciu dwóch kolejek podwieszanych z zabudowanym zestawem wysokoobciążalnym wykonano transport sekcji obudowy zmechanizowanej w całości, prosto z pola transportowego ściany 04Aw.

- Załoga działu GG 3 udowodniła, że w bardzo krótkim czasie potrafi dostosować się do nowych zadań i warunków. Wyrabowanie i wytransportowanie 107 sztuk sekcji obudowy zmechanizowanej zostało wykonane bezproblemowo. Zawsze powtarzam, że załoga Kopalni Mysłowice-Wesoła to elita Polskiego Górnictwa Węgla Kamiennego – mówi Adam Rozmus - Dyrektor Kopalni KWK Mysłowice-Wesoła.

Podczas likwidacji ściany 04Aw w pierwszej kolejności przystąpiono do zabezpieczenia stropu w miejscach największego jego odsłonięcia, co pozwoliło na wyrobienie pola na odcinku dwunastu zabudowanych sekcji obudowy zmechanizowanej. Dało to możliwość uzyskania zabezpieczonej przestrzeni roboczej dla demontażu i wytransportowania kombajnu ścianowego. - Demontaż przenośnika PZP i wytransportowanie kombajnu ścianowego to dla oddziału GZL-1 chleb powszedni. Dla zwiększenia gabarytów ruchowych podczas transportu przy pomocy kolejki podwieszanej zdemontowano przenośnik podścianowy i zabudowano przenośnik SKAT E180 - mówi Sztygar Oddziałowy GZL-1 Mateusz Dyduch.

DWIE SEKCJE PILOTOWE

Po wykonaniu pola  transportowego ściany przystąpiono do rabowania sekcji obudowy zmechanizowanej. W ścianie zabudowanych było 107 sekcji. Przewietrzanie za pomocą lutniociągu wymusiło podejście do likwidacji poprzez nowatorski dla kopalni Mysłowice-Wesoła sposób z prowadzeniem dwóch sekcji pilotowych (kasztowych). Za wspomnianymi sekcjami obudowy zmechanizowanej następował samoczynny zawał części pola transportowego w miejscu wyrabowanych sekcji obudowy zmechanizowanej. Zastosowana metoda była czymś nowym dla mnie i moich pracowników – przyznaje Tomasz Drabek – Kierownik Robót Górniczych Działu GG 3.

-Pomysłowość inżynierów wraz z kreatywnością naszej załogi pokazała, że wspólne podejście do wykonania zadania jest o wiele łatwiejsze. Doświadczenie załogi KWK Mysłowice-Wesoła jest na wysokim poziomie, co pozwala w bezpieczny i niezawodny sposób realizować cele – mówi Lucjan Borowiec – Naczelny Inżynier KWK Mysłowice-Wesoła.

Likwidacja ściany podobnie jak jej zbrojenie jest jednym z najbardziej pracochłonnych oraz najniebezpieczniejszych rodzajów pracy realizowanej pod ziemią. Zakładając skromnie, że w ciągu roku każda kopalnia prowadzi minimum dwa zbrojenia oraz dwie likwidację ściany, to mamy w Polskiej Grupie Górniczej do czynienia z kilkudziesięcioma przypadkami sytuacji, w których niezwykle istotny jest sposób przeprowadzenia tego procesu. Zarówno dla zminimalizowania zagrożeń, jak i zwiększania szans na sukces całej operacji. Pracownicy kopalni Mysłowice Wesoła pokazali swój sposób a czas pokaże czy będzie on wykorzystywany w innych oddziałach PGG S.A.

Zbigniew Piksa

Postępujące pogarszanie się warunków górniczo-geologicznych, spowodowanych eksploatacją na coraz większych głębokościach, występowanie zaszłości eksploatacyjnych, resztek niewybranych pokładów itp. sprawiają, że konieczne jest poszukiwanie i stosowanie nowych rozwiązań zapewniających bezpieczeństwo załóg górniczych.

Rozwiązania te trzeba pogodzić z dążeniem do obniżania kosztów utrzymania wyrobisk. Zawłaszcza, że koszty wykonania tych wyrobisk, ich zabezpieczenia i utrzymania, przypadające na jednostkę długości, są znaczące.

Utrzymanie wyrobisk to najistotniejszy problem w kopalniach węgla kamiennego,
a dostosowanie jej wyrobiska do warunków panujących w kopalni jest jeszcze trudniejsze. Urabianie kombajnem chodnikowym narusza równowagę panującą w górotworze i powoduje, że dąży on do przywrócenia stanu równowagi poprzez wzmożony ruch mas skalnych
do wybranej przestrzeni wyrobiska, efekt ten szczególnie nasila się z głębokością zalegania wyrobiska i w dużym stopniu zależy od warunków górniczo-geologicznych.

Obudowa wyrobisk powinna być tak zaprojektowana, aby mogła przeciwstawić się działaniom sił podczas jej wznoszenia i użytkowania w określonym czasie, właściwie zachowywać się w normalnych warunkach użytkowania oraz utrzymywać konstrukcyjną całość w przypadkach sytuacji ekstremalnych. Nic dziwnego, że problematyką obudowy wyrobisk górniczych zajmują się naukowcy w wielu krajach świata, a sama tematyka jest przedmiotem badań i analiz od ponad dwóch wieków.

Wraz ze wzrostem głębokości obserwuje się nasilenie wspomnianych wyżej niekorzystnych zjawisk, którym towarzyszy zwykle poważne uszkodzenie obudowy wyrobisk chodnikowych, dochodzi do łamania, wykrzywiania stalowych elementów obudowy łukowej oraz niszczenia połączeń pomiędzy nimi, co prowadzi do zmniejszenia przekroju wyrobiska a nawet jego całkowitego zaciśnięcia.

-Efekty działania ciśnień są szczególnie widoczne w wyrobiskach przyścianowych, gdzie obserwujemy sumaryczny przyrost ciśnień związanych z występującym powyżej nadkładem oraz oddziaływaniem eksploatacji. Na skutek tego zjawiska chodniki są deformowane – mówi Adam Rozmus - Dyrektor Kopalni KWK Mysłowice-Wesoła - współtwórca obudowy ŁPziem.

W celu przeciwdziałania i ograniczenia skutków zwiększonej strefy ciśnień, dla skutecznego zachowania stateczności a co za tym idzie funkcjonalności chodników przyścianowych utrzymywanych za frontem ścian, w KWK Piast-Ziemowit ruch Ziemowit została wykonana dedykowana obudowa ŁPZIEM o znacznym wskaźniku nośności
i wielowariantowości jej zabudowy.

Wynikiem współpracy kopalni z Hutą Łabędy S.A. oraz Głównym Instytutem Górnictwa jest projekt odrzwi ŁPZIEM dedykowanych dla wzmożonych ciśnień górotworu oraz dostosowanych do pokładów węgla.  Odrzwia obudowy chodnikowej ŁPZIEM wykonywane są w trzech wariantach, – jako odrzwia symetryczne, niesymetryczne oraz z dzielonym łukiem ociosowym. Składają się one z dwóch łuków ociosowych oraz dwóch identycznych łuków stropnicowych. Wszystkie łuki mają jednakowy promień gięcia. Odrzwia zgodnie z dokumentacją rysunkową i warunkami technicznymi wykonywane są w 8 wielkościach, z kształtowników V29, V32 i V36 wg normy PN-H-93441-3.

Stosując odrzwia w wariancie niesymetrycznym można poprzez zmianę zakładek ociosowych na etapie drążenia wyrobiska dostosować położenie końca łuku stropnicowego do poziomu stropu eksploatowanego pokładu.

Obudowa ŁPZIEM ze względu na swoją konstrukcję posiada znaczny wskaźnik nośności, co wpływa na korzyść utrzymania wyrobisk górniczych wykonywanych w znacznych głębokościach. Jest to pierwsza obudowa, którą można dostosować do każdego pokładu węgla. Wielowariantowość jest zawdzięczana dzięki zwiększonym zakładkom na łukach stropnicowych oraz ociosowych.  

- Eksploatacja ścianą wydobywczą powoduje wzrost obciążenia, jakie wywołuje górotwór na obudowę wyrobisk przyścianowych, co w konsekwencji prowadzi do ich zaciskania. Mając to na uwadze, od lat KWK Piast-Ziemowit stosuje metody mające ograniczyć ww. niekorzystne zjawisko do takiego stopnia, aby chronione wyrobiska zachowały swoją funkcjonalną użyteczność - Mówi Tomasz Kudłacik – Naczelny Inżynier Kopalni KWK Piast-Ziemowit Ruch Ziemowit - współtwórca obudowy ŁPZIEM.Polskie górnictwo dążąc do poprawy swej kondycji finansowej w pierwszej kolejności zmierza do obniżenia kosztów wydobycia. Na koszty te istotny wpływ ma między innymi konieczność drążenia lub odtwarzanie wyrobisk przyścianowych, które utraciły swą funkcjonalność na skutek oddziaływania ciśnienia eksploatacyjnego. Wykonane wyrobiska znajdują się niejednokrotnie w złożonych warunkach górniczo-geologicznych i podwyższonym, a co za tym idzie drogim, rygorze techniczno-organizacyjnym. Dlatego wykonanie takiego wyrobiska, które mogłoby być wykorzystane powtórnie z zachowaniem gabarytów ruchowych, wymaga dokładnej analizy zarówno na etapie projektowania odrzwi obudowy (rozstaw, wielkość, rodzaj kształtownika, wzmocnienia) jak i już przy prowadzeniu eksploatacji.

Zbigniew Piksa

Metan podczas spalania w silnikach gazowych będących głównym komponentem układu jest redukowany do dwutlenku węgla – czyli do postaci o znacznie niższym potencjale cieplarnianym.
Przypomnijmy, że zdaniem ekologów metan (CH4) obok dwutlenku węgla najbardziej przyczynia się w do zmian klimatu. Gaz ten ma o 86 razy większą zdolność do pochłaniania promieniowania cieplnego niż krytykowany dwutlenek węgla. Metan uwalniany do atmosfery z jednej strony wzmaga efekt cieplarniany, natomiast z drugiej jest marnowanym cennym źródłem energii, gdyż może być wykorzystywany do produkcji prądu, ciepła i chłodu w znacząco większym zakresie. Z ekonomicznego punktu widzenia produkcja dla potrzeb własnych energii elektrycznej i cieplnej w wielu wypadkach pozwala ograniczyć lub całkowicie zrezygnować z zakupu energii pochodzącej ze źródeł konwencjonalnych.

Podczas szczytu klimatycznego COP26 w Glasgow w listopadzie ubiegłego roku, ponad sto państw świata-w tym Polska, jako członek UE- podpisało zobowiązanie do zmniejszenia wspólnie emisji metanu o 30 proc. w stosunku do 2020 r. (The Global Methane Pledge). Unia Europejska przedstawiła ambitne plany redukcji gazów cieplarnianych do 2030 roku. Program „Fit for 55” zawiera również regulacje, w myśl których, aby osiągnąć redukcję gazów cieplarnianych o 55% do 2030 r. konieczna jest redukcja emisji samego metanu o 35-37%.

Efektywność odmetanowania kopalń w światowym górnictwie kształtuje się na poziomie 30- 40 proc., z tego gospodarczo udaje się wykorzystać ok. 60 proc. Polska Grupa Górnicza wpisuje się w działania w zakresie polityki klimatycznej, systematycznie zwiększając wykorzystanie pozyskanego w swoich kopalniach metanu. Obecnie na rynku jest szereg technologii służących do utylizacji niebezpiecznego gazu metanowego, polegających na konwersji energii chemicznej na prąd i ciepło. Znane są sposoby pozwalające na jego wykorzystanie w ramach energetycznych, choćby poprzez spalanie kotłach gazowych, silnikach kogeneracyjnych, czy wzbogacenie ujmowanego metanu do poziomu ponad 95% i odsprzedanie do zewnętrznych podmiotów jako gaz sieciowy.

Biorąc pod uwagę, że w przyszłości nie jest wykluczone objęcie metanu systemem ETS przez Unię Europejską, który jako gaz znacznie bardziej cieplarniany (aż 25-krotnie) to w zależności od przyjętego poziomu opłat za 1 tonę CH4 dramatycznie podniosłoby cenę za jego emisję do atmosfery. Kopalnie jako emiter tego gazu odczułyby olbrzymią presję finansową z tego tytułu. Zatem zagospodarowanie i energetyczne wykorzystanie potencjału gazu metanowego niesie szereg korzyści ekonomicznych, jak i ekologicznych.

Obecnie rynek energii doświadcza niespotykanych od dawna podwyżek cen, które od końca 2020 roku rosną gwałtownie, osiągając praktycznie 3-krotnie wyższy poziom niż przed umawianym okresem. Związane jest to z wprowadzeniem opłaty mocowej w 2021 roku, wzrostem kosztów uprawnień do emisji CO2, oraz brakiem odpowiednich mocy wytwórczych (malejące rezerwy mocy), które będą się pogłębiały z roku na rok z powodu błędnej polityki energetycznej. Dodatkowo nie bez wpływu jest likwidacja kontraktów długoterminowych po długim okresie zaniżonych cen energii na rynku hurtowym.
Inwestycja dwóch agregatów kogeneracyjnych w KWK Sośnica wytwarza energię w ilości 28 000 MWh oraz 46 000 GJ ciepła, co, już przy obecnie wysokich cenach energii na rynku pozwala wygenerować ok. 19 mln zł oszczędności rocznie przy wykorzystaniu aż 7,5 mln m3 czystego metanu.

W porównaniu do źródeł konwencjonalnych ten efekt ekologiczny potęguje znacznie zmniejszona emisja związków tlenku siarki oraz tlenku azotu.
- Kopalnia wydobywa (ujmuje średnio 40% całkowitej ilości powstającego metanu) przez stację odmetanowania średnio około 18 - 21 mln m3 czystego CH4, który niewykorzystany po prostu trafia do atmosfery. Warto nadmienić, że w przypadku nadwyżki wyprodukowanej i niewykorzystanej energii elektrycznej, której zakład nie byłby w danym momencie w stanie spożytkować, to przy uzyskaniu stosownej koncesji na wytwarzanie energii może ją oddawać odpłatnie do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej – mówi Naczelny Inżynier Kopalni Sośnica Sebastian Stopa.
Poza możliwością wytwarzania energii kogeneracji (ciepło plus prąd) istnieją również rozwiązania związane jeszcze z wytwarzaniem chłodu (trigeneracja), które przy sprzężeniu z układem klimatyzacji centralnej pozwala wykorzystać energię cieplną odzyskaną z przemian termodynamicznych także w celu wytwarzania energii chłodniczej przy zastosowaniu absorberów wykorzystujących ciepło do wytwarzania wody zimnej i lodowej.

- Na terenie zakładu od grudnia 2013 roku nieprzerwanie w ciągłej eksploatacji pozostaje kocioł gazowy UT-50M LOOS, który wytwarza energię cieplną na rzecz ogrzewania ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania pomieszczeń czy szybów – mówi Krzysztof Laitl Starszy Inspektor Gospodarki Maszynami, Smarami, Technologii Górniczej i dodaje: kocioł umożliwia utylizację gazu metanowego w tzw. świeczce, gdzie w przypadku jego nadmiaru, gdy nie można go zagospodarować w inny sposób niż właśnie poprzez spalanie w powietrzu. Spalanie gazu w pochodniach stosowane jest z uwagi na bezpieczeństwo dla otoczenia, ponieważ uniemożliwia przeciążenie instalacji gazowej i zapewnia regulację wykorzystywanej mocy.
Największym problemem pozostaje metan wydostający się na powierzchnię wraz z powietrzem wentylacyjnym. Na obecną chwilę są opracowywane stosowne technologie pozwalające na jego wykorzystanie wraz z odzyskiem energii, jednak są one wciąż są sporym wyzwaniem w sferze prototypów i nie zapewniają zadowalających osiąganych parametrów. Prowadzone są szeroko zakrojone badania w celu rozwoju technologii wykorzystania mieszaniny metanowo – powietrznej (VAM) w kierunku możliwości efektywnej energetycznie pracy na niskim stężeniu metanu występującym w powietrzu wentylacyjnym.

Zbigniew Piksa

To oczywiste, że w procesie spalania węgla powstają odpady, lecz są one w stu procentach możliwe do ponownego zagospodarowania. Energetyka oparta na paliwach stałych, każdego dnia produkuje szacunkowo około od 500 do 1000 ton pyłów dymnicowych dobowo. W okresie zimowym ciepłownie dostarczające ciepło produkują do 500 ton pyłów dymnicowych określanych jako odpady lub uboczne produkty spalania (UPS). Część pyłów dymnicowych trafia do produkcji przemysłowej jako dodatek do cementu czy też drogownictwa.

Jednak prawdziwie idealnym ekologicznie partnerem elektrowni jest górnictwo dysponujące najlepszym z możliwych składowisk w postaci milionów metrów sześciennych podziemnych pustek poeksploatacyjnych. Wartością dodaną są doskonałe właściwości uszczelniające wodnych mieszanin popiołowych, które wprowadzone do wyrobisk w postaci pulp zestalają się w rodzaj cementowej, bardzo szczelnej calizny, wypełniającej dokładnie każdą formę, w którą mieszanka została wlana.

- Wypełnianie, doszczelnianie, likwidacja wyrobisk górniczych czy też zrobów i pustek poeksploatacyjnych w procesie podsadzania mieszaniną popiołowo-wodną pozwala na minimalizację w kopalniach zagrożenia pożarowego, metanowego, ograniczanie deformacji terenu i szkód górniczych oraz ma duży wpływ na ochronę środowiska. Wszystkie te czynniki pozwalają na ograniczanie kosztów związanych z eksploatacją górniczą – mówi Lucjan Borowiec Naczelny Inżynier kopalni Mysłowice -Wesoła.

Sebastian Kania, Inżynier Wentylacji tak prezentuje nowoczesną instalację kopalni Mysłowice-Wesoła: - Powierzchniowa infrastruktura emulgatorni zlokalizowanej przy szybie Wentylacyjny II zajmuje z placem manewrowym dla samochodów ok. 3000 m2. Całość składa się z 3 silosów o pojemności 150 m3 każdy (w sumie 450 m3), przeznaczonych na odpady lub uboczne produkty spalania oraz zbiornika o pojemności 30 m3 przeznaczonego na cement, który służy do wzbogacania mieszaniny popiołowo-wodnej w celu przyspieszenia procesu rekonsolidacji.

Omawiana instalacja wyposażona jest w nowoczesny układ sterowania oparty na sterowniku mikroprocesorowym powiązanym programowo z komputerem sterującym procesem do nadzoru procesu produkcji mieszaniny popiołowo–wodnej. Poszczególne etapy produkcji mieszaniny są kontrolowane przez sieć czujników, pozwalając na maksymalną automatyzację całego procesu. Nowoczesny układ sterownia, pomimo jego zaawansowania technologicznego, pozwala na ingerencje w proces operatora w sytuacjach awaryjnych – dodaje inżynier Kania.

W założeniach projektowych nowoczesna instalacja ma podać 150 ton pyłów dymnicowych na godzinę. Podczas prowadzonych testów ruchowych instalacji osiągnięto wynik 200 ton pyłu na godzinę. Dla porównania wysłużona dotychczasowa instalacja posiada możliwość podania w okresie 1 godziny maksymalnie 50 ton pyłów dymnicowych. Z uwagi wysokie parametry techniczne układów wytwarzających mieszaninę (min. 150 ton/h), istnieje jednoczesna możliwość rozładunku 8 autocystern dostarczających odpady, uboczne produkty spalania oraz cement.

- Do przesyłania w wyrobiskach górniczych pyłów dymnicowych w postaci mieszaniny popiołowo-wodnej niezbędna jest wielokilometrowa sieć rurociągów oraz powierzchniowa infrastruktura techniczna do produkcji mieszaniny popiołowo-wodnej, oraz czasowego magazynowania pyłów dymnicowych- mówi Arkadiusz Kosma Starszy Inspektor w KWK Mysłowice-Wesoła.

Stanowisko operatora stacji lokowania mieszaniny popiołowo-wodnej to jedyne stanowisko, na którym można bezpośrednio sterować procesem, lecz z uwagi na lokalizację obiektu przy szybach peryferyjnych kopalni, możliwe będzie prowadzenie dodatkowego nadzoru procesu przez kadrę inżynieryjno-techniczną, dzięki połączeniu z kopalnianą siecią informatyczną.

W celu przesyłu mieszaniny oraz minimalizacji kosztów, do oznaczonej części zakładu, kopalnia wykorzystuje nowoczesne rurociągi z tworzyw sztucznych (polietylen) pozwalające na dostarczenie mieszaniny popiołowo-wodnej do punktów oddalonych nawet o 8 km. Dbając o środowisko, nowoczesna infrastruktura do sporządzania mieszaniny korzysta ze słonych wód pochodzących z odwodnienia kopalni, tworząc tzw. obieg zamknięty.

Instalacja w kopalni Mysłowice Wesoła jest sumą oczekiwań ekologów i biznesu: z jednej strony pełny recykling a z drugiej uzyskanie bezpiecznego i cennego produktu z odpadu.

Tekst: Zbigniew Piksa

Foto: Arkadiusz Kosma

METANIZER

Metanizer jest urządzeniem stosowanym w chromatografii gazowej. Jego zastosowanie umożliwia detektorowi płomieniowo-jonizacyjnemu (FID) wykrywanie niskich poziomów tlenku węgla (CO) i dwutlenku węgla (CO₂). Mieszanina gazów zawartych m.in. w powietrzu kopalnianym jest najpierw rozdzielana za pomocą kolumny chromatograficznej typu PLOT (Porous Layer Open Tubular) np. Carboxen1010, a następnie przechodzi nad gorącym katalizatorem, który w obecności wodoru przekształca CO i CO₂ w metan.

Standardowo podczas przygotowania katalizatora wykorzystuje się roztwór azotanu(V) niklu(II) zmieszany z porowatym polimerem np. Chromosorb G. Całość suszy się w temperaturze 110°C, a następnie wygrzewa w piecu muflowym w temperaturze 550°C. Należy jednak pamiętać, że podczas wygrzewania tworzy się tlenek niklu(II) (NiO), a ten z kolei można w łatwy sposób zredukować poprzez odpowiednie kondycjonowanie modułu metanizera. Etap ten polega na wysyceniu metanizera wodorem poprzez zwiększenie przepływu wodoru przez detektor FID do 50 ml/ min i równoczesnym utrzymaniu temperatury 350°C przez 1 godzinę.

Dopiero wtedy metanizer jest gotowy do pracy czyli konwersji tlenku węgla(II) lub tlenku węgla(IV) do metanu (Reakcja 1, 2):

CO₂ + 2H₂  « CH₄ +O₂    Reakcja 1

2CO + 4H₂ « 2CH₄+O₂   Reakcja 2

Obecnie rozwiązaniem jakie się spotyka najczęściej jest metanizer zbudowany z rurki katalitycznej z modułem pieca umiejscowiony pomiędzy kolumną lub pomiędzy detektorem termokonduktometrycznym TCD a detektorem płomieniowo jonizacyjnym. Rozwiązanie takie jest bardziej skomplikowane, ponieważ zwiększa liczbę połączeń które muszą być szczelne, a w przepadku zużycia się lub zatrucia katalizatora generuje konieczność wyłączenia aparatu z użytkowania nawet do kilku dni.

JETANIZER

Mniej popularnym, a zarazem bardziej innowacyjnym rozwiązaniem jest zintegrowanie metanizera z palnikiem detektora FID, co w literaturze naukowej nazywane jest jetanizerem.

Jetanizer działa jednak inaczej niż zaprezentowany powyżej układ, a jego specjalna konstrukcja wymaga zastosowania techniki druku 3D oraz specjalnie opatentowanego katalizatora. Układ taki posiada wiele korzyści, ponieważ schemat takiego rozwiązania jest mocno uproszczony, przede wszystkim ze względu na brak konieczności stosowania dodatkowego zasilania wodorem oraz wyeliminowaniem kontrolera temperatury i pieca utrzymującego katalizator w optymalnej temperaturze.

Konwersja CO i CO₂  następuje w środku dyszy detektora FID, który to z kolei wykrywa jony CHO⁺ powstałe w wyniku spalania cząsteczek organicznych, czyli takich które posiadają wiązania węgiel wodór (C-H). W pracach badawczych osiągnięto limit oznaczalności dla tlenku i dwutlenku węgla na poziomie części na milion w zakresie od 0,2 ppm do 5% v/v dla obu związków z odpowiednią precyzją mniejszą niż 3% i granicą wykrywalności 0,1 ppm v/v oraz osiągnięto liniowość ze współczynnikami korelacji R2 większymi niż 0.9995.

MIKROREAKTOR

Najnowszym rozwiązaniem, jest wyprodukowany przy użyciu techniki 3D mikroreaktor zawierający nowatorskie i opatentowane katalizatory. Urządzenie to umożliwia konwersję do metanu wszystkich związków zawierających węgiel. W praktyce oznacza to, że oprócz związków możliwych do oznaczenie na klasycznym detektorze FID istnieje możliwość oznaczenia także CO, CO₂, kwasu mrówkowego, formaldehydu, tetrachlorometanu itp. uzyskując równocześnie wysoką rozdzielczość. System ten wyeliminował w zupełności problem tradycyjnego katalizatora niklowego jakim jest zatrucie złoża. Mikroreaktor odporny jest na wysokie zawartości etylenu, propylenu, związków siarki, wody oraz chlorowców, które są zabójczo szkodliwe dla klasycznych metanizerów.

Nowatorski system zwiększa możliwości klasycznego FID’a pozwalając oznaczać anality już w zakresie pomiarowym o rozpiętości siedmiu rzędów wielkości od <100 ppb do 100%, Konwersja do metanu wszystkich związków zawierających węgiel pozwala uzyskać taką samą uniwersalną odpowiedź detektora na generowane podczas spalania w płomieniu kationy formylowe CHO+.

Autor: Zbigniew Piksa

Wykonanie warstwy torkretu ma na celu poprawę stateczności i wzmocnienia obudowy. Jednak pomimo stosowania metody torkretowania w polskim górnictwie węglowym na szeroką skalę od ponad 20 lat, aktualne pozostają pytania odnośnie jej charakterystyki pracy, nośności oraz dalszej eksploatacji w agresywnym środowisku korozyjnym.

Wielu projektantów oraz autorów wskazuje, jako wadę obudowy torkretowej, zmianę charakterystyki pracy obudowy stalowej poprzez jej usztywnienie warstwą torkretu. Ocena wpływu korozji na spadek nośności obudowy łukowej jest niezwykle trudna, także z tej przyczyny, że zachodzi ona na łuku w sposób bardzo nieregularny. Korodowanie wewnętrznej powierzchni kształtownika jest szczególnie niebezpieczne ze względu na utrudnioną kontrolę oraz na możliwość bardzo głębokich ubytków prowadzących do ograniczenia nośności, co ma istotne znaczenie dla zapewnienia stateczności wyrobiska oraz odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa załóg górniczych.

- W KWK Piast-Ziemowit Ruch Ziemowit zbadano zagadnienia związane z charakterystyką pracy warstwy torkretu oraz wpływ oddziaływania wysoko zmineralizowanej wody na warstwę torkretu – mówi naczelny inżynier Tomasz Kudłacik - Przeprowadzono również badania mające na celu określenie nośności skorodowanych złączy ciernych obudowy odrzwiowej.

- W tym celu opracowaliśmy układ obciążający umożliwiający określenie nośności obudowy mieszanej - stalowej odrzwiowej, pokrytej warstwą betonu natryskowego – wyjaśnia nadsztygar ds. obudowy Paweł Ficek. Wykorzystaliśmy do tego elementy sekcji obudowy zmechanizowanej. Przyjęto, że odrzwia będą obciążane przez 4 cięgna łańcuchowe z wpiętymi czujnikami siły podłączonymi do wzmacniacza i rejestratora. Łańcuchy zostały zamocowane na odrzwiach z wykorzystaniem zawiesi kolejki podwieszonej. Elementy układu obciążającego zostały rozparte poza badanym obszarem obudowy za pomocą stojaków. Dodatkowo, dla zapewnienia właściwej współpracy obudowy torkretowej z odrzwiami w warunkach obciążania przez cięgna, zastosowano specjalne uchwyty - dodaje Paweł Ficek.

Badania bardzo silnie skorodowanych złączy wykazały, że korozja ma duży wpływ na adhezję kształtowników w złączu. W zależności od stanu strzemion w złączu, które decydują o sile docisku kształtowników, procesy korozji mogą doprowadzić do całkowitego zablokowania się złącza lub sytuacji, gdy jego nośność jest znacznie większa od nośności nominalnej.

- Paradoksalnie skutkuje to wzrostem nośności odrzwi, gdyż zmienia się ich charakterystyka z podatnej na sztywną, jednak za cenę utraty podatności całkowitej – ocenia Tomasz Kudłacik i dodaje: W badaniach wykazano, że obudowa silnie skorodowana, która głównie podlega wzmocnieniu za pomocą torkretu, poprzez szczepienie się kształtowników w złączu już w czasie swojej eksploatacji zmienia swoją charakterystykę z podatnej na sztywną.

Poza tym degradacja warstwy torkretu poprzez występowanie wykwitów solnych może doprowadzić do jego odspojenia od obudowy, a co za tym idzie obniżenia parametrów wytrzymałościowych całego wyrobiska. Uzupełnienie ubytków w warstwie torkretu wiąże się z koniecznością natryśnięcia kolejnej warstwy betonu natryskowego, bądź przebudową obudowy wyrobiska.

Aby zapobiec występowaniu kolejnych wykwitów solnych, na warstwę torkretu natryśnięto elastyczną membranę czyli dwukomponentową mieszankę organiczno-mineralną. Komponent A to proszek na bazie cementu, natomiast komponent B to ciekła wodna dyspersja polimerowa. Cienka warstwa membrany do 5 mm, szczelnie wypełniła porowatości torkretu, związanego z napowietrzaniem betonu natryskowego podczas nakładania metodą suchą. Nałożona membrana dzięki elastycznym właściwościom i jej dobrej przyczepności do warstwy torkretu pozwala na utrzymanie spękanej warstwy torkretu w stanie pewnej równowagi. Wpływa to również na zwiększenie nośności i pracy warstwy torkretu z membraną. Kontrole warstwy membrany nie wykazały powstawania wykwitów solnych na jej powierzchni.

Badania nad pracą skorodowanych złączy ciernych wykazały, że w agresywnym środowisku kopalnianym w dłuższym czasie eksploatacji zmienia się charakterystyka pracy odrzwi z podatnych na sztywną, a co za tym idzie, wzmocnienie obudowy za pomocą torkretu nie zmienia charakterystyki jej pracy. Opracowanie układu obciążającego odrzwia pokryte warstwą torkretu pozwala na określenie nośności obudowy zespolonej, a w konsekwencji na odpowiedni dobór grubości warstwy torkretu.

Zbigniew Piksa

W Polskiej Grupie Górniczej kable wykorzystywane są do zasilania maszyn górniczych, urządzeń elektrycznych oraz  instalacji zapewniających bezpieczeństwo w zakładach górniczych. Właśnie z tych powodów niezbędne są przyrządy do  badania kabli i Spółka postanowiła zakupić kolejną partię tych urządzeń. Co ważniejsze do kopalń PGG rozdysponowano 10 egzemplarzy systemu służącego do lokalizacji uszkodzeń kabli niskiego i średniego napięcia opartych na nowszej technologii. 

Jednostki organizacyjne Polskiej Grupy Górniczej S.A. jak dotąd dysponowały czterema egzemplarzami tego typu systemu. Niedawno w ramach postępowania „Dostawa urządzeń do badania kabli dla Polskiej Grupy Górniczej S.A. z podziałem na zadania” kolejne trafiły do kopalń/ruchów: Sośnica, Bolesław-Śmiały, Murcki-Staszic, Wujek, Piast, Ziemowit, Marcel.

LOKALIZACJA USZKODZEŃ

Głównym założeniem zakupionych urządzeń jest lokalizacja uszkodzeń w kopalnianej infrastrukturze elektroenergetycznej niskiego oraz średniego napięcia (NN i SN). Mówiąc wprost nie trzeba biegać i szukać miejsca uszkodzenia kabla. Dotychczas stosowane aparaty sygnalizowały uszkodzenia charakterystycznym słabo słyszalnym dźwiękiem. W pozyskanych urządzeniach najnowszej generacji reflektometr wskazuje przybliżony metr, na którym znajduje się uszkodzenie, a sam dźwięk jest znacznie głośniejszy. 

Możliwości tego urządzenia na tym jednak się nie kończą. Pozwala ono również na wykonywanie innych czynności kontrolno-pomiarowych na przewodach lub kablach NN i SN, które mogą przyczynić się do utrzymania sieci elektroenergetycznej
w należytej sprawności technicznej. Przykładem takich możliwości jest wykonywanie prób napięciowych oraz pomiar rezystancji izolacji. Próby wytrzymałości elektrycznej kabli (próby napięciowe) wykonywane są napięciem stałym o maksymalnej wartości 12kV, po czym wyświetlana jest rezystancja izolacji wraz z informacją dotyczącą przebicia izolacji.

Wstępna lokalizacja uszkodzenia w sieciach NN i SN składa się z trzech etapów. Pierwszy etap polega na niskonapięciowym pomiarze reflektometrycznym w celu uzyskania obrazu badanego obiektu (jego orientacyjną długość). W drugim etapie wysyłany jest impuls udarowy, który powoduje przebicie w miejscu uszkodzenia,

a w czasie jego trwania wykonywany jest drugi pomiar reflektometrem. Trzeci etap polega na nałożeniu się dwóch obrazów z poprzednich pomiarów oraz stworzeniu wizualizacji przebiegu badanego obiektu wraz z miejscem uszkodzenia, jak również jego odległością od początku obiektu.

- System może pracować w dwóch trybach: profesjonalnym - dla bardziej zaawansowanych użytkowników oraz trybie uproszczonym, umożliwiającym intuicyjną obsługę - mówi Krzysztof Michalik z Biura Innowacji i Implementacji Nowych Technologii.  Istotną zaletą urządzenia jest wyposażenie go w alternatywne źródło zasilania - akumulator umożliwiający pracę w przedziale czasowym od 30 – 60 min. Urządzenie znajduje się w solidnej obudowie odpornej na uderzenia o stopniu ochrony IP54, co pozwala na korzystanie z niego nawet w trudnych warunkach środowiskowych - dodaje Krzysztof Michalik.

WIELOZADANIOWOŚĆ, PRECYZJA, PRĘDKOŚĆ

Porównując urządzenie do innych dostępnych na rynku, należy wziąć pod uwagę możliwość zastąpienia nim kilku przyrządów pomiarowych jednocześnie. Ponadto, nowsza technologia wykorzystana w omawianych urządzeniach sprawia, że lokalizacja uszkodzeń jest bardziej precyzyjna i szybsza niż w urządzeniach wykorzystywanych dotychczas. Miejsce uszkodzenia zostanie precyzyjnie wyznaczone dzięki wbudowanemu reflektometrowi, co w konsekwencji przełoży się na najważniejszy aspekt - ograniczenie czasu trwania przerwy technologicznej. Ponadto, wstępna lokalizacja uszkodzenia obiektu, znajdującego się w górniczym wyciągu szybowym (określenie odległości uszkodzenia), przyczyni się do zmniejszenia kosztów poniesionych przez przedsiębiorstwo. Uszkodzenia tego typu są praktycznie niemożliwe do namierzenia tradycyjnymi generatorami, dlatego też niezbędny w tym celu jest outsourcing lub wielokrotny przejazd szybem w celu dokonania oględzin wizualnych.

Jeżeli chodzi o długość obiektów pomiarowych to zależy ona od wielu czynników, między innymi: typu kabla, ilości uszkodzeń, ilości muf kablowych, warunków atmosferycznych, etc. Trudno jest więc jednoznacznie określić długość badanego obiektu. Parametrem determinującym próbę jest energia udaru generowanego przez urządzenie. Urządzenie nowej generacji przy maksymalnym napięciu generuje udar
o energii 500 J, co w praktyce oznacza, że jego potencjalne możliwości pozwalają na wykrycie uszkodzenia na obiekcie mierzącym nawet do 5000 m (przy określonych warunkach), gdzie możliwości urządzeń tradycyjnych pozwalają tylko na generowanie udaru o energii 86 J.

Następnym aspektem charakteryzującym wielozadaniowość tego systemu jest możliwość wykonywania prób napięciowych na obiektach tworzących kopalnianą infrastrukturę energetyczną, zastępując stosowane od lat aparaty typu ABK, czyli urządzenia do badania kabli, znane też jako kenotrony. Dodatkowo, wyposażenie urządzenia w baterię zwiększa bezpieczeństwo oraz poprawia skuteczność jego działania w stosunku do użytkowanych odpowiedników działających w oparciu
o przestarzałą technologię. Urządzenie jest bezpieczniejsze, bowiem nie występuje konieczność wykonywania czynności łączeniowych w celu zasilenia urządzenia oraz skuteczniejsze, ponieważ oszczędzamy czas przeznaczony na takie czynności, co może mieć przełożenie na ograniczenie czasu trwania przerwy technologicznej.

Należy jednak pamiętać, że w chwili obecnej urządzenia wykorzystujące opisywaną technologię nie zastąpią całkowicie urządzeń wykorzystywanych dotychczas, których ilość pozwala na ich rozlokowanie w newralgicznych miejscach kopalni. Jednakże pozyskanie takiej technologii poprzez jednostki organizacyjne usprawni ich działanie, zabezpieczając tym samym proces produkcji oraz ograniczy wykorzystanie firm zewnętrznych do realizacji niektórych zadań.

Autor: Zbigniew Piksa

W górnictwie węgla kamiennego odprężające wiercenie otworów wielkośrednicowych prowadzi się w pokładzie zagrożonym tąpaniami, szczególnie w strefie zwiększonej koncentracji naprężeń znajdującej się w caliźnie przed frontem ściany. Wiercenie otworów wielkośrednicowych w takim pokładzie powoduje odprowadzenie nimi pewnej ilości węgla pochodzącej ze ścianek otworu. Odprowadzenie w ten sposób pewnej ilości calizny węglowej odpręża pokład w sposób dostateczny, przeciwdziałając powstawaniu tąpań.

Ukierunkowane hydroszczelinowanie jest nowoczesną metodą określania stanu naprężenia w górotworze, pomiaru parametrów zmiany ciśnienia i przepływu, ich interpretacji oraz obliczania wartości i kierunków naprężeń głównych w górotworze. Metoda jest możliwa do zastosowania w wyrobiskach podziemnych, z zastosowaniem stosunkowo prostych środków technicznych.

SZEŚĆ ŚCIAN Z MYSŁOWIC

Wiercenia kierunkowe wykorzystywane są w kopalniach Polskiej Grupy Górniczej do odmetanowania pokładów węgla. Tradycyjna metoda neutralizowania tego niebezpiecznego acz cennego gazu polega na wierceniu 20-30 metrów nad eksploatowaną ścianą wyrobiska. W KWK Mysłowice-Wesoła z uwagi na wysokie koszty tej metody oraz niekorzystny układ warstw geologicznych kilka lat temu zaniechano wykonywanie otworów metanowych z wyrobisk przyścianowych oraz z nadległego wyrobiska (pochylni) odmetanowania.

-Obecnie otwory kierowane dla odmetanowania ścian stosuje się w miejscach gdzie spodziewamy się dużych ilości metanu wydzielających się w trakcie eksploatacji (wysokiej metanowości bezwzględnej), a klasyczne odmetanowanie z wyrobisk przyścianowych może okazać się niewystarczające – mówi Bartłomiej Lelek nadsztygar wentylacji ds. zagrożenia metanowego kopalni Mysłowice Wesoła.

- Otwory kierowane wykonujemy w zastępstwie nadległych wyrobisk (chodników, pochylni) odmetanowania. Wykonanie kierowanych otworów dla odmetanowania ścian pomimo trudności związanych z utrzymaniem ich kierunku i nachylenia w trakcie wiercenia zdecydowanie skraca czas, który musielibyśmy poświęcić na wykonanie wyrobiska odmetanowania. Nie bez znaczenia są również koszty wykonania otworu kierowanego. Pomimo wysokiej ceny wiercenia koszty w porównaniu z wykonaniem wyrobiska są cztero- a nawet pięciokrotnie niższe - kontynuuje nadsztygar Bartłomiej Lelek. 

Dotychczas w warunkach KWK Mysłowice-Wesoła od roku 2015 otwory kierowane wykonano dla 6 ścian.

Otwory wykonano odpowiednio:

1. dla ściany 01Aw w pokładzie 510Aw wykonano otwór o długości 560m,

2. dla ściany 02Aw w pokładzie 510Aw wykonano otwór o długości 790m,

3. dla ściany 03Aw w pokładzie 510Aw wykonano otwór o długości 120m - otworu nie dokończono

z uwagi na tąpnięcie i brak możliwości dalszego wiercenia,

4. dla ściany 413 w pokładzie 416Az wykonano 2 otwory o długościach odpowiednio 274 i 590m,

5.  dla ściany 412 w pokładzie 416Az wykonano otwór o długości 330m,

6. dla ściany 01A w pokładzie 510A wykonano otwór o długości 435m.

Łącznie wykonano 3 099m otworów kierowanych.

Aktualnie rozpoczęto wykonywanie pierwszego z dwóch otworów kierowanych dla ściany 515 w pokładzie 501Az. Dla ściany 515 będzie to pierwszy w tym rejonie otwór kierowany. W warunkach KWK Mysłowice-Wesoła przyjęto wykonywanie otworów o średnicy 122mm.

Uzyskane w trakcie eksploatacji otworów kierowanych efekty odmetanowania przedstawiają się następująco:

1. dla ściany 01Aw w pokładzie 510Aw uzyskano w okresie eksploatacji otworu średni wydatek metanu 5,2m3/min, przy maksymalnym wydatku 10,2m3/min,

2. dla ściany 02Aw w pokładzie 510Aw uzyskano w okresie eksploatacji otworu średni wydatek metanu 4,8m3/min, przy maksymalnym wydatku 9,6m3/min,

3. dla ściany 03Aw w pokładzie 510Aw nie dowiercono do strefy odmetanowania ściany,

4. dla ściany 413 w dla ściany 413 w pokładzie 416Az uzyskano w okresie eksploatacji otworów średni wydatek metanu 4,3m3/min, przy maksymalnym wydatku 10,8m3/min,

5. dla ściany 412 w pokładzie 416Az uzyskano w okresie eksploatacji otworu średni wydatek metanu 2,0m3/min, przy maksymalnym wydatku 7,9m3/min,

6. dla ściany 01A w pokładzie 510A uzyskano w okresie eksploatacji otworu średni wydatek metanu 3,7 m3/min., przy maksymalnym wydatku 9,0m3/min. Otwór jest w ciągłej eksploatacji.

WIERTNICA ZE STASZICA

W ramach PGG jednostką wyspecjalizowaną między innymi w drążeniu i przebudowie wyrobisk jest Zakład Górniczych Robót Inwestycyjnych, który od 2017 roku utworzył nowy dział usług górniczych zajmujący się odmetanowaniem ścian w oddziałach PGG a ostatnio rozwija technologię wiercenia otworów kierunkowych z wykorzystaniem specjalistycznej wiertnicy.

Pierwszym zakładem, w którym wykorzystano wiertnicę, jest kopalnia Staszic Wujek. Na przełomie kwietnia i maja 2018 r. urządzenie rozpoczęło wiercenie pierwszych otworów w rejonie ściany 1C w pokładzie 501 na poziomie 900 m.

- Na pierwszym stanowisku wywierciliśmy cztery otwory o różnych długościach, w sumie ok. 1000 m. Najdłuższy, który miał 316,5 m długości, o średnicy 95 mm, trafił na zbiornik metanu pod ciśnieniem, z którego w szczytowym momencie odprowadzaliśmy metan do rurociągów o wydatku powyżej 5 m sześc. na min. Następnie wiertnica została przebudowana na drugie stanowisko, zgodnie z projektem odmetanowania dla ściany 1C i rozpoczęto wiercenie kolejnych otworów. Stanowisko wiertnicze znajdowało się w Pochylni wentylacyjnej F w pokładzie 501 na poziomie 900 m.

Proces wiercenia z Pochylni wentylacyjnej F wraz z postępem Ściany I-C, realizowany był w kolejności zaczynając od otworu skierowanego najbardziej na południe i kolejno w kierunku północnym po to , aby uniknąć wystąpienia problemów oddziaływania ciśnienia eksploatacyjnego oraz odprężonego górotworu na przewód wiertniczy. Średnia efektywność odmetanowania w całym okresie eksploatacji ściany 1-C, wyniosła 71,4 proc. Średnie stężenie metanu w otworach kierunkowych nie spadało poniżej 88 proc. Zakończenie eksploatacji pokładu 501, Ścianą I-C nie miało wpływu na pracę odwierconych otworów kierunkowych, z powodu ich usytuowania na odpowiedniej wysokości nad ścianą, co pozwoliło wykorzystanie ich do odmetanowania poeksploatacyjnego. Do dziś odbieramy metan z średnim wydatkiem 2,0 m3CH4/min. Takie działanie ułatwi rozcięcie oraz eksploatację kolejnej ściany w przyszłości- mówi Rafał Mędrygał Główny Inżynier Górniczy ds. Usług Górniczych ZGRI.

Ta metoda jest wielokrotnie tańsza, pozwala na odzyskanie większej ilości metanu i przede wszystkim jest znacznie bezpieczniejsza gdyż nie wymaga pracowników do prac w wyrobisku nadścianowym. Nic dziwnego, że trwają prace nad wykorzystaniem tej metody w innych kopalniach PGG S.A. Tym bardziej, że wiercenia kierunkowe wykonywane z istniejących wyrobisk górniczych mogą być innowacyjnym sposobem szczegółowego rozpoznania zalegania pokładu węgla oraz występujących w nim zaburzeń geologicznych. Otwierają także nowe możliwości w zakresie likwidowania zbiorników wodnych z dużej odległości i z wymaganym wyprzedzeniem czasowym.

Autor: Zbigniew Piksa

Nowatorski sposób diagnozy pracy sekcji obudowy zmechanizowanej poprzez systemy informatyczne skraca czas naprawy lub samego wyszukania usterki oraz dobór profilaktyki w przypadku zagrożenia przerwania ciągłości stropu. Zdiagnozowanie awarii związanych z pracą obudowy zmechanizowanej w warunkach dołowych jest utrudnione. Kopalnia poprzez wykwalifikowanych dyspozytorów energomechanicznych jest w stanie wykryć nieprawidłowość w zarodku. 

- "Jesteśmy świadomi jak cennym narzędziem dla naszych ścian jest system monitoringu sekcji obudowy zmechanizowanej. System pozwala na dobór nominalnej podporności wstępnej, co jest warunkiem prawidłowego utrzymania stropu wyrobiska ścianowego. Jesteśmy w stanie wcześnie zdiagnozować awarie stojaków hydraulicznych sekcji obudowy zmechanizowanej i zapobiec rozprzestrzenieniu się problemu. Monitoring ciśnień jest innowacyjną metodą, która gdy jest dobrze wykorzystywana zapobiega dłuższym postojom w ścianie wydobywczej" – mówi Tomasz Kudłacik Naczelny Inżynier Ruchu Ziemowit.

OPAD SKAŁ STROPOWYCH JAKO PROBLEM DO ROZWIĄZANIA

Konieczność zapewnienia kontaktu obudowa – górotwór na etapie eksploatacji jest podstawowym kryterium poprawności wykonywanych robót. Opad skał stopowych to odspajanie się części stropu bezpośredniego w postaci odłamków skał, łat skalnych czy brył skalnych powodujące powstanie wolnych przestrzeni i przerwanie ciągłości robót. Kontrolowanie w ścianie sytuacji związanej z ograniczoną ilością powstających opadów skał stropowych jest zasługą prawidłowego wykorzystywania przez pracowników monitoringu rozkładu ciśnień.

JAK TO WSZYSTKO DZIAŁA?

Innowacyjny system wspomagania pracy sekcji obudowy zmechanizowanej w zakresie prawidłowego podparcia stropu wyrobiska ścianowego pozwala na kontrolę bezpośrednią przez pracowników pracujących w ścianie oraz poprzez dyspozytora energomechanicznego kontrolującego prawidłowość zabudowy sekcji obudowy zmechanizowanej. Dyspozytor energomechaniczny posiada podgląd stanu rozkładu ciśnienia w ścianie poprzez zabudowane w sekcjach obudowy zmechanizowanej czujniki, które gromadzą dane o rozkładzie ciśnień i tworzą wizualizacje. System informuje dyspozytora o zbyt niskim lub zbyt wysokim ciśnieniu medium w stojakach hydraulicznych. Aktualnie eksploatowana w pokładzie 209 na poziomie 650m ściana 922 jest wyposażona w system aktywnej kontroli podporności sekcji obudowy zmechanizowanej, który automatycznie diagnozuje i w razie potrzeby dozuje ciśnienie w stojakach sekcji. Pracownicy pracujący w ścianie są w stanie sami rozpoznać problem i go rozwiązać. Na każdej z sekcji zabudowane są czujniki ”RUFUS’’, które sygnalizują prawidłowe lub nieprawidłowe rozparcie sekcji. Obserwacja prawidłowej pracy sekcji obudowy zmechanizowanej w ścianie jest bardzo prosta: czujnik wyświetla kolor zielony sygnalizujący odpowiednie zabudowanie stojaka lub kolor czerwony, który sygnalizuje złe rozparcie sekcji obudowy zmechanizowanej.

Dyspozytorzy energomechaniczni są bardzo dobrze wyszkoleni i znajdują pojawiającą się usterkę niemal natychmiastowo, co zapobiega rozprzestrzenieniu się awarii i ogranicza ilość postojów ściany wydobywczej. Z wykresów wygenerowanych w oprogramowaniu monitorującym sekcje obudowy zmechanizowanej możemy wyczytać wiele informacji i są to nie tylko dane z aktualnego stanu ściany, ale również dane historyczne, które pozwalają wyświetlić stan ściany sprzed kilku tygodni czy też miesięcy. Poniżej przedstawiony został wykres pracy czterech wybranych sekcji obudowy zmechanizowanej, co obrazuje schemat ośmiu przebiegów rozkładu ciśnień stojaków sekcji. Łatwo można z niego wyczytać, że w punkcie 1 nastąpił cykl produkcyjny w ścianie, a po nim zabudowa sekcji obudowy zmechanizowanej (cięcie kombajnu i podjazd sekcjami), zaś punkt 2 obrazuje prawidłowy przyrost ciśnień po zabudowie sekcji obudowy zmechanizowanej. Punkt 3 i 4 obrazuje zdiagnozowane usterki. Usterka z punktu 3 dotyczy uszkodzonego jednego ze stojaków sekcji obudowy zmechanizowanej, a usterka z punktu 4 uszkodzenie czujnika stojaka. Tak zobrazowany wykres pozwala wykryć awarie z poziomu dyspozytorni energomechanicznej.

- "Nie ma wątpliwości, że dużo rzadziej zatrzymywaliśmy pracę kompleksu ścianowego niż w przeszłości, więc korzyści będą z pewnością wymierne" – zapewnia Krzysztof Augustyniak - Kierownik Działu Energetyczno-Maszynowego w Ruchu Ziemowit.

Oprogramowanie pozwala również na generowanie wykresów 3D, w których można zauważyć rozkład naprężeń stropowych na ścianę wydobywczą. Niżej przedstawiony wykres obrazuje ścianę podczas trzeciego dnia postoju. Ciśnienia nie zwiększają się do zakresów powyżej 50MPa ze względu na dobrze działające zawory upustowe w ścianie. Raport trójwymiarowy jest obrazem, w którym można przeanalizować jak następował cykl produkcyjny w ścianie, i w których momentach znajdował się kombajn ścianowy podczas eksploatacji. Wyżej przedstawiony raport jest obrazem wykresów o współrzędnych X, Y, Z. Współrzędna X jest przypisana do sekcji obudowy zmechanizowanej, współrzędna Y to występujące ciśnienia w stojakach sekcji obudowy zmechanizowanej obrazowane w MPa, zaś współrzędna Z jest odpowiedzialna za okres czasu. Ściana zawałowa podczas normalnego swego cyklu produkcyjnego charakteryzuje się ciągłą zmiennością rozkładu ciśnień w ścianie. Wszystko spowodowane jest ciągłymi podjazdami sekcji obudowy zmechanizowanej jak i samą eksploatacją w rejonie monitorowanej sekcji. Systemy monitoringu pozwalają dokładnie określić miejsce, w którym znajduje się kombajn ścianowy, jak również możliwy jest odczyt oddziaływania ciśnienia rabowanej sekcji obudowy zmechanizowanej, które przenosi się na sekcję sąsiadującą. 

Ponieważ w naszych publikacjach staramy się promować nowatorskie spojrzenie i interesujące rozwiązania wprowadzane przez kadrę inżynieryjną PGG, zaznaczmy, że omawiany system został opracowany i wdrożony przez zespół osób Kierownictwa Kopalni Piast-Ziemowit .We wprowadzeniu nowej technologii w ruchu Ziemowit uczestniczyli również pracownicy działu energomechanicznego oraz górniczego. Górnicy jak i mechanicy pracujący w ścianie 922 potwierdzają, że innowacyjne rozwiązanie ułatwia ich prace i pozwoliło zapobiec wielu awariom.

Autor: Zbigniew Piksa

WYBRALI TO, CO NAJLEPSZE

Polska Grupa Górnicza zatrudnia nie tylko świetnych górników, ale również kadrę inżynieryjno - techniczną o wysokich kwalifikacjach. Nie będzie przesady w stwierdzeniu, że wielu inżynierów nie tylko nadzoruje codzienny proces produkcyjny, ale potrafi również udoskonalić dostępne mu narzędzie. Czasami, wydawałoby się zwykły dobór sprzętu, decyduje o tym, czy praca będzie postępowała sprawnie, czy też szychta będzie pełna zgrzytów, a w dodatku mało efektywna. Kadra inżynieryjna w KWK ROW Ruch Marcel i Ruch Jankowice dobrała odpowiedni sprzęt, dostosowując go do wymagań geologiczno – górniczych oraz uwarunkowań technicznych właściwych dla tej kopalni. W przedsięwzięcie zaangażowani byli między innymi: kierownik robót górniczych Aleksander Tomiczek i inżynier ds. obudowy Mariusz Jaszczurowski na Ruchu Marcel, natomiast na Ruchu Jankowice: kierownik robót górniczych Jacek Elias oraz inżynier ds. obudowy Jerzy Śpiewok.

WIĘKSZA FUNKCJONALNOŚĆ

W ścianach eksploatacyjnych standardowe sekcje obudowy zmechanizowanej doposażono poprzez dodatkowe urządzenie stojakowo-podporowe typu Pegaz, służące do zabudowy jej wlotu, dzięki czemu zyskano rozwiązanie o zwiększonej funkcjonalności. Zgodnie z zasadami sztuki górniczej, obudowę wyrobiska dostosowuje się do warunków geologiczno-górniczych i niezwłocznie po odsłonięciu zabezpiecza się strop, uwzględniając stosowaną technologię prowadzenia robót.
Działania podjęte na Ruchu Marcel doprowadziły do znacznego skrócenia procesu zabezpieczania oraz zabudowy rejonu skrzyżowania ściany z chodnikiem przyścianowym. To zaś przyczyniło się do poprawy bezpieczeństwa, zwiększenia efektywności, zmniejszenia ilości zatrudnionej załogi w rejonie skrzyżowania oraz zapewniło płynność cyklu produkcyjnego - mówi Mariusz Jaszczurowski.

Kolejnym wdrożeniem w KWK ROW było zastosowanie obudowy skrzyżowań FRS 17/37, która przeznaczona jest do podparcia stropu wyrobiska chodnikowego w miejscu skrzyżowania ściany z chodnikiem. Konstrukcja obudowy umożliwia jej pracę w zakresie od 1,9 m do 3,6 m. Ponadto, podczas likwidacji ściany obudowa może być wykorzystana jako sekcja asekuracyjna. Na Ruchu Marcel zastosowano ją w wyeksploatowanej ścianie C-1 w pokładzie 505wd. Z kolei na Ruchu Jankowice - jak nam powiedział nadsztygar Jerzy Śpiewok -unowocześnioną sekcję zastosowano w ścianie Z-11a w pokładzie 408/1, a w najbliższym czasie planuje się wykorzystanie sekcji FRS-17/37 w ścianie W-2 w pokł. 501/3, w ścianie W-1 w pokładach 503+504 oraz w ścianie Z-3a w pokładzie 501/3. Bazując na doświadczeniu pozyskanym w ścianie C-1 w pokładzie 505wd w kolejnym etapie zakupiono i zastosowano obudowę skrzyżowań FRS 17/37 w ścianie C-3 w pokładzie 507, gdzie współpracowała z urządzeniem stojakowo - podporowym Pegaz oraz w aktualnie eksploatowanej ścianie W-8 w pokładzie 505wg. To rozwiązanie zostało pozytywnie ocenione przez pracowników, którzy, na co dzień obsługują wymienione urządzenia.

BEZPIECZNIE I OSZCZĘDNIE

Model ekonomiczny przedsięwzięcia zakłada poprawę efektywności pracowników dołowych i zapewnienie zwiększonego bezpieczeństwa. Efekty wynikające z redukcji zatrudnienia oraz oszczędności materiałów w Ruchu Marcel wyniosą w latach 2020- 2023 sumarycznie 1,682 mln zł. Obliczenia zostały wykonane w oparciu harmonogram biegu ścian na lata 2020-2023 KWK ROW Ruch Marcel w korelacji z Planem Ruchu. Z kolei na Ruchu Jankowice tylko przy zastosowaniu sekcji FRS 17/37 w ścianie Z-11a w pokł. 408/1 zaoszczędzono 0,331 mln złotych, a w roku 2021 dzięki zastosowaniu sekcji FRS przewiduje się zaoszczędzenie kolejnych 0,5 mln złotych.

Oszczędności są ważne w każdej dziedzinie życia gospodarczego i społecznego. W PGG S.A pracownicy mają odpowiednie warunki i klimat sprzyjający powstawaniu oraz wprowadzaniu w życie rozwiązań racjonalizatorskich. Przykład działań inżynierów z Oddziału KWK ROW pokazuje, że efekty ekonomiczne udaje się osiągać przy jednoczesnym wzroście bezpieczeństwa pracy i zwiększonego wydobycia.

Autor: Zbigniew Piksa

JAK OPANOWAĆ SETKI WSKAŹNIKÓW?

Zadaniem dyspozytorów gazometrii a także systemów wspomagających ich pracę, jest monitorowanie danych o składzie powietrza kopalnianego oraz ich analiza. Czujniki w wyrobiskach dołowych, w sposób ciągły monitorują skład atmosfery kopalnianej a informacje, takie jak: stężenie metanu, tlenku i dwutlenku węgla, prędkość przepływu powietrza, stanu pracy wentylatorów, tam wentylacyjnych czy różnicy ciśnień, na bieżąco przekazywane są z dołowych urządzeń pomiarowych i wyświetlane na monitorach w dyspozytorni. Wyobraźmy sobie pracę dyspozytora, który przed monitorem spędził kilka godzin i nagle zostaje zasypany strumieniem danych. Wystarczy, że źle odczyta jeden pomiar i już może dojść do tragedii. Na szczęście z pomocą przychodzi mu informatyka.

DOSTOSOWAĆ SIĘ DO NOWYCH PRZEPISÓW

System gazometrii w Oddziale Staszic-Wujek Ruch Murcki-Staszic jest eksploatowany również w innych kopalniach Polskiej Grupy Górniczej S.A. Jest on częścią składową Zintegrowanego Systemu Bezpieczeństwa SMP-NT/SV do którego należy również system wspomagania dyspozytorskiego THOR. System THOR jest kompleksowym rozwiązaniem przeznaczonym do pracy w dyspozytorniach, gdzie ważne są wizualizacja danych parametrów środowiska, archiwizacja i raportowanie, ułatwiające analizę zagrożeń występujących w wyrobiskach kopalni. Odpowiednie aplikacje wchodzące w skład systemu zapewniają możliwość konfiguracji oraz wizualizacji w postaci map obiektowych lub definiowalnych plansz pomiarowych. Tworzy się w nich m.in. mapy (schematy) dające poglądowy obraz wyrobisk całej kopalni, na których nanosi się m.in. pomiary z czujników gazometrycznych zabudowanych w systemie SMP-NT/SV. Czujniki pracujące w pomiarze ciągłym, pokazują, czy nie zostały przekroczone dopuszczalne stężenia CH4, CO, CO2. Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych zmieniło zapisy dotyczące sposobu interpretacji definicji pożaru. Kluczowym stało się litrażowanie ilości tlenku węgla, w rejonowych prądach powietrza, a nie jak dotychczas podawanie wartości tlenku węgla w ppm-ach. W Oddziale Wujek-Staszic Ruch Murcki-Staszic z inicjatywy Naczelnego Inżyniera  grupa osób, określiła zasady działania oraz  odpowiednie formuły w programie, dzięki którym, dotychczasowe wartości np. stężenia w ppm na bieżąco przeliczane są na dm3 oraz wyświetlane w trybie ciągłym na planszach wizualizacyjnych systemu THOR.

WSZYSTKO JEST NA TABLICY

Z uwagi na bardzo duże możliwości rozbudowy o kolejne mapy lub plansze programu Skadi, Ruch Murcki-Staszic wprowadził w pomieszczeniu Dyspozytora Gazometrii dodatkową tablicę synoptyczną w formie wielogabarytowego monitora LED, na której wyświetlana jest plansza “Tlenki węgla” systemu wspomagania dyspozytorskiego THOR. Celem wprowadzenia w/w tablicy jest w znacznym stopniu ułatwienie obserwacji zagrożenia pożarowego, a co za tym idzie szybsza reakcja na wzrosty tlenku węgla. Dzięki tablicy w jednym miejscu wyświetlane są wskazania wybranych (newralgicznych - z uwagi na miejsce ich zabudowy) czujników tlenku węgla. W znaczący sposób ułatwia to pracę Dyspozytorom Gazometrii, którzy spośród ogromu informacji wyświetlanych na kilkunastu monitorach  muszą wyłapywać m.in. informacje zwiększającym się zagrożeniu pożarowym. Tablica “Tlenki węgla” oprócz samych pomiarów stężeń CO wyrażonych w ppm informuje dyspozytora również o wskazaniach na czujnikach wyrażonych w dm3/minutę, co dodatkowo wpływa na prawidłową analizę i ocenę zagrożenia pożarowego. System wspomagania dyspozytorskiego THOR po odczycie pomiaru z danego czujnika  tlenku węgla automatycznie przelicza stężenie gazu na tzw. litraż.

Ponadto, w zależności od lokalizacji zabudowy czujnika zostały ustawione różne progi ostrzegawcze. Dla miejsc, w których występowanie zagrożenia pożarowego jest większe np. rejony  ścian, przodków w biegu lub rejony ścian w likwidacji, progi  ostrzegawcze ustawione są na wartość 5 ppm. W pozostałych lokalizacjach progi ustawione zostały na wartości 7ppm oraz 10 ppm dla czujników zabudowanych w grupowych prądach powietrza. Progi ustawiane są w  zależności od ilości powietrza przepływającego przez wyrobisko oraz sposobu przewietrzania wyrobiska (np. rejonowy lub grupowy prąd powietrza). Dyspozytor widzi tabelę, z numerem czujnika, stężeniem CO wyrażoną w ppm oraz w dm3/min. Dodatkowo numery czujników  opisane kolorem czerwonym oznaczają grupowe prądy powietrza natomiast pozostałe rejonowe prądy powietrza. Wyświetlane stężenia CO również oznaczane są tłem (niebieskie-stan normalny, żółte-stan podwyższony, czerwony- stan przekroczony). Wystarczy rzut oka, aby ocenić kształtowanie się zagrożenia pożarowego w całej kopalni. System wspomagania dyspozytora  w przejrzysty sposób wizualizuje wskazania czujników tlenku węgla i umożliwia natychmiastową reakcję w sytuacji przekroczenia progów ostrzegawczych oraz alarmowych. W zależności od kształtowania się zagrożenia pożarowego jest on na bieżąco aktualizowany oraz rozbudowywany. Wymienione działania w kilku przypadkach doprowadziło do uniknięcia niebezpiecznych zdarzeń na dole kopalni.

Dodatkowo została wprowadzona tabelka w formie arkusza kalkulacyjnego z wyodrębnionymi czujnikami tlenku węgla monitorująca najbardziej zagrożone rejony kopalni, do której Dyspozytor Gazometrii wprowadza uśrednione dane z ośmiu godzin – tzw. zmiany. To z kolei jest przenoszone na wykresy, które obrazują wartości ciśnienia atmosferycznego i tlenku węgla w okresie dwutygodniowym w celu wnikliwej analizy zagrożenia pożarami endogenicznymi przez Dyspozytora Gazometrii oraz Kierownika Działu Wentylacji. Pomiary powyżej progów ostrzegawczych i alarmowych są niezwłocznie zgłaszane Dyspozytorowi Ruchu oraz Nadsztygarowi Działu Wentylacji. Warto na koniec podkreślić, że ten autorski pomysł udało się wprowadzić niemal bez kosztowo. Należy też dodać, że to już kolejne rozwiązanie wprowadzone w kopalni Staszic-Wujek służące poprawie bezpieczeństwa.

Autor: Zbigniew Piksa

W Oddziale KWK Ruda Ruch Halemba po wielu latach ponownie zdecydowano się dostosować i wykorzystać przenośniki taśmowe nie tylko do transportu urobku, ale również ludzi. Inicjatorem tego przedsięwzięcia był Naczelny Inżynier tej kopalni - Grzegorz Fijak, zdaniem którego takie rozwiązanie służy poprawie bezpieczeństwa i optymalizuje transport w tym rejonie.

Z MYŚLĄ O BEZPIECZEŃSTWIE

W celu poprawy bezpieczeństwa użytkowania na przenośnikach montowane są różne czujniki i systemy. Należą do nich m.in.: czujniki zbiegania taśmy, linkowe wyłączniki awaryjne, wyłączniki krańcowe, czujniki poślizgu taśmy oraz czujniki przesypu i zużycia taśmy. Montowanie takich systemów na trasach przenośników zwiększa bezpieczeństwo załogi oraz pozwala wcześnie wykryć potencjalną usterkę, która może być usunięta szybko i tanim kosztem.

Na poziomie 1030 zabudowano trasę złożoną z 3 przenośników taśmowych dostosowanych do przewozu ludzi o szerokości taśmy 1200 mm. Dzięki temu pracownicy zatrudnieni w pokładzie 405 w partii L szybciej i z mniejszą stratą energii docierają po pracy na podszybie. Pierwszy z przenośników, oznaczony jako G4 ma długość 407 metrów i prowadzi przez przekop nr 2 do pokładu 405 w partii L. Drugi przenośnik G3 ma długość 1210 metrów i biegnie przez przekop wentylacyjny w partii K, natomiast trzeci oznaczony jako G2 ma długość 375 metrów i prowadzi przez upadową do czyszczenia rząpia. Każdy z tych przenośników zasilany jest energią o mocy odpowiednio: G2: 2x 250 kWh, G3: 2x250kWh i G4: 2x 160 kWh.

Wykorzystanie przenośników taśmowych do jazdy ludzi ma sporo wymagań technicznych i ograniczeń prawnych. Dla przykładu jazda ludzi przenośnikami taśmowymi może się odbywać na nachyleniach do 18° po wzniosie i 12° po upadzie, natomiast prędkość jazdy ludzi przenośnikami taśmowymi nie może przekraczać 2,5 m/s.

NIEZŁE PRZYSPIESZENIE

W kopalni Ruda Ruch Halemba zastosowano nowatorskie rozwiązanie umożliwiające jazdę taśmociągu z prędkością 3,15 m/s, co wymagało uzyskania tzw. odstępstwa Wyższego Urzędu Górniczego. Jak wiadomo, w szczególnych przypadkach, Prezes WUG na wniosek przedsiębiorcy może wyrazić zgodę na odstąpienie od określonych wymagań przewidzianych w przepisach.
Kopalnia spełniła określona niezbędne żądania i uzyskała zgodę na takie odstępstwo, a ponieważ sprawy bezpieczeństwa traktuje priorytetowo, zamierza przeszkolić pracowników, jak prawidłowo używać taśmociągu do jazdy ludzi.
Ponadto poszczególne przenośniki wyposażono w pomosty ułatwiające wsiadanie i wysiadanie osobom korzystającym z tej formy transportu. Jak mówi Adam Szlosarek - Nadsztygar Górniczy ds. Transportu Urobku - Na pierwszym przenośniku jest jeden komplet pomostów do wsiadania i wysiadania. Na drugim przenośniku przy przekopie wentylacyjnym do partii K są dwa komplety pomostów. Ze względu na drążenie wyrobiska korytarzowego w tym miejscu, uwzględniono tam również miejsce do przesiadania, z którego użytkownicy będą musieli przejść około 50 metrów i wsiąść ponownie na taśmociąg, by ostatecznie wysiąść na końcu przenośnika. Wreszcie na trzecim przenośniku w przekopie numer 2 jest jeden komplet pomostów do wsiadania i wysiadania.

BILANS KORZYŚCI

Duży wpływ na poziom bezpieczeństwa w podziemnych zakładach górniczych ma coraz większe oddalenie od szybów zjazdowych, przodków i ścian eksploatacyjnych. Powoduje to wydłużenie czasu dojścia do stanowisk pracy, a co za tym idzie zwiększenie uciążliwości pracy. Na ruchu Halemba jazdę ludzi taśmociągiem przewidziano tylko do wyjazdu, ale i tak pozwala to na szybsze dotarcie na podszybie, a tym samym lepsze wykorzystanie czasu pracy, co przekłada się na finansowe oszczędności. Z tych trzech taśmociągów korzystają pracownicy oddziału wydobywczego, dwóch oddziałów przodkowych oraz elektrycy, ślusarze i pracownicy wentylacji. Kopalnia każdego miesiąca zaoszczędzi 4 500 roboczogodzin, co w przeliczeniu na złotówki daje pokaźną sumę 22 500,00 zł.

Autor: Zbigniew Piksa

NIE TYLKO WĘGIEL

Jak wiadomo, wydobywany urobek stanowi mieszaninę węgla i skały płonnej, towarzyszącej pokładom węgla. Tak zanieczyszczony węgiel nie nadaje się wprost do celów energetycznych i dlatego poddawany jest procesom przeróbczym - wzbogacaniu. W trakcie tych procesów następuje tzw. odkamienianie węgla, czego efektem jest koncentrat węglowy oraz skała płonna, traktowana jako odpad.
Proces wzbogacania węgla prowadzony jest w ośrodku wodnym, a wytworzone produkty rozdziału podlegają następnie procesom odwadniania. W efekcie tych procesów powstają drobne ziarna węglowe, stanowiąc balast w obiegu wodno-mułowym. Odwodnione w prasach ciśnieniowych drobne, niskokaloryczne ziarna węglowe zawierają jeszcze nadmierną ilość wody. Powstały produkt w takiej postaci nie może być kierowany do sprzedaży, więc jest produktem ubocznym, w dodatku dość kłopotliwym. Ponadto, produkt ten zawiera znaczne ilości substancji gliniastych oraz ilastych, które utrudniają jego zagospodarowanie. Od kilku lat kopalnia poddaje ten produkt procesowi granulowania w instalacji firmy zewnętrznej. Jednak ze względu na koszty transportu oraz problemy z tym związane jest to kapitałochłonne i kłopotliwe.

PEŁNOWARTOŚCIOWY GRANULAT

W ubiegłym roku zapadła decyzja o budowie własnej instalacji do granulowania. Zadecydowały o niej względy ekonomiczne i ekologiczne. Podjęto współpracę z profesorem Jerzym Korolem z Głównego Instytutu Górnictwa. W kopalni przeprowadzono szereg testów i prób granulowania na skalę półprzemysłową produktu, który wydzielany jest bezpośrednio z obiegu wodo-mułowego.
Równolegle wybrana w drodze przetargu firma podjęła się realizacji inwestycji, która objęła prace ziemne, wykonanie i zabudowę konstrukcji wraz z urządzeniami, budowę niezbędnych instalacji elektrycznych i wodociągowych oraz budowę obiektu, w którym stoi maszyna do granulowania. Urządzenie do granulowania dostarczyła firma wyspecjalizowana w produkcji tego typu maszyn. Ta skomplikowana instalacja pełna 6000 czujników obsługiwana jest przez jednego pracownika. Cały system, który nadzoruje i steruje pracą wszystkich maszyn i urządzeń, wykorzystuje monitoring i technikę komputerową. Aby uzyskać produkt nadający się do sprzedaży, należy wręcz z aptekarską precyzją sterować procesem granulowania, dodając środek przyspieszający proces w postaci specjalistycznego wapna. Dlatego obok maszyny granulującej wybudowano dwa zbiorniki na wapno, a system sam dobiera odpowiednie w danym momencie proporcje, zachowując zadane parametry gotowego produktu. Jak zapewnia inż. Zdzisław Klimek – wydajność maszyny to 40 ton granulatu na godzinę, a docelowo ma wynieść 500-600 ton na dobę.

WYKORZYSTAĆ JAK NAJWIĘCEJ

Projekt realizowany w PGG S.A. przez kopalnię Bolesław Śmiały, poprzez zastosowanie odpowiednich procesów wzbogacania, przyczyni się do wprowadzenia do krajowego bilansu paliwowego istniejących w tej kopalni depozytów niesprzedawalnych produktów węglowych oraz tych pochodzących z bieżącej produkcji. Realizacja projektu będzie też fragmentem strategii wypełnienia zapisów Dyrektywy 2006/21/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy transponującej zapisy tej dyrektywy do ustawodawstwa polskiego.
Grzegorz Conrad – Dyrektor Kopalni, Kierownik Ruchu Zakładu Górniczego dodaje: Działamy ekonomicznie i proekologicznie, gdyż to, co można było zakwalifikować jako balast powstający podczas procesu wzbogacania węgla, teraz staje się pełnowartościowym produktem handlowym, a dzięki spełnianiu rygorystycznych norm ekologicznych i technicznych, przyczynia się do ochrony środowiska naturalnego. Zwłaszcza teraz, kiedy tyle się mówi o dobrej jakości węgla i o tym, aby wzbogacać nasz produkt, a nie sprzedawać w postaci surowej - niewzbogaconej, taka instalacja jest inwestycją ze wszech miar potrzebną. Pierwszym naszym założeniem było, aby w stu procentach wykorzystać wszystko z bieżącej produkcji. A ponieważ apetyt rośnie w miarę jedzenia, postanowiliśmy wykorzystać też produkt odłożony na terenie naszej kopalni. Dzięki temu szybciej zniknie on z terenów, na których jest składowany.

Autor: Zbigniew Piksa

NIE DRUKUJ, GDY NIE MUSISZ, CZYLI SPODEK PEŁEN DRZEW.

Autorom pomysłu zmierzającego do upowszechnienie podpisu elektronicznego towarzyszyła prosta zasada: nie każdy wydruk jest potrzebny.

Warto w tym miejscu powołać się na paneuropejskie badania firmy Samsung Electronics, które jednoznacznie wykazały, że firmy nie podejmują proaktywnych działań mających na celu ograniczenie liczby drukowanych stron. W Polsce 83% przedsiębiorstw objętych badaniami nie stosuje żadnej kontroli, co do ilości drukowanych dokumentów. Tymczasem Samsung wyliczył, że co roku przedsiębiorstwa wraz z gospodarstwami domowymi w Polsce drukują ilość papieru pozwalającą 23 razy wypełnić halę widowiskową katowickiego Spodka. Fachowcy zakładają, że aby wyprodukować 40 ryz papieru używanych do drukowania ( jedna ryza to 500 arkuszy), potrzeba 17 drzew.

PGG S.A dzięki upowszechnieniu podpisu elektronicznego ograniczy zużycie papieru w Spółce, co przyczyni się do obniżenia kosztów ponoszonych przez naszą organizację oraz wpłynie pozytywnie na środowisko przez ograniczenie ilości powstających odpadów. W obecnej sytuacji nie bez znaczenia jest fakt, że podpis elektroniczny ograniczy dwa potencjalne zagrożenia związane z COVID-19: zredukuje ilość kontaktów międzyludzkich oraz wyeliminuje papier jako potencjalny nośnik  wirusa.  Dodatkowo, usprawni pracę zdalną i obieg dokumentów wymagających podpisu.

Wprowadzone rozwiązanie zaproponowane przez Biuro Innowacji i Implementacji Nowych Technologii po konsultacjach z Biurem Prawnym, Biurem Bezpieczeństwa oraz Zakładem Informatyki i Telekomunikacji ograniczy papierową formę obiegu korespondencji w ramach Spółki i gromadzenia dokumentów w tradycyjnej formie. Pozwoli to na generowanie dodatkowych oszczędności, jak również usprawni działania podejmowane wewnątrz struktur organizacyjnych Spółki. Wprowadzenie do stosowania elektronicznego podpisu niekwalifikowanego stanowi dodatkowy instrument do podpisywania, zatwierdzania i weryfikacji dokumentów.

Decyzją Zarządu Spółki wprowadzono zapisy o następującym brzmieniu:

„[…] Wykorzystywanie niekwalifikowanego podpisu elektronicznego PGG S.A. do podpisywania dokumentów elektronicznych w procesach biznesowych oraz korespondencji wewnątrz spółki stanowi potwierdzenie podpisania dokumentu elektronicznego[…] i […] uważa się [to] za wystarczającą metodę autoryzacji i zatwierdzania dokumentów wewnętrznych Spółki wszędzie tam gdzie przepisy wewnętrzne Polskiej Grupy Górniczej S.A. lub przepisy prawa nie wymagają zastosowania formy pisemnej lub innej formy szczególnej […]”.

PODPIS ELEKTRONICZNY I JEGO RODZAJE.

Podpis elektroniczny to jedno z nowoczesnych narzędzi dających możliwość identyfikacji tożsamości osób dokonujących wymiany dokumentów elektronicznych.

Podpis elektroniczny oznacza certyfikat cyfrowy mający postać danych elektronicznych (unikalny, specyficzny plik), który może być dodany do dokumentów elektronicznych lub może logicznie być z tymi dokumentami powiązany i służy, jako metoda identyfikacji osoby (jej podpisu).

Bezpieczny podpis elektroniczny to podpis elektroniczny, który:

• jest przyporządkowany wyłącznie do osoby składającej ten podpis,

• jest sporządzany za pomocą podlegających wyłącznej kontroli osoby składającej podpis elektroniczny bezpiecznych urządzeń służących do składania podpisu elektronicznego i danych służących do składania podpisu elektronicznego,

• jest powiązany z danymi, do których został dołączony, w taki sposób, że jakakolwiek późniejsza zmiana tych danych jest rozpoznawalna.

WYRÓŻNIAMY DWA RODZAJE CERTYFIKATÓW: KWALIFIKOWANY I NIEKWALIFIKOWANY.

• Podstawowa różnica pomiędzy certyfikatem kwalifikowanym a niekwalifikowanym jest określona w polskim prawie. Podpis elektroniczny weryfikowany poprzez certyfikat kwalifikowany wywołuje skutki prawne takie same jak podpis odręczny, który w żargonie prawniczym nazywany jest „podpisem mokrym”. Z kolei podpis elektroniczny z wykorzystaniem certyfikatu niekwalifikowanego może być używany wszędzie tam, gdzie przepisy prawa nie wymagają stosowania formy pisemnej lub innej formy szczególnej czynności prawnych.

Należy wyjaśnić, że mówiąc o formie dokonywania czynności prawnej, mamy na myśli sposób, w jaki składamy oświadczenia woli. Możemy tego dokonać m.in. w formie pisemnej („podpis mokry”), w formie elektronicznej (z wykorzystaniem certyfikatu kwalifikowanego) w formie dokumentowej (dla dokumentów elektronicznych z wykorzystaniem podpisu niekwalifikowanego, potencjalnie wszędzie tam gdzie „podpis mokry” czy równoważny mu podpis z certyfikatem kwalifikowanym nie jest wymagany).

• Drugą różnicą jest samo użytkowanie certyfikatu. Certyfikat kwalifikowany może być używany tylko i wyłącznie do weryfikacji podpisu elektronicznego, natomiast certyfikat niekwalifikowany nie posiada ograniczeń związanych z jego wykorzystywaniem i znajduje oprócz podpisu szereg innych zastosowań w cyfrowym świecie.
• Kolejną różnicą jest sam nośnik przechowywania certyfikatu. W kwalifikowanym zazwyczaj jest to karta lub pendrive, a certyfikat niekwalifikowany może być przechowywany na komputerze, (jako plik na dysku lub plik w logicznym wydzielonym magazynie systemu operacyjnego komputera).
• Jeszcze inną różnicą jest miejsce tworzenia i wydawania podpisu elektronicznego. Certyfikat kwalifikowany jest wydawany jedynie przez autoryzowane Centra Certyfikacji. W Polsce aktualnie takie usługi (odpłatnie) świadczy 5 podmiotów. Co do certyfikatu niekwalifikowanego mogą go wdawać również jednostki niecertyfikowane. W przypadku PGG S.A jest to wewnętrzny urząd certyfikacji nadzorowany i utrzymywany przez Zakład Informatyki i Telekomunikacji.

ZALETY STOSOWANIA PODPISU ELEKTRONICZNEGO

Posiadanie e-podpisu znacząco skraca i ułatwia kontakty z kontrahentami, partnerami i współpracownikami. Wszędzie tam, gdzie uwarunkowania wskazują na potrzebę szybkiej wymiany informacji i dokumentacji, idealnym rozwiązaniem jest stosowanie dokumentów elektronicznych i podpisu elektronicznego.

Użycie niekwalifikowanego podpisu elektronicznego PGG S.A. do podpisywania dokumentów elektronicznych w procesach biznesowych oraz korespondencji wewnątrz Spółki (zarówno w ramach poszczególnych Oddziałów jak i pomiędzy Oddziałami) stanowi potwierdzenie podpisania dokumentu elektronicznego. Dokonane zostaje oświadczenie woli, które stanowi czynność formalno-prawną.

Dokument podpisany za pomocą niekwalifikowanego podpisu elektronicznego PGG S.A. prowadzi do zachowania formy dokumentowej, o której mowa w art. 77² k.c.. Opatrywanie dokumentów elektronicznych niekwalifikowanym podpisem elektronicznym PGG S.A. uważa się za wystarczającą metodę autoryzacji i zatwierdzania dokumentów wewnętrznych Spółki.

W ramach korespondencji i prowadzenia dokumentacji wewnątrz Oddziału jak i w ramach dokumentów przekazywanych pomiędzy Oddziałami Spółki forma taka (podpis z użyciem certyfikatu niekwalifikowanego) może z powodzeniem zastąpić klasyczne podpisy na dokumentach wewnętrznych. Stosując taki środek identyfikacji, należy mieć na uwadze, że w wypadku wątpliwości, co do tożsamości osoby podpisującej dokument, zastosowanie będą miały odrębne narzędzia, którymi należy potwierdzić, że podpisem niekwalifikowanym posłużyła się osoba, której dane widnieją na tym dokumencie.

Jak zapewniają osoby odpowiedzialne za wprowadzenie nowego rozwiązania, pozyskanie i używanie certyfikatu elektronicznego jest dość proste. Zaczynamy od wypełnienia wniosku w Informatycznym Systemie Zarządzania Uprawnieniami ISZU. Warto przy okazji wspomnieć, że czynności konfiguracyjne wykonujemy tylko jeden raz. Biuro Innowacji i Implementacji Nowych Technologii przygotowało „Instrukcję konfiguracji i wykorzystania podpisu elektronicznego z jego graficzną reprezentacją...”, która jest załącznikiem do Uchwały Zarządu PGG S.A. Wystarczy więc postępować zgodnie z kolejnymi punktami instrukcji.

Szlachetne podpisy piórem i szybkie parafki składane długopisem, powoli odchodzą w przeszłość i wkrótce będą zarezerwowane do najbardziej ceremonialnych okoliczności. Zyskamy w zamian między innymi: szybszy i łatwiejszy przepływ informacji legitymizację formy dokumentowej, ograniczenie zużycia papieru i racjonalizację kosztów druku.

Skoro i pracujemy przy komputerach, to podpisujmy się cyfrowo!

Autor: Zbigniew Piksa

Aktualnie nasza Spółka użytkuje udostępnioną platformę informatyczną stanowiącą m.in. bazę dla dokumentów różnych instytucji państwowych. W obecnym etapie zdecydowano o cyfryzacji norm z zakresu chemii.

Jak wiadomo, w kopalnianych laboratoriach chemicy codziennie prowadzą badania nad wydobywanym węglem. Aby badane parametry były spójne zarówno w skali kraju, branży, a nawet świata tworzy się odpowiednie normy. To one opisują, w jaki sposób należy wykonać dany pomiar, w jakich warunkach należy go wykonać i jaki wynik można uznać za poprawny.

Dotychczas żadne z naszych laboratoriów nie posiadało kompletu norm w takim wydaniu. Przeprowadzono konsultacje we wszystkich laboratoriach i po wnikliwej analizie wykonanej przez pracowników Biura Innowacji i Implementacji Nowych Technologii ustalono, że Spółka potrzebuje 99 różnego rodzaju norm. Ostatecznie, zamiast kupować setki tych dokumentów w wersji papierowej dla każdego laboratorium z osobna, PGG S.A. zakupiła komplet norm w postaci elektronicznej i umieściła je w wirtualnej bibliotece. Dzięki temu oszczędza się papier, obniża koszty, a, dostęp do normy ma większa ilość osób.

Warto przy okazji wspomnieć, że cyfryzacja norm „chemicznych” dopiero pierwszy etap. W kolejnych etapach planuje się umieszczenie dokumentów elektronicznych związanych z funkcjonowaniem służb elektrycznych, mechanicznych i górniczych.

Autor: Zbigniew Piksa

Z KARTY PŁATNICZEJ DO LAMPY GÓRNICZEJ

Obok opisywanej już technologii światłowodowej wykorzystywanej między innymi do pomiarów temperatury ociosu, w kwietniu wprowadzono tu identyfikację radiową pracowników w oparciu o znaną między innymi z telefonów komórkowych czy kart płatniczych technologię RFID (Radio-Frequency Identification).

TRUDNOŚCI WYZWALAJĄ ROZWIĄZANIA

Pomysł zastosowania tego systemu powstał kilka lat temu z inicjatywy Rafała Gąsiora – aktualnie Dyrektora Biura Innowacji i Implementacji Nowych Technologii, gdy w ścianie 3b-S pojawiały się kolejne zagrożenia i niezbędne było podjęcie działań zwiększających bezpieczeństwo pracowników. Pod koniec ubiegłego roku udało się sfinalizować umowę. Finansowanie całego przedsięwzięcia zostało przeniesione na rok bieżący, a od kwietnia system działa w przygotowywanej do ponownego uruchomienia ścianie 3b-S.

RFID to technologia, która bezprzewodowo rozpoznaje obiekty oznakowane mikroskopijnym mikroprocesorem. W pamięci takiego układu elektronicznego jest zapisany unikalny numer, który jednoznacznie jest przyporządkowany do oznakowanej rzeczy, oznakowanego miejsca, czy osoby. Aby odczytać bezprzewodowo numer z pamięci chipa RFID, trzeba się posłużyć urządzeniem zwanym czytnikiem RFID i podłączonej do niego anteny. Taki system RFID skanuje przestrzeń przed anteną w obrębie węzłów radiowych i w czasie ułamków sekundy przekazuje do oprogramowania serwera informację o odczytach. Informacje zapisane są w specjalnych chipach, które przymocowuje się do przedmiotów lub osób. Z punktu widzenia technologii identyfikacji radiowej prawie wszystko może być obecnie oznakowane tagiem czy etykietą RFID i objęte procesem automatycznej identyfikacji danych.

W Polskiej Grupie Górniczej S.A. Oddział KWK Murcki-Staszic jest pierwszym zakładem wdrażającym ten system. Wprawdzie wspomniana technologia w teorii wydaje się dosyć prosta, to doświadczenie pokazuje, że rzeczywiste warunki, jakie zastajemy na dole kopalni, potrafią zaskakiwać nieoczekiwanymi, trudnymi wyzwaniami. Mimo to, jak twierdzi Kierownik Działu Energomechanicznego - Mateusz Budziński - Kopalnia dobrze radzi sobie ze wszystkimi napotykanymi problemami, skutecznie doprowadzając wdrożenia do końcowego sukcesu.

WIEMY, CZY JESTEŚ BEZPIECZNY

Dariusz Pieczara nadsztygar do spraw teletechniki i automatyki oraz gazometrii w Oddziale KWK Murcki-Staszic, zaangażowany w przygotowanie i uruchomienie tego systemu, dodaje, że Kopalnia używa jak na razie osobnych czujników i nadajników z własnym zasilaniem bateryjnym. Za pomocą zabudowanych na dole odbiorników tzw. węzłów radiowych, pracownik jest bezpośrednio zwizualizowany w systemie dyspozytorskim. Zwiększa to poczucie bezpieczeństwa, gdyż w przypadku wystąpienia ewentualnych zagrożeń od razu wiadomo, w której strefie znajduje się pracownik.

- Każdy pracownik pobiera transponder podając imię nazwisko i numer znaczka a wtedy numer urządzenia jest przypisywany do danej osoby. Obecnie na potrzeby identyfikacji oraz ewidencji osób zatrudnionych w ścianie 3b-S mamy 200 takich urządzeń, co na potrzeby tej ściany w zupełności wystarczy. Docelowo chcielibyśmy mieć nadajniki RFID dla każdego pracownika i montować je w osobistych lampach nahełmnych. Gdybyśmy mieli transpondery dla każdego pracownika oraz dysponowali rozbudowaną infrastrukturą centralek i węzłów radiowych systemu w wyrobiskach dołowych, to w sytuacji pandemii, z którą teraz walczymy moglibyśmy bardzo precyzyjnie określić, kto z kim mógł mieć kontakt i jak rozprzestrzenił się koronawirus wśród naszej załogi – dodaje Dariusz Pieczara.

Istnieje system będący rozszerzeniem działającego już w kopalni PGG rozwiązania o możliwość badania zagrożenia epidemiologicznego. System ten miałby działać w trybie offline, a wyniki analiz oraz gromadzenie danych byłoby zabezpieczone hasłem. Po wyjeździe załogi i zdaniu TAGa, (który mógłby być zamontowany w lampie lub w innej formie), dane przekazywane byłyby radiowo poprzez antenę zbiorczą, a następnie przetwarzane. Z wykorzystaniem komputerowej analityki i modeli matematycznych. Takie rozwiązanie umożliwiłoby prognozowanie możliwego rozprzestrzeniania się zarażeń wśród pracowników (poprzez sprawdzanie czasu spędzonego z poszczególnymi pracownikami, korelacji pomiędzy załogą oraz miejscem przebywania). Informacje takie stanowiłyby podstawę do odpowiedniej selekcji załogi i wyodrębniania pracowników najbardziej zagrożonych zarażeniem lub takich, u których możliwość zarażenia się jest bardzo niska.
Dodatkową korzyścią wynikającą z wykorzystania takiego systemu, jest zabezpieczenie funkcjonowania poszczególnych zakładów, w zamian za konieczność całkowitego wstrzymywania procesów produkcyjnych.

DO NAJWAŻNIEJSZYCH ZALET TECHNOLOGII RFID W KOPALNI NALEŻĄ:
• automatyczne pozyskiwanie danych bez konieczności wykonywania żadnej akcji przez użytkowników systemu oraz obsługujących jego działania;
• rozpoznawanie nawet do kilkuset ludzi lub obiektów jednocześnie;
• odczyt odbywający się bez kontaktu wizualnego i maksymalna precyzja.

- Na początek radiową identyfikację pracowników wprowadziliśmy w ścianie 3bS, którą cechują trudne warunki eksploatacyjne i która aktualnie jest w procesie zbrojenia – mówi inż. Mateusz Budziński i dodaje: każdy pracownik jest wyposażony w swój identyfikator, który przekazuje informacje do zabudowanych czujników w chodnikach z dokładnością do kilku metrów. Zwiększa to bezpośrednio bezpieczeństwo, gdyż wiadomo, w którym miejscu znajduje się dany pracownik.
Dokładność pomiaru lokalizacji zależy od ilości urządzeń zamontowanych w ramach danego wyrobiska. W kopalni sondy radiowe w strefach szczególnego zagrożenia tąpaniami montowane są co 20 metrów, a to pozwala zlokalizować pracownika z dokładnością nawet do 2 metrów. W pozostałych miejscach taka dokładność nie jest już tak wymagana a bardziej przydatna jest informacja o ilości pracowników w poszczególnych rejonach kopalni. Odczyt ilości przebywających osób w danej strefie dokonywany jest u dyspozytora ruchu oraz w stacji pomiarów geofizyki tąpań.
- Warto podkreślić, że system RFID działa w obie strony. Pracownik może zgłosić zagrożenie, które od razu wyświetli się na stanowisku dyspozytorskim, natomiast dyspozytor może również przesłać krótki kod komunikatu do danego pracownika. Transpondery są dodatkowo wyposażone w funkcję akcelerometru, która umożliwia wykrycie stanu bezruchu dla każdego transpondera. Dyspozytor w takim momencie może od razu zareagować - mówi Dariusz Pieczara.

LEPIEJ, TANIEJ, BEZPIECZNIEJ

Nie bez znaczenia jest fakt, że system ten pozwala zoptymalizować wykorzystanie załogi w zakładzie górniczym a ponadto, po wyposażeniu w nadajniki układów transportu możliwa będzie identyfikacja poszczególnych urządzeń. Oddział KWK Murcki-Staszic, wprowadzając technologię radiowej identyfikacji pracowników, zaczęła od niezbędnego minimum, ale kierownictwo kopalni widzi potencjał tego systemu. Oszczędności uzyskane dzięki optymalizacji procesów technologicznych, poprawa bezpieczeństwa pracy oraz ograniczenie ilości załogi niezbędnej do obsługi i nadzoru procesów technologicznych, to wyzwania, którym można sprostać dzięki wykorzystywaniu nowoczesnych rozwiązań. Technologia RFID jest jednym z fundamentów czwartej rewolucji przemysłowej, a zastosowanie rozwiązań wykorzystujących radiową identyfikację w górnictwie jest tego kolejnym dowodem. Dzięki monitorowaniu bezpiecznej pracy ludzi połączeniu urządzeń przemysłowych, zapewnieniu nowoczesnej analizy danych i dostarczaniu informacji w czasie rzeczywistym, możliwe jest osiągnięcie nowego poziomu wydajności.
Rozwiązania wprowadzone w Oddziale KWK Murcki-Staszic pokazują, że to już się dzieje i niebawem może być stosowane w kolejnych kopalniach Polskiej Grupy Górniczej.

Autor: Zbigniew Piksa

Podążając w tym kierunku Polska Grupa Górnicza S.A. prowadzi dialog techniczny z firmami z branży nowoczesnych technologii w celu przygotowania się do wdrożenia systemów automatyzacji i diagnostyki procesów przemysłowych.

- Systemy te mają zapewnić inteligentną integrację pomiędzy inżynierią, infrastrukturą, aplikacjami i usługami. Zapewni ona kierownictwu zakładów górniczych PGG S.A. wgląd w dane, po to aby umożliwić szybsze, bardziej wnikliwe prognozowanie i podejmowanie kluczowych decyzji. Prowadzone prace mają na celu wdrożenie technologii „Przemysłu 4.0” w naszej firmie – mówi Tadeusz Strączek, Nadsztygar Urządzeń Teletechnicznych w KWK ROW Ruch Marcel.

Główne elementy infrastruktury technicznej systemu w postaci grupy serwerów zostaną zainstalowane w siedzibie Zakładu Informatyki i Telekomunikacji w Rybniku i zarządzane przez doświadczony zespół administratorów tego Oddziału. Sukcesywnie podłączane będą do niego poszczególne kopalnie. Ruch Marcel kopalni zespolonej ROW będzie pierwszym zakładem wydobywczym Polskiej Grupy Górniczej S.A., w którym zostanie wdrożony ujednolicony system sterowania, umożliwiający pełny przepływ informacji – od urządzeń pracujących w zakładzie do dyspozytorów i operatorów. Po zrealizowaniu planowanego zadania, obsługa uzyska możliwość zdalnego sterowania maszynami i urządzeniami, a także stały podgląd ich stanu, harmonogramy przeglądów, potencjalnych przekroczeń czy awarii, którym będzie można zapobiec z wyprzedzeniem.

Komunikacja

Jednym z zadań związanych z realizacją projektu w Ruchu Marcel kopalni ROW będzie budowa nowej dyspozytorni energomechanicznej, modernizacja istniejącej dyspozytorni zakładowej oraz dyspozytorni gazometrycznej a także infrastruktury dołowej niezbędnej do bezpiecznego i efektywnego sterowania urządzeniami i maszynami górniczymi. Zrealizowane to zostanie w oparciu o istniejącą infrastrukturę teletransmisyjną miedzianą i światłowodową. W chwili obecnej w wyrobiskach kopalni zabudowanych jest już ok. 30 km kabli światłowodowych. W niedalekiej przyszłości będzie więc możliwa pełna automatyzacja kompleksów ścianowych i przodkowych, ciągów odstawy urobku, rozdzielń średniego napięcia, itp. To właśnie zautomatyzowana komunikacja stanowi jeden z fundamentów Przemysłu 4.0.

Bezpieczeństwo

Nie mniej istotne znaczenie ma także bezpieczeństwo cybernetyczne. Zbudowana, administrowana i wspierana przez Zakład Informatyki i Telekomunikacji infrastruktura sprzętowa i systemowa, zapewni adekwatny do wymagań przemysłowych poziom ciągłości działania. Integracja z funkcjonującymi obecnie rozwiązaniami IT gwarantuje wysoki poziom zabezpieczeń, pozwalając na ochronę infrastruktury teleinformatycznej i systemowej na wielu różnych poziomach i w wielu warstwach. Bezpieczeństwo oparte o wdrożone i stosowane standardy i normy (między innymi ISO 27001) aktywnie adoptowane do ciągle pojawiających się nowych zagrożeń cybernetycznych musi również spełniać wymagania Ustawy o Krajowym Systemie Cyberbezpieczeństwa. Na podstawie wskazanej ustawy Polska Grupa Górnicza jest operatorem usługi kluczowej w zakresie wydobywania węgla kamiennego.

Wirtualizacja

Kolejnym elementem wpisującym się w ideę projektu Marcel 4.0 jest wirtualizacja infrastruktury technicznej i aplikacyjnej w obszarze systemów przemysłowych. „Tradycyjny” świat IT stosuje te rozwiązania (tę technologię) od wielu lat. Zastąpienie tradycyjnych, „fizycznych” komputerów, serwerów, stacji roboczych systemami wirtualnymi podnosi zdecydowanie poziom wykorzystania eksploatowanych zasobów sprzętowych, zapewnia elastyczne zarządzanie, oraz nieosiągalny w tradycyjnych rozwiązaniach poziom dostępności i ciągłości działania. Ogranicza przy tym zdecydowanie ilość niezbędnych zasobów fizycznych infrastruktury, upraszcza i automatyzuje czynności administracyjne i serwisowe. Realizacja projektu umożliwi wykorzystanie i dalsze doskonalenie istniejących kompetencji i podnoszenie poziomu wiedzy pracowników Spółki w tym obszarze.

- Opisana powyżej infrastruktura komunikacyjna, bezpieczeństwo, wirtualizacja, automatyzacja, predykcja (przewidywanie awarii), ale również obsługa dużych zbiorów danych, budowanie kompetencji i wiedzy to elementy leżące u podstaw uruchomienia realizacji projektu. Wszystkie te działania powinny doprowadzić docelowo do wprowadzenia w największej europejskiej firmie wydobywającej węgiel kamienny, jaką jest PGG S.A., jednolitego systemu umożliwiającego automatyzację, diagnostykę i wizualizację procesu produkcyjnego - ocenia Bogdan Wawro, z-ca Dyrektora Biura Innowacji i Implementacji Nowych Technologii.

System zintegruje w spójny „cyfrowy organizm” funkcjonujące obecnie urządzenia i systemy sterowania zapewniając jednocześnie zestandaryzowane kanały komunikacji i wymiany informacji pomiędzy poszczególnymi jego elementami.

Oszczędności i optymalizacja produkcji

Wdrożenie jednego, spójnego systemu SAPiD dla kopalń Polskiej Grupy Górniczej S.A. w tym kopalń zespolonych oraz Centrali przyniesie wiele korzyści – stwierdza Andrzej Warmuła, Główny Elektryk Ruchu Marcel. Będą one następujące:

• oszczędność w kosztach utrzymania,
• predykcja awarii pozwalająca uniknąć strat produkcyjnych, bezpieczeństwo cybernetyczne,
• spójna informacja w wielu miejscach równocześnie, eliminacja zbędnych raportów telefonicznych,
• możliwość przenoszenia operatorów systemu między zakładami w przypadku braków kadrowych,
• możliwość kontroli i sterowania procesami z poziomu kopalni zespolonej,
• przejrzystość kluczowych wskaźników efektywności produkcji (ang. Key Performance Indicators, KPI) – poprawa wydajności  kopalni,
• przejrzystość raportowania do poszczególnych szczebli decyzyjnych,
• monitoring urządzeń i technologii na urządzeniach mobilnych,
• przejęcie rozwoju, nadzoru i kontroli nad systemem przez Zakład Informatyki i Telekomunikacji (obniżenie kosztów implementacji i utrzymania),
• otwartość systemu i prostota,
• możliwość wykorzystania wytworzonych danych dla opracowywanego również w PGG S.A. projektu BIG DATA,
• uproszczenie schematu zasilania centrów dyspozytorskich, eliminacja zbędnych generatorów, ups-ów, klimatyzacji, obniżenie kosztów utrzymania.

Autorzy: Bogdan Wawro, Tadeusz Strączek, Andrzej Warmuła

W ostatnim czasie wprowadzono tam wiele systemów i rozwiązań, których celem jest poprawa bezpieczeństwa oraz optymalizacja procesów technologicznych. Począwszy od systemu zdalnego sterowania rozdzielniami, przez wizualizację newralgicznych punktów wraz przenośnikami i instalacjami załadowczymi dzięki zastosowaniu wysokiej rozdzielczości kamer, aż do identyfikacji i lokalizacji ludzi na dole z dokładnością do kilku metrów, po wprowadzeniu systemu RFID.

W ten proces unowocześniania kopalni wpisuje się realizowany już pomiar temperatury ociosów węglowych sondami termistorowymi i światłowodem, jako skuteczny sposób zwalczania zagrożenia pożarowego. Przypomnijmy, że liniowy pomiar temperatury wprowadzono w ścianie 10b-S na poz. 900m. Wykorzystano do niego kabel światłowodowy typu STMFOC Senso Transel, wyposażony w 4 niezależne włókna, odporny na uszkodzenia mechaniczne, ścieranie, oleje, smary i promieniowanie UV. Nie sposób przecenić znaczenia inwestycji w infrastrukturę telekomunikacyjną, w tym światłowodową. Jest ona dla rozwoju społeczno-gospodarczego tym, czym niegdyś była rozbudowa sieci drogowej i kolejowej. Sieć światłowodowa ułatwia prowadzenie działalności gospodarczej, a w kopalni Murcki-Staszic poprawia bezpieczeństwo przeciwpożarowe.

Wynalazek opracowany i wdrożony przez Mateusza Budzińskiego, Kierownika Działu Energomechanicznego w kopalni Murcki-Staszic.oraz konstruktora Andrzeja Żywicę już kilkanaście razy mobilizował służby kopalniane do powiadomień i działań przeciwpożarowych, co potwierdza, że jest doskonałym narzędziem w walce z pożarami w podziemnych wyrobiskach.

Dotychczas temperaturę ociosu mierzono ręcznie specjalnym urządzeniem obsługiwanym przez pracowników kopalni. Pomiar odczytywany był w różnych odstępach czasowych. Teraz dzięki wykorzystaniu światłowodów odczyt temperatury ociosu prowadzony jest w sposób ciągły, on-line, z dokładnością do kilku setnych stopnia Celsjusza. Wyniki przekazywane są automatycznie na powierzchnię kopalni, dzięki czemu w razie stwierdzenia podwyższonej temperatury można błyskawicznie reagować.

Światłowód światłowodowi nie jest równy. Na kopalni Murcki-Staszic posiadamy kilkadziesiąt kilometrów światłowodu wykorzystywanego między innymi do sterowania rozdzielniami i wizualizacji przenośników - mówi inż. Mateusz Budziński. W ramach projektu Organizacji Uczącej Się funkcjonującej w PGG S.A rozpoczęto dyskusję na temat pomiaru temperatury w kablu energetycznym. Po dyskusji w gronie inżynierów z działów wentylacji zdecydowano, aby wykorzystać ten system do pomiaru temperatury ociosu, dzięki czemu technologia z energetyki została wykorzystana w wentylacji. Tak też pomiar temperatury ociosu stał się kolejnym sposobem na wykorzystanie światłowodu. Warto jednak podkreślić, że jest to zupełnie inny światłowód niż ten wykorzystywany do transmisji danych. Podczas gdy do transmisji danych wykorzystywany jest światłowód jednomodowy, tu zdecydowano się na światłowód wielomodowy, w dodatku odporny na wysokie temperatury i ewentualne uszkodzenia mechaniczne oraz posiadający bardzo mały promień zgięcia. Dotychczas wykorzystywany światłowód miał długość około 2 km dla każdej z nitek i wykorzystywano go na potrzeby ściany 10b-S. To bardzo wysoko wydajna ściana, która dawała około 6 000 ton węgla na dobę. Wykorzystanie światłowodowego systemu pomiaru temperatury ociosu umożliwiło kopalni na doprowadzenie ściany do końca bez zagrożenia pożarowego. Dlatego też docelowo kopalnia Murcki Staszic przewiduje możliwość większego wykorzystania tego rozwiązania. Już niebawem kolejne kilometry nitki światłowodowej pojawią się na przygotowywanej właśnie nowej ścianie, której uruchomienie jest planowane na miesiąc maj br. Tym bardziej, że światłowód pomaga w zabezpieczeniu kopalni przed pożarami endogenicznymi i egzogenicznymi, a dział wentylacji bez tego systemu nie chce już funkcjonować, uważając czujniki światłowodowe, obok pomiarów składu atmosfery, za jedno z ważniejszych narzędzi pracy.

Warto wspomnieć, że technologia oparta na światłowodach wykorzystywana jest również do pomiaru temperatury rurociągów klimatyzacji, kontroli temperatury napędów przenośników oraz kontroli temperatury krążników na przenośniku taśmowym i oczywiście bezpośrednio wpływa ograniczenie zagrożenia pożarowego.

Zauważamy bardzo duże zainteresowanie naszym rozwiązaniem wśród pracowników innych kopalń zarówno tych należących do Polskiej Grupy Górniczej, jak i innych firm z naszej branży – stwierdza Mateusz Budziński. Zarząd PGG S.A dał nam zielone światło na wdrożenie tego systemu, choć należy przyznać, że zarówno w naszej kopalni, jak i w innych zakładach górniczych jesteśmy dopiero na początku drogi do wdrożenia systemu w szerszym zakresie - dodaje.

W kopalni Murcki-Staszic trwa systematyczna rozbudowa nowoczesnych technologii. Między innymi wprowadzane są nowoczesne kamery z 32-krotnym zoomem optycznym czy oparty o system RFID sposób identyfikacji i lokalizacji pracowników, ale temu poświęcone zostaną kolejne artykuły dotyczące implementacji nowych rozwiązań w działalności Polskiej Grupy Górniczej S.A.

Autor: Zbigniew Piksa

Sto­so­wany w gór­nic­twie od XVII wieku trans­port po spągu to już histo­ria. Tak odle­gła, jak tele­fony na korbkę w cza­sach smart­fo­nów i smar­twat­chów. Kiedy spe­cja­li­ści od trans­portu miej­skiego gło­wią się, co zro­bić, aby auto­no­miczne samo­chody prze­stały się spek­ta­ku­lar­nie roz­bi­jać, a elek­tryczne zasi­la­nie pojaz­dów nie trwało dłu­żej niż sama jazda, branża gór­ni­cza podej­muje sta­ra­nia, by zop­ty­ma­li­zo­wać sys­tem trans­portu pod­ziem­nego.
Daleko nam jesz­cze do stwo­rze­nia kopal­nia­nego pen­do­lino, ale wszy­scy zda­jemy sobie sprawę, że sys­tem trans­portu pod­ziem­nego wymaga opty­ma­li­za­cji, a jed­nym z klu­czo­wych para­me­trów cha­rak­te­ry­zu­ją­cych układ trans­portu jest pręd­kość użyt­kowa, czyli sto­su­nek drogi trans­portu ze sta­cji począt­ko­wej do sta­cji doce­lo­wej, do czasu reali­za­cji prze­jazdu.

DLACZEGO OPTYMALIZACJA

Jest kilka powo­dów, dla któ­rych opty­ma­li­za­cja sys­temów trans­portu jest konieczna. Te powody, to mię­dzy innymi:
• wydłu­że­nie dróg trans­portu.
• wyso­kie koszty pra­cow­ni­cze, koniecz­ność wydłu­że­nia efek­tyw­nego czasu pracy -skró­ce­nia czasu prze­wozu osób.
• niska efek­tyw­ność reali­za­cji zadań trans­portowych w sko­ja­rzo­nych ukła­dach trans­portu.
• długi czas reali­za­cji zada­nia trans­portowego.
• poprawa bez­pie­czeń­stwa osób zaan­ga­żo­wa­nych w trans­port.
W kopal­niach węgla kamien­nego aktu­al­nie sto­so­wane są trzy domi­nu­jące układy trans­portu: kopal­niana kolej pod­ziemna, kolejki podwie­szone, kolejki spą­gowe. W ciągu ostat­nich lat domi­nu­jące stały się środki trans­portu z napę­dem wła­snym, można dostrzec zanik ukła­dów trans­portu z napę­dem lino­wym. Spo­wo­do­wane jest to: moż­li­wo­ścią pro­wa­dze­nia trans­portu jedy­nie wzdłuż wyzna­czo­nej trasy, bra­kiem wizu­al­nego kon­taktu pra­cow­nika obsłu­gu­ją­cego napęd z zesta­wem trans­portowym, moż­li­wo­ścią nie­kon­tro­lo­wa­nego zerwa­nia liny cią­gną­cej i stwa­rza­ją­cej zagro­że­nie wypad­kowe, koniecz­nymi, sta­łymi nakła­dami na kon­ser­wa­cję liny oraz zespo­łów rolek pro­wa­dzą­cych na tra­sie jezd­nej.

KOLEJKA NA SZYNDZIELNIĘ

Współ­cze­śnie odstawa urobku odbywa się wyłącz­nie prze­no­śni­kami taśmo­wymi. Rola kolei pod­ziem­nej, to przede wszyst­kim trans­port mate­ria­łów, jazda ludzi i obsługa pod­szybi. Kolej pod­ziemna cha­rak­te­ry­zuje się naj­więk­szym ogra­ni­cze­niem w postaci nie­wiel­kich moż­li­wo­ści poko­ny­wa­nia wznie­sień.  W przy­padku kopalni pod­ziem­nej, się­ga­nia po dal­sze par­cele, pokłady węgla, wymu­sza  to budowę kosz­tow­nych dłu­gich, kamien­nych i węglowo-kamien­nych wyro­bisk udo­stęp­nia­ją­cych o nie­wiel­kim nachy­le­niu. Dopusz­czalne pręd­ko­ści jazdy pocią­gów ogra­ni­czone są uwa­run­ko­wa­niami praw­nymi, wyno­szą: 5 m/s – w przy­padku trans­portu urobku i mate­ria­łów; 3,5 m/s – w przy­padku prze­wozu osób oraz ładun­ków nie­bez­piecz­nych, a w szcze­gól­no­ści środ­ków strza­ło­wych, paliw, ole­jów, kwa­sów, butli z gazami.
Szału nie ma, a obecna pręd­kość kolei pod­ziem­nej się­ga­jąca 3,3 – 5 m/s (12-18 km/h) daleka jest od ide­ału. W tym tem­pie poru­sza się rów­nież kolejka na Szyn­dziel­nię, ale tam nikt się nie spieszy, jedziemy powoli by podzi­wiać piękno przy­rody.
Drugi układ trans­portowy sto­so­wany w gór­nic­twie to kolejka podwie­szona. Zasto­so­wa­nie kole­jek podwie­sza­nych spo­wo­do­wało, że trans­port kopal­niany mate­ria­łów stał się trans­portem bar­dziej efek­tyw­nym. Dzięki takiemu roz­wią­za­niu można znacz­nie ogra­ni­czyć liczbę pra­cow­ni­ków zatrud­nio­nych przy trans­por­cie mate­ria­łów. Dopusz­czalne pręd­ko­ści prze­wozu osób ogra­ni­czone są uwa­run­ko­wa­niami praw­nymi, wyno­szą 2 m/s. Drogi trans­portu kolej­kami podwie­szo­nymi pro­wa­dzone są naj­krót­szą pod wzglę­dem topo­lo­gicz­nym trasą, jed­nak pro­fil takiej trasy daleko odbiega od pro­sto­li­nio­wego ide­ału pozwa­la­ją­cego uzy­skać pręd­kość użyt­kową zbli­żoną do pręd­ko­ści mak­sy­mal­nej. Jeśli do czasu jazdy doli­czyć czas na wsia­da­nie i wysia­da­nie oraz czyn­no­ści na prace manew­rowe, zsu­mo­wany czas reali­za­cji zada­nia trans­portu ludzi znacz­nie się wydłuża. Powo­duje to, że trans­port ludzi kolej­kami podwie­szo­nymi jest nie­efek­tywny, wzglę­dem prze­no­śni­ków taśmo­wych prze­zna­czo­nych lub dosto­so­wanych do jazdy ludzi.

SZYBKO, BEZPIECZNIE, EKONOMICZNIE

Obser­wu­jąc roz­wój środ­ków trans­portu pod­ziem­nego, można wywnio­sko­wać, że orga­nicz­nie pręd­ko­ści jazdy ludzi do 3,5 m/s, spo­wo­do­wało zastój roz­woju kon­struk­cji wozów oso­bo­wych dla gór­nic­twa pod­ziem­nego. Współ­cze­sne wyma­ga­nia oraz stan tech­nik pozwa­lają na wdro­że­nie szyb­ko­bież­nych środ­ków trans­portu pod­ziem­nego. Przy­kła­dowe roz­wią­za­nia to mię­dzy innymi: Podziemny zespół trak­cyjny do jazdy ludzi z napę­dem elek­trycz­nym aku­mu­la­to­ro­wym o pręd­ko­ści mak­sy­mal­nej 11,2 m/s -zasto­so­wany w kopalni w Bever­co­tes w Wiel­kiej Bry­ta­nii czy cho­ciażby kolejka podwie­szona z zesta­wem do trans­portu ludzi o pręd­ko­ści mak­sy­mal­nej 6,5 m/s.

Również nasi specjaliści między innymi z Instytutu KOMAG, przy współpracy ze specjalistami z partnerskich jednostek badawczych i przemysłowych, opracowali innowacyjne rozwiązanie. Chodzi konkretnie o zasilany z baterii jonowych, ciągnik GAD-1, będący kolejnym krokiem w rozwoju dołowych kolejek podwieszonych. Można prognozować, że w przyszłości, po obniżeniu kosztów wyposażenia elektrycznego (zwłaszcza akumulatorów), staną się one nowym powszechnie stosowanym środkiem transportu podwieszonego.

Zasto­so­wa­nie szyb­ko­bież­nego środka trans­portu to wdro­że­nie całego układu trans­portu o zwięk­szo­nej pręd­ko­ści. Wymu­sza to prze­pro­wa­dza­nie badań i moder­ni­za­cję toro­wisk zarówno kolei pod­ziem­nej, jak i toku podwie­szonego. Badania aplikacyjne i testy wdrożeniowe w tym zakresie prowadzone są w wielu ośrodkach naukowych.  
Wdro­że­nie szyb­ko­bież­nego środka trans­portu wyma­gana dosto­so­wa­nia całego układu trans­portu do więk­szej pręd­ko­ści jazdy oraz uwzględ­nie­nia wpływu na pozo­stałe środki trans­portowe użyt­kowane w tym ukła­dzie. Opty­ma­li­zu­jąc aktu­al­nie użyt­kowane układy trans­portowe, można uzy­skać zwięk­sza­nie pręd­ko­ści użyt­ko­wej o ok. 10%. Należy jed­nak pod­kre­ślić, że jest to war­tość poglą­dowa. Każdy układ należy ana­li­zo­wać indy­wi­du­al­nie, gdyż nie­moż­li­wie jest uzy­ska­nie zde­cy­do­wa­nego wzro­stu.
Prze­wi­dy­wa­nym kie­run­kiem roz­woju zapew­nia­ją­cym sko­kowy wzrost efek­tyw­no­ści będą szyb­ko­bieżne środki trans­portu z napęd elek­trycz­nym, wsparte o sys­tem kie­ro­wa­nia i zabez­pie­cza­nia ruchu oraz tele­dia­gno­styki sko­ja­rzony z sys­tem łącz­no­ści i loka­li­za­cji rów­nież sys­temem wspie­ra­nia pro­ce­sów logi­stycz­nych w kopalni.

Autor: Zbi­gniew Piksa

Koncepcja gospodarki obiegu zamkniętego ma na celu racjonalne wykorzystanie zasobów i ograniczenie negatywnego oddziaływania na środowisko wytwarzanych produktów, które powinny pozostawać w gospodarce tak długo, jak jest to możliwe, a wytwarzanie odpadów powinno być jak najbardziej zminimalizowane. Dzięki produktom i usługom zaprojektowanym w sposób pozwalający włączyć je do obiegu zamkniętego w przyszłości będzie można minimalizować wykorzystanie zasobów naturalnych i wspierać ponowne użycie materiałów, ich odzysk i zdatność do recyklingu.

Jedną z możliwości jest odpowiednie zagospodarowanie surowców pochodzących z procesów produkcji. Spółka średniorocznie produkuje około 7,9 mln Mg kruszyw. Dzięki ich wykorzystaniu w różnych procesach możliwe jest zaproponowanie nowych produktów użytecznych.

Produktami wytworzonymi w różnych procesach może być ziemia, humus lub też nawozy czy środki wspomagające uprawę dla rolnictwa. Rozwinięcie technologii przy pomocy środowisk naukowych umożliwiłoby również produkcję paliw RDF.

Jednym z projektów dotyczący gospodarki obiegu zamkniętego, w którym planuje wziąć udział PGG S.A., jest MINRESCUE - „Od odpadów pogórniczych do wartościowych zasobów – nowa koncepcja gospodarki obiegu zamkniętego" (ang. „From Mining Waste to Valuable Resource: New Concepts for a Circular Economy”).  

Celem projektu jest przeprowadzenie badań w zakresie opracowania nowych sposobów zagospodarowania odpadów wydobywczych. Wśród głównych efektów projektu wyróżnić należy: opracowanie katalogu odpadów wydobywczych dla PGG S.A. wraz ze wskazaniem innowacyjnych sposobów ich wykorzystania przy produkcji materiałów dla górnictwa i inżynierii lądowej.

Innym planowanym przedsięwzięciem jest określenie potencjału związanego z występowaniem pierwiastków ziem rzadkich w popiołach spalonych węgli pochodzących z kopalń PGG.

Pierwiastki ziem rzadkich zostały zaliczone do grupy 20 krytycznych surowców mineralnych dla gospodarki UE. Można spodziewać się, że popyt na surowce oraz metale ziem rzadkich będzie się zwiększał wraz z rozwojem nowych technologii i produktów high-tech. Największe zasoby tych pierwiastków występują w Chinach, USA, Australii, Indiach i Rosji, natomiast w  UE występują niedobory tych surowców. W Polsce potencjalnym źródłem tych metali są surowce wtórne np. fosfogipsy apatytowe, zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny.

Perspektywicznym źródłem wtórnym pierwiastków ziem rzadkich wydają się być popioły lotne ze spalania węgla kamiennego, a właściwie popioły i żużle pochodzące ze spalania węgli kamiennych. W surowcach tych stwierdza się obecność nie tylko głównych składników żużlotwórczych, tj. związków glinu, żelaza, wapnia krzemu w różnych proporcjach, ale także inne związki na przykład pierwiastków ziem rzadkich, z których dominują lantan, cer, neodym i itr.

Przetwarzanie odpadów własnych w różne produkty użyteczne daje wymierny aspekt ekologiczny, jak i finansowy.

Solidne i wydajne systemy gospodarowania odpadami stanowią niezbędny element gospodarki o obiegu zamkniętym. W lipcu 2018 r. weszły w życie zmienione ramy legislacyjne dotyczące gospodarowania odpadami, które mają na celu zmodernizowanie systemów gospodarowania odpadami w Unii Europejskiej i skonsolidowanie europejskiego modelu jako jednego z najskuteczniejszych na świecie. Działania PGG w zakresie zbadania potencjału produktów i odpadów własnych oraz możliwości ich uwzględniania w gospodarce obiegu zamkniętego, stanowią wstęp do realizacji przedsięwzięć wpisujących się w kierunki rozwoju PGG SA jako największego producenta węgla kamiennego w Europie.

Autorzy: Bartłomiej Bezak, Mateusz Marcinkowski

Przodek taki powinien wydrążyć miesięcznie powyżej 300m wyrobiska i aby to było możliwe, należy powiązać ze sobą szereg czynników, z których najważniejsze oprócz dobrej organizacji pracy to optymalna ilość załogi, odpowiednie umaszynowienie, urządzenia małej mechanizacji oraz logistyka.

Brygada przodkowa powinna składać się z 5-ciu pracowników, z których przodowy i kombajnista są zaangażowani w urabianie, natomiast pozostała trójka przygotowuje materiał do zabudowy przodka oraz wraz z przodowym i kombajnistą budują odrzwia obudowy chodnikowej. Dodatkowo na zmianie powinni być zatrudnieni: cieśla, ślusarz i elektryk, którzy zajmują się bieżącym utrzymaniem ruchu, 2-ch pracowników zajmujących się transportem obudowy do przodka oraz pracownicy obsługujący przenośniki taśmowe z rejonu drążonego chodnika. Przodek taki powinien być obłożony do drążenia na trzy lub cztery zmiany oraz jedną zmianę remontowo-konserwacyjną, na której prowadzi się wydłużanie przenośnika taśmowego, zabudowę rurociągów i trasy kolejki spalinowej podwieszanej za postępem przodka oraz bieżącą konserwację maszyn i urządzeń.

W celu skrócenia czasu urabiania calizny do zabudowy kolejnych odrzwi obudowy należy zastosować wysokowydajne kombajny chodnikowe o dużej mocy typu AM-75 czy MR-340. Kombajny takie wypuszczają na odstawę duże ilości urobku, więc powinny współpracować z zespołem podajników taśmowych. Krótszy z nich, ok. 9m, współpracuje z kombajnem, natomiast dłuższy, podwieszony nad trasą przenośnika taśmowego, powinien mieć długość min. 60m, aby wydłużanie przenośnika taśmowego odbywało się co 2-3 dni. Za podajnikami taśmowymi, a nad trasą przenośnika taśmowego powinien być podwieszony zespół aparaturowy służący do zasilania w energię elektryczną pracujące w przodku maszyny i urządzenia. Wentylacja powinna być kombinowana z tłoczącym wentylatorem dwubiegowym, lutniami o średnicy Ø1200 wraz z lutnią wirową, lutnią zasobnikową oraz odpylaczem mokrym lub suchym, zabudowanym za kombajnem chodnikowym. Aby zapewnić załodze optymalne warunki klimatyczne w przodku należy zastosować urządzenia chłodzące.

Chcąc usprawnić prace wykonywane w przodku oraz skrócić czas zabudowy odrzwi obudowy chodnikowej należy zastosować urządzenia małej mechanizacji, takie jak zakrętaki hydrauliczne, piły hydrauliczne czy wiertarki. Ze względu na fakt, że te urządzenia nie powinny być zasilane gorącym olejem z układu hydraulicznego kombajnu (gorący olej skraca żywotność uszczelnień), to przodek należy również wyposażyć w agregat hydrauliczny.

Niezwykle istotnym elementem w drążeniu wyrobisk jest logistyka i to zarówno dotycząca materiałów, jak i pracowników. W tym celu załogę należałoby dowozić w rejon drążonego chodnika kolejkami spalinowymi podwieszanymi, a dworce osobowe powinny być zlokalizowane do 500m od czoła przodka. Logistyka materiałów powinna być tak zorganizowana, aby każdy przodek był wyposażony w ciągnik manewrowy podwieszany, a stacja materiałowa na której znajduje się zapas materiału na dobowy postęp przodka zlokalizowana do ok. 200m od czoła przodka.

Stosując powyższe wytyczne modelowych rozwiązań dla przodków wysokowydajnych, możliwe jest osiągnięcie zamierzonego efektu postępu przodka. Jak do tej pory, niektóre pojedyncze elementy już są stosowane, celem każdej kopalni PGG S.A. powinna być implementacja wszystkich z przedstawionych rozwiązań w każdym drążonym przodku.

Autor: Grzegorz Stanik

Pomysł związany z realizacją tego przedsięwzięcia ma swoje źródło w uświadomieniu problemów występujących w procesach przygotowania oraz realizacji produkcji, a co za tym idzie, ograniczenia negatywnego wpływu na ich funkcjonowanie i efekty ekonomiczne. Ten obszar działań spółek górniczych należy ciągle doskonalić oraz podnosić kompetencje kadry mającej bezpośredni wpływ na realizację produkcji.
Co więcej, uwzględniając coraz młodszą kadrę pracującą w kopalniach wynikającej z luki pokoleniowej i czas niezbędny do nabycia odpowiednich umiejętności pozyskiwanych od doświadczonej kadry, przerwy oraz awarie w procesie produkcji stają się potencjalnie bardzo prawdopodobne.

Wdrożenie tego intuicyjnego i prostego w obsłudze programu ma stanowić narzędzie wsparcia dla pracowników, które umożliwi zarządzanie procesami w sposób minimalizujący ryzyko powstania sytuacji awaryjnych. Powstanie programu nie miałoby miejsca gdyby nie know-how PGG S.A. - czyli wiedza ekspercka pracowników spółki -  poparta ich wieloletnim doświadczeniem.  

Program ma również wspierać pracę grupową w szukaniu niezgodności i potencjalnych błędów w kluczowych kwestiach dotyczących poszczególnych etapów procesu przygotowania i realizacji produkcji, analizowaniu ich przyczyn oraz wdrażaniu działań minimalizujących ich skutki.

Dzięki takiemu wdrożeniu możliwe jest uporządkowanie i usprawnienie prac zespołów planujących produkcję oraz jej realizację, przy jednoczesnym ograniczeniu ryzyka powstawania błędów.

Wdrożony program bazuje na stworzonym modelu systemu wspomagającego zarządzanie ryzykiem w przedsiębiorstwie energetycznym zgodnie z obowiązującymi procedurami
i wymaganiami prawnymi. Na podstawie tych informacji w oparciu o mechanizm wag i korelacji procesów, opracowywane jest wspólne jednolite podejście oceny zagadnień globalnie w skali Spółki. Przygotowano zbieżne algorytmy oceny i realizacji działań
w oparciu o zunifikowane karty weryfikacyjne.

W efekcie każdy, w tym osoba pełniąca zastępstwo, ma stały dostęp do kluczowej wiedzy. System przekazuje informacje zgodnie z zadeklarowanymi regułami, wskazuje mechanizmy kontrolne i umożliwia wymianę informacji on-line. Program umożliwia analizę i ocenę zdarzeń oraz ryzyk z nimi związanych przez osoby o ściśle ukierunkowanych kompetencjach na poszczególnych etapach, co ma prowadzić do podejmowania odpowiednich decyzji.

Ocena i monitorowanie czynników ryzyka dotyczących prowadzenia eksploatacji ściany wydobywczej jest przeprowadzane w czterech etapach. Pierwszy etap jest związany
z projektowaniem i planowaniem eksploatacji w pokładzie. Drugi dotyczy działań związanych ze zbrojeniem ściany czyli praktycznie jej uruchomienia w ustalonym terminie. Trzeci, kluczowy okres odnosi się do prowadzenia eksploatacji ściany. Czwarty to etap likwidacji ściany wydobywczej. Każda ze ścian na każdym z etapów jej funkcjonowania podlega cyklicznej analizie wynikiem czego jest macierz ryzyk i szans ich materializacji. Stanowi to z kolei punkt wyjścia do planowania i wdrażanie adekwatnych działań podnoszących bezpieczeństwo i zapewniających ciągłość działania analizowanych procesów produkcyjnych.

Opracowane rozwiązanie stanowi również ważny element dla spełnienia wymagań prawnych związanych z decyzją Ministra Energii o ustanowieniu Spółki operatorem usługi kluczowej w obszarze wydobywania węgla kamiennego, w których analiza ryzyk i analiza ciągłości działania procesów produkcyjnych są działaniami kluczowym.   

Korzyści wynikające z przeprowadzonego wdrożenia dotyczą:

• opracowania narzędzi pozwalających identyfikować, analizować i oceniać ryzyko występujące w procesie planowania, zbrojenia, eksploatacji oraz likwidacji ściany wydobywczej,

• uzyskania metody skutecznej identyfikacji i oceny ryzyka,

• wypracowania możliwości skutecznego przewidywania zagrożeń i alokowania zasobów,

• spełnieniu wymagań prawnych dotyczących m. in. bezpieczeństwa i ciągłości działania procesów produkcyjnych przedsiębiorstwa górniczego,

• zapewnieniu sukcesji wiedzy dla osób obejmujących poszczególne stanowiska pracy w sytuacji coraz częstszych zmian kadrowych oraz budowaniu i wymiany wiedzy w kontekście całego przedsiębiorstwa, którego skala (rozmiar) stanowi ciągłe wyzwanie w obszarze zarządzania,

• wsparcia procesu zarządzania i nadzoru procesów produkcyjnych Spółki
  w perspektywie całej firmy jak i jej poszczególnych Oddziałów.

Autorzy: Bogdan Wawro, Mateusz Marcinkowski

W kopalni Piast-Ziemowit dużą wagę przywiązuje się do sprawnego i bezpiecznego procesu montażu oraz szybkiego transportu do miejsca docelowego sekcji obudów zmechanizowanych. Ze względu na duże gabaryty obudów zmechanizowanych są one demontowane na części na powierzchni, transportowane pod ziemię szybem,
a następnie w specjalnie do tego przeznaczonej komorze montażowo-demontażowej ponownie montowane. Komora ta zlokalizowana jest w wyrobisku dołowym w bliskim rejonie szybu materiałowego. Dotychczasowym rozwiązaniem było wykorzystanie w komorach montażowych zestawów samojezdnych wciągników transportowych z zastosowaniem sterowania hydraulicznego. Hydrauliczna komora montażowa jest przeznaczona do podnoszenia, manipulacji oraz opuszczania ciężarów na trasach podwieszonych przy zastosowaniu napędu hydraulicznego. Źródłem zasilania jest niezależny agregat hydrauliczny. W skład zestawu hydraulicznego komory montażowej wchodzą wciągnik hydrauliczny przejezdny w ilości 4 szt. oraz rozdzielacze hydrauliczne i owężowanie. Zespół sterowania wciągnikiem składa się
z rozdzielacza dwusekcyjnego z wbudowanym zaworem przelewowym, sterowanie  rozdzielaczem wykonywane jest za pomocą dźwigni samopowrotnej, która jest integralną częścią rozdzielacza oraz zaworu odcinającego i zaworu zwrotnego. Wychylenie wybranej dźwigni sterownika powoduje przesterowanie rozdzielacza i przepływ oleju do hydromotoru napędu podnoszenia lub hydromotorów napędu jazdy. Zastosowany sterownik gwarantuje bezstopniową regulację prędkości jazdy i podnoszenia poprzez zmianę wielkości wychylenia dźwigni. Wszystkie elementy zespołu sterowania, z wyjątkiem sterownika, są zamocowane do elementów wciągnika, a elementy zespołu sterowania połączone są wężami wysokociśnieniowymi.

W celu poprawy warunków pracy podczas montażu sekcji obudów zmechanizowanych przeprowadzono modernizację sterowania wciągnikami w komorze montażowo-demontażowej. 

Założenia nowego systemu przewidują w procesie montażu sekcji obudów zmechanizowanych obsługę wciągników przez dwóch operatorów, wykorzystujących dwa piloty radiowe. Główny operator zestawu wciągnikowego, dysponujący pilotem radiowym o oznaczeniu „A”, posiadał uprawnienia do pełnego sterowania systemem transportowym za pomocą klawiatury sterującej, znajdującej się na pilocie radiowym. Główny operator pełni również role rolę nadrzędną nad operatorem pomocniczym pracującym na pilocie „B”, który posiada
w podstawowym trybie pracy jedynie możliwość zatrzymania zestawu transportowego poprzez użycie przycisku „stop”. System umożliwia przekazanie pełnych uprawnień operatorowi pomocniczemu. Piloty radiowe są urządzeniami nadawczo odbiorczymi, które pracują w paśmie radiowym ISM 433 MHz, umożliwiającymi bezprzewodową wymianę informacji ze sterownikiem maszyny po przez moduł radiowy. Wykorzystywany moduł radiowy odpowiedzialny jest zarówno za odbiór sygnałów sterujących pochodzących z pilotów radiowych, jak również dalszą transmisję. Zasilanie elementów sterujących i radioodbiornika odpowiada iskrobezpieczny zasilacz o wydajności prądowej 1100 mA. 

Aktualnie do prac związanych z montażem sekcji obudów zmechanizowanej w komorze montażowej angażowanych jest minimum czterech pracowników, natomiast po modernizacji sterowania liczba ta spadnie do dwóch pracowników. Pierwszy z nich, będąc równocześnie operatorem pilota, będzie wykonywał wspólnie z drugim pracownikiem montaż sekcji obudowy zmechanizowanej.

Wdrożenie nowego systemu sterowania wciągnikami zwiększa pewność ruchową stanowiska oraz gwarantuje poprawę bezpieczeństwa pracy zatrudnionych pracowników sterujących wciągnikami, gdyż nie przebywają oni w strefie niebezpiecznej, przy układach hydrauliki siłowej. Dużą wagę przywiązuje się również do bezpieczeństwa pracowników podczas prac przeładunkowych elementów sekcji obudów zmechanizowanych. Wprowadzone sterowanie bezprzewodowe wciągników, pozwala pracownikom swobodnie poruszać się oraz zachować bezpieczną odległość przy pracach przeładunkowych. Zastosowanie tego typu rozwiązania zmniejszy awaryjność podczas prac montażowo-demontażowych, których bezpośrednią przyczyną są uszkodzenia instalacji hydraulicznej. Wpływ na taki stan rzeczy ma zastosowana instalacja hydrauliczna, którą ograniczono do niezbędnego minimum.

Autorzy: Tomasz Pałac, Dariusz Kołodziejczyk

Całość prac rozpoczął się od budowy magistralnej sieci światłowodowej, która połączyła część macierzystą kopalni z terenem przy szybie peryferyjnym Bujaków 2. W sumie ułożono prawie 20 km kabli światłowodowych na powierzchni, w szybach oraz wyrobiskach górniczych. Po adaptacji budynku po byłej rozdzielni na terenie szybu Bujaków 2 zabudowano w nim moduły wyniesione dyspozytorni zakładowej i centrali telefonicznej. Oprócz stanowisk nadzoru nad systemami dyspozytorskimi i centralowymi znajdują się tam przełącznice kablowe, szafa telemetryczna systemu CST, stojak centrali telefonicznej, stojak z barierami iskrobezpiecznymi systemu alarmowania oraz system zasilania, który zapewnia wszystkim systemom gwarantowane zasilanie. Moduł wyniesiony łączy się z częścią macierzystą kopalni za pomocą dwóch multiplekserów, połączonych w sposób redundantny. Dzięki temu, kopalnia ma dostęp do systemów dyspozytorni zakładowej i centrali telefonicznej zarówno z terenu przy szybie Bujaków 2, jak również z części macierzystej kopalni, co ma spore zalety.
Implementację modułu wyniesiona w specyficznych warunkach kopalni Bolesław Śmiały można uznać za nowoczesne rozwiązanie, ze względu na szerszą funkcjonalność i korzyści z niej wynikające. Centrala telefoniczna i dyspozytornia zakładowa przy szybie Bujaków 2 stała się bezobsługowa, tzn. nie ma konieczności zatrudniania dodatkowych pracowników do obsługi modułów wyniesionych. Inną zaletą tak skonfigurowanego systemu jest jego autonomiczność i możliwość prowadzenia ruchu zakładu górniczego z terenu peryferyjnego w razie wystąpienia awarii lub przerwy w funkcjonowaniu dyspozytorni zakładowej i centrali telefonicznej w macierzystej części kopalni. Przy szybie Bujaków 2 zostało przygotowane stanowisko do dyspozytora, który za pomocą dostępnych programów jest w stanie nadzorować sytuację na kopalni. Budowa modułów wyniesionych centrali telefonicznej i dyspozytorni zakładowej, choć jest rozwiązaniem dostępnym i stosowanym na rynku, dała wymierne korzyści kopalni, m.in. zmniejszenie o 6 km odległości pomiędzy częścią stacyjną systemów a urządzeniami końcowymi, co pozwoliło stworzyć rezerwowe stanowiska do kierowania ruchem zakładu górniczego w razie braku możliwości przebywania w pomieszczeniach centrali telefonicznej i dyspozytorni zakładowej oraz szybsze działanie urządzeń.

Autorzy: Przemysław Mroczek, Krzysztof Suchoń

Cottbuser Ostsee, dolnołużyckie Chociebużskie jezioro, to projekt, w którym dawna kopalnia węgla brunatnego Cottbus-North ma zostać zalana. Powstanie największe jezioro w łużyckim obszarze górniczym i największe sztuczne jezioro w Niemczech o powierzchni 1900 hektarów. Plan zagospodarowania tego terenu był wynikiem zbioru pomysłów ramach ogólnoeuropejskiego konkursu.

W 2015 r. kopalnia odkrywkowa Cottbus-Nord zakończyła swoją eksploatację. Aby zrealizować założenia projektu konieczne stały się roboty ziemne mające na celu przygotowanie i zabezpieczenie zbiornika oraz jego przyszłych brzegów na okoliczność zalania.

Na wschodnim brzegu ziemia jest zagęszczana za pomocą odpowiedniej technologii i tym samym zestalana. Ta sama technologia jest stosowana na dwóch wyspach na wschodzie jeziora.

Zalewanie zbiornika rozpocznie się w roku bieżącym. Zgodnie z obecnym stanem planowane zalewanie potrwa od pięciu do sześciu lat. Planowane otwarcie obiektu ma nastąpić w 2024 r. Całkowicie zalany teren pokopalniany będzie kiedyś zawierał 150 milionów metrów sześciennych wody.

PGG S.A. bierze udział w projekcie unijnym finansowanym z Funduszu Badawczego Węgla i Stali i2MON - RFCS PROJECT # 800689 - o polskiej nazwie  „Zintegrowany system informacyjny”.

Prowadzenie eksploatacji pokładów węgla w strefach zaburzeń geologicznych (uskoki, rozwarstwienia pokładu, sfałdowania pokładu), prowadzenie eksploatacji grubego pokładu na warstwy, pozostawienie warstwy węgla w stropie z przyczyn technologicznych, jak również występowanie w stropie ściany pozabilansowych pokładów węgla itp. powoduje przedostanie się rozdrobnionego węgla do zrobów zawałowych ściany. Sytuacja taka, przy kontakcie
z powietrzem (tlenem), prowadzi do powstania samozagrzania węgla, a w niekorzystnych warunkach nawet do powstania pożaru endogenicznego. W celu przeciwdziałania temu zjawisku służby kopalniane stosują całe spektrum działań prewencyjnych powszechnie zwanych tzw. profilaktyką ppoż. Zakres profilaktyki ppoż. to przede wszystkim działania wentylacyjne regulujące przepływ powietrza i regulujące potencjały aerodynamiczne, inertyzacja zrobów przy użyciu azotu lub dwutlenku węgla, doszczelnianie  mieszaninami popiołowo-wodnymi, jak również stosowanie różnego rodzaju środków mineralnych i chemicznych w postaci pian, żelów.

W KWK ROW Ruch Chwałowice zastosowano lokalne urządzenie do profilaktyki pożarowej umożliwiające podawanie spienionego inhibitora górniczego (SIG) w  postaci wieloskładnikowej piany antypirogenicznej, co pozwoliło w znacznym stopniu obniżyć skłonność węgla do samozagrzewania się poprzez dezaktywację jego powierzchni, a tym samym wydłużyć okres inkubacji pożaru.

Powstała piana, w kontakcie z węglem, powoduje ograniczenie aktywności chemicznej (zmniejszenie szybkości utleniania), a także blokowanie porów w węglu przez cząsteczki mineralne zawarte w substancji, czyli zablokowanie dostępu tlenu do powierzchni wewnętrznej węgla.

Uzyskane pozytywne doświadczenia w obniżaniu skłonności węgla do samozagrzewania pozwala zastosować powyższe rozwiązanie w ścianach o wysokim zagrożeniu pożarami endogenicznymi. Działania takie pozwolą na bezpieczną eksploatację i likwidację ścian, co jest szczególnie ważnym aspektem przy aktualnie wysokim zagrożeniu pożarowym w kopalniach Polskiej Grupy Górniczej.

Liczba wyizolowanych w ostatnim okresie rejonów ścian ze względu na zagrożenie pożarowe świadczy o tym, iż mimo rozwoju metod wykrywania zagrożenia pożarowego
i stosowania zaawansowanej prewencji pożarowej, wciąż występują braki w odpowiednio wczesnym rozpoznaniu tego zagrożenia oraz skuteczności podejmowanych działań. 

Implementacja wyżej opisanego rozwiązania miała miejsce dzięki realizacji projektu „Organizacji Uczącej się”, w ramach której powołano do istnienia zespół „zagrożenia górnicze”, złożony z inżynierów i ekspertów branży górniczej poszczególnych kopalń dla wdrażania nowatorskich projektów zwiększających bezpieczeństwo pracy górniczej oraz zapewniających ciągłość produkcji.

Autor: Leszek Sobik

Jedną z podstawowych metod oceny, monitorowania i prognozowania stanu zagrożenia tąpaniami w polskich kopalniach jest sejsmologia górnicza. Ideą metody jest ciągła obserwacja aktywności sejsmicznej towarzyszącej prowadzonej eksploatacji górniczej, realizowana w oparciu o specjalistyczną aparaturę rejestrującą współpracującą z siecią dołowych czujników pomiarowych. Metoda pozwala określać wielkość zagrożenia tąpaniami oraz śledzić jego zmiany w trakcie prowadzenia eksploatacji. Na Ruchu Ziemowit KWK Piast-Ziemowit wprowadzono szereg innowacyjnych rozwiązań wpływających na poprawę jakości obserwacji i informatywności metody sejsmologicznej, wykraczających poza podstawowe standardy prowadzenia obserwacji sejsmologicznych.

W celu zapewnienia maksymalnej wykrywalności zjawisk sejsmicznych oraz dokładności lokalizacji rejestrowanych wstrząsów, stworzono tzw. oddziałowe sieci sejsmologiczne, dedykowane obserwacji konkretnych ścian, składające się z dodatkowych kilku lub kilkunastu stanowisk pomiarowych rozmieszczonych w bezpośrednim otoczeniu pola wybieranej ściany. Projektowane specjalnie w tym celu sieci, bazują na nowoczesnej
64-kanałowej aparaturze sejsmologicznej typu SOS oraz zastosowaniu sond geofonowych, zapewniających większą niż w przypadku klasycznych sejsmometrów mobilność i elastyczność instalacji. Elementem składowym sieci oddziałowych są stanowiska mierzące maksymalne amplitudy prędkości drgań cząstek górotworu (tzw. sondy PPV), pozwalające na bieżącą ocenę ewentualnego niekorzystnego dynamicznego oddziaływania wstrząsów na wyrobiska górnicze, a tym samym na bezpieczeństwo zatrudnionej w nich załogi.

Dopełnieniem stosowanych na Ruchu Ziemowit rozwiązań z zakresu poprawy jakości obserwacji sejsmologicznych jest połączenie dołowej sieci sejsmologicznej z siecią czujników rozmieszczonych na powierzchni. Zapisy z czujników wykorzystywanych do monitoringu oddziaływania wstrząsów na powierzchnię terenu, po wprowadzeniu odpowiedniej synchronizacji czasowej z aparaturą SOS (w tym celu wykorzystano system GPS) umożliwiają określenie głębokości wstrząsów górniczych, a tym samym ich pionowej odległości od eksploatowanych pokładów.

Wprowadzone rozwiązania umożliwiają wykonywanie zaawansowanych analiz sejsmiczności, takich jak tomografia pasywna do prognozowania zagrożenia tąpaniami i sejsmicznego oraz wyznaczanie parametrów mechanizmów ognisk wstrząsów górniczych w celu rozeznania natury i charakteru aktywności sejsmicznej towarzyszącej prowadzonej eksploatacji.

Autorzy: Grzegorz Śladowski, Adrian Gołda

Stacja spełnia funkcję:

• filtra,
• odmulnika,
• sita zabezpieczającego,
• zabezpieczenia zainstalowanych urządzeń przed zanieczyszczeniami,
• urządzenia kontrolno-pomiarowego przepływającego przez stację medium.

Woda kopalniana na poz. 500m pozyskiwana jest poprzez rurociąg głównego odwodnienia z pompowni głównego odwodnienia poz. 720m. Na poz. 500m zanieczyszczenia ulegają sedymentacji w chodnikach wodnych, następnie za pomocą pomp zanurzeniowych woda poprzez automatyczną stację filtracyjną dostarczana jest do zbiorników wody czystej, które zasilają poziomy 500m, 690m i 720m w wodę niezbędną na potrzeby technologiczne dołowych urządzeń produkcyjnych.

Działanie stacji polega na automatycznym, zwrotnym czyszczeniu szczelinowych elementów filtracyjnych umieszczonych wewnątrz obudowy. Czyszczenie stacji inicjowane jest automatycznie poprzez sterownik oraz układ pomiarowy, który przetwarza informacje o różnicy ciśnień przed i za stacją filtracyjną, ilości przepływającego medium jak i pracy pomp zanurzeniowych, zasilających zbiorniki wody czystej. Sygnałem wywołującym cykl płukania jest określony poziom spadku ciśnienia lub okres czasu pomiędzy cyklami płukania.

Stanowiska wizualizacji parametrów pracy stacji zlokalizowane w biurze Kierownika Działu Energomechanicznego, Nadsztygarów Mechanicznych ds. Górniczych Wyciągów Szybowych i Głównego Odwadniania,  Nadsztygarów Elektrycznych oraz Głównego Mechanika ds. Obiektów Podstawowych, pozwalają na kontrolę pracy stacji, zdalne sterowanie oraz określanie parametrów pracy stacji.

Dzięki zastosowaniu stacji filtracji w KWK Murcki-Staszic  możliwe jest odzyskiwanie wody kopalnianej, a tym samym wyeliminowanie postojów i awarii spowodowanych dostawaniem się do urządzeń dołowych nieczystości, co ma bezpośredni wpływ na ciągłość produkcji.