Partner serwisu

Od wózków do wozideł, czyli z historii wprowadzania transportu samochodowego do procesów wydobywczych w górnictwie skalnym cz. II

Kategoria: Maszyny i urządzenia

Jeszcze w latach 50. ubiegłego stulecia załadunek urobku odbywał się ręcznie, na wózki. Obecnie do transportu w kamieniołomie wykorzystuje się wielotonowe wozidła, naszpikowane elektroniką… Prześledźmy tę jakże ciekawą drogę, którą pokonały pojazdy pracujące w polskich kopalniach. W części I opisano transport w latach 50., 60., i pierwszej połowie 70. ub. w.

 Od wózków do wozideł, czyli z historii wprowadzania transportu samochodowego do procesów wydobywczych w górnictwie skalnym cz. II

 W połowie lat siedemdziesiątych XX w.

    Zapotrzebowanie odkrywkowego górnictwa skalnego na pojazdy samochodowe dotyczyło głównie jednostek 20 i 40-tonowych. Popyt ten znajdował uzasadnienie w zmianie struktury wielkości kopalń oraz wprowadzeniu większych i wydajniejszych koparek produkcji czeskiej.
    Wskazywano, że zapotrzebowanie na samochody technologiczne nie może być – jak dotychczas – pokrywane wyłącznie importem. Rodzimy przemysł motoryzacyjny powinien w pierwszej kolejności przystosować do transportu kopalnianego i uruchomić produkcję 20-tonowej wywrotki. Do celów adaptacji rozważano model Jelcza – Steyr’a W-640, produkowanego wtedy w Jelczu-Laskowicach w kooperacji z firmą Steyr (prace w tym zakresie prowadził Poltegor wspólnie z Centralnym Ośrodkiem Badawczo-Rozwojowym Transportu Budownictwa „Transbud” w Warszawie). Nowy model miał charakteryzować się zmienioną w stosunku do modelu seryjnego konstrukcją, w szczególności:
• wzmocnioną ramą,
• jednostronnym, tylnym wyładowaniem,
• wzmocnioną skrzynią,
• zabezpieczoną kabiną kierowcy.
    Uruchomienie produkcji 20-tonowej wywrotki było w latach 70. zadaniem szczególnie ważnym z uwagi na istniejącą strukturę wielkości kopalń (przewaga kopalń średniej wielkości, o wydobyciu do 1 mln ton/rok) i wielkości posiadanych wtedy maszyn załadowczych oraz prognozowanych perspektywicznie.

Fot. 1. Samochód ciężarowy Jelcz–Steyr W-640

    W odniesieniu do ówczesnych rozwiązań konstrukcyjnych kopalnianych samochodów technologicznych, prowadzone analizy wymieniały także korzystne charakterystyki techniczne, które posiadały pojazdy marki Steyer. Jelczańskie Zakłady Samochodowe, w związku z zawartym kontraktem licencyjno-kooperacyjnym z firmą Steyer-Daimler-Puch, miały produkować między innymi  nowoczesne wywrotki dużej ładowności. Celowym stało się podjęcie działań nad opracowaniem specjalizowanej konstrukcji wozidła i przebadanie jej pod kątem przydatności dla potrzeb krajowego górnictwa surowców skalnych. Ponadto wskazywano na możliwość podjęcia licencyjnej produkcji samochodów o ładowności 30 i 40 ton. Przy zakupie licencji brano pod uwagę ofertę firmy Kockums (Szwecja), bowiem badania techniczne samochodu Kockums 442 potwierdziły jego wysokie walory techniczno-eksploatacyjne.
    Szybki rozwój przemysłu i budownictwa w kraju powodował potrzebę rozbudowy bazy surowcowej w zakresie wydobycia materiałów skalnych. Rozwój ten wiązał się nierozerwalnie z koniecznością optymalizacji procesów transportu technologicznego, stanowiącą integralną część procesu wytwarzania materiałów budowlanych. Wymagania określające potrzeby w transporcie surowców  skalnych narzucały pewien standard wyposażenia pojazdu technologicznego. Uważano, że pojazd taki powinien się charakteryzować dużą zdolnością przewozową, dobrymi własnościami dynamicznymi, ekonomicznością eksploatacji, jak i wyposażenia w mechanizmy gwarantujące bezpieczeństwo i odpowiednie warunki pracy dla kierowców. 
    Wskazywano wtedy, że najbardziej korzystne parametry techniczno-eksploatacyjne dla pojazdów mających zastosowanie w górnictwie skalnym, a dotychczas nieeksploatowanych w kraju, mają: MAN 26256 DF 5175 produkcji RFN, o ładowności 22 ton i mocy 256 KM, FAUN K-80 (RFN) o ładowności 80 ton i mocy 1000 KM, DAF 32320 DK (Austria), o ładowności 24 ton i mocy 320 KM, czy Tatra 815-S1 produkcji CSRS, o ładowności 20 ton i mocy silnika 256 KM. Pojazdy te posiadają stosunkowo wysokie wskaźniki wykorzystania mocy, co zapewnia im dobre własności dynamiczne i umożliwia pokonywanie wzniesień, jak też i wysokie wskaźniki ładowności, co znacznie zwiększa rentowność transportu. Podkreślano, że są to produkty firm o wieloletnich tradycjach produkcyjnych i wysokim poziomie światowym w rozwiązaniach konstrukcyjnych. Ponadto posiadają wysoki stopień unifikacji poszczególnych części, podzespołów i zespołów, co wpływa na obniżenie kosztów eksploatacji.

Fot. 2. Samochód technologiczny Kokums 442

    COBRTB „Transbud” przeprowadził badania eksploatacyjne pojazdów samochodowych w warunkach typowych dla pracy w kopalniach odkrywkowych. Spośród pojazdów samowyładowczych już eksploatowanych w górnictwie odkrywkowym, po analizie parametrów techniczno-eksploatacyjnych w odniesieniu do warunków pracy taboru w kopalniach odkrywkowych, przeprowadzono badania dla następujących pojazdów:

 Maz 503B o ładowności dopuszczalnej 8 t, produkcji ZSRR:
• Kraz 256B o ładowności 12 t, produkcji ZSRR,
• Tatra 148 S-1 o ładowności 13 t, produkcji CSRS,
• Tatra 180-TD 10 o ładowności 20 t, produkcji
CSRS,
• Biełaz 540A o ładowności 27 t, produkcji ZSRR.

    Wykonano również badania pojazdów, które nie były użytkowane w transporcie technologicznym w górnictwie odkrywkowym, a dzięki posiadanym parametrom technicznym mogły by być eksploatowane.
W grupie tej były następujące pojazdy:
• Ursus ciągnik C-385 t przyczepa W-010 o ładown.10 t, produkcja Polska (sic!),
• Berliet Multibanes GBH 12 o ładowności 12 ton, produkcja Francja,
• Berliet GBM-12 6x6 o ładowności 15,6 t, produkcja Francja,
• Jelcz-Steyr W-640 o ładowności 18 t, produkcja Polska,
• Kockum 442 o ładowności 32 t, produkcja Szwecja.

 Pisano wtedy:
Opierając się na wynikach badań przeprowadzonych przez COBRTB „Transbud” stwierdzono, że pojazdy takie jak: Jelcz-Steyr W-640, Berliet GBH-12 6x6, a szczególnie  Tatra 148 S1 i Biełaz 540A oraz Kockum 442 nadają się do pracy w terenie wyrobisk kamieniołomów skalnych, wykazując na bardzo dobre zdolności poruszania w trudnych warunkach i przy pokonywaniu nierówności terenu, przy relatywnie dużej prędkości eksploatacyjnej. Zastosowane wielkości prześwitów pod mostami umożliwiają swobodne poruszanie się w okolicy urządzenia załadunkowego przy rozrzuconych odłamkach skalnych.
        

Fot. 3. Samochód ciężarowy Tatra 148-S1, następca Tatry 138-S1

    Pojazd Tatra 148-S1, wykorzystując wszystkie możliwości techniczne, jak napęd 6x6, blokadę mechanizmów różnicowych lub reduktor, był w stanie pokonać każdy teren na trasie od urobiska spod koparki do leja zsypowego kruszarki. Uchodził w tamtych latach za samochód szybki i wytrzymały, wykazując pełną efektywność hamowania przy jeździe na dużych spadkach z pełnym obciążeniem. Jazda na dużych wzniesieniach rzędu 6% nie powodowała przegrzania się silnika. Pojazd odznaczał się dobrymi parametrami skrętu, które umożliwiały pełną operatywność w terenie o ograniczonej powierzchni, szybkie i sprawne podstawianie się pod załadunek i wyładunek. Wspomaganie układu kierowniczego ułatwiało przy tym prace kierowcy. Badany pojazd Kockum 442, dzięki nowoczesnej konstrukcji i zastosowaniu 365 KM silnika, miał wysoki wskaźnik wykorzystania mocy, równy 6,63 KM/t ciężaru  całkowitego – wykazywał więc dobre własności trakcyjne na trudnym terenie kopalni odkrywkowych. Odczuwalnym mankamentem w pracy pojazdów był brak blokady mechanizmu różnicowego, co w czasie złych warunków atmosferycznych powodowało częściowy poślizg kół przy jeździe pod górę, lub ruszania z miejsca na śliskiej nawierzchni. Pojazdy: Maz 503B i Kraz 256B, przy dość dobrych własnościach poruszania się po terenie wyrobisk kamieniołomów skalnych, miały duży stopień usterkowości, a sam Kraz 256B miał ponadto małą zwrotność.
    Wyróżniającą zaletę posiadał samochód Biełaz 540A, który wykazywał się ogrzewaniem spalinami wydechowymi przednich i bocznych burt skrzyni ładunkowej, co umożliwiało mu sprawną pracę w niskich temperaturach.
    Pojazd Jelcz-Steyr W-640 wykazał dobrą zdolność poruszania w specyficznych warunkach pracy w kopalnictwie skalnym, udoskonaleń wymagało wzmocnienie skrzyni ładunkowej oraz zwiększenie ogumienia na wymiar 12-20”. W wyniku przeprowadzonej analizy techniczno-ekonomicznej stwierdzono, że samochody Tatra 14851 oraz Biełaz 540A wykazują najlepsze wskaźniki techniczno-ekonomiczne w pracy w transporcie technologicznym (tj. współczynnik wykorzystania przebiegu pojazdu, koszt 1/tkm zł).
    W prowadzonych analizach wskazywano, że z taboru technologicznego należy dążyć do wyeliminowania tych pojazdów, które nie osiągają założonych parametrów techniczno-eksploatacyjnych, a jednocześnie nie wykazują najlepszych wskaźników ekonomicznych. Do grupy tej zaliczono samochody Maz 503B, Kraz 256B oraz Tatra
180 TD-10.

Fot. 4. Samochód ciężarowy MAZ 503

    Biorąc pod uwagę dążność do zmiany struktury wielkości kopalni na rzecz zwiększenia udziału kopalni dużych (o wydobyciu ponad 2 mln ton rocznie), szczególnie zaakcentowano potrzebę wyposażenia zakładów w tabor technologiczny o dużej, lub wielkiej ładowności. Nadmieniano, że pojazdami, które mogłyby pracować w takich zakładach, są: Biełaz 540A oraz przewyższający go pod względem osiąganych wskaźników techniczno-eksploatacyjnych szwedzki samochód Kockums 442. Podobną tendencję zaobserwowano w krajach wysoko rozwijających, gdzie w dużych kopalniach stosowano pojazdy o nośności 100, 150 nawet 350 ton, np. samochód Terex Titan produkcji General Motors [5].

 Z analiz doboru wozidła dla kopalni odkrywkowej
    W miarę wzrostu wydobycia w kopalniach odkrywkowych surowców skalnych, pojawił się szereg analiz doboru pojazdów do przewozu technologicznego pod względem ich ładowności, zależnej od szeregu czynników wynikających tak z charakterystyki kopalni, jak jej wielkości (wyrażonej wielkością rocznego wydobycia), a także ilości i wielkości pracujących w niej koparek oraz długości drogi transportowej. Właściwe zestawienie współpracy koparka-samochód było jednym z warunków prawidłowej pracy kopalni przy przewożeniu surowców skalnych od wyrobiska do kruszarki. Zestaw tych maszyn musiał być tak dobrany, aby każda z nich była w ciągłym procesie produkcyjnym w pełni wykorzystana, tzn. ani koparka, ani pojazd nie powinny mieć zbędnych przestojów w czasie pracy w oczekiwaniu na maszynę współpracującą.
    Opracowano ogólne wytyczne, jakimi należało się kierować przy doborze pojazdu przeznaczonego do pracy w kopalnictwie skalnym. Wskazano, iż należy kierować się następującymi wytycznymi:
    Pod względem rozwiązań konstrukcyjnych pojazd powinien mieć wskaźnik ładowności wyrażony stosunkiem ciężaru ładunku do ciężaru własnego pojazdu w granicach 1,2-1,5 dla uzyskania odpowiedniej wytrzymałości i wydajności pojazdu. Mieć możliwie dużą średnicę kół oraz maksymalnie duże prześwity poprzeczne i podłużne do pokonywania nierówności terenu. Mechanizm różnicowy tylnego mostu musi mieć łatwo włączoną blokadę, umożliwiającą poruszanie się po śliskiej drodze, a opony powinny mieć bieżnik terenowy ukształtowany skośnie jednokierunkowo, dla uniknięcia bocznych poślizgów. Światła pojazdu – zgodne z wymaganiami Kodeksu Drogowego, a ponadto osłonięte siatką zabezpieczającą przed stłuczeniem. Pojazd musi mieć układ wspomagania kierownicy umożliwiający łatwość prowadzenia i skuteczną manewrowość. Konstrukcja skrzyni ładunkowej musi być wytrzymała, tak aby wytrzymać zrzuty ładunku surowca skalnego ważącego 1/4 nośności pojazdu z wysokości ok. 1 m, jak również wytrzymać przewóz po nierównościach skalnych przy pełnym obciążeniu, z szybkością 10-20 km/ godz. Skrzynia powinna być przechylna do tyłu, bez tylnej ściany otwieranej, lecz jedynie z właściwie ukształtowaną podłogą, dla umożliwienia łatwego wyładunku dużych brył skalnych; zalecane jest ponadto ogrzewanie skrzyni ładunkowej, uniemożliwiające zamarzanie ładunku przy niskich temperaturach. Kabina kierowcy musi mieć dobrą widoczność, wentylację i ogrzewanie.
    Pod względem zabezpieczenia możliwości eksploatacyjnych: silnik pojazdu powinien bez przegrzewania się wytrzymać jazdę pod górę z pełnym ładunkiem, po drodze o wzniesieniu ok. 10% na długości 3 km, przy temperaturze otoczenia do 30°, jak również być uruchamiany przy użyciu własnych akumulatorów przy temperaturze otoczenia - 15°C.
    Cały pojazd i jego zespoły powinny pracować prawidłowo w przeciągu całego okresu międzynaprawczego w czasie minimalnie 10 tys. mtg (motogodzin), przy nakładach na obsługę techniczną nie większą niż 40 rbg (roboczogodzin) na 100 mtg. Obsługa pojazdu powinna być stosunkowo prosta, a konstrukcja nośna pojazdu i skrzyni ładunkowej winna wytrzymać bez uszkodzeń cały okres międzynaprawczy. Czas wywrotu skrzyni (z pełnym ładunkiem) nie powinien być dłuższy niż 0,5 min dla osiągnięcia krótkich cykli przewozowych, dobrą zdolność manewrowania pojazdu, przy maksymalnym promieniu zawracania do 9 m oraz właściwym przyspieszeniem pojazdu osiągalnym przy wskaźniku mocy równym min. 7,8 KM na tonę ciężaru całkowitego. Pojazd musi mieć możliwość zwichrowania osi kół do ± 15° dla pokonania nierówności terenowych, a jego maksymalna prędkość do 40 km/godz. przy pełnym obciążeniu.

Fot. 5. Samochód technologiczny Biełaz 540A i koparka Skoda E-302

    Rozwój transportu technologicznego w kopalniach surowców skalnych uwarunkowany jest tak doborem jakościowym, jak i ilościowym. Zabezpieczenie ilościowe możliwe jest do osiągnięcia poprzez rozwój krajowej produkcji, względnie kooperacji w tym zakresie z firmami zagranicznymi bądź też sprowadzenia specjalistycznych samochodów z importu. W wyniku kompleksowego rozeznania przeprowadzonego przez Główne Biuro Studiów i Projektów Zaplecza Technicznego Motoryzacji na temat możliwości pokrycia potrzeb górnictwa odkrywkowego w zakresie transportu technologicznego do roku 1990, przewiduje się zapotrzebowanie roczne na ok. 45 sztuk samochodów klasy 15 ton oraz ok. 45 sztuk samochodów klasy 30 ton. Zaplanowana krajowa produkcja samochodów klasy 15 ton (Jelcz-Steyr 17/19 t) będzie zabezpieczała zapotrzebowanie w ilości ok. 80%. Zalecany kierunek możliwości zaopatrywania się w samochody klasy 15 ton powinien iść alternatywnie w dwóch kierunkach.
    Pierwszym kierunkiem jest możliwość stopniowego przejścia na typ krajowy Jelcz-Steyr, co jeszcze w większym stopniu poprawiłoby sytuację w dziedzinie obsługi i zaopatrywania w części zamienne. Jednocześnie ułatwiłoby to możliwość zintegrowania zaplecza obsługowonaprawczego kopalnictwa odkrywkowego z zapleczem Transbudu, który będzie powiększał stan posiadania tego typu pojazdów z uwagi na to, że jest on pojazdem drogowym o największej nośności i będzie posiadał krajowe zaplecze techniczne.
    Drugim kierunkiem jest pokrycie zapotrzebowania na samochody klasy 30 ton, który proponuje się osiągnąć dwoma możliwościami:
• poprzez rozszerzenie zakresu istniejącej już współpracy kooperacyjnej ze szwedzką firmą Kockums, która obecnie obejmuje typy klasy 16 i 25 ton – o nowy typ 32-tonowy. Dotychczasowa eksploatacja 20 sztuk typu Kockums 442, czyli 32-tonowego pojazdu, ma bardzo  pozytywną ocenę techniczno-ekonomiczną przy pracy w kopalnictwie skalnym.
• poprzez dokonanie próby (po szczegółowym rozeznaniu technicznych i produkcyjnych możliwości) rozwinięcia specjalizowanej krajowej produkcji na bazie produkowanej ładowarki Ł-34 z kombinatu Stalowa Wola.
    Ważnym czynnikiem zabezpieczającym rozwój transportu technologicznego w kopalnictwie skalnym przemysłu wapienno-cementowego jest utrzymanie środków transportowych w gotowości eksploatacyjnej od strony technicznej, czyli planowo-zapobiegawczej obsługi technicznej i naprawy pojazdów samochodowych.[…]
    W rejonach kopalni odkrywkowych, ze względów ekonomicznych, celowym jest tworzenie optymalnych gospodarstw (sic!) samochodowych, odpowiednio rozmieszczonych terytorialnie, które będą świadczyły usługi przewozowe w pełnym zakresie dla kopalnictwa odkrywkowego i budownictwa. Tworzenie takich jednostek powinno nastąpić po dokładnym przeanalizowaniu różnych wariantów rozwiązań nowego gospodarstwa pod względem lokalizacji, systemu przewozów łącznie z doborem środków transportu i zaplecza technicznego. Rozwój integracji w pierwszym etapie byłby częściowy i obejmowałby zaplecze techniczne, gdzie jednostki „Transbudu” świadczyłyby tylko usługi na rzecz kopalnictwa w zakresie przeglądów i napraw taboru samochodowego.
    W drugim etapie nastąpiłaby integracja całkowita, w wyniku której przedsiębiorstwa „Transbudu” przejęłyby  całkowicie cały transport kopalnictwa, łącznie za zapleczem technicznym i załogą.
    Na podstawie szczegółowego rozeznania i przeprowadzonych analiz badawczych dotyczących pracy przewozowej w kopalniach odkrywkowych surowców skalnych można stwierdzić, że wskaźniki ich wykorzystania oraz gotowości technicznej są bardzo niskie.
    Czynniki ograniczające oraz hamujące rozwój transportu i zaplecza technicznego wynikają z następujących przyczyn: ekonomicznych, tj. ograniczenia wydatków na inwestycje obiektów obsługowo-naprawczych i wyposażenia technologicznego, jak również niedostatecznej ilości prac badawczych i technologiczno-organizacyjnych, na które składają się: niedostateczna ilość ogólnego i specjalistycznego wyposażenia technologicznego do obsług, napraw bieżących oraz diagnostyki poszczególnych typomarek pojazdów, brak efektywnej organizacji transportu wynikającej z nieodpowiednio dobranych środków transportowych, jak również złego stanu dróg, a także deficyt odpowiednio wyszkolonej kadry i siły roboczej.

Fot. 6. Samochód technologiczny Biełaz na wyrobisku w KW Czatkowice

    Wdrażając zalecenia i wnioski wynikłe z pracy pt.: „Kryteria techniczno-ekonomiczne doboru samochodów do transportu technologicznego w kopalniach surowców skalnych” powinno uzyskać się właściwy kierunek rozwoju
środków transportowych, osiągając następujące efekty:
• gruntowną modernizację i ujednolicenie taboru technologicznego odnoszącego się do paru najbardziej przydatnych pojazdów do pracy w górnictwie odkrywkowym takich jak Tatra 148S1, Kockums 442 czy Biełaz 540A,
• bardziej racjonalną organizację pracy w procesach transportowych. Lepsze wykorzystanie pojazdów technologicznych na terenach kopalni poprzez odpowiedni dobór pojazdu do koparki i kopalni w zależności od jej rocznego wydobycia, znaczne oszczędności na skutek przestrzegania ekonomicznie opłacalnych okresów eksploatacji taboru.
    Wprowadzając integrację w transporcie samochodowym kopalnictwa z transportem samochodowym „Transbudu” powinno uzyskać się następujące efekty:
• zmniejszenie pracochłonności przy obsługach i naprawach pojazdów, ze względu na wyższy wskaźnik wyposażenia technologicznego, bardziej racjonalną organizację pracy i prawidłowe procesy naprawcze,
• zmniejszenie ilości napraw, lepsze wykorzystanie obsług i przeglądów na skutek wprowadzenia na szerszą skalę metod diagnostycznych, co w efekcie prowadzić będzie do zwiększenia wskaźnika gotowości technicznej,
• zwiększenie pracy przewozowej ze względu na wyższą gotowość techniczną pojazdów, lepiej zorganizowany transport oraz lepsze wykorzystanie taboru przez tworzenie optymalnych gospodarstw samochodowych [6]”.

 W kolejnej części – jak kwestia transportu urobku wygląda obecnie.

Autorzy: prof. zw. dr hab. inż. Artur Bęben, mgr inż. Przemysław Bodziony – AGH Kraków

Artykuł został opublikowany w magazynie "Surowce i Maszyny Budowlane" nr 2/2011

 

 

 

 

 

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ