Bezpieczeństwo eksploracji kopalin użytecznych metodą odkrywkową jest zagadnieniem zbyt obszernym, aby można było pokusić się na jego przedstawienie w formie jednej monografii. Niniejsze opracowanie porusza jedynie wybrane aspekty tego zagadnienia i związane z tym niektóre problemy naukowe i techniczne, a mianowicie: stany awaryjne i katastrofalne maszyn podstawowych, zagrożenia hydro- i geotechniczne oraz zagrożenia pożarowe. Historia odkrywkowej eksploatacji węgla brunatnego w Polsce zna wiele przypadków, w których stany awaryjne lub zagrożenia doprowadziły do poważnych uszkodzeń maszyn, a nawet katastrof.
Książka została napisana z myślą o nowym pokoleniu inżynierów i techników górników, mechaników i elektryków, a także studentów wydziałów mechanicznych i górniczych politechnik rozpoczynających swoją przygodę eksploatacyjną lub projektowo-konstrukcyjną w kopalniach odkrywkowych. Nie ma zatem żadnego znaczenia, w której kopalni pojawił się określony stan awaryjny lub zagrożenie. Znacznie ważniejsza jest przyczyna awarii, jej dokładne rozpoznanie i analiza. Znajomość przeszłości pozwoli - być może - uniknąć podobnych zagrożeń w przyszłości.
Z myślą o przyszłych, młodych kadrach inżynierskich zamieszczono tu również przykłady prowadzonych badań wytrzymałościowych i eksploatacyjnych oraz wprowadzenie do diagnostyki maszyn podstawowych. Systematycznie prowadzone obserwacje wytężenia konstrukcji nośnej, w zależności od wielkości obciążenia zewnętrznego, zdecydowanie zapobiegają pojawianiu się stanów zagrożenia. Umożliwiają likwidację niebezpiecznych rezonansów oraz zmniejszają skutki obciążeń o charakterze udarowym.
Spis treści:
Wprowadzenie
1. Prolegomena
2. Proces urabiania koparkami wielonaczyniowymi
2.1. Inżynieria eksploatacji
2.1.1. Maszyna
2.1.2. Otoczenie
2.1.3. Człowiek
2.1.4. Jakość procesu eksploatacji
2.2. Model deterministyczny obciążenia zewnętrznego
2.3. Stany niestabilne
2.3.1. Obciążenia udarowe
2.3.2. Zagrożenia rezonansowe
2.3.3. Wpływy geotechniczne
2.3.4. Siły masowe. Bezwładność
2.4. Model statystyczny obciążenia zewnętrznego
2.4.1. Aproksymacja statystycznych rozkładów obciążeń
3. Awarie z powodu niedoskonałości rozwiązań konstrukcyjnych
3.1. Ustroje nośne nadwozi maszyn
3.1.1. Koparka kołowa SRs-1200
Zniszczone nadwozie i wysięgnik koła czerpakowego
3.1.2. Koparka łańcuchowa D-1120
Katastrofa nadwozia i podwozia
3.1.3. Koparka kołowa SchRs-1200
Katastrofa nadwozia
3.1.4. Koparka kołowa SRs-2400
Katastrofa nadwozia
3.1.5. Koparka kołowa SchRs-350
Katastrofa nadwozia
3.1.6. Zwałowarka As-1120
Katastrofa nadwozia i podwozia
3.1.7. Zwałowarka ARs.P-6500
Złamana oś zawieszenia konstrukcji mostu podającego
3.1.8. Koparka kołowa SRs-1200
Złamany żuraw remontowy
3.1.9. Koparka łańcuchowa Ds-1120
Złamany żuraw remontowy
3.1.10. Koparka kołowa SRs-2000
Pęknięcie konstrukcji wysięgnika koła czerpakowego
3.2. Przesypy urobku
3.2.1. Zwałowarka A2Rs.B-5000
Złamanie wysięgnicy podawarki - przypadek I
3.2.2. Zwałowarka A2Rs.B-5000
Złamanie wysięgnicy podawarki - przypadek II
3.2.3. Zwałowarka A2Rs.B-5000
Złamanie wysięgnicy podawarki - przypadek III
3.2.4. Zwałowarka As-50.12
Przechyl nadwozia o 15°
3.2.5. Koparka Rs-560
Uszkodzenie kolumny wysięgnicy nadwozia
3.2.6. Koparki ERs-710
Złamany wysięgnik załadowczy
3.2.7. Koparka SchRs-800
Złamany wysięgnik załadowczy
3.2.8. Zwałowarka ARs.B-2500/4000
Złamany wysięgnik zwałujący
3.3. Dźwigary pierścieniowe i portale
3.3.1. Koparki SchRs-315
Portal podwozia . 178
3.3.2. Koparki SchRs-1200 i SchRs-800
Dźwigar pierścieniowy podwozia
3.3.3. Koparki SRs-1200
Dźwigar pierścieniowy nadwozia
3.3.4. Koparki SRs-1200
Dźwigar pierścieniowy podwozia
3.3.5. Koparka Ds-1120
Portal podwozia
3.3.6. Koparki KWK-1500s
Dźwigar pierścieniowy podwozia
3.3.7. Koparki SchRs-4600.30
Dźwigary pierścieniowe nadwozia i podwozia
3.4. Obciążenia udarowe w koparkach kołowch
3.4.1. Koparka SRs-1200
Deformacja wysięgnika koła czerpakowego - Przypadek I
3.4.2. Koparka SRs-1200
Deformacja wysięgnika koła czerpakowego - Przypadek II
3.4.3. Koparka SRs-1200
Deformacja wysięgnika koła czerpakowego - Przypadek III
3.4.4. Koparka SchRs-4600.30
Zniszczony wal przekładni koła czerpakowego
3.4.5. Koparka SchRs-4000.50
Złamanie belki momentowej
Wyłamanie kół zębatych przekładni głównej
3.4.6. Koparka SchRs-900
Deformacja konstrukcji nadwozia
Odkształcenie belek momentowych napędu głównego
3.4.7. Koparki SchRs-4000.37,5
Pękanie wysięgników koła czerpakowego i masztów
3.5. Układy i mechanizmy zwodzenia wysięgników
3.5.1. Koparka SchRs-1200 - Przypadek I
Wypadanie tulei łożysk bębnów linowych
3.5.2. Koparka SchRs-1200 - Przypadek II
Pęknięty wał zdawczy przekładni
3.5.3. Koparka SchRs-1200 - Przypadek III
Deformacja masztu
3.5.4. Koparka SchRs-315
Katastrofa nadwozia
3.5.5. Koparka SchRs-1200
Katastrofa nadwozia
3.5.6. Koparka SchRs-450
Złamanie trawersy wysięgnika koła czerpakowego
3.6. Analiza awarii z powodu niedoskonałości rozwiązań konstrukcyjnych
4. Awarie z przyczyn eksploatacyjnych
4.1. Awarie eksploatacyjne - różne
4.1.1. Koparka SchRs-800
Zdeformowany wysięgnik załadowczy
4.1.2. Koparka SchRs-350
Złamany wysięgnik załadowczy
4.1.3. Zwałowarka A2Rs.B-5000
Zniszczone połączenie zwałowarki z podawarką
4.1.4. Koparka SchRs-800
Zerwany przeciwciężar z wysięgnika przeciwwagi
4.1.5. Koparka SRs-1200
Zerwane mocowanie łożyska wieńcowego
4.1.6. Zwałowarki As-1120
Zderzenie wysięgników zwałowarek
4.1.7. Koparka SchRs-1200
Złamany dyszel sterowania podwozia
4.1.8. Koparka SchRs-1200
Nadmierny przechyl nadwozia o 13,5°
4.1.9. Koparka SchRs-1200
Odwinięcie się lin zwodzenia wysięgnika koła czerpakowgo
4.1.10. Koparka SchRs-315
Deformacja wysięgnika koła czerpakowego
4.1.11. Koparka SchRs-800
Złamanie wału przekładni mechanizmu zwodzenia wysięgnika koła czerpakowego
4.1.12. Koparka SchRs-800
Odwinięcie lin z bębnów wciągarki zwodzenia wysięgnika koła czerpakowgo
4.1.13. Koparka SRs-1200
Zniszczenie podtorza wodzaka mechanizmu zwodzenia wysięgnika koła czerpakowego
4.1.14. Koparka ERs-710
Przechył wysięgnicy zmiany wysięgu przenośnika załadowczego o 40°
4.2. Wysięgniki zwałowarek
4.2.1. Zwałowarka A2Rs.B-5000
Złamany IV segment wysięgnika zwałujctcego. Przypadek I
4.2.2. Zwałowarka A2Rs.B-5000
Złamany IV segment wysięgnika zwałuj4cego. Przypadek II
4.2.3. Zwałowarka A2Rs.B-5000. Przypadek III
Zniszczony IV segment wysięgnika zwałujctcego
4.2.4. Zwałowarka A2Rs.B-8800
Złamany wysięgnik zwałujctcy
4.2.5. Zwałowarka A2Rs.B-8800
Złamany IV segment wysięgnika zwałującego
4.3. Niestabilność skarp i poziomów
4.3.1. Koparka SRs-1200
Katastrofa nadwozia
4.3.2. Koparka SRs-1200
Zgięty dźwigar podtorza wodzaka
4.3.3. Koparka SRs-1200
Zniszczony wysięgnik koła czerpakowego
4.3.4. Koparka Rs-560
Nadmierny przechył maszyny o 32°
4.3.5. Koparka SRs-1200
Wygięcie wysięgnika koła czerpakowego o 20°
4.3.6. Koparka Ds-1120
Nadmierne pochylenie maszyny o 29°
4.3.7. Koparka SchRs-800
Katastrofa nadwozia
4.3.8. Koparka SchRs-800
Katastrofa nadwozia
4.3.9. Koparka SchRs-315
Złamanie wysięgnika koła czerpakowego
4.3.10. Koparka SchRs-800
Deformacja wysięgnika koła czerpakowego
4.3.11. Koparka SchRs-350
Przesunięcie maszyny parciem masy obsuwa skarpy
4.3.12. Koparka SchRs-1200
Uszkodzenie wysięgnika koła czerpakowego
4.3.13. Koparka Rs-400
Załamanie poziomu roboczego pod gąsienicą - kawerna
4.3.14. Koparka SRs-1200
Zniszczona kabina operatora
4.3.15. Koparka SchRs-900
Zniszczona konstrukcja podwozia
4.3.16. Koparka SchRs-1200
Uszkodzenie wysięgnika koła czerpakowego
4.3.17. Zwałowarka A2 RsB-5000
Zatonięcie podwozi podawarki i zwałowarki
4.3.18. Koparka SchRs-1200
Przesunięcie maszyny ciśnieniem mas obsuwu
4.4. Pożary maszyn
4.4.1. Zwałowarka A2RsB-8800
Przypadek I
4.4.2. Zwałowarka A2 RsB-8800
Przypadek II
4.4.3. Koparka SchRs-4600.50
4.4.4. Koparka KWK-1500s
Przypadek I
4.4.5. Koparka KWK-1500s
Przypadek
4.4.6. Koparka SchRs-4000.37,5
4.4.7. Zwałowarka A2RsB-12500.100
4.5. Analiza awarii z powodu przyczyn eksploatacyjnych
4.5.1. Awarie eksploatacyjne - różne
4.5.2. Zagrożenia pożarowe
4.5.3. Próba palności taśmy przenośnikowej
5. Badania i diagnostyka maszyn podstawowych
5.1. Badania doświadczalne maszyn podstawowych
5.2. Metodyka biernych badań eksploatacyjnych
5.2.1. Czynniki wpływające na trwałość narzędzi skrawających
5.2.2. Wektor mierzalnych parametrów eksploatacyjnych.
Wejście sterujące u(t)
5.2.3. Podstawy teoretyczne badań obciążeń konstrukcji nośnej.
Wektor stanu q(t)
5.2.4. Skalowanie statyczne torów pomiarowych
5.2.5. Skalowanie dynamiczne torów pomiarowych
5.2.6. Wektor mierzalnych wielkości wytrzymałościowych
Wektor obserwacji z(t)
5.2.7. Błędy obserwacji
Wektor zakłóceń losowych w(t)
5.2.8. Analiza statystyczna wyników badań
5.3. Wybrane przykłady badań doświadczalnych
5.3.1. Koparki kołowe SchRs-1200
5.3.2. Koparka kołowa SchRs-900
5.3.3. Koparki kołowe SRs-2000
5.4. Modelowanie rozkładów statystycznych parametrów eksploatacyjnych
5.4.1. Metodyka analizy badań doświadczalnych
5.4.2. Rozkłady wartości ekstremalnych
6. Modernizacja maszyn podstawowych
6.1. Potrzeby modernizacji
6.2. Założenia i efekty
6.2.1. Koparki kołowe KWK-1200M
6.2.2. Koparki łańcuchowe Rs-400
6.3. Dyrektywy dopuszczeniowe maszyn ze względu na bezpieczeństwo
6.3.1. Postanowienia i przepisy ogólne
6.3.2. Zakres zadaniowy
6.3.3. Procedury oceny zgodności dokumentacji i obliczeń
6.3.4. Ocena zgodności procesu wytwarzania z dokumentacji
6.3.5. Ocena zgodności procedur techniczno-ruchowych
6.3.6. Procedury oceny zgodności wyposażenia elektrycznego
7. Wnioski końcowe, czyli co dalej?
7.1. Problemy konstrukcyjne
7.1.1. Obciążenia normatywne
7.1.2. Siły masowe
7.1.3. Niestabilność rezonansowa
7.1.4. Obciążenia udarowe
7.2. Mechanizmy zwodzenia
7.3. Problemy eksploatacyjne
7.3.1. Eksploatacja
7.3.2. Geotechnika
7.3.3. Zagrożenia awaryjne
Bibliografia |
