Current issue

 

 

 

Leszek Kowal, Tomasz Sinka 

MWM Elektro Sp. z o.o.

KOMAG Institute of Mining Technology

Impact of winding drum shell ribbing of a hoisting machine on
its strength and manufacture costs

p. 2-13

A strength analysis of winding drums of hoisting machines, with particular attention paid to an impact of using circumferential ribs on stresses in the drum shell, is presented in the article. The winding drum, used as rope shafting and a load–carrying element of a hoisting conveyance, hung on the rope, is a widespread, historical solution applied successfully even nowadays not only in the case of mine shaft winders but also in many other applications in the industry. Hoisting machines with a rope carrier of this type are used in single – drum and double – drum winders both in shallow shafts as well as in very deep shafts, even up to 3000 m. In the Polish mines their application has been limited significantly in mine shaft winders due to an implementation of more compact hoisting machines with a frictional transmission of motion from the rope shafting onto the rope (Koepe type systems). However, drum machines still find an application, e.g. smaller machines in auxiliary shafts, as machines for shaft inspections and repairs as well as bigger single–drum machines used for shaft–sinking a double–drum machines installed in shallow shafts operating on a few levels.

 

W artykule przedstawiono analizę wytrzymałości bębnów nawojowych maszyn wyciągowych ze szczególnym uwzględnieniem wpływu stosowania żeber obwodowych na naprężenia w płaszczu bębna. Bęben nawojowy stosowany jako pędnia i element nośny naczynia wyciągowego zawieszonego na linie jest rozpowszechnionym
i historycznym rozwiązaniem sprawdzającym się z powodzeniem i dzisiaj nie tylko w górniczych wyciągach szybowych, ale w wielu innych zastosowaniach w przemyśle. Maszyny wyciągowe z tego typu nośnikiem liny są stosowane w maszynach wyciągowych jedno i dwubębnowych w szybach płytkich jak i bardzo głębokich, nawet do 3000 m. W polskich kopalniach ich stosowanie zostało znacznie ograniczone w górniczych wyciągach szybowych na rzecz bardziej zwartych maszyn wyciągowych z ciernym przeniesieniem ruchu z linopędni na linę (systemy typu Koepe). Maszyny bębnowe jednak nadal znajdują swoje zastosowanie np.: mniejsze maszyny
w szybach pomocniczych jako maszyny do prowadzenia rewizji i naprawy szybów, jak również większe maszyny jednobębnowe stosowane przy głębieniu szybów lub maszyny dwubębnowe zabudowywane w płytkich szybach obsługujących kilka poziomów.

Keywords: hoisting machines, winding drum, FEM strength analysis of winding drum   Słowa kluczowe: : maszyny wyciągowe, bęben nawojowy, analiza wytrzymałościowa MES bębnów nawojowych

 

Teodor Costinel Popescu, Alexandru Polifron Chiriță, Ana-Maria Carla Popescu

INOE 2000 - Subsidiary Hydraulics and Pneumatics Research Institute, Romania

Research on the assessment of flow and pressure pulses in oscillating
hydraulic intensifiers

p. 14-23

Some mining activities, such as interventions in the event of accidents, are carried out in narrow spaces, using small (single- or double-acting) hydraulic cylinders to obtain high static (press and squeeze) or dynamic (push and pull) forces. The opposite load of these forces can occur: at the end of the advance stroke; on the entire advance stroke; on both directions. There are two types of pumping units for these cylinders: units with positive displacement pumps and high-pressure hydraulic components, units with positive displacement pumps and low-pressure hydraulic components, plus oscillating pressure intensifiers (miniboosters). The second type, which generates high pressures with low-pressure systems, has the following advantages: lower price, higher energy efficiency and operational safety. The manufacturers of miniboosters do not specify the amplitude and frequency of pulses of pressure oscillators. In order to use these hydraulic pressure intensifiers in dynamic applications specific to mining activities, under conditions of maximum safety, the authors propose a solution for a test stand on which one can determine: flow and pressure pulse characteristics, their influence on the uniform displacement of the load of hydraulic cylinders supplied by pumping units equipped with miniboosters, functional characteristics, in dynamic and stationary modes, of pumping units with embedded miniboosters.

 

Niektóre prace górnicze, takie jak akcja ratunkowa, są wykonywane w wąskich przestrzeniach, przy użyciu małych siłowników hydraulicznych (jednostronnego lub dwustronnego działania), w celu uzyskania dużych sił statycznych (naciskających i ściskających) lub dynamicznych (pchających i ciągnących). Przeciwny zwrot tych sił może wystąpić: po całkowitym wysunięciu tłoczyska; przy dowolnym wysunięciu tłoczyska przy przemieszczaniu tłoczyska w obu kierunkach. Istnieją dwa typy zespołów pompujących dla tych siłowników: z pompami wyporowymi i wysokociśnieniowymi elementami hydraulicznymi, z pompami wyporowymi
i niskociśnieniowymi komponentami hydraulicznymi oraz oscylacyjnymi wzmacniaczami ciśnienia (miniboostery). Drugi typ, który generuje wysokie ciśnienia za pomocą systemów niskociśnieniowych, ma następujące zalety: niższa cena, wyższa efektywność energetyczna i bezpieczeństwo eksploatacji. Producenci minibosterów nie określają amplitudy i częstotliwości impulsów oscylatorów ciśnienia. Aby zastosować te hydrauliczne wzmacniacze ciśnienia w dynamicznych zastosowaniach specyficznych dla działalności górniczej, w warunkach maksymalnego bezpieczeństwa, autorzy proponują koncepcję stanowiska badawczego, na którym można określić: charakterystyki pulsacji przepływu i ciśnienia, ich wpływ na równomierny rozkład obciążenia siłowników hydraulicznych zasilanych przez agregaty pompowe wyposażone w minibostery, charakterystykę funkcjonalną w trybie dynamicznym i stacjonarnym zespołów pompowych z wbudowanymi miniboosterami.

Keywords: low-pressure pumping unit, generation of high pressure, oscillating pressure intensifiers, miniBOOSTER Hydraulics, flow and pressure pulses     Słowa kluczowe: : zespół pompowy niskiego ciśnienia, wytwarzanie wysokiego ciśnienia, oscylacyjne wzmacniacze ciśnienia, MiniBOOSTER Hydraulics, pulsacja przepływu i ciśnienia 

 

Rafał BARON  

KOMAG Institute of Mining Technology

Determination of rare earth elements in power plant wastes

 


p. 24-30

The results of laboratory analyzes determining the share of rare earth elements (REE) in power plant wastes (fly ashes and furnace slag) are presented. The waste material was acquired from power plants located in the Upper Silesian Industrial District. Ashes and slags were analysed in the laboratory using the inductively coupled plasma mass spectrometry method (ICP-MS), aimed at determining the quantitative share of REE in power plant wastes. The results of measurement of rare earth elements content in fly ashes and furnace slags were compared with the literature data, showing some discrepancies in the intensity of valuable elements. On the basis of laboratory analyzes, the economic justification for recovering the valuable elements from the selected material was formulated.




 

Artykuł zawiera wyniki analiz laboratoryjnych, określających udział pierwiastków ziem rzadkich (REE) w odpadach energetycznych (popioły lotne i żużle paleniskowe). Materiał odpadowy pozyskany został z elektrowni znajdujących się na terenie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego. Analizy laboratoryjne popiołów oraz żużli przeprowadzono metodą spektrometrii mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP‑MS), mające na celu określenie ilościowego udziału REE w odpadach energetycznych. Wyniki pomiarów zawartości pierwiastków ziem rzadkich w popiołach lotnych i żużlach paleniskowych porównano z danymi literaturowymi, wykazując pewne rozbieżności w intensywności ich występowania. Na podstawie analiz laboratoryjnych sformułowano ekonomiczne uzasadnienie odzyskiwania cennych pierwiastków z wybranego materiału.

 

Keywords: : rrare earth elements (REE), power industry, power plant wastes, fly ashes, furnace slags   Słowa kluczowe: pierwiastki ziem rzadkich (REE), energetyka, odpady energetyczne, popioły lotne,
żużle paleniskowe

 

Adam Klich, Zygmunt Zuski

AGH University of Science and Technology

Development origin of hoisting equipment for a transportation of
personnel and tourists
in selected shafts of Wieliczka Salt Mine

p. 31-38

The article presents interesting examples of technical activities realized in the past years, having a significant impact on a development of hoisting systems in mines.   An increasing number of visitors to the underground workings of the Wieliczka Salt Mine, including foreign tourists, caused a technical development of the vertical transport devices mainly used by visitors. It should be mentioned that an exploitation of underground seams is not conducted any more, but simultaneously a continuous increase of monumental underground objects availability occurs. There is no doubt about the fact that at the turn of the XX and XXI centuries a number of visitors, including foreign guests increased significantly and at present is reaches about 10 000 visitors per day (till March 2020). Such a situation caused a need of modernizing the transportation system and making considerable investments, ensuring a realization of vertical transport tasks, enabling a presentation of continuously developed and modernized exhibits of the underground mining exposition. However, these changes were mainly oriented onto a modernization of the vertical transport means for visitors. This requirement was met due to a development of cage winders in selected shafts, adapted for these purposes, mainly in the result of technical changes in the existing Daniłowicz Shaft and in the result of implementing an innovative solution in the completely rebuilt Regis Shaft.  As regards the last one, in the place of the former winder with a winding machine, installed on the pit-bank, an innovative solution for the underground mining transport was used. It has been in operation since 2012. It is a passengers-goods hoisting device used so far only in high buildings on the ground and in technical - view towers. The article contains a compact description, giving an image of a certain technical development origin of cage winders - from horse gears to cabin passengers-goods devices.   

 

Wzrastająca liczba zwiedzających podziemia Kopalni Soli w Wieliczce, w tym turystów zagranicznych spowodowała przy zaniku eksploatacji złóż podziemnych, a równocześnie ciągłym rozwojem udostępniania turystom zabytkowych podziemnych obiektów – były powodem istotnego rozwoju technicznego urządzeń transportu pionowego przeznaczonego głównie dla zwiedzających. Niewątpliwie na przełomie XX i XXI wieku liczba ta, w tym także gości zagranicznych znacznie wzrosła, obecnie dochodzi do około 10000 na dobę (do marca 2020 r.). Spowodowało to konieczność modernizacji i znacznych inwestycji zapewniających spełnienie zadań, także w transporcie pionowym, stale rozwijanych i unowocześnianych zasobów podziemnej ekspozycji górniczej. Podstawowym jednak celem tych zmian było unowocześnienie transportu pionowego dla zwiedzających. Spełniono to poprzez rozwój wyciągów klatkowych w wybranych i dostosowanych dla tych celów szybach górniczych, głównie poprzez zmiany techniczne w istniejącym szybie Daniłowicz oraz zastosowanie innowacyjnego rozwiązania w całkowicie przebudowanym szybie Regis. W tym ostatnim w miejsce dawnego wyciągu z maszyną wyciągową zabudowaną na zrębie szybu, zastosowano funkcjonujące od 2012 roku innowacyjne rozwiązanie w transporcie górnictwa podziemnego, to jest urządzenie zjazdowe osobowo-towarowe stosowane dotychczas jedynie w wysokościowych budynkach naziemnych oraz wieżach techniczno – widokowych. Bardzo zwięzły opis stanowiący obraz pewnej genezy technicznego rozwoju wyciągów klatkowych – od wyciągów kieratowych do urządzeń kabinowych osobowo-towarowych stanowi przedmiot niniejszego opracowania.

Keywords: : winder, elevator, tourism, historical salt mine    Słowa kluczowe: wyciąg, dźwig, turystyka, historyczna kopalnia soli  

 

Radu Radoi, Marian Blejan, Alexandru Hristea, Bogdan Tudor

National R&D Institute for Optoelectronics, Subsidiary Hydraulics and Pneumatics Research
Institute INOE 2000-IHP, Romania

Contributions to the modernization of fluid power field by integration
of intelligent equipment

p. 39-47

The article refers to some directions of modernization in the field of hydraulics focusing on digitalization and the transition to intelligent hydraulic equipment and systems. Before exposing the achievements, the authors try to remove some confusion related to digitization and digitalization. The article presents two intelligent equipment designed by IHP, a proportional directional valve and a digital actuator and two intelligent stands, one of servo-valves and one of digital hydraulic cylinders, existing in operation in laboratory and which by the endowment and working procedures represent solutions in the field of intelligent hydraulics.

 

W artykule odniesiono się do wybranych kierunków modernizacji hydrauliki, koncentrując się na cyfryzacji i przejściu na inteligentne urządzenia oraz systemy hydrauliczne. Przed przedstawieniem osiągnięć autorzy artykułu starają się usunąć zamieszanie związane z pojęciami cyfryzacji i digitalizacji. W artykule przedstawiono dwa inteligentne urządzenia zaprojektowane przez IHP, rozdzielacz proporcjonalny i siłownik cyfrowy oraz dwa inteligentne stanowiska, jeden z serwozaworów oraz jeden z cyfrowych siłowników hydraulicznych, stosowane w laboratorium, które ze względu na wyposażenie i procedury robocze są rozwiązaniami inteligentnej hydrauliki.

Keywords: digitization, digitalization, hub, intelligent hydraulics, intelligent hydraulic stands, Industry 4.0   Słowa kluczowe: cyfryzacja, digitalizacja, hub, inteligentna hydraulika, inteligentne stojaki hydrauliczne, Przemysł 4.0

 

Krzysztof Turczyński , Joachim Stępor, Jacek Gerlich 

KOMAG Institute of Mining Technology

Estimation of strength properties of the UWZ-1 device for withdrawing
the powered roof support

p. 48-57

The concept of a device for withdrawal of a powered roof support during the liquidation of a longwall panel is presented. This device is a part of the system developed by KOMAG for the withdrawal of a roof support from a row and its transportation in the liquidated longwall. The suggested solution significantly improves efficiency and safety of this process. The basic parameters of the device, a description of the design and principle of operation are presented. Strength properties of its basic components were estimated, taking into account the way the device operated during the withdrawal of the roof support. The paper describes the problems faced by engineers when designing the non-standard mining device, which is the UWZ-1 device. The advantages of the discussed device are also presented.

 

W publikacji przedstawiono koncepcję urządzenia do wybudowy sekcji obudowy zmechanizowanej w procesie likwidacji ściany wydobywczej. Urządzenie to jest elementem opracowanego w ITG KOMAG systemu do wybudowy sekcji z szeregu i jej transportu w likwidowanej ścianie. Zaproponowane rozwiązanie poprawia w zdecydowany sposób efektywność i bezpieczeństwo tego procesu. Przedstawiono podstawowe założenia urządzenia, opis konstrukcji oraz zasadę działania. Oszacowano właściwości wytrzymałościowe jego podstawowych elementów uwzględniając sposób pracy urządzenia w czasie wybudowy sekcji.
W publikacji opisano problemy z jakimi spotykają się inżynierowie przy projektowaniu konstrukcji nietypowego urządzenia górniczego jakim jest urządzenie UWZ-1. Przedstawiono także zalety jakie posiada przedmiotowe urządzenie.

Keywords: mining industry, liquidation of a longwall panel, powered roof support, withdrawal of the roof support, strength verification   Słowa kluczowe: : górnictwo, likwidacja ściany wydobywczej, sekcja obudowy zmechanizowanej, wybudowa sekcji obudowy, weryfikacja wytrzymałościowa

 

Marek Wojtaszczyk

KOMAG Institute of Mining Technology

25 years of accreditation of the Testing Laboratory at KOMAG Institute
of Mining Technology

p. 58-66

The article presents the 25-year history of accreditation of the Testing Laboratory of the KOMAG Institute of Mining Technology in Gliwice. It describes the process of implementing and applying the management system in accordance with the standards being in force within the years 1995-2020. The article shows the process of changing the standards requirements for the accreditation for testing laboratories. The most important changes in the approach to laboratory activities, which are currently focused on activities that determine their quality, are highlighted. Minimization of documentation is the result of the change in approach to testing activities and competence of the personnel is of key importance. At the same time, the changing requirements for the testing process itself are presented on the example of testing the powered roof supports.

The article describes changes in the testing infrastructure of the Testing Laboratory, both before obtaining accreditation, as well as its development over 25 years of accreditation.

 

Publikacja poświęcona jest 25-letniej historii akredytacji Laboratorium Badań Instytutu Techniki Górniczej KOMAG w Gliwicach. Przedstawiono w niej proces wdrażania i stosowania systemu zarządzania zgodnie z normami obowiązującymi na przestrzeni lat 1995-2020. W artykule pokazano proces zmian norm dotyczących wymagań akredytacyjnych laboratoriów badawczych. Zasygnalizowano najważniejsze zmiany dotyczące podejścia do działań laboratorium, które obecnie są ukierunkowane na działania procesowe decydujące o ich jakości. Wynikiem zmiany podejścia jest minimalizacja dokumentacji, zaś za kluczowe uznaje się kompetencje personelu. Równolegle przedstawiono zmieniające się wymagania dotyczące samego procesu badawczego, na przykładzie badań górniczych obudów zmechanizowanych.

W artykule opisano zmiany dotyczące bazy badawczej Laboratorium Badań, zarówno przed uzyskaniem akredytacji, jak również jej rozwój na przestrzeni 25 lat akredytacji.

Keywords: 

accreditation, standard, testing, test stand, powered roof support

  Słowa kluczowe:  akredytacja, norma, badania, stanowiska badawcze, obudowa zmechanizowana

 

Lilianna Stańczak

KOMAG Institute of Mining Technology

Innovative techniques and technologies for the mining
industry – conclusions from the KOMTECH-IMTech 2020 Conference

p. 67-74

A review of selected papers, presented during the 21st International Scientific-and-Technical Conference KOMTECH-IMTech “Innovative techniques and technologies for the mining industry in the aspect of safety, efficiency and reliability” are described in the article. During twelve conference sessions forty-four papers, concerning work safety in the mining industry, minerals’ extraction systems, state-of-the-art control, monitoring and diagnostic systems of machines and equipment, cyber-security, new solutions of hydraulic systems, new generation, highly efficient haulage assemblies for longwall systems, hoisting machines, a recovery of minerals, preparation systems, an improvement of mining personnel’s qualifications and an internationalization of the Polish circum-mining sector, were presented. Special attention should be paid to the special session oriented onto a presentation of information about a roadway driving technology with use of a Bolter Miner, and also onto debates concerning the mining industry in future as well as a demand for innovations from the future mining industry.

 

W artykule przedstawiono przegląd wybranych referatów wygłoszonych podczas 21. Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej KOMTECH-IMTech „Innowacyjne techniki i technologie dla górnictwa w aspekcie bezpieczeństwa, efektywności i niezawodności”. Podczas dwunastu sesji konferencyjnych zaprezentowano czterdzieści cztery referaty dotyczące bezpieczeństwa pracy w górnictwie, systemów wydobywczych, nowoczesnych systemów sterowania, monitoringu oraz diagnostyki maszyn i urządzeń, cyberbezpieczeństwa, nowych rozwiązań układów hydraulicznych, nowej generacji systemów posuwu wysokowydajnych kompleksów ścianowych, maszyn wyciągowych, odzysku minerałów, systemów przeróbczych, poprawy kwalifikacji pracowników górnictwa oraz internacjonalizacji polskiego sektora okołogórniczego. Na szczególną uwagę zasługuje tematyka sesji specjalnej, ukierunkowanej na prezentację technologii drążenia z zastosowaniem kombajnu urabiająco-kotwiącego Bolter Miner, a także debaty na temat górnictwa przyszłości oraz potrzeby innowacyjności w aspekcie przyszłości górnictwa.

Keywords: conference, mining industry, work safety, innovativeness, mining machines, cyber-security, internationalization   Słowa kluczowe: konferencja, górnictwo, bezpieczeństwo pracy, innowacyjność, maszyny górnicze, cyberbezpieczeństwo, internacjonalizacja