System transportu surowców w kopalni to wieloetapowy łańcuch, w którym urobek przemieszcza się od miejsca wydobycia do zakładu przeróbczego lub dalej do odbiorcy. Nie jest to jedno urządzenie, lecz zespół powiązanych odcinków i maszyn. Awaria jednego ogniwa może zatrzymać cały przepływ materiału.
Jak przebiega transport urobku w kopalni?
Transport kopalniany nie jest jednolity. W kopalni podziemnej i odkrywkowej wygląda inaczej, a dodatkowo zależy od rodzaju kopaliny. Urobek, czyli materiał wydobyty z górotworu, najpierw trafia z przodka lub ściany do odstawy, potem do transportu głównego, a na końcu do zakładu przeróbczego lub odbiorcy.
Dobrze jest patrzeć na ten system jak na łańcuch powiązanych ze sobą ogniw. W układach ciągłych, na przykład przenośnikowych, zatrzymanie jednego odcinka zwykle blokuje przepływ na kolejnych. Dlatego w nowoczesnych kopalniach stosuje się elementy buforowe, które wyrównują chwilowe różnice wydajności.
Urobek to materiał wydobyty z górotworu, nie gotowy produkt. W kopalni podziemnej najczęściej jest to węgiel lub ruda, a w odkrywce kruszywo lub inna kopalina. Dopiero po transporcie i przeróbce staje się produktem handlowym.
Różnicę między dwoma głównymi typami kopalń widać już na poziomie organizacji przepływu materiału.
| Aspekt | Kopalnia podziemna | Kopalnia odkrywkowa |
|---|---|---|
| Główny węzeł transportowy | Podziemne wyrobiska i szyb | Wyrobisko powierzchniowe i zakład przeróbczy |
| Typowe środki transportu | Przenośniki, skip, kolej podziemna | Wozidła, ładowarki, przenośniki taśmowe |
| Docelowy odbiorca urobku | Zakład przeróbczy na powierzchni | Zakład przeróbczy, a potem odbiorca zewnętrzny |
Jak wygląda transport w kopalni podziemnej?
W kopalni podziemnej urobek zwykle pokonuje kilka wyraźnie wyodrębnionych odcinków. Punktem wyjścia jest ściana lub przodek, gdzie materiał zostaje urobiony. Stamtąd trafia do odstawy oddziałowej, która odprowadza go z rejonu wydobycia.
Typowy ciąg można opisać w kilku krokach.
- Przenośnik zgrzebłowy odbiera urobek bezpośrednio przy ścianie lub przodku.
- Odstawa oddziałowa prowadzi materiał do zbiornika retencyjnego.
- Zbiornik retencyjny wyrównuje chwilowe różnice wydajności między wydobyciem a transportem głównym.
- Przenośniki taśmowe transportu głównego prowadzą urobek w kierunku szybu.
- W szybie urobek przeładowuje się do skipu, a wyciąg szybowy wynosi go na powierzchnię.
- Na powierzchni kolejny transport przekazuje urobek do zakładu przeróbczego.
Zbiornik retencyjny pełni tu funkcję bufora operacyjnego. Gdyby wydobycie chwilowo przyspieszyło albo transport główny na moment się zatrzymał, urobek może zostać w zbiorniku i nie blokuje odstawy oddziałowej. To zwiększa odporność całego systemu na krótkie zakłócenia.
W systemach ciągłych, na przykład opartych na przenośnikach taśmowych, zatrzymanie jednego urządzenia często blokuje cały ciąg odstawy. Bufor ogranicza skutki krótkich przestojów, ale nie zastąpi zapasowej drogi transportu.
Jak działa transport w kopalni odkrywkowej?
W odkrywce urobek nie musi pokonywać pionowego szybu, ale odległości i masy bywają duże. Transport zwykle obejmuje trzy główne zadania. Pierwsze to przewóz z wyrobiska do zakładu przeróbczego, drugie to transport wewnątrz zakładu, a trzecie to wywóz produktu do odbiorcy lub na składowisko.
W zależności od rodzaju kopaliny i wielkości zakładu do przewozu z wyrobiska używa się wozideł technologicznych, ładowarek albo przenośników taśmowych o dużej wydajności. Wewnątrz zakładu produkt przemieszcza się zazwyczaj przenośnikami lub systemem koryt i przesypów, a dalej trafia na transport zewnętrzny.
Jakie urządzenia odpowiadają za transport urobku?
W całym systemie występują urządzenia o różnych funkcjach. Część z nich pracuje w sposób ciągły, a część działa jako transport przerywany. Te różnice mają znaczenie, bo wpływają na podatność systemu na przestoje.
Najważniejsze urządzenia można podzielić według miejsca, w którym zwykle pracują.
| Urządzenie | Rola | Typowy odcinek użycia |
|---|---|---|
| Przenośnik zgrzebłowy | Odbiera urobek przy ścianie lub przodku | Oddział wydobywczy |
| Przenośnik taśmowy | Zapewnia ciągły transport na dłuższych trasach | Transport główny i powierzchniowy |
| Skip | Naczynie wyciągowe wynoszące urobek szybem | Transport szybowy |
| Kopalniana kolej podziemna | Przewozi ludzi, materiały, a czasem skałę płonną | Główne drogi transportowe w podziemiu |
| Ładowarka | Zabiera urobek z przodka lub odbiera go w odkrywce | Kopalnie rud, odkrywki, wybrane przodki |
Przenośniki taśmowe i zgrzebłowe są podstawą ciągłego transportu w wielu kopalniach. Taśmowy sprawdza się na długich, prostych odcinkach, natomiast zgrzebłowy lepiej odbiera urobek tam, gdzie warunki lokalne są trudniejsze.
Czy kolej podziemna służy tylko do przewozu urobku?
Nie. Kopalniana kolej podziemna przewozi przede wszystkim ludzi i materiały, a nie tylko urobek. W wielu kopalniach węgla kamiennego odstawę urobku przejmują przenośniki, natomiast kolej szynowa obsługuje transport pomocniczy, czyli dowóz materiałów, części zamiennych czy przewóz załogi do przodków.
Jeżeli miałbym uporządkować te funkcje, rozdzieliłbym przewóz urobku od przewozu ludzi i materiałów. Oba systemy mogą korzystać z częściowo tych samych dróg, ale pełnią inne zadania i mają inne wymagania bezpieczeństwa. W części oddziałowej dodatkowo wykorzystuje się kolejki podwieszane lub spągowe.
Kiedy stosuje się transport hydrauliczny i pneumatyczny?
Transport hydrauliczny i pneumatyczny to rozwiązania specjalne, a nie standard w większości kopalń. Hydrauliczny wykorzystuje strumień wody lub mieszaninę wodno-materiałową do przemieszczania drobnych cząstek, na przykład w rurociągach lub korytach. Stosuje się go tam, gdzie materiał ma odpowiednie właściwości i gdzie woda może być bezpiecznie odprowadzona.
Transport pneumatyczny opiera się na strumieniu powietrza. Bywa używany do przewozu określonych materiałów sypkich lub spoiw, ale jego przydatność zależy od uziarnienia, wilgotności i warunków procesu. W typowym ciągu technologicznym kopalni te metody mają charakter uzupełniający.