Wybrane aspekty urabiania skał zwięzłych w sposób mechaniczny

Proces urabiania ośrodków skalnych poprzez wykorzystywanie metod mechanicznego odspajania ulega ciągłemu rozwojowi. Wiąże się to z rozwojem technologii wytwarzania oraz obróbki materiałów wykorzystywanych na narzędzia urabiające, jak również z rozwojem samych metod prowadzących do urabiania ośrodków skalnych. Rozwój ten prowadzi sukcesywnie do przesuwania się zakresu urabialności ośrodków skalnych w oparciu o metody mechaniczne w kierunku skał o coraz wyższym stopniu zwięzłości. Napotykamy tu ciągły dylemat w zakresie wyboru najwłaściwszej technologii urabiania wykorzystującej: - noże promieniowe lub styczne, działające najczęściej jako ostrza stożkowe zagłębiające się w caliznę skalną pod wpływem statycznego nacisku mechanicznego, - noże dyskowe, budowane jako konstrukcje gładkie względnie zbrojone zagłębiające się statycznie w caliznę skalną w wyniku wywierania nacisku prostopadłego lub pod określonym kątem i obtaczane po powierzchni urabianej calizny skalnej, - noże promieniowe lub dyskowe, pracujące w oparciu o statyczny nacisk mechaniczny wspomagany działaniem wibracyjnym względnie udarowym. Te trzy główne trendy rozwoju technologii urabiania determinują zakres technicznych rozwiązań samych głowic urabiających, jak również budowy kombajnów realizujących mechaniczne urabianie ośrodków skalnych. Przedstawiono model matematyczny opisujący proces wnikania narzędzia klinowego w ośrodek skalny. Analiza zjawisk obserwowanych podczas mechanicznego urabiania skał zwięzłych pozwoliła na wyodrębnienie dwóch zagadnień wytrzymałościowych różniących się pod względem towarzyszących zjawisk fizycznych: - powstawania pęknięć głównych w strefie zagęszczonej urabianego ośrodka skalnego po osiągnięciu granicznych warunków koncentracji nacisków pod czynną częścią ostrza, - powstawania bocznych odłamów skalnych po osiągnięciu granicznych warunków obciążeń pod wpływem rozklinowującego działania ostrza. Wyodrębnienie tych dwóch stanów obciążenia, charakteryzujących proces wnikania w ośrodek silnie zwięzły narzędzia ostrzowego pozwala na porównanie różnych metod mechanicznego urabiania skał wykorzystywanych w zróżnicowanych konstrukcjach kombajnów. W artykule przedstawiono różne trendy rozwojowe w zakresie budowy kombajnów do urabiania mechanicznego skał silnie zwięzłych.

Unexcavated coal deposit in active and inactive mining areas, based on protective pillars or remaining deposits, excavation of which with the means of the currently used mining systems is uneconomical, put forward the idea of underground coal gasification, which, at least partly, could be a source of heat. Over the last decade research and development trends, both in Poland and abroad, focused, among others, on underground coal gasification. Some of the examples here could be the trials at 310 coal deposit of „Barbara” Experimental Mine, conducted in 2010 and 2013 as part of the HUGE-1 and HUGE-2 experiments financed by the European Coal and Steel Research Institute. The results of the conducted experiments served as starting point for preparation of rules and regulations assuring safe pilot trials of underground coal gasification in an active coal mine in 2014. The article presents an analytic synthesis of the experiences gained from the two trials of underground gasification of 310 coal deposit of „Barbara” Experimental Mine of the Chief Mining Institute.