Selection of combined cutter-loader parameters for unidirectional and bidirectional longwall mining systems and the investment costs involved in mining operations

In consideration of the required daily output in the longwall mining operations, the methodology of selection of operating parameters of combined cutter-loaders is outlined. The unidirectional and bi-directional cutting operations are investigated. Theoretical considerations are supplemented with an exam-ple: calculations of investment costs of longwall operations where a daily production rate Vd < 7 000 Mg.

---

Zestaw maszyn i urządzeń służący do mechanicznego urabiania węgla systemem ścianowym, nazywany kompleksem ścianowym, składa się z trzech podstawowych maszyn, pozwalających na urabianie i transport urobku oraz na zabezpieczenie wyrobiska. Odpowiedni dobór maszyny urabiającej (kombajn ścianowy), środków transportu (przenośnik ścianowy, podścianowy) i obudowy (podporowe, osłonowe, osłonowo-podporowe), umożliwia uzyskanie założonego wydobycia dobowego zgodnego z życzeniem użytkownika czyli kopalni. Mając powyższe na uwadze można stwierdzić, że dobór maszyn i urządzeń kompleksu ścianowego polega na zestawieniu tych rządzeń tak, by przy uwzględnieniu warunków górniczo-geologicznych i organizacyjnych otrzymać założone wydobycie przy minimalnych kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Produkowane obecnie kombajny ścianowe przystosowane są do dwukierunkowego urabiania, gdzie tak w jednym (ruch maszyny urabiającej zgodny z ruchem zgrzebeł przenośnika ścianowego) jak i w drugim kierunku (ruch maszyny urabiającej przeciwny do ruchu zgrzebeł przenośnika ścianowego) realizowany jest proces urabiania (skrawanie, ładowanie). Stosując urabianie dwukierunkowe, wykorzystuje się maksymalnie czas pracy kombajnu ścianowego i całego kompleksu. Dlatego powszechne stosowanie tego systemu jest ekonomicznie i technicznie uzasadnione. Występują jednak przypadki kiedy ten system nie może być z różnych powodów stosowany (szczególnie w sytuacjach wyciskania ociosu, występowania obwałów lub kłopotów z czystym ładowaniem). Wtedy użytkownik może przejść na system urabiania jednokierunkowego, który polega na urabianiu w jednym kierunku, a ładowaniu w drugim. Problemem, jaki pozostaje do rozwiązania przy urabianiu jednokierunkowym jest ustalenie wartości prędkości posuwu w czasie urabiania (skrawanie, ładowanie) i prędkości posuwu przy ruchu powrotnym (ładowanie), nazywanej często prędkością manewrową. Wartości tych prędkości powinny być takie, by uzyskać założone wydobycie dobowe. Ważnym jest również ustalenie wysokości koniecznych nakładów inwestycyjnych jakie musi ponieść użytkownik by mógł podjąć prawidłową decyzję, co do wyboru systemu urabiania. Zakładając uzyskanie przez użytkownika żądanej wydajności urabiania (wydobycia dobowego) w czasie wybierania węgla systemem ścianowym, podano metodykę doboru parametrów ruchowych zmechanizowanego kompleksu ścianowego a szczególnie maszyny urabiającej (kombajnu ścianowego). Rozważono pracę kombajnu ścianowego w przypadku lwu lub jednokierunkowego systemu urabiania. Stosując opisaną metodykę zamieszczono wyniki przykładowych obliczeń dla ściany o wydobyciu dobowym Vd < 7000 Mg oraz wymagane nakłady inwestycyjne.