T E M AT N U M E R U
I
Optymalizacja
Jak uzyskać maksymalną efektywność? I dobór maszyn I efektywne zarządzanie I eliminacja marnotrawstwa
Kosztowny bieg jałowy > 28
Ile zniesie piaskowiec? > 56
Wydobywanie spod wód a przepisy prawa > 68
SPIS TREŚCI
14 I Efektywne zarządzanie w kruszywach… Adrian Fibic
14
Te m a t n u m er u : O P T Y M A L I Z A C J A
Efektywne zarządzanie w kruszywach… Adrian Fibic Fot. 123rf
T emat numeru : O p t y m a l i z ac j a 8 I Koparka czy ładowarka? Paweł Kawalec
18 I Jak zwiększyć dostępność maszyn i urządzeń? Dorota Bieniek 22 I Problem niezaangażowanych racowników Krzysztof Ratnicyn
24
Te m a t n u m er u : O P T Y M A L I Z A C J A Fot. 123rf
24 I Nie najgorzej, nie najlepiej. Optymalnie Paweł Podsiadło 28 I Kosztowny bieg jałowy Ryszard Chciuk 35 I Nowoczesna technologia w remontach SSAB Poland ANAL I ZY 42 I Reaktywność alkaliczno-krzemionkowa kruszyw żwirowych i łamanych Zdzisław Naziemiec
56 I Ile zniesie piaskowiec? Alona Nad 62 I Promieniotwórczość naturalna kruszyw budowlanych pochodzenia mineralnego Jan Antoni Rubin P R AW O 68 I Wydobywanie spod wód a przepisy prawa Mariusz Dyka
Nie najgorzej, nie najlepiej. Optymalnie Paweł Podsiadło 68
p r awo
Wydobywanie spod wód a przepisy prawa Mariusz Dyka Fot. 123rf
48 I Analiza metod płukania kruszyw mineralnych Aleksandra Chłoń, Tomasz Gawenda
N O W O CZ E S N E ZA K Ł A D Y 78 I Wiemy dziś, na czym stoimy rozmowa z Przemysławem Podsiedlikiem, dyrektorem kopalni Radkowice FELIETON 81 I Co z amortyzacją gruntów ze złożem? Aleksander Kabziński
SiMB 2-3/2017 3
O D R E D A K CJ I
Wydawca: BMP Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp. k. ul. Morcinka 35 47-400 Racibórz tel./fax 32 415 97 74 tel. 32 415 29 21 32 415 97 93 e-mail: surowce@e-bmp.pl http://www.kieruneksurowce.pl
Przemysław Płonka re d a k t o r n a c z el ny t e l . 3 2 4 1 5 9 7 7 4 w e w. 2 8 e - m a i l : p r z e m y s l a w. p l o n k a @ e - b m p . p l
W poszukiwaniu najlepszych rozwiązań Ł
adowarki, wozidła, koparki, kruszarki… Czy wykorzystujemy nasz sprzęt w sposób najbardziej efektywny? Nie do końca, gdyż jak pisze Ryszard Chciuk: „Nietrudno znaleźć maszynę, która tylko >>udaje<<, że pracuje, czyli ani nie urabia materiału, ani go nie ładuje, ani nie transportuje nawet przez 60% czasu zarejestrowanego przez licznik motogodzin. A można ten udział obniżyć do poniżej 10%”. utor opisuje tu, jak zoptymalizować już zakupiony sprzęt. Ale do gruntownych analiz należy podejść wcześniej, przed decyzją o wyborze danego urządzenia. Niestety, „dobór maszyn kopalnianych często opiera się na osobistych preferencjach osoby decydującej lub zasadzie zastępowania dotychczas używanych modeli dokładnie takimi samymi” – podkreśla Paweł Kawalec. raca nad poprawą efektywności i wydajności to niekończący się proces. Przemysław Podsiedlik, który od ponad roku kieruje kopalnią Radkowice, przyznaje, że po analizie stwierdził, że na zakładzie jest zbyt dużo małych maszyn, ładowarek, nieodpowiednio dobranych do prac związanych z wydobyciem. Zostały więc zastąpione większymi. aszyny, urządzenia to jedno. Jak bowiem lubią podkreślać szefowie spółek w każdej branży: „firma to ludzie”. I nie ma znaczenia, czy traktują to zdanie jako PR-owy slogan, czy poważnie podchodzą do
A
P
M
4 SIMB 2-3/2017
motywacji swoich pracowników – faktem jest, że bez odpowiednich, zaangażowanych ludzi, o budowie „optymalnego” zakładu możemy tylko marzyć. rzeczywistość nie jest tu różowa. Wiecie Państwo, jakiej odpowiedzi udziela ponad 85% pracowników spytanych o to, po co przychodzą do pracy? „Bo muszę”, „bo nie mam wyjścia” albo „dla pieniędzy” (badania Instytutu Gallupa). Podobnie zresztą wynika z analiz przeprowadzonych przez Leanpassion – satysfakcję z pracy odczuwa jedynie co piąty pracownik w Polsce. y to zmienić, można wprowadzić np. proces ciągłego doskonalenia – pracownicy i liderzy doskonalą firmę, każdy zgodnie ze swoją rolą. Czują się za firmę odpowiedzialni, czują, że mają wpływ na jej kształt. Pracownicy nie chcą już dziś występować w roli jedynie wykonawców, a zamiast kontroli wolą zaufanie. Jak trafnie opisuje to Adrian Fibic: „Eksperci twierdzą, że w ciągu najbliższych lat, także w branżach specyficznych i mało elastycznych, do których zalicza się branża górnictwa skalnego, zaufanie stanie się dominującą kwestią w dziedzinie zarządzania. Mając powyższe na uwadze, można wysunąć twierdzenie, że postęp i rozwój organizacji działających w sektorze kruszyw bez zaufania i norm wzajemności jest niemożliwy”.
A
B
Rada programowa: dr Jarosław Badera prof. dr hab. inż. Artur Bęben doc. dr inż. Jerzy Duda Aleksander Kabziński prof. dr hab. inż. Wiesław Kozioł Hubert Schwarz Prezes zarządu BMP Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp. k. Adam Grzeszczuk Redaktor naczelny: Przemysław Płonka Redaktor wydania: Przemysław Płonka Redakcja techniczna: Maciej Rowiński, Marek Fichna Reklama: Jolanta Mikołajec, Magdalena Widrińska Prenumerata, kolportaż: Ewelina Kalinowska Prenumerata krajowa: Zamówienia na prenumeratę instytucjonalną przyjmuje firma Kolporter Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A. Informacje pod numerem infolinii 0801 40 40 44 lub na stronie internetowej http://dp.kolporter.com.pl/ Cena 1 egzemplarza – 32,41 zł + 8% VAT PKWiU: 58.14.12.0 ISSN: 1734-7998 Wpłaty kierować należy na konto: Bank Spółdzielczy w Raciborzu 40 8475 0006 2001 0014 6825 0001 Wykorzystywanie materiałów i publikowanie reklam opracowanych przez wydawcę wyłącznie za zgodą redakcji. Redakcja zastrzega sobie prawo do opracowywania nadesłanych tekstów oraz dokonywania ich skrótów, możliwości zmiany tytułów, wyróżnień i podkreśleń w tekstach. Artykułów niezamówionych redakcja nie zwraca. Redakcja nie odpowiada za treść reklam. Niniejsze wydanie jest wersją pierwotną czasopisma Druk: FISCHER Poligrafia Fot. na okładce: www.123rf.com
Z D J Ę C I E N U M E RU
NA K O PALN I R A D K O W I C E Prace na wyrobisku z użyciem kruszarki Lokotrack. Kopalnię będzie można zwiedzać podczas tegorocznej edycji sympozjum Kruszywa Cement Wapno – 5-6.10 Fot. BMP
SiMB 2-3/2017 5
Z P O R TA L U
kier u n ek S U R O WC E . p l
W Krzeszowicach przedstawiono nowe marki produktów Kopalni Wapienia Czatkowice. Spółka pracuje teraz nad wyróżnieniem kamienia wapiennego z Czatkowic na bardzo wymagającym i konkurencyjnym rynku.
Czatkowicki wapień posiada różnorodne zastosowania, z którymi spotykamy się każdego dnia w wielu dziedzinach: od oczyszczania powietrza w instalacjach energetycznych, poprzez budowę dróg, jako niezastąpiony dodatek przy hodowli zwierząt i uprawie ziemi oraz w wielu innych. Każdy segment rynku podkreślony jest odrębnym kształtem i charakterystyczną gamą kolorystyczną, która pomoże skojarzyć konkretny kryształ z zastosowaniem produktów w danym zakresie. Segment „ekologia”, w którym znajdują się produkty do odsiarczania spalin, to kolorystyka związana z niebieskim niebem i przejrzystym powietrzem. Zielenie w „rolnictwie” nawiązują do ekologicznej uprawy ziemi i zdrowej hodowli zwierząt. „Drogownictwo” w odcieniach szarości jest ilustracją podstawy dróg i dodatku do mieszanek asfaltowych. Ceglane kolory „budownictwa” odnoszą się do stabilnej jakości produktów do chemii budowlanej. Nowoczesny żółty odcień „przemysłu” to różnorodność zastosowań do wielu innowacyjnych produktów. Źródło i fot: czatkowice.pl
Wybuch za wybuchem w Trzuskawicy!
Jak czytamy na portalu echodnia.eu – spółka Trzuskawica z Sitkówki koło Kielc, producent wapna, mączki i kruszyw, zakończyła wyburzanie starych, nieużywanych już pieców, znajdujących się na terenie zakładu w Kowali, w których do 2006 roku wypalano wapno. Pięć pieców na terenie zakładu w Kowali zlikwidowano na początku kwietnia, ostatni – szósty – eksplodował po południu w poniedziałek, 10 kwietnia. – To było niecodzienne wydarzenie i, co warto podkreślić, wymagające ogromnej precyzji w przygotowaniu i przeprowadzeniu eksplozji. Przy całej operacji trzeba było zachować szczególne bezpieczeństwo – tłumaczy Janusz Miłuch, prezes zarządu spółki Trzuskawica. Źródło: echodnia.eu, fot. Trzuskawica
6 SIMB 2-3/2017
fot. 123rf
Czatkowice: Naturalne zmiany niezmiennych wartości
Jakość obsługi staje się dla konsumentów ważniejsza niż cena Firmy coraz częściej stawiają na customer experience, czyli zsumowane doświadczenia, jakie klient zyskuje z daną firmą we wszystkich możliwych kanałach kontaktu. Niezadowolony klient stosunkowo rzadko składa skargę, ale o negatywnych doświadczeniach opowie znajomym. Firmy inwestują także w rozwiązania technologiczne i spójność kanałów kontaktu, a nowoczesne systemy CRM pozwalają na sprawny przepływ danych o kliencie. Standardem XXI wieku jest dostosowanie obsługi do indywidualnego klienta – przekonują firmy wyróżnione Gwiazdą Jakości Obsługi. Firmy już dawno zauważyły, że sukces biznesowy nie jest możliwy bez satysfakcji klienta. Ważna jest jakość obsługi, w tym zadbanie o wszystkie możliwe formy kontaktu. Eksperci zauważają, że niewielki odsetek klientów napisze oficjalną skargę, ale dla firmy znacznie większe straty może spowodować podzielenie się negatywnym doświadczeniem z innymi osobami w najbliższym otoczeniu. – W zarządzanie doświadczeniami klientów inwestujemy od kilku lat. Interesuje nas nie tylko ten moment, kiedy klient kupuje produkt lub potrzebuje pomocy w obsłudze klienta, lecz także patrzymy na to całościowo: jakie są doświadczenia klienta we wszystkich punktach styku, poczynając od zakupu usług, a skończywszy na naszej platformie komunikacyjnej i naszej stronie internetowej – podkreśla Zuzanna Chodyra-Piast, kierownik Działu Zarządzania Doświadczeniem Klienta w firmie Play. Źródło: biznes.newseria.pl
C I E K AW O S T K A
Branża producentów betonu
z zadowoleniem przyjęła ogłoszone przez GDDKIA plany budowy 800 km dróg ekspresowych z nawierzchnią betonową. Drogi z nawierzchnią betonową charakteryzują się trwałością 2,5-3,5-krotnie większą w stosunku do nawierzchni bitumicznych oraz niskimi kosztami utrzymania w ciągu wieloletniej eksploatacji.
Z P O R TA L U
RO Z M A I TO Ś C I
12,78 mld zł Tyle w 2016 r. wydano na budownictwo drogowe. Oznacza to dwukrotny wzrost w stosunku do 2014 r., gdzie na ten cel przeznaczono 6,73 mld zł.
Iwona Stępień-Pilipczuk oraz Jacek Gryga zostali powołani 12 kwietnia 2017 r. przez ministra infrastruktury i budownictwa Andrzeja Adamczyka na podstawie art. 18 ust. 4 ustawy z 21 marca 1985 r. o drogach publicznych. Iwona Stępień-Pilipczuk od 2 lutego 2016 r. pełniła funkcję zastępcy p.o. Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad. Jacek Gryga był dotychczas zastępcą dyrektora Zarządu Dróg Powiatu Krakowskiego. Źródło i fot.: www.mib.gov.pl
Prime Minerals – umowa przedwstępna przejęcia spółki w Indonezji Spółka zależna od Prime Minerals – notowanej na NewConnect i zajmującej się wydobyciem oraz przetwarzaniem surowców mineralnych – podpisała umowę przedwstępną nabycia 49% udziałów w indonezyjskiej spółce PT Kapur Prima Perkasa (KPP) z siedzibą w Dżakarcie. Celem akwizycji jest zwiększenie produkcji wapienia w kopalni na wyspie Sulawesi (Projekt Morowali, Republika Indonezji). W marcu 2017 spółka zależna od Prime Minerals zawarła umowę na sprzedaż 5 500 ton wapienia w formie nieprzetworzonej z indonezyjską firmą PT Bangun Sarana Jayasakti z siedzibą w Makassar. Wapień będzie wydobywany na obszarze koncesji Grupy Prime Minerals. Inwestycja finansowana jest z emisji prywatnej akcji, w ramach której spółka pozyskała 14,6 mln zł. Na początku 2016 roku Prime Minerals otrzymał 20-letnią koncesję na wydobycie rudy niklu, która obejmuje obszar o powierzchni niemal 2 tys. ha. Źródło i fot.: informacja prasowa
„
W branży górniczej, która poszukuje nowoczesnych form organizacyjnych, ważnym obszarem konkurowania stała się kultura organizacyjna. Jednym z jej elementów są wartości oraz odniesienie do etyki biznesu, czyli inaczej mówiąc, podkreśla się kwestię uczciwego podejścia w działalności organizacyjnej – Adrian Fibic, ALAS Utex Sp. z o.o.
Jak wynika z raportu firmy badawczej PMR „Sektor budowlany w Polsce 2017 – Analiza regionalna. Analiza rynku i prognozy rozwoju na lata 2017-2022”, po spowolnieniu odnotowanym w 2016 r., w najbliższych latach oczekiwany jest stopniowy wzrost aktywności inwestycyjnej w większości polskich regionów, będący rezultatem wzmożonej realizacji projektów zarówno publicznych, jak i prywatnych. fot. 123rf
Wiceminister infrastruktury i budownictwa Jerzy Szmit wręczył nominacje zastępcom Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad.
Raport PMR dot. sektora budowlanego w Polsce 2017
Polski rynek budowlany, podobnie jak cała gospodarka, zdominowany jest przez pięć kluczowych województw. Rokrocznie blisko 20% produkcji budowlano-montażowej realizowane jest na terenie Mazowsza, a za kolejną jedną piątą odpowiadają prace w Małopolsce i na Śląsku. Po doliczeniu udziałów Wielkopolski i Dolnego Śląska, łączny wkład w branżę budowlaną pięciu głównych regionów przekracza 57%. Co więcej, w latach 2017-2022 udział ten zbliży się do 60%. Autor raportu i informacji prasowej: Bartłomiej Sosna
Dyrektor PIG-PIB wiceprezydentem EuroGeoSurveys
fot. Piotr Dobrzyński
Powołanie zastępców GDDKiA
kier u n ek S U R O WC E . p l
Dr Sławomir Mazurek, dyrektor Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego, został powołany do ścisłego kierownictwa EuroGeoSurveys (EGS), czyli Europejskiego Stowarzyszenia Służb Geologicznych. Dyrektor Mazurek zastąpił ustępującego wiceprezydenta EGS, Jorge Civis Llovera (Instituto Geológico y Minero de España, IGME). Tym samym stał się członkiem Komitetu Wykonawczego organizacji. Źródło: www.pgi.gov.pl
SiMB 2-3/2017 7
T E M AT N U M E R U
I optymalizacja
Koparka czy ładowarka? Praktyczne zasady doboru maszyn do załadunku i transportu urobku
Paweł Kawalec
Dobór maszyn kopalnianych często opiera się na osobistych preferencjach osoby decydującej lub zasadzie zastępowania dotychczas używanych modeli dokładnie takimi samymi. Dlatego też chciałbym pokrótce przypomnieć podstawowe praktyczne zasady doboru układu: koparka/ładowarka – samochód, uwzględniając obecne trendy światowe, jak również dostępność maszyn na rynku.
8 SIMB 2-3/2017
I
optymalizacja
fot. 123rf
T E M AT N U M E R U
SiMB 2-3/2017 9
T E M AT N U M E R U
I optymalizacja
N
sowym zdejmowaniu nadkładu w kopalniach rud metali w USA czy Australii. Oczywiście są to znacznie większe siostry poczciwej E303, o pojemności łyżki przekraczającej 20 m3. W warunkach Polski, Europy, a nawet – zaryzykuję stwierdzenie – że w kamieniołomach na całym świecie, nie ma miejsca dla dużych gabarytowo, ciężkich i niewiarygodnie mało zwrotnych koparek linowych.
urobku. Jeżeli w ciągu zmiany, dnia, a nawet dwóch-trzech dni roboczych istnieje konieczność załadunku urobku (po odstrzale) z więcej niż dwóch pryzm, wybór pozostaje tylko jeden: ładowarka kołowa. Podobnie w przypadku, gdy ze względów bezpieczeństwa istnieje konieczność parkowania maszyn w miejscu strzeżonym (np. w pobliżu budynków biurowych), znów koparki muszą ustąpić pola. Dodatkowo ładowarki są maszynami niezależnymi, mogącymi wykonywać prace dodatkowe, jak przygotowanie podłoża w punkcie załadunku, czy nawet oczyszczanie dróg dojazdowych. Koparki nie mają tych możliwości, natomiast dysponują zdolnością selektywnej eksploatacji i znacznie większą siłą urabiania. Jeżeli materiał po odstrzale jest trudny do załadunku, lub istnieje konieczność bezpośredniego urabiania, oczywistym wyborem są koparki. Nasuwa się pytanie: przed-, czy podsiębierne? Rynek koparek przedsiębiernych dostosowanych wielkością do potrzeb kamieniołomów jest bardzo ograniczony. Ponadto małe koparki przedsiębierne, w połączeniu ze źle odstrzelonym lub wtórnie skonsolidowanym materiałem, mogą mieć problemy z odspojeniem urobku, jako że znaczna część ich siły urabiania pochodzi od masy koparki. Wymusza to konieczność doboru większych maszyn i zwiększa koszty inwestycyjne. Podsumowanie wad i zalet maszyn do załadunku znajduje się w tabeli 1. Praktycznie jednak wybór ogranicza się do koparki podsiębiernej i ładowarki, a wiodącym kryterium wyboru jest wymagana mobilność. W przypadku małych odkrywek sensownym wydaje się być wybór jednej ładowarki i jednej koparki. Koparka może być w takim układzie wykorzystywana dodatkowo do ramownia ścian lub zdejmowania nadkładu.
Dobór maszyn do załadunku urobku
Wybór samochodów do transportu urobku
Pierwsze pytanie, jakie należy sobie zadać dobierając maszyny do załadunku urobku, dotyczy wymagań związanych z mobilnością. Niezależnie od gwarancji producenta lub podpisanej umowy dotyczącej serwisowania, nawet z gwarancją zdolności maszyny do wykonywania powierzonych zadań nie radziłbym polegać tylko na jednej maszynie do wydobycia i załadunku
Transport urobku może być realizowany za pomocą tradycyjnych wozideł kopalnianych, wozideł przegubowych lub specjalnie dostosowanych normalnych samochodów ciężarowych. Wozidła kopalniane są zdecydowanie najlepiej dostosowane do pracy w kopalniach odkrywkowych. Dzięki dużej ładowności, pojemności skrzyni i masyw-
fot. Paweł Kawalec
a wstępnie chciałbym wspomnieć o jednej z najbardziej znanych i powszechnych maszyn w polskich kopalniach odkrywkowych – koparce marki Skoda E303. Ta prosta w konstrukcji, elektryczna koparka linowa dominowała na rodzimym rynku przez wiele lat i przysłużyła się do rozwoju kraju, wydobywając i ładując miliony ton urobku. Pamiętając jej zasługi, dajmy jej teraz odpocząć i pozwólmy przejść na zasłużoną emeryturę. Co więcej, zapomnijmy w ogóle o koparkach linowych i elektrycznych w kamieniołomach. Tego typu maszyny znajdują wciąż zastosowanie w kopalniach kanadyjskiego interioru lub przy ma-
JEDNA TO ZA MAŁO Niezależnie od gwarancji producenta, lub podpisanej umowy dotyczącej serwisowania, nawet z gwarancją zdolności maszyny do wykonywania powierzonych zadań, nie powinniśmy polegać tylko na jednej maszynie do wydobycia i załadunku urobku
Tab. 1 Porównanie maszyn załadowczych
Parametry Wymagana wielkość i położenie miejsca załadunku Liczba obsługiwanych poziomów Siła urabiania Materiał po odstrzale (rozdrobnienie/kąt usypu) Dodatkowe maszyny pomocnicze Ciśnienie wywierane na grunt Inne czynności
10 SIMB 2-3/2017
Koparka przedsiębierna
Ładowarka kołowa
Koparka podsiębierna
małe/pod ścianą
duże/pod ścianą
małe/nad poziomem
jeden
wiele
jeden
duża słabo i średnio rozdrobniony, stromy
mała dobrze rozdrobniony, łagodny stok
średnia słabo i średnio rozdrobniony, stromy
spycharka
-
spycharka
małe
duże
rozdrabnianie nadgabarytów
transport
małe rozdrabnianie, urabianie, dodatkowe narzędzia
T E M AT N U M E R U
Rodzaj urobku Maksymalna ładowność Prędkość maksymalna z ładunkiem, km/h Czas użytkowania, h Koszty użytkowania Wzmagania co do dróg i punktu załadunku Manewrowość
optymalizacja
piach, żwir, nadkład, dobrze odstrzelony urobek 45 t
170 t *w kamieniołomach
Zmodyfikowane samochody ciężarowe piach, żwir, dobrze odstrzelony urobek 60 t
58
75
60
do 12 000 wysokie
15 000- 20 000 niskie
? b. niskie
małe
duże
b. duże
wysoka
ograniczona
dobra
Wozidła kopalniane
nej konstrukcji zapewniają najdłuższy czas eksploatacji, największą wydajność oraz niskie koszty produkcji. W przypadku bardzo złych warunków terenowych i krótkich tras transportowych najlepiej sprawdzają się jednak wozidła przegubowe. Posiadają one wysoką zdolność pokonywania przeszkód terenowych, co okupione jest jednak niższą ładownością i prędkością transportu oraz wyższymi kosztami eksploatacji. Pamiętać także należy, że wozidła przegubowe nie są remedium na złej jakości drogi kopalniane! W przypadku eksploatacji na drogach o twardej nawierzchni, ale bardzo wyboistych, wozidła przegubowe wcale nie radzą sobie lepiej niż inne z wymienionych, a dodatkowo mogą ulegać poważnym awariom, takim jak pęknięcia na ramie (w jednej z kopalń, z którą współpracowałem, 3 z 5 pracujących na bardzo złych drogach wozideł przegubowych miało pęknięcia i rysy na ramie). Stosunkowo nową alternatywą są specjalnie dostosowane samochody ciężarowe. Wzmacniając ramę oraz instalując dodatkową oś podnosi się ładowność takich samochodów do 40, a nawet 60 ton! Oczywiście wymagają one bardzo dobrych dróg technologicznych,
Wozidła przegubowe urobek po odstrzale
Tab. 2 Porównanie samochodów technologicznych
jako że załadowane, są dość mało stabilne. Niemniej jednak pod względem kosztów eksploatacji i inwestycyjnych pozostawiają inne rozwiązania daleko w tyle. Chociażby komplet opon kosztuje około 10 000 USD, co jest niejednokrotnie równe cenie jednej opony dla tradycyjnych wozów kopalnianych. Decydując się na to rozwiązanie, poza wysoką jakością dróg, należy pamiętać o instalacji odpowiednich zabezpieczeń kabiny na wypadek przewrócenia samochodu oraz zabezpieczeniu kabiny przed usypywaniem się urobku w trakcie załadunku. W tabeli 2 zestawiłem najważniejsze parametry dostępnych samochodów kopalnianych. Wydaje się, że ze względu na niskie koszty użytkowania i cenę zakupu, zmodyfikowane samochody ciężarowe wyprą w przyszłości pozostałe rozwiązania. Niemniej jednak jest to wciąż pewna nowość i muszą tu zostać rozwiązane określone problemy (niestabilność podczas wyładunku, utrudniony załadunek) i dowiedziona niezawodność rozwiązania w warunkach przemysłowych. Osobnym zagadnieniem jest określenie wydajności danego typu maszyny w danych warunkach. W tym Załadunek z użyciem ładowarki
fot. Paweł Kawalec
Parametry
I
SiMB 2-3/2017 11
T E M AT N U M E R U
I optymalizacja
celu należy znać jej ładowność i czas cyklu, co będzie omówione w rozdziale dotyczącym określenia ilości samochodów.
Dopasowanie samochodów do maszyn załadowczych
„
Jednym z najważniejszych elementów zapewniających wydajność układu: maszyna ładująca/wozidło jest prawidłowy dobór elementów układu. W zależności od istniejących ograniczeń oraz podstawowych zasad układu, dobierać będziemy maszynę ładującą do samochodu lub samochód do maszyny ładującej. Pierwszym elementem, jaki należy wziąć pod uwagę, jest wydajność kruszarki. Stanowi ona ograniczenie, jako że wydajność układu nie może być większa niż wydajność kruszenia, ale jest także celem do osiągnięcia. Większość kruszarek charakteryzuje się dużym zużyciem energii elektrycznej, które co prawda zwiększa się z ilością podawanego urobku, ale zależność ta jest daleka od wprost proporcjonalnej. Dlatego też maksymalizując ilość podawanego urobku, można obniżyć jednostkowe koszty kruszenia.
Nieznaczna różnica w ładowności lub mocy samochodu może mieć duży wpływ na koszty eksploatacji i zdecydować o liczebności floty wozów technologicznych W przypadku istniejącej kruszarki, wielkość samochodu limitowana jest przez pojemność i szerokość kosza zasypowego. Kosz powinien pomieścić około trzech pełnych ładunków samochodu, a więc limituje pojemność maksymalną wozidła. Należy też zwrócić uwagę na szerokość kosza (co najmniej 0,5 m więcej niż szerokość skrzyni) oraz wysokość samochodu przy wyładunku (dach nad koszem zasypowym musi być odpowiednio wysoko). Kolejnym ograniczeniem może być nośność pomostów rozładunkowych lub rampy wyładowczej. W uzasadnionych przypadkach może opłacać się przebudować elementy kruszarki, ale wymaga to oczywiście dokładnej analizy ekonomicznej i może być nieopłacalne. W przypadku kiedy kruszarka nie jest ograniczeniem – ma dopiero zostać dobrana – możemy rozpocząć od określenia wielkości maszyny ładującej. Kryterium jest oczywiście wielkość produkcji przypadająca na konkretną maszynę. Przykładem takiego doboru będzie układ zdejmujący nadkład. W dalszej części skoncentruję się jednak na przypadku, w którym kruszarka już istnieje. Mając dobrany jeden z elementów układu, przechodzimy do dopasowania maszyny ładującej i wozidła. Rozpatrywane są następujące kryteria:
12 SIMB 2-3/2017
• ilość wsypów naczynia roboczego do napełnienia samochodu, • dla koparek 4-6, • dla ładowarek 3-5. Ponieważ koparka pracuje szybciej i ma mniejsze naczynie niż ładowarka porównywalnej klasy, można pozwolić sobie na dodatkowe cykle załadowcze. Na pewno pojawia się pytanie: skąd takie właśnie przedziały? Ano stąd, że podstawowym zadaniem samochodu jest przewożenie urobku. Podczas załadunku, a także wszelkich innych postojów, mamy do czynienia z bezproduktywnym używaniem środka produkcji, a więc tracimy pieniądze! 3-5 cykli ładowarki to około 105-175 s – prawie tyle samo, co 4-6 cykli koparki (100-150), co świetnie bilansuje się z czasem wyładunku (zazwyczaj około 100-120 s wliczając manewry). Dzięki temu minimalizujemy nieproduktywny czas pracy, a maksymalizujemy wykorzystanie samochodów. Kluczem do niskich kosztów produkcji są bowiem samochody w ruchu, a nie stojące przy załadunku lub wyładunku. W skrajnych przypadkach stosuje się ładowanie samochodów przez dwie maszyny ładujące, zazwyczaj ładowarki (double site loading). Takie rozwiązanie ma sens przy krótkich drogach transportowych. Dodatkowo pod uwagę należy wziąć: • szerokość łyżki (nie więcej niż 70% długości skrzyni), • wysokość i zasięg wyładunku (musi pozwalać na swobodny wyładunek ponad burtą wozidła i przynajmniej na środek skrzyni).
Określenie ilości samochodów Żeby określić wymaganą liczbę samochodów, należy znać lub oszacować długość cyklu roboczego jednego wozidła. Cykl ten składa się z: • czasu załadunku, • czasu jazdy z ładunkiem, • czasu rozładunku, • czasu jazdy bez ładunku, • czasu oczekiwania na rozładunek lub załadunek, • dodatkowych opóźnień w czasie jazdy. Czasy załadunku i rozładunku zostały już wcześniej omówione, natomiast w celu określenia czasu jazdy należy znać prędkość poruszania się samochodu na poszczególnych fragmentach drogi. Dla dokładnych obliczeń trzeba posłużyć się krzywymi prędkości jazdy w zależności od nachylenia drogi i ładunku samochodu, publikowanymi przez producenta. Takie podejście może mieć duże znaczenie dla decyzji, która z firm powinna być dostawcą wozideł dla danej kopalni. W jednym z projektów, dla którego dobierałem maszyny, okazało się, że kilkanaście KM więcej zdecydowało o większej prędkości na stromym fragmencie drogi i pozwoliło na zakup o jeden samochód mniej, bez straty na wydajności układu.
T E M AT N U M E R U
I
optymalizacja
Rys. 1 Wykorzystanie krzywych charakterystycznych maszyn do określenia prędkości jazdy
Jak czytać grafy prędkości? Rys. 1 przedstawia przykładowy graf. Linia zielona określa maksymalną prędkość na odcinku o nachyleniu 8% bez ładunku, a linia czerwona – z ładunkiem. W tym przypadku puste wozidło może poruszać się z prędkością ponad 34 km/h, a pełne 18 km/h. W przypadku jazdy w dół dostępne są analogiczne krzywe, tzw. krzywe hamowania. Należy też pamiętać, że prędkość odczytana z krzywych to maksymalna prędkość jazdy z mechanicznego punktu widzenia i nie ma nic wspólnego z bezpieczną prędkością pokonywania danego odcinka. Ta ostatnia powinna zostać określona biorąc pod uwagę typ i jakość nawierzchni, testy hamowania (empirycznie określoną odległość potrzebną do zatrzymania samochodu na danym odcinku) oraz widoczność kierowcy wpływającą na czas reakcji. Znając prędkość i długość odcinka, można określić czas potrzebny na jego pokonanie. Maksymalną liczbę samochodów mogących współpracować z daną maszyną ładującą obliczamy, dzieląc czas cyklu przez czas załadunku samochodu, np. gdy czas cyklu (Tc) wynosi 10 min, a czas załadunku (Tz) 2 min, to maksymalna liczba samochodów wyniesie 5. Liczbę samochodów potrzebnych do zapewnienia stałej pracy koparce określamy porównując wydajność kruszarki z wydajnością samochodu (ładowność efektywna/czas cyklu). Zakładając dla poprzednich danych ładowność 80 t, otrzymujemy 80/10 = 8 t/min = 480 t/godz. Jeżeli wydajność kruszarki wynosi 1200 t/godz., to potrzebujemy 1200 / 480 = 2,5 = 3 wozidła. Wymagana wydajność maszyny ładującej musi być większa niż 3 x 480 = 1440 t/godz., jednak maszyna odpowiednia dla dobranych 80-tonowych wozideł będzie z pewnością dużo większa niż wymagana.
• •
•
•
• • •
*** Podsumowując krótko powyższe rozważania: najważniejszym kryterium wyboru maszyny ładującej jest mobilność, wozidła przegubowe są dobrym rozwiązaniem na złe warunki gruntowe (nadkład, zwałowisko), ale to nie remedium na złą jakość dróg kopalnianych, interesującą alternatywą są modyfikowane tradycyjne ciężarówki, ale wymagają rozwiązania kilku problemów związanych z ich stosowaniem, istotnym parametrem definiującym wydajność przyszłego układu jest prawidłowy wzajemny dobór układu koparka/ładowarka – samochód, wybór samochodu ograniczony jest konstrukcją kruszarki, wydajność koparki i liczba samochodów powinna być dostosowana do wydajności kruszarki, kruszarka jest „klientem” kopalni odkrywkowej i powinna być „zadowolona” – pracować zawsze z maksymalną możliwą wydajnością, aby ograniczyć jednostkowe koszty kruszenia.
I na koniec: każdy przypadek daje pewną skończoną liczbę możliwych rozwiązań. Ostateczna decyzja powinna zostać podjęta, biorąc pod uwagę całkowite koszty zakupu i eksploatacji maszyn (TCO – Total Costs of Ownership), czyli nie tylko koszty zakupu (inwestycji), ale i późniejszego użytkowania. A te ostatnie zależą w dużym stopniu od wydajności układu. Nieznaczna różnica w ładowności lub mocy samochodu może mieć duży wpływ na koszty eksploatacji i zdecydować o liczebności floty wozów technologicznych.
SiMB 2-3/2017 13