________________

Vitalii Panchuk, Oleh Onysko, Tetiana Lukan, Iuliia Medvid

Theoretical study of dependence of screwing of drilling-pipe connector on thread-process cutting tool profile

Screwing is one of the main parameters of the quality of a drill string tapered thread tool joint. It indicates the number of screwing operations that can be applied to this tool joint during drilling. Tool joints that have undergone rejection (determined by a specific criterion – the distance between the end faces of the pin and the box before they are start the screwing) are not permitted to screw. The value of this criterion is proportional to the working height of the threadprofile, which decreases during operation. In this article, it is offered to increase the initial value of the criterion of rejection due to the increase of the work height of the thread profile. This can be done without violating the standard but with the use of a modernized profile of the tool for thread turning. This profile makes it possible to increase the crest diameter of the thread and at the same time ensure sufficient tool life. Due to its usage, the resource of the tool joint can increase by 9–14.5%, while the cutter’s tool life and cost remain unchanged.

Teoretyczne badania zależności wkręcania zworników w rurach wiertniczych od profilu krawędzi skrawania noża tokarskiego

Kolumna wiertnicza składa się głównie z rur wiertniczych i łączników między nimi. Złącza te są nazywane zwornikami. Skręcanie i odkręcanie to główny parametr wpływający na jakość zworników. Ten parametr pokazuje, jaka liczba powtórzeń skręcania-odkręcania połączenia złączek wiertniczych jest dopuszczalna w procesie wiercenia otworów naftowych i gazowych. Wykręcanie i odkręcanie zworników określają specjalne kryterium – różnica między końcową powierzchnią mufy a czopem. Różnica ta zmniejsza się podczas określonej liczby operacji skręcania i odkręcania. To kryterium proporcjonalnie zależy od wysokości roboczej gwintu stożkowego (h), który zmniejsza się podczas wiercenia. Dlatego autorzy proponują zwiększenie jego początkowej wartości. Można to zrealizować bez naruszania standardu, ale w wyniku zastosowania zmodernizowanego narzędzia do gwintowania. Zapewnia to zwiększenie liczby skręcania/odkręcania zworników, zwiększenie szczelności zwornika rur wiertniczych, w którym stabilność technologiczna narzędzia skrawającego jest taka sama. W rezultacie trwałość tej złączki może wzrosnąć o 9–14,5% a jej cena pozostanie bez zmian.

Download article / Pobierz artykuł

________________

Krzysztof Krauze, Waldemar Rączka, Grzegorz Stopka

Project and test results of new solution for powered roof support for low seams

The subject of thin seam exploitation is a complex problem; in reality, it involves several problems such as technical, ergonomic, and economic barriers. They refer mainly to combined longwalls – where a human presence is required at the site; the most important problem is the issue of the limited workspace in longwall roadways. This generates engineering and organizational problems, especially during the launching and removal of the longwall roadways. Having considered the above-mentioned, the Department of Mining, Dressing, and Transport Machines at AGH in Krakow has begun research whose main objective is to develop and test a new structure for a powered support for thin seams. In this paper, virtual models of the new hydraulic roof support and a conception of the structure of a control system were presented as well as the test results of the new construction hydraulic roof support. Research in this field was conducted for the project entitled “Studies of the Development of an Innovative Hydraulic Roof Support for Low Seams”. The project is funded by the National Center of Research and Development (NCBiR).

Projekt i badania stanowiskowe nowego typu obudowy zmechanizowanej do pokładów cienkich  

Tematyka eksploatacji pokładów cienkich jest obecnie jednym z głównych obszarów zainteresowań producentów oraz użytkowników zmechanizowanych kompleksów ścianowych. Wynika to z faktu, iż niezależnie od szeregu czynników górniczo-geologicznych, które w różnym stopniu mogą wpływać na możliwości techniczne prowadzenia ścian niskich, kwestia wzrostu koncentracji wydobycia z pokładów cienkich jest powiązana przede wszystkim z konstrukcją odpowiednio przystosowanych do ekstremalnie trudnych warunków maszyn zmechanizowanego kompleksu ścianowego. Szczególnie istotną rolę w tego typu warunkach eksploatacyjnych odgrywają cechy konstrukcyjne obudów zmechanizowanych. W artykule przedstawiono projekt nowej sekcji obudowy zmechanizowanej do pokładów cienkich oraz wyniki badań stanowiskowych z jej udziałem. Prace badawcze w tym zakresie zostały zrealizowane w ramach projektu pt. „Prace studialne i badawcze nad opracowaniem zmechanizowanej obudowy nowego typu do pokładów cienkich” dofinansowanego z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR).

Download article / Pobierz artykuł

________________

Tomasz Siostrzonek, Piotr Trójca, Jakub Wójcik

Winding machine additional overload state indication as supporting solution for mine shaft hoist operators

Dangerous events that take place in the mining plant always give us a chance to rethink whether the design of a faulty device could have been improved enough to prevent such a situation. The same scenario takes place with mining shaft hoist. Without a doubt, a starting point for discussions about additional mining shaft hoist security measures is the last dangerous situation that took place in a Silesian mine in 2017. This article is an analysis of the probable causes and conclusions that can be drawn from that incident.

Dodatkowa sygnalizacja stanów przeciążenia silnika maszyny wyciągowej jako czynnik wspomagający pracę osób obsługujących górniczy wyciąg szybowy

Występowanie niebezpiecznych zdarzeń w ruchu zakładu górniczego powinno skłonić do przemyśleń, czy konstrukcja danego urządzenia nie może zostać poprawiona w taki sposób, aby zapobiegać tego typu zdarzeniom. Dokładnie tak samo dzieje się w przypadku górniczego wyciągu szybowego. Ostatnie niebezpieczne zdarzenie, które miało miejsce w 2017 roku w jednej ze śląskich kopalń, stanowi punkt wyjścia w dyskusji nad dodatkowymi zabezpieczeniami górniczego wyciągu szybowego. W artykule przedstawione są informacje na temat potencjalnych przyczyn wystąpienia tego stanu i wnioski, jakie nasuwają się po analizie materiału dotyczącego tej sytuacji.

Download article / Pobierz artykuł

________________

Mariusz Woszczyński, Jarosław Tokarczyk, Krzysztof Mazurek, Andrzej Pytlik

Monitoring of loads in arch support with wire strain gauge

A concept of measuring the load and geometry of a roadway support with the use of vibrating wire strain gauges and draw-wire sensors is presented. Laboratory and in-situ tests of complete frames of arch supports under load were carried out within the INESI project. The deformations recorded by the vibrating wire strain gauges are similar to those recorded by the strain gauges. FEM strength calculations (which were similar to the results from the stand tests) were also presented.

Monitorowanie obciążeń w obudowie łukowej z zastosowaniem przetworników strunowych

W artykule zaprezentowano koncepcję pomiaru obciążenia i geometrii obudowy wyrobiska korytarzowego z zastosowaniem przetworników z drgającą struną oraz przetworników linkowych. W ramach realizacji projektu europejskiego INESI przeprowadzono badania laboratoryjne, a następnie badania stanowiskowe kompletnych odrzwi obudowy łukowej pod obciążeniem. Wyniki odkształcenia uzyskane z przetworników strunowych są porównywalne z wynikami uzyskanymi z tensometrów. Zaprezentowano również obliczenia wytrzymałościowe MES, które wykazały dużą zgodność z wynikami badań stanowiskowych.

Download article / Pobierz artykuł

MIAG 2 (530) 2017

MARIAN HYLA

A universal server for monitoring industrial devices using a web browser

This paper presents the implementation of a universal intermediate server for the monitoring of in-dustrial devices using the Modbus TCP protocol. The application provides selected information using the HTTP protocol accepted by web browsers. The software configuration and sample pages generated by the server are described. The results of the Modbus TCP interface performance tests are presented.

English version – download article

Uniwersalny serwer do monitorowania urządzeń przemysłowych za pomocą przeglądarki internetowej

W artykule przedstawiono realizację uniwersalnego serwera pośredniczącego w procesie monitorowania urządzeń przemysłowych wykorzystujących protokół Modbus TCP. Aplikacja udostępnia wybrane informacje za pomocą protokołu HTTP akceptowanego przez przeglądarki internetowe. Zaprezentowano możliwość konfiguracji oprogramowania oraz przykładowe strony generowane przez serwer. Przedstawiono wyniki testów wydajnościowych połączenia Modbus TCP.

Wersja polska – pobierz artykuł

TOMASZ JANOSZEK

Numerical simulation of underground coal gasification process in the „Barbara” Experimental Mine

This article presents the results of a numerical simulation of the possibility of the underground gasification process of a coal seam located in the Barbara Experimental Mine. The purpose of the analyses was to predict the process factors that influence the condition for producing gas that is rich in hydrogen. The georeactor geometry, assumptions for the numerical model, and quantitative and qualitative results of the model studies are presented.

English version – download article

Analiza numeryczna możliwości prowadzenia procesu podziemnego zgazowania pokładów węgla Kopalni Doświadczalnej „Barbara”

W artykule zaprezentowano wyniki symulacji numerycznej dotyczącej możliwości prowadzenia procesu podziemnego zgazowania rzeczywistej parceli węgla zlokalizowanej na obszarze Kopalni Doświadczalnej „Barbara”. Celem prowadzonych analiz była predykcja czynników procesowych, które warunkują uzyskanie gazu procesowego bogatego w wodór w zależności od zastosowanego czynnika zgazowującego. Przedstawiono geometrie georeaktora, założenia do budowy modelu numerycznego oraz ilościowe i jakościowe rezultaty prowadzonych badań modelowych.

Wersja polska – pobierz artykuł

ADAM MAREK

Operation analysis of leakage protection including auxiliary current source operating as series ohmmeter systems

This paper outlines issues related to the features of the leakage protections, especially the resistance of central leakage protections provided with the auxiliary current source to network interferences. It reveals susceptibility of the central leakage protections to this type of interferences (especially in the case of usage current sources of small rated currents).

English version – download article

Analiza pracy centralnych zabezpieczeń upływowych z pomocniczym źródłem prądowym pracujących w układzie omomierza szeregowego

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące właściwości, a w szczególności odporności centralnych zabezpieczeń upływowych z pomocniczym źródłem prądowym na zakłócenia sieciowe. Wykazano podatność centralnych zabezpieczeń upływowych na tego typu zakłócenia (szczególnie w przypadku zastosowania źródeł prądowych o małych prądach znamionowych).

Wersja polska – pobierz artykuł

PIOTR CHELUSZKA, MARIAN DOLIPSKI, PIOTR SOBOTA

The significance of cutting process parameters in relation to improving the dynamic state of a roadheader and minimizing power consumption

The process of mechanical excavation, especially that of hard rocks, is very dynamic. This results in heavy loads and vibrations in the cutting system of a roadheader, the drive units of the mechanism related to the excavation process, and the load-carrying structure of the roadheader. The adverse dynamic state that stems from excessive dynamic loads or even overloading will cause a high failure rate in the roadheader and low efficiency of its operational process (high energy consumption, low productivity), thus leading to high costs of driving tunnels using the mining method involving road-headers. This article presents selected results of extensive computer studies on the impact of cutting process conditions on the dynamic state of a boom-type roadheader equipped with transverse cutting heads and on the energy consumed during the excavation process. On one hand, cutting process conditions result from properties of an excavated rock material and, on the other hand, from process parameter values set up during the excavation of tunnels. Simulation studies conducted using experimentally verified mathematical models made it possible to identify relationships that link dynamic loads of the body of a boom-type roadheader and energy needed for mining to the cutting process parameters of rocks with different compressive strengths. The regulation properties obtained in this way show the possibility of reducing dynamic loads of the roadheader through the proper control of cutting process parameters, including the angular speed of the cutting heads. By equipping the roadheader with a cutting head inverter drive system, it is possible to adjust the speed to the cutting process conditions by changing the supply voltage frequency of an asynchronous motor installed in the roadheader’s cutting system.

English version – download article

Znaczenie parametrów procesu urabiania w aspekcie poprawy stanu dynamicznego kombajnu chodnikowego oraz minimalizacji zapotrzebowania mocy

Proces urabiania mechanicznego zwłaszcza skał zwięzłych cechuje się dużą dynamiką. Skutkiem tego jest silne obciążenie i drgania w układzie urabiania kombajnu chodnikowego, napędach mechanizmów związanych z realizacją tego procesu oraz ustroju nośnym kombajnu. Niekorzystny stan dynamiczny wynikający z nadmiernego obciążenia dynamicznego czy nawet przeciążeń będzie prowadzić do zwiększonej awaryjność kombajnu, niskiej efektywności realizowanego przezeń procesu roboczego (wysokiej energochłonności, małej wydajności), a przez to – wysokich kosztów drążenia wyro-bisk korytarzowych lub tuneli techniką kombajnową. W artykule zaprezentowano wy-brane wyniki obszernych badań komputerowych wpływu warunków realizacji procesu urabiania na stan dynamiczny wysięgnikowego kombajnu chodnikowego oraz moc zużywaną do realizacji procesu urabiania. Warunki realizacji tego procesu wynikają z jednej strony z własności urabialnego ośrodka skalnego, z drugiej zaś – z wartości parametrów procesu, zadanych w trakcie urabiania powierzchni czoła przodku. Prze-prowadzone badania symulacyjne z wykorzystaniem zweryfikowanych doświadczalnie modeli matematycznych umożliwiły określenie relacji wiążących obciążenie dynamiczne nadwozia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego i moc na urabianie z parametrami procesu urabiania skał o różnej wytrzymałości na ściskanie. Uzyskane w ten sposób charakterystyki regulacyjne wskazują możliwości redukcji obciążeń dynamicznych kombajnu chodnikowego w wyniku odpowiedniego sterowania parametrami procesu urabiania, w tym – prędkością kątową głowic urabiających. Dzięki wyposażeniu kombajnu w napęd przekształtnikowy głowic urabiających możliwe jest dostosowanie (regulacja) tej prędkości do warunków realizacji procesu urabiania poprzez zmianę częstotliwości napięcia zasilania silnika asynchronicznego zainstalowanego w układzie urabiania kombajnu chodnikowego.

Wersja polska – pobierz artykuł

KRZYSZTOF KRAUZE, WALDEMAR RĄCZKA, MAREK SIBIELAK, JAROSŁAW KONIECZNY, DARIUSZ KUBIAK, HENRYK CULER, DANIEL BAJUS

Automated transfer point URB/ZS-3

In the KGHM Polska Miedź S.A. mines, excavated material is transported by transport trucks to transfer points and then by belt conveyors to near-shaft storage reservoirs, from where the excavated material is transported to the surface by means of a shaft transport system. Transfer from the means of non-continuous haulage to the continuous transport systems takes place at transfer points, where the excavated material is divided into two fractions: oversized grain and undersized grain. The oversized excavated material (which stays on the grating) is subjected to a process of crushing with the use of jack hammers. The article describes the URB/ZS-3 device for the automatic cleaning of the grating at transfer points, and briefly describes the design and principle of operation of the device. It also presents the purpose of constructing a block-crushing device and the method of its automation.

English version – download article

Zautomatyzowany punkt przesypowy URB/ZS-3

W kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. urobek transportowany jest za pomocą wozów transportowych do punktów przesypowych, a następnie przenośnikami taśmowymi do przyszybowych zbiorników retencyjnych, skąd jest wydobywany na powierzchnię transportem szybowym. Przeładunek ze środków odstawy nieciągłej na ciągłe systemy transportowe odbywa się w punktach przesypowych, gdzie urobek dzielony jest na dwie frakcje, nadziarno i podziarno. Nadgabarytowy, pozostający na kracie, urobek poddawany jest procesowi kruszenia z użyciem młotów udarowych. W artykule opisano urządzenie URB/ZS-3 do automatycznego oczyszczania kraty na punkcie przesypowym, skrótowo opisano konstrukcję i zasadę działania. Przedstawiono cel budowy i sposób automatyzacji urządzenia do rozbijania brył

Wersja polska – pobierz artykuł

MIAG 1 (529)_2017

JERZY MRÓZ, DARIUSZ FELKA, ADAM BROJA, MARCIN MAŁACHOWSKI

Devices for measuring ventilation parameters and methane concentration as well as concept of complex monitoring of methane hazard in longwall area

This paper discusses the issue of the methane hazard occurring in the longwall areas of hard coal deep mines along with ways of overcoming this hazard. The authors describe devices for measuring the parameters of the underground environment in the exploitation area. Then, they present the results of tests to determine the methane hazard level in the longwall area. The parameters of ventilation-, absolute-, and criteria-methane-bearing capacity are determined based on online measurements of ventilation and gas parameters. The presented results are the effects of the European project AVENTO (Advanced tools for monitoring ventilation and methane emission).

English version – download article

Urządzenia pomiarowe parametrów wentylacyjnych i stężenia metanu oraz koncepcja kompleksowego monitorowania zagrożenia metanowego w rejonie ściany wydobywczej

W artykule scharakteryzowano zagrożenia metanowe występujące w rejonach ścian wydobywczych kopalń głębinowych węgla kamiennego oraz podstawy ich zwalczania. Scharakteryzowano urządzenia pomiarowe stosowane do pomiaru parametrów środowiska podziemnego w rejonie eksploatacji. Przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczania poziomu zagrożenia metanowego w rejonie ściany wydobywczej. Wyznaczono parametry metanowości wentylacyjnej, bezwzględnej i kryterialnej na podstawie ciągłych pomiarów parametrów wentylacyjnych i gazowych. Zaprezentowane wyniki badań są efektem realizacji badawczego projektu europejskiego AVENTO (Zaawansowane narzędzia do kontroli wentylacji i emisji metanu).

MARIAN HYLA

Diagnostics and monitoring of microprocessor-controlled excitation power supply unit for synchronous motors

This article presents a excitation power supply unit for synchronous motors with a microprocessor control system. The theoretical basics of reactive power regulation with a synchronous motor and influence of load on the permissible operating range are discussed. The possibilities of controlling the motor by a microprocessor system in the developed device during asynchronous start-up and synchronous operation are presented. The ability to monitor and record the status of the drive, which allows us to analyze the sequence of events in case of emergencies, is also presented. Dedicated software for diagnostic and service operation is demonstrated. The selected diagnostic functionality is also discussed.

English version – download article

Diagnostyka i monitorowanie pracy mikroprocesorowo sterowanego bloku zasilania wzbudzenia silnika synchronicznego

W artykule przedstawiono blok zasilania wzbudzenia silników synchronicznych z mikroprocesorowym układem sterowania. Omówiono podstawy teoretyczne regulacji mocy biernej za pomocą silnika synchronicznego oraz wpływ obciążenia na dopuszczalny obszar pracy. Przedstawiono możliwości sterowania silnikiem przez system mikroprocesorowy opracowanego urządzenia podczas rozruchu asynchronicznego i pracy synchronicznej. Zaprezentowano możliwości monitorowania i rejestracji stanu pracy napędu pozwalające na analizę sekwencji zdarzeń w przypadku wystąpienia stanów awaryjnych. Przedstawiono dedykowane oprogramowanie diagnostyczno-serwisowe. Omówiono wybrane funkcje diagnostyczne.

KRZYSZTOF KRAUZE, ŁUKASZ BOŁOZ, TOMASZ WYDRO, KAMIL MUCHA

Durability testing of tangential-rotary picks made of different materials

This paper presents information on the current most-widely-used cutting heads; i.e., tangential-rotary picks. It describes their applications, design, methods for improving their durability, as well as problems related to their performance. The main body of the paper deals with the results of the durability testing of tangential-rotary picks made of different materials and hardfaced or machined in ways that lead to an increase in their durability. The picks selected for the tests were standard, commercially-available, and prototypical ones. The paper also presents a state-of-the-art laboratory test stand to research the cutting process or rotation drilling with the use of a single cutting tool or cutting drum (the property of the Department of Mining, Dressing, and Transport Machines of the AGH UST in Krakow).

English version – download article

Badania trwałości noży styczno-obrotowych wykonanych z różnych materiałów

 W artykule zamieszczono informacje dotyczące noży styczno-obrotowych, które obecnie są najpowszechniej stosowanymi narzędziami urabiającymi. Opisano ich zastosowanie, budowę, sposoby zwiększania ich trwałości oraz problemy występujące podczas ich eksploatacji. Główną częścią artykułu są wyniki badań trwałości noży styczno-obrotowych wykonanych z różnych materiałów bądź napawanych lub obrobionych w sposób zwiększający ich trwałość. Do badań wybrano noże wzorcowe, handlowe oraz noże prototypowe. Przedstawiono również specjalne nowoczesne stanowisko laboratoryjne do badania procesu urabiania przez frezowanie lub wiercenie obrotowe pojedynczymi narzędziami skrawającymi lub organami, należące do Katedry Maszyn Górniczych, Przeróbczych i Transportowych AGH w Krakowie, na którym przedmiotowe badania zostały wykonywane.

SERGEI IVANOWICH KUCHUK-YATSENKO, PIOTR MIKHAILOVICH RUDENKO, VALERY SEMIONOVICH GAVRYSH, ALEXANDR VLADIMIROVICH DIDKOVSKY, VALENTINA IVANOVNA SHVETS, EVGENI VALENTINOVICH ANTIPIN, PIOTR WOJTAS, ARTUR KOZŁOWSKI

Real-time operational control in information management system for flash-butt welding of rails

Operational control of welding quality is the fundamental element of the entire rail manufacturing process. In practice, real-time systems are used for this purpose. This article features a new method that makes use of fuzzy logic to analyze the data from mechanical tests and from the ultrasound inspection of connections.

English version – download article

Kontrola operacyjna w informacyjnym systemie zarządzania zgrzewaniem doczołowym szyn realizowana w czasie rzeczywistym

Kontrola operacyjna jakości zgrzewania szyn jest zasadniczym elementem kontroli procesu technologicznego produkcji szyn. W praktyce do tego celu stosowane są systemy działające w czasie rzeczywistym. W artykule zaproponowano nową metodę, która stosuje logikę rozmytą do analizowania danych pochodzących z testów mechanicznych połączeń oraz inspekcji ultradźwiękowej połączeń.

SŁAWOMIR CHMIELARZ, TOMASZ MOLENDA, PIOTR SZYMAŁA, WOJCIECH KORSKI

Conditions for using digital isolators in intrinsically safe applications

This article highlights the issues related to the use of the galvanic separation of digital circuits by employing modern digital isolators in intrinsically safe applications. The authors refer to the requirements of suitable standards and directives and present their interpretation. They also identified limitations related to the use of digital isolators in intrinsically safe circuits.

English version – download article

Warunki stosowania izolatorów cyfrowych w aplikacjach iskrobezpiecznych

Artykuł przedstawia zagadnienia związane z zastosowaniem separacji galwanicznej obwodów cyfrowych realizowanej poprzez zastosowanie nowoczesnych izolatorów cyfrowych w aplikacjach iskrobezpiecznych. Odniesiono się do wymagań odpowiednich norm i dyrektyw oraz przedstawiono ich interpretację. Określono ograniczenia związane ze stosowaniem izolatorów cyfrowych w obwodach iskrobezpiecznych.