________________

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 4 (536) 2018

Ildiko Kertesz Brinas, Narcis Ionel Rebedea, Ilie Lucian Oltean

Bucket wheel excavator cutting tooth stress and deformation analysis during operation using Finite Elements Method (FEM)

In the case of bucket wheel excavators, the cutting process is influenced by the forces opposing the working elements and cutting tools. These forces determine the choice of machines and their parameters as well as the operating method [1, 2]. Studies conducted on the failure causes of mechanical parts show that the cutting and loading systems cause the highest rate of failure – about 32% of all recorded mechanical failures [3]. In this paper, we will use the Finite Element Method (FEM) to analyze the deformations and stresses acting on the cutting teeth mounted on the rotor of BWEs. For this, SolidWorks® software was used, both as a CAD tool to design the teeth as well as to model and simulate the phenomena.

Analiza naprężeń i odkształceń zębów tnących koparki wielonaczyniowej w trakcie pracy z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES)

W przypadku koparek wielonaczyniowych na proces urabiania mają wpływ siły przeciwstawne elementów roboczych i narzędzi urabiających. Siły te determinują wybór maszyn i ich parametrów oraz metody działania [1, 2]. Badania nad przyczynami awarii części mechanicznych pokazują, że systemy urabiania i ładowania powodują najwięcej awarii, około 32% wszystkich odnotowanych awarii mechanicznych [3]. W niniejszej pracy będziemy używać metody elementów skończonych (MES) do analizy odkształceń i naprężeń działających na ząb tnący, zamocowany na kole czerpakowym koparek wielonaczyniowych. W tym celu wykorzystano oprogramowanie SolidWorks® – zarówno jako narzędzie CAD do projektowania zęba, jak i do modelowania oraz symulacji zjawisk.

Download article / Pobierz artykuł

Tomasz Rokita

Breakdown of hoisting machine in mining shaft hoist installed in southern section of R-II shaft of KGHM Polska Miedź S.A. O/ZG Rudna

This article applies to a one-of-its-kind case of the cracking of the main shaft of a hoisting machine that occurred in the southern section of the R-II shaft of KGHM Polska Miedź S.A. Oddział ZG “Rudna” in 2011. The mining shaft hoists installed in the R-II shaft are not only the basic extraction equipment in the Rudna mine but also throughout KGHM. The unscheduled standstill cases of these hoists generate huge losses for the mine. These reasons resulted in the necessity for the ad hoc repair of the damaged shaft and operational use of the hoist until a new shaft is completed and delivered.

The article describes the works related to the preparation and execution of the repair of the shaft as well as the tests that were performed. The last stage was the preparation of the operational conditions of the shaft of the machine with the repaired shaft with limited kinematic parameters and under strict supervision until the execution of the new shaft.

Awaria maszyny wyciągowej górniczego wyciągu szybowego zainstalowanego w przedziale południowym szybu R-II KGHM Polska Miedź S.A. O/ZG Rudna

Niniejszy artykuł dotyczy bezprecedensowego przypadku częściowego pęknięcia wału głównego maszyny wyciągowej, jaki miał miejsce w przedziale południowym szybu R-II KGHM Polska Miedź S.A. Oddział ZG „Rudna” w 2011 r. Górnicze wyciągi szybowe zainstalowane w szybie R-II są podstawowymi urządzeniami wydobywczymi nie tylko w kopalni Rudna, ale i w całym KGHM. Nieplanowane postoje tych wyciągów generują milionowe straty dla kopalni. Powody te zdecydowały o konieczności doraźnej naprawy uszkodzonego wału i eksploatacji wyciągu do czasu wykonania i dostarczenia nowego wału.

W artykule opisano prace związane z przygotowaniem i wykonaniem naprawy wału oraz badania przeprowadzone po naprawie. Ostatnim etapem prac było opracowanie warunków eksploatacji wału maszyny z naprawionym wałem z ograniczonymi parametrami kinematycznymi i pod ścisłym nadzorem obsługi do czasu wykonania nowego wału.

Download article / Pobierz artykuł

Jan Gil, Michał Kołodziej, Dawid Szurgacz, Kazimierz Stoiński

Introduction of standardization of powered roof supports to increase production efficiency of Polska Grupa Górnicza S.A.

The introduction of the standardization of a powered roof support is a key point in increasing production efficiency in the mines of Polska Grupa Górnicza S.A. The introduced changes will increase the safety of the miners and affect the economic result associated with the exploitation of coal. The purpose of introducing this standardization is to systematize the construction solutions of roof supports in terms of power and control hydraulics, focusing on all technical conditions that powered roof supports operating in underground mining facilities must meet (including mining tremors). This article presents the method of standardizing the powered roof supports that are produced, modernized, and renovated by Zakład Remontowo-Produkcyjny within Polska Grupa Górnicza S.A.

Wprowadzenie standaryzacji zmechanizowanych obudów ścianowych w celu zwiększenia efektywności produkcyjnej w Polskiej Grupie Górniczej S.A.

Wprowadzenie standaryzacji zmechanizowanych obudów ścianowych jest kluczowym punktem zwiększenia efektywności produkcyjnej w kopalniach Polskiej Grupy Górniczej S.A. Wprowadzone zmiany zwiększą bezpieczeństwo pracy górników, a także wpłyną na wyniki ekonomiczne związane z prowadzoną eksploatacją węgla. Głównym celem standaryzacji jest usystematyzowanie rozwiązań konstrukcyjnych obudów w zakresie hydrauliki siłowej i sterowniczej, przy uwzględnieniu wszystkich warunków technicznych, jakie muszą spełniać obudowy zmechanizowane pracujące w podziemnych zakładach górniczych zagrożonych wstrząsami górotworu. W artykule przedstawiono sposób standaryzacji zmechanizowanych obudów ścianowych, remontowanych, modernizowanych oraz produkowanych przez Zakład Remontowo-Produkcyjny w ramach Polskiej Grupy Górniczej S.A.

Download article / Pobierz artykuł

Marek Płonka, Sylwester Rajwa

Difficulties observed in operating powered roof support during work in lower range of its working height

Significant maintenance difficulties have recently been observed in terms of the proper maintenance of mining roofs during the operation of powered roof supports in their low section height range, which is characterized by a wide working range. These difficulties were also encountered in situations where the calculated load capacity index of the roof “g” reached favorable values. These phenomena occurred most often during extraction under gobs and when maintaining a protective roof carbon shelf of the required thickness. This paper presents the calculations and analyses aimed at clarifying and discussing these events.

Utrudnienia w prowadzeniu sekcji obudowy zmechanizowanej obserwowane podczas pracy w dolnym zakresie jej wysokości roboczej

W przypadku stosowania obudowy zmechanizowanej, która charakteryzuje się szerokim zakresem wysokości roboczych, w ostatnim czasie kilkakrotnie obserwowano istotne utrudnienia utrzymania stropu ścian podczas eksploatacji w przedziale niskich wysokości pracy sekcji. Utrudnienia te napotykano także w sytuacjach, gdy wyliczony wskaźnik nośności stropu g osiągał korzystne wartości. Zjawiska te występowały najczęściej podczas eksploatacji pod zrobami zawałowymi i przy utrzymywaniu ochronnej stropowej półki węglowej o wymaganej grubości. W artykule przedstawiono obliczenia i analizy zmierzające do wyjaśnienia i omówienia tych sytuacji.

Download article / Pobierz artykuł

Tomasz Wydro

Tests of loading efficiency of worm-type cutting drums in longitudinally inclined longwall working

This article presents the execution and results of tests of the loading efficiency of worm-type cutting drums as a function of the slope of a longwall working. The tests were carried out at various angles of longitudinal inclination of a longwall within a range of 0° to 9° along the strike. In real conditions, the separation of the two basic processes that take place during operation of a longwall shearer (i.e., milling and loading) is not possible; therefore, the research was carried out under laboratory conditions at the Department of Mining, Dressing, and Transport Machines at AGH University of Science and Technology in Krakow. The tests were carried out on a special station that allowed for the gradual change of the longitudinal and transverse slope of a longwall working. Based on the conducted tests, it was found that the inclination of a longwall working influences the loading efficiency; i.e., that, along with an increase in the angle of the longitudinal inclination, loading resistance increases while the loading efficiency decreases.

Badania sprawności ładowania frezującym organem ślimakowym przy nachyleniu podłużnym wyrobiska ścianowego

W artykule przedstawiono realizacje oraz wyniki badań sprawności ładowania frezującymi organami ślimakowymi w funkcji nachylenia wyrobiska ścianowego. Badania zostały przeprowadzone przy różnych kątach nachylenia podłużnego wyrobiska ścianowego w zakresie od 0° do 9° po wzniosie. W warunkach rzeczywistych rozdzielenie dwóch podstawowych procesów, jakie zachodzą podczas pracy kombajnu ścianowego, czyli frezowania i ładowania nie jest możliwe, w związku z tym badania zostały przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych w Katedrze Maszyn Górniczych, Przeróbczych i Transportowych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Badania wykonano na specjalnym stanowisku pozwalającym na skokową zmianę nachylenia podłużnego i poprzecznego wyrobiska ścianowego. Na podstawie ich wyników stwierdzono, że nachylenie wyrobiska ścianowego wpływa na sprawność ładowania, co oznacza, że wraz ze wzrostem kąta nachylenia podłużnego opory ładowania rosną, a sprawność ładowania maleje.

Download article / Pobierz artykuł

Leszek Ziętkowski, Janusz Młynarczyk, Wojciech Sobolewski

Optimization test of operation of URB/ZS-3 automatic machine for breaking oversized lumps under conditions of Polkowice-Sieroszowice mine

This article presents the experience from the first stage of the optimization tests of an automatic machine for breaking oversized lumps. The tests took place between December 2017 and March 2018 at the O/ZG Polkowice-Sieroszowice mine. The URB/ZS-3 automatic machine was developed as part of the second competition of a joint venture financed by NCBR and KGHM Polska Miedź S.A. under the name of CuBR. The adopted methodology of carrying out the operational tests of the URB/ZS-3 machine was discussed, which had to take into account the specific requirements and operating conditions of the mining department in the Polkowice-Sieroszowice mine. The reference point for evaluating the effectiveness of the new solution was the cleaning times of the grate by a machine working in remote mode. The results of clearing the grate of excavated materials by a machine working in automatic mode were presented for various algorithms and scenarios included in the control software. The influence of the degree of ore fragmentation (including the number of oversized lumps) on the time of the grate cleaning was taken into account. The influence of the changes introduced in this software on the obtained grate discharge times was initially evaluated. The article also presents the impact of loading the grate with the use of loaders and haul trucks on the effectiveness of the automatic machine for breaking oversized lumps. Also, the driver elements of the machine were assessed in terms of their reliability, and the directions for possible structural changes were proposed. In conclusion, the directions for further activities aimed at optimizing the machine and increasing its efficiency and reliability were proposed.

Testy optymalizacyjne pracy automatycznego urządzenia do rozbijania brył nadgabarytowych URB/ZS-3 w kopalni Polkowice-Sieroszowice

W artykule przedstawiono doświadczenia z pierwszego etapu testów optymalizacyjnych pracy automatycznego urządzenia do rozbijania brył nadgabarytowych. Testy przeprowadzono w okresie od grudnia 2017 r. do marca 2018 r. w Zakładach Górniczych Polkowice-Sieroszowice – oddział KGHM Polska Miedź. Automatyczne urządzenie URB/ZS-3 powstało w ramach drugiego konkursu wspólnego przedsięwzięcia finansowanego przez NCBR i KGHM Polska Miedź S.A. pod nazwą CuBR. Omówiono przyjęte metody prowadzenia prób ruchowych urządzenia URB/ZS-3, które musiały uwzględniać specyficzne wymagania i warunki pracy oddziału górniczego w kopalni Polkowice-Sieroszowice. Punktem odniesienia dla oceny skuteczności nowego rozwiązania były czasy oczyszczania kraty przez urządzenie pracujące w trybie zdalnym. Zaprezentowano wyniki oczyszczania kraty z urobku przez urządzenie pracujące w trybie automatycznym dla różnych algorytmów i scenariuszy uwzględnionych w oprogramowaniu sterującym. Wzięto pod uwagę wpływ stopnia rozdrobnienia rudy, w tym liczby brył nadgabarytowych, na czas oczyszczania kraty. Poddano wstępnej ocenie wpływ zmian wprowadzanych w tym oprogramowaniu na uzyskiwane czasy opróżniania kraty. W artykule przedstawiono również wpływ załadunku kraty z wykorzystaniem ładowarek oraz wozów odstawczych na efektywność pracy automatycznego urządzenia do rozbijania brył nadgabarytowych. Oceniono także elementy wykonawcze urządzenia pod kątem ich niezawodności oraz zaproponowano kierunki ewentualnych zmian konstrukcyjnych. W podsumowaniu zaproponowano kierunki dalszych działań zmierzających do optymalizacji urządzenia oraz podniesienia jego efektywności i niezawodności.

Download article / Pobierz artykuł