• Innowacje Przemysł
  • 5 czerwca 2019
  • Czas czytania

Uwarunkowania innowacyjności w przemyśle maszyn górniczych

Uwarunkowania innowacyjności w przemyśle maszyn górniczych

Innowacje kojarzą się z postępem i są przeważnie odbierane pozytywnie, ponieważ ich efektem jest, z założenia, poprawa istniejącego stanu rzeczy. Wprowadzenie innowacji jest jednak w istocie zmianą, a więc podlega tym samym regułom i uwarunkowaniom co inne zmiany. W górnictwie podziemnym jest to tym trudniejsze, że zależy od warunków geologicznych, które są odmienne w różnych kopalniach.

Z punktu widzenia FAMUR SA innowacją są:

  • nowe, niestosowane wcześniej urządzenia czy maszyny,
  • nowe, niestosowane wcześniej technologie produkcji maszyn i urządzeń górniczych,
  • pojawienie się lub wymyślenie nowych materiałów konstrukcyjnych,
  • wejście na nowy rynek, na którym wcześniej nie działaliśmy,
  • opracowanie nowych technologii górniczych dla nowych lub już produkowanych przez nas urządzeń,
  • zrealizowana przez nas zmiana w otoczeniu konkurencyjnym (np. w postaci przejęcia konkurenta).

W historii naszej firmy wszystkie wymienione zakresy innowacyjności były obszarem aktywnych działań. Wprowadzanie zmian, nie było jednak łatwe. Rynek maszyn górniczych jest bowiem trudny ze swej natury. Mimo to, w ujęciu historycznym to właśnie górnictwo było miejscem, w którym pojawiły się innowacyjne rozwiązania techniczne.

Rewolucje 1.0 i 2.0

Dziś, gdy często dyskutujemy o innowacyjności i Przemyśle 4.0, zapominamy, że poprzednie rewolucje przemysłowe zaczynały się… w górnictwie podziemnym. Poważnym problemem dla kopalń z coraz głębszymi pokładami była woda i dlatego w Anglii już u schyłku XVII w. zastosowano maszyny parowe do odwadniania. Można więc powiedzieć, że pierwsze urządzenia parowe wymyślono dla górnictwa.

Na kontynencie europejskim pierwszy raz taką maszynę, tzw. maszynę ogniową konstrukcji Newcomena, uruchomiono w kopalni Fryderyk w Tarnowskich Górach. A przecież dziś mówi się o zastosowaniu maszyn parowych jako pierwszej rewolucji przemysłowej (tzw. Przemysł 1.0), które w transporcie i przemyśle wytwórczym pojawiły się o stulecie później.

Jako drugą rewolucję przemysłową (Przemysł 2.0) uznaje się wprowadzenie taśmy montażowej i napędu elektrycznego w drugiej połowie XIX wieku. A ściany wydobywcze, przedstawiane często jako analogia taśmy produkcyjnej, w angielskich i szkockich kopalniach węgla kamiennego były opisywane już w XVII wieku. Pierwsze silniki elektryczne w kopalniach pojawiły się też nieco wcześniej niż w fabrykach na powierzchni.

Jak zawsze istotne są szczegóły – mówiąc o kolejnych rewolucjach przemysłowych odnosimy się do produkcji w fabrykach i realizowanego w nich procesu podstawowego, czyli tego, co przynosi nam dochód. Maszyny parowe, napędy elektryczne, automatyzację w górnictwie wprowadzano wcześniej niż w produkcji, choć jedynie w procesach pomocniczych, bez których wydobycie nie mogłoby być realizowane. Cechą procesów pomocniczych jest to, że przynoszą tylko koszty i wydatki, ale bez nich jest niemożliwe zarabianie na tzw. core businessie, czyli procesie podstawowym.

Co z dalszym rozwojem?

Co więc sprawiło, że górnictwo podziemne, mimo wielu innowacyjnych w swoim czasie rozwiązań, nie doszło w procesach wydobywczych (wybieranie kopaliny i transport urobku do miejsca wykorzystania lub przerobu) nawet do poziomu Przemysłu 3.0? Odpowiedzi udzielają William A. Hustrulid i Richard L. Bullock w swojej książce na temat metod wydobycia podziemnego: „Wszystko w podziemnej kopalni jest kompromisem pomiędzy tym, co wygląda dobrze na papierze, a tym, co złoże (górotwór) pozwoli nam zrobić!”. Warto także przytoczyć stare niemieckie porzekadło górnicze: „przed kilofem jest ciemno”.

W nowoczesnych fabrykach wszystko jest stałe – maszyny i urządzenia stoją w stałych pozycjach względem siebie w halach produkcyjnych czy w instalacjach, w których utrzymuje się ustalone warunki (na przykład temperatura, wilgotność czy ciśnienie). Każdy, kto kiedykolwiek był w podziemnej kopalni, wie, że warunki realizacji procesu wydobywczego są zmienne, a maszyny i urządzenia przemieszczają się w miarę opróżniania tego „magazynu”, który zgromadziła dla nas natura. Dlatego to, co daje się zautomatyzować w fabrykach na powierzchni, jest znacznie trudniejsze do zautomatyzowania w kopalni.

A jednak…Dziś już prawie zapomnieliśmy, że to w polskim górnictwie węglowym podjęto ponad 50 lat temu wysiłek stworzenia automatycznej ściany wydobywczej, a kilka lat później uruchomiono w Katowicach, niedaleko zakładów Famuru, pierwszą Zautomatyzowaną Kopalnię Węgla Kamiennego „Jan”. Najpierw testowano w kopalniach trzy różne warianty ścian automatycznych:

  • ASI-1 (Automatyczna Ściana Izotopowa 1) w kopalni „Zabrze”,
  • BESTA (BEz STAłej obsługi w ścianie) w kopalni „Bielszowice”
  • ASI-2 (Automatyczna Ściana Izotopowa 2) w Zautomatyzowanej Kopalni Węgla Kamiennego „Jan”.

W tamtych czasach, przy dostępnym poziomie technologii, były to wielkie osiągnięcia, ale w połowie laty 70. XX wieku zaniechano dalszych prac. Okazało się to zbyt wielkim wyzwaniem na owe czasy. Niektóre rozwiązania techniczne, jak elektrohydrauliczne sterowanie pracą obudowy zmechanizowanej, weszły do światowej techniki górniczej. Dostrzeżono osiągnięcia polskiego górnictwa, ale trzeba było czasu i rozwoju innych technologii, aby powrócić do idei automatycznej ściany. Nastąpiło to dopiero po wejściu na ścieżkę prowadzącą do Przemysłu 3.0 w górnictwie węglowym. Co takiego się wówczas zmieniło?

  • wzrosły wymagania dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy w kopalniach,
  • wzrosły wymagania dotyczące wydajności ścian węglowych i człowiek okazał się najmniej doskonałym „elementem” procesu wydobywczego – automat nie myśli o problemach rodzinnych i bez względu na porę dnia pracuje tak samo,
  • coraz bardziej kosztowne wyposażenie ścian nie zostawiało miejsca na błędy człowieka,
  • automaty się psują, ale nie strajkują.

To podstawowe przyczyny, dla których coraz intensywniej dąży się do automatyzacji procesów wybierkowych w ścianach.


Ciągle marzymy o „górnictwie w białych kołnierzykach” i na całym świecie podejmujemy wysiłki na drodze do wyeliminowania fizycznej obecności człowieka w przodkach wydobywczych w czasie wydobycia węgla. Mamy coraz doskonalsze narzędzia diagnostyki i monitorowania pracy maszyn i urządzeń. Wprowadzamy coraz więcej automatyki w pracy kompleksów ścianowych, ale nawet w znacznie lepszych warunkach górniczo-geologicznych niż w polskich kopalniach nie udało się jeszcze wyeliminować całkowicie ludzi ze ścian, ponieważ… „przed kilofem jest ciemno”.

Jacek Korski

Jacek Korski

Doradca zarządu FAMUR SA, doktor nauk technicznych o specjalności Górnictwo i Geologia Inżynierska. W swojej karierze związany był m.in. z KWK „Makoszowy” (jako naczelny inżynier i zastępca dyrektora kopalni), KWK „Bolesław Śmiały” (naczelny inżynier i dyrektor–kierownik ruchu), Inowrocławską Kopalnią Soli - Grupa ORLEN (dyrektor techniczny i członek zarządu), Kompanią Węglową (p.o. prezes zarządu). Współpracował również z ośrodkami naukowym – Politechniką Śląską, Instytutem Technik Innowacyjnych EMAG czy Instytutem Techniki Górniczej KOMAG. Ekspert w zakresie restrukturyzacji kopalń. Prowadził także proces gaszenia i rekultywacji jednego z największych płonących składowisk odpadów powęglowych w Europie - hałdy „Skalny” w Łaziskach Górnych. 

Zobacz również

Wysoka pensja i co jeszcze? Jak motywować pracowników?

Wysoka pensja i co jeszcze? Jak motywować pracowników?

Podręcznik pracodawcy 4.0. Jak efektywnie zarządzać firmą w dobie rewolucji przemysłowej?

Podręcznik pracodawcy 4.0. Jak efektywnie zarządzać firmą w dobie rewolucji przemysłowej?


Polecane

Rozwiązanie dla nierozwiązywalnego problemu. FAMUR SA opatentował nowy sposób ochrony chodników za frontem ściany wydobywczej
Innowacje
2 czerwca 2019

Rozwiązanie dla nierozwiązywalnego problemu. FAMUR SA opatentował nowy sposób ochrony chodników za frontem ściany wydobywczej

Subskrybuj FAMUR Pro