Spielvogel:Rekin w akcji

Do wydobywania kamiennych bloków w kopalniach kamienia budowlanego stosowane sš różne metody. Jedna z nich polega na wykorzystaniu wysokociœnieniowej strugi wody. „Od wielu lat badamy możliwoœci pozyskiwania bloków za pomocš wysokociœnieniowej strugi wody” - mówi Helmut Brodka, właœciciel znanej na œwiecie firmy Spielvogel z miejscowoœci Niederraunau niedaleko Stuttgartu. „Stosujšc cišgle udoskonalanš metodę jesteœmy w stanie wydobywać dziœ praktycznie każdy rodzaj materiału: piaskowiec, granit, marmur, trawertyn” - dodaje. Metoda ta pozwala na wydajne eksploatowanie złoża kamienia naturalnego przy zachowaniu dobrych wyników ekonomicznych. Urzšdzenie firmy Spielvogel nazywa się quarry shark. Jednš z jego zalet jest możliwoœć stosowania go nie tylko w kopalniach odkrywkowych, ale też w kopalniach podziemnych. W tym przypadku należy jedynie zastosować silnik napędzany gazem. We francuskim Rothbach urzšdzenie to stosowane jest już od dziesięciu lat pozyskujšc bloki w tamtejszym kamieniołomie czerwonego piaskowca. W ubiegłym roku urzšdzenie do cięcia przy użyciu wysokociœnieniowej strugi wody firmy Spielvogel dostosowano również do pracy w kopalniach granitu i marmuru. Specjalne testy wykonywane sš dziœ na różnych materiałach, wczeœniej doœwiadczenia firmy ograniczały się tylko do piaskowca. Urzšdzenie należy dostosowywać do każdego materiału, a najważniejszym parametrem jest ciœnienie wody. W przypadku piaskowca stosuje się ciœnienie 1200 barów (atm), w przypadku granitu od2200 do 2500 barów. W testach ustala się trzy parametry: ciœnienie, iloœć wody (na przykład w przypadku kopalni piaskowca w Rothbach ustalono jej iloœć na 100 l/min, w kopalniach granitu wynosi ona 50 l/min) i rodzaj dyszy. Prowadzone sš nieustannie próby cięcia przy użyciu różnych głowic. W ubiegłym roku przeprowadzono wiele dodatkowych testów, by jeszcze bardziej zoptymalizować dyszę, dzięki czemu dziœ można już w zasadzie używać tej techniki do cięcia różnych a niekiedy wszystkich materiałów skalnych. Odmian dysz pod względem konstrukcyjnym dysz jest dużo, bo około, trzydziestu, ale dšżeniem producenta jest zredukowanie tej liczby do, dziesięciu, aby powstała standardowa ich liczba dla okreœlonego rodzaju materiału skalnego. Na przykład po dopracowaniu dysz do cięcia piaskowca stosowane sš obecnie tylko dwa modele. Kształt głowicy z dyszš zależy od rodzaju ciętego materiału. Dysza wykonana jest ze stali uszlachetnionej wytrzymujšcej oddziaływanie odpryskujšcych elementów skalnych. Wielkoœć szpary powstałej w wyniku cięcia wynosi około 4,5 do 8 cm w miejscu, gdzie cięcie jest wyrównywane.Na placu firmy w Niederraunau stoi prototyp kolejnego urzšdzenia do cięcia wysokociœnieniowš strugš wody. Szef firmy pokazuje przykłady prób wykonywanych na różnych rodzajach materiału skalnego: pierwszy to marmur Carrara, (gruboœć cięcia 5 - 6 cm), drugi w kolejnoœci jest granit, w czterech odmianach, wœród których daje się rozpoznać Barmoral, reszta pochodzi z Norwegii i Niemiec, jest także granodioryt. Następna próba przedstawia cięcie wykonane w mocnym wapieniu z Ulm. Wydajnoœć cięcia, czyli pozyskiwania bloków zależna jest od rodzaju materiału i w przypadku piaskowca waha się od 5 do 8 m2/h. Dla granitu wydajnoœć cięcia wynosi około 2 do 3 m2/h, choć prace nad udoskonaleniem dyszy wcišż trwajš. Podobne wyniki uzyskuje się w przypadku cięcia marmuru, dla którego według przewidywań można ulepszyć urzšdzenie do tego stopnia, aby można było uzyskać wydajnoœć cięcia nawet 5 m2/h i więcej.Trzeba zaznaczyć, iż nad tego rodzaju urzšdzeniem badania prowadzono także poza granicami Niemiec. Amerykańskie oœrodki badawcze w Missouri-Rolla oraz Berkeley dopracowały się swojego prototypu, poza tym badania nad podobnym urzšdzeniem prowadził również jeden z kanadyjskich oœrodków naukowych w Ottawie, który wypracował model laboratoryjny z możliwoœciš jego zastosowania w warunkach przemysłowych. Mówiło się nawet o produkcji na skalę przemysłowš. Wydajnoœć uzyskiwana przez to urzšdzenie przy pracy w granicie Muskoka wynosiła blisko czterech metrów kwadratowych na godzinę. Œrednie wydajnoœci zazwyczaj oscylowały wokół dwóch, trzech metrów, przy czym należy podkreœlić, iż osišgano je w warunkach laboratoryjnych, bez bezpoœredniego przełożenia na pracę konkretnego urzšdzenia w kopalni. Urzšdzenie Kanadyjczyków pracowało wykorzystujšc niższe ciœnienia.Urzšdzenie niemieckie Quarry Shark umożliwia cięcie pionowe od czoła złoża, wtedy jednak wydajnoœć jest mniejsza; przy cięciu poziomym jest większa z racji uwarstwienia złoża. Ale za każdym razem, kiedy przychodzi zapytanie z kopalni dotyczšce możliwoœci wykorzystania w niej urzšdzenia firmy Spielvogel wykonywane sš testy, majšce na celu dopasowanie wszystkich parametrów do kamienia w złożu. Na przykład dwa tygodnie przed przybyciem ekipy Œwiata Kamienia do Niederraunau fachowcy firmy Spielvogel dopasowali dyszę do urzšdzenia w kopalni granitu w miejscowoœci Flossenberg, blisko granicy z Czechami. Dla kopalni granitu testy prowadzone były przez cały ubiegły rok, przy czym uwaga skoncentrowana była na uzyskaniu wydajnoœci maszyny na poziomie minimum jeden m2/h, bo tylko wtedy zakup maszyny jest opłacalny. Obecnie maszyna jest w stanie cišć minimum 2 m2/h a jej szczytowa wydajnoœć sięga 3 m2/h w granicie. Intensywne prace prowadzone sš w celu podniesienia wydajnoœci urzšdzenia przy cięciu różnych rodzajów materiałów, czyli skał. Aktualnie najbardziej dopracowany model do pracy przy urabianiu piaskowca. Jest to wynik prac dla francuskiej kopalni odkrywkowej w Rothbach. Główna jednostka to wysokociœnieniowa pompa zasilana silnikiem Diesla o mocy 500 KM 373 KW (Caterpillar C-16). Silnik napędza dwie pompy. Cylinder z wodš zamontowany jest na końcu każdej z pomp wytwarzajšc ciœnienie potrzebne dla prowadzenia cięcia. Pompy kontrolowane sš automatycznie, co zapewnia cišgły przepływ wody pod ciœnieniem 2200 barów. Poczštki wykorzystania takiego systemu hydraulicznego datuje firma Loegel, która stosowała jednostkę wytwarzajšcš ciœnienie 300 barów, co dawało wydajnoœć tylko pół metra kwadratowego na godzinę. PóŸniej jednostka została udoskonalona do mocy 1200 barów, ale nadal nie spełniało to oczekiwań producentów, ponieważ nie była ona w stanie pracować przez całš dobę. Mimo że pierwsze prototypy funkcjonowały już dziesięć lat temu, dopiero niedawno, bo trzy lata temu zaczęto myœleć nad udoskonaleniem tej technologii. Obecnie stosowana przez firmę Spielvogel pompa hydrauliczna może pracować całš dobę, a jednostka praktycznie nie zużywa się. Wystarczy zwyczajna kontrola pracy silnika Diesla oraz mocy zasilania pompy. Jedyne elementy podlegajšce wymianie to uszczelki, wymieniane co 500 1000 roboczogodzin oraz dysza, która w naturalny sposób też podlega zużyciu w wyniku oddziaływania materiału odpryskujšcego podczas pracy urzšdzenia (od 150 do 200 roboczogodzin). W procesie cięcia maszyna wykorzystuje jedynie wodę bez żadnych dodatków w postaci materiałów œciernych. Więc nie ma potrzeby, więc wymieniać narzędzi jak w przypadku stosowania narzędzi w postaci pił linowych diamentowych. Urzšdzenie wyposażone jest w zbiornik na wodę o pojemnoœci 6 m3. Aby zachować czystš wodę zbiornik połšczony jest z systemem filtracji wody, dzięki czemu zużycie czystej wody maleje do około 20%. Do przepompowania brudnej wody przez filtr stosowana jest odpowiednia pompa. Filtr czyszczony jest sprężonym powietrzem. Czas oczyszczania waha się w zależnoœci od stopnia zanieczyszczenia. Dla operatora urzšdzenia skonstruowano specjalnš kabinę, z której może on prowadzić bezpiecznie kontrolę pracy urzšdzenia.Charakterystycznym elementem urzšdzenia do cięcia przy użyciu wysokociœnieniowej strugi wody jest maszt zamocowany na wózku poruszajšcym się po szynach. Ma około 8 metrów wysokoœci. Po prowadnicy masztu porusza się ruchome ramię z zainstalowanym specjalnym podajnikiem wody do dyszy. Maszt może poruszać się poziomo lub pionowo w kierunku czoła złoża. Silnik hydrauliczny zamontowany na wózku steruje jego pracš oraz ruchem wysięgnika. Maksymalna długoœć wysięgnika wnosi 5 m, co determinuje głębokoœć dokonywanego cięcia a zatem też długoœć wydobywanego bloku.Firma przeprowadziła odpowiednie porównania kosztów stosowania swojego urzšdzenia do cięcia wysokociœnieniowš strugš wody do kosztów ponoszonych przy cięciu linš diamentowš. Wynik wypada różnie w zależnoœci od kraju z uwagi na różnice w cenach oleju napędowego oraz koszt diamentu oraz właœciwoœci urabianej skały. Jak zapewnia szef firmy Spielvogel, Pan Helmut Brodka, przy wykorzystaniu urzšdzenia Quarry Shark koszt jest o około trzydziestu procent a w pewnych przypadkach nawet pięćdziesięciu procent niższy niż przy zastosowaniu technologii cięcia linš diamentowš. Jednoczeœnie dziewięćdziesišt osiem procent produkcji stanowi dobry materiał. Urzšdzenie może pracować przez dwadzieœcia lat bez żadnych problemów, trzeba jedynie pamiętać o wymianie oleju. Spielvogel posiada umowę z firmš Bosh Rexroth, która wypracowała system hydrauliczny na potrzeby konstrukcji Quarry Sharka. Wczeœniejsze prototypy miały poczštkowo szeœć pomp, ale takie rozwišzanie jako bardziej kosztowne poddano szczegółowej analizie i okazało się, że taka liczba pomp nie jest konieczna. Dwa lata temu podczas targów w Norymberdze maszyna została zaprezentowana szerokiej publicznoœci. Ostatnio do współpracy z niemieckim producentem przymierzajš się Amerykanie, którzy co prawda posiadajš urzšdzenie, które tnie wysokociœnieniowš strugš wodš, ale mimo tego istnieje zainteresowanie urzšdzeniem firmy Spielvogel. Mówi się już o testach, które majš być przeprowadzone w USA. Specjalnie dla kopalni w USA wykonano modyfikacje urzšdzenia, aby mogło pracować również pod ziemiš w kopalni granitu. Urzšdzenie Quarry Shark wzbudza zainteresowanie również na Bliskim Wschodzie. „Na poczštku czerwca uczestniczyłem w targach kamieniarskich Iran Conmin w Iranie zorganizowanych w stolicy tego kraju Teheranie. Firmy niemieckie uczestniczšce w tej imprezie skorzystały z pomocy rzšdu, który docenił możliwoœci, jakie tkwiš w tak ogromnym rynku granitu i marmuru. Zaprezentowaliœmy tam swojš maszynę, dzięki czemu również stamtšd mam zamówienia na maszynꔠ opowiada, Helmut Brodka.

Dane techniczne urzšdzenia
Silnik Diesel  Caterpillar C-16, zużycie oleju od 50 do 75l/h. Pojemnoœć zbiornika to około 1800 litrów.
System hydrauliczny  pompa hydrauliczna firmy Bosh Rexroth
Przepływ  540 l/min
Ciœnienie  330 bar
Zespół podawania wody
Ciœnienie  8 bar
Przepływ  40-90 l/min
Ciœnienie wyjœciowe  2200 bar
System filtrujšcy
Czyszczenie filtra sprężonym powietrzem - 6 bar
Czas - 5 do 60 min

Wymiary
Zespół pomp wysokociœnieniowych 4500x2200x2200mm
Kabina sterownicza 2500x1200x2300mm
Zbiornik wody 4500x1600x2200mm
Maszt 2200x1500x8000mm
Ramię wysięgnika 4200x40x100mm
Waga
Zespół pomp wysokociœnieniowych 14000kg
Kabina sterownicza 600kg
Zbiornik wody 1000kg
Maszt 3800kg
Ciężar ramienia wysięgnika 100kg

• « poprz.
• nast. »