MASZYNY GÓRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki Górniczej KOMAG

Mgr inŜ. Piotr DOBRZANIECKI
Mgr inŜ. Krzysztof KACZMARCZYK
Mgr inŜ. Hubert SUFFNER
Instytut Techniki Górniczej KOMAG
Kierunki prac badawczych zmierzających do ograniczenia
substancji toksycznych emitowanych przez napędy spalinowe
maszyn stosowanych w kopalniach głębinowych
S t r e s z c z e n i e
W artykule poruszono problematykę dotyczącą poprawy
jakości spalin w aspekcie stosowania napędów
spalinowych w górnictwie. Dokonano przeglądu górniczych
napędów spalinowych oraz układów mających
na celu ograniczenie emisji substancji toksycznych.
Przedstawiono metody oczyszczania spalin, ze
szczególnym uwzględnieniem wykorzystania katalizatora.
S u m m a r y
Problems referring to improvement of quality of
exhaust gases, in the aspect of use of diesel drives in
the mining industry, were discussed in the paper.
Mining diesel drives and systems, aim of which is to
limit emission of toxic substances, were reviewed.
Methods for treatment of exhaust gases, mainly with
use of catalyst, were presented.
1. Wstęp
Problem jakości spalin, w aspekcie ich składu chemicznego,
pojawił się w wraz z wprowadzeniem napędów
spalinowych do podziemnych wyrobisk górniczych.
Wynika on z faktu ograniczonej ilości tlenu
w powietrzu kopalnianym, juŜ zanieczyszczonego czynnikami
związanymi z eksploatacją, do którego wprowadzone
są dodatkowe czynniki szkodliwe. Tak zanieczyszczone
powietrze kopalniane, przepływające przez
wyrobiska, w istotny sposób obniŜa komfort pracy
załogi oraz nie pozostaje bez wpływu na rozwój chorób
zawodowych.
Prace prowadzone w latach 70. i 80. ubiegłego
wieku przez specjalistów Instytutu Techniki Górniczej
KOMAG oraz specjalistów z Politechniki Śląskiej, Politechniki
Wrocławskiej i Głównego Instytutu Górnictwa
(KD „Barbara”) pozwoliły na określenie czynników mających
bezpośredni wpływ na jakość spalin.
Czynniki te moŜna pogrupować ze względu na:
a) konstrukcję i stan techniczny silnika spalinowego,
b) stosowaną mieszankę paliwowo-powietrzną,
c) konstrukcję i stan osprzętu zabezpieczającego
silnik,
d) skuteczność działania oprzyrządowania stosowanego
do zmiany składu spalin.
2. Silniki spalinowe stosowane w maszynach
górniczych
W opracowanych w latach 70-80 ubiegłego wieku
konstrukcjach górniczych napędów spalinowych stosowane
były silniki SW 400 Andoria, zmodernizowane
pod kątem ograniczenia emisji tlenku węgla (CO).
Niedogodnością stosowania tych silników w podziemiach
kopalń była ich duŜa wraŜliwość na zuŜycie
elementów związanych z procesem spalania ładunku,
czego efektem było szybkie zwiększanie emisji CO.
Eksploatowane silniki musiały być poddawane częstej
regeneracji, raz lub nawet dwa razy w roku, w celu
utrzymania emisji CO na dopuszczalnym poziomie.
Lepsze pod tym względem były silniki firmy Deutz
typu 916, które zostały zastosowane w napędach spalinowych
według konstrukcji KOMAG-u w połowie lat 80.
ubiegłego wieku. Silniki te oprócz dobrych wyników
w zakresie jakości spalin cechowała duŜa trwałość.
Z uwagi na zaprzestanie z końcem lat 90. ubiegłego
wieku ich produkcji, do rozwiązań napędów spalinowych
opracowanych przez KOMAG wprowadzono silniki
nowej generacji serii BFM1013 oferowane przez
firmę Deutz.
NaleŜy zaznaczyć, iŜ produkcją silników spalinowych
stosowanych w urządzeniach eksploatowanych
w podziemiach kopalń zajmuje się kilku znanych producentów
światowych, jednak w większości nie produkują
oni jednostek przystosowanych do warunków
górniczych panujących w kopalniach węgla. Adaptacją
silników spalinowych zajmują się firmy specjalistyczne,
najczęściej producenci urządzeń górniczych.
W tabeli 1 zestawiono przykładowe urządzenia dołowe
z napędem spalinowym, eksploatowane w kopalniach
głębinowych rud miedzi, węgla i soli oraz typy
silników wysokopręŜnych wraz ze stosowanymi metodami
oczyszczania spalin. Silniki te spełniają z reguły
wymagania normy jakości spalin Tier 2 lub Stage II, co
jest moŜliwe jedynie przy stosowaniu turbodoładowania,
często powiązanego z chłodzeniem powietrza doładowującego.
MASZYNY GÓRNICZE 3-4/2010 163