Maszyny do załadunku urobku wczoraj, dziś, jutro

Załadunek odstrzelonego urobku na środki transportu jest istotną czynnością w układzie technologicznym. Postęp techniki sprawił, że w dziedzinie załadunku urobku w przeciągu ostatnich 25–30 lat zaszły istotne zmiany, które wraz z uwzględnieniem dalszych tendencji rozwojowych, zostaną dalej przedstawione.

Załadunek odstrzelonego urobku na środki transportu jest istotną czynnością w układzie technologicznym. Postęp techniki i technologii sprawił, że w dziedzinie załadunku urobku w przeciągu ostatnich 25–30 lat zaszły istotne zmiany, które wraz z uwzględnieniem dalszych tendencji rozwojowych, zostaną dalej przedstawione.

Załadunek urobku (skały zwięzłe) czy też urabianie połączone z załadunkiem (jeżeli istnieje możliwość mechanicznego urabiania) to początek długiego procesu, którego efektem końcowym jest kruszywo. Czy jest to istotny element procesu? Właściwie można powiedzieć, że najistotniejszy, ponieważ przy projektowaniu eksploatacji dla nowej kopalni od tego ogniwa rozpoczyna się dobór wydajności poszczególnych elementów układu, zgodnie z zasadą, że każdy następny proces musi wykazywać wydajność większą niż go poprzedzający. Tymczasem jeszcze do niedawna, bo do lat 70. w polskich kopalniach kruszyw dominował załadunek ręczny, czyli wykorzystujący siłę mięśni ludzkich.

Najczęściej urobek ładowany był na wagoniki, które również ręcznie, konno czy rzadziej z zastosowaniem maszyn pociągowych były transportowane do zakładu przeróbczego. Od tego czasu postęp techniczny pozwolił na wykonanie znaczącego kroku do przodu i obecnie praktycznie w każdej polskiej kopalni surowców do produkcji kruszyw naturalnych wykorzystuje się maszyny. Najczęściej są to jednonaczyniowe koparki hydrauliczne lub mechaniczne (linowe) oraz ładowarki jednonaczyniowe. Przy urabianiu piasków i żwirów, szczególnie w przypadku eksploatacji spod zwierciadła wody, stosowane są również inne rozwiązania technologiczne (koparki wielonaczyniowe, zgarniakowe, chwytakowe, ssąco-refulujące), jednak tymczasem skupimy się na eksploatacji lądowej i najczęściej stosowanych tu maszynach.

Koparki jednonaczyniowe stosowane do załadunku urobku dzieli się ze względu na rodzaj osprzętu roboczego na podsiębierne i przedsiębierne, a ze względu na sposób przeniesienia napędu (przekazanie energii wytwarzanej przez jednostkę napędową na osprzęt roboczy) na mechaniczne (linowe) i hydrauliczne. Koparki stosowane w kamieniołomach najczęściej budowane są na podwoziu gąsienicowym, rzadziej oponowym.

Pierwsze koparki, jakie pojawiły się w polskich kopalniach, to koparki linowe, przedsiębierne na podwoziu gąsienicowym i najczęściej z napędem elektrycznym (radzieckie EKG, czechosłowackie D-300, Skoda E-25 i polskie KE 401, KM-503, KU 1000, 1001, 1205, 1206). Na uwagę zasługują szczególnie koparki Skoda E 302 oraz E 303, które zdominowały polskie kopalnie skał zwięzłych. Koparki te o pojemności naczynia 3,4 m³ (5 m³ z nadsypem) charakteryzowały się prostą budową i dużą wytrzymałością wskutek czego wciąż jeszcze można je spotkać w wielu kopalniach na terenie Polski.

Duże koparki mechaniczne znakomicie sprawdzają się w trudnych warunkach eksploatacyjnych (duże różnice temperatur, duża odległość od siedzib ludzkich – serwis itp.). Dodatkowo duża wydajność osiągana dzięki gigantycznym pojemnościom naczynia roboczego oraz prosta budowa i długi czas eksploatacji sprawiają, że takie koparki wciąż są chętnie kupowane i z powodzeniem stosowane w kopalniach Kanady, Stanów Zjednoczonych, Australii czy Rosji. Z drugiej jednak strony wady koparek linowych, takie jak duże rozmiary i masa robocza, w porównaniu z analogicznymi koparkami hydraulicznymi, dłuższy czas cyklu, mała mobilność, mała przydatność do eksploatacji selektywnej, sprawiają, że w przypadku maszyn o mniejszych pojemnościach łyżki częściej stosowane są koparki hydrauliczne. Dodatkowo ugruntował się także podział co do sposobu zasilania i tak koparki hydrauliczne to w większości koparki spalinowe, podczas gdy mechaniczne są napędzane elektrycznie. Szczególnie w przypadku zakupu nowej koparki napęd spalinowy powoduje obniżenie kosztów inwestycyjnych. Dlatego też obecnie bardzo rzadko kupuje się małe koparki mechaniczne (w Polsce w ogóle). Efektem tego jest również liczba producentów koparek linowych, które obecnie wykonywane są jedynie przez trzech producentów na świecie: Bucyrus, Uralmasz i P and H. Producenci ci skupiają się jednak na budowie dużych i bardzo dużych koparek mechanicznych o pojemności naczynia sięgającej 77 m³ przy masie roboczej przekraczającej 1700 ton.