Zavedením dobývací metody chodbicování v dole ČSA, vznikl problém s použitím vyprošťovacího potrubí při případném závalu důlního díla a nutnosti vyproštění pracovníků ze závalu. Důvodem je nemožnost použití zařízení s ohledem na rozměry chodbic, hlavně jejich výšku – kolem 5,5 metru.
Stávající zařízení bylo konstruováno pro zabudování opěrné stolice pomocí hydraulických stojek do důlních chodeb s TH výztuží běžných rozměrů obvyklých v SHR (výška cca do 3,5 m). Proto bylo přistoupeno k řešení technické inovace vyprošťovacího potrubí pro podmínky chodbicování. Úkolem inovace bylo vyřešit problém, buď případnou úpravou stávající opěrné stolice s doplněním některých prvků, nebo vývojem stolice nového typu. Byla oslovena vytypovaná odborná pracoviště a firmy zabývající se obdobnou tématikou (např. VŠB Ostrava, VÚHU Most, Minova Bohemia apod.) se žádostí na vypracování návrhů možného řešení. Po prostudování návrhů bylo rozhodnuto o výrobě nové opěrné stolice (kotevního rámu) s kotvením do počvy důlního díla, dle návrhu řešení společnosti Minova Bohemia s.r.o.. Výroba nového kotevního rámu včetně projektové dokumentace byla zadána Výzkumnému ústavu pro hnědé uhlí Most, a.s.
Stávající způsob použití vyprošťovacího potrubí
Nový systém kotvení
Instalace nové tlačné stolice (kotevního rámu) je provedena ukotvením na počvu chodbice pomocí samozavrtávacích kotevních tyčí R32 se ztracenou korunkou o průměru 45 mm s následnou injektáží organicko- minerální pryskyřicí Geoflex.
Kotevní rám slouží k opření a vedení tlačného hydraulického válce vyprošťovacího zařízení. Spodní uložení válce je tvořeno koulí průměru 90 mm, na předním čele je válec zachycen ve výškově i směrově seřizovatelné části stolice. Kotevní rám je svařen z plechů z oceli pevnostní třídy S355. Rám se skládá ze dvou podélníků, které se upevňují pomocí kotevních tyčí do počvy chodbice, předního příčníku s opěrkou pro uložení tlačného hydraulického válce a zadního příčníku se směrově a výškově seřizovatelnou stolicí pro vedení hydraulického válce. Podélníky jsou tvořeny kotevním plechem z oceli tlouštky 12 mm a svislými plechy pro ukotvení příčníků. V kotevním plechu jsou zhotoveny otvory pro svislé kotevní tyče a otvory pro průchod šikmých kotevních tyčí. Ke kotevnímu plechu jsou přivařeny svislé plechy. Na obou krajích jsou plechy tloušťky 12 mm, mezi nimi je vevařena kotevní skříň pro uložení předního příčníku. Přední příčník je k podélníkům uchycen čepem.
Dále jsou ke kotevnímu plechu přivařeny šikmé desky pro ukotvení šikmých kotevních tyčí. Desky jsou symetrické a umožňují instalaci šikmých kotevních tyčí do obou podélných směrů. Desky současně tvoří vyztužení svislé stěny podélníku. Přední příčník je rovněž svařen z plechů z oceli pevnostní třídy S355. Na obou koncích jsou přivařena oka pro čepy pro spojení příčníku s podélníky. Pásnice příčníku jsou tvarovány do tvaru nosníku stálé pevnosti pro minimalizaci hmotnosti příčníku. Ve středu příčníku je umístěna kulová opěrka pro opření hydraulického tlačného válce.
Hlavní nosník zadního příčníku je vyroben z válcovaného profilu UPE200 z oceli pevnostní třídy S235. V horní přírubě je vyfrézována drážka pro posuvné uchycení stolice a uložení předního čela hydraulického válce. Na obou koncích nosníku jsou přivařeny čelní plochy pro přišroubování příčníků k podélníkům kotevního rámu.
Prvky kotevního rámu
Zkoušky in situ
Vlastní výrobě kotevního rámu předcházelo několik konzultačních schůzek pracovníků HBZS Most (pracovní komise pro řešení úkolu technické inovace, jmenovaná ředitelem HBZS) se zástupci odborného útvaru TPD VÚHU Most. Po dodání rámu Výzkumným ústavem hnědého uhlí byla za přítomnosti zástupců HBZS Most, Minovy Bohemia a VÚHU Most ve dnech 24. a 26. 10. 2016 provedena 1. poloprovozní zkouška na dole ČSA přímo v chodbici č. 11, ve staničení 60 m. Stolice byla smontována a usazena na místo zkoušky s instalací kotevních prvků, při skutečné kotevní délce v průměru 120 cm.
Stolice po instalaci při 1. zkoušce
Po zainjektování kotevních prvků a osazení kotevního rámu tlačnou stojkou bylo přistoupeno ke zkoušce únosnosti systému tlačením jednoho dílu vyprošťovacího potrubí do boku chodbice. Postupným zvyšováním tlaku v hydraulickém systému mělo být docíleno maximálního zkušebního tlaku 450 bar. Při odchýlení se potrubí od osy tlačení docházelo, vlivem konstrukční volnosti posuvného uložení předního čela hydraulického válce ve vyfrézované drážce, k opakovanému ujíždění válce do krajních poloh. I přes opakované pokusy se nedařilo udržet potrubí v přímém směru, pro dosažení zamýšleného zkušebního tlaku. Bylo dosaženo maximálního tlaku 320 barů.
Zatlačování potrubí do boku chodbice
I přes to, že nebylo dosaženo zamýšleného zkušebního tlaku, bylo konstatováno, že navržená kotevní metoda vyhovuje zadaným požadavkům. Se zástupci VÚHU byly dohodnuty konstrukční úpravy na kotevním rámu, po kterých byla provedena druhá, finální zkouška. Ta proběhla ve dnech 8. a 9. 2. 2017. Kotevní stolice byla osazena čtyřmi kotevními prvky stejného typu, jen s rozdílnou kotevní délkou, která byla v tomto případě 175 cm, pod úhlem 45°, přesně dle výpočtu a návrhu kotvení společnosti Minova Bohemia. Nákres stolice s kotevními prvky Po zainjektování a technologické přestávce, pro vytvrdnutí injektážní hmoty (cca 20 min.), bylo, bez jakýchkoliv deformací stolice či kotevních prvků při zatlačování dílu vyprošťovacího potrubí do ortu důlního díla, dosaženo maximálního tlaku 460 barů.
Zkouška č. 2
Závěr
Provedením zkoušek byla plně prokázána správnost zvoleného řešení ukotvení tlačné stojky. Jedním z důležitých faktorů tohoto řešení je čas, potřebný k instalaci celého systému kotvení. Při druhé zkoušce byla celková doba instalace 1,5 hodiny, což v případě mimořádné události je vyhovující čas. Po zvolení optimálního uložení stolice a dovybavení všemi náležitostmi bude v dohledné době systém plně připraven pro okamžité použití pro případ vyproštění pracovníků ze závalu.
