Ploegen Caterpillar GH800B

Wij ontwerpen en bouwen al mijngangploegen sinds 1941 en we hebben heel wat ontwikkelingen meegemaakt. De technische ontwikkelingen heeft ploegen tot de voorkeursmethode gemaakt voor materiaalwinning in materiaallagen dunner dan 1,8 m (70"). Cat ploegen bieden toonaangevende functies die andere fabrikanten niet kunnen aanbieden en eigendomskosten die bij materiaalwinning uit dunne en middeldikke materiaallagen ver onder die van de ondersnijmachine blijven. Hun betrouwbaarheid, hoge productiviteit en mogelijkheid om in de materiaallagen te werken, maken ze tot de ideale keuze voor materiaalwinning uit middeldikke en dunne materiaallagen.

Toonaangevende functies

Cat ploegen, zoals de GH800B en de GH1600 glijdende ploegsystemen bieden toonaangevende functies die geen andere fabrikant kan bieden - en kosten per ton die belangrijk lager liggen dan die van ondersnijmachines in dunne en middeldikke steenkoollagen. Dit alles maakt van de ploegen betrouwbare, hoogproductieve ploegsystemen voor de mijnbouw.

Zo werkt het

Het ploegprincipe is eenvoudig: een speciaal gevormde stalen ploegcarrosserie met strategisch geplaatste bits wordt over de hele lengte van het front langs de fronttransporteur getrokken, door een gesloten continuketting die wordt aangedreven door aandrijvingen die zich bevinden aan de frontuiteinden. De freesdiepte wordt elektronisch geregeld door de AFC in vooraf geselecteerde stappen naar het front te duwen nadat de ploeg is gepasseerd.

Verstelbare hoogte

De hoogte van de ploegcarrosserie kan gemakkelijk en volledig worden versteld binnen een bepaald bereik, zodat alleen steenkool wordt gewonnen. De hoogte van de ploegcarrosserie kan ook in grotere stappen worden aangepast, door aanbrengen of verwijderen van extra bitblokken. Beide afstellingen kunnen snel en gemakkelijk vanaf de achterkant worden uitgevoerd.

Afstandsbediening

Geen machinist nodig bij het front. De werking kan vanuit een centraal bedieningsstation worden geregeld, zowel ondergronds (bijvoorbeeld aan de hoofdpoort) als bovengronds, zodat de machinisten op afstand kunnen werken in een vuil- en stofvrije omgeving. Het stuursysteem met stempelpoten biedt verticale horizonbepaling. De stuurinrichting wordt normaliter handmatig bediend, maar kan worden geautomatiseerd. Er worden aan de mijngang aangepaste afschermingen geplaatst en doorgaans gaan deze automatisch tegelijk met de ploeg mee naar voren.

Voorkeurssysteem

De freescapaciteit die wordt behaald door ploegen is, in vergelijking tot ondersnijmachines, over de jaren steeds toegenomen. Voor steenkoollagen met een gemiddelde hoogte van minder dan 1,8 m (70"), zijn ploegen nu het favoriete systeem voor het delven van steenkool in mijngangen. In materiaallagen van 1,8 tot 2,3 m (70 tot 90,5") is de keuze voor ploeg of ondersnijmachine afhankelijk van de specifieke geologische omstandigheden.

Een ploegcarrosserie heeft geen interne aandrijving, zodat de GH800B-ploeg langs de steenkoollaag wordt getrokken door een eindeloze ketting die wordt aangedreven door aandrijfmotoren aan de uiteinden van de steenkoolwand. De ploegketting van 38 mm (1,5") maakt installaties mogelijk van maximaal 2 × 400 kW (2 × 536 hp).

Beveiliging tegen overbelasting

Effectieve beveiliging tegen overbelasting is essentieel voor snel ploegen op hoog vermogen. De overbelastingsbeveiliging van de Cat planetaire UEL-versnellingsbak heeft een geïntegreerde meervoudigeschijvenkoppeling waarvan de koppelingsdruk zo is ingesteld, dat de koppeling slipt ruim voordat het koppel wordt bereikt dat nodig is om de ketting te breken. Als "slippen van de koppeling" wordt gedetecteerd, wordt onmiddellijk het koppel van de versnellingsbak verlaagd en worden de ploegmotoren uitgeschakeld om te voorkomen dat de ketting wordt beschadigd. De Cat overbelastingsbeveiliging:

• Elimineert schokbelastingen van alle componenten van de aandrijving.
• Beperkt kettingfouten en maximaliseert de levensduur van componenten.
• Maakt een snelle herstart van het systeem mogelijk.

Lastverdeling

Met motoren met een Cat VFD-aandrijving (Variable Frequency Drive: aandrijving met variabele frequentie) – zoals de Cat VFD-A800/W800 – kan de snelheid variëren tussen 0 en 120% van het nominale vermogen zonder dat dit ten koste gaat van het constante koppel over een breed scala aan snelheden. Het energieverbruik van de motoren wordt constant bewaakt om de last te verdelen over de afzonderlijke aandrijvingen.

Voordelen van gedeelde belasting

• Volledig gebruik van het beschikbare motorvermogen
• Voorkomen van oververhitting van de motor en hieruit resulterende stilstand
• Verminderd motorstroomverbruik met optimaal koppel tijdens het opstarten
• Uitstekende arbeidsfactor (~1)

Hoe lager de steenkoollaag is, des te moeilijker het is om hieruit steenkool te winnen. Daarom is het laden van de steenkool op de gewapende pijlertransporteur (AFC: Armored Face Conveyor) nog belangrijker bij lage steenkoollagen. De ploegcarrosserie van de Cat GH800B heeft een optimaal ontwerp waardoor deze meer steenkool op de transporteur kan laden en het vermogen dat verloren gaat tijdens het proces wordt beperkt. De nieuwe vorm aan beide uiteinden van de ploegcarrosserie en de lagere hoogte van de ploeggeleider zorgen voor een aanzienlijke verbetering van het steenkoollaadproces bij lage steenkoollagen.

Hoogte-afstelling

Door het modulaire ontwerp kan de hoogte van de ploegcarrosserie worden aangepast door simpelweg toevoegen of verwijderen van bitblokken, elk met een hoogte van 265 mm (10"). De ploegcarrosserie kan ook worden aangepast aan kleinere variaties in de hoogte van de materiaallaag, via een in de ploegcarrosserie ingebouwde bitdraaischijf. De draaischijf draagt de bovenste bits van de ploeg en kan nauwkeurig tot 300 mm (12") omhoog of omlaag worden gebracht met behulp van een wormwiel, dat vanaf de achterzijde toegankelijk is.

Schokdemper (optioneel)

Caterpillar heeft een innovatieve schokdemper ontwikkeld voor extra bescherming voor de ploeg en ketting. De elastische koppeling die in de trekslede van de ploeg is geplaatst, bevat elastomeren met eigenschappen die de piekkrachten op de ketting verminderen. Dit resulteert in soepelere werking van de ploeg, minimale belasting op de ploegketting en de ploegconnectors en -aandrijvingen, waardoor de effectieve levensduur van deze onderdelen wordt verlengd.

Voordelen van een schokdemper

• Vermindert de slijtage aan de ploeg, aandrijvingen en ketting
• Een soepele werking van de ploeg verlengt de totale levensduur

Incrementeel ploegen

De voornaamste vereisten voor hoge prestaties van de ploeg zijn afstandsbediening, instelbare snijdiepte en de mogelijkheid om in een rechte lijn te ploegen. Aan al deze eisen wordt voldaan door het Cat incrementele snijsysteem en het volledig geautomatiseerde ploegsysteem voor mijngangen. Met conventionele ploegen leiden variaties in de hardheid van de steenkool tot variaties in de snijdiepte, die vaak leiden tot overbelasting van de transporteur en apparatuur verderop in het systeem of het vastlopen van de ploeg. Incrementeel ploegen voorkomt deze problemen door de snijdiepte constant te houden, ongeacht de hardheid van de steenkool of de aanwezigheid van rotsbanden.

Voordelen van incrementeel ploegen

• Afstandsbediening maakt hoogste veiligheid en maximale productiviteit bij dunne steenkoollagen mogelijk.
• Het AFC/ploegsysteem en de plafondsteunen kunnen precies worden geplaatst waar ze nodig zijn (kronkelingen, plafondconditie, breuklijnen enz. ).
• Het systeem corrigeert zichzelf automatisch bij te hard of te zacht duwen en houdt daarbij een rechte lijn in stand, ongeacht de omstandigheden.
• Optimaal gebruik van geïnstalleerd vermogen voor maximale snijdiepte op elke plaats langs de steenkoolwand.
• Automatische Cat ploegsystemen bieden toegang tot uitgebreide reserves in dunne steenkoollagen voor een hoger winningspercentage uit steenkoolreserves.
• Aanzienlijk meer steenkool kan worden gewonnen met efficiëntere lay-outs die de totale kosten verlagen.

Een functie die is gehandhaafd in het nieuwe GH800B-ploegsysteem is de Cat AFCPF3- of AFCPF4-transporteur, die gebruik maakt van ploeglijnpannen met een vervangbare bovengoot voor het gemakkelijk vervangen van versleten onderdelen. Ze zijn ook voorzien van externe 'hondenkluif-koppelingen' tussen de lijnpannen – elk met een treksterkte van maximaal 3600 kN (404 tf) en een zeer sterke en flexibele overbrengingsbalk tussen de transporteur en de plafondsteunen. Inspectieluiken in elke tweede lijnpan bieden snelle en eenvoudige toegang tot de boven- en onderkettingen voor onderhoud. Bovendien zorgen de bredere dwarsdoorsnede van de transporteur en de verlengde zijplaten voor een verhoogde doorvoer van steenkool. De GH800B maakt een hogere productiecapaciteit mogelijk bij lage materiaallagen, afhankelijk van de geologisch omstandigheden en overige parameters.

Geavanceerde transporteurtechnologie

De innovatieve lijnpannen voor de Cat PF-ploeg definiëren de geavanceerde technologie voor ondergrondse pijlertransporteurs. Ze zijn gebaseerd op de beproefde generaties PF3- en PF4-lijnpannen, die voldoen aan alle eisen betreffende kwaliteit, slijtvastheid en transporteurcapaciteit. PF-lijnpannen vormen de krachtige ruggengraat van het transporteursysteem. Deze baanbrekende transporteurtechnologie en het uiterst robuuste panontwerp zijn onderworpen aan uitgebreide tests.

Scheiding van slijtdelen

Het slimme en volledig nieuwe ontwerp verdeelt verschillende functionele gebieden in de PF, waardoor de slijtdelen van structuuronderdelen worden gescheiden. Zeer hard en slijtvast materiaal wordt gebruikt voor onderdelen die onderhevig zijn aan slijtage, terwijl de structurele onderdelen gemaakt zijn van zware, sterke staalsoorten. Het panontwerp maakt probleemloos vervangen van de bovenste sleuven mogelijk.

Voordelen van het scheiden van slijtdelen

• Aanzienlijk langere levensduur
• Aanzienlijk lagere totale slijtage van de pan
• Gemakkelijk ondergronds vervangen van slijtdelen

Optimale contactoppervlakken

Gebruik van het beproefde PF-profiel in de bovenste lagerring maximaliseert het contactoppervlak tussen de meenemerbalk en het profiel. Hierdoor wordt de oppervlaktedruk van de meenemerbalk bij kronkelingen en golvende materiaallagen beperkt. De speciale vorm van de onderste lagerring, die het contactoppervlak bijna verdubbelt, zorgt voor aanzienlijk minder slijtage van de meenemerschouder en een lagere wrijving. Ook het gekromde overgangsstuk op de panuiteinden vermindert het geluidsniveau aanzienlijk tijdens bedrijf van de kettingtransporteur.

Voordelen van optimale contactoppervlakken

• Minimale wrijving
• Geringe slijtage van de meenemerschouder in de onderste lagerring
• Beperkte vermogensverliezen
• Langere levensduur van de meenemerbalken en profielen
• Lager geluidsniveau tijdens bedrijf

Afstandsbediening

Cat ploegsystemen bieden het meest geavanceerde systeem voor afstandsbediening binnen de branche. Tijdens het bedrijf van een GH800B-ploegsysteem hoeft geen machinist bij de steenkoolwand aanwezig te zijn. Met de Cat MCU2-hoofdbesturingseenheid kan de gehele mijngang worden bestuurd vanuit een comfortabele ruimte ondergronds of zelfs vanaf grote afstand op maaiveldhoogte. De besturing visualiseert de werkzaamheden aan de steenkoolwand op een grafisch display, waaronder de actuele steenkoollast op de AFC, de stand van de afschermingen, de pootdruk, de slag en de positie van de ploeg. De MCU2 biedt een netwerk dat de gehele steenkoolwand omvat en maakt onderhoud op afstand mogelijk van de afschermingscomponenten, evenals de registratie en de overdracht van gegevens naar het maaiveld.

PMC-D-aandrijvingsregeleenheid

Aangezien de ploeg geen bewegende delen heeft, verloopt de besturing van de ploeg via een aparte PMC-D-aandrijvingsregeleenheid. De eenheid wordt gewoonlijk gekoppeld aan een versnellingsbak of aandrijving en wordt in de nabijheid gemonteerd van het apparaat dat door de eenheid wordt bestuurd. De PMC-D-eenheid is voorzien van alle hardware die nodig is om de vele functies van een typisch aandrijvingssysteem effectief te regelen. De PMC-D bepaalt ook nauwkeurig en betrouwbaar de positie van de ploeg door het meten van de slag van de aandrijfketting. De PMC-D wordt doorgaans gebruikt in combinatie met een PMC-V, die de bedieningsinterface (HMI, Human Machine Interface) en visualisering biedt.

PMC-V (visualiserings- en regeleenheid)

De PMC-V biedt een bedieningsinterface voor alle geïnstalleerde PMC-D-systeemeenheden. Hiermee kan de machinist parameters instellen en systeemgegevens opslaan en bekijken. De PMC-V heeft 24 toetsen voor eenvoudige bediening en omvat een 4" VGA-display voor datavisualisering. Trends kunnen grafisch worden gevisualiseerd en eventuele waarschuwingen en foutmeldingen kunnen ook duidelijk worden weergegeven. Met een keur aan verschillende interfacetalen, toont het PMC-V-display alle beschikbare gegevens van de versnellingsbakken – inclusief de waarden van omvormers, statusinformatie, wereldwijde en lokale parameters en netwerkstatus. De VPlow-software visualiseert het gehele ploegsysteem, van ploegbewegingen en voortgang tot alle parameterinstellingen – vooral van de aandrijvingsregeling met overbelastingsbeveiliging.

Effectieve horizonbepaling voor ploegen is nodig om golven in de steenkoollaag te kunnen verwerken. Wanneer de steenkoollaag wordt gevolgd, wordt er minder in aangrenzende steenlagen gesneden en worden de bijbehorende voorbereidingskosten verlaagd, wordt het snijgereedschap minder snel opgebruikt en wordt het energieverbruik verlaagd, terwijl de steenkoollaag maximaal wordt geëxploiteerd. Voor een verticale horizonbepaling heeft Caterpillar een stuursysteem ontwikkeld met stempelpoten en hydraulische cilinders tussen de achterzijde van de AFC en de overbrengingsbalk van de plafondsteunen. Het uitschuiven van de cilinder resulteert in een neerwaartse richting van de ploeg (graven), door intrekken beweegt de ploeg omhoog (klimmen). De stuurcilinders kunnen handmatig of automatisch worden bediend via het Cat PMC-R elektrohydraulische bedieningssysteem. Een blokverankeringssysteem, bestaande uit tussen de pijlertransporteur en de afschermingen (op de pijleruiteinden) gemonteerde cilinders, regelt de kruip van de transporteur en houdt de juiste spanning in de ploegketting in stand.

Voordelen van horizonbepaling

• De ploeg gaat in relatief kleine stappen naar voren vergeleken met een ondersnijmachine. Zo kan het horizonbepalingssysteem de ploeg verticaal sturen, zodat deze in de materiaallaag blijft, zelfs bij sterke golvingen in de laag. De werkrichting van een ondersnijmachine kan alleen geleidelijk in verticale richting worden aangepast, wat resulteert in een hogere vervuilingsgraad met materiaal van buiten de steenkoollaag wanneer deze sterk golft.
• Dankzij de eenvoudige hoogteverstelling kunnen ploegen zich soepel door breuklijnen of golvende steenkoollagen werken, waarbij het frezen in het naastliggende materiaal tot een minimum wordt beperkt.