Środowiska górnicze i zakłady przeróbki kopalin mogą łączyć oddziaływanie chemiczne, cząstki ścierne, obciążenia mechaniczne oraz stałą wilgotność. Warunki te mogą wpływać na dobór materiałów na pomosty, platformy, stopnie schodów i inne strefy dostępu. FRP może być rozważany w części takich zastosowań, jeżeli materiał i konfiguracja zostaną dobrane z uwzględnieniem oddziaływania chemicznego, obciążeń mechanicznych i wymagań dotyczących powierzchni. Artykuł przedstawia typowe zastosowania FRP w górnictwie i przeróbce kopalin oraz czynniki, które należy przeanalizować podczas oceny konkretnej konfiguracji. Treść opiera się na ogólnej wiedzy branżowej i nie stanowi deklaracji dotyczącej właściwości jednej, przebadanej konfiguracji produktu.

Główne warunki środowiskowe w górnictwie i przeróbce kopalin

W zakładach górniczych i przeróbczych materiały mogą być jednocześnie narażone na kilka warunków:

  • Kwasowy drenaż kopalniany: utlenianie minerałów zawierających siarczki w obecności wody i powietrza może prowadzić do powstawania kwaśnych wód kopalnianych. Woda o niskim pH może tworzyć środowisko korozyjne dla eksponowanych materiałów.
  • Oddziaływanie chemiczne: odczynniki flotacyjne, roztwory ługowania, środki do regulacji pH i inne media procesowe mogą powodować dodatkowe oddziaływanie chemiczne w obszarach przeróbki.
  • Ścierne zawiesiny: cząstki rudy, odpady i stałe składniki procesu mogą powodować zużycie eksponowanych powierzchni wskutek wielokrotnego kontaktu i przemieszczania.
  • Obciążenia mechaniczne: pomosty, platformy i stopnie mogą być projektowane dla ruchu pieszego, urządzeń utrzymania ruchu, wózków lub innych określonych obciążeń.
  • Wilgoć i zmiany temperatury: mokre strefy robocze, wilgotność oraz zmiany temperatury mogą stanowić dodatkowe czynniki środowiskowe.

Warunki te mogą występować jednocześnie. Na przykład platforma robocza w pobliżu strefy przeróbki może być narażona na rozpryski lub mgłę chemiczną, a jednocześnie na powtarzalny ruch personelu i okresowy kontakt z zawiesiną. Dlatego przy doborze materiału należy uwzględniać odpowiednie warunki oddziaływania i obciążenia łącznie.

Gdzie stosuje się FRP w górnictwie i przeróbce kopalin

Kraty FRP

Kraty FRP stosuje się w strefach dostępu, takich jak pomosty, platformy robocze i podesty serwisowe, gdy wybrana konfiguracja odpowiada przewidywanym obciążeniom i warunkom środowiskowym. Dobór kraty nie zależy wyłącznie od materiału; na przydatność konkretnej konfiguracji mogą wpływać również geometria, rozpiętość, rozstaw podpór, połączenia, struktura powierzchni oraz system żywicy.

W przypadku kwaśnych wód kopalnianych, chemikaliów procesowych lub stałej wilgotności system żywicy należy ocenić w odniesieniu do obecnych substancji chemicznych i przewidywanych warunków ekspozycji. Więcej informacji znajduje się na stronie krat FRP.

Kraty z prętów pultrudowanych

Kraty z prętów pultrudowanych są wytwarzane poprzez formowanie ciągłych profili wzmacnianych włóknem szklanym z użyciem żywicy i matrycy formującej. Ukierunkowane wzmocnienie ma znaczenie w zastosowaniach, w których istotne są rozpiętość i kierunek obciążenia. Podobnie jak w przypadku innych typów krat, odpowiednia konfiguracja zależy od obciążenia, rozpiętości, układu podpór i warunków środowiskowych.

Kraty z prętów pultrudowanych można rozważać dla platform, pomostów i innych stref dostępu, jeżeli ich forma konstrukcyjna i konfiguracja powierzchni odpowiadają zastosowaniu. Szczegóły produktu znajdują się na stronie krat z prętów pultrudowanych.

Platformy i stopnie

Platformy i stopnie FRP mogą być stosowane w miejscach, w których powierzchnie dostępu są narażone na wilgoć, kontakt z substancjami chemicznymi lub rozpryski zawiesiny. Struktura powierzchni jest ważnym czynnikiem doboru w miejscach, w których przewidywane są mokre lub zanieczyszczone powierzchnie komunikacyjne.

W zastosowaniach górniczych i przeróbki kopalin należy uwzględnić przewidywane obciążenie, rozpiętość, układ podpór, oddziaływanie chemiczne, konfigurację powierzchni oraz szczegóły montażu, zamiast opierać ocenę wyłącznie na rodzaju materiału.

Korozja, ścieranie i dane laboratoryjne

Ważną granicą w zastosowaniach górniczych jest różnica pomiędzy właściwością materiału zmierzoną w określonych warunkach laboratoryjnych a zachowaniem w warunkach połączonego oddziaływania w rzeczywistym środowisku pracy. Wynik badania odporności chemicznej uzyskany w kontrolowanych warunkach sam w sobie nie potwierdza zachowania w przemieszczającej się zawiesinie o działaniu ściernym.

Granica dowodów i zakresu: dane laboratoryjne opisują badany próbnik, konfigurację, warunki badania oraz ocenianą właściwość. Gdy jednocześnie działają cząstki ścierne, oddziaływanie chemiczne, prędkość, temperatura, obciążenie lub inne czynniki, nie należy ekstrapolować właściwości poza zakres dostępnych dowodów. Połączone oddziaływanie chemiczne i mechaniczne może wymagać odrębnej oceny technicznej.

Rozróżnienie to jest szczególnie istotne w strefach pracy z zawiesiną. Cząstki ścierne mogą stale zużywać eksponowaną powierzchnię, podczas gdy materiał jednocześnie pozostaje w kontakcie ze środowiskiem chemicznym. Takie oddziaływanie różni się od badania, w którym kontakt chemiczny lub obciążenie mechaniczne są oceniane oddzielnie w warunkach kontrolowanych. Dlatego dane laboratoryjne należy interpretować w ramach ich deklarowanego zakresu, a nie jako bezpośrednią prognozę zachowania w warunkach połączonego oddziaływania zawiesiny.

Najważniejsze czynniki doboru w zastosowaniach górniczych

Przy doborze FRP do zastosowań w górnictwie i przeróbce kopalin należy uwzględnić kilka czynników:

  • Obciążenie i rozpiętość: określić przewidywane obciążenie, rozpiętość, rozstaw podpór oraz wymagania dotyczące dopuszczalnego ugięcia. Konfigurację kraty lub platformy należy dobierać jako kompletny układ konstrukcyjny, a nie wyłącznie na podstawie grubości panelu.
  • System żywicy: przy wyborze systemu żywicy należy przeanalizować obecne substancje chemiczne oraz przewidywane warunki ekspozycji. Żywica odpowiednia dla jednego środowiska chemicznego nie powinna być automatycznie uznawana za odpowiednią dla innego.
  • Konfiguracja kraty lub panelu: geometria, grubość, układ wzmocnienia, rozpiętość i rozstaw podpór wpływają na zachowanie konstrukcji i powinny być analizowane łącznie.
  • Konfiguracja powierzchni: w strefach mokrych lub narażonych na zawiesinę wybrana struktura powierzchni powinna odpowiadać przewidywanym warunkom dostępu i wymaganiom utrzymania.
  • Podpory i połączenia: rama, rozstaw podpór, elementy mocujące i szczegóły montażu są częścią całego zastosowania i należy je uwzględnić przy ocenie konfiguracji.
  • Połączone oddziaływanie: gdy kontakt chemiczny i ścierna zawiesina występują jednocześnie, należy sprawdzić, czy dostępne dane rzeczywiście odpowiadają warunkom pracy.

Czynniki te są wzajemnie powiązane. Konfiguracja kraty odpowiednia dla określonego obciążenia konstrukcyjnego może wymagać innego systemu żywicy lub innej struktury powierzchni, jeżeli zmienią się warunki chemiczne lub ścieranie. Z kolei sama zgodność chemiczna nie potwierdza przydatności konstrukcyjnej.

Podsumowanie

FRP może być rozważany w strefach dostępu w górnictwie i przeróbce kopalin, gdy istotnymi czynnikami projektowymi są oddziaływanie chemiczne, wilgoć, ścieranie i obciążenia mechaniczne. Typowe zastosowania obejmują kraty, platformy, pomosty i stopnie. Przy doborze należy wspólnie uwzględnić system żywicy, konfigurację konstrukcyjną, obciążenie i rozpiętość, układ podpór, konfigurację powierzchni oraz rzeczywiste warunki pracy.

W przypadku ściernej zawiesiny dane dotyczące odporności chemicznej lub właściwości mechanicznych należy interpretować w zakresie badanego próbnika i warunków badania. Nie należy zakładać, bez odpowiednich dowodów, że połączone oddziaływanie w warunkach rzeczywistych będzie zachowywać się tak samo jak laboratoryjna ekspozycja obejmująca pojedynczy czynnik.