CSEMCD

Rezumatul proiectului

Execuția excavațiilor miniere subterane, în speță a lucrărilor miniere orizontale cu rol de deschidere și pregătire a zăcămintelor de cărbune, ca materie primă de bază utilizată pentru arderea și producerea în termocentrale a energiei, se face în diverse condiții geomecanice de amplasament, de la cele mai ușoare, cu existența rocilor stabile pe contur, la cele mai dificile, caracterizate prin prezența rocilor instabile și grad mare de alterabilitate în timp. Pentru asemenea condiții dificile de amplasament a excavațiilor miniere subterane, susținerea metalică de construcție actuală, obișnuită, nu mai reprezintă o soluție eficientă din punct de vedere tehnic și economic, favorizând înregistrarea de creșteri apreciabile a consumurilor de materiale și forță de muncă, cu cheltuieli financiare exagerate pentru punerea în aplicare a susținerii și exploatării/întreținerii acesteia pe întreaga durată de utilitate a excavației. În contextul eficientizării activității de susținere a excavațiilor subterane executate în condiții geomecanice dificile, prin proiectul care se prezintă este prevăzută elaborarea unui studiu și proiect tehnologic cu referire la conceperea/realizarea unei noi construcții metalice de susținere, mai eficientă și mai performantă, bazată pe dublarea elementelor metalice principale (de bază), prin atașarea de elemente similare de profil laminat, cu scopul creșterii la valoare aproape dublă a capacității sale portante, caracteristică obținută odată cu finalizarea culisării elementelor metalice de bază și intrării în regim de funcționare rigid a cadrelor/armăturilor de susținere. Prin oferta care se prezintă, proiectul va contribui la creşterea performanţelor şi cifrei de afaceri ale IMM-ului beneficiar, prin asigurarea unei pieţe continue şi sigure de desfacere a produsului, așezând întreprinderea în topul firmelor apreciate cu grad ridicat de inventivitate şi atractivitate.

Necesitatea proiectului

În construcţia actuală pe care o prezintă, susţinerea metalică de tip culisant, aplicată în proporție de peste 80% la execuția excavaţiilor miniere subterane, respectiv a galeriilor de mină, are în componență elemente metalice (grinda și cei 2 stâlpi) executate din profile laminate de diferite forme ale secțiunii transversale și greutăți pe metru liniar de profil aparținând clasei reduse, spre medie, respectiv de până la 24 Kg/ml, care se suprapun între ele cu deschideri între umeri (situația vechilor profile laminate autohtone executate în țară) sau fără deschideri, prin realizarea contactului integral între acestea la nivel de îmbinare (situația profilelor laminate procurate și utilizate actual din import). În funcție de condițiile geomecanice de amplasament a excavațiilor subterane, susținerea metalică folosită, la care îmbinarea elementelor (elementul de grindă și stâlpii de susținere) se face prin intermediul bridelor de strângere, presupune amplasarea cadrelor/armăturilor de susținere la distanțe de pană la 1,0 m. În cazul zonelor de amplasament dificile, cu presiuni excesive pe conturul lucrărilor miniere, unde geomecanica masivului de rocă e afectată de prezența rocilor cu rezistență redusă și grad de alterabilitate și instabilitate în timp la acțiunea agenților perturbatori, pentru preluarea solicitărilor și asigurarea stabilității excavației, acest gen clasic, actual, de susținere, în lipsa profilelor laminate grele după greutate (greutăți mai mari de 25 kg pe metru liniar de profil), presupune amplasarea armăturilor metalice la distanțe reduse, de minimum 0.3 m, influențând creșterea exagerată a consumurilor de materiale, forță de muncă și cheltuieli pentru susținere. Ca urmare a necorelării cerințelor tehnologice actuale de execuție a excavațiilor după criteriul de eficiență tehnico – economică în ceea ce privește lipsa aplicării pentru asemenea zone geomecanice dificile de amplasament a profilelor laminate grele după greutate, devine necesară găsirea unei noi construcţii adecvate de susțineri, bazată pe creșterea capacității portante a actualelor armături metalice executate din profile laminate de uz curent, în condițiile atașării și cuplării la nivelul elementelor metalice de bază a unor dubluri metalice de rezistență. Noua construcție de susținere presupune utilizarea elementelor metalice executate din profile laminate folosite în mod curent, a căror cuplare la nivel de îmbinare se face fără deschideri între umeri la nivelul gulerului (tipurile de laminate achiziționate actual din import de către companiile miniere, respectiv complexele energetice, prin intermediul diverselor IMM-uri cu profil de achiziții), care se prevăd cu dubluri de rezistență executate din același tip de profil laminat, ce se atașează la elementele de bază prin fixare cu bride, sub forma unei asamblări de construcție demontabilă. Prin acest nou tip constructiv al susținerii, se preconizează dublarea cu aproximație a portanței susținerii actuale, în condițiile culisării și rigidizării controlate a elementelor, cu realizarea contactului dintre capetele acestora și cel al dublurilor de rezistență. În acest caz, dimensionarea și adoptarea lungimii adecvate a dublurilor de rezistență se face după criteriul dual al mecanismului de interacțiune în sistemul „masiv de rocă – susținere “, în scopul asigurării cursei de culisare a elementelor metalice de bază pe intervalul de funcționare a construcției în domeniul elasto-culisant și intrării în regim de funcționare rigid a susținerii, pentru care capacitatea portantă înregistrează valoarea maximă.

Obiective generale si rezultate anticipate

Exploatarea eficientă de către IMM-ul beneficiar a expertizei şi cunoaşterii generate de instituţia de cercetare.
Testarea conceptelor cuprinse în brevetul de invenţie, cu titlul „Construcție metalică dublată în regim de portanță controlată pentru susținerea excavațiilor subterane”.
Valorificarea competenţelor tehnico-ştiinţifice din sistemul public de cercetare în sectorul productiv, prin asistarea IMM-ului beneficiar în procesul de dezvoltare şi modernizare, achiziţionarea de către acesta de servicii, tehnologii şi metode noi sau avansate..
Sprijinirea IMM-ului inovator în vederea accesării de fonduri publice şi/sau private din alte surse/programe (PNCDI, fonduri structurale, fonduri private de investiţii, etc.)

Obiective specifice

Elaborarea studiului şi proiectului tehnologic privind conceperea/realizarea unei noi construcții metalice de susținere a excavațiilor miniere subterane care se execută în condiții geominiere dificile, caracteristice zonelor de amplasament cu presiuni miniere excesive, bazată pe atașarea pe principiul fixării și strângerii cu elemente de legătură în sistem demontabil la elementele principale de susținere a unor dubluri metalice de rezistență. În forma prevăzută, noua construcție este proiectată să confere sistemului, pe lângă dublarea aproximativă a capacității sale portante, o funcționare prin culisare mult mai judicioasă a elementelor principale, cu obținerea în mod controlat a rigidizării și atingerii pragului de portanță maximă a susținerii, prin punerea „cap la cap“ a elementelor de susținere și dublurilor de rezistență;
Obținerea informațiilor referitoare la criteriile de proiectare a susținerilor rezultate în baza analizei geomecanice efectuată asupra caracterizării masivului de rocă și al studiului stabilității excavațiilor subterane;
Definirea conceptuală şi interpretarea rezultatelor studiului mecanismulul de interacțiune a sistemului “rocă-susținere”, cu identificarea și evaluarea factorilor care influențează acest proces;
Însușirea și cunoașterea de către IMM-ul beneficiar, prin studiul și proiectul tehnologic prevăzut a fi elaborat, a situației evolutive privind susținerile metalice clasice, de construcție simplă, obișnuită, precum și a noi concepte de susțineri metalice cu portanțe superioare bazate pe folosirea laminatelor superioare după greutate, a căror montare reclamă dotări suplimentare și speciale a construcțiilor subterane, cu folosirea de instalații complexe;
Definirea și dezvoltarea conceptuală a construcției metalice competitive de susținere a lucrărilor subterane, din punct de vedere a caracteristicilor elementelor componente și a regimului său de lucru;
Lansarea către OSIM București a cererii pentru brevetul de invenție a construcției de susținere cu elemnte dublate;
Elaborarea calculului de dimensionare a noii construcții de susțineri cu elemente dublate;
Stabilirea domeniului de aplicare și a efectelor tehnico-economice scontate la utilizarea construcției noi de susțineri.

Aspectul inovativ al proiectului

Valorificarea rezultatelor preconizate a se obţine prin realizarea noii construcții de susţinere, vor consta, în principal, din însuşirea avantajelor tehnico-economice ale acesteia de către COMING INDUSTRY SRL Petroşani, ca beneficiar direct al rezultatelor proiectului, în scopul implementării şi generalizării execuţiei, prin achiziţionarea şi desfacerea, respectiv comercializarea produsului (cadre metalice/armături dublate de susținere împreună cu echipamentul auxiliar aferent) către diverşi beneficiari, precum potențialii clienți executanţi şi exploatatori de excavații subterane, în speță complexurile energetice din cadrul Sistemului Energetic Național (SEN).

Prin oferta care se prezintă, este preconizată contribuția proiectului la creşterea performanţelor şi cifrei de afaceri ale IMM-ului beneficiar, prin dezvoltarea serviciilor/activităților de inginerie de profil și asigurarea unei pieţe continue şi sigure de desfacere a produsului, în condiţiile încadrării acesteia în topul firmelor/societăţilor apreciate cu grad ridicat de inventivitate şi atractivitate.

Riscul tehnologic

Din punct de vedere conceptual şi al proiectării produsului (susținere metalică în construcție dublată), realizarea/proiectarea noii construcții de susținere nu implică înregistrarea de risc tehnologic, acest demers presupunând însușirea și utilizarea de către furnizorul de servicii de cercetare a experienţei deja existente în ţări cu tradiţie în domeniul abordat.

Din punct de vedere al realizării fizice, respectiv intrării în fabricație și generalizării pentru condițiile de subteran a noii construcții metalice de susținere, de asemenea riscul tehnologic este unul nesemnificativ, procurarea echipamentului de susținere aferent, anume confecționarea plasei metalice pentru bandajare, execuția strângătorilor metalici pentru consolidare și uzinarea profilului laminat pentru execuția elementelor metalice de bază și a dublurilor de rezistență ale cadrelor de susținere, inclusiv confecționarea bridelor pentru îmbinarea elementelor și, respectiv pentru fixarea dublurilor de rezistență și cuplarea strângătorilor, concretizându-se cu surse proprii de către furnizorii interni și externi, fabricanți cu expertiză ai unor asemenea genuri de echipamente pentru susținere. În continuare, riscul tehnologic se menține la un nivel redus, achiziționarea de la furnizorii respectivi a echipamentului de susținere prevăzut efectuându-se de către utilizatori pe bază de c-dă fermă, prin intermediul IMM-urilor care desfășoară activități de comercializare a unui asemenea gen de produs.

Riscul comercial

Eventualul risc comercial este unul nesemnificativ, noua construcţie de susţinere propusă a fi elaborată/proiectată în cadrul proiectului îndeplinind criteriile de siguranţă şi performanţă cerute pentru a putea fi comercializată potenţialilor beneficiari, operatori de exploatare a zăcămintelor de cărbune și producere de energie. De remarcat, că IMM-ul beneficiar, respectiv COMING INDUSTRY SRL Petroşani, prin activitățile pe care le desfășoară și experiența pe care o deține, se poate încadra în condiţiile de siguranţă şi calitate impuse de noua construcţie de susţinere, prin efectuarea serviciilor de achiziţionare (din import sau intern) și desfacere a echipamentului de susținere (cel puțin părți componente din acesta). În acest caz, prin însușirea serviciilor suport de la furnizorul de servicii, COMING INDUSTRY Petroșani își poate îmbogăți și aprofunda caracterul inovativ al activității, aceasta putând constitui un atu important în ceea ce privește punctajul suplimentar pe care îl poate obține în adjudecarea câștigului licitației pentru efectuarea serviciului de achiziționare al componentelor noii construcții de susținere.

Starea iniţială a ideii de proiect

Perfecţionarea continuă a activităţii COMING INDUSTRY SRL Petroşani, prin aportul adus de reprezentantul său legal, respectiv administratorul societății, ca și responsabil de proiect prevăzut din partea beneficiarului la actuala Ofertă, în satisfacerea la rându-i, printre altele, a clienţilor, cu servicii de inginerie suport, consultanță tehnică și produse de construcții similare , şi-a propus găsirea unei noi soluții de susţineri metalice pentru execuţia excavaţiilor miniere amplasate în condiții geomecanice dificile, mai performantă și eficientă din punct de vedere tehnico-economic, cu efecte benefice în ceea ce privește exploatarea şi întreţinerea raţională a excavațiilor subterane. Astfel, având în vedere complexitatea achiziționării pentru asemenea condiții de zăcământ, de către beneficiarul susținerii, respectiv companiile/complexele energetice de extracție a cărbunelui, a profilelor laminate superioare după greutate, ca urmare a prețului lor de achiziție mult mai ridicat înregistrat la furnizorul extern, precum și lipsa din dotarea actuală a respectivelor companii de extracție a cărbunelui a infrastructurii și dotărilor aferente transportului, manipulării și montării în subteran a unor asemenea tipuri de susțineri, s-a generat ideea de înlocuire a unor asemenea laminate grele necesare pentru susținere, prin continuarea folosirii laminatelor existente, dar, față de care, dobândirea cerințelor de portanță superioară să fie realizată prin dublarea elementelor susținerii actuale de bază, cu atașarea și cuplarea la acestea a unor dubluri metalice de rezistență executate din același tip de profil laminat. Adăugarea și fixarea dublurilor de rezistență la elementele susținerii se prevede să se facă în construcție demontabilă, prin intermediul bridelor actuale de îmbinare, pe măsura cuplării și montării fiecărui cadru de susținere metalică în subteran.

Rezultate estimate ale proiectului

Pentru condiţiile actuale de execuţie a excavaţiilor miniere subterane, care se amplasează în zone cu geomecanică dificilă din punct de vedere a tipului și naturii rocilor interceptate, precum și a acțiunii cumulate a factorilor de influență perturbatori, actualul sistem de susţinere metalică folosit, prin necorelarea parametrilor săi constructivi și de capacitate portantă cu acțiunea vectorului de solicitare maximă din subteran, favorizează, pe lângă consumurile mari de materiale și manoperă, înregistrarea de cheltuieli inițiale și anuale - suplimentare de întreținere extrem de ridicate, cu periclitarea funcționalității și stabilității întregii construcții

Prin înlocuirea susţinerii actuale de uz curent cu noua construcţie propusă, se elimină neajunsurile constructiv-funcţionale existente, estimându-se creşterea competitivităţii şi asigurarea compatibilităţii la cerinţele actuale şi de perspectivă în amplasarea şi execuţia excavaţiilor, pe seama dublării portanţei cadrelor metalice de susţinere odată cu rigidizarea elementelor și aplicării astfel a câmpurilor/distanțelor de montare dintre cadre la mărimile superioare actual prevăzute pentru condiții geomecanice favorabile de amplasament. De asemenea, prin construcția nouă pe care o prezintă, cadrele noi de susținere asigură culisări controlate și uniforme a elementelor de bază, pe intervale dinainte stabilite, stabilite prin calcul în funcție de caracteristicile geomecanice ale rocilor interceptate și mărimea parametrilor tehnologici și de execuție a excavațiilor, cu efect în reducerea consumurilor actuale de materiale, forță de muncă și cheltuieli cu de până la 45%.

Pe seama criteriilor de performanţă deţinute de către noua construcţie de susţinere, se preconizează creşterea semnificativă a cifrei de afaceri a IMM-ului beneficiar, ca urmare a asigurării pieţei pentru desfacerea produsului (elemente metalice de bază și dubluri de rezistență), acesta putând impune condiţiile de calitate și inovare în procesul de licitaţie prin achiziţie publică a susţinerii.

Prin elaborarea studiului și implementarea proiectului, sunt estimate a se obține următoarelor rezultate:

Dezvoltarea anuală a cifrei de afaceri a IMM-ului beneficiar cu cca. 50%;
Crearea a minimum 3 locuri de muncă pentru gestionarea afacerii;
Perspectiva lansării în piața de extracție a cărbunelui și de producere a energiei de produse și servicii inovative;
Creșterea eficienței muncii și extinderea pieţei pentru comercializarea produsului;
Creșterea calității serviciului pentru comercializarea produsului;
Creşterea gradului de siguranţă în funcţionarea susţinerii şi exploatarea excavaţiilor subterane;
Creşterea competitivității IMM – ului beneficiar și performanţei inovative a acestuia, prin brevetarea noului echipament de susţinere (armături metalice dublate de susținere în regim de portanță controlată)