Wybrane projekty
Rok 2019 był rokiem dynamicznego rozwoju w zakresie działalności w jedenastu obszarach badawczych, której efekty będą odgrywały kluczową rolę w modernizowaniu górnictwa i koksownictwa oraz zwiększeniu bezpieczeństwa pracy.
W ubiegłym roku znacząco zwiększyliśmy skalę działalności badawczo-rozwojowej i innowacyjnej, czego wynikiem jest liczba uruchomionych projektów. Zainicjowaliśmy 55 nowych projektów B+R+I. Na koniec raportowanego okresu w ramach Grupy JSW prowadzonych było łącznie 71 projektów B+R+I.
Projekty prowadzone są w zdefiniowanych obszarach badawczych:
- eksploatacji złóż,
- jakości produktów,
- efektywności pracy kopalń,
- nowoczesnych modeli zarządzania,
- heterogenicznych systemów telekomunikacyjnych w wyrobiskach i teleinformatyki,
- wentylacji i klimatyzacji kopalń,
- BHP,
- ochrony środowiska oraz tworzenia strategii środowiskowej,
- rewitalizacji terenów pogórniczych,
- wykorzystania węglopochodnych,
- także technologii przełomowych.
Główne projekty innowacyjne oraz badawczo-rozwojowe realizowane przez Grupę JSW
Modelowanie złoża i planowanie produkcji w JSW
Celem projektu jest optymalizacji procesu planowania produkcji ze szczególnym uwzględnieniem Strategii Grupy JSW.
W ramach projektu wdrożono system oparty na dwóch światowych rozwiązaniach informatycznych, które znacznie unowocześniły proces zarządzania złożem oraz projektowania w kopalniach. Podobne systemy są podstawą funkcjonowania zagranicznych koncernów wydobywczych z Australii czy też ze Stanów Zjednoczonych. W Polsce w oparciu o modele 3D złóż produkcję planowały dotychczas tylko LW Bogdanka oraz kopalnie KGHM. Teraz dołączyła do nich JSW.
Model złoża 3D jest graficzną wizualizacją jego struktury wraz z występującymi w nim zaburzeniami, stworzoną na podstawie posiadanych informacji o złożu. Podstawą stworzenia modelu 3D złoża było dostosowanie infrastruktury informatycznej w kopalniach do zespołowej pracy działów mierniczo-geologicznych oraz działów przygotowania produkcji wraz z przygotowaniem i weryfikacją danych.
W wyniku prac projektowych w kopalniach JSW stworzona została centralna baza danych geologicznych zasilona danymi z 250 otworów powierzchniowych, 1 440 otworów dołowych, 14 670 profilowań chodnikowych, ponad 24 000 prób jakościowych, 100 uskoków głównych oraz ponad 150 uskoków.
Finalnym efektem prac projektowych są modele przestrzenne strukturalne i jakościowe złóż w kopalniach JSW oraz harmonogramy strategicznych produkcji. W Spółce ustalono harmonogram wykonania 700 kilometrów projektowanych wyrobisk korytarzowych oraz 480 ścian wydobywczych, w tym 50 typów obudów wyrobisk korytarzowych oraz 25 algorytmów ograniczeń produkcyjnych.
Ponadto wizualizacja posiadanych złóż i nowoczesny model złoża 3D pozwalają na lepsze zrozumienie zmienności warunków górniczo-geologicznych w kopalniach, natomiast program do harmonogramowania umożliwia jeszcze lepszą optymalizację produkcji w JSW m.in. poprzez możliwość tworzenia różnych scenariuszy produkcyjnych w kopalniach.
Wdrożenie RCM
Jest to projekt innowacyjny, realizowany w ramach Strategii IT/OT Grupy JSW. Celem projektu jest zwiększenie dyspozycyjności maszyn.
Projekt obejmuje: doposażenia maszyn i urządzeń, rozbudowę sieci światłowodowej oraz oprogramowania realizującego monitoring parametrów pracy maszyn i urządzeń, wdrożenia nadrzędnego systemu monitoringu, utworzenie nowej komórki organizacyjnej do utrzymania ruchu systemów monitoringu. Podczas realizacji projektu zainstalowano systemy udostępniające parametry pracy urządzeń.
Uruchomiono także Centralny Serwer Danych, zautomatyzowano procesy gromadzenia i przetwarzania danych wykorzystywanych w analizach efektywności pracy maszyn i urządzeń. Wykorzystanie posiadanych danych pozwoli zoptymalizować czas pracy oraz wykorzystanie urządzeń w zakładach JSW.
Mobilny punkt medyczny
Na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci możliwości udzielania pomocy medycznej oraz jej dostępność dla statystycznego mieszkańca Polski przeszła gwałtowną rewolucję, gwarantując najwyższy i powszechny standard medyczny naszym mieszkańcom. Analizując ten stan rzeczy w kontekście specyfiki branży górniczej, JSW Innowacje, Centralna Stacja Ratownictwa Górniczego oraz ITG KOMAG podpisały porozumienie w sprawie podjęcia kroków zwiększających m.in. bezpieczeństwo przy wykonywaniu pracy w warunkach dołowych. Przykładem realizacji celów porozumienia jest projekt opracowania Mobilnego Punktu Medycznego – tzw. „karetki dołowej”, która umożliwi profesjonalne udzielenie osobom poszkodowanym niezbędnej pomocy na miejscu niebezpiecznego zdarzenia. Powstanie Mobilnego Punktu Medycznego i jednoczesne wdrożenie innowacyjnego standardu udzielania pomocy medycznej poprawi postrzeganie Zakładów Górniczych jako pracodawcy nowoczesnego, innowacyjnego i zapewniającego najwyższe standardy warunków zatrudnienia.
Samodzielna Obudowa Kotwowa
Projekt realizowany jest w celu potwierdzenia możliwości wdrożenia do powszechnego stosowania w warunkach geologiczno-górniczych właściwych dla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego efektywnej kosztowo, wydajnej, ale przede wszystkim bezpiecznej i zapewniającej komfort pracy załogi technologii prowadzenia robót górniczych z wykorzystaniem technologii Samodzielnej Obudowy Kotwowej.
W październiku 2019 roku wykonano pierwsze dołowe prace projektowe, aby następnie na dzień 31 grudnia po wykonaniu 173 metrów bieżących wyrobiska badawczego potwierdzić skuteczność i bezpieczeństwo technologii, co daje Spółce podstawy do planowania w najbliższej przyszłości dalszych badań w celu rozszerzenia stosowalności technologii Samodzielnej Obudowy Kotwowej przy wykonywaniu robót przygotowawczych i eksploatacyjnych w kopalniach Grupy JSW.
VR MINE
Głównym celem projektu jest przygotowanie demonstratora technologicznego obejmującego stanowiska zanurzeniowe umożliwiające wykonanie wieloosobowego spaceru w obrębie jednej wirtualnej kopalni.
Opracowano wstępne modele służące do generacji sekcji i poziomów kopalni. W 2019 roku zamodelowano fragmenty chodnika kopalni z różnymi wariantami skrzyżowań, co posłużyło następnie jako podstawa do generatora kopalni. W efekcie uzyskano aplikację komputerową umożliwiającą wygenerowanie losowej kopalni, a następnie przemieszczanie się po niej z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości.
Wykorzystując zaprojektowane środowisko prowadzone są kolejne prace nad wdrożeniem wirtualnych elementów otoczenia oraz wyposażenia, w tym kombajnów i obudów zmechanizowanych. Aktualnie możliwe jest wcielenie się w postać górnika oraz przejazd kolejką podwieszaną w kierunku wyrobiska. Za pomocą wirtualnego kontrolera możliwa jest również uproszczona obsługa kombajnu ścianowego, a także ugaszenie pożaru z użyciem gaśnicy.
Projekt ten ma wytworzyć podstawę technologiczną oraz infrastrukturalną dla kolejnych projektów rozwijających tę technologię. Demonstrator będzie mieć potencjał do rozwoju o kolejne komponenty sprzętowe oraz programowe (implementacja scenariuszy treningowych – prace górnicze, wypadki, katastrofy, ratownictwo).
Optymalizacja systemów obudowy wyrobisk korytarzowych w JSW S.A.
Celem projektu jest ocena potencjału zmniejszenia kosztów eksploatacji poprzez zmniejszenie kosztów związanych z drążeniem i utrzymywaniem wyrobisk chodnikowych, a także pilotażowe wdrożenie zarekomendowanych rozwiązań. Jednym z zadań projekt jest wytypowanie potencjalnych wyrobisk, w których możliwe będzie wdrożenie rozpatrywanych rozwiązań technologicznych, optymalny dobór obudowy oraz wykonanie wyrobisk wraz z ich dalszym monitoringiem.
Stopień realizacji tego projektu aktualnie wynosi 40%.
W 2019 roku na kopalniach KWK „Pniówek”, KWK „Budryk” oraz na Ruchu „Szczygłowice” zainstalowano bądź instaluje się narzędzia pomiarowe. W trakcie realizacji jest również zastosowanie na kopalniach JSW technologii wykładki mechanicznej. Realizacja projektu pozwoli m.in. na dłuższe utrzymywanie wyrobisk, co poprawi bezpieczeństwo na kopalniach oraz zredukuje koszty produkcyjne zakładów JSW.
AutoInvent
AutoInvent jest projektem badawczo-rozwojowym, którego głównym celem jest opracowanie automatycznego systemu akwizycji i analizy danych przestrzennych, który może pomóc zautomatyzować proces inwentaryzacji, modelowania 3D i obliczania objętości składowisk węgla w czasie quasi rzeczywistym. Celem projektu jest wykonywanie pomiarów o lepszej dokładności i jakości z powietrza przy wykorzystaniu platform bezzałogowych z techniką fotogramaterii oraz skanowania laserowego. Skrócenie czasu realizacji zadania zostanie osiągnięte dzięki automatyzacji przetwarzania danych pomiarowych i kompilacji raportu. W ramach projektu AutoInvent powstanie kompletny system automatycznie dostarczający raporty o ilości surowca na składowisku do kilku godzin od wydania zlecenia przygotowania raportu. Zapewnienie dokładnego wyniku inwentaryzacji odbywać się będzie dzięki innowacyjnej metodzie pomiarowej. Pomiar dokonywany będzie poprzez integrację danych fotogrametrycznych z kamer wysokiej rozdzielczości oraz skanowania laserowego.
Budowa składu materiałów wybuchowych
Analizując dostępną wiedzę oraz idąc w ślad za poczynionymi zmianami legislacyjnymi, JSW Innowacje uruchomiło projekt opracowania koncepcji i wdrożenia naziemnych składów materiałów wybuchowych. Celem projektu jest zaprojektowanie, zbudowanie, przebadanie i eksploatacja innowacyjnych naziemnych składów materiałów wybuchowych (MW).
W projekcie porusza się aspekty prawne, ekonomiczne (gospodarki środków strzałowych) jak i środowiskowe, pozwalając na dopasowanie istnienia składu materiałów wybuchowych do warunków sytuacyjnych zagospodarowania Zakładów Górniczych, zarówno tych istniejących, jak i nowo budowanych. W dotychczasowych rozwiązaniach składy MW umiejscowione były w otoczeniu wyrobisk górniczych, zwykle na każdym z poziomów – kreując liczną ilość problemów zarówno natury prawnej, utrzymania poziomu bezpieczeństwa, jak i ekonomii całego przedsięwzięcia.
System UTM do koordynacji i zarządzania lotami BSP
System UTM to narzędzie cyfrowej koordynacji lotów bezzałogowych statków powietrznych i zarządzania wnioskami oraz zgodami na loty w polskiej przestrzeni powietrznej. Są to rozwiązania operacyjne konieczne dla wykonywania zadań przez służby nadzoru lotnictwa cywilnego oraz system teleinformatyczny. Zawarte w systemie teleinformatycznym funkcjonalności odpowiadają podstawowym potrzebom związanym z realizacją procesu koordynacji lotów BSP oraz zarządzania wnioskami i zgodami na loty. Działalność innowacyjna w zakresie Systemu UTM polegała na rozwoju funkcjonalności systemu UTM i przygotowania systemu do operacyjnego i komercyjnego wdrożenia.
Wdrożenie operacyjne systemu ma przyspieszyć proces wydawania zgód i warunków lotu BSP. Przewidywana jest też bardziej dynamiczna komunikacja pomiędzy operatorami BSP a służbami PAŻP ze względu na fakt, że system (elektroniczny) UTM jest mniej obciążający i łatwiejszy w obsłudze niż manualna koordynacja lotów. Posiada też narzędzia analityczne do weryfikacji miejsca planowanych misji BSP.
Prowadzone w 2019 roku testy systemu zarządzania ruchem dronów (Systemu UTM, ang.: Unmanned Aircraft System Traffic Management – UTM) były ostatnią fazą testowania go przed implementacją operacyjną. Polegały one na realizacji zadań operatorów BSP oraz służb Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej (PAŻP) w sposób cyfrowy przy wykorzystaniu modułów Systemu UTM. Testy prowadzone były przez jednostki PAŻP, kontrolerów ruchu lotniczego oraz informatorów służby informacji powietrznej. Podczas testów rozwijano funkcjonalności Systemu UTM. Celem testów produkcyjnych było znalezienie ewentualnych nieprawidłowości i błędów podczas nieprzerwanego użytkowania systemu w dłuższym okresie i przy wykorzystaniu wszystkich modułów Systemu UTM.
Wdrożenie oprogramowania do symulowania i projektowania wentylacji
Prawidłowa wentylacja jest niezbędnym procesem dla zapewnienia funkcjonowania kopalń oraz fundamentalna dla zapewnienia bezpieczeństwa pracy ludzi w wyrobiskach podziemnych . Z punktu widzenia bezpieczeństwa wentylacyjnego najbardziej istotnymi zagrożeniami naturalnymi są zagrożenia metanowe, pożarowe oraz wyrzuty gazów i skał. Możliwość symulowania procesów rozpływu powietrza w wyrobiskach górniczych jest ważne przede wszystkim ze względu na możliwość zarządzania procesem oraz szybkiego reagowania w przypadkach awaryjnych.
System pozwala na symulacje procesu wentylacji w kopalniach podziemnych oraz na wizualizację 3D ukazującą rzeczywiste wymiary i kształty dróg wentylacyjnych oraz procesy gazowe w nich zachodzące.
Wdrożenie programu VentSim ma na celu:
- efektywnie prowadzić regulację rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej;
- symulować: pożary podziemne, wyrzuty i wypływy gazów, wpływ tąpań na sieć wentylacyjną, czas przewietrzania gazów postrzałowych, prognozowanie wpływu kolejek spalinowych na skład atmosfery kopalnianej;
- prognozować warunki klimatyczne oraz prowadzić bieżącą obserwację i analizę na podstawie pomiarów z czujników telemetrycznych;
- wyznaczać drogi ucieczkowe;
- pozwala na wielowariantową symulację rozpływu powietrza w nowo projektowanych rejonach kopalni i pomaga w podjęciu optymalnego rozwiązania pod kątem wentylacyjnym;
- w przypadku zagrożenia pożarowego pozwala w szybki sposób wykonać prezentację potencjalnych migracji powietrza przez „stare” zroby;
- wbudowany moduł VentLog pozwala na archiwizowanie pomiarów wentylacyjnych wykonanych przez służby wentylacyjne i ich wizualizację w modelu kopalni;
- w czasie prowadzenia akcji ratowniczej pozwala prezentować aktualną sytuację na modelu kopalni w sztabie akcji i symulować proponowane zmiany wentylacyjne KAR przed wydaniem polecenia zastępom ratowniczym.
Opracowanie metod wytwarzania innowacyjnych produktów
Rozpoczęty w 2019 roku i zakończony w lutym 2020 roku projekt polega na opracowaniu metodyki wytwarzania/produkowania innowacyjnych produktów matrycowych, certyfikowanych materiałów odniesienia (CRM), które są wykorzystywane w badaniach i analityce paliw stałych (węgla kamiennego). Efektem końcowym prowadzonych prac badawczo-rozwojowych jest pierwszy tego typu produkt polskiej produkcji posiadający dodatkowo zestaw unikalnych właściwości tj. wartości przypisane (certyfikowane) pięciu podstawowych parametrów: zawartość siarki, zawartość popiołu, zawartość rtęci oraz dwóch dodatkowych metali.
Wiarygodna informacja o jakości węgla uzyskana m.in dzięki zastosowaniu CRM jest kluczowa do rozliczeń handlowych czy monitorowania bieżącej produkcji zakładów wydobywczych. Planowanie, produkcja oraz dystrybucja certyfikowanych materiałów odniesienia odbywa się zgodnie z wymaganiami normy PN-EN ISO 17034:2017-03. Potwierdzeniem kompetencji CLP-B Sp. z o.o. jest otrzymany w 2018 roku certyfikat akredytacji Polskiego Centrum Akredytacji – RM 001 (pierwsza akredytacja w Polsce), a produkty te stanowią innowację co najmniej w skali kraju. Obecnie na rynku dostępne są wyłącznie węglowe materiały odniesienia oferowane przez producentów zagranicznych. Jest to produkt dostosowany do specyfiki krajowego rynku paliw stałych, a szczególnie laboratoriów badawczych wykonujących analizy paliw stałych dla sektora energetycznego oraz koksowniczego.