07. A bányagépesítés fejlődése / Emberi erővel hajtott gépek

g1.jpg

A bányászatban az ember fizikai ereje sokáig alapvető jelentőségű volt, hiszen a szűk aknákban, vágatokban a legkönnyebben alkalmazható, és leggyorsabban mozgatható energiaforrásnak számított. A 15. századi taposókerék modellje (M=1:10) ezt szemlélteti. Tulajdonképpen egy végtelenített létra volt, melyen felfele mászva a vitlások saját súlyukkal húzták fel a termelvényt.

Vízi energiával hajtott egyszerű gépek

A vízikerekeknek évszázadokon át különböző változatai léteztek: a legegyszerűbb az alulcsapó vízikerék, fejlettebb a felülcsapó vízikerék és a legfejlettebb a váltóvízikerék. A kevéssé bővízű patakok miatt a bányászatban általánosan a felülcsapó vízikerekeket alkalmazták. A váltóvízikerék a felülcsapó vízikerekek csoportjába tartozik, de egy zsilippel szabályozva két irányba lehetett hajtani a kettős fogazattal ellátott kereket. Thurzó János magyar bányavállalkozó alkalmazta legkorábban a 15. század végén vízemelésre, így feltételezhető, hogy ő volt a feltalálója.

A nyilas érczúzó mozgó modellje (M=1:10) legrégibb modellünk, a 19.század végén készült, Selmecbányán. A felülcsapó vízikerékkel meghajtott "bütykös görönd" fogai emelték és ejtették a megvasalt végű gerendákat, a "nyilakat". Ezek leesve vasalt végükkel apróra zúzták az ércet. Az átfolyó víz a zúzott ércet egy forgó szitára mosta, ahonnan az elég apróra zúzott érc a zúzó elé csúszott. A nem elég apró zúzalékot felemelte és beadagolta az első nyíl alá. A nyilas érczúzót a 15. századtól a 20. század elejéig használták.

A váltóvizikerékkel üzemeltetett aknaszállítógép (18.század) mozgó modellje (M=1: 12) Delius Traugott IX-X. táblájának metszete alapján készült. A váltóvízikerék (18. Század), használata lehetővé tette, hogy egyszerre két edénnyel is tudjanak szállítani, amikor az egyik bödöny lent volt akkor a másik fent. Ez 100%-os teljesítménynövekedést jelentett. A nehéz bödönyök ürítéséhez külön kötéldob nyújtott segítséget.

A tereprudazatos szivattyú modellje (M:1:20). Legler Péter gépmester 1628-ban készítette el a Selmecbányához tartozó Bieber­tár­nából kifolyó bányavizet erővízként felhasználó kerekes vízemelő gépet. A vizienergiát tereprudazattal szállították el a Szivattyúkhoz, 1000 ölnyi vagy még nagyobb távolságra. A modellen ennek a hosszú ideig használt erőátviteli szerkezetnek természetesen csak egy szakaszát mutatjuk be.

A szivattyúk a 16. században jelentek meg a magyarországi bányászatban. Modelljeink a szivattyúk érdekesebb, változatos meghajtására koncentrálnak, magát a szivattyút nem mutatják be. Ezért a bejárattól balra egy 16. századi metszettel ismertetjük. (G. Agricola 97. sz. metszete után)

Állati erővel hajtott gépek

Ahol az emberi erő már nem volt elégséges és vízi energia nem állt rendelkezésre, ott az állati energiát hasznosították. A bányászatban a 15. századtól elterjedt volt a lójárgánynak nevezett szerkezet, amit elsősorban aknaszállításra és szivattyúzásra használtak. A lójárgányos szivattyú (M=1:40) mozgó modellje Delius Traugott Kristóf: Bevezetés a bányatan elméletébe és gyakorlatába Selmecbánya, 1773. 15. táblájának ábrázolása alapján készült. A modell fölött ezt a metszetet is bemutatjuk. A körbe-körbe járó lovak forgó mozgását fa fogaskerekekkel és hajlított tengellyel alakították át a szivattyúhoz szükséges húzó mozgássá.

Víztelenítés a 18. században

A történeti Magyarország középkori-újkori bányászatának legnagyobb problémáját a víz elleni küzdelem jelentette. A következőkben bemutatott bányagépeket, elsősorban a bányavíz elleni védekezés eszközeiként használták, s sokszor a vízi energiát alkalmazták a bányavíz elleni harcban. Selmecbánya környékén azonban a megfelelő esésű és vízhozamú erővíz kevés volt. Ezért a vizet magasan fekvő mesterséges tavakba, ún. erővíztavakba gyűjtötték. A mesterséges tavak kiépítése 1699-ben két, már korábban is létező tó helyreállításával kezdődött. A 18. század első felében nagyobbrészt Mikoviny Sámuel tervei szerint és személyes közreműködésével folyamatosan épültek a további tavak, s 1743-ban elkészült mind a 16 erővíztó. A terepasztal (M=1:7899) a Selmecbánya környéki 16 erővíztavat mutatja be, annak legteljesebb, 18. századi állapotában.

A Hell-féle vízgép modellje (M=1:10). Hell József Károly selmeci főgépmester 1749-ben találta fel a vízoszlopos szivattyút. Az erővíz felhasználásával szivattyúzta ki a bányavizet. Hell József Károly találmányaival nagymértékben hozzájárult ahhoz, hogy a selmeci bányászat a 18. században megérhette második virágkorát. Hell József Károly selmeci főgépmester 1753-ban találta fel újabb bányagépét, az sűrített levegővel hajtott szivattyút. A sűrített levegőt először Hell alkalmazta a gépészetben. Ennél a gépnél már nem közvetlenül az erővízzel, hanem az azzal létrehozott sűrített levegővel működtette a szivattyút. A léggép modellje (M=1:10).

Bár a gőz feszítő erejével már az ókori görögök tisztában voltak, ennek az energiaforrásnak az iparban történő felhasználására azonban először az angol ipari forradalom időszakában, a 17-18. század fordulóján került sor. A tűzgép ugyan még nem volt elég kiforrott találmány, de már működőképesnek bizonyult. Feltalálása Thomas Savery, tökéletesítése Newcomen nevéhez fűződik. Már a gép eredeti célja is a bányavíz kiszivattyúzása volt. Isaak Potter angol gépész 1722-ben állította fel tűzgéppel hajtott szivattyúját Újbányán. Ez a tűzgép a második volt a kontinensen. A modell (M=1:5) Delius Traugott művének (1773) 16. táblája alapján készült, amit a gép mellett láthatnak.

A mélyfúrás mint bányászati technika a 19. század végén széles körben elterjedt. A köztudattal ellentétben egyáltalán nem csak a szénhidrogének kitermeléséhez kötődik, hanem artézi vizek feltárására, valamint ásványi anyagok, ércek kutatására is használták. A fúrótoronnyal ellátott Fauck-féle ütvefúró berendezés modellje (M=1:5) a mélyfúrás hazánkban általánosan használt eszközét mutatja be. A 19-20. századforduló tájékán feltalált, fából készített, gőzgéppel hajtott berendezést még az 1940-es években is alkalmazták, pl. a Hidas környéki kutatófúrásoknál.

Modern bányagépek

A Várpalotán található szén vizes, gyenge minőségű volt, ezért kitermelésének rentabilitását a nagy volumen biztosíthatta csak. Az itt látható modell az S-I. függőleges aknát mutatja be. Ez az akna volt az ország első szkip szállító berendezéssel felszerelt aknája, amelyet 1937. okt. 12-én kezdtek mélyíteni és a 93 m mély, aknatoronnyal és szállítóberendezéssel ellátva 1938. december 1-én helyezték üzembe. 46 éven keresztül megszakítás nélkül üzemelt.

A II. világháború után a fejlett szénbányászattal rendelkező országok, illetve némi időeltolódással hazánk technikai fejlődését a következő nagy lépések jellemezték:

* a 60-es évek végéig széleskörűen elterjedtek a különböző teljesítményű villamos meghajtású gépi berendezések (modelljeink közül aknagép, Ajtay-Szilárd-féle vágathajtógép)
* a 70-es évek közepétől a 80-as évek derekáig kialakultak a nagynyomású, hidraulikus energiaátvitellel rendelkező komplex gépesítésű frontfejtések (várpalotai frontfejtés)
* a 80-as évek végétől napjainkig a mikroelektronikai eszközök széleskörű elterjedése, beleértve a különböző termelési folyamatok számítógépes irányítású részleges, esetenként már a teljes automatizálását is.

A keskenyhomlokú vágathajtás alapvető gépei az F-típusú vágathajtógépek. Ajtay Zoltán és Szilárd József találmánya. Az irányítható marófejével kifejtett kőzetet hátrafelé is továbbította a hozzátartozó szállítószalaggal. A gépcsaládból az F-5-ös vágathajtógép modelljét (M=1:10) állítottuk ki. Ez egyike az 1945 utáni időszak két nemzetközileg is nagy jelentőségű hazai bányászati találmányának.

Frontfejtéses szénkitermelés berendezése várpalotai magyar pajzsbiztosítással (VOB-HP-108.pajzsok), két marótárcsás jövesztőgéppel (szovjet KS-1K kombájn) modellje (M=1:5). Az 1970-es évek közepétől alkalmazták. Önjáró pajzzsal biztosított frontfejtés, marótárcsás jövesztés és szállítórendszer. A zárt, elemenként hidraulikusan mozgatható berendezés teljes védelmet nyújt. A gépi jövesztés a fúrás-robbantás, csákányozás és lapátolás munkájától mentesíti a bányászt. A szenet szállító páncélkaparó, a gumi szállítószalag rendszer a csilleszállítást teszi feleslegessé. A fejtés homlokszélessége 50-200 m. Egy fejtés naponta 50-300 vagon szenet ad, egy bányász 12-25 tonnát termel. A fejtés működését diszpécserrendszer ellenőrzi. Ez az 1945 utáni időszak másik nagy jelentőségű hazai bányászati találmánya. Tovább­fejlesztett változataikat ma is gyártják és használják világszerte.

Az bányászatban általánosan használt gépek kisebb modelljeit, mint a sűrített levegővel hajtott távirányítható CAVO-310 típusú (M= 1:10) és a szintén távirányítható Diesel üzemű robbanómotorral hajtott JOY TLF 4 típusú (M= 1:10) rakodó-szállító gépet, valamint a szintén Diesel üzemű, Secoma Jumbo ATH 15 - 04 típusú fúrókocsit (M= 1:10) életszerűen szintén a szállítószalagok mellett állítottuk ki.

A szénbányászatnak egyetlen még jelenleg is nyereséges ágazata a külfejtéses lignittermelés, mivel a fűtőanyagot nagyon olcsón képes kitermelni. Ez az ágazat magas szinten gépesített. Impozáns méretű, hatalmas gépei közül az SRS - 560 típusú vedersoros kotrógép makettjét (M=1:50) tekintheti meg a látogató.

A bányabeli szállítás legnépszerűbb eszközei a különféle csillék. A korábbi típusok közül az ún. magyar csille rekonstrukciója "A bányaművelés története a Kárpát-medencében" c. kiállításban látható. Az itt kiállított csillemodellek a 19-20. századi fejlődést mutatják be. A nagyobb méretűvé vált fa illetve, vas felépítményű csillék elsősorban a könnyebb mozgatás és a csillék ügyes kiürítését szolgáló technikai megoldások sokfélesége miatt különböznek egymástól. Különböző oldalajtók, a belső tér lejtősre építése (ún. bakhát), a billenőputtony mind ezt szolgálják. Speciális csilletípus a "népes" csille, ami a személyszállítás céljaira szolgált. Ezeknél elsősorban a biztonságosság volt fontos, s csak másodsorban a kényelem.

Vágathajtó F gép Működő aknamodell Tűzgép modell Nyilas érczúzó