Górnictwo: Budryk się klimatyzuje

Urządzenia pozwalające na pompowanie wody zostały zainstalowane w podziemnych wyrobiskach

Kopalnia Budryk schodzi z wydobyciem do coraz niżej położonych pokładów węgla. W celu zwiększenia bezpieczeństwa pracy i zwiększenia jej efektywności uruchomiony został centralny układ klimatyzacji.

- W przypadku naszej kopalni schładzane musi być powietrze przepływające wyrobiskami dołowymi. Ponieważ wyrobisk dołowych jest stosunkowo dużo, bo ok. 85 km, schładzanie wszystkich jest więc niemożliwe i niekonieczne, gdyż nie we wszystkich miejscach przebywają ludzie - wyjaśnia Marian Banaś, kierownik Działu Energomechanicznego, główny inżynier energomechaniczny w kopalni Budryk.

Powietrze chłodzi się w miejscach, gdzie pracują ludzie i gdzie temperatura przekracza 28 st. C. Temperatura w miejscu pracy wynika przede wszystkim z temperatury skał, które otaczają to miejsce, i zależy od głębokości, na której znajdują się stanowiska pracy, oraz od temperatury powietrza na powierzchni, które wpływa do kopalni.

- Wraz ze wzrostem głębokości rośnie temperatura skał i w kopalni Budryk wynosi ona na głębokości 750 m ok. 40 st. C, a na głębokości 1000 m ponad 50 st. C. Latem do tej temperatury dokładają się bardzo wysokie temperatury powietrza na powierzchni. Chłodzenie powietrza na stanowisku pracy jest więc niezbędne i odbywa się poprzez mieszanie ciepłego powietrza przepływającego wyrobiskiem z zimnym powietrzem, wytwarzanym przez chłodnice powietrza zabudowane w rejonie miejsc pracy. Aby osiągnąć ten efekt, w czerwcu 2007 r. rozpoczęła u nas pracę centralna klimatyzacja wyrobisk dołowych. Na całość uruchomionej w tym czasie instalacji składały się: stacja klimatyczna o mocy chłodniczej 4 MW na powierzchni szybu VI, dwa rurociągi o średnicy 300 mm w szybie VI z powierzchni do poziomu 900, podajnik cieczy DRKA 150 w komorze na poziomie 900, rurociągi obiegu wtórnego w wyrobiskach dołowych o średnicach 250 mm, 200 mm i 150 mm, o łącznej długości 15 km, a także chłodnice powietrza w rejonach miejsc pracy w liczbie15 sztuk o mocy 300 kW - wyjaśnia Banaś.

Istotą pracy takiej instalacji jest wytwarzanie tzw. wody lodowej (zimnej) o temperaturze ok. 2 st. C w stacji klimatycznej na powierzchni i transportowanie jej rurociągami w szybie poprzez podajnik cieczy na poziomie 900 oraz dalej rurociągami obiegu wtórnego w wyrobiskach dołowych do chłodnic powietrza usytuowanych w miejscach, gdzie pracują ludzie. Woda zimna oddaje swój chłód do powietrza przepływającego przez chłodnicę, które ochłodzone o ok. 10 do 15 st. C, miesza się z powietrzem ciepłym w wyrobisku i w efekcie ochładza powietrze w miejscu pracy.

- Rurociągi, którymi płynie woda lodowa (zimna), są izolowane, aby na ich trasie woda nie ogrzewała się, a rurociągi, którymi płynie woda powrotna (ciepła) po oddaniu chłodu w chłodnicy były nieizolowane. Kopalnia Budryk od 2012 r. rozpoczęła roboty przygotowawcze do eksploatacji pokładów węgla zalegających na głębokościach od 800 m do 1000 m, gdzie temperatura skał waha się od 42 st. C do ponad 50 st. C. Takie wysokie temperatury powodują, że prawie na każdym stanowisku pracy w rejonach eksploatacyjnych nie jest możliwe dochowanie temperatury 28 st. C. Podjęto więc decyzję o rozbudowie funkcjonującego od 2007 r. w KWK Budryk układu centralnej klimatyzacji. Stacja powierzchniowa na terenie szybu VI została rozbudowana do mocy 7,2 MW, w szybie VI zabudowano rurociągi o średnicy 300 mm z poziomu 900 do poziomu 1050, w komorze na poziomie 1050 zabudowano drugi podajnik cieczy typu PES 200 (o większej wydajności niż DRKA 150, pracujący na poz. 900), a w wyrobiskach dołowych rozbudowano rurociągi obiegu wtórnego o średnicach 200 mm i 150 mm o ponad 30 km i obecnie łączna ich długość wynosi ponad 45 km. Pozwoliło to zwiększyć liczbę zabudowanych chłodnic powietrza o mocy 300 kW w miejscach pracy o kolejne 11 sztuk. Na rurociągach obiegu wtórnego w wyrobiskach dołowych, zarówno w części istniejącej, jak i rozbudowanej, zainstalowano urządzenia kontrolujące przepływy, temperaturę i ciśnienie wody w tych rurociągach oraz elektryczne zasuwy zdalnie sterowane w głównych odgałęzieniach rurociągów - dodaje Marian Banaś.

Warto zatem zadać pytanie o korzyści płynące z zastosowania rozwiązania.

- System ten pozwala na zdalne wykonywanie regulacji ilości przepływającej zimnej wody do chłodnic powietrza w poszczególnych rejonach kopalni w zależności od jej parametrów, wykazywanych przez urządzenia pomiarowe. Ponadto w przypadku wystąpienia awarii, np. uszkodzenia rurociągu z wodą w obiegu wtórnym, zdalnie w krótkim czasie można, zamykając zasuwy elektrycznie sterowane, odciąć dopływ wody do miejsca uszkodzenia i zapobiec jej wylewaniu się do wyrobiska. Ogranicza to straty wody i nie powoduje powstawania rozlewisk wody na spągu wyrobisk, które utrudniają poruszanie się załogi oraz zwiększają wilgotność w wyrobiskach, co niekorzystnie wpływa na komfort pracy na dole kopalni. Rozbudowa układu centralnej klimatyzacji była realizowana w latach 2014-2015 i oddana do użytku w III kwartale 2015 r. Inwestycja została tak przygotowana, że wraz z postępem robót górniczych w latach 2016-2025 dalszej rozbudowie podlegać będą tylko rurociągi obiegu wtórnego, gdyż "serce" układu tj. stacja klimatyczna na powierzchni i podajniki cieczy w komorach przy szybie VI na poziomach 900 i 1050, jest przygotowane do instalowania chłodnic powietrza w nowych, nawet najgłębszych rejonach kopalni - podsumowuje kierownik Działu Energomechanicznego, główny inżynier energomechaniczny w kopalni Budryk.

Dane techniczne rozbudowanego układu centralnej klimatyzacji:
moc chłodnicza - 7,2 MW
- przepływ wody lodowej - 450 m3/h
- temperatura wody zimnej ze stacji na powierzchni 20 st. C
- temperatura wody zimnej w obiegu wtórnym na poziomach 900 i 1050 - 3,50 C ÷ 4,50 C
- temperatura wody powrotnej (ciepłej) w obiegu wtórnym 150 st. C -210 st. C
- łączna długość rurociągów obiegu wtórnego w wyrobiskach dołowych - 45 km
- łączna liczba chłodnic powietrza włączonych do układu centralnej klimatyzacji - 26 sztuk o mocy 300 kW

W galerii: Wyrobiska kopalni Budryk, w których zainstalowano układ klimatyzacji (zdjęcia: ARC).