Katedra Eksploatacji Złóż Wydziału Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej Politechniki Śląskiej w Gliwicach prowadzi działalność dydaktyczną i naukową w zakresie szerokiego spektrum zagadnień związanych z górnictwem podziemnym i odkrywkowym. Naukowcy specjalizują się m.in. w: technikach i technologiach eksploatacji kopalin stałych oraz ich przeróbki, wentylacji i klimatyzacji kopalń, zwalczaniu zagrożeń naturalnych, wpływie eksploatacji górniczej na powierzchnię i górotwór, geodezji górniczej, likwidacji wyrobisk, zagospodarowaniu odpadów, a także rekultywacji terenów poprzemysłowych i zdegradowanych.
Obecnie znaczna część realizowanych w Katedrze prac dotyczy problemów związanych z rekultywacją terenów zdegradowanych działalnością przemysłową. Wykonywane są audyty robót rekultywacyjnych, oceny stanu termicznego i oddziaływania na środowisko zwałowisk odpadów powęglowych, projekty reeksploatacji, gaszenia oraz rekultywacji i zagospodarowania zwałowisk odpadów. Prowadzone są także prace dotyczące zagadnień istotnych w okresie likwidacji kopalń, w tym nad wypływem gazów ze zlikwidowanych szybów, ich oddziaływaniem na środowisko i bezpieczeństwo, ruchami górotworu i powierzchni terenu w okresie zalewania kopalń oraz opracowaniem metod skutecznego monitoringu deformacji powierzchni terenu w takich rejonach. Rewitalizacja terenów pogórniczych na terenie Polski południowej jest palącym problemem.
Miliardy na rewitalizację
Ministerstwo Energii zakłada przeznaczenie w latach 2019-2023 aż 5 mld zł na działania związane z restrukturyzacją górnictwa węgla kamiennego, głównie rewitalizację terenów pogórniczych. Idąc za ciosem pracownicy Katedry opracowali niedawno koncepcję i projekt systemu wentylacji i rekuperacji powietrza w Skansenie Królowa-Luiza w Zabrzu, stanowiącym część Muzeum Górnictwa Węglowego. Koncepcja i projekt mają przede wszystkim na celu: zapewnienie właściwej ilości powietrza w każdym wyrobisku Skansenu, zgodnie z wymaganiami norm i przepisów, zapewnienie właściwego składu chemicznego powietrza w każdym wyrobisku, redukcję kosztów związanych z ilością przepływającego powietrza oraz ograniczenie kosztów energii związanych z ogrzewaniem powietrza przepływającego wyrobiskami w taki sposób, aby obiekt był dostępny dla turystów w okresach zimowych. Chodzi też o to, aby we wszystkich wyrobiskach i ich otoczeniu występowała dodatnia temperatura, co ograniczy degradację i erozję górotworu oraz pozwoli na obsługę ruchu turystycznego. Opracowane rozwiązania pozwoliły na znaczne obniżenie kosztów związanych z ogrzewaniem powietrza w całym obiekcie.
Oprócz wyżej wymienionych, pracownicy Katedry realizują szereg prac związanych z prowadzeniem ruchu zakładu górniczego, w szczególności dotyczących eksploatacji złóż w warunkach zagrożenia tąpaniami oraz prognozowania i oceny jego stanu, lokalizacji ognisk wstrząsów, wyznaczania parametrów sejsmologicznych górotworu, oddziaływania wstrząsów na elementy zabudowy powierzchni terenu, prognozowania wpływów eksploatacji na obiekty chronione oraz numerycznego modelowania procesów zachodzących w górotworze pod wpływem działalności górniczej, wentylacji i klimatyzacji kopalń oraz regulacji kopalnianych sieci wentylacyjnych. Te prace finansowane są ze środków krajowych na realizację badań naukowych oraz prac badawczo-rozwojowych, bądź też przez przemysł, w przypadku prac realizowanych na jego zlecenie.
Rezultaty prowadzonych w Katedrze badań oraz ogromna wiedza i doświadczenie w realizacji procesu dydaktycznego znajdują uznanie nie tylko w kraju, ale także za granicą. Stąd też realizowanych jest lub było szereg projektów badawczych i edukacyjnych finansowanych bądź współfinasowanych ze środków europejskich. Jeden z nich, o akronimie TEXMIN, dotyczy wpływu ekstremalnych zjawisk pogodowych i długoterminowych zmian klimatu na działalność górniczą zarówno w przypadku eksploatowanych, jak i zlikwidowanych kopalń. Scenariusze zmian klimatu wyznaczono na bazie regionalnych modeli klimatycznych i tzw. przeglądu bazowego. Z kolei zmiany związane ze wzrostem natężenia opadów atmosferycznych, skokami temperatury i nagłymi zmianami ciśnienia atmosferycznego identyfikuje się i ocenia w odniesieniu do kopalń w Europie.
Wody, gazy i stabilność
Badania koncentrują się na takich kwestiach, jak wody kopalniane, emisja gazów i stabilność strukturalna. Docelowo planowane jest oszacowanie ryzyka i wyznaczenie strategii i narzędzi adaptacji oraz monitorowania w celu złagodzenia obecnych i przyszłych wpływów ekstremalnych zdarzeń pogodowych na działalność górniczą. Kolejny projekt o akronimie PostMinQuake, dotyczy sejsmiczności indukowanej oraz ruchów górotworu na terenach pogórniczych. Należy do grupy szczególnie istotnych z uwagi na fakt, iż jednym z jego głównych celów jest opracowanie międzynarodowych kryteriów postępowania oraz planów długoterminowego monitoringu terenów pogórniczych w celu złagodzenia ryzyka sejsmicznego w trakcie i po zamknięciu kopalni.
Pracownicy Katedry uczestniczyli w ostatnim okresie również w projekcie o akronimie FIREm II, którego głównym celem było opracowanie metod zdalnego gaszenia pożarów i ratownictwa w kopalniach. Wśród innych projektów warto jeszcze wymienić te dydaktyczne, finansowane z funduszy EIT-Raw Materials, w tym MineHeritage, dotyczący historii górnictwa. Ma na celu wykorzystanie dziedzictwa kulturowego i górnictwa do stworzenia popularnych narzędzi edukacyjnych dla upowszechniania znaczenia surowców w różnych okresach historycznych z wykorzystaniem wielopoziomowej gry internetowej i aplikacji na urządzenia mobilne.
Z kolei zadaniem projektu SafeDeepMining jest kształcenie inżynierów górniczych, pracowników nadzoru górniczego i firm konsultingowych. W ramach projektu opracowano program kursu, obejmujący zagadnienia istotne dla zapewnienia prowadzenia bezpiecznej eksploatacji złóż na dużych głębokościach. Obecnie rozpoczęto nabór na drugą edycję kursu. W pierwszej uczestniczą również pracownicy firm górniczych w Polsce. Ukończenie kursu zapewnia otrzymanie tytułu zgodnego z austriackimi zasadami akademickimi - Certyfikowanego Międzynarodowego Inżyniera Górniczego.
Projekt o akronimie ProSkill, poświęcony jest wzrostowi umiejętności marketingowych, społecznych i menedżerskich w świetle wymagań, jakie stawia funkcjonowanie nowoczesnych gałęzi przemysłu związanych z gospodarką surowcami mineralnymi w wymagającej szerokich umiejętności współczesnej gospodarce rynkowej. Realizacja projektu polega na ustaleniu zakresu tych umiejętności, wprowadzeniu ich do programów nauczania oraz stworzeniu kursów, szkoleń i innych działań, poprzez które studenci będą mogli tę wiedzę nabywać.
Aktywność Katedry w realizacji projektów obejmuje także te, które finansowane są z funduszy ERASMUS+, między innymi projekt CIRCEXTIN, którego głównym celem jest stworzenie kompleksowej platformy szkoleniowej, która będzie pomocna w modyfikacji i aktualizacji programów edukacyjnych związanych z przemysłem wydobywczym o najnowszą i praktyczną wiedzę związaną z efektywnym zastosowaniem zasad gospodarki odpadami w obiegu zamkniętym (circular economy). W roku 2020 rozpoczęto także realizację projektu geoDRR. Jego celem jest wspieranie instytucji szkolnictwa wyższego z krajów partnerskich w budowaniu zdolności do opracowywania i prowadzenia wysokiej jakości, specjalizacyjnych programów akademickich, które przygotują młodych naukowców i specjalistów do pracy nad rozwiązaniami problemów społecznych, koncentrując się głównie na tych wynikających ze zmian klimatu, generujących ryzyko wystąpienia katastrof naturalnych. Politechnika Śląska jest liderem projektu i realizuje zadania, dotyczące wykorzystania nowoczesnych technik pomiarowych i obliczeniowych oraz systemów informacji geograficznej.
W ramach wymienionych projektów Katedra Eksploatacji Złóż współpracuje z kilkudziesięcioma partnerami z kilkunastu krajów europejskich m.in. z Austrii, Belgii, Czech, Estonii, Francji, Grecji, Holandii, Hiszpanii, Niemiec, Portugalii, Słowacji, Węgier oraz partnerami z poza Europy np. RPA, Malezji, Filipin czy Kambodży oraz oczywiście z Polski. Są to prestiżowe uczelnie, jednostki badawczo- naukowe oraz firmy.
Wśród partnerów przemysłowych z Polski można wymienić Jastrzębską Spółkę Węglową S.A., KGHM Polska Miedź S.A., Polską Grupę Górniczą S.A., Spółkę Restrukturyzacji Kopalń S.A., TAURON Wydobycie S.A. oraz wiele innych.
Oferta Dydaktyczna
W roku akademickim 2021/2022 Politechnika Śląska otwiera nabór na studia stacjonarne i niestacjonarne I i II stopnia na nowym kierunku - Geoinżynieria i Eksploatacja Surowców. Program studiów opracowany został na Wydziale Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej. Jego otwarcie uzasadnione jest potrzebami regionu. Należy jednocześnie zaznaczyć, że rozwój gospodarczy każdego kraju zależy w dużej mierze od dostępności surowców koniecznych dla funkcjonowania różnych branż przemysłu. Tworzenie nowych materiałów wymaga wyprodukowania i wstępnego przetworzenia oraz modyfikacji niezbędnych substratów pozyskiwanych z pierwotnych i wtórnych źródeł. Substratami tymi w Polsce są głównie węgle koksowe, uznane jako surowiec krytyczny w UE oraz kruszywa mineralne i metale nieżelazne, w tym pierwiastki ziem rzadkich. Rynek ten wymaga wysoko wykwalifikowanych pracowników, którzy sprostają nowym wyzwaniom technologicznym i środowiskowym.
Wydobycie węgla koksowego i przetwarzanie go na koks jest bardzo zyskowną branżą. Produkcja kruszyw mineralnych ze względu na modernizację i rozwój wielu gałęzi gospodarki również intensywnie się rozwija, a konieczność wytwarzania metali nieżelaznych niezbędnych w dobie dynamicznego rozwoju nowoczesnych technologii jest niezaprzeczalna. Przyszłością wydaje się tutaj być znane od wielu dekad zgazowanie węgla. Gaz wytwarzany z węgla z powodzeniem zastępuje gaz ziemny co w przypadku Polski przyczyniłoby się do znacznego ograniczenia importu tego surowca. Wśród technologii z zakresu geoinżynierii wymienić jeszcze należy pozyskiwanie energii z wnętrza ziemi, jej magazynowanie i wykorzystanie oraz eksploatację wód.
Rozwój rynku wytwarzania surowców wymaga jednak dużych zmian technicznych i technologicznych. Program inteligentnych kopalń, polegający na automatyzacji i cyfryzacji procesu planowania wydobycia, a także samego wydobycia i przetwórstwa, wymaga wykształcenia specjalistów posiadających nie tylko praktyczne umiejętności z zakresu geoinżynierii i eksploatacji złóż, ale również umiejętności interdyscyplinarnego planowania i zarządzania. Kierunek Geoinżynieria i Eksploatacja Surowców wychodzi naprzeciw tym potrzebom.
Absolwent kierunku Geoinżynieria i Eksploatacja Surowców będzie przygotowany do pracy w przedsiębiorstwach zajmujących się wytwarzaniem różnych dóbr z pierwotnych i wtórnych źródeł, w tym węgli kamiennych i gazów im towarzyszących oraz kruszyw mineralnych i metali nieżelaznych oraz szeroko rozumianym wykorzystaniem infrastruktury kopalnianej do innych celów. Zdobyte kwalifikacje czynią z absolwenta nowoczesnego inżyniera, który może znaleźć zatrudnienie w wielu przedsiębiorstwach na stanowiskach wymagających dużej wiedzy, kreatywności i odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Okres kształcenia
Kształcenie na studiach I stopnia trwa 7 semestrów. Cztery pierwsze semestry są wspólne. Studenci nabywają w tym okresie wiedzę i umiejętności praktyczne z zakresu przedmiotów kierunkowych. Po czwartym semestrze następuje wybór ścieżki dyplomowania. Zgodnie z tym wyborem, po kolejnych trzech semestrach studenci mogą stać się inżynierami o pogłębionej wiedzy w zakresie nowoczesnej eksploatacji surowców metodą odkrywkową lub podziemną, geologii lub maszyn inżynieryjnych i robotyki przemysłowej.
Ścieżka Eksploatacja podziemna złóż przygotowuje absolwentów do podjęcia pracy w przedsiębiorstwach wydobywających surowce mineralne będące przedmiotem obrotu międzynarodowego (węgiel, rudy, sole, siarka itp.). Kształcenie na tej ścieżce dyplomowania jest wyjątkowo szerokoprofilowe i połączone z rozwijaniem cech umiejętności pracy grupowej i cech przywódczych, dzięki czemu absolwent uzyskuje kwalifikacje zawodowe umożliwiające pracę w różnorodnych zakładach i przedsiębiorstwach górniczych. Absolwent będzie posiadał wiedzę oraz umiejętności z zakresu przedmiotów podstawowych, kierunkowych i specjalistycznych, a także humanistyczno-menedżerskich.
Będzie znał najnowsze technologie i innowacyjne rozwiązania stosowane w przemyśle wydobywczym, w tym założenia przemysłu 4.0 i cyfryzacji kopalń. Zgłębi również koncepcje zrównoważonej gospodarki złożem i gospodarki obiegu zamkniętego. Umiejętności praktyczne nabędzie również w trakcie odbywania praktyki zawodowej w zakładach górniczych. Ostatecznie będzie przygotowany do zarządzania operacyjnego w przedsiębiorstwach branży wydobywczej oraz projektowania procesów technologicznych. Zdobyte kwalifikacje umożliwią ubieganie się o zatrudnienie nie tylko w zakładach górniczych, a także w przedsiębiorstwach utylizacji odpadów metodami górniczymi oraz w przedsiębiorstwach budownictwa lądowego i wodnego wykorzystujących techniki górnicze przy budowie obiektów. Ukończenie studiów umożliwi zdobycie kwalifikacji ogólnych wynikających z ustawy z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawa geologiczno-górniczego.
Ścieżka dyplomowania Eksploatacja odkrywkowa złóż przygotowuje absolwentów do podjęcia pracy w przedsiębiorstwach wydobywających surowce mineralne metodą odkrywkową będące przedmiotem obrotu międzynarodowego i krajowego takie jak kruszywa budowlane, surowce skalne, chemiczne itp., w przedsiębiorstwach wykorzystujących techniki górnicze przy budowie obiektów lądowych i wodnych, biurach projektowych, jednostkach samorządu terytorialnego, organach nadzoru górniczego, przedsiębiorstwach związanych z handlem kruszywami. Należy zaznaczyć, iż w Polsce funkcjonuje obecnie ponad 7000 zakładów odkrywkowych. Kształcenie na tej ścieżce jest również wyjątkowo szerokoprofilowe i połączone z rozwijaniem cech umiejętności pracy grupowej i cech przywódczych. Program tej ścieżki dyplomowania zapewnia nabycie znajomości technik eksploatacji i wykorzystania kopalin stałych.
Po ukończeniu studiów, absolwent będzie posiadał znajomość technologii odkrywkowej eksploatacji surowców mineralnych, przepisów prawa geologicznego i górniczego, jak również zagadnień związanych z prowadzeniem ruchu odkrywkowego zakładu górniczego i występujących w nim zagrożeń. Co istotne, będzie posiadał wiedzę i umiejętności niezbędne do pracy na każdym etapie cyklu życia kopalni a co za tym idzie będzie też przygotowany do zarządzania produkcją na każdym etapie tego cyklu, w tym do zarządzania zakładami górniczymi i spółkami wydobywczymi. Otrzyma gruntowne przygotowanie do organizacji, kierowania i projektowania elementów odkrywkowych robót górniczych i geotechnicznych, w tym w zakresie mechanizacji, elektryfikacji oraz oceny wpływu przemysłu na środowisko. Będzie miał również opanowaną wiedzę odnośnie metod organizacji produkcji, sposobów ochrony przed zagrożeniami wynikającymi z zastosowania środków technicznych oraz gospodarki maszynami górniczymi jak również zasady racjonalnego gospodarowania zasobami kopalin i surowców wtórnych oraz ochrony środowiska naturalnego i odtwarzania naturalnego środowiska na terenach poeksploatacyjnych. Ukończenie studiów umożliwi zdobycie kwalifikacji ogólnych wynikających z ustawy z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawa geologiczno-górniczego.
Kształcenie na drugim stopniu studiów na kierunku Geoinżynieria i Eksploatacja Surowców jest ukierunkowane i połączone z rozwijaniem umiejętności pracy grupowej i kierowania zespołami ludzkimi, tak aby absolwent uzyskał kwalifikacje zawodowe umożliwiające zarządzanie różnorodną działalnością gospodarczą. Absolwent nabywa gruntowną, poszerzoną, znajomość zagadnień dotyczących eksploatacji surowców, geologii ewentualnie maszyn inżynieryjnych i robotyki przemysłowej (w zależności od wybranej ścieżki dyplomowania). Uzyskuje tę znajomość dzięki studiowaniu szerokiej gamy specjalistycznych przedmiotów technicznych, a także ekonomiczno-społecznych.
Nabywa on także wiedzę praktyczną w trakcie odbywania praktyki dyplomowej. Jest przygotowany do rozwiązywania skomplikowanych problemów z zastosowaniem zaawansowanego modelowania numerycznego i metod komputerowych. Takie przygotowanie pozwoli na ubieganie się o zatrudnienie na stanowiskach kierowniczych w wielu gałęziach gospodarki, a także w jednostkach naukowo-badawczych. Ukończenie studiów drugiego stopnia umożliwia również podjęcie pracy naukowej w ramach studiów doktoranckich.
Jeśli chcesz mieć dostęp do artykułów z Trybuny Górniczej, w dniu ukazania się tygodnika, zamów elektroniczną prenumeratę PREMIUM. Szczegóły: nettg.pl/premium. Jeżeli chcesz codziennie otrzymywać informacje o aktualnych publikacjach ukazujących się na portalu netTG.pl Gospodarka i Ludzie, zapisz się do newslettera.
