Z powodzeniem przetestowano nowatorską technologię urabiania węgla

1690450315 pracebadawcze gig

fot: ARC/GIG

Odwierty prowadzono przy zastosowaniu wysokospecjalistycznego sprzętu technicznego

fot: ARC/GIG

Wielu wieszczyło z góry niepowodzenie projektu, a jednak stało się inaczej. Naukowcy z Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach kończą z sukcesem eksperyment polegający na przetestowaniu innowacyjnej technologii hydrootworowej eksploatacji węgla brunatnego w warunkach złoża Bełchatów.

Zarówno w Polsce, jak i na świecie łatwo dostępne surowce były, są i będą wydobywane klasycznymi metodami górniczymi, odkrywkową i podziemną. Metody te są bardzo dobrze znane i mają niewątpliwe zalety, ale posiadają też niestety swoje wady i spore ograniczenia. Przemysł górniczy, podążając za wydobyciem surowców zalegających w trudnych warunkach geologicznych, coraz częściej mierzy się z ryzykiem, którego koszty są nieakceptowalne. Do tej pory z otworów wydobywano ropę i gaz ziemny, a także rudę siarki w postaci płynnej. Tym razem wydobyto węgiel, ale nowa metoda górnicza przeznaczona jest również do eksploatacji różnych innych atrakcyjnych surowców.

– Technologia hydrootworowa polega na urabianiu i rozdrabnianiu złoża wysokociśnieniowym strumieniem wody poprzez wywiercone otwory wielkośrednicowe o wymiarach 500-650 mm z powierzchni terenu do spągu złoża. Otwór jest zarurowany w warstwie nadkładowej i otwarty w warstwie złożowej, tzw. odcinek bosy. Do otworu opuszcza się wielofunkcyjne urządzenie urabiająco-wydobywcze, składające się z kolumny rur i obrotowej głowicy hydraulicznej. Struga wody jest narzędziem urabiającym i rozdrabniającym pokład węgla. Eksploatacja prowadzona jest warstwami o grubości ok. 0,2 m od spągu do stropu złoża. Urobek opada grawitacyjnie na dno otworu i powstającej kawerny, a wynoszony jest rurą wydobywczą na powierzchnię za pomocą podnośnika wodno-powietrznego, pompy typu „airlift”. Wykonana kawerna ma kształt cylindrycznej komory o promieniu kilku metrów, a po zakończonej eksploatacji pustka wypełniana jest materiałem podsadzkowym – opisuje dr hab. inż. Janusz Makówka, prof. GIG, wykonawca projektu.

W maju 2023 r., po przeprowadzeniu szeregu testów laboratoryjnych i terenowych z zakresu hydrocięcia i transportu urobku, w Kopalni Doświadczalnej Barbara (GIG) w Mikołowie odbyła się próba wydobycia węgla kamiennego z otworu badawczego o głębokości 35 m.

– Pierwsze rezultaty wykazały możliwość urabiania, rozdrabniania i wynoszenia węgla kamiennego na powierzchnię. Ze zmodyfikowanym urządzeniem wydobywczym oraz aparaturą badawczą przeprowadziliśmy drugą udaną próbę metody, tym razem na złożu węgla brunatnego w Bełchatowie. Testy wykazały lepsze rezultaty z uwagi na mniejszą twardość i wytrzymałość geomechaniczną węgla brunatnego – relacjonuje dr inż. Robert Hildebrandt, zastępca dyrektora KD Barbara.

Projekt HydroCoal Plus został wysoko oceniony przez Komisję Europejską, a także polskie Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

– Ja nie powiedziałbym, że się nam udało, bo to słowo nosi raczej znamiona przypadkowości. Zespół projektowy przystępując do konkursu posiadał wiedzę, doświadczenie i kompetencje, które zostały docenione i nagrodzone. Rozpoczęliśmy go od przeprowadzenia szeregu badań wstępnych i wykonując testy poszczególnych etapów metody na różnych złożach i w różnych warunkach. To pokazało techniczną możliwość wydobycia węgli z otworów wydobywczych – tłumaczy Bartłomiej Jura, współautor założeń projektowych i wykonawca projektu.

W kończącym się projekcie trwają obecnie prace związane z oceną ryzyka oraz oceną oddziaływania technologii eksploatacji hydrootworowej na środowisko. Przygotowywane jest również wstępne studium wykonalności i ekonomicznej opłacalności technologii hydrootworowej.

– To niekonwencjonalne i innowacyjne podejście górnicze oraz uzyskane rezultaty dają nie tylko nadzieję, ale i realne podstawy do dalszych działań związanych z ukierunkowanym rozwojem metody oraz jej docelowym wdrożeniem. Zapowiada się, że metoda otworowa ma szansę na dalszy rozwój i docelową komercjalizację w złożach, które nadal czekają na ich wydobycie, zarówno w Polsce, jak i za jej granicami. Przejście z jednego otworu wydobywczego do kilku to już czysta multiplikacja procesu, którą można wykorzystać do zaprojektowania docelowej kopalni otworowej – przyznaje Wiesław Jura, współtwórca koncepcji metody hydrootworowej.

Dodajmy, że technologia otworowa (HBM) została uznana przez wiodące jednostki naukowo-badawcze oraz największe firmy przemysłu wydobywczego na świecie za mogącą mieć przemysłowe zastosowanie w eksploatacji pokładów węgla brunatnego oraz innych cennych dla gospodarki minerałów, takich jak: metale ziem rzadkich, rudy uranu, bursztynu i kamieni szlachetnych.

– We wrześniu br., w ramach organizowanej konferencji Szkoły Górnictwa Odkrywkowego, odbędą się warsztaty podsumowujące wyniki projektu – zapowiada Aleksander Wrana, koordynator projektu.

Obecnie na świecie rozpoczął się swego rodzaju wyścig technologiczny, którego pierwszym celem jest uran. Kanadyjczycy (Orano i Denison Mines) testują metodę na złożu rudy uranu „McClean Lake”, a niemiecki koncern maszynowy (Bauer) produkuje kolejne prototypy urządzeń wiertniczych i wydobywczych. Amerykańskie i australijskie firmy rozpoczynają pionierskie testy metody na złożach diamentów Kinley i Jet Mining.

Projekt HydroCoal Plus finansowany był ze środków Europejskiego Funduszu Badawczego Węgla i Stali oraz Polskiego Ministerstwa Nauki. Partnerami w międzynarodowym konsorcjum realizującym projekt HydroCoal Plus są: PGE GiEK – Bełchatów, Poltegor – Instytut Górnictwa Odkrywkowego PIB, Uniwersytet Techniczny Akademii Górniczej – TU BAF FREIBERG z Niemiec oraz spółka węglowa SD Severočeské Doly z grupy energetycznej CEZ.

MOŻE CIĘ ZAINTERESOWAĆ

Tragedia w kopalni Sobieski. Nie żyje mężczyzna pracujący przy budowie Szybu Grzegorz

Nie żyje 54-letni pracownik zatrudniony przy budowie Szybu Grzegorz na terenie ZG Sobieski w Jaworznie, który w piątek wieczorem zasłabł na poziomie 540 metrów. 

Polska kopalnia przyszłości, która wyprzedziła epokę. Niezwykła historia KWK Jan i kombajnu z Guido

Niedawno po raz kolejny spotkaliśmy się w gronie maturzystów z jednej klasy sprzed już ponad pięćdziesięciu lat. Okazją było ukończenie przez część z nas siedemdziesiątego roku życia. Jak zawsze takie spotkania to okazja do różnych wspomnień. 

​To koniec epoki węgla w Polsce? OZE i gaz mają zastąpić elektrownie węglowe

Rada Ministrów z dwuletnim opóźnieniem przyjęła Krajowy Plan w dziedzinie Energii i Klimatu. Dokument opracowany przez Ministerstwo Energii trafi do Brukseli, co pozwoli Komisji Europejskiej zakończyć procedurę naruszeniową. Aktualizacja KPEiK ma kluczowe znaczenie dla transformacji. Na ten dokument czekała branża wydobywcza i energetyczna. Na jego podstawie spółki mogą planować inwestycje, rozwój lub zwijanie interesu. To strategia, która wyznacza kierunek zmian w polskiej energetyce na najbliższe 15 lat. I nie mamy dobrych informacji dla górników. Rewolucji nie będzie. Ten dokument to koniec epoki węgla w Polsce. Czarne złoto definitywnie odchodzi do lamusa. Czy słusznie? To już inna opowieść.

Niezwykłe widowisko w Katowicach. Tak Szyb Wilson zainaugurował Industriadę 2026! [ZDJĘCIA]

Wyjątkowe spektakle, nowoczesne multimedia, teatr uliczny i artystyczna podróż między tradycją a technologią – to wszystko można było zobaczyć w piątek, 12 czerwca w Galerii Szyb Wilson w Katowicach w ramach Rozruchu Maszyn INDUSTRIADY 2026, organizowanego w tym roku przez Instytut im. Wojciecha Korfantego