Górnictwo: Przeprowadzone w Polsce testy technologii hydro-otworowej wykazały możliwość urabiania węgla strugą wody w otworze wydobywczym

fot: ARC

Część badań realizowano m.in. na terenie KD Barbara (GIG) w Mikołowie.

fot: ARC

Naukowcy z Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach kończą z sukcesem eksperyment polegający na przetestowaniu innowacyjnej technologii hydro-otworowej eksploatacji węgla brunatnego w warunkach złoża Bełchatów.

Technologia hydro-otworowa 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 przy pomocy 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

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, bursztyn i kamienie szlachetne.

Projekt HydroCoal Plus dobiega końca, a jego realizatorzy zgłosili już pierwszy patent i publikują wyniki badań. Wygląda na to, że planują kolejne inicjatywy i już szukają złóż zalegających w dogodnych warunkach – dedykowanych dla metody otworowej.

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.

 Dlaczego warto to było zrobić?

Przeprowadzone w Polsce testy metody wykazały techniczną możliwość urabiania węgla strugą wody w otworze wydobywczym i wynoszenia go na powierzchnię metodą airlift. I choć należy tu wyraźnie zaznaczyć, iż podobne testy były już w przeszłości wykonywane, to kluczową kwestią jest optymalizacja wszystkich elementów metody w jednym czasie i ostateczny rezultat.

Warto  podkreślić, że w ramach projektu część badań wykonana była w również w warunkach symulacji komputerowych (modele numeryczne), ale przy takich projektach wszystkie etapy musiały zostać przeprowadzone w warunkach złożowych in-situ i tak też się stało.   

Czego jest szkoda?

W czasie trwania projektu koncepcja urządzenia wydobywczego poddana została kilkukrotnym modyfikacjom. Urządzenie zostało wykonane w uproszczonej wersji, ale z zachowaniem głównej funkcjonalności. Kończący się projekt HydroCoal Plus realizowany był w bardzo trudnym czasie. Z uwagi na zawirowania spowodowane pandemią Covid-19, wojną w Ukrainie, turbulencjami na rynku stali, zaburzonymi łańcuchami dostaw oraz rosnącymi cenami wszystkich usług i zakupów projekt był kilkukrotnie wydłużany i dopasowywany do nowo zastanych realiów.

Niemniej jednak wspólnie dali radę i dopięli swego.

- Satysfakcja z przeprowadzonych prób w takich realiach daje większą frajdę i nadzieję, na wykonanie kolejnych, może w dogodniejszych warunkach - zwracają uwagę naukowcy z GIG.

Co ciekawe technologia ta miała swoje początki w późnych latach 80-tych. Jej pionierem był wówczas Wiesław Jura. Pierwsze eksperymenty zostały przeprowadzone z sukcesem również na złożu węgla brunatnego Bełchatów. Ówczesne realia nie pozwoliły jednak na dalszy rozwój metody. Postęp w dziedzinie technologii materiałowych oraz technik wiertniczych i hydraulicznych stwarza obecnie realne szanse na jej wdrożenie na skalę przemysłową.

Technologia hydrootworowa (HBM) nie stanowi konkurencji dla stosowanych obecnie metod klasycznych, ale może być realną i jedyną alternatywą dla zagospodarowania złóż, których ze względów środowiskowych (ochrona powierzchni ) czy trudnych warunków geologicznych (np. zawodnienia złóż) nie da się eksploatować powyższymi metodami klasycznymi.

MOŻE CIĘ ZAINTERESOWAĆ

Sektor ciepłownictwa powrócił do zysków, ale potrzeby inwestycyjne są ogromne

Sektor ciepłownictwa powrócił do zysków, ale potrzeby inwestycyjne są ogromne - poinformował w raporcie Urząd Regulacji Energetyki.

Mistrz sztuk walk z ruchu Chwałowice zadebiutuje w nowej dyscyplinie

- Trzeba być wytrzymałym na ból, zacisnąć zęby i przeć do przodu za wszelką cenę – podkreśla Marcin Maleszewski, górnik w ruchu Chwałowice.

Tusk o pakietu CPN: Nie możemy bez końca łożyć na to pieniędzy

Nie możemy bez końca łożyć na to pieniędzy - stwierdził w piątek premier Donald Tusk, pytany o ewentualny powrót rządowego programu Ceny Paliwa Niżej (CPN). Podkreślił, że wytrzymałość budżetu "też ma swoje granice". Program CPN był finansowany z tego źródła.

Hennig-Kloska: Propozycja KE łagodzi wpływ polityki klimatycznej na państwa UE

Ministra klimatu Paulina Hennig-Kloska oceniła, że opublikowane w piątek propozycje reformy systemu ETS przez KE oznaczają złagodzenie obowiązującej polityki klimatycznej. Zadeklarowała, że resort będzie zabiegał o wolniejsze niż chce KE wycofywanie z rynku uprawnień do emisji CO2.