Henryk MUZYKA, Dariusz MRÓZ, Mariusz SZANIAWSKI KGHM Polska Miedź SA O/ZG, Kaźmierzów

Transkrypt

1 WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Mat. Symp. str Henryk MUZYKA, Dariusz MRÓZ, Mariusz SZANIAWSKI KGHM Polska Miedź SA O/ZG, Kaźmierzów Technologia wybierania cienkiego złoża rud miedzi w O/ZG Polkowice Sieroszowice z lokowaniem kamienia w pustkach poeksploatacyjnych w aspekcie ochrony powierzchni przed szkodami górniczymi Streszczenie W artykule przedstawiono sposoby wybierania złoża rud miedzi o miąższości poniżej 2m stosowane w kopalni Polkowice Sieroszowice. W metodzie selektywnego urabiania cienkiego złoża przybierane są znaczne ilości skały płonnej. Oddzielany od rudy bilansowej kamień lokowany jest w pustkach poeksploatacyjnych. Przedstawiono wpływ lokowania kamienia na aktywność sejsmiczną górotworu oraz zmniejszanie deformacji powierzchni terenu nad polami eksploatacyjnymi. 1. Warunki geologiczne Oddział KGHM Polska Miedź SA Zakłady Górnicze Polkowice-Sieroszowice prowadzi wydobycie w 3 obszarach górniczych: Polkowice II, Sieroszowice I i Radwanice Wschód. Złoże rudy miedzi posiada formę nieregularnego pokładu. Występuje w dolnej części cechsztynu, obejmując poziomy: wapienia podstawowego, łupka miedzionośnego, dolomitu granicznego oraz biały piaskowiec, będący najmłodszym poziomem czerwonego spągowca. Złoże posiada generalną rozciągłość NW-SE, zapada na N-E pod kątem od 3 do 6 i zalega na głębokości od 600 do 1200 m. Strefy płonne mają nieregularne granice, przejścia od skały płonnej do złoża bilansowego są gwałtowne. W zasobach złoża bilansowego kopalni procentowy udział powierzchni zasobów o miąższości poniżej 2 m na poszczególnych obszarach górniczych przedstawia się następująco: obszar górniczy Polkowice II 31,9 % (do 1,5 m - 12,79 %) obszar górniczy Sieroszowice I 65,0 % (do 1,5 m - 37,2 %) obszar górniczy Radwanice 8,51 % (do 1,5 m - 0 %) Jak wynika z powyższych zestawień problem cienkiego złoża dotyczy przede wszystkim dwóch obszarów górniczych, w których wydobycie prowadzone jest przez O/ZG Polkowice Sieroszowice. W kopalni od pewnego czasu zmniejsza się średnia miąższość złoża bilansowego (rys. 1.1), co powoduje konieczność obniżania furty eksploatacyjnej. 299

2 H. MUZYKA, D. MRÓZ, M.SZANIAWSKI - Technologia wybierania cienkiego złoża... Średnia furta eksploatacyjna Miąższość eksploatowanego złoża [m] 3,50 Miąższiść złoża i wysokość furt eksploatacyjnych 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 2,94 2,60 2,61 2,39 2,24 1, ,10 2,36 2,01 2,28 2,31 2,37 2,11 1,88 1,90 1,93 1,91 0, Lata Rys Zestawienie średnich miąższości eksploatowanego złoża i furt eksploatacyjnych w kopalni "Polkowice Sieroszowice" w latach Fig Statement of the average deposit thickness and excavation seams in Polkowice Sieroszowice Mine in the years Sposoby wybierania cienkiego złoża w O/ZG Polkowice Sieroszowice 2.1. Niskie maszyny W kopalniach LGOM stosuje się urabianie złoża rudy miedzi materiałami wybuchowymi. Do wybierania i odstawy urobku z przodków wykorzystywane są maszyny oponowe z napędem spalinowym. Maszyny wprowadzone przed laty do stosowania były podobne we wszystkich kopalniach LGOM. Były to maszyny wysokie, tzn. umożliwiały wybieranie złoża furtą eksploatacyjną o wysokości ponad 3 m. Jeśli wielkość furty eksploatacyjnej przekracza miąższość złoża bilansowego rośnie zubożenie rudy. W związku z wyczerpywaniem się grubego złoża podjęto poszukiwania metod minimalizacji zubożenia rudy miedzi. Podstawowym sposobem osiągnięcia tego celu jest obniżanie furty eksploatacyjnej. Wymaga on jednak zmian w wyposażeniu w maszyny wykorzystywane do wydobywania rudy. Początkowo stanowiło to ogromny problem, gdyż niezbędne niskie maszyny nie były nigdzie produkowane. W ciągu ostatnich lat znaleziono producentów maszyn, którzy dostosowali swoje oferty do zapotrzebowania kopalni Polkowice Sieroszowice. W chwili obecnej jedynie oddziały eksploatacyjne w jednym rejonie obszaru górniczego Polkowice II są wyposażone w maszyny wysokie i prowadzą eksploatację furtą około 3 metrów. Obniżanie wysokości maszyn nie da się jednak prowadzić w nieskończoność, ale nie jest to też jedyna, możliwa do zastosowania metoda wybierania cienkiego złoża. 300

3 WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie 2.2. Eksploatacja selektywna Zastosowanie nowych generacji maszyn o wysokości umożliwiającej wybieranie rudy miedzi furtą eksploatacyjną o wysokości około 2 metrów nie rozwiązuje całkowicie problemu eksploatacji cienkiego złoża. Jeśli grubość pokładu rudy miedzi jest niższa, to wybieranie go pełną furtą nie pozwala na minimalizację zubożenia. W takich przypadkach stosowana jest eksploatacja selektywna lub rozdzielcza. Ostatnio są wprowadzane nowe definicje dla stosowanych sposobów wybierania. Selektywne wybieranie złoża (swz) rozumiane będzie jako wyłączne urabianie warstwy rudy, przy pomocy zabierek, ubierek lub komór o wysokościach równych miąższości złoża. Obecnie nie ma takiego sposobu wybierania, lub jest równoważny wybieraniu całą furtą (wzc). Rozdzielcze wybieranie złoża (rwz) rozumiane będzie jako prowadzenie robót górniczych wyrobiskami o wysokościach przekraczających jego miąższość. Polega to na urabianiu jednego zabioru w dwu etapach. W jednym urabia się i wybiera z przodka rudę, w drugim skałę płonną. Istnieje wiele odmian technologicznych tego rozwiązania. Na rys. 2.1 pokazano jeden ze sposobów prowadzenie rozdzielczego wybierania. Przy opisie rysunku zastosowano stare znaczenie słów urabianie selektywne. Jeżeli rozpatrujemy eksploatację w danym polu eksploatacyjnym, to najczęściej stosowane jest wybieranie złożą systemem mieszanym (wsm) - rozumiane jako równoczesne stosownie opisanych wyżej sposobów wybierania. Pierwsze próby rozdzielczej eksploatacji przeprowadzone były na oddziale G-24 w kopalni Sieroszowice ponad 15 lat temu. Przez lata doskonalono stosowane metryki strzałowe, opracowywano nowe warianty wybierania dostosowane do różnych warunków złożowych. Opracowana została Technologia selektywnego urabiania złoża, która stanowi załącznik do projektów technicznych oddziałów eksploatacyjnych. Pozwala ona na wybieranie cienkiego złoża takimi maszynami jakimi oddział aktualnie dysponuje. W chwili obecnej w większości oddziałów eksploatacyjnych w różnym stopniu zachodzi potrzeba prowadzenia selektywnej eksploatacji od kilku przodków do całego frontu. Opisane rozwiązania technologiczne charakteryzują znaczne koszty. Obniżają one niewątpliwie zubożenie, ale wymagają utrzymania bardzo silnego reżimu produkcyjnego. Konieczne jest pełne zaangażowanie służb geologicznych i dozoru oddziału górniczego. Bardzo wiele zależy też od świadomości samych pracowników zatrudnianych w przodkach, od ich umiejętności odróżnienia wartościowego urobku od skały płonnej. Skutkiem stosowania metod selektywnej eksploatacji jest urabianie znacznych ilości kamienia. Kamień ten oddzielany w procesie prowadzenia strzałowych robót urabiających jest następnie transportowany do miejsca zlokowania. Jeśli metody selektywnego wybierania stosowane są na oddziale eksploatacyjnym kamień jest lokowany w oddziałowych pustkach poeksploatacyjnych, czyli stosunkowo blisko. Jednak w przypadku, gdy takie metody urabiania stosowane są przy drążeniu przodków wyrobisk przygotowawczych, konieczny jest transport kamienia na bardzo znaczne odległości. Poszukuje się możliwych do zapełnienia pustek poeksploatacyjnych. Nie zawsze można je znaleźć w oddziale najbliżej położonym od miejsca gdzie kamień został urobiony. Jeśli oddział ma nadmiar własnego kamienia, na potrzeby przetransportowania kamienia należy przygotować i utrzymywać drogi i środki transportu. Wymaga to znacznych nakładów. W kilku przypadkach trzeba było wybudować specjalne przenośniki taśmowe z rejonów gdzie urabiano kamień do frontu eksploatacyjnego gdzie można było ten kamień ulokować. 301

4 H. MUZYKA, D. MRÓZ, M.SZANIAWSKI - Technologia wybierania cienkiego złoża... Rys Sposób eksploatacji selektywnej Fig Deposit selective excavation 302

5 WARSZTATY 2005 z cyklu: Procentowy Zagrożenia udział naturalne eksploatacji w górnictwie selektywnej w produkcji O/ZG Polkowice-Sieroszowice w latach (w rudzie) Udział procentowy Rok Eksploatacja pełną furtą Eksploatacja selektywna Rys Udział eksploatacji selektywnej w produkcji O/ZG Polkowice Sieroszowice Fig Fraction of selective excavation in the production of Polkowice-Sieroszowice Mine Po raz pierwszy takie rozwiązanie zastosowano jeszcze w latach osiemdziesiątych budując dwa przenośniki taśmowe tylko i wyłącznie służące do przesyłania kamienia pochodzącego z drążenia wyrobisk podszybia szybu SW-1 w zroby oddziału eksploatacyjnego G-24, który był drugim uruchomionym oddziałem w kopalni Sieroszowice. Transportowano wtedy kamień na odległość ok m. Przy dużej ilości oddziałów eksploatacyjnych, na ogół jest możliwe znalezienie miejsca pod lokowanie kamienia i wybrania takiej drogi, która nie powoduje konieczności ponoszenia nakładów na budowę całej nowej struktury odstawy. Zawsze jednak stosowanie technologii lokowania kamienia związane jest z dodatkowymi kosztami, które wynikają z następujących powodów: konieczności zapewnienia ładowarek odbierających kamień z miejsca urobienia i przewożących go na inne środki transportu lub do miejsca docelowego, konieczności przebudów istniejącej infrastruktury odstawy, tj. budowa dodatkowych wysypów, urządzeń zgarniających, zbiorników retencyjnych na kamień, miejsc magazynowania, itd., konieczności pokonania utrudnień organizacyjnych związanych z wykorzystaniem tych samych przenośników taśmowych i zbiorników retencyjnych do odstawy rudy i przemieszczania kamienia, konieczności magazynowania kamienia, konieczności przeznaczenia dodatkowych roboczodniówek na urabianie, transport i lokowanie kamienia. Ostatnio wdrażany jest sposób udostępnienia i eksploatacji złoża o małej miąższości w aspekcie racjonalnej gospodarki skałą płonną dla warunków O/ZG Polkowice Sieroszowice. Jest to technologia wykonywania pustek pod lokowanie kamienia w sąsiedztwie wyrobisk głównych, która w znaczny sposób przyczyni się do obniżenia kosztów transportu kamienia, poprzez skrócenie dróg jego odstawy, pozwoli również na zwiększenie ilości lokowanego na dole kamienia pochodzącego z drążenia wyrobisk korytarzowych. 303

6 H. MUZYKA, D. MRÓZ, M.SZANIAWSKI - Technologia wybierania cienkiego złoża... Rys Ilość kamienia ulokowana na dole kopalni Fig Amount of waste rock located in the underground of the mine Skalę problemu, jakim jest w O/ZG Polkowice Sieroszowice oddzielanie kamienia w procesie produkcji rudy, przedstawiono na rysunku nr 2.3. Dodać trzeba, że lokowane w latach ponad 5 milionów ton kamienia na dole to wielkość stanowiąca co najmniej 50% ilości rudy wydobywanej na powierzchnię. 3. Technologia wybierana cienkiego złoża a ochrona powierzchni Przedstawione wcześniej sposoby wybierania cienkiego złoża polegające na zastosowaniu tzw. niskich maszyn i eksploatacji rozdzielczej prowadzą do obniżenia furty eksploatacyjnej oraz do lokowania znacznych ilości kamienia w zrobach. Oba wymienione czynniki mają duże znaczenie ze względu na ochronę powierzchni. Chodzi tutaj o takie przejawy szkodliwego oddziaływania kopalni na powierzchnię jak: deformacje powierzchni, wstrząsy sejsmiczne, składowanie odpadów powstających w procesie produkcji koncentratu rudy miedzi. Według opinii ludzi zamieszkujących teren objęty wpływami eksploatacji złóż miedzi, wstrząsy sejsmiczne są największą uciążliwością związaną z działalnością kopalń. Przyczyniają się one do niszczenia konstrukcji budowlanych na powierzchni terenu górniczego i wywołują niepokój mieszkańców. Odpady z produkcji koncentratu rudy miedzi tzw. odpady poflotacyjne, powodują stały rozrost zbiornika, w którym są gromadzone. Przyczyniają się do zanieczyszczenia wód podziemnych oraz wzrostu zapylenia nad okolicznymi terenami. Deformacje powierzchni są przyczyną uszkodzeń konstrukcji budowlanych. Wywołują powstawanie podtopień oraz zalewisk na powierzchni terenu górniczego, co w konsekwencji może prowadzić do szkód w uprawach rolnych i nasadzeniach leśnych. Stosowana w kopalni Polkowice Sieroszowice technologia wybierania cienkiego złoża w znacznym stopniu przyczynia się do ograniczenia ww. aspektów szkodliwego wpływu eksploatacji na powierzchnię. 304

7 WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie 3.1. Technologia wybierania cienkiego złoża a aktywność sejsmiczna górotworu Jak wynika z opracowania (Dziedzic 2005), w którym zestawiono i analizowano aktywność sejsmiczną górotworu LGOM na przestrzeni wielu lat. Począwszy od 1996 r. wystąpiła wyraźna tendencja narastania poziomu energetycznego aktywności sejsmicznej, przy mniej dynamicznych zmianach ilości wstrząsów i ilości wyemitowanej energii na jednostkę wydobycia. W latach nastąpił skokowy przyrost wyemitowanej energii. W kolejnych latach intensywność tego narastania uległa zahamowaniu i można powiedzieć, że utrzymuje się na poziomie z 2000r. Jedynie w 2003 r. zanotowano około 50 procentowy spadek poziomu energii wyemitowanej przez górotwór. Zróżnicowanie warunków wpływających na aktywność sejsmiczną górotworu powoduje, że jej poziom jest różny w poszczególnych kopalniach. Na podstawie opracowania Danuty Dziedzic (2005) zestawiono w tabeli 3.1 sumaryczną liczbę wstrząsów, sumę wyemitowanej energii w ciągu roku i wydatek energetyczny (wyemitowana energia przypadająca na tonę wydobytej rudy) w minionych latach. W zestawieniu nie uwzględniano wstrząsów o energii niższej niż 10 3 J. Wyróżniono w tabeli okres od 1996 roku, tj. od momentu połączenia kopalń Polkowice i Sieroszowice w jeden zakład O/ZG Polkowice Sieroszowice. Tabela 3.1. Zestawienie aktywności sejsmicznej w kopalniach LGOM Table 3.1. Statement of seismic activity in the mines of Legnica-Głogów Copper District O/ZG Polkowice- O/ZG Lubin O/ZG Rudna LGOM ogółem Sieroszowice ROK Liczba wstrząsów ogółem Suma energii [x106j] Wydatek energii [j/t] Liczba wstrząsów ogółem Suma energii [x106j] Wydatek energii [j/t] Liczba wstrząsów ogółem Suma energii [x106j] Wydatek energii [j/t] Liczba wstrząsów ogółem Suma energii [x106j] Wydatek energii [j/t] , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,2 Śr , , , ,1 Jak przedstawiano wcześniej w latach tych nastąpiło bardzo znaczne obniżenie wysokości furty eksploatacyjnej i bardzo dynamicznie wzrosła ilość urabianego i lokowanego na dole kamienia. 305

8 H. MUZYKA, D. MRÓZ, M.SZANIAWSKI - Technologia wybierania cienkiego złoża... Z danych zestawionych w tabeli wynika, że w latach w kopalni Polkowice Sieroszowice nastąpił znaczny spadek wszystkich wskaźników aktywności sejsmicznej górotworu. Spadek ten zaznaczył się tym bardziej, że równocześnie dla całego obszaru LGOM obserwowano bardzo wyraźną tendencję narastania poziomu energetycznego aktywności sejsmicznej. Wzrost wyemitowanej energii w 2001 roku w O/ZG Polkowice Sieroszowice spowodowany został przede wszystkim wystąpieniem w dniu 21 września wstrząsu o energii 1,7x10 9 J. Wstrząs ten zanotowano przy prowadzeniu eksploatacji w warunkach skrępowanych, przy wybieraniu resztki złoża pozostawionej w otoczeniu bardzo dużych wyeksploatowanych powierzchni. Odzyskiwanie resztek złoża uwięzionego w filarze łączącym rejon szybów Polkowic Zachodnich z szybami Rudnej Zachodniej odbywał się dwuetapowym systemem komorowo-filarowym, a stosowana technologia eksploatacji nie przewidywała lokowania kamienia. W ostatnich czterech latach zanotowano skokowy przyrost ilości wstrząsów. O ile w roku 2001 wzrost ten był najniższy w kopalni Polkowice Sieroszowice i tu zanotowano mniejszą liczbę wstrząsów niż w sąsiednich kopalniach, to w kolejnych latach w kopalni Polkowice Sieroszowice ilość wstrząsów była bardzo wysoka. Suma wyemitowanej energii i wydatek energetyczny generalnie spadały. Z tym, że w roku 2003 wystąpił znaczny ich wzrost. Rok ten jest o tyle nietypowy, że w kopalni Rudna zanotowano wtedy znaczny spadek energii sejsmicznej. Do wyciagnięcia wniosków, które udowadniałyby jednoznacznie pozytywny wpływ lokowania kamienia na obniżenie poziomu zagrożenia sejsmicznego, okres prowadzonej analizy można uznać za niewystarczający. Ciekawsze rezultaty osiągniemy dopiero uśredniając notowane parametry charakteryzujące aktywność sejsmiczną. W ostatnim wierszu tabeli 3.1 zestawiono średnią arytmetyczną poszczególnych parametrów za ostatnie 9 lat, czyli od połączenia kopalń Polkowice i Sieroszowice. Okazuje się, że średniorocznym poziomem ilości wstrząsów energetycznych dorównujemy niemalże Rudnej, natomiast suma wyemitowanej w ciągu roku energii i wydatek energetyczny są zdecydowanie najniższe wśród kopalń LGOM. Dowodzi to, że w O/ZG Polkowice Sieroszowice występuje bardzo dużo wstrząsów o niewielkiej energii. Jeśli powiążemy spadek ilości wyemitowanej energii sejsmicznej w kopalni ze znacznym spadkiem wysokości furty eksploatacyjnej i przede wszystkim bardzo duża ilością urabianego i lokowanego na dole kamienia, wniosek o pozytywnym wpływie pozostawiania kamienia w pustkach poeksploatacyjnych jest oczywisty. Spadek aktywności sejsmicznej w O/ZG Polkowice Sieroszowice byłby jeszcze bardziej wyraźny, jeśli zestawilibyśmy wskaźniki będące ilorazem sumy wyemitowanej energii do wyeksploatowanej w ciągu roku powierzchni złoża Ekologiczny aspekt lokowania kamienia w zrobach Możliwe są trzy warianty prowadzenia gospodarki skałą płonną. Pierwszy, najmniej ekologiczny wariant, to taki, w którym nie dokonuje się rozdziału urobku i kamienia w procesie wydobycia, godząc się na znaczne zubożenie rudy. Wówczas, przy tej samej co obecnie wydajności zaangażowanych do produkcji sił i środków, kopalnia mogłaby urobić około 15 milionów ton urobku. Tą masą obciążano by cały ciąg technologiczny, począwszy od przenośników oddziałowych, ciągów transportowych do szybów, urządzeń wyciągowych. Obciążano by zakład przeróbczy, rozwadniano by w szlamach miedź odprowadzając większe 306

9 WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie ilości pierwiastka użytecznego na staw osadowy. Rocznie na staw osadowy trafiałoby też o 5 milionów ton szlamów więcej, przy założeniu, że ciąg technologiczny zdołałby przyjąć takie ilości. Jest to mało prawdopodobne, gdyż urządzenia wyciągowe pracują na granicach swoich możliwości a zakłady przeróbcze są również w pełni obciążone. Drugi wariant gospodarowania skałą płonną mógłby polegać na tym, że oddziela się kamień od rudy i po wywiezieniu na powierzchnię składuje się go na hałdzie. Wówczas jednak na powierzchni powstawałyby uciążliwe dla środowiska składowiska, które należałoby rekultywować. Ponadto transport rozdzielonego kamienia i urobku po tych samych drogach odstawy, tymi samymi ciągami taśmowymi, kolejowymi i szybami byłby wielce uciążliwy i wymagałby znacznego wysiłku organizacyjnego dla jego sprawnego przeprowadzenia. W O/ZG Polkowice Sieroszowice wybrano trzecią możliwość pozostawianie kamienia na dole. Sposób ten pozwala odciążyć ciąg technologiczny poprzez zmniejszenie ilości urobku transportowanego na oddziałowych i głównych drogach odstawy. Mniejsze ilości, ale za to bogatszego urobku trafiają do urządzeń wyciągowych i na przeróbkę. Mniej szlamów wylewa się do stawu osadowego. W związku z tym produkcja miedzi jest mniej uciążliwa dla środowiska Wpływ lokowania kamienia na wielkość deformacji powierzchni Pozostawianie kamienia w zrobach oddziałów eksploatacyjnych na obszarze górniczym Sieroszowice I ma swoją wieloletnią historię. Po raz pierwszy eksploatację z planowym pozostawianiem kamienia w pustkach poeksploatacyjnych zastosowano w oddziale G-24. Oddział ten prowadził eksploatację w latach przy zastosowaniu systemów zabierkowych oznaczonych w katalogu systemów eksploatacji symbolami S-2 i S2/1. W systemie S-2 przez pierwsze 3 lata stosowano odpalanie ładunków materiału wybuchowego w 12 metrowych otworach stropowych dla wywołania zawału. Od roku 1987 rozpoczęto eksploatację systemem S-2/1 bez wymuszania zawału. Były to pierwsze próby prowadzenia eksploatacji z ugięciem warstw stropowych w LGOM. Przez cały okres prowadzenia eksploatacji lokowano kamień w pustkach po wybranym złożu. W latach kiedy stosowano eksploatację z zawałem, po wybraniu złoża wprowadzano wiertnicę zawałową i zgodnie z metryką strzelania zawałowego odwiercano serię długich otworów stropowych. W następnym cyklu wyeksploatowaną zabierkę zapełniano kamieniem. Furta eksploatacyjna w tym piętrze wynosiła 3,5 do 4 m. Do podpychania kamienia używano spycharki TD. Lokalnie uzyskiwano wypełnienie % przestrzeni. Pozostawiano jedynie nieco miejsca pod stropem by brygada wykonująca strzelanie dla wywołania zawału miała w miarę swobodne dojście do otworów. W następnych latach, kiedy zaprzestano wywoływania zawału można było jeszcze zwiększyć wysokość pryzm usypywanego kamienia. Do połowy roku 1987 do oddziału dostarczano znaczne ilości kamienia z drążenia podszybia szybu SW-1, a po zakończeniu robót kamiennych na podszybiu, z innych rejonów kopalni. Do punktów wysypowych zlokalizowanych w pobliżu oddziału kamień dostarczano przenośnikami taśmowymi służącymi do transportu rudy i przenośnikami zbudowanymi specjalnie dla transportu kamienia. Dowożono również transportem kolejowym niewielkie ilości kamienia pochodzącego z robót przygotowawczych. Z upływem lat, wraz ze spadkiem miąższości eksploatowanego złoża wzrastał też udział kamienia własnego pochodzącego z wdrażanych metod urabiania selektywnego. 307

10 H. MUZYKA, D. MRÓZ, M.SZANIAWSKI - Technologia wybierania cienkiego złoża... Oddział G-24 prowadził eksploatację złoża w latach ze średnią wysokością furty eksploatacyjnej 3,36 m. W tym czasie wybrano złoże z pola o powierzchni 61,5 ha i jednocześnie w powstałych pustkach poeksploatacyjnych ulokowano ok. 1 mln 200 tys. ton kamienia. Taka ilość kamienia daje średnią wysokość podsadzenia w wybranym polu około 1,15 m. Bardzo znaczny przyrost ilości lokowanego kamienia notujemy w ostatnich latach. W obszarze górniczym Sieroszowice I uruchomiono w tym czasie wybieranie w nowych, oddalonych od siebie rejonach. To przede wszystkim w zrobach oddziałów z tych rejonów lokowany jest kamień. Wpływ eksploatacji z lokowaniem kamienia w zrobach na powierzchnię nie został jeszcze wystarczająco udokumentowany. Niecki nad tymi polami nie są w pełni ukształtowane ze względu na niewielkie powierzchnie wyeksploatowane. Nad oddziałami, w których zlokowano największe ilości kamienia w kilku przypadkach nie ma założonych linii pomiarowych. W niektórych przypadkach nad polami eksploatacyjnymi rosną lasy co znacznie utrudnia założenie linii pomiarowych. Rozważana jest możliwość uzupełnienia linii obserwacyjnych o sieć punktów rozproszonych, na których pomiary realizowane byłyby przy pomocy sprzętu i techniki GPS. Pozwoliłoby to na łatwiejsze dowiązanie prowadzonych pomiarów, wyznaczanie współrzędnych punktów, a także bezwzględnych wartości ich przemieszczeń poziomych. W obszarze górniczym Sieroszowice I złoże wybierane jest na ogół pod terenami niezabudowanymi. Na terenie górniczym Sieroszowice I występuje jedynie kilka niewielkich skupisk zabudowy. W najbliższych latach eksploatacja będzie prowadzona pod miejscowościami: Sucha Górna, Kaźmierzów, Gaiki, Sieroszowice, Jerzmanowa. Lokowanie kamienia w pustkach poeksploatacyjnych będzie prowadzone nadal. Pozwoli to zminimalizować wpływy prowadzonej eksploatacji na powierzchnię terenu oraz przyczyni się do ochrony zabudowań ww. miejscowości. Prognozę deformacji powierzchni w granicach obszarów górniczych, w których eksploatację prowadzi kopalnia Polkowice Sieroszowice opracowuje się według teorii wpływów Knothego Budryka z niezbędnymi modyfikacjami wynikającymi ze specyfiki eksploatacji złoża rudy miedzi. Jednym z podstawowych parametrów tej teorii jest tzw. współczynnik eksploatacyjny a (współczynnik osiadania) decydujący bezpośrednio o maksymalnych obniżeniach, ale również pośrednio o wielkościach innych wskaźników deformacji. Przewiduje się, że powinien on być wyraźnie mniejszy dla obszaru wybranego z lokowaniem kamienia. Korzystny wpływ lokowania kamienia na zmniejszenie deformacji powierzchni terenu, na etapie prognozowania wpływów eksploatacyjnych, uwzględnia się przyjmując do obliczeń odpowiednią wielkość współczynnika eksploatacyjnego. W wyniku interpretacji wyników kilkuletnich obserwacji prowadzonych na założonych nad polami eksploatacyjnymi liniach pomiarowych obecnie przyjmuje się: a = 0,5 dla eksploatacji z ugięciem stropu a = 0,35 dla eksploatacji z lokowaniem kamienia w zrobach. (Popiołek i in. 1996) Ograniczanie wpływu eksploatacji podziemnej na deformacje powierzchni jest więc realizowane w kopalni Polkowice Sieroszowice zarówno poprzez obniżanie furty eksploatacyjnej jak i zapełnianie wyeksploatowanej pustki odpadową skała płonną pochodzącą z rozdzielczej eksploatacji złoża. Od roku 1996 obniżono średnią furtę eksploatacyjną o około 0,6m. Równocześnie w pustkach poeksploatacyjnych lokowane są znaczne ilości kamienia. 308

11 WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie 4. Podsumowanie Poszukując bardziej efektywnych metod wydobywania rudy miedzi w oddziałach eksploatacyjnych, gdzie okruszcowanie bilansowe obejmuje tylko część wysokości furty eksploatacyjnej wypracowano wiele nowych rozwiązań technologicznych. Dotychczas w O/ZG Polkowice Sieroszowice wprowadzono eksploatację furtami niskimi (1,5 m<h<2,3 m) w oddziałach: G-12, G-32, G-33, G-41, G-42, G-51, G-53, G-61, G-62. Kopalnia wyposażana jest w sprzęt najnowszej generacji. Wszystkie zakupywane maszyny mają wysokość do 1,85 m. Kontynuując proces obniżania wysokości maszyn górniczych w roku 2003 rozpoczęto w kopalni Polkowice Sieroszowice wprowadzanie kolejnej partii maszyn. Ich wysokość wynosi 1,3 do 1,4 m. Przeznaczone są do eksploatacji złoża furtą 1,6 m. Wyposażono w nie już 3 oddziały eksploatacyjne. W ostatnich dwóch latach nastąpił spadek udziału eksploatacji selektywnej i ilości odbieranego kamienia. Wiąże się to z wprowadzaniem do eksploatacji niskich maszyn. Przewiduje się, że tendencja ta będzie się utrzymywać. Obniżanie furty eksploatacyjnej uzyskiwane będzie głównie przez wymianę parku maszynowego. Realizując program utrzymywania na tym samym poziomie, a nawet zmniejszania zubożenia eksploatacyjnego rudy miedzi w sytuacji wyczerpywania się zasobów złoża o miąższościach średnich i dużych w O/ZG Polkowice Sieroszowice oddziela się w procesie urabiania rudy ogromne ilości kamienia. Kamień ten lokowany jest w zrobach. Pozostawianie kamienia na dole jest działaniem proekologicznym, gdyż eliminuje składowanie go na powierzchni i zmniejsza ilość odpadów przeróbczych. Wykazano, że dzięki lokowaniu skały płonnej w zrobach zmniejsza się dynamiczne oddziaływanie prowadzonej eksploatacji na powierzchnię (mniejsza liczba wysokoenergetycznych wstrząsów sejsmicznych). Pozostawianie kamienia w zrobach oddziałów eksploatacyjnych na obszarze górniczym Sieroszowice I ma swoją wieloletnią historię. Jednak nie zgromadzono jeszcze dostatecznie dużo danych dla przeprowadzenia dogłębnej analizy wpływu eksploatacji z pozostawianiem kamienia w zrobach na deformacje powierzchni terenu. Nad polami eksploatacyjnymi, w zrobach których prowadzone jest lokowanie kamienia nie ma udokumentowanych w pełni wykształconych niecek odkształceniowych, z powodu niewielkiej powierzchni wyeksploatowanego złoża i krótkiego czasu obserwacji, bądź braku linii pomiarowej na powierzchni terenu. Opisane technologie obniżania furty eksploatacyjnej, zarówno poprzez wprowadzanie coraz niższych maszyn jak i wybieranie selektywne złoża i lokowanie kamienia w zrobach są rozwiązaniami bardzo kosztownymi. Ponoszone wydatki przyczyniają się jednak z jednej strony do obniżenia negatywnego wpływu prowadzonej działalności wydobywczej na środowisko, z drugiej do poprawy efektywności ekonomicznej całego procesu wydobywczego. Literatura [1] Dziedzic D. 2005: Informacja na temat zagrożenia rok 2004 CUPRUM Materiały na posiedzenie Komisji d/s Tąpań, Obudowy i Kierowania Stropem w Zakładach Górniczych Wydobywających Rudy Miedzi przy Wyższym Urzędzie Górniczym. [2] Popiołek i in. 1996: Weryfikacja parametrów teorii Knothego-Budryka i Kochmańskiego w kopalniach rud miedzi LGOM w oparciu o wyniki obserwacji geodezyjnych. Etap II i III. Opracowanie Zakładu Ochrony Terenów Górniczych AGH pod kier. E. Popiołka,

12 H. MUZYKA, D. MRÓZ, M.SZANIAWSKI - Technologia wybierania cienkiego złoża... Technology of thin copper ore deposit excavation in Polkowice- Sieroszowice Mine with waste rock locating in the after-excavation caverns in the aspect of surface protection against mining damage In the article the ways of copper ore deposit with thickness below 2 meters excavations methods used in Polkowice-Sieroszowice Mine are shown. In the method of thin deposit, selective excavation substantial amounts of waste rock are mined. Influence of waste rock placement for seismic activity and for limitation of the surface deformation over the excavation areas. Przekazano: 30 marca 2005 r 310