Koncepcja docelowego modelu kopalni Lubin z budową nowego szybu

Transkrypt

1 193 CUPRUM Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud nr 4 (77) 2015, s Koncepcja docelowego modelu kopalni Lubin z budową nowego szybu Jerzy Grzesiński 1), Sławomir Hanzel 2), Marek Marzec 1), Zbigniew Sadecki 2) 1) Zakłady Górnicze Lubin, Lubin Jerzy.Grzesinski@kghm.com; Marek.Marzec@kghm.com 2) KGHM CUPRUM sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław shanzel@cuprum.worc.pl; zsadecki@cuprum.wroc.pl Streszczenie Istniejąca infrastruktura kopalni Lubin umożliwia prowadzenie działalności górniczej do około roku. Wydłużenie okresu eksploatacji możliwe jest poprzez zagospodarowanie złoża we wschodniej części obszaru górniczego Lubin-Małomice. Z uwagi na ograniczenia wentylacyjne taki program wymaga wybudowania nowego szybu i zmiany modelu sieci wentylacyjnej kopalni. W artykule przedstawiono koncepcję docelowego modelu kopalni z budową nowego szybu L-M (L-VIII). Słowa kluczowe: zmiana funkcji szybu, budowa szybu, model kopalni The concept of a target model of Lubin mine with the construction of a new shaft Abstract Existing infrastructure of the Lubin mine enables mining to about year. Extending the period of mining is possible by development of deposit in the east part of the Lubin- Malomice mining area. Due to ventilation limitations such a program requires the construction of a new shaft and changing of a model of the mine ventilation network. In the article the new model of mine with L-VIII shaft is proposed. Key words: the change of shaft function, construction of a shaft, model of mine Wstęp Najstarsze rejony eksploatacyjne kopalni Lubin, udostępnione w pierwszej połowie lat 70. XX wieku, zostały już prawie całkowicie wyeksploatowane. W niedługim czasie większość oddziałów prowadzić będzie eksploatację w rejonach znacznie oddalonych od istniejących szybów, co negatywnie wpłynie na możliwość przewietrzania pól wybierkowych oraz efektywny czas pracy załogi, a w konsekwencji doprowadzi do wcześniejszego zakończenia eksploatacji. W celu przedłużenia żywotności kopalni poprzez efektywne zagospodarowanie zasobów w całym obszarze górniczym należy rozważyć możliwość wybudowania, we wschodniej części obszaru, nowego szybu o funkcji materiałowo-zjazdowej, który zasili w świeże powietrze najbardziej odległe pola eksploatacyjne oraz spowoduje skrócenie długości dróg dojazdowych.

2 Aktualny model zagospodarowania złoża Lubin-Małomice oraz planowane kierunki jego eksploatacji Złoże rud miedzi Lubin-Małomice jest udostępnione z powierzchni siedmioma szybami, zlokalizowanymi na czterech placach szybowych. Obszar kopalni podzielono na cztery rejony szybowe: rejony szybowy główny (LG), z szybami L-I i L-II, rejon szybowy wschodni (LW), z szybami L-III i L-VII, rejon szybowy zachodni (LZ), z szybami L-IV i L-V, rejon szybu północnego, z szybem L-VI. Pod względem wentylacyjnym cztery szyby pełnią funkcję wdechową (L-I, L-II, L-VI i L-VII), a trzy funkcję wydechową (L-III, L-IV i L-V). Do przewietrzania kopalni Lubin wykorzystywany jest również szyb wentylacyjny R-VIII kopalni Rudna. Ponadto, szyby: L-I, L-III, L-IV i L-V pełnią funkcję zjazdowo-materiałową, szyb L-II wydobywczą, a szyb L-III podsadzkową. W 2015 r. rozpoczęto inwestycję, której celem jest zmiana funkcji szybu L-VI na zjazdowo-materiałową. W jej wyniku szyby L-IV i L-V przestaną pełnić ww. funkcję, a szyb L-IV będzie mógł zostać poddany likwidacji. Zmiana ta, poprzez skrócenie długości dróg transportowych, wpłynie na znaczne wydłużeniem efektywnego czasu pracy załogi dojeżdżającej do pól eksploatacyjnych w północnych rejonach kopalni [2, 3]. Eksploatacja złoża Lubin-Małomice obecnie prowadzona jest w części północnej obszaru górniczego (przy granicy z OG Rudna i w sąsiedztwie szybu L-VI), w części południowej (wychodnie) oraz na południowy-wschód od szybów rejonu Lubin Wschodni. W kolejnych latach potencjał wydobywczy kopalni przemieszczał się będzie generalnie w kierunku południowo-wschodnim, stopniowo odsuwając się od istniejących szybów. Aktualnie w obszarze górniczym Lubin-Małomice prowadzone są prace wiertnicze z powierzchni, dzięki którym możliwe będzie potwierdzenie zasięgu zalegania złoża we wschodniej części OG. Pozytywne informacje o złożu, jego budowie i jakości są głównym czynnikiem, wpływającym na długoterminowe programy robót górniczych i docelowy model kopalni. 2. Nowy model udostępnienia złoża Lubin-Małomice Wybudowanie nowego szybu L-M (L-VIII) w istotny sposób zmieni dotychczasowy model kopalni. Obecnie rozpatrywanych jest kilka możliwych wariantów, a ostateczna decyzja wymaga przeprowadzenia szczegółowej analizy wentylacyjnej. W artykule opisano jeden z możliwych wariantów, który zakłada po wybudowaniu szybu L-M (L-VIII) całkowitą likwidację rejonu Lubin Zachodni i likwidację szybu R-VIII. Nowy model kopalni tworzyć będą nadal cztery rejony szybowe: główny LG z szybami L-I i L-II z funkcjami, jak w modelu aktualnym, rejon szybu północnego L-VI, wschodni LW z szybami L-III i L-VII, rejon szybu L-VIII. Szyb L-VI będzie pełnił funkcję zjazdowo-materiałową oraz dodatkowo funkcję opuszczania maszyn dołowych. Obecnie funkcję tę dla wszystkich kopalń KGHM Polska Miedź S.A. pełni szyb P-VII kopalni Polkowice-Sieroszowice. Szybem L-VI

3 195 świeże powietrze doprowadzane będzie do oddziałów eksploatacyjnych w północnych częściach obszaru górniczego. Po wybudowaniu w latach 2024/2025 nowego szybu L-M (L-VIII) oraz zakończeniu eksploatacji w filarze miasta Lubin szyby rejonu LW (L-III i L-VII) będą pełniły jedynie funkcję wentylacyjną (szyby wydechowe) szyb L-III przestanie pełnić funkcję materiałowo-zjazdową, a szyb L-VII podsadzkową. W przyjętym modelu wentylacyjnym szyby L-III i L-VII będą jedynymi szybami wentylacyjnymi kopalni. Nowy szyb L-VIII podobnie jak szyby L-I i L-VI będzie pełnił funkcję zjazdowo-materiałową. Szyb ten (wdechowy pod względem wentylacyjnym) umożliwi przewietrzanie oddziałów eksploatacyjnych we wschodniej części obszaru górniczego. Realizacja opisywanego wariantu docelowego modelu kopalni, po zlikwidowaniu obu szybów w rejonie Lubin Zachodni i szybu R-VIII, pozwoli na wybranie zasobów w ich filarach ochronnych, jak również zasobów w strefie ochronnej wyrobisk poziomu 740, które obecnie zakwalifikowane są do nieprzemysłowych i nieprzewidywane do wybrania do końca żywotności kopalni. Na rys. 1 pokazano prawdopodobny zasięg zalegania złoża o zasobności powyżej 50 kg/m2. Eksploatacja znacznej części tego złoża, przy obecnym modelu kopalni, może okazać się niemożliwa, ze względu na ograniczenia wentylacyjne i kosztowe związane ze skróceniem efektywnego czasu pracy na oddziałach eksploatacyjnych (zbyt długie drogi transportu). Prognozuje się, że wybudowanie nowego szybu L-M (L-VIII) pozwoli na efektywne zagospodarowanie planowanych do wybrania zasobów, przedłużając działalności górniczej O/ZG Lubin o około 15 lat [5]. Rys. 1. Proponowany docelowy model kopalni Lubin

4 Wstępna koncepcja budowy szybu L-VIII Podstawą do opracowania wstępnej koncepcji obudowy szybu L-VIII, dla rekomendowanej lokalizacji, była analiza uwarunkowań geologiczno-górniczych rejonu, a w szczególności analiza profili otworów hydrobadawczych S-50 i S-270, zlokalizowanych w sąsiedztwie proponowanej lokalizacji. Analiza ta pozwoliła na przyjęcie wstępnych założeń odnośnie do głębokości mrożenia górotworu. Przyjęto [4], że: do głębokości 6 m będzie wykonana głowica szybu, w przedziale głębokości m szyb będzie wykonywany w obudowie tubingowej (do około 15 m poniżej planowanej głębokości mrożenia górotworu), poniżej obudowy tubingowej (na długości 243 m) szyb będzie wykonany w obudowie betonowej). Rys. 2. Koncepcja budowy szybu L-VIII

5 Określenie niezbędnych nakładów oraz zmiany kosztów w wyniku zmiany modelu Realizacja docelowego modelu kopalni wg opisywanego wariantu wymaga poniesienia nakładów, w szczególności (poza nakładami na zmianę funkcji szybu L-VI, które przedstawiono w [6]) na: zakup działek o powierzchni 10,2 ha pod zabudowę placu szybowego kompleksu zjazdowo-materiałowego L-VIII, budowę kompleksu szybu L-VIII o funkcji zjazdowo-materiałowej, wykonanie wyrobisk podszybia szybu L-VIII, wykonanie wlotów lunet wentylacyjnych w szybie L-VII oraz budowę wyrobisk podszybia ww. szybu, w zakresie umożliwiającym pełnienie przez ten szyb funkcji wentylacyjnej dla wymaganych parametrów, budowę stacji wentylatorów przy szybie L-VII, wymianę wentylatorów przy szybie L-III, na wentylatory o charakterystyce zbieżnej z nową stacją wentylatorów przy szybie L-VII. Zmiana modelu kopalni ma wpływ na zakres występujących kosztów. Nowo powstałe obiekty będą generowały nowe koszty, natomiast koszty związane z obiektami, które zostaną zlikwidowane, przestaną występować. Nowo powstałe koszty (poza kosztami związanymi ze zmianą funkcji szybu L-VI [6]) będą wynikały głównie z: utrzymania kompleksu szybu zjazdowo-materiałowego L-VIII, obsługi i pracy nowej stacji wentylatorowej przy szybie L-VII, zwiększonego zużycia energii przez nową stację wentylatorów przy szybie L-III. Koszty, które przestaną występować w wyniku zmiany modelu kopalni Lubin (poza kosztami związanymi ze zmianą funkcji szybu L-VI [6]), związane będą w szczególności z likwidacją: kompleksu szybowego L-V, transportu szynowego w rejonach kopalni LG i LW, transportu ludzi i materiałów szybem L-III, szybu wentylacyjnego R-VIII, ogrzewania powietrza wlotowego do szybu L-VII (zmiana funkcji). Podsumowanie 1. Nowy model kopalni Lubin, uwzględniający zmianę funkcji szybu L-VI na zjazdowo-materiałową, oraz wybudowanie nowego szybu L-VIII, o takiej samej funkcji, pozwoli na wyłączenie z ruchu (likwidację) rejonu szybowego LZ oraz szybu wentylacyjnego R-VIII kopalni Rudna. Zgodnie z zaproponowanym modelem szyb L-III (LW) traci funkcję materiałowo-zjazdową, a szyb L-VII (LW) staje się szybem wentylacyjnym. 2. Przedstawiony w referacie model udostępnienia złoża Lubin-Małomice pozwoli na wydłużenie eksploatacji górniczej O/ZG Lubin o około 15 lat, dzięki możliwości efektywnego wybrania zasobów w północno-wschodniej i wschodniej części obszaru górniczego. 3. Wyłączenie z eksploatacji szybów LZ i R-VIII umożliwi wybranie znajdujących się w ich filarach ochronnych zasobów. W aktualnym modelu kopalni zasoby te

6 198 są zaliczone do nieprzemysłowych, z uwagi na funkcjonowanie ww. szybów do końca ruchu zakładu. 4. Podstawowym ryzykiem, związanym z budową nowego szybu, jest baza zasobowa (występowanie, zaleganie i jakość złoża). Ostateczną decyzję o budowie szybu należy podjąć po dokonaniu analizy rdzeni z powierzchniowych prac wiertniczych, zaplanowanych do realizacji na 2015 r., oraz przeprowadzeniu analizy wentylacyjnej i ostatecznej analizy ekonomicznej opłacalności inwestycji. Bibliografia [1] Sadecki Z. i inni, 2013, Analiza docelowego modelu transportu ludzi i materiałów w kopalni Lubin w wariancie z budową nowego szybu w obszarze górniczym Małomice I, Praca niepublikowana KGHM CUPRUM sp. z o.o. CBR, Wrocław. [2] Sadecki Z. i inni, 2011, Opracowanie docelowego modelu kopalni Lubin po zakończeniu eksploatacji w rejonie szybów zachodnich, Praca niepublikowana KGHM CUPRUM sp. z o.o. CBR, Wrocław. [3] Sadecki Z. i inni, 2013, Opracowanie docelowego modelu kopalni Lubin po zakończeniu eksploatacji w rejonie szybów zachodnich. Suplement aktualizacja analizy ekonomicznej. Praca niepublikowana KGHM CUPRUM sp. z o.o. CBR, Wrocław. [4] Sadecki Z. i inni, 2012, Studium lokalizacji nowego szybu na wschodzie kopalni Lubin wraz z szacunkiem kosztów. Praca niepublikowana KGHM CUPRUM sp. z o.o. CBR, Wrocław. [5] Sadecki Z. i inni, 2014, Program robót górniczych o/zg Lubin do sczerpania złoża, przy uwzględnieniu funkcjonowania projektowanego szybu L-M, Praca niepublikowana KGHM CUPRUM sp. z o.o. CBR, Wrocław. [6] Hanzel S. i inni, 2013, Ocena zasadności zmiany funkcji szybu L-VI kopalni Lubin, Artykuł w Czasopiśmie Naukowo-Technicznym Górnictwa Rud CUPRUM, nr 4(69), 2013, s