Strategiczne inicjatywy technologiczne firmy KGHM Polska Miedź S.A. Henryk Karaś, Doradca Zarządu ds. Współpracy Europejskiej, KGHM, Przewodniczący Europejskiej Platformy Technologicznej ds. Zasobów Surowcowych, ETP SMR (2006-2012). Sesja: Polskie Inicjatywy Technologiczne Konwencja Badań i Innowacji 2012, Warszawa, 30 listopada 2012
Plan prezentacji. 1. Nowe programy innowacyjne UE a bezpieczeństwo surowcowe. 2. Wyzwania technologiczne stojące przed KGHM. 3. Udział KGHM w obszarze badań i innowacji na rzecz rozwoju technologii górniczych w latach 2008 2012 oraz w latach przyszłych; 4. Wnioski.
Polityka Surowcowa UE od 2008 r. Rozwijająca się gospodarka europejska potrzebuje coraz więcej surowców mineralnych. UE w listopadzie 2008 r. ogłasza program Polityki Surowcowej (RMI) Przemysł wydobywczy w Europie, jak i na świecie jest świadom tego, że musi stawić czoła nowym wyzwaniom technologicznym i społecznym. Strategia Horyzont 2020 (2014-2020) oraz program Europejskie Partnerstwo Innowacyjne w Surowcach Mineralnych (EIP on RM) dają nadzieję na dalsze wsparcie ze strony UE dla przemysłu wydobywczego. 3 Wiele krajów UE przystąpiło już od 2009 r. do opracowania narodowej strategii bezpieczeństwa surowcowego.
Kraje członkowskie UE, które posiadają opracowaną strategię surowcową lub przystąpiły do jej opracowania Bułgaria (2011) Czechy (2011) Finlandia (2010) Francja (2010/11) Grecja (2011) Holandia (2009) Niemcy (2010) Polska (2011) Portugalia (2011) Szwecja (2012) Węgry (2011) Zjedn. Królestwo źródło: http://www.euromines.org/who_is_euro_raw_materials_initiative_map.html
source: Christian Hagelüken, Mark Caffarey - UMICORE, EU-US Workshop, 3.12.2010, MIT Ostatnie 30 lat szybki wzrost popytu na niektóre metale. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Mine production since 1980 / since 1900 % mined in 1900-1980 % mined in 1980-2010 % mined in 1980-2010 % mined in 1900-1980 Re Ga In Ru Pd Rh Ir REE Si Pt Ta Li Se Ni Co Ge Cu Bi Ag Au Ważne dla technologii czystej energii REE = Rare Earth Elements
KGHM staje się czołowych graczem na rynku metali. Canada McCreedy (Cu, Ni, TPM*) Morrison (Cu, Ni, TPM) Podolsky (Cu, Ni, TPM) Victoria (Cu, Ni, TPM) Greenland Malmbjerg (Mo) KGHM mining projects KGHM mines Smelters Canada Afton-Ajax (Cu, Au) Niemcy Weisswasser (Cu, Ag) USA Robinson (Cu, Au, Mo) Carlota (Cu) Poland Polkowice-Sieroszowice mine (Cu, Ag) Lubin mine (Cu, Ag) Rudna mine (Cu, Ag) Głogów smelter Legnica smelter Exploration in the region Chile Franke (Cu) Sierra Gorda (Cu, Mo, Au) * TPM precious metals 6
Krótko o KGHM. Światowy producent miedzi i srebra z 51-letnim doświadczeniem w przemyśle wydobywczym Ciagły wzrost produkcji metali tj: Cu, Ag, Au, Pb, PMG, Re, Se. W przyszłości: Mo, Ni, Co, 4. na świecie pod względem wielkości baza zasobowa na świecie zapewniająca dalsze 40 lat działalności wydobywczej w Polsce Unikalne technologie górnicze i hutnicze wynikające w unikalnych warunków i parametrów złoża miedzi Marzec 2012 - przejęcie przez KGHM P.M. S.A. kanadyjskiej firmy Quadra FNX, teraz KGHM International; W pełni zintegrowana produkcja miedzi od złoża do katody Cu; W pierwszej piątce polskich firm pod względem skali przychodów, a pierwsza pod względem wielkości zysku netto (2011); Ponad 18 tys. zatrudnionych pracowników; Żródło własne: KGHM Polska Miedź S.A. 7
Obecnie firma KGHM prowadzi działalność górniczą na głębokości 800-1200 m, a w ciągu następnych 40 lat zejdzie z działalnością górniczą do poziomu 1450m. Ruda miedzi
Wyzwanie: technologie zapewniające bezpieczna i efektywną eksploatację i przeróbkę głęboko leżących złóż miedzi w obszarach koncesyjnych KGHM. Eliminacja zagrożeń dla pracowników pracujących w pogarszających się warunkach związanych z rosnącą głębokością wydobycia (wysoka temp. skał złożowych, wilgotność, emisje gazowe, hałas i pył, rosnąca z głębokością aktywność sejsmiczna górotworu) Obszar rezerwowy - 40 lat Obszar aktualnej działalności Koncesyjny obszar górniczy Minimalna i maksymalna. głębokość zalegania złoża, [m] Radwanice Zachód 503,06 691,24 Gaworzyce 1060,00 1254,03 Bytom Odrzański 1241,70 1450,85 Głogów 1325,95 1443,58 Retków 1057,16 1436,86
Produkcja miedzi w KGHM na kolejne 15 lat z perspektywą 40 lat. Zasoby przemysłowe rud miedzi w obszarach koncesyjnych KGHM 1,44 mld ton o średniej zawartości 2,01% Cu i 57 g/t Ag Szacunki produkcji (w tonach) Głogów Głęboki Polkowice-Sieroszowice Rudna Lubin Mamy 10 lat na opracowanie innowacyjnych technologii w obszarze górnictwa i przeróbki ) Źródło: Raporty bieżące KGHM
Cel 1: zdalnie sterowane operacje górnicze pod ziemią z zastosowaniem technologii ciągłego urabiania mech. Zastosowanie systemów ścianowych z urabianiem mechanicznym twardych skał; Zastosowanie kombajnów chodnikowych do prowadzenia robót przygotowawczych oraz ich zastosowanie w systemach wybierania dotychczas stosowanych w KGHM; Sukces w urabianiu mechanicznym może ułatwić wdrożenie selektywnej eksploatacji rudy z rozdzieleniem urabianej rudy na dwa/trzy jednorodne strumienie. skały węglanowe łupki(kupferschiefer), piaskowce Profil litologiczny złoża miedzi.
Rok 2009 - umowa KGHM/Bucyrus (Caterpillar, USA) na wykorzystanie rozwiązania Bucyrus Activated Cutting Technology (ACT) do eksploatacji trudno-urabialnych skał. Cel : Zaprojektowanie i wykonanie kompleksu ścianowego ACT Mining składającego się z: urządzenia urabiającego (ACT Mining Machine), przenośnika ścianowego, hydraulicznej obudowy kroczącej z systemem zasilania. CAT kombajn strugowy dla eksploatacji bardzo niskich pokładów węgla w zakresie od 1.0 m 2.3 m wysokości Testy obudowy ACT oraz urabiania w systemie ścianowym mają zostać przeprowadzone w 2013 r. w jednej z kopalń KGHM i mają wykazać swoją przydatność w eksploatacji niskich pokładów rud miedzi.
Doświadczenia KGHM z mechanicznym urabianiem twardych skał złożowych. Pierwsze testy urabiania 2002-2005 SANDVIK s Narrow Reef Miner ARM 1100, kopalnia Polkowice/Sieroszowice KGHM Testy w robotach przygotowawczych prowadzone od 2010 do dzisiaj Kombajn chodnikowy MH 620 (SANDVIK) w kopalni Lubin KGHM Eksploatacja pokładów soli kamiennej od 2000 r. kopalnia Polkowice/Sieroszowice KGHM 13
Mechaniczne urabianie priorytety rekomendowane do realizacji w nowych rozwiązaniach kombajnów chodnikowych. 1. Opracowanie prototypów maszyn do mechanicznego urabiania dla niskiego złoża w warunkach KGHM w systemie filarowo-komorowym uwzględniających różną litologię skał w złożu miedzi; 2. Opracowanie konstrukcji maszyny urabiającej złoże z jednoczesnym zabezpieczaniem odsłoniętego stropu w chodnikach i sortowaniem urobionej rudy. Prowadzone są rozmowy ze światowymi producentami maszyn do mechanicznego urabiania twardych skał pod ziemią: Ciągła i elastyczna odstawa rudy żródło: K.Barrek, M. Czechowski, A.Ziąber, KGHM, Work Package 10, SMIFU project.
Cel 2. Wdrożenie z sukcesem mechanicznego urabiania rudy miedzi umożliwi szybsza integrację operacji górniczych i przeróbczych pod ziemią w warunkach KGHM. Kluczowe argumenty za integracją takich operacji : Oszczędności transporcie rudy z kopalni na powierzchnię, w kosztach przeróbki, składowania odpadów na powierzchni Poprawa wskaźników wzbogacania oraz możliwość wykorzystania odpadu powstajacego na dole do podsadzania zrobów. Source:, Andrew Bamber, Prof Malcolm Scoble, Dr. Bernhard Klein, CIM AGM Presentation May 2006, UBC Mine-Mill Integration Group
Rozwiązania w zakresie separacji rudy oraz rozważenie możliwości przeróbki części rudy piaskowcowej na dole kopalni. 1.Rozdział urobku na dwa jednorodne strumienie separacja w trakcie urabiania mechanicznego. 2.Osobny transport obu strumieni rudy (łupkowy i węglanowy) na powierzchnię. 3.Przeróbka (rozdrabnianie i flotacja ) części rudy piaskowcowej na dole z częściowym wykorzystaniem odpadu (kwarc) jako podsadzki na dole. Półprodukt z flotacji transportowany na powierzchnię. KGHM, rezerwowe obszary złoża Litologia złoża miedzi Bytom Odrz. Gaworzyce Głogów Radwanice Zachód Retków Udział procentowy [%] Węglany 52,3 83,95 28,53 87,43 8,67 Łupek 10,25 14,45 12,41 12,57 13,66 Piaskowiec 37,45 1,61 59,07 0 77,67
Projekt Mine of the Future (MIFU), Kopalnia Przyszłości (2009-2012). Projekt realizowany i finansowany przez szwedzką agencję rządową VINNOVA oraz fundację MITU ( Swedish Mining Research Foundation) w ramach rządowego programu - National Mining Strategic Research, Development and Innovation (2010-2020). Firma KGHM P.M.S.A. została zaproszona do udziału w projekcie. Cel projektu: 1. Opracowanie propozycji nowych rozwiązań dla podziemnej kopalni przyszłości (1,500-2,000 m). 2. Przedstawienie programu opracowania i wdrożenia tych rozwiązań (2012-2020) w Kopalni Przyszłości dla eksploatacji rud w trudnych warunkach geologiczno-górniczych. Skład Konsorcjum
Mechaniczne urabianie niskiego złoża. Litologia złoża ma wpływ na dobór najlepszych rozwiązań dla mechanicznego urabiania (noże lub dyski podcinające?) Współpraca z AGH i Politechnika Lubelską. Litologia Rezerwowe obszary złoża Bytom Odrzański Gaworzyce Głogów Radwanice Zachód Retków Udział procentowy [%] Węglany 52,3 83,95 28,53 87,43 8,67 Łupek 10,25 14,45 12,41 12,57 13,66 Piaskowiec 37,45 1,61 59,07 0 77,67 Atlas Copco żródło: K.Barrek, M. Czechowski, A.Ziąber, KGHM, Work Package 10, SMIFU project.
Operacje górnicze bez obecności pracowników w przodku. Priorytety rekomendowane do opracowania i wdrożenia w kopalniach KGHM 1.Szybki i precyzyjny system lokalizacji maszyn w 3D, (High Speed/High Precision Localisation in 3D) 2.System samokontroli maszyn pracujących na dole kopalni, (High Speed/High Precision Localisation in 3D) 2. Wspomaganie procesów technologicznych robotyką, (Assisting Robotics Technology) 3.Robotyzacja i automatyzacja prac manualnych do instalacji mediów w podziemnej kopalni (Robotizing/Automating - Manual Work Media Installation) Żródło: Raport końcowy WP1, M. Andrzejewski, L. Borkowski, O/ZG Polkowice- Sieroszowice KGHM, Leśna Dolina 25 styczeń 2012r.
Techniki monitorowania jakości urobku dostępne w procesach wiercenia, odstawy oponowej i transportu taśmowego Analiza rdzeni geol. na miejscu w zakładzie górniczym. Analiza zwiercin z otworów wiertniczych Analiza strugi urobku na przenośniku taśmowym (Mine On Line Service, Finlandia) Analiza urobku w łyżce ładowarki w kopalni Kiruna Źródło: Mine On Line Service, Finlandia
Projekt: Innowacyjne rozwiązania dla bezpiecznej eksploatacji głęboko położonych złóż surowców mineralnych w Europie (2012-2016) również z udziałem KGHM. I 2 Mine 1. I2Mine rozpocznie serię projektów rozwojowych w celu realizacji koncepcji I 2 Inteligentnej Kopalni. 2. Mine Powstaną innowacyjne metody, maszyny i technologie dla opłacalnej, ekologicznej i bezpiecznej eksploatacji w głębokich kopalniach. 21 I 2 Mine jest największym projektem badawczo-rozwojowym na rzecz górnictwa finansowanym przez Unię Europejską. MANUFUTURE 2011 conference, Wroclaw, Poland, 24-25 October 2011
Horizon 2020 Dwa filary strategii Europa 2020 (Horizon 2020 i EIP) przykładem kontynuacji wsparcia dla budowania bezpieczeństwa surowcowego w UE. European Innovation Partnership on Raw Materials
Kluczowe elementy programu EIP w surowcach. 1. Obszar nowych technologii: (od złoża do produktu) WP1 Nowe, innowacyjne technologie i rozwiązania w zakresie zwiększenia podaży surowców ważnych dla gospodarki europejskiej (eksploracja, wydobycie, przeróbka, rafinacja, recykling) WP2 Nowe, innowacyjne technologie i rozwiązania w zakresie substytucji surowców krytycznych, technologie dla nowych źródeł ich zasobów; nowe i zaawansowane materiały 2. Obszary nie-technologiczne: WP3 Działania na rzecz identyfikacji zasobów europejskich w zakresie surowców pierwotnych i wtórnych; WP4 - Gospodarka surowcami wtórnymi w UE (przejrzyste reguły prawne, certyfikaty i monitoring, organizacja zbierania surowców wtórnych), nowe rozwiązanie technologiczne na rzecz odzysku surowców (złomy elektroniczne, zagospodarowanie odpadów zawierających metale strategiczne itp.), inicjatywy finansowe ; WP5 Współpraca międzynarodowa w zakresie pozyskiwania surowców strategicznych
Struktura zarządzania EIP 3 poziomy. High Level Steering Group (24 członków)) Strategia + zespół Szerpów Planowanie/ Monitoring WP1 WP2 WP3 WP4 WP5 Doradztwo/Wdrażanie Działania/projekty Zespoły operacyjne
High Level Steering Group skład. 7 ministrów reprezentujących kraje EU w obszarach Gospodarka, Środowisko, Nauka i Badania (Francja, Niemcy, Austria, Grecja, Szwecja, Polska, Hiszpania) 10 prezesów reprezentujących przemysł surowcowy EIB/EIF, NGO przedstawiciele kierownictw 6 dyrektorów instytutów naukowo badawczych Komisarze reprezentujący: DG Ent.&Industry, DG Env., DG Research&Innovation. Niepotwierdzona informacja: Niemcy, Francja, Polska, Austria Gospodarka Grecja, Szwecja - Środowisko; Hiszpania Nauka
Wnioski. 1. Obecnie KGHM dobrze wykorzystuje możliwości współpracy międzynarodowej w Europie jaką dało firmie wejście Polski do UE. 2. Udział w wielu projektach innowacyjnych UE oraz własnych umożliwi firmie KGHM: Utrzymanie pozycji konkurencyjnej na rynku, ustabilizowanie wielkości produkcji górniczej, efektywne wykorzystanie swoich zasobów w procesach technologicznych oraz dalsze ograniczenie oddziaływania na środowisko. 3. Współpraca KGHM w projektach innowacyjnych z innymi firmami górniczymi na świecie umożliwi opracowanie nowych i lepszych rozwiązań dla bezpiecznej i wydajnej eksploatacji rudy z głęboko położonych zasobów złóż miedzi w Europie Środkowej.
Miedź mądry wybór Dziękuję za uwagę. Henryk Karaś, Doradca Zarządu ds. Współpracy Europejskiej, KGHM, Przewodniczący Europejskiej Platformy Technologicznej ds. Zasobów Surowcowych (ETP SMR) 2006-2012. +48 76 7478 213/266, h.karas@kghm.pl