193 CUPRUM Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud nr 4 (77) 2015, s. 193-198 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 2030-2035 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 2030-2035 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.
194 1. 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
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
196 3. 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 6-398 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
197 4. 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
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. 83-89.