CUPRUM Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud nr 4 (77) 2015, s. 181-191 181 Modelowa analiza transportu powietrza pomiędzy poziomami złoża rud miedzi i złoża soli kamiennej w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. w aspekcie wymiarów szybików i uzyskiwanych wydatków Sławomir Gajosiński 1), Maciej Nowysz 1), Wojciech Kulik 1), Sebastian Gola 2), Krzysztof Soroko 2) 1) KGHM CUPRUM sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław s.gajosinski@cuprum.wroc.pl 2) KGHM Polska Miedź S.A. O/ZG Polkowice-Sieroszowice, Kaźmierzów Streszczenie Na podstawie obecnych prognoz udostępnienie złoża rud miedzi, a następnie jego eksploatacja w obszarze Głogów Głęboki Przemysłowy, z uwagi na występujące zagrożenia aerologiczne, będzie wymagało doprowadzenia znacznych wydatków powietrza. Jednakże do czasu uzyskania planowanej struktury sieci wentylacyjnej, ujmującej planowane i drążone obecnie szyby, występujące zagrożenia naturalne mogą znacznie ograniczać zdolności produkcyjne oddziałów górniczych. Alternatywę dla utrzymania planowanej eksploatacji w okresie budowy sieci mogą stanowić szybiki wentylacyjne, łączące poziom złoża rud miedzi z poziomem złoża soli. Artykuł przedstawia ocenę korzyści takiego rozwiązania, w oparciu o modelową analizę możliwości transportu powietrza, o odpowiednich wydatkach, szybikami, z wykorzystaniem depresji naturalnej oraz wytwarzanej przez stacje wentylatorów głównych. Słowa kluczowe: szybiki, sól kamienna, rozpływ powietrza, moc chłodnicza A model analysis of airflow between the copper ore deposit and the rock salt level in KGHM Polska Miedz S.A. mines concerning dimensions of auxiliary ventilation shafts and obtained airflow rates Abstract On a basis of current prognosis opening and mining in the Glogow Gleboki Przemyslowy area need, because of ventilation hazards, large quantity of air. However up to achieving final ventilation network structure, containing planning and currently sinking shafts, existing natural risks can significantly reduce production capabilities. A solution with small auxiliary ventilation shafts or holes connecting between the copper ore deposit and the rock salt levels can be an alternative which enables high level of mining production. The paper presents assessment of advantages of proposed solution based on a model analysis of possibilities of suitable air quantity flow using auxiliary ventilation shafts with drop of natural draft pressure and depression of main fans. Key words: small auxiliary shafts for ventilation, rock salt, ventilation, cooling power
182 Wprowadzenie Przy udostępnianiu głębszych partii złoża rud miedzi wystąpi systematyczny wzrost zagrożenia temperaturowego. Przodki obecnie drążonych wyrobisk znajdują się poniżej głębokości 1000m p.p.m., gdzie temperatura pierwotna górotworu przekracza 43 o C. W zakresie prowadzonych przez służby kopalniane działań profilaktycznych, w celu poprawy warunków pracy załogi w rejonach robót, dąży się do zwiększania wydatków doprowadzanego powietrza, zintensyfikowania jego przepływu oraz jego schładzania. Jednakże ze względu na rozbudowane struktury sieci wentylacyjnych, ograniczoną liczbę szybów wentylacyjnych, czas ich głębienia oraz rozbudowę centralnych stacji klimatyzacyjnych wraz z rozbudową skomplikowanych magistrali rurociągów wody lodowej, istotnego znaczenia nabiera fakt odpowiedniego zarządzania rozpływem powietrza. Kopalnia Polkowice-Sieroszowice jest jedyną z należących do KGHM Polska Miedź S.A., w której prowadzone są roboty górnicze na dwóch poziomach: na poziomie złoża rud miedzi, jak również prowadzi się wydobycie soli kamiennej, zalegającej nad złożem rud miedzi. W wyrobiskach solnych oraz w wyrobiskach w rudzie występują odmienne warunki wentylacyjno-klimatyczne, mimo że czynniki kształtujące stan atmosfery w drążonych wyrobiskach są identyczne. Eksploatacja wymienionych kopalin wymaga odmiennych działań profilaktycznych, w celu zapewnienia bezpieczeństwa temperaturowego pracownikom. W celu zwiększenia przepustowości kopalnianej sieci wentylacyjnej poziomu złoża rud miedzi, skrócenia dróg transportu powietrza, a tym samym uzyskania poprawy warunków klimatycznych w wyrobiskach, zasadne jest przeanalizowanie możliwości wykonania połączeń wentylacyjnych pomiędzy poziomem złoża rud miedzi a wyrobiskami złoża soli za pomocą np. otworów wielkośrednicowych lub szybików. Przedmiotowe połączenia mogą stanowić szybiki pomiędzy wyrobiskami solnymi na krańcowych sferach zalegania złoża soli kamiennej oraz głębiej położonymi wyrobisk w złożu rudy miedzi. Mając na względzie znaczne różnice parametrów fizycznych powietrza, określające warunki klimatyczne w wyrobiskach złoża rud miedzi i złożu soli, realizacja połączeń wentylacyjnych może być rozpatrywana nie tylko w kwestii zapewnienia odpowiedniej przepustowości sieci wentylacyjnej w okresie jej rozbudowy, ale również rozpatrywana w aspekcie efektywnego wykorzystania mocy chłodniczych systemów klimatyzacji centralnej do poprawy warunków temperaturowych. 1. Planowany rozwój wydobycia i kopalnianej sieci wentylacyjnej w kopalni Polkowice-Sieroszowice Obecne drążenie wyrobisk górniczych w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. prowadzone na głębokościach przekraczających 1000 m p.p.m. powoduje, że stosowanie profilaktyki wentylacyjnej, jak np. zwiększanie wydatku powietrza, likwidacja źródeł wilgoci, likwidacja strat wewnętrznych, eliminacja ruchu maszyn z wyrobisk doprowadzających powietrze itp., stało się niewystarczające do zapewnienia odpowiednich warunków pracy. Wobec wyżej wymienionych czynników, w kopalni O/ZG Polkowice- -Sieroszowice realizację prawnych wymagań temperaturowych warunków pracy w przodkach wyrobisk uzyskuje się chłodem, dostarczonym z centralnej stacji klima-
183 tyzacyjnej o mocy chłodniczej 15 MW brutto, zabudowanej na powierzchni przy szybie SG-1. Drążenie wyrobisk udostępniająco-przygotowawczych odbywa się przy doprowadzaniu ok. 2,5 MW mocy chłodniczej, zaś prowadzenie eksploatacji złoża rud miedzi w oddziałach wydobywczych realizowane jest przy doprowadzaniu mocy o wartości ok. 4,5 MW. Planowane udostępnienie głębszych partii złoża rud miedzi będzie uwarunkowane zapewnieniem odpowiednich warunków temperaturowych. Zakłada się, że będzie to realizowane z wykorzystaniem centralnych stacji klimatyzacyjnych, zabudowanych przy szybach SW-4 i GG-1, których szacowane moce chłodnicze brutto będą odpowiednio wynosiły 25 i 30 MW. Jednakże będzie to dopiero możliwe po wybudowaniu samych stacji oraz rozbudowie struktury rurociągów i punktów odbioru chłodu, co w realizacji obejmie kilka lat. Do tego czasu zapewnienie odpowiednich warunków temperaturowych w wyrobiskach będzie uzależnione od techniczno- -organizacyjnych działań podejmowanych przez służby kopalni, w kwestii zarządzania rozpływem i uzyskania odpowiednich parametrów powietrza [5, 2]. Wobec powyższego, w pełni zasadne jest przeprowadzenie analizy możliwości uzyskania wymaganych warunków temperaturowych w wyrobiskach poziomu złoża rud miedzi, w aspekcie oceny wartości wykorzystywanej mocy chłodniczej przy doprowadzaniu powietrza wyrobiskami, stanowiącymi połączenia wentylacyjne poziomu złoża soli z poziomem złoża rud miedzi. 2. Określenie i ocena możliwości doprowadzenia powietrza do oddziałów poprzez wyrobiska solne i szybiki Analizę w zakresie możliwości utrzymania odpowiednich warunków temperaturowych w oddziale eksploatacyjnym w złożu rudy miedzi, w aspekcie przepustowości szybików o różnej średnicy i długości, pomiędzy wyrobiskami solnymi i poziomem rudy miedzi, oraz w aspekcie ograniczenia niezbędnej mocy chłodniczej, przeprowadzono dla założonego wariantu rozpływu powietrza, w którym powietrze dolotowe doprowadzane jest szybem SW-1 bezpośrednio na poziom wyrobisk solnych, a następnie przekopami Ps, o długim wybiegu (ok. 3800 m), kierowane jest do szybiku w rejonie skrzyżowania upadowych D-1/4 z chodnikami T/W-259S. Na schemacie przedstawionym na rys. 1 opisywana droga przepływu powietrza to węzły: 1, 2, 11, 12 i 13. Szybikiem powietrze sprowadzane jest na poziom z = -980 m p.p.m. i przewietrza oddział wydobywczy. Po przewietrzeniu oddziału powietrze zużyte kierowane jest upadowymi D-1/4 i chodnikami T/W-145 do wyrobisk solnych, a dalej do szybu wydechowego SG-2 (węzły 13-17-20-21). W przedmiotowym wariancie warunki klimatyczne na wlocie do oddziału będą zależne od charakteru: procesów cieplnych zachodzących na drodze przepływu przez wyrobiska solne. Z wielu obserwacji dołowych wynika, że przy znacznych różnicach w głębokości zalegania wymienionych złóż, podstawowymi czynnikami kształtującymi stan atmosfery w drążonych wyrobiskach są właściwości termiczne skał, które decydują o występowaniu odmiennych warunków wentylacyjno-klimatycznych w złożu soli kamiennej i na poziomie złoża rud miedzi, a w szczególności powodują utrzymywanie się niskiej wilgotności powietrza w wyrobiskach solnych. Niska wilgotność ma istotne znaczenie w ograniczeniu niezbędnej mocy chłodniczej, gdyż do uzyskania porównywalnego
184 efektu temperaturowego nie jest wymagane odebranie znacznych ilości ciepła utajonego z wykraplania wilgoci z powietrza; procesu sprężania powietrza w szybiku, wskutek zmiany głębokości; procesu zmian parametrów termodynamicznych powietrza powodowane przez wentylatory pomocnicze, służące do pokonania oporów przepływu przez szybik; procesu zmian cieplnych miedzy powietrzem i górotworem podczas przepływu przez szybik. Model przewietrzania zgodny z ww. wariantem przedstawiono na rys 1. 21 1 SW-1 SG-2 2 20 11 17 5 3 19 SW-4 4 18 12 6 13 Rys. 1. Uproszczony schemat przewietrzania oddziału w analizowanym wariancie z wykorzystaniem wyrobisk solnych i szybików 8 W przeprowadzonych obliczeniach przyjęto ogólne założenia: analizowany oddział eksploatacyjny znajduje się na głębokości z = -980 m p.p.m., wydatek doprowadzanego do oddziału powietrza wynosi 10 000-20 000 m 3 /min, temperatura pierwotna górotworu na wlocie do oddziału ma wartość 42 o C, wyrobiska solne doprowadzające powietrze bezpośrednio do szybiku, wykonane są w złożu soli kamiennej, temperatura powietrza doprowadzanego do wyrobisk solnych, bezpośrednio z szybu SW-1, wynosi 28,0/22,0 o C, temperatura powietrza doprowadzanego do wyrobisk poziomu 1060 m p.p.m. szybem SW-4 wynosi około 30 o C, przy wilgotności względnej ok. 65%.
185 W przeprowadzonych obliczeniach analizowano układy z jednym, dwoma, trzema i czterema szybikami o średnicach z zakresu od 1,0 m do 2,5 m, przy długości szybików od 50 m do 150 m. 2.1. Uwarunkowania aerologiczne doprowadzenia powietrza do rozpatrywanego oddziału wydobywczego W celu określenia możliwości dostarczenia wymaganej ilości powietrza do rozpatrywanego oddziału przeprowadzono obliczenia rozpływu w projektowanej podsieci wentylacyjnej, związanej z przedstawionym powyżej wariantem przewietrzania. W obliczeniach założono wykorzystanie do celów wentylacyjnych szybiku (układu szybików) stanowiącego bocznicę 12-13 (rys. 1). Przyjęto, że średnice rozpatrywanych szybików mogą wynosić od 1,5 m do 2,5 m, co istotnie wpływa na wartości oporu aerodynamicznego bocznic 1-2-11-12-13-17-20-21 podsieci wentylacyjnej. Szybiki (otwory wielkośrednicowe) o długości w zakresie od 50 do 150 m i średnicy od 1,5 m do 2,5 m są bowiem bocznicami o największych wartościach oporu aerodynamicznego. Do pokonania oporów przepływu i uzyskania wymaganych wartości strumienia objętości powietrza w bocznicy z analizowanym oddziałem wydobywczym należy zastosować odpowiedni wentylator pomocniczy lub układ kilku wentylatorów pomocniczych. Do uzyskania zakładanego rozpływu powietrza konieczne jest również otamowanie chodników solnych Ps-0 i Ps-1 (bocznica 11-17). Wyniki obliczeń wymaganego spiętrzenia wentylatorów pomocniczych Δp, w zależności od strumieni objętości (ilości) powietrza przewietrzającego rozpatrywany oddział wydobywczy (bocznica 13-17), przedstawiono graficznie na wykresach (rys. 2-4). Przedmiotowe zależności, przedstawione na rys. 2-4, odnoszą się odpowiednio do następujących układów szybików (otworów wielkośrednicowych): jeden szybik o opcjonalnej długości 50 m, 100 m lub 150 m oraz średnicy 1,0 m, 1,5 m lub 2,0 m rys. 2, jeden szybik lub układ 2-4 szybików połączonych równolegle o długości 50 m oraz średnicy 1,0 m lub 2,0 m rys. 3, jeden szybik lub układ 2-4 szybików połączonych równolegle o długości 150 m oraz średnicy 1,0 m lub 2,0 m rys. 4. 6000 d=1,0m, L=50m spiętrzenie Dp, Pa 5000 4000 3000 2000 1000 d=1,0m, L=100m d=1,0m, L=150m d=1,5m, L=50m d=1,5m, L=100m d=1,5m, L=150m d=2,0m, L=50m d=2,0m, L=100m d=2,0m, L=150m 0 0 10000 20000 strumień obj. powietrza V, m 3 /min Rys. 2. Zależność sumarycznego spiętrzenia wentylatorów pomocniczych Δp od strumienia objętości powietrza V, przewietrzającego rozpatrywany oddział wydobywczy, przy różnych średnicach d i długościach L szybiku (bocznicy 12-13)
186 5000 L=50m 1 x d=1m 2 x d=1m spiętrzenie Dp, Pa 4000 3000 2000 1000 3 x d=1m 4 x d=1m 1 x d=2m 2 x d=2m 3 x d=2m 4 x d=2m 0 0 10000 20000 30000 strumień obj. powietrza V, m 3 /min Rys. 3. Zależność sumarycznego spiętrzenia wentylatorów pomocniczych Δp od strumienia objętości powietrza V, przewietrzającego rozpatrywany oddział wydobywczy, przy różnych ilościach szybików o długości L = 50 m, stanowiących bocznicę 12-13 L=150m spiętrzenie Dp, Pa 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 10000 20000 30000 strumień obj. powietrza V, m 3 /min 1 x d=1m 2 x d=1m 3 x d=1m 4 x d=1m 1 x d=2m 2 x d=2m 3 x d=2m 4 x d=2m Rys. 4. Zależność sumarycznego spiętrzenia wentylatorów pomocniczych Δp od strumienia objętości powietrza V, przewietrzającego rozpatrywany oddział wydobywczy, przy różnych ilościach szybików o długości L = 150 m, stanowiących bocznicę 12-13 Zamieszczone na przedstawionych powyżej wykresach krzywe wskazują, że przy odpowiednio dobranych średnicach szybików oraz odpowiednich spiętrzeniach wentylatorów pomocniczych możliwe jest dostarczenie wyrobiskami solnymi w rejon rozpatrywanego oddziału zlokalizowanego w bocznicy 13-17 powietrza w ilości 10000 m 3 /min i powyżej. Dla przykładu, dostarczenie do przedmiotowego rejonu 10000 m 3 /min powietrza, z wykorzystaniem jednego szybiku o długości 100 m, wymaga (zgodnie z rys. 2): zainstalowania wentylatorów pomocniczych o sumarycznym spiętrzeniu wynoszącym co najmniej 4000 Pa, w przypadku gdy średnica szybiku będzie wynosić 1,5 m, zainstalowania wentylatorów pomocniczych o sumarycznym spiętrzeniu wynoszącym około 1000 Pa, w przypadku gdy średnica szybiku będzie wynosić 2 m.
187 2.2. Prognoza warunków temperaturowych w analizowanym oddziale oraz ocena zapewnienia odpowiednich warunków pracy w aspekcie niezbędnej mocy chłodniczej Procesy termodynamiczne, zachodzące podczas przepływu powietrza kopalnianego wyrobiskami w złożu rudy lub solnymi, powodują, że przy wysokiej temperaturze pierwotnej górotworu, oraz przy sprężaniu powietrza w szybiku, występuje znaczny wzrost temperatury strumienia powietrza. Ze względu na charakterystyczne właściwości fizyczne otaczającego górotworu, intensywność wymiany ciepła będzie różna podczas przepływu powietrza w wyrobiskach na poziomie rudy i soli. W celu określenia efektywności analizowanego wariantu przewietrzania w aspekcie zapotrzebowania na energię chłodniczą, niezbędna jest prognoza warunków klimatycznych oraz wyznaczenie, w jakich przypadkach ochłodzenie powietrza do wymaganej przepisami [3, 4, 6] temperatury, będzie wymagało doprowadzenia mniejszej mocy chłodniczej. Obliczenia prognostyczne warunków temperaturowych podczas przepływu powietrza wyrobiskiem wykonano, korzystając z metody bilansu ciepła i masy, wykorzystującej podstawowe zależności przepływu ciepła i dyfuzji pary wodnej. W metodzie tej podstawowe równanie przyjmuje postać: * qs Fs s ts ( s) t pg t pg tos exp (1). V c p gdzie: t pg temperatura pierwotna skał, C, t os temperatura powietrza suchego na początku wyrobiska, C, współczynnik przewodnictwa cieplnego, W/(m 2 /K), * q s bezwymiarowy gradient temperatury skał, 1/m, F s pole powierzchni odsłoniętych skał, przypadające na jednostkę wyrobiska eksploatacyjnego, m 2 /m,. V wydatek objętościowy powietrza, m 3 /s, gęstość powietrza, kg/m 3, q d strumień ciepła od pozostałych źródeł ciepła, W/m, s długość wyrobiska, m. długości W celu określenia warunków temperaturowych przeprowadzono obliczenia, korzystając z metody opracowanej przez J. Vossa, która opisuje przewodnictwo cieplne, konwekcję i parowanie wilgoci, a także z metody opartej na średnich gęstościach strumieni ciepła [1]. Prognozowane warunki temperaturowe wyznaczano jako średnie arytmetyczne wyników uzyskanych z zastosowania wymienionych metod. Natomiast wymaganą moc chłodniczą na wlocie do oddziału określano jako średnią dla następujących kryteriów: temperatura powietrza, do której należy schłodzić doprowadzane powietrze przed oddziałem, wynosi 28 o C,
188 temperatura zastępcza klimatu ochłodzonego powietrza, przed oddziałem, wynosi 25 o C, temperatura powietrza na wylocie z oddziału wynosi 34 o C. Obliczenia niezbędnej mocy chłodniczej odniesiono do przypadku podstawowego, gdy powietrze świeże doprowadzane będzie do analizowanego oddziału wyłączne wyrobiskami w złożu rudy miedzi, z szybu SW-4, a następnie wyrobiskami na poziomie z = 1050 m p.p.m. (T/W-359S oraz T/W-259S). Warunki klimatyczne na wlocie do oddziału zdeterminowane są w tej sytuacji poprzez procesy cieplne, zachodzące na drodze przepływu pomiędzy szybem SW-4 oraz oddziałem, w warunkach wysokiej temperatury pierwotnej górotworu, osiągającej wartość do około 45 o C. Model przewietrzania z wykorzystaniem do transportu powietrza świeżego tylko wyrobisk w rudzie przedstawiono na rys. 5. 21 1 SW-1 SG-2 2 20 11 17 5 3 19 SW-4 4 18 12 23 13 6 22 Rys. 5. Uproszczony schemat przewietrzania oddziału powietrzem z szybu SW-4 dostarczanym wyrobiskami w rudzie 8 W analizowanym wariancie podstawowym prognozowana wartość temperatury powietrza na wlocie do oddziału wynosi około 35,5 o C przy wilgotności właściwej około 59%. Chłodnice powietrza systemu klimatyzacji centralnej, ochładzające założony strumień powietrza 10 000 m 3 /min, dopływający wyłącznie wyrobiskami w rudzie, powinny osiągać moc chłodniczą około 3630 kw. Natomiast w przypadku, gdy powietrze o wydatku 10 000 m 3 /min doprowadzane jest z szybu SW-1 wyrobiskami solnymi i szybikiem, zgodnie z uproszczonym wariantem przewietrzania pokazanym na rys 1, prognozowana wartość temperatury powietrza wyniesie: przed szybikiem: 36,5-37,8 o C, przy wilgotności względnej 32-34%, na wlocie do oddziału: 38,0-40,0 o C, przy wilgotności względnej 31-34%.
189 Wykonane obliczenia prognostyczne wykazały także, że istotnym elementem bilansu cieplnego powietrza na drodze przepływu pomiędzy szybem SW-1 oraz analizowanym oddziałem wydobywczym jest proces sprężania powietrza w polu grawitacyjnym ziemi, następujący w szybiku. Rozkład wymaganej mocy chłodniczej na wlocie do analizowanego oddziału, w zależności od długości oraz średnicy szybiku, pokazano na wykresie (rys. 6). Przykładowo, wymagana moc chłodnicza w przypadku doprowadzania powietrza wyrobiskami solnymi oraz jednym szybikiem o średnicy 2,0 m wynosi: przy założonej długości szybiku 50 m moc 2960 kw, przy założonej długości szybiku 100 m moc 2980 kw, przy założonej długości szybiku 150 m moc 3040 kw. W stosunku do wariantu podstawowego, z doprowadzeniem powietrza z szybu SW-4 wyrobiskami w rudzie, efekty w zakresie ograniczenie mocy chłodniczej szacuje się zatem na poziomie około 16-18,5%. Obliczenia pokazały ponadto, że w każdym wariacie, z szybikami w układzie 3x1,0 m, 4x1,0 m, 1-4x2,0 m, wymagana będzie mniejsza moc chłodnicza (niż w wariacie podstawowym z szybem SW-4), zaś efekty energetyczne będą większe przy mniejszej długości szybiku i większej jego średnicy. Układ wyrobisk z dwoma szybikami o średnicy 1,0 m każdy będzie korzystny, w aspekcie zapotrzebowania na moc klimatyzacji, przy długościach szybików poniżej 110 m. Natomiast, wobec bardzo dużych oporów szybiku 1x1,0 m i konieczności zastosowania zespołu wentylatorów pomocniczych o znacznej mocy, wariant taki będzie nieopłacalny, a wręcz praktycznie technicznie niemożliwy w realizacji. Rys. 6. Moc chłodnicza przy doprowadzaniu powietrza wyrobiskami solnymi i w rudzie oraz przy różnej długości średnicy szybiku Występująca zależność w postaci ograniczenia mocy chłodniczej wymaganej dla powietrza doprowadzanego wyrobiskami solnymi i szybikami, nawet w warunkach wysokiej temperatury tego powietrza, wynika z niskiej wilgotności powietrza w wyrobiskach na poziomie złoża soli. Ochłodzenie powietrza ze stanu o wysokiej temperaturze i niskiej wilgotności wymaga zaangażowania mniejszej mocy chłodniczej, niż w przypadku, gdy temperatura powietrza jest niższa, lecz znacząco wyższa
190 jest wilgotność właściwa. Natomiast wzrost wilgotności podczas przepływu wyrobiskami w rudzie powoduje zwiększenie zapotrzebowania na moc chłodniczą. Dlatego przy dużych odległościach transportu powietrza świeżego moc chłodnicza niezbędna do uzyskania założonego efektu temperaturowego będzie wyższa w przypadku, gdy powietrze dopływa do analizowanego oddziału z wyrobisk solnych. Podsumowanie Rejony robót eksploatacyjnych i chodnikowych, zlokalizowane w trudnych warunkach geotermicznych, gdzie wystąpi konieczność zastosowania ochładzania powietrza i klimatyzacji, powinny być przewietrzane odpowiednim wydatkiem powietrza przy optymalnym wykorzystaniu infrastruktury technicznej wentylacji, a w szczególności istniejącego układu wyrobisk. Wykorzystanie ww. infrastruktury powinno nastąpić zgodnie z obowiązującym prawem, zaleceniami natury praktyczno-ruchowej oraz zapewnić maksymalną ochronę powietrza świeżego przez dopływem ciepła i nadmiernym wzrostem temperatury, jeszcze przed wlotem do regonów robót, np. oddziałów wydobywczych. Dlatego też służby kopalni poszukują rozwiązań, które zapewnią wymagane bezpieczeństwo temperaturowe pracownikom, przy obecnie dostępnych możliwościach kopalnianej sieci wentylacyjnej i dostępnych mocach chłodniczych. W sytuacji do czasu osiągnięcia planowanej struktury sieci wentylacyjnej możliwe będą w praktyce ruchowej rozwiązania przejściowe, zapewniające możliwość utrzymania wymaganych parametrów środowiska pracy, przy równoczesnym zapewnieniu ekonomiczności przedsięwzięcia. W odniesieniu do skojarzonego procesu przewietrzania i klimatyzowania, w sytuacji braku wyrobisk transportujących powietrze, lub ich ograniczonej przepustowości, rozwiązaniem przejściowym może być wykorzystanie istniejącego układu wyrobisk nad poziomem rudy, tj. wyrobisk solnych, z których powietrze można będzie doprowadzić na poziom zalegania złoża rudy miedzi, wykonując szybiki wentylacyjne lub otwory wielkośrednicowe. Projektując i wprowadzając do praktyki górniczej tymczasowy, bądź docelowy, sposób transportu powietrza pomiędzy poziomami złoża rud miedzi i złoża soli kamiennej z wykorzystaniem szybików, istotne jest zachowanie warunków określonych w obowiązującym prawie, a w szczególności warunku dotyczącego konieczności doprowadzania powietrza możliwie najkrótszą drogą do poziomu wydobywczego oraz odprowadzania powierza prądami wznoszącymi w kierunku szybu wydechowego, jak również warunku dotyczącego przewietrzania rejonów wentylacyjnych niezależnymi prądami powietrza. Obserwowane w praktyce ruchowej kopalni Polkowice-Sieroszowice zmiany warunków klimatycznych powietrza przepływającego wyrobiskami solnymi, a w szczególności utrzymywanie się niskiej wilgotności właściwej powietrza, wskazuje na możliwość ograniczenia niezbędnej mocy chłodniczej do schładzania powietrza dopływającego do oddziałów wydobywczych wyrobiskami w soli w części drogi dolotowej lub na całej jej długości. Obliczenia wykazały, że w przypadku realizacji przedstawionego w artykule modelu przewietrzania z wykorzystaniem wyrobisk solnych i szybiku (lub kilku szybików) możliwe będzie osiągnięcie do 20% oszczędności w zapotrzebowaniu na moc chłodniczą. Uzyskane wnioski z przeprowadzonych modelowych obliczeń jednoznacznie wskazują na możliwość transportu powietrza pomiędzy poziomami złoża rud miedzi
191 i złoża soli kamiennej w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. Również wykorzystanie mniejszych mocy chłodniczych uzasadnia wykonywania szybików pomiędzy poziomami złóż soli i rud miedzi, przewidując taką możliwość w działaniach skutecznej profilaktyki przy zwalczaniu zagrożenia temperaturowego. Bibliografia [1] KGHM CUPRUM Zespół Aerologii Górniczej, 2009, Badanie wpływu warunków klimatycznych na organizm człowieka zatrudnionego w wyrobiskach solnych O/ZG Polkowice-Sieroszowice, Wrocław, Praca niepublikowana. [2] Nieśpiałowski T., Soroko K., Gola S., Gajosiński S., Nowysz M., 2011, Analiza wariantów rozcinki wyrobiskami solnymi w aspekcie prognozowanych warunków klimatycznych, IV Konferencja Naukowo-Szkoleniowa, Problemy Współczesnego Górnictwa 2011, Jaworze. [3] Polska Norma PN-G-03100, Ochrona pracy w górnictwie. Warunki klimatyczne kopalń podziemnych. Wyznaczanie temperatury zastępczej klimatu. [4] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych. [5] Soroko K., Gola S., Nawrat S., Turkiewicz W., 2012, Ocena możliwości zastosowania układu chłodzenia z lodem przy udostępnianiu obszaru górniczego Głogów Głęboki Przemysłowy, II Międzynarodowy Kongres Górnictwa Rud Miedzi Perspektywy i Kierunki Rozwoju, Materiały konferencyjne, Lubin. [6] Zezwolenie Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego L.dz.GG-024/0082/11/21118/AK z dnia 27.12.2011 r. na odstępstwo od postanowień 239 ust. 3 rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych, tj. na zatrudnianie ludzi w wyrobiskach górniczych w złożu soli kamiennej, w których temperatura powietrza w miejscach pracy może przekroczyć 33 o C przy pomiarze termometrem suchym.
192