___________________________________________________________________________
Koncepcja docelowego modelu kopalni Lubin
z budową nowego szybu
Jerzy Grzesiński1), Sławomir Hanzel2),Marek Marzec1), Zbigniew Sadecki2)
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 wen-tylacyjnej 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
AbstractExisting infrastructure of the Lubin mine enables mining to about 2030-2035 year. Extend-ing the period of minExtend-ing 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 construc-tion of a new shaft and changing of a model of the mine ventilaconstruc-tion 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 cza-sie większość oddziałów prowadzić będzie eksploatację w rejonach znacznie odda-lonych 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 ko-palni 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.
1. Aktualny model zagospodarowania złoża Lubin-Małomice oraz planowane kierunki jego eksploatacji
Złoże rud miedzi Lubin-Małomice jest udostępnione z powierzchni siedmioma szy-bami, 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. Ponad-to, szyby: L-I, L-III, L-IV i L-V pełnią funkcję zjazdowo-materiałową, szyb L-II – wy-dobywczą, 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 czę-ści 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 wiertni-cze z powierzchni, dzięki którym możliwe będzie potwierdzenie zasięgu zalegania złoża we wschodniej części OG. Pozytywne informacje o złożu, jego budowie i jako-ści są głównym czynnikiem, wpływającym na długoterminowe programy robót górni-czych 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 ostatecz-na decyzja wymaga przeprowadzenia szczegółowej aostatecz-nalizy 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
świeże powietrze doprowadzane będzie do oddziałów eksploatacyjnych w północ-nych częściach obszaru górniczego.
Po wybudowaniu – w latach 2024/2025 – nowego szybu L-M (L-VIII) oraz zakoń-czeniu 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 funk-cję materiałowo-zjazdową, a szyb L-VII podsadzkową. W przyjętym modelu wenty-lacyjnym szyby L-III i L-VII będą jedynymi szybami wentywenty-lacyjnymi kopalni.
Nowy szyb L-VIII – podobnie jak szyby L-I i L-VI – będzie pełnił funkcję zjazdo-wo-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 pozio-mu 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 powy-żej 50 kg/m2. Eksploatacja znacznej części tego złoża, przy obecnym modelu kopal-ni, może okazać się niemożliwa, ze względu na ograniczenia wentylacyjne i koszto-we – związane ze skróceniem efektywnego czasu pracy na oddziałach eksploata-cyjnych (zbyt długie drogi transportu).
Prognozuje się, że wybudowanie nowego szybu L-M (L-VIII) pozwoli na efektyw-ne zagospodarowanie planowanych do wybrania zasobów, przedłużając działalności górniczej O/ZG „Lubin” o około 15 lat [5].
3. Wstępna koncepcja budowy szybu L-VIII
Podstawą do opracowania wstępnej koncepcji obudowy szybu L-VIII, dla rekomen-dowanej lokalizacji, była analiza uwarunkowań geologiczno-górniczych rejonu, a w szczególności analiza profili otworów hydrobadawczych S-50 i S-270, zlokalizo-wanych 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 tu-bingowej (do około 15 m poniżej planowanej głębokości mrożenia górotwo-ru),
− poniżej obudowy tubingowej (na długości 243 m) szyb będzie wykonany w obudowie betonowej).
4. Określenie niezbędnych nakładów oraz zmiany kosztów w wyniku zmiany modelu
Realizacja docelowego modelu kopalni wg opisywanego wariantu wymaga ponie-sienia 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 kom-pleksu 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 wyro-bisk 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 po-wstałe obiekty będą generowały nowe koszty, natomiast koszty związane z obiek-tami, 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 (po-za kosztami zwią(po-zanymi ze zmianą funkcji szybu L-VI [6]), zwią(po-zane będą w szcze-gólności 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 zjaz-dowo-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 mo-delem 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 możli-wości 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
są zaliczone do nieprzemysłowych, z uwagi na funkcjonowanie ww. szybów do końca ruchu zakładu.
4. Podstawowym ryzykiem, związanym z budową nowego szybu, jest baza zaso-bowa (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 ko-palni „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 zakończe-niu 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 zakończe-niu eksploatacji w rejonie szybów zachodnich. Suplement – aktualizacja analizy ekono-micznej. 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”, Ar-tykuł w Czasopiśmie Naukowo-Technicznym Górnictwa Rud „CUPRUM”, nr 4(69), 2013, s. 83-89.
