7
WYBRANE PROBLEMY LOGISTYKI ODPADÓW DROBNOZIARNISTYCH STOSOWANYCH W PODZIEMNYCH TECHNOLOGIACH GÓRNICZYCH
7.1 WPROWADZENIE
O bow iązek unieszkodliw iania lub odzysku odpadów energetycznych w ynika z ustaw y z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach oraz z ustaw y z dnia 10 lipca 2008 r. o odpadach w ydobywczych. W celu zredukow ania ilości składow anych odpadów drobnoziarnistych na składow iskach podejm ow ane są działania m ające na celu ich odzysk. Zarów no uboczne produkty spalania, a przede w szystkim popioły lotne, ja k i odpady pochodzące z flotacji znajdują swoje zastosow anie w podziem nych technologiach górniczych. Jednak organizacja dostaw tych m ateriałów od źródeł ich pow staw ania aż do m iejsc ich zagospodarow ania w zakładach górniczych jest złożonym procesem , podczas którego pow staje w iele problem ów podłoża technicznego i organizacyjnego. Problem y te są zw iązane głów nie z m ałą retencją zbiorników popiołów lotnych, w yborem odpowiedniej gałęzi oraz środka transportu, ja k rów nież sposób ich załadunku i rozładunku. B ardzo istotną kw estią są także zagadnienia zw iązane z ograniczaniem pylenia ubocznych produktów spalania zarów no w trakcie ich transportu, ja k i podczas prac przeładunkow ych. Innym problem em w ym agającym odpow iednich rozw iązań technicznych i organizacyjnych je st sam proces w ytw arzania m ieszaniny doszczelniającej i jej dostarczania w m iejsce zastosowania.
7.2 ODPADY DROBNOZIARNISTE DOPUSZCZONE DO STOSOWANIA W PODZIEMNYCH TECHNOLOGIACH GÓRNICZYCH
Ze w zględu na zanikanie w Polsce technologii eksploatacji pokładów w ęgla z w ykorzystaniem podsadzki w zakładach górniczych obecnie stosuje się głów nie odpady drobnoziarniste, służące przede w szystkim do doszczelniania zrobów zaw ałow ych [20].
W ysokie opłaty za um ieszczenie odpadów na składow iskach w ynoszące do kilkunastu złotych za M g zm uszają przedsiębiorstw a energetyczne, kopalnie oraz innych w ytw órców do odzysku pow stających odpadów [13]. G rom adzenie odpadów drobnoziarnistych na pow ierzchni ziemi negatyw nie oddziałuje na środowisko poprzez zm iany krajobrazu, zanieczyszczenie w ód gruntow ych oraz lokalne zapylenie okolic składowisk. M asow e poddanie odpadów odzyskow i w podziem nych zakładach górniczych pozw ala na w ykorzystanie ich na potrzeby eksploatacji, zabezpieczenia i likwidacji w yrobisk oraz
uniknięcie problem ów zw iązanych ze składow aniem na powierzchni.
D opuszczonym i do stosow ania w podziem nych technikach górniczych są w szczególności odpady należące do grupy 01, 10, 12, 17, 19 pod w arunkiem prow adzenia tej działalności z uw zględnieniem w łaściw ości odpadów oraz w arunków lokalnych, tak aby ich użycie nie pow odow ało pogorszenia jakości w ód podziem nych [12]. O becnie aż około 85%
m asy lokow anych odpadów pod ziem ią kopalń stanow ią popioły lotne oraz m ieszaniny popiołów lotnych i odpadów z w apniow ych m etod odsiarczania gazów odlotowych.
A ktualnie kopalnie w ęgla zagospodarow ują około 4m ln M g odpadów tego typu rocznie oraz 0,5m ln M g odpadów flotacyjnych [2]. Sporadycznie stosowane m ogą być inne odpady drobnoziarniste, takie ja k np. odpady z cem entowni. W arto podkreślić, że zastosow anie pełnow artościow ych m ateriałów budow lanych w podziem nych technologiach górniczych na m asow ą skalę je st nieuzasadnione ekonom icznie. D o głów nych kierunków zagospodarow ania odpadów drobnoziarnistych w podziem nych technologiach górniczych zalicza się w szczególności:
• doszczelnienie zrobów zawałowych,
• podsadzka sam ozestalająca,
• w ypełnienie zbędnych w yrobisk korytarzowych,
• w ypełnienie starych płytkich pustek w górotw orze,
• w ykonanie pasów i korków podsadzkow ych,
• profilaktykę przeciw pożarow ą i gaszenie pożarów [2].
7.2.1 Uboczne produkty spalania
Szerokie w ykorzystanie w ęgla kam iennego i brunatnego w polskiej gospodarce w iąże się z w ytw arzaniem znaczących ilości ubocznych produktów spalania, których m asa w skali kraju w yniosła w 2012 roku około 21 m ln M g, z czego 4,6 m ln M g stanowiły popioły lotne z w ęgla (odzysk 84%), a m ieszaniny popiołów lotnych i odpadów stałych z w apniow ych m etod odsiarczania gazów odlotow ych 3,8 m ln M g (odzysk 99,9% ) [5]. M iędzynarodow e zobow iązania dotyczące ochrony środow iska zm uszają polski przem ysł energetyczny i ciepłow niczy do stosow ania technologii oczyszczania gazów spalinowych, co je st pow odem w ychw ytyw ania znaczących ilości popiołów lotnych. U boczne produkty spalania (tabela 7.1), charakteryzują się zróżnicow anym składem chem icznym , zależnym przede w szystkim od w ykorzystyw anego przez zakład paliw a i stosow aną technologią oczyszczania spalin [9].
T ab e la 7.1 U boczne p ro d u k ty s p a la n ia d o p u szczo n e do sto so w a n ia w te ch n o lo g iach górniczych
10 01 01 Żużle, popioły paleniskowe (z wyłączeniem pyłów z kotłów z paliw płynnych) 10 01 02 Popioły lotne z węgla
10 01 05 Stałe odpady z wapniowych metod odsiarczania gazów odlotowych Tr 10 01 24 Piaski ze złóż fluidalnych (z wyłączeniem 10 01 82)
10 01 80 Mieszanki popiołowo - żużlowe z mokrego odprowadzania odpadów paleniskowych Tr 10 01 82 Mieszaniny popiołów lotnych i odpadów stałych z wapniowych metod odsiarczania
gazów odlotowych (metody suche i półsuche odsiarczania spalin oraz spalanie w złożu fluidalnym)
Źródło: [14]
Obecnie ponad 70% odpadów poddaw anych odzyskow i w podziem nych zakładach
górniczych stanowi m ieszaninę doszczelniającą, której użycie zapobiega grom adzeniu się m etanu w zrobach oraz redukuje ryzyko pow stania pożaru na skutek m igracji powietrza.
G ruboziarniste uboczne produkty spalania praktycznie nie są stosowane ze w zględu na odejście od technologii podsadzania w yrobisk ścianowych. U ziarnienie nie pozw ala na zastosow anie do doszczelniania zrobów ze w zględu na brak m ożliw ości w niknięcia w pow stałe szczeliny [2].
7.2.2 Odpady z flotacyjnego wzbogacania w ęgli
F lotacja je st procesem w zbogacania m ułów w ęglow ych polegającym na w ykorzystaniu różnic w łasności pow ierzchniow ych minerałów. O dpady z flotacyjnego w zbogacania węgli zaw ierające inne substancje niż niebezpieczne (01 04 81) cechują się bardzo drobnym uziarnieniem , w ynoszącym zazwyczaj poniżej 0,5 mm. Zaw artość substancji węglowej m oże sięgać w nich naw et kilkudziesięciu procent, co często w yklucza ich zastosow anie w budow nictwie. Zaw artość siarki w odpadach flotacyjnych zw ykle przekracza 1%. W Polsce procesom flotacji poddaje się w ęgiel koksujący, natom iast energetyczny jedynie w niektórych zakładach górniczych. Flotow any m ateriał pochodzi głów nie z procesów odw adniania produktów płuczek ziarnow ych oraz [7]. O dpady flotacyjne nie posiadają w łasności wiążących, jedn ak ich uziarnienie pozw ala na lokow anie w zrobach zaw ałowych. R ocznie w Polsce pow staje 1,4 m ln M g odpadów flotacyjnych [4].
7.3 LOGISTYKA ODPADÓW DROBNOZIARNISTYCH
7.3.1 Transport i m agazynow anie ubocznych produktów spalania
U boczne produkty spalania węgla, a przede w szystkim popioły lotne z w ęgla (10 01 02) oraz m ieszaniny popiołów lotnych i odpadów z w apniow ych m etod odsiarczania gazów odlotowych (10 01 82), są pozyskiw ane i dostarczane od przedsiębiorstw energetyki i ciepłownictwa. N a drodze pom iędzy w ytw órcą a zakładem górniczym pojaw ia się m nóstw o w yzw ań dla logistyki, szczególnie w obszarze transportu m agazynow ania w spom nianych odpadów. Ze w zględu na m ałą retencję zbiorników odpady ze spalania m uszą znaleźć swoich odbiorców, poniew aż nie m a m ożliw ości ich długiego m agazynow ania. Jest to szczególnie istotne w okresie grzew czym kiedy takich odpadów je st znacznie więcej. K opalnie w ęgla kam iennego są obok cem entow ni, najw iększym odbiorcą tych odpadów i w ykorzystują je w wielu podziem nych technologiach górniczych.
O rganizacja dostaw ubocznych produktów spalania stanowi złożony system logistyczny. N ajogólniej system logistyczny w literaturze definiow any je st jak o „celow o zorganizow any i zintegrow any w obrębie danego układu przepływ surowców, m ateriałów i w yrobów gotow ych od m iejsca nadania do m iejsca odbioru w raz z tow arzyszącą tem u przepływow i inform acją” [6]. Budow ę takiego system u pom iędzy w ytw órcą a zakładem górniczym prezentuje rysunek 7.1.
Pow stające w procesie spalania w ęgla popioły lotne unoszą się w raz ze spalinami z kom ory paleniskow ej, dlatego też w zakładach energetycznych i ciepłow niczych stosuje się elektrofiltry, których zadaniem je st w yłapyw anie pow stałych pyłów. D zięki elektrofiltrom popioły są w ydzielane i trafiają do lejów popiołowych, skąd są transportow ane do m iejsc składowania. Czynnikam i w pływ ającym i na w ybór rodzaju transportu są ilość oraz właściw ości transportow anego popiołu. D odatkow ym aspektem, który należy brać pod uw agę
je st odległość od m iejsc m agazynow ania oraz czynniki ekonom iczne [3].
Rys. 7.1 System logistyczny p o m ięd zy w y tw ó rcą o d p a d ó w a z a k ła d e m górniczym Źródło: opracowanie własne
M ożliwym i do zastosow ania są:
• transport grawitacyjny,
• transport pneum atyczny,
Systemy transportu graw itacyjnego odpadów drobnoziarnistych służą do pionow ego lub skośnego przem ieszczania odpadów drobnoziarnistych pod w łasnym ciężarem do m iejsc magazynow ania. Z kolei transport pneum atyczny polega na w prow adzeniu w ruch popiołów lotnych przez ruch cząsteczek pow ietrza w rurociągu. R uch pow ietrza pow staje w w yniku różnicy ciśnień pom iędzy początkiem transportu a jeg o końcem [3].
W przypadku transportu pyłów na krótkie odległości (do 100 m) m ogą być stosowane instalacje transportu pneum atycznego niskociśnieniow ego zasilane dm uchawam i, natom iast jeśli odległość do m iejsca m agazynow ania je st dłuższa (do 1000 m) m ożna zastosow ać instalację do transportu pneum atycznego w ysokociśnieniow ego, który zasilany jest sprężarkam i [18]. Jednym z bardziej rozpow szechnionych rozw iązań je st transport pneum atyczny m etodą M TTS (M ulti-Turbuflow -Transport-System ) pozw alający transportow ać popioły naw et na odległość do 1200 m [19].
G ospodarow anie ubocznym i produktam i spalania byłoby bardzo trudne bez odpow iedniego systemu m agazynow ania, który m a m iejsce w dw óch punktach w łańcuchu dostaw:
• na terenie zakładu energetycznego/ciepłow niczego,
• na terenie zakładu górniczego.
Ze w zględu na w ym ogi ochrony środow iska m agazynow anie popiołów lotnych nie m oże odbyw ać się na otw artych składowiskach. Przechow yw anie ubocznych produktów spalania na placach betonow ych je st m ożliw e jedynie w przypadku odpadów o w iększym uziarnieniu (np. żużel).
W przypadku m agazynow ania na terenie elektrow ni popioły lotne są przechow yw ane w
zbiornikach m agazynow ych lub retencyjnych. Są to najczęściej stalowe lub betonow e silosy
• 3
[10] o różnej pojem ności (od setek do tysięcy m ). Rodzaj oraz ilość takich zbiorników zależy od w ielu czynników i stanowi kolejne w yzw anie natury logistycznej. Przykłady silosów na popioły lotne przedstaw ia rysunek 7.2.
Rys. 7.2 Silosy n a p o p io ły lo tn e Źródło: [17, 25]
W ybór rodzaju zbiorników zależy przede w szystkim od:
• przewidywanej ilości w ytw arzanych ubocznych produktów spalania (uw zględniając odchylenia),
• częstotliwości odbioru odpadów.
Ilość produkcji popiołów lotnych je st uzależniona od zapotrzebow ania na energię cieplną i elektryczną, w zw iązku z czym należy m ieć na uw adze znacznie w yższą produkcję odpadów w okresie zim ow ym (listopad-m arzec), a tym samym zapew nić odbiór popiołu w takim czasie aby zbiorniki retencyjne nie uległy całkow item u zapełnieniu, co w konsekw encji m oże skutkow ać koniecznością w ygaszenia kotłów.
Zbiorniki są projektow ane i w ykonyw ane w edług potrzeb inw estorów w zależności od technologicznego system u transportu, składow ania i odbioru popiołów. O dpowiednie w yposażenie techniczne zbiornika, w raz z zastosow aniem system u transportu pneum atycznego Turbu-flow , daje m ożliw ość transportow ania popiołu lotnego w sposób całkow icie pozbaw iony strat na duże odległości i w ysokości [23]. K onstrukcja zbiorników pow inna ponadto pozw alać na zainstalow anie system ów pneum atycznego rozładunku zbiorników oraz system ów bezpośredniego załadunku popiołów lotnych na cysterny sam ochodow e i kolejow e [10]. Zazwyczaj zakłady energetyczne i ciepłow nie posiadają
osobne zbiorniki na odpady kodów 10 01 02 oraz 10 01 82 ze w zględu na w ym agania odbiorców.
N a terenie zakładu górniczego m ogą być w ykorzystyw ane zbiorniki o takiej samej konstrukcji ja k te, które m ieszczą się na terenie elektrowni. Przy m agazynow aniu popiołu lotnego w silosach o dużej objętości bardzo istotny je st sprawny system rozładowczy, poniew aż popiół lotny, w dolnych partiach w ystaw iony w ysokim ciśnieniom , m a tendencję do silnego zgęstnienia oraz obniżenia ciekłości. N iepożądane gęstnienie popiołu lotnego w silosie je st elim inow ane dzięki instalacji leja rozładunkow ego nad dnem silosu, a rozładunek odbyw a się poprzez system rynien pneum atycznych na dnie silosu [25]. N iektóre zakłady górnicze w ogóle nie utrzym ują zbiorników m agazynow ych, a przyw ożony popiół lotny je st bezpośrednio kierow any ze środków transportu do m ieszalnika.
Popioły lotne ze zbiorników retencyjnych w ytw órcy są załadow yw ane na środek transportu zew nętrznego najczęściej z w ykorzystaniem rękaw ów załadow czych. Służą one do załadunku popiołów lotnych do cystern oraz do pojem ników transportow ych i nadają się szczególnie do transportu kolejow ego i sam ochodowego. R ękaw y posiadają w budow any filtr przeciw pyłow y co zm niejsza em isję pyłów podczas operacji załadunku [21]. Przykładow y rękaw załadow czy przedstaw ia rysunek 7.3.
Rys. 7.3 P rzy k ład o w y rę k a w załad o w czy do p o p io łó w lo tn y ch Źródło: [24]
Inną m etodą zabezpieczenia przed pyleniem podczas załadunku m oże być pracująca autom atycznie instalacja odpylania z odpylaczem um iejscow ionym na zbiornikach.
Ze w zględu na zm ieniające się przepisy dotyczące załadunku należy m ieć rów nież na uw adze tonaż środków transportu. W tym celu w ykorzystyw ane są wagi sam ochodow e oraz kolejow e [22] pozw alające na kontrolow anie dopuszczalnej ilość m ateriału na środku transportu oraz na faktyczne rozliczenie się z ilości w ydanego popiołu.
W ybór gałęzi i środków transportu zew nętrznego jakim i będzie w ykonyw ana głów na część drogi popiołów lotnych od w ytw órcy do zakładu górniczego je st problem em dość skomplikowanym.
Głównym dylem atem je st w ybór pom iędzy transportem sam ochodow ym a transportem kolejowym. Transport popiołów lotnych je st organizow any najczęściej przez firmy zew nętrzne posiadające odpow iedni tabor do przew ozu produktów pylistych oraz pozw olenia na ich przew óz (decyzję Prezydenta M iasta w sprawie udzielenia zezw olenia na transport odpadów).
W ielkość zapotrzebow ania kopalni na popioły lotne m oże być różna, jednak ilość i system atyczność odbiorów m ateriału nie je st jedynym kryterium decydującym o w yborze środka transportu. W ażna je st tutaj rów nież lokalizacja kopalni i m ożliw ość bezpośredniego dotarcia transportu w m iejsce rozładunku i w ytw arzania m ieszaniny doszczelniającej.
Transport sam ochodow y je st dobrym rozw iązaniem w przypadku m niejszych ilości dostarczanych odpadów oraz gdy odległość pom iędzy kopalnią a elektrow nią nie je st bardzo duża - je st to podyktow ane przede w szystkim kosztami. D odatkow ym czynnikiem skłaniającym do w yboru tej gałęzi transportu m ogą być w ym agania odbiorcy (kopalni) dotyczące dostarczenia popiołów „do drzw i” .
D o przew ozu popiołów lotnych transportem sam ochodow ym w ykorzystyw ane są:
• ciągniki siodłow e z naczepą typu silos,
• autocysterny typu „beczka”,
• sam ochody otwarte - „w anny”,
• inne, posiadające konstrukcję pozw alającą na nałożenie rękaw a załadow czego [16].
Samochody posiadają różną pojem ność oraz ładow ność w zależności od w ym agań odbiorcy. Jeżeli odpady są transportow ane sam ochodam i otwartym i pow inny być przew ożone
„na m okro” oraz zostać nakryte plandeką. N ależy m ieć na uw adze skład i w łaściw ości przew ożonych odpadów, gdyż niektóre m ieszanki m ogą reagow ać w kontakcie z w odą i stworzyć tym samym zagrożenie dla otoczenia.
W ykorzystanie transportu kolejow ego je st uzasadnione wtedy, gdy ilość transportow anych tow arów je st bardzo duża i transport odbyw a się na dużych odległościach.
Im w iększa długość trasy tym koszt przew ozu je st mniejszy. W zależności od rodzaju oraz ciężaru usypow ego odpadów m ogą one być przew ożone w różnych w agonach zbiornikow ych lub sam ow yładow czych z otw ieranym dachem.
Transport popiołów lotnych w otw artych w agonach stanowi, podobnie ja k w przypadku sam ochodów typu „w anna”, problem techniczny ze w zględu na pylenie podczas przewozu.
N aw et zw ilżanie popiołów nie je st w ystarczającym rozw iązaniem ze w zględu na pylenie podczas załadunku i rozładunku. Ponadto dodatkowym i problem am i są: cem entow anie się wysychającej m asy oraz ryzyko zam arzania ładunku w okresach zimowych. Jednym z rozw iązań jak ie stosow ano w celu zapobieżenia pyleniu w tórnem u było w ykorzystanie środków chem icznych błonotw órczych podczas pow rotu próżnych wagonów. R ozw iązanie to jednak nie przynosiło oczekiw anych efektów, dlatego najczęściej w ykorzystuje się w agony zbiornikowe, które um ożliw iają przew óz popiołów lotnych w stanie suchym oraz załadunek i rozładunek w izolacji od otoczenia. W arto podkreślić, że przew óz ładunków suchych je st bardziej efektywny ekonom icznie ze w zględu na brak balastu [8].
W zależności od gęstości przew ożonych odpadów stosuje się w agony kolejow e o różnej pojemności. N ajczęściej stosowane są w agony przystosow ane do przew ozu m ateriałów sproszkowanych, rozładow yw ane pneum atycznie. N a rysunku 7.4 przedstaw iono przykładow y w agon w łaściw y do przew ozu popiołów lotnych.
Po dotarciu do odbiorcy popioły lotne przew ożone transportem kolejow ym są rozładow yw ane na bocznicach kolejow ych za pom ocą przew odów elastycznych. D ostaw y transportem sam ochodow ym m ogą być rozładow yw ane pneum atycznie lub za pom ocą sprężonego pow ietrza i tym czasow o przechow yw ane w silosach. Istnieje rów nież m ożliw ość bezpośredniego rozładunku do stacji w ytw arzania m ieszaniny doszczelniającej pom ijając fazę
magazynow ania. W polskim górnictw ie w ęgla kam iennego odpady m ieszane są z wodą, a następnie dostarczane rurociągam i do m iejsc zagospodarow ania [11].
k — ¿ M W — m L____ — afaiĆ
Rys. 7.4 W agon 408S o p o jem n o ści 50 m 3 p rzy sto so w a n y do p rzew o zu m a te ria łó w sp ro sz k o w an y c h o ciężarze usypow ym 0,6-1,4 M g/m 3
Źródło: [15]
7.4 GOSPODARKA ODPADAMI POFLOTACYJNYMI I PROCES WYTWARZANIA MIESZANINY DOSZCZELNIAJĄCEJ
W kopalniach o pełnym zakresie w zbogacania odpady poflotacyjne kierow ane są z odm ulników prom ieniow ych do otw artych zbiorników odpadów flotacyjnych (najczęściej baseny betonowe, o w ielkości dostosowanej do potrzeb lokalnych). W m iarę potrzeb doprow adzane są rurociągam i do stacji przygotow ania m ieszaniny doszczelniającej, gdzie w raz z popiołam i lotnymi, sprowadzanym i spoza zakładu górniczego, łączone są z w odą dołową, tw orząc m ieszaninę doszczelniającą. K ażdy zakład górniczy stosujący flotowanie w ęgla posiada w łasne praktyki dotyczące technologii użycia pyłów lotnych oraz odpadów flotacyjnych. Często odpady te są lokow ane oddzielnie ze w zględu na złe dośw iadczenia w utrzym aniu właściwej gęstości m ieszaniny doszczelniającej oraz niekontrolow anego cem entow ania się m ieszanin w rurociągach. N ajw iększym problem em m agazynow ania odpadów flotacyjnych je st ich skłonność do sedymentacji i konieczność ich upłynnienia przed użyciem. Popioły lotne m ają tendencję do chłonięcia pewnej ilości w ody, dlatego należy kontrolować, aby ilość w ody w rurociągu była odpow iednia do ilości m ateriału, tak aby utrzym ać strumień m ieszaniny doszczelniającej.
7.5 WYBRANE PROBLEMY LOGISTYKI ODPADÓW DROBNOZIARNISTYCH
Problem y i dylem aty natury logistycznej pojaw iają się w w ielu m iejscach w całym łańcuchu dostaw. Istotną kwestią, która m oże stanowić dodatkow y problem je st przepływ inform acji pom iędzy poszczególnym i ogniwam i łańcucha dostaw. Podm iotam i uczestniczącym i w łańcuchu są: zakład energetyczny, zakład górniczy oraz pośrednicy (najczęściej zew nętrzni przew oźnicy) zajm ujący się fizyczną dostaw ą odpadów do ostatecznego odbiorcy. Są to niezależne przedsiębiorstw a, pom iędzy którym i nie zaw sze m a m iejsce w łaściw a kom unikacja co m oże przyczyniać się do obniżenia sprawności i elastyczności przepływ u odpadów. W ym iana inform acji i dobra kom unikacji pozw alają na koordynację codziennej działalności oraz na prognozow anie i planow anie przyszłego
zapotrzebow ania [1].
W artykule skupiono się jedynie na opisie w ybranych problem ów o charakterze logistycznym - uniem ożliw iających system atyczne i planow e kierow anie m ieszanin doszczelniających na dół kopalni. Opis poszczególnych zagadnień prezentuje tabela 7.2.
T ab ela 7.2 Opis i id en ty fik ac ja p ro b le m ó w w ań c u c h u d o s ta w o d p ad ó w d ro b n o z ia rn isty c h
Lp. Problem Opis problemu
A
Sezonowość produkcji ciepła i energii
Ze względu na sezon grzewczy wytwarzanie ubocznych produktów spalania nie ma charakteru stałego. Problem stanowi znalezienie odbiorców w momencie zwiększonej produkcji ciepła, a w konsekwencji odpadów.
B1
Retencja zbiorników ubocznych produktów spalania
Problemem jest dobór zbiorników ubocznych produktów spalania o pojemności adekwatnej dla poziomu produkcji. Zbyt mała retencja grozi koniecznością wygaszenia kotłów przy nagromadzeniu odpadów. Z kolei utrzymywanie zbiorników o zbyt dużej pojemności jest nieuzasadnione ekonomicznie.
Pylenie ubocznych produktów spalania
Koniecznością jest utrzymywanie szczelnej instalacji umożliwiającej bieżący załadunek bez negatywnego wpływu na otoczenie.
B2
Retencja kopalnianych zbiorników popiołów lotnych
Zakład górniczy nie jest zainteresowany posiadaniem zbiorników o nadmiernej pojemności ze względu na koszty. W przypadku stanów awaryjnych w zakładzie górniczym koniecznością może okazać się przekierowanie dostawy popiołów lotnych.
Pylenie ubocznych produktów spalania
Problemem jest utrzymanie szczelności instalacji przy rozładunku środków transportu i przesyłu popiołów lotnych wewnątrz zakładu.
Wilgoć w instalacjach transportu i magazynowania popiołów
W przypadku zawilgocenia zbiorników lub instalacji następuje cementowanie się odpadów elektrownianych. Likwidacja skutków jest kłopotliwa i groźna dla zdrowia pracowników ze względu na obecność wolnej krzemionki w popiołach lotnych.
C
Ilość stacji załadunku
W przypadku, gdy transport ubocznych produktów spalania jest wykonywany zarówno transportem samochodowym, jak i koleją może powodować to powstanie kolejek środków transportu oczekujących na załadunek.
Wykorzystanie ładowności środka transportu
Problemem jest pełne wykorzystanie ładowności i pojemności środka transportu ze względu na różnice w ciężarze nasypowym ubocznych produktów spalania.
Wybór gałęzi transportu
Wybór gałęzi transportu jest uzależniony od wielkości zapotrzebowania na popioły lotne, systematyczność odbioru, umiejscowienie zakładu górniczego oraz możliwości bezpośredniego dotarcia odpadów do miejsc rozładunku.
D
Oczekiwanie na rozładunek
Dostawy popiołów z kilku zakładów energetycznych jednocześnie zmuszają do oczekiwania na rozładunek. Pojawia się konieczność ustalenia harmonogramu dostaw w oparciu o potrzeby zakładu energetycznego oraz odbiorcy.
Ustawienie
wagonów zaworami do instalacji rozładunkowej
Może zaistnieć sytuacja gdy skład jest ustawiony niewłaściwie do krawędzi rozładunku i zmusza do obrócenia składu. Sytuacja może zdarzyć się zwłaszcza w przypadku przekierowania składu do innego zakładu górniczego.
E
Retencja zbiornika odpadów
flotacyjnych
Magazynowanie odpadów poflotacyjnych w zbiorniku o dużej pojemności w stosunku do potrzeb powoduje zjawisko sedymentacji ziarn. Zbyt mały zbiornik powoduje zaburzenia w ruchu zakładu przeróbczego o pełnym zakresie wzbogacania.
F
Cementowanie się mieszaniny doszczelniającej
Konieczna jest aplikacja właściwej ilości wody oraz lokowanych odpadów.
Niejednokrotnie koniecznością jest osobne wytwarzanie mieszanin popiołów lotnych oraz odpadów poflotacyjnych.
G
Stałość odbioru mieszanin doszczelniaj ących
Właściwe planowanie eksploatacji górniczej pozwala na stały i systematyczny poziom odbioru mieszaniny doszczelniającej.
Źródło: opracowanie własne
W skazane w pracy problem y logistyczne nie są jedynym i problem am i w ystępującym i
podczas dostawy oraz aplikow ania odpadów drobnoziarnistych. W ażnym punktem są tutaj rów nież aspekty: ochrony środow iska oraz bezpieczeństw a i higieny pracy, głów nie w kwestii skutków pylenia.
M iejsca w ystępow ania problem ów logistycznych zostały zaznaczone na rysunku 7.5.
8 l V:
Rys. 7.5 M iejsca w y stę p o w a n ia p ro b le m ó w zw iązany ch z lo g isty k ą o d p ad ó w d ro b n o z ia rn isty c h do z a k ła d ó w górniczych o p e łn y m z a k re sie w zb o gacan ia Źródło: opracowanie własne
PODSUMOWANIE
W literaturze brak je st kom pleksow ych opracow ań dotyczących logistyki m ateriałów (odpadów ) służących do w ytw arzania m ieszanin stosow anych w podziem nych technologiach górniczych. D uża ilość rozw iązań technicznych i organizacyjnych utrudnia w yciągnięcie jednakow ych w niosków dotyczących przyw ozu i zagospodarow ania odpadów z zakładów energetycznych do górniczych. W ym iana dobrych praktyk w zakresie technologii w ytw arzania, przew ozu oraz m agazynow ania odpadów m ogłaby przyczynić się do popraw y łańcucha logistycznego ubocznych produktów spalania oraz odpadów poflotacyjnych.
A utorzy składają serdeczne podziękow ania G rupie C E Z P rodukty Energetyczne P olska Sp. z o.o.
za inform acje i p o m o c w tworzeniu artykułu.
LITERATURA Pozycje zw arte
1. K ot S., Starostka-Patyk M.: Zarządzanie łańcucham i dostaw, W W Z Politechniki Częstochowskiej, C zęstochow a 2009.
2. Palarski J., Plew a F., M ysłek Z.: O dzysk i unieszkodliw ianie odpadów w górnictw ie podziem nym , W ydaw nictw o Politechniki Śląskiej, G liw ice 2012.
3. Piątkiew icz Z.: Transport pneum atyczny, W ydaw nictw o Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999.
4. R a po rt o stanie środow iska w w ojew ództw ie śląskim w 2012 roku, W IOŚ K atow ice 2013.
5. R ocznik statystyczny, O chrona środow iska 2012, Główny U rząd Statystyczny 2013.
6. Słownik term inologii logistycznej, Seria B iblioteka Logistyka, ILiM, Poznań 2006.
A rtykuły
7. A lwaeli M ., Czech Ł.: M ożliw ości gospodarczego w ykorzystania odpadów poflotacyjnych, A rchiw um Gospodarki O dpadam i i Ochrony Środowiska, Tom 11, N r
3/2009.
8. B edła A. L.: Zagadnienie ochrony środow iska naturalnego p r zy w yw ozie w agonam i paleniskow ych odpadów elektrownianych, Trakcja i w agony. N r 1/1987.
9. Galos K., U liasz-B ocheńczyk A.: Źródła i użytkowanie popiołów lotnych ze spalania w ęgli w Polsce, G ospodarka surowcam i m ineralnym i, Tom 21, Zeszyt 1/2005.
10. M agazynow anie popiołów lotnych, Transport i Logistyka, W ydanie targow e SyM as 2012.
11. Piotrow ski Z., Łukow icz K.: Stosow ania popiołów lotnych dla celów profilaktyki poża row ej i m etanow ej na przykładzie K W K „ B rzeszcze”, G órnictw o i Geoinżynieria,
Zeszyt 1/2007.
A kty prawne
12. D yrektyw a 2006/118/W E Parlam entu Europejskiego i R ady z dnia 12 grudnia 2006 r. w sprawie ochrony w ód podziem nych przed zanieczyszczeniem i pogorszeniem ich stanu D ziennik U rzędow y L 372 , 27/12/2006 P. 0019 - 0031.
13. O bw ieszczenie M inistra Środowiska z dnia 13 sierpnia 2013 r. w sprawie w ysokości stawek opłat za korzystanie ze środow iska na rok 2014 (M onitor Polski 2013 poz. 729).
14. R ozporządzenie M inistra Środow iska z dnia 27 w rześnia 2001 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. 2001 nr 112 poz. 1206).
Źródła internetow e 15. w ww .cem et.pl
16. w w w .cezpolska.pl/pl/cez-w -polsce/cez-produkty-energetyczne-polska-sp-z-o-o.htm l 17. w w w .chem adex.com .pl/
18. w w w .elw o.com .pl/produkty/instalacje-do-transportu-pylow 19. w w w .energom ar-nord.com .pl/turbuflow .htm l
20. w w w .gornictw o.w np.pl/podsadzka-poszla-do-lam usa,71011_1_0_0.htm l 21. w w w .hennlich.pl/uploads/H EN N LIC H _R ekaw y_zaladow cze.pdf
22. w w w .m iary-w agi.com .pl/produkty/w agi_kolejow e/13
23. w w w .pow derandbulk.pl/pl-PL/zelbetow e_zbiorniki_popiolu.htm l 24. w w w .tbm a.com /en/products/bulk-loading-chutes/
25. w w w .zbiorniki-silosy.pl/
WYBRANE PROBLEMY LOGISTYKI ODPADÓW DROBNOZIARNISTYCH STOSOWANYCH W PODZIEMNYCH TECHNOLOGIACH GÓRNICZYCH
S treszczen ie: Celem artykułu było wskazanie i scharakteryzowanie wybranych problemów natury logistycznej związanych z dostarczaniem popiołów lotnych oraz odpadów poflotacyjnych stosowanych w podziemnych technologiach górniczych. W pracy przedstawiono łańcuch dostaw ubocznych produktów spalania od wytwórców do zakładu górniczego. Opisano kolejno występujące po sobie operacje logistyczne: magazynowanie, załadunek, transport i rozładunek odpadów.
Scharakteryzowana została również gospodarka odpadami poflotacyjnymi oraz przedstawiono proces wytwarzania mieszaniny doszczelniającej i je j dostarczania do miejsc zastosowania. W artykule zidentyfikowano problemy pojawiające się na każdym etapie dostarczania odpadów.
Słow a kluczow e: doszczelnianie zrobów, logistyka, odpady drobnoziarniste, popioły lotne
mgr Karina HERMANN, mgr inż. Krzysztof KURUS Politechnika Śląska, Wydział Organizacji i Zarządzania Instytut Inżynierii Produkcji
Zakład Zarządzania Jakością i Bezpieczeństwem ul. Roosevelta 26, 41-800 Zabrze, Polska
e-mail: Karina.Hermann@polsl.pl; Krzysztof.Kurus@polsl.pl
