Przegląd Górniczy, 2014, nr 12

(1)

12/2014

OW ST AR ZY SZENIE

INŻYNIERÓW I TECHN IKÓ

W

GÓ

N R TW IC A

(2)

(3)

(4)

MIESIĘCZNIK STOWARZYSZENIA INŻYNIERÓW I TECHNIKÓW GÓRNICTWA

PRZEGLĄD GÓRNICZY

założono 01.10.1903 r.

Nr 12 (1105) grudzień 2014 Tom 70 (LXX)

*⁾ AGH w Krakowie.

UKD 622.333.33: 622.001.81

Treść: Autor nawiązuje do postulatu profesorów Józefa Dubińskiego i Mariana Turka, aby mierzyć i poprawiać w kopalniach węgla kamiennego ich produktywność. Proponuje stosowanie alternatywnego wskaźnika produktywności (WP). Podaje sposób funk- cjonowania tego wskaźnika oraz warunki i efekty jego wdrożenia w kopalniach. Zwraca się do WŁAŚCICIELA GÓRNICTWA węgla kamiennego z apelem o powszechne stosowanie proponowanego wskaźnika w kopalniach.

Abstract: The author refers to the postulates put forward by professors Józef Dubiński and Marian Turek who assume to measure and improve the productivity in hard coal mines. He proposes an alternative productivity index (PI). He also presents the way of functioning of this index and the conditions and effects of its implementation in mines. He appeals to THE OWNER OF THE MINING INDUSTRY in the field of coal for common application of the proposed index in mines.

Prof. dr hab. inż. Andrzej Lisowski*⁾

Zacznijmy w górnictwie węgla kamiennego mierzyć produktywność kopalń

PoLEmIkI – DYskusjE

Let’s begin to measure the productivity of mines in the mining industry.

Polemics – discussion

Słowa kluczowe:

górnictwo węgla kamiennego, polemiki, dyskusje, produktywność Key words:

hard coal mining industry, polemics, discussions, productivity

1. Wprowadzenie

Ciekawy i znaczący artykuł prof. dr. hab. inż. Józefa Dubińskiego i prof. dr. hab. inż. Marian Turka – opublikowany w Przeglądzie Górniczym 2014 nr 4 [1] – zwrócił moją uwagę przede wszystkim jako wyraz dążenia Autorów do lepszego wykorzystania węgla kamiennego w polskiej gospodarce.

Ten jego walor podkreślałem w uwagach opublikowanych w sierpniu 2014 r. [9].

Przyznaję, że sposób mierzenia produktywności zapro- ponowany przez Autorów – budził od początku moje wątpli- wości, ale wówczas sprawę tej różnicy poglądów pomijałem.

konstruowanie pojęcia produktywności jako swoistej syn- tezy (konglomeratu?) sześciu różnych, znanych wskaźników, charakteryzujących techniczne i ekonomiczne wyniki pracy kopalń – wydawało mi się skomplikowane. Przypomnę, że Autorzy zaproponowali do mierzenia produktywności kopalń:

wydajność osiąganą na pracownika ogółem (całej kopalni) i pracownika dołowego, wyrażoną w tonach, w tonach paliwa umownego (tpu) oraz w przychodach ze sprzedaży.

Wątpliwości semantyczne wywoływał też sam termin:

produktywność – dość powszechnie używany w przemy-

słach przetwórczych, wytwarzających dobra z określonego wsadu. Jak wiadomo – istotną cechą górnictwa jest to, że jego produkcja polega głównie na pozyskiwaniu złoża a nie na wytwarzaniu dóbr z dostarczanych składników. Jakość i koszt bieżącej produkcji kopalni zależy więc nie tylko od aktualnie kreowanych warunków – ale też od warunków naturalnych złoża, od rozwiązań zastosowanych kiedyś w budowanej kopalni i także od sposobu wcześniej prowadzonej eksplo- atacji. Oznacza to, że w górnictwie pojęcie produktywności – jeżeli zastosujemy ten termin – nigdy nie będzie „tożsame”

z pojęciem produktywności w przemysłach przetwórczych.

Uznając jednak – w stu procentach – podniesioną przez profesorów Dubińskiego i Turka – pilną potrzebę stosowania w naszym górnictwie węgla kamiennego skutecznej miary wysiłku produkcyjnego kopalń – zastrzeżenia semantyczne – skreśliłem. Zacząłem szukać wskaźnika (nie stosowanego dotychczas), który mógł by się stać – w zarządzaniu – po- wszechnie stosowaną miarą tego wysiłku i równocześnie miarą produkcyjnej kondycji kopalń. Brałem przy tym pod uwagę, że miernik ten powinien mieć możliwie prostą konstrukcję i możliwie czytelnie wskazywać działania pro- wadzące do poprawy tej kondycji.

Tak ukierunkowane myślenie doprowadziło do propo- zycji wskaźnika produktywności (WP) – alternatywnego w stosunku do inicjalnej propozycji profesorów Dubińskiego

(5)

i Turka. W dalszym wywodzie będę usiłował przekonać Ich – i także zainteresowanych decydentów – do zgłoszonej propozycji. Mam nadzieję, że mi się to uda; że zechcą po- przeć wdrożenie swojej inicjatywy w alternatywnej wersji.

Mam też nadzieję, że wersja ta zostanie zaakceptowana do wdrożenia w kopalniach – zarówno przez WŁAŚCICIELA górnictwa węgla kamiennego, jak jego wiodącą kadrę. Nie mam najmniejszych wątpliwości, że stosowanie wskaźnika (wraz z odnośną procedurą i analityką) – znacząco poprawi skuteczność operatywnego zarządzania i kondycję branży.

2. Alternatywny wskaźnik produktywności (WP) Poszukiwanie możliwe prostego i odpowiednio skuteczne- go wskaźnika (miernika) produktywności – doprowadziło do pracy, którą opublikowałem w Przeglądzie Górniczym przed ponad czterdziestu laty – we wrześniu 1968 r. [3]. Po pół- rocznym stażu w brytyjskim znacjonalizowanym górnictwie węglowym (NCB) – usiłowałem tą publikacją spopularyzo- wać w naszym górnictwie rozwijany tam wówczas system standardów.

Pisząc artykuł popularyzujący metodę potencjałów – tak została nazwana polska wersja systemu standardów – dys- ponowałem już dość dużym doświadczeniem ze stosowania tej metody w polskich kopalniach. Na podstawie zgody ówczesnego wiceministra mgr inż. E. Porąbki – rozległe prace rozwojowe i wdrożeniowe prowadził wówczas Ośrodek Ekonomiki i Organizacji GIG, którym kierowałem. Artykuł zawiera więc obszerną charakterystykę i wiele szczegółów metody potencjałów.

Aby uprościć dalszy przekaz – z obszernej charaktery- styki podanej w przywołanym artykule – przypomnę tylko podstawową konstrukcję i te zasady funkcjonowania metody potencjałów, które wykorzystałem w proponowanym alter- natywnym wskaźniku produktywności (WP). Ujmuję je w 5 punktach.

1. Fundamentem metody jest przyjęty podział czasu funkcjonowania przodków ścianowych pozostających w fazie produkcji – zilustrowany rysunkiem 1. Czas obłożony załogą produkcyjną jest określany jako czas dyspozycyjny (T_d). Na czas wykorzystany (T_w) składa się czas efektywny pracy kombajnu (T_e) oraz potrzebny czas przerw operacyjnych (T_o) i przygotowawczych (T_p) – zapewniających sprawne funkcjonowanie kombajnu (struga). Cały nie wykorzystany czas dyspozycyjny jest czasem straconym (T_s).

2. Rzeczywiście osiągany czas efektywny (T_e^r) oraz czas przerw operacyjnych (T_o) i przygotowawczych (T_p) – wy-

znacza się metodą czujnikowego pomiaru i chronometrażu.

Wyznaczając rzeczywisty czas efektywny (T_e^r) określa się również – właściwy dla danej ściany, uśredniony w procesie pomiaru – tonaż urobku uzyskiwany w jed- nostce czasu efektywnego (T_e^r); (ewentualnie kubaturę).

Wartość tę – dla potrzeb dalszej prezentacji – określam symbolem (q).

3. W następnym kroku, dla rozpatrywanej ściany, wyznacza się jej potencjalny czas efektywny (T_e^p). Przyjmuje się, że jest to jej czas dyspozycyjny (T_d) pomniejszony o czas nie- zbędnych przerw operacyjnych (T_o) i przygotowawczych (T_p). Jeżeli nie występują dopuszczone instrukcją – odpowiednio udokumentowane przyczyny utrzymywania czasu nieobłożonego (T_n) – to do potencjalnego czasu efektywnej pracy ściany (T_e^p) dolicza się cały czas nieobłożony (T_n).

Utrzymywanie czasu nieobłożonego dopuszcza się tylko w przypadkach wymuszonych stanem technicznym kopalni (np. niewydolności transportu).

T_e^p = T_d – T_o – T_p + T_n

4. Iloczyn potencjalnego czasu efektywnego T_e^p i wartości q wyznacza produkcyjny potencjał Q^p tej konkretnej ściany (Q^p = T_e^p·q). Mówiąc bardziej opisowo: potencjał produkcji Q^p jest to technicznie i ekonomicznie uzasad- nione wymaganie stawiane przed daną ścianą w zakresie produkcji. Wartość potencjału (Q^p) jest tym większa, im więcej dni w kalendarzowym tygodniu ściana jest obło- żona załogą produkcyjną oraz im mniejszy jest w każdym dniu zarówno czas nieobłożony (T_n), jak czas stracony na nieprzewidziane postoje i awarie (T_s1…T_sn). Tak jak rze- czywisty czas efektywny T_e i czas przewidywanych przerw technologicznych (T_o, T_p) – również rzeczywisty czas nieobłożony (T_n) i stracony (T_s) – określa się odpowiednią ewidencją lub pomiarem (ewentualnie chronometrażem).

5. Stosunek produkcji rzeczywiście osiągniętej (bez chodni- ków) przez ścianę (Q^r) do jej potencjału produkcyjnego (Q^p) – określałem w przywołanej metodzie potencjałów – jako wskaźnik sprawności (s). Przyjmowałem przy tym, że wskaźnik ten może być określany – cytuję: „(…) dla pojedynczej ściany lub grupy ścian, dla jednej kopalni lub np. dla zjednoczenia” (…) [3]. Właśnie ten wskaźnik proponuję teraz – przyjąć jako miarę produktywno- ści zarówno ścian, jak kopalń i większych jednostek organizacyjnych.

, (niemianowany lub w %%) gdzie:

WP – wskaźnik (miernik) produktywności ustalony dla określonej jednostki produkcyjnej w określonej jednostce czasu; aktualny dopóki warunki funkcjonowania ściany (ścian) nie uległy zmianie,

m – indeks górny określa jednostkę czasu np. zmianę, dobę, tydzień kalendarzowy, miesiąc¹,

i – indeks dolny określa jednostkę produkcyjną np.

ścianę, grupę określonych ścian, kopalnię, grupę kopalń, całe górnictwo węgla kamiennego¹, Q^r – rzeczywista produkcja ścian w rozpatrywanej jed-

nostce w określonym czasie (bez chodników), Q^p – potencjał produkcyjny jednostki określonej w licz-

niku, w rozpatrywanym czasie.

Rys. 1. Podstawowy podział czasu (przyjęty z metody potencja- łów [2]) wykorzystany w konstrukcji i analityce wskaź- nika produktywności (WP)

Fig. 1. Basic time sharing (assumed from the potential method [2]) used for the design and analytics of the productivity

index (PI) ¹ Indeksy m oraz i mogą być zastąpione objaśniającym opisem w tekście.

(6)

Moim zdaniem – wskaźnik WP prościej i lepiej mierzy produktywność niż trudna w interpretacji sześciowskaźnikowa miara proponowana w artykule przywołanym we wprowadze- niu. Przy tym, myślenie kadry posługującej się tym wskaźni- kiem ukierunkowuje bardziej konkretnie na te działania, które skutecznie prowadzą do poprawy mierzonej produktywności.

Ten aspekt proponowanego wskaźnika naświetlę dokładniej w kolejnym podrozdziale.

W tym miejscu przypomnę przyczyny, które przekreśliły możliwość wykorzystania metody potencjałów do uspraw- niania operatywnego zarządzania w kopalniach węgla kamiennego.

Otóż w epoce PRL, decyzję o wycofaniu z naszego gór- nictwa tej metody, która była już dobrze oceniana w pilotu- jących kopalniach – podjął ówczesny minister Jan Mitręga.

Decyzję uzasadniał obawą przed ujawnieniem dużych rezerw produkcyjnych posiadanych w już czynnych ścianach – co doprowadziłoby do ograniczenia funduszy inwestycyjnych potrzebnych na modernizację kopalń [6]. W ówczesnych politycznych i gospodarczych warunkach PRL, obawy te nie były pozbawione podstaw.

Natomiast w okresie rynkowej transformacji i w ostatnich latach – przyczyna nie sięgnięcia po metodę potencjałów była bardziej skomplikowana. Jej praprzyczyną było balcerowi- czowskie „usamodzielnienie” kopalń (likwidacja koncernowej struktury górnictwa) i ich ukierunkowanie na wzajemną kon- kurencję – zamiast na zintegrowany wysiłek modernizacyjny i wymianę doświadczeń. Sednem przyczyny, która spra- wiała, że metoda potencjałów była górnictwu zwyczajnie niepotrzebna – była nieudolność WŁAŚCICIELSKIEGO ZARZĄDZANIA oraz bierność wiodącej kadry – zarówno w praktyce zarządzania jak w nauce.

Czy szanse na wykorzystanie koncepcji metody potencja- łów w postaci proponowanego miernika produktywności (WP) – już przestały być blokowane – pokaże przyszłość.

3. Warunki i efekty wykorzystania wskaźnika produk- tywności (WP)

Można sobie wyobrazić sztygara oddziałowego, który w swojej ścianie – do oceny swoich osiągnięć produkcyj- nych – zastosuje wskaźnik produktywności (WP). Jednak prawdopodobieństwo wystąpienia takiego przypadku w praktyce – jest znikome. Atrakcyjność i skuteczność tego wskaźnika – jako instrumentu podnoszenia technicznej i ekonomicznej efektywności produkcji górniczej – zależy bowiem w sposób istotny od skali zastosowania. Mówiąc bardziej precyzyjnie – zależy głównie od wykorzystania w porównawczej analizie doświadczeń technicznych i organizacyjnych gromadzących się w większej liczbie jednostek produkcyjnych (ścian, kopalń).

Z tej konstatacji wynika, że aby w pełni wykorzystać moż- liwości i walory wskaźnika produktywności (WP), należy go stosować w dużej skali, np. w dużej grupie kopalń lub najkorzystniej – w całym górnictwie węgla kamiennego. Ten warunek implikuje kolejne istotne wymagania – mianowicie:

stosowanie wskaźnika powinno być regulowane rygorystycz- nie przestrzeganą instrukcją oraz oprogramowaniem wymu- szającym przestrzeganie przyjętych procedur – co w łącznym działaniu powinno zapewnić porównywalność generowa- nych ocen i instruktywność gromadzonych doświadczeń.

W instrukcji stosowania wskaźnika, najistotniejsze są ustalenia przyjęte dla określania efektywnego – rzeczywistego i potencjalnego – czasu pracy ścianowego kombajnu oraz dla określania czasu wykonywania obowiązkowych czynności operacyjnych i przygotowawczych. Istotne i także najtrud-

niejsze będzie opracowanie takiej klasyfikacji czasu przerw i awarii (T_s1...T_sn), która otwierałaby najkrótszą drogę do ich eliminacji. W sumie, jednak – przy aktualnym stanie oczuj- nikowania kombajnów i precyzji obowiązujących instrukcji ich obsługi oraz funkcjonujących w kopalniach systemach zbierania informacji dyspozytorskich – nie jest to problem, który może być rozpatrywany jako przeszkoda zniechęcająca do stosowania proponowanego wskaźnika produktywności (WP).

Sądzę, że odpowiedni zespół powołany do przygotowa- nia potrzebnej instrukcji stosowania wskaźnika WP potrafi opracować ją w ciągu miesiąca – ewentualnie dwóch. Nie więcej czasu powinno zająć przeszkolenie kopalnianych instruktorów wdrażających ten wskaźnik do rutynowe- go stosowania – wraz z inicjalną wersją oprogramowania.

Rozruch praktycznego stosowania wskaźnika – także nie powinien trwać dłużej niż kwartał. W sumie – jestem o tym przekonany – wdrożenie do praktyki kopalń proponowanego wskaźnika WP – jest więc – w propozycji do efektów moż- liwych do osiągnięcia – przedsięwzięciem bardzo łatwym!

O zaspokojeniu bądź zignorowaniu elementarnej potrze- by mierzenia i analizowania w dużej między kopalnianej skali – potencjalnej zdolności produkcyjnej ścian – uru- chamianych przecież wielomilionowym nakładem kapitału i liczną obsadą kadrową – przesądzi przede wszystkim decyzja WŁAŚCICIELA kopalń. Ewentualnie, wola nadrzędnych de- cydentów realizowanej polityki gospodarczej rządu. W jej aktualnych uwarunkowaniach, znamiennych swoistą blokadą tendencji do integracji w górnictwie węgla kamiennego jego wysiłku na rzecz poprawy osiąganej efektywności – podjęcie tego rodzaju decyzji przez Zarządy naszych dużych jednostek produkcyjnych – może okazać się trudne.

W tym kontekście zwrócę uwagę, że uruchomienie na bazie analityki wskaźnika produktywności (WP) – między – kopalnianych analiz porównawczych wykorzystania poten- cjału przodków ścianowych – byłoby najprostszą realizacją metody RÓWNANIA DO NAJLEPSZYCH – stosowanej w górnictwie już przed wojną przez profesora Bolesława Krupińskiego. Stosując ją, potrafił uchronić kopalnię „Rymer”

przed zamknięciem i doprowadził całe Rybnickie Gwarectwo do wysokiej efektywności.

Podobne, nadspodziewanie duże, efekty może przynieść stosowanie w skali całego górnictwa węgla kamiennego – analityki generowanej proponowanym wskaźnikiem pro- duktywności (WP). Na możliwość tę wyraźnie wskazuje fakt, że w niektórych kopalniach średnia dobowa produkcja ścian wynosi zaledwie kilkaset ton, natomiast w innych kopalniach potrafi osiągać parę – i nawet kilka tysięcy ton. Nie potrafiłem dotrzeć do wskaźników określających osiągnięcia produk- cyjne w skali kalendarzowego tygodnia, ale w tym układzie występujące zróżnicowanie ścian jest niewątpliwie jeszcze większe. To właśnie analityka porównawcza ukierunkowana na ujawnianie i sposoby usuwania zarówno technicznych, jak organizacyjnych przyczyn zróżnicowania – kreuje możliwość osiągnięcia wskazanych efektów.

Gdyby udało się wdrożyć do powszechnego stosowania w górnictwie węgla kamiennego wskaźnik produktywności (WP) – to być może zostałaby utorowana droga do wdrożenia we wszystkich kopalniach jednolitych i prawidłowych zasad wyznaczania rejonów rozliczeniowych i obiektów – w funk- cjonującym w kopalniach terytorialnym układzie rozliczania zaszłości. To właśnie brak tego rodzaju zasad – obowiązują- cych w procesie rejonizacji² – niweczy skuteczność teryto-

2 Propozycję zasad podałem w „Podręczniku stosowania systemu SRK”

[3] – dokumentacja GIG (2003 r.).

(7)

rialnego układu. Przekreśla też możliwość stosowania sytemu SKK [4], który dawał szansę wykorzystania przynajmniej podstawowych możliwości tego, niezbędnie potrzebnego, układu rozliczeniowego.

Dodam jeszcze, że cała analityka uruchamiana wdroże- niem wskaźnika produktywności (WP) powinna się znaleźć w układzie rozliczeniowym procesów – jako istotnego członu trójukładowego systemu rozliczeń, proponowanego od daw- na dla górnictwa węgla kamiennego [5]. Ułatwi to integrację mierników stosowanych w tej (WP) analityce z miernikami kosztu i ekonomicznej efektywności. Niestety, układ procesów – w znacznym stopniu warunkujący dźwignięcie na wyższy poziom efektywności zarządzania w górnictwie – wciąż oczekuje na opracowanie i wdrożenie – w miejsce skrajnie przestarzałego „Wykazu stanowisk kosztów”. Przypominałem o tym niedawno, namawiając prof. dr. hab. inż. Romana Magdę, aby w swej katedrze podjął prace nad przygotowaniem i wdrożeniem tego układu do praktyki kopalń ([7] str. 7 i 8).

4. Zakończenie

Postulat prof. dr. hab. inż. Józefa Dubińskiego i prof. dr.

hab. inż. Mariana Turka, opublikowany w zeszycie 2014 nr 4 Przeglądu Górniczego – aby w naszym górnictwie węgla kamiennego skuteczniej mierzyć, analizować i poprawiać produktywność kopalń – zasługuje niewątpliwie na poparcie i realizację w praktyce zarządzania.

Do Ich inicjalnej propozycji zgłosiłem w tym artykule propozycję alternatywnego miernika produktywności (WP).

Propozycja wywodzi się ze znanej – niestety nie stosowanej – metody potencjałów. Proszę panów Profesorów o poparcie tej propozycji, gdyż – jak sądzę – może skuteczniej zapew- nić wzrost produktywności w kopalniach niż propozycja inicjalna.

Zwracam się też do WŁAŚCICIELA GÓRNICTWA WĘGLA KAMIENNEGO Z APELEM o podjęcie decyzji umożliwiającej wdrożenie wskaźnika produktywności (WP) do powszechnego stosowania w kopalniach tego sektora. Decyzja ta niewątpliwie doprowadzi do znaczącej poprawy proefektywnościowej skuteczności operatywnego zarządzania w kopalniach i w ich jednostkach nadrzędnych.

W aktualnej trudnej sytuacji sektora – ta poprawa jest ko- nieczna.

Można mieć nadzieję, że wdrożenie wskaźnika pro- duktywności (WP) zachęci WŁAŚCICIELA GÓRNICTWA WĘGLA KAMIENNEGO – do przeprowadzenia komplek- sowej oceny sprawności (swoistego audytu) stosowanych w kopalniach: podstawowych systemów ewidencji i analizy zaszłości oraz podejmowania decyzji rozwojowych (plani-

stycznych) – przesądzających o ich (kopalń) kondycji. Taka analiza może (powinna!) doprowadzić do podjęcia – pilnie potrzebnych – intensywnych prac nad integracją i proefektyw- nościowym usprawnieniem wskazanych systemów w całym górnictwie węgla kamiennego.

Usprawnienie systemów obsługujących zarządzanie funkcjonujące w górnictwie węgla kamiennego – nie jest jedynym, ale jednym z istotnych warunków uchronienia kopalń i grupujących je Spółek przed kryzysem grożącym upadłością. Może też zmniejszyć zagrożenie zastosowaniem do wyprowadzenia ich z kryzysu – tych samych metod (stoso- wanych w tzw. restrukturyzacji), którymi w okresie rynkowej transformacji – całe nasze górnictwo węgla kamiennego zostało doprowadzone do fatalnej degradacji [8].

We wrześniowym Zeszycie Przeglądu Górniczego (2014 nr 9) ukazał się artykuł prof. dr. hab. inż. Andrzeja Karbownika i dr. hab. inż. Krzysztofa Włodarskiego, w którym lansują zastosowanie wskazanych metod do wyprowadzenia z kryzysu Kompanii Węglowej [2]. Uważam, że propozycja restruktu- ryzacji, której sednem jest zamknięcie 4 kolejnych kopalń i likwidacja 10 tysięcy miejsc pracy – jest błędna.

Literatura

1. Dubiński J., Turek M.: Wzrost produktywności i bezpieczeństwa pracy w kopalniach szansą na funkcjonowanie i rozwój górnictwa węgla kamiennego w Polsce. Przegląd Górniczy 2014 nr 4.

2. Karbownik A., Włodarski K.: Koncepcja restrukturyzacji spółki węglo- wej. Przegląd Górniczy 2014 nr 9.

3. Lisowski A.: Potencjały jako narzędzie operatywnej analizy i kontroli pracy ścian kombajnowych. Przegląd Górniczy 1968 nr 9.

4. Lisowski A.: Szansa na nowoczesność monitoringu i stymulacji eko- nomicznej efektywności wnętrza podziemnych kopalń – system SRK.

Przegląd Górniczy 2003 nr 7–8.

5. Lisowski A.: Szanse wdrożenia w górnictwie węgla kamiennego trój- układowego monitoringu i analityki wnętrza podziemnych kopalń.

Przegląd Górniczy 2004 nr 9.

6. Lisowski A.: Gospodarz socjalistycznego koncernu. W: Słomczyński M., Wilczek W.: Od hajera do premiera. Jana Mitręgi portret ze wspomnień.

Katowice 2009.

7. Lisowski A.: Dalszy ciąg dyskusji: Trzeba wrócić do PRZESŁANIA profesora Bolesława Krupińskiego. POLEMIKI – DYSKUSJE. Przegląd Górniczy 2013 nr 1.

8. Lisowski A.: Górnictwo węgla kamiennego w Polsce. Krytyczna ocena sposobu przeprowadzenia rynkowej transformacji i dyskusja proble- mów wciąż oczekujących na rozwiązanie. Główny Instytut Górnictwa, Katowice 2013.

9. Lisowski A.: Uwagi do problemu lepszego wykorzystania węgla w polskiej gospodarce. POLEMIKI – DYSKUSJE. Przegląd Górniczy 2014 nr 8.

(8)

*⁾ Główny Instytut Górnictwa, Katowice.

UKD 622.333: 622.1: 550.8: 622.1-045.43

Treść: Podziemne zgazowanie węgla (PZW) jest technologią, która może stanowić szansę dla innego niż dotychczas wykorzystania potencjału w postaci dość bogatych zasobów węgla. Obowiązujące przepisy w zasadzie nie pozwalają na komercyjne prowadzenie tego procesu, jak również nie mamy doświadczeń w zakresie dokumentowania przebiegu tego typu procesu. Eksperymentalne przedsięwzięcie w KHW S.A. KWK „Wieczorek”. wymusiło potrzebę zrealizowania całego cyklu prac projektowo-dokumen- tacyjnych, dla spełnienia wymogów obowiązujących przepisów, co powinno zapewnić bezpieczeństwo prowadzenia ruchu. Opis potrzeby zaprojektowania planowanego przebiegu tego procesu, jak również sposób jego udokumentowania, jest przedmiotem rozważań niniejszego artykułu.

Abstract: Underground Coal Gasification (UCG) is a technology which may give the opportunity for the use of potential from quite a rich coal resource, differently than so far. According to the provisions in force, it is not legal to commercially apply this process and, on the other hand, there is too little experience available for keeping records of the process. The experiment in

“Wieczorek” mine led to the need for implementation of a full cycle project and documentation works to comply with the requirements of the law in force which may ensure safety of operating the mine.

Prof. dr hab. inż. Marian Turek*⁾

Wybrane aspekty dokumentacyjnego przygotowania prowadzenia

eksperymentalnej eksploatacji metodą podziemnego zgazowania węgla

selected aspects of documentation preparation of experimental mining by use of the underground coal gasification method

Słowa kluczowe:

podziemne zgazowanie węgla, projekt, dokumentacja techniczna Key words:

underground coal gasification, project, technical documentation 1. Wprowadzenie

Jednym z zadań badawczych finansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, realizowanym przez konsorcjum złożone z partnerów naukowych i przemysło- wych, jest projekt badawczy pt.: „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”, podzielony na kilka tematów badawczych. W ramach jednego z nich – „Opracowanie i weryfikacja w skali pilotowej technologii procesu podziemnego zgazowania węgla” – Główny Instytut Górnictwa i Katowicki Holding Węglowy S.A. realizują eksperymentalne przedsięwzięcie dotyczące procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW) w wyrobiskach kopalni „Wieczorek”. Główne zadania to:

– opracowanie technologii metodą udostępnienia złoża z istniejących wyrobisk, która później mogłaby być prak- tycznie wykorzystana w przypadku pokładów resztkowych, pozostałych po eksploatacji złoża lub pokładów, których eksploatacja tradycyjnymi metodami jest nieopłacalna, – pozyskanie doświadczeń z przebiegu procesu, niezbędnych

dla opracowania projektu technicznego i wstępnego stu- dium wykonalności tak zwanej instalacji demonstracyjnej.

Próba będzie równocześnie sprawdzeniem w skali pilotowej możliwości realizacji procesu w czynnej kopalni węgla kamiennego w warunkach GZZW. Podczas prowadzenia eksperymentu muszą zostać spełnione rygory i kryteria gwarantujące bezpieczeństwo załogi zatrudnionej w wyrobiskach podziemnych oraz bezpieczeństwo prowadzenia ruchu zakładu górniczego. Należy uwzględnić wszystkie czynniki oraz stany (normalnej pracy i awaryjne), mogące spowodo- wać wystąpienie zagrożeń w wyrobiskach. Musi być także zapewnione spełnienie rygorów bezpiecznego przeprowadzenia eksperymentu w odniesieniu do środowiska naturalnego oraz uwarunkowań powierzchniowych. Istotne było więc rozpatrzenie różnych aspektów związanych z prowadzeniem eksperymentu a mianowicie:

– górniczo-technicznych – takich jak zaleganie złoża, wy- konywanie niezbędnych robót górniczych, prowadzenie profilaktyk przeciw zagrożeniom naturalnym (w szcze- gólności pożarowemu) oraz wszelkie procedury i wymogi technologiczne,

– prawno-organizacyjnych – dotyczących uzyskania koniecznych opinii i zezwoleń określonych wymogami obowiązujących przepisów oraz właściwego zaplanowania wszelkich czynności związanych z bezpiecznym prowadzeniem i monitorowaniem procesu.

(9)

Niniejszy artykuł jest poświęcony szczegółowemu przed- stawieniu zakresu prac, jakie powinny być i zostały zrealizo- wane w odniesieniu do aspektów prawno-organizacyjnych bezpiecznego przeprowadzenia eksperymentu.

2. uwarunkowania prawne projektowania eksploatacji podziemnej

Konieczność udokumentowania planowanego przebiegu procesu i opracowywania różnych dokumentacji, w tym przede wszystkim planu ruchu zakładu górniczego i dokumentu bezpieczeństwa oraz innych projektów i dokumentacji technicznych i technologii dotyczących prowadzenia robót w kopalni, wynika z potrzeby dokładnego opisu prowadzonych prac – w celu zapewnienia możliwie ich jak najbardziej bezpiecznej realizacji. Często wiąże się to z wymogiem uzyskania koniecznych, dodatkowych opinii lub przeprowadzenia analiz możliwości zastosowania w konkretnych warunkach, jakie występują (albo mogą wystąpić) w wyrobiskach, róż- nych nowych rozwiązań techniczno-organizacyjnych – miało to miejsce w przypadku przygotowań do eksperymentalnej eksploatacji z zastosowaniem procesu PZW [1].

W związku z tym, że proces PZW, mający na celu pozyskanie energii ze zgazowania węgla bezpośrednio w złożu, ma być realizowany z wykorzystaniem techniki górniczej, w podziemnych wyrobiskach czynnej kopalni, podstawą jego legalnego przeprowadzenia (także w zakresie eksperymentalnym) powinna być ustawa Prawo geologiczne i górnicze [7]. Ten podstawowy akt prawny dotyczący górnictwa pod- ziemnego stanowi, że ruch zakładu górniczego prowadzi się zgodnie z zasadami sztuki górniczej, na podstawie planu ruchu zakładu górniczego, określającego szczegółowe przedsięwzię- cia w celu zapewnienia:

– bezpieczeństwa powszechnego i pracy zakładu górniczego, – prawidłowej i racjonalnej gospodarki złożem,

– ochrony środowiska z jego elementami oraz powierzchni wraz z obiektami budowlanymi,

– odpowiedzialności za ewentualne szkody i ich naprawia- nie.W Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych [4], są zawarte wymogi dotyczące prowadzenia robót lub oddawania określonych obiektów do ruchu, pod warunkiem opracowania odpowied- niej dokumentacji albo projektu technicznego. W dziale doty- czącym prowadzenia robót górniczych określono, jakie roboty wymagają wcześniejszego opracowania projektu technicznego dla wszystkich robót, przed rozpoczęciem:

– drążenia, – eksploatacji, – zbrojenia, – likwidacji,

– robót wiertniczych – otworów o długości powyżej 10 m, dla których opracowuje się projekty techniczne wraz z tech- nologią wykonywania robót.

Projekt techniczny eksploatacji jest najbardziej szczegó- łowym dokumentem, który powinien zawierać rozwiązanie zadań funkcjonalnych, konstrukcyjnych, technologicznych i instalacyjnych prowadzenia eksploatacji, dotyczących:

– bezpieczeństwa prowadzenia robót, szczególnie w aspekcie występujących zagrożeń naturalnych,

– zasięgu eksploatacji oraz projektowanych granic filarów i pasów ochronnych,

– miejsc i sposobów udostępnienia złoża, – sposobu urabiania i transportu urobku,

– stosowanych maszyn i urządzeń,

– wszelkich innych zagadnień, związanych tematycznie z prowadzonymi robotami.

Uwzględniając wyżej zaprezentowane wymogi, w celu określenia właściwej podstawy prawnej, uzyskania zgody na przygotowanie oraz bezpieczne przeprowadzenie eksperymentu, przed jego rozpoczęciem:

– wystąpiono z wnioskiem o wprowadzenie uzupełnienia w obowiązującym Rozporządzeniu Rady Ministrów, – wystąpiono z wnioskiem o udzielenie odstępstwa od wy-

mogów Rozporządzenia Ministra Gospodarki,

– opracowano szereg niezbędnych projektów technicznych i dokumentacji,

– wystąpiono z wnioskami o uzyskanie niezbędnych zezwo- leń i opinii.

3. oryginalne aspekty eksploatacji metodą podziemnego zgazowania węgla

Eksperymentalny proces podziemnego zgazowania węgla w kopalni „Wieczorek” będzie polegał na przeprowadzeniu kontrolowanych reakcji spalania węgla w parceli pokładu 501 (zakładana wydajność zgazowania – do 600 kg węgla w ciągu godziny), z wykorzystaniem czynnika zgazowu- jącego doprowadzonego z powierzchni. Przewiduje się, że w zależności od czynnika, którym może być powietrze, tlen, para wodna lub ich mieszanina, uzyska się produkt gazowy w ilości około 1700 m³/h, o określonym składzie i wartości opałowej rzędu 4÷5 MJ/m³. Temperatura gazów na wylocie z georeaktora wyniesie około 800÷1000 ºC, a ciśnienie wewnątrz rurociągu odprowadzającego produkty gazowe około 0,08 MPa [3]. Zakłada się także, że proces odbędzie się w części pokładu o objętości około 950 m³, co odpowiada około 1200 Mg oraz, że próba, trwająca do trzech miesięcy, będzie przebiegała w odpowiednio długich okresach ustabili- zowanych parametrów pracy, co pozwoli uzyskać wiarygodne dane, niezbędne do sporządzenia bilansu masowego i energe- tycznego. Istotne jest także podjęcie decyzji o prowadzeniu zgazowania metodą szybową – wszystkie rurociągi, zarówno doprowadzające różne czynniki, jak i odbioru produktów zgazowania, zostały zabudowane w szybie wentylacyjnym (wydechowym), zlokalizowanym w stosunkowo niewielkiej odległości od miejsca usytuowania georeaktora.

W klasycznych sposobach podziemnej eksploatacji pokładu węgla kamiennego, obejmujących procesy przy- gotowawcze, podstawowe i pomocnicze, dla wyrobiska eksploatacyjnego cykl zamyka się w czterech podstawowych etapach [5]:

– wykonanie robót udostępniających i przygotowawczych, – wykonanie robót zbrojeniowych, polegających na wypo-

sażeniu wyrobisk w niezbędne maszyny i urządzenia, – prowadzenie eksploatacji,

– wykonanie robót likwidacyjnych i zabezpieczenie wybra- nych pustek poeksploatacyjnych.

W przypadku wybierania pokładu z zastosowaniem technologii podziemnego zgazowania, cały cykl istnienia wyrobiska eksploatacyjnego, jakim w tym przypadku jest georeaktor, można podzielić na podobne etapy.

Pierwszym z nich będzie udostępnienie georeaktora, polegające na wydrążeniu wyrobiska (jednego lub kilku), z którego będzie można budować georeaktor. W kopalni

„Wieczorek” georeaktor, zlokalizowany w partii pokładu 501, został udostępniony dwoma wyrobiskami – istniejącą dowierzchnią transportową w pokładzie 510 i nowo wydrą- żonym wyrobiskiem badawczym o długości 72 m, zlokalizowanym nad pokładem 501. Robotom przygotowawczym

(10)

w klasycznej eksploatacji odpowiadało wykonanie otworów (kanałów), służących do uruchomienia (rozpalenia) georeaktora, doprowadzania czynników zgazowujących i odstawy pozyskanego gazu.

Etap drugi (analogia dla robót zbrojeniowych) to budowa infrastruktury umożliwiająca prowadzenie procesu rurociągów (podawania czynników zgazowujących, odbioru produktów, azotowego, podsadzkowego, wodnego), sepa- ratorów gazu (zabudowanych na trasie rurociągu odbioru produktów procesu zgazowania, służących do separacji części frakcji stałej ze strumienia powstałego gazu) oraz aparatury kontrolno-pomiarowej.

Kolejny etap – eksploatacji georeaktora – rozpocznie się od inicjacji procesu zgazowania węgla w dokładnie określo- nym miejscu. Dalsze prowadzenie procesu będzie polegało na kontrolowanym podawaniu czynników zgazowujących i odbiorze wytworzonego gazu.

I ostatni, czwarty etap – wygaszanie (likwidacja) georeaktora – polegające na zaprzestaniu podawania czynnika zgazowującego i całkowitym wypełnieniu jego przestrzeni (powstałej pustki) materiałem podsadzkowym o niewielkim uziarnieniu, charakteryzującym się podwyższonymi właści- wościami migracyjnymi. Zakłada się, że warunek ten będzie spełniała mieszanina popiołowo-wodna, uzyskana na bazie odpadów elektrownianych.

Jak wynika z powyższych rozważań, chociaż omawiane dwa sposoby eksploatacji pokładu węgla kamiennego są prowadzone z zastosowaniem zupełnie odmiennych technologii, można w cyklach ich przebiegu przedstawić pewne analogie.

Stanowi to przesłankę do ustalenia zakresu dokumentacji, projektów technicznych, zezwoleń i opinii, jakie będą nie- zbędne do opracowania lub uzyskania przed rozpoczęciem prowadzenia eksperymentu w wyrobiskach podziemnych czynnej kopalni.

4. kluczowe czynniki determinujące projektowanie eks- ploatacji metodą podziemnego zgazowania węgla W procesie odpowiedniego zaplanowania i zaprojektowania bezpiecznego eksperymentalnego zgazowania węgla w czynnej kopalni można wyróżnić dwie grupy zagadnień koniecznych do uwzględnienia i odpowiedniego zrealizowania. Jedną z nich stanowiły aspekty formalnoprawne, które dokładnie zostaną przedstawione w następnym punkcie arty- kułu. Druga, dotyczyła problematyki technicznej i zastosowania odpowiednich technologii, umożliwiających bezpieczne przeprowadzenie przedsięwzięcia.

Zaprojektowanie georeaktora i całej struktury towarzyszą- cej musiało uwzględniać warunki panujące w wyrobiskach kopalni, w tym szczególnie budowę geologiczną pokładu, dostępność i stan istniejących wyrobisk, ich wyposażenie techniczne, rolę w systemie wentylacyjnym kopalni, odległość georeaktora od szybu wentylacyjnego, w którym zostały zabudowane wszystkie niezbędne rurociągi.

Pierwszym, niezwykle istotnym zagadnieniem, było pod- jęcie właściwych decyzji odnośnie do lokalizacji georeaktora.

Wiązało się to z koniecznością uwzględnienia możliwie jak największej liczby czynników decydujących o bezpieczeń- stwie i powodzeniu realizacji przedsięwzięcia dotyczących:

– usytuowania wyrobisk udostępniających georeaktor podziemnego zgazowania węgla, pozwalającego na:

– ograniczenie zasięgu strefy zagrożenia,

– skierowanie uwolnionych produktów gazu procesowego ze zgazowania węgla wyrobiskami w kierunku szybu wydechowego, z pominięciem innych rejonów wentylacyjnych,

– zachowanie stabilności przewietrzania wszystkich wyrobisk wentylacyjnie związanych z georeaktorem, – ograniczenie liczby załogi zatrudnionej w wyrobiskach na drodze odprowadzania powietrza z rejonu georeaktora, wraz z wyeliminowaniem przebywania załogi w wyrobiskach z rurociągiem odprowadzającym produkty zgazowania,

– ograniczenie miejsc potencjalnie możliwej inicjacji wybuchu mieszaniny powietrzno-gazowej, m.in.

z uwagi na ograniczony zakres stosowania urządzeń (wentylator i pompa pneumatyczna – dopuszczone do pracy w atmosferze wybuchowej) oraz wyeliminowa- nie sieci elektrycznej z zagrożonej strefy,

– usytuowania wyrobisk udostępniających georeaktor w nie- naruszonym górotworze, poza zasięgiem wpływów robót górniczych prowadzonych we wcześniejszym okresie oraz poza zasięgiem stwierdzonych zaburzeń geologicznych, – udostępnienia georeaktora z wyrobisk, które mogą zostać

wyłączone z sieci wentylacyjnej zakładu, w sposób nie powodujący utraty jego zdolności produkcyjnych, – lokalizacji wyrobisk stanowiących bezpośrednie otocze-

nie georeaktora w sposób pozwalający na wykorzystanie instalacji podsadzki hydraulicznej,

– usytuowania georeaktora w rejonie objętym granicami zagrożeń o możliwie najniższych wyznacznikach (stopnie, kategorie).

Kolejnym, istotnym zagadnieniem w zakresie projektowania konstrukcji georeaktora było odpowiednie zlokalizowanie i precyzyjne odwiercenie kierunkowych otworów wielkośred- nicowych, w których zabudowano rurociągi. Jeden z otworów zostanie także wykorzystany do zainicjowania procesu, czyli uruchomienie georeaktora – co wiązało się z opracowaniem bezpiecznej i skutecznej tej technologii.

W aspekcie technologicznym najważniejszymi kwestiami do uwzględnienia były:

– przy opracowywaniu projektu technicznego podziemnej części instalacji – dobór odpowiednich materiałów na wykonanie elementów instalacji i rurociągów, w któ- rych będzie przepływał gaz o temperaturze nawet do 800÷1000 ºC,

– opracowanie sposobu lub technologii schładzania gazu procesowego do temperatury umożliwiającej jego odpro- wadzanie na powierzchnię wyrobiskami podziemnymi i szybem.

Możliwość praktycznego zrealizowania przedstawionych elementów technicznych, składających się na zaprojektowanie eksploatacji prowadzonej z wykorzystaniem procesu PZW, była oczywiście uwarunkowana względami zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Wiązało się to z określeniem właściwego sposobu sterowania procesem i jego monitorowania, zapewniającego bezpieczeństwo przebiegu samego procesu, załogi zatrudnionej w rejonie georeaktora oraz prowadzenia normalnego ruchu czynnego zakładu górniczego.

5. Elementy dokumentacyjne opisujące przebieg pod- ziemnego zagazowania węgla, z porównaniem do eksploatacji „klasycznej”

W krajowym prawodawstwie brak jest jakichkolwiek zapisów bezpośrednio odwołujących się do prowadzenia podziemnego zgazowania węgla – technologii, która dotychczas nie była stosowana w polskim górnictwie węgla kamiennego.

W celu wypracowania właściwych formuł umożliwiających realizację przedsięwzięcia, dalsze, niejako „pionierskie”, wszelkie działania formalnoprawne wymagały ścisłej współ-

(11)

pracy z Wyższym Urzędem Górniczym, Okręgowym Urzędem Górniczym w Katowicach, Rejonową Dyrekcją Ochrony Środowiska w Katowicach, Urzędem Marszałkowskim Województwa Śląskiego i Urzędem Miasta Katowice.

Pierwszym problemem, jaki należało rozwiązać, było stworzenie podstawy prawnej, która umożliwiałaby „legalne”

przeprowadzenie eksperymentu w czynnym zakładzie górni- czym. Podstawowy „górniczy” akt prawny, jakim jest ustawa Prawo geologiczne i górnicze określa warunki podejmowania, wykonywania oraz zakończenia działalności w zakresie: prac geologicznych, wydobywania kopalin ze złóż, podziemnego bezzbiornikowego magazynowania substancji oraz pod- ziemnego składowania odpadów. Co prawda, prowadzenie zgazowania powoduje ubytek kopaliny zalegającej w złożu, ale w tym przypadku węgla nie wydobywa się jako kopaliny, lecz pozyskuje się wytworzony z niego produkt gazowy.

W okresie, gdy podejmowano działania związane z przygotowaniem do przeprowadzenia eksperymentu, obowiązy- wała ustawa Prawo geologiczne i górnicze w brzmieniu z dnia 4 lutego 1994 roku [6], która w Art. 3 dawała możliwość, aby w razie takiej potrzeby, rozporządzeniem wydanym przez Radę Ministrów, rozszerzyć zakres robót prowadzonych z zastosowaniem techniki górniczej, objętych przepisami ustawy. W związku z powyższym, na początku 2011 roku wszczęto procedurę mającą na celu objęcie przepisami ustawy prac związanych z procesem PZW przynajmniej w zakresie przeprowadzenia eksperymentu. W wyniku działań podję- tych z inicjatywy Katowickiego Holdingu Węglowego S.A.

i Głównego Instytutu Górnictwa, podstawą prawną umoż- liwiającą przeprowadzenie eksperymentalnego zgazowania węgla w wyrobiskach podziemnych kopalni „Wieczorek” jest specjalnie wydane Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 8 lipca 2011 roku, zmieniające wcześniejsze Rozporządzenie z dnia 23 kwietnia 2002 roku i stwierdzające, że prace prowa- dzone w celu naukowo-badawczego i doświadczalnego uru- chamiania, utrzymania lub likwidacji systemów podziemnego zgazowania węgla kamiennego w Kopalni Węgla Kamiennego

„Wieczorek” są objęte przepisami ustawy Prawo geologicz- ne i górnicze. Wydanie rozporządzenia spowodowało, że zgodnie z zapisami ustawy, prace planowane do wykonania są objęte jej przepisami, za wyjątkiem tych, które dotyczą spraw koncesyjnych.

Oprócz tego, obecnie istnieje także druga podstawa prawna zrealizowania planowanego przedsięwzięcia. W dniu 9 czerwca 2011 roku została znowelizowana ustawa Prawo geologiczne i górnicze (weszła w życie od stycznia 2012 roku).

W obecnej treści zawiera zapis Art. 2 stwierdzający, że przepi- sy ustawy stosuje się do, między innymi, robót podziemnych prowadzonych w celach naukowych, badawczych, doświad- czalnych i szkoleniowych na potrzeby geologii i górnictwa.

Partia pokładu 501, w której zlokalizowano georeaktor, jest zaliczona do III stopnia zagrożenia tąpaniami. Paragraf 334 Rozporządzenia Ministra Gospodarki... stanowi, że wy- bieranie pokładów węgla zagrożonych tąpaniami prowadzi się systemami ścianowymi. W związku z tym, zaszła konieczność przygotowania odpowiednio udokumentowanego wniosku i na jego podstawie uzyskano zezwolenie Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego na odstępstwo od tak sformułowanego wymogu.

W Rozporządzeniu znajduje się także zapis mówiący o tym, że „oddanie do ruchu... obiektów zakładu górniczego stanowiących ściany prowadzone w warunkach specjal- nych..., wymaga uzyskania zezwolenia wydanego przez wła- ściwy organ nadzoru górniczego”. Do ścian prowadzonych w warunkach specjalnych zalicza się, między innymi, ściany

„zaprojektowane z zastosowaniem niestosowanego dotych- czas w danym zakładzie górniczym systemu wybierania”.

Co prawda, georeaktor podziemny nie jest ścianą rozumianą w pojęciu klasycznych metod eksploatacji, ale z pewnością projektowany system wybierania nigdy nie był stosowany w żadnej kopalni. Organ nadzoru górniczego, jakim w przypadku kopalni „Wieczorek” jest Dyrektor Okręgowego Urzędu Górniczego w Katowicach, wydanie zgody na roz- poczęcie prowadzenia eksperymentu uzależnił, podobnie, jak w przypadku klasycznej eksploatacji, od wprowadzenia koniecznych zmian w zatwierdzonym Planie ruchu zakładu górniczego oraz opracowania stosownego projektu technicznego, który powinien uzyskać pozytywną opinię wydaną przez Komisję ds. Zagrożeń Naturalnych w Podziemnych Zakładach Górniczych Wydobywających Węgiel Kamienny.

Opracowano, zatwierdzony przez kierownika ruchu zakładu górniczego, „Projekt techniczny prowadzenia eksperymentalnej eksploatacji parceli pokładu 501 z zastosowanie procesu podziemnego zgazowania węgla w KHW S.A. KWK

„Wieczorek” i wystąpiono do Komisji z wnioskiem o jego zaopiniowanie.

Po uzyskaniu wymaganej opinii, do Dyrektora Okręgowego Urzędu Górniczego w Katowicach przesłano wniosek o za- twierdzenie dodatku do Planu ruchu zakładu górniczego, dotyczącego wprowadzenia zmian w punktach mających związek z prowadzeniem eksperymentu wraz z projektem technicznym. Dodatek zatwierdzony w dniu 25.02.2014 r.

stanowi podstawę do wydania zgody na rozpoczęcie działań.

Oczywiście, w zakresie uwarunkowań formalnoprawnych obowiązujących w zakładzie górniczym konieczne było także opracowanie innych dokumentów niezbędnych do:

– prowadzenia „typowych” robót udostępniających i przygotowawczych, związanych z drążeniem chodnika badawczego i wierceniem otworów wielkośrednicowych – dodatki do Planu ruchu zakładu górniczego, projekty i dokumentacje techniczne drążenia i wiercenia, urządzeń transportowych, układów transportu urobku,

– budowy części powierzchniowej instalacji – dodatek do Planu ruchu zakładu górniczego, uzyskanie pozwolenia budowlanego.

Zgodnie z wymogami §6 Rozporządzenia Ministra Gospodarki... w każdym zakładzie górniczym jest opracowany tzw. dokument bezpieczeństwa, będący zbiorem wewnętrz- nych regulacji oraz dokumentów umożliwiających ocenę i dokumentowanie ryzyka zawodowego, a także stosowania niezbędnych środków profilaktycznych zmniejszających to ryzyko w zakładzie górniczym. W związku z planowanym rozpoczęciem prac związanych z eksperymentalnym zgazo- waniem węgla, nieprowadzonym dotychczas w kopalni, do- konano stosownych zapisów w dokumencie. Między innymi, dotyczyły one oceny i dokumentowania ryzyka dla miejsc i stanowisk pracy.

Ze względu na nowatorski charakter przedsięwzięcia, w celu uwzględnienia wszelkich aspektów ryzyka możli- wych do zidentyfikowania na etapie przygotowań do jego przeprowadzenia, w Głównym Instytucie Górnictwa opracowano obszerny dokument pt. „Analiza i ocena ryzyka procesowego dla podziemnej instalacji zgazowania węgla w KWK „Wieczorek”. Zawiera on szczegółowe analizy odnoszące się do:

– identyfikacji źródeł zagrożeń i awarii,

– scenariuszy zdarzeń wypadkowych i awaryjnych, – szacowania ryzyka metodami ilościowymi i jakościowymi, – całościowej oceny ryzyka wpływu procesu na instalację

i otoczenie,

– możliwości redukcji i kontroli ryzyka.

W zakresie związanym z uwarunkowaniami dotyczącymi środowiska naturalnego opracowano wymagane dokumentacje i wnioski, konieczne do:

(12)

– uzyskania pozwolenia wodno-prawnego na wprowadzanie do obcej kanalizacji ścieków przemysłowych pochodzą- cych z instalacji PZW,

– uzyskania decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach działania infrastruktury powierzchniowej instalacji PZW,

– zgłoszenia instalacji mogącej negatywnie oddziaływać na środowisko poprzez emisję zanieczyszczeń do atmosfery.

Oprócz przedstawionych projektów i dokumentacji koniecznych do spełnienia wymogów formalnoprawnych dotyczących rozpoczęcia i bezpiecznego prowadzenia ekspe- Tablica 1. Zbiorcze zestawienie dokumentacji koniecznych do opracowania w celu przygotowania i bezpiecznego przeprowadzenia

eksperymentalnego zgazowania węgla w partii pokładu 501 kopalni „Wieczorek”

Table 1. summary of documentation to be prepared in order to execute safe implementation of the experimental underground coal gasification in the batch of coal seam no. 501 of “Wieczorek” mine

Lp. Wyszczególnienie Cel opracowania

1. Opracowanie dokumentacji wniosku do Ministerstwa Gospodarki w sprawie zainicjowanie działań dotyczących wydania Rozporządzenia Rady Ministrów.

Objęcie prac związanych z prowadzeniem eksperymentu przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. 94.27.96 z późn.

zm.).

2.

Opracowanie dokumentacji wniosku do Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego w sprawie udzielenia zezwolenia na odstępstwo od wymogów §334 Rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych.

Uzyskanie zezwolenia na odstępstwo spełnienia wymogów §334 Rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych

(Dz. U. 02.139.1169 z późn. zm.).

3. Opracowanie „Projektu technicznego prowadzenia eksperymentalnej eksploatacji parceli pokładu 501 z zastosowanie procesu

podziemnego zgazowania węgla w KHW S.A. KWK „Wieczorek”.

Spełnienie wymogów §42 Rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (Dz. U. 02.139.1169 z późn. zm.).

4.

Opracowanie dokumentacji wniosku do Komisji ds. Zagrożeń Naturalnych w Podziemnych Zakładach Górniczych Wydobywających Węgiel Kamienny w prawie zaopiniowania

„Projektu technicznego...”.

Uzyskanie pozytywnej opinii specjalistycznej komisji odnośnie opracowanego „Projektu technicznego prowadzenia eksperymentalnej eksploatacji parceli pokładu 501 z zastosowanie procesu podziemnego zgazowania węgla w KHW S.A. KWK „Wieczorek”, zawierającego wszelkie aspekty dotyczące bezpieczeństwa pracy i technicznego sposobu przeprowadzenia eksperymentu.

5. Opracowanie dokumentacji wniosków do Dyrektora Okręgowego Urzędu Górniczego w sprawie zatwierdzenia dodatków do Planu ruchu zakładu górniczego.

Spełnienie wymogów ustawy z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. 11.163.981).

6. Opracowanie projektów technicznych i technologii prowadzenia robót górniczych związanych z udostępnieniem georeaktora w partii pokładu 501.

7.

Opracowanie dokumentacji wniosku do organu nadzoru budowlanego – Dyrektora Okręgowego Urzędu Górniczego w sprawie uzyskania pozwolenia budowlanego na budowę powierzchniowej części instalacji zgazowania węgla.

Spełnienie wymogów Art. 28 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. 94.89.414 z późn. zm.).

8. Wprowadzenie zmian w zapisach Dokumentu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników zatrudnionych w ruchu zakładu górniczego.

9. Opracowanie dokumentu „Analiza i ocena ryzyka procesowego dla podziemnej instalacji zgazowania węgla w KWK „Wieczorek”.

Konieczność szczegółowego rozpatrzenia wszelkich aspektów związanych z ryzykiem prowadzenia technologii zgazowania węgla, niestosowanej dotychczas w podziemnych wyrobiskach czynnej kopalni.

10.

Opracowanie dokumentacji wniosku do Prezydenta Miasta Dąbrowa Górnicza o wydanie pozwolenia wodno-prawnego na wprowadzanie do kanalizacji Koksowni „Przyjaźń” w Dąbrowie Górniczej ścieków przemysłowych pochodzących z powierzchniowej instalacji zgazowania węgla.

Spełnienie wymogów Art. 120 ust. 1 pkt 10, ustawy z dnia 18 lipca 2001 r.

Prawo wodne (Dz. U. 01.115.1229. z późn. zm.).

11. Opracowanie dokumentacji wniosku do Wydziału Kształtowania Środowiska UM Katowice o wydanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach.

Spełnienie wymogów Art. 71 Ustawy z dnia 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko (Dz. U 08.199.1227. z późn. zm.).

12. Opracowanie dokumentacji zgłoszenia do Wydziału Kształtowania Środowiska UM Katowice instalacji mogącej negatywnie oddziaływać na środowisko – emisja do atmosfery.

Spełnienie wymogów Art. 152 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U 01.62.627. z późn. zm.).

13. Opracowanie projektu technicznego infrastruktury powierzchniowej instalacji zgazowania. Konieczność opracowania szczegółowych projektów technicznych wykonania i montażu poszczególnych podzespołów powierzchniowej części instalacji.

14. Opracowanie projektu technicznego podziemnej części instalacji zasilających i odbioru gazu z instalacji PZW na odcinku georeaktor – szyb Wschodni.

Konieczność opracowania szczegółowych projektów technicznych wykonania i montażu poszczególnych podzespołów podziemnej części instalacji.

15. Przygotowanie końcowej dokumentacji powykonawczej z protokołami odbioru technicznego.

(13)

rymentu, konieczne było także opracowanie szczegółowych projektów technicznych wykonania i montażu poszczególnych podzespołów instalacji. W tym zakresie specjalistyczne firmy zewnętrzne opracowały:

– projekt techniczny całej infrastruktury naziemnej pilotowej instalacji PZW,

– projekt techniczny podziemnej części instalacji zasi- lających i odbioru gazu z instalacji PZW na odcinku georeaktor – szyb Wschodni, w skład którego wchodziły szczegółowe projekty wykonawcze dotyczące m.in.:

– schematów technologiczno-pomiarowych,

– wykazów i rozmieszczenia aparatury, urządzeń, ruro- ciągów, punktów pomiarowych i urządzeń automatyki, – zasilania i zbierania danych z punktów kontrolno-po-

miarowych,

– dokumentacji konstrukcyjno-budowlanej mocowania i podwieszania rurociągów,

– zaprojektowania, wykonania i zabudowy separatorów gazu.

Kolejnym dokumentem, jaki był konieczny do opracowania przed rozpoczęciem eksperymentu, było przygotowanie tzw. dokumentacji powykonawczej, zawierającej protokoły zabudowy i odbioru wszystkich elementów instalacji, stwier- dzających zgodność ich wykonania z opracowanymi projek- tami technicznymi. Jej najważniejszą częścią był protokół komisyjnego odbioru końcowego instalacji, dokonanego przed uruchomieniem procesu.

Jak wynika z przedstawionego opisu przygotowań związanych z zaprojektowaniem i bezpiecznym przepro- wadzeniem eksperymentalnego procesu zgazowania węgla w podziemnych wyrobiskach czynnej kopalni, zrealizowanych w aspekcie projektowo-dokumentacyjnym, dotyczyły one wielu różnych zagadnień. W celu ich bardziej przejrzystego zaprezentowania, zestawiono je zbiorczo w tablicy 1.

6. Podsumowanie

Zaprezentowany w artykule zestaw, dokumentacji i pro- jektów technicznych jest bardzo obszerny. Należy stwierdzić, że ze względu na to, że dotychczasowe wymogi prawne nie odnoszą się do prowadzenia eksploatacji z wykorzystaniem procesu PZW, jest niejako „eksperymentalny” i może jeszcze ulec zmianie.

W przypadku uzyskania pomyślnych wyników badań i prób realizowanych w czasie eksperymentu, pozwalających na ich wdrożenie na skalę przemysłową, pilną koniecznością stanie się prawne uregulowanie możliwości prowadzenia podziemnego zgazowania węgla. Ze względu na to, że zgazowanie węgla raczej nie może być traktowane jako pozyskiwanie kopaliny w rozumieniu klasycznych, stosowanych dotychczas

metod, na pewno pierwszym krokiem powinno być wystąpie- nie do odpowiednich organów ustawodawczych z wnioskiem o umieszczenie odpowiednich zapisów w ustawie Prawo geologiczne i górnicze oraz w przepisach wykonawczych do niej. Pozwoli to na usunięcie barier utrudniających lub wręcz uniemożliwiających prowadzenie technologii podziemnego zgazowania węgla na skalę przemysłową [2].

Należy mieć także na uwadze, że w zależności od treści nowo utworzonych wymogów prawnych, oprócz dokumentów zaprezentowanych w artykule, przygotowywanych w trakcie przygotowań do prac w kopalni „Wieczorek”, może zajść tak- że np. konieczność opracowania dodatków do Dokumentacji geologicznej złoża oraz Projektu zagospodarowania złoża, a być może również wystąpienia z wnioskiem o wprowadzenie zmian w udzielonych koncesjach.

Publikacja została opracowana w ramach Zadania badawczego „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej"

finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii".

Literatura:

1. Dubiński J., Turek M.: The mining, technical, legal and organizational aspects of underground coal gasification – case study KHW S.A. Hard Coal Mine “Wieczorek”, Proc. 23rd World Mining Congress 2013, Montreal, Canada; Journal of Business Economics and Management, 2013.

2. Dulewski J., Gisman P., Wolny K.: Kierunki zmian prawa geologicznego i górniczego w aspekcie dostosowania do podziemnego zgazowania węgla, Przegląd Górniczy nr 2/2013.

3. Knechtel J., Krause E., Świądrowski J.: Ocena zagrożenia tempera- turowego w wyrobiskach, w których zabudowany będzie rurociąg transportujący produkty wytworzone w georeaktorze podziemnego zgazowania węgla” – w „Górnicze zagrożenia naturalne 2012. Zagrożenia i technologie.”, Kabiesz J. (red.), Wydawnictwo GIG, Katowice 2012.

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, Dz. U. 02.139.1169. z późn. zm.

5. Turek M.: Podstawy podziemnej eksploatacji pokładów węgla kamien- nego, Wydawnictwo GIG, Katowice 2010.

6. Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r. Prawo geologiczne i górnicze, Dz. U.

94.27.96.

7. Ustawa z dnia 9 czerwca 2001 r. Prawo geologiczne i górnicze, Dz. U.

11.163.981.

(14)

*⁾ Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.

UKD 622.333: 622.624.044: 551.44

Treść: W artykule zaprezentowano wykorzystanie metod interferometrii satelitarnej (PSInSAR i DInSAR) dla obserwacji deformacji powierzchni terenu na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW). Prezentowane wyniki zostały pozyskane w trakcie realizacji projektu DORIS (ECFP 7, Grant Agreement n. 242212, www.doris-project.eu). Większość satelitarnych danych interferometrycznych przetworzono w wyspecjalizowanej firmie Tele – Rilevamento Europa – T. R. E, we Włoszech. Dane te pochodziły z różnych satelitów, takich jak: ERS 1 i 2, ENVISAT, ALOS- PALSAR oraz TerraSAR-X i objęły trzy pasma zakresu widma mikrofal (SAR): L, C oraz X. Archiwalne dane pasma C z satelitów Europejskiej Agencji Kosmicznej objęły obserwację przemieszczeń powierzchni terenu w okresie od 1992 do 2010, w dwóch oddzielnych pakietach danych z przedziałów czasowych 1992÷2000 oraz 2003÷2010. Jako obszary testowe dla obserwacji przemieszczeń na terenach zamkniętych kopalń wybrano Kopalnie Węgla Kamiennego „Sosnowiec” i „Saturn”, które zakończyły działalność w 1995 i 1997 r. Pomimo bieżą- cego wypompowywania wód z zamkniętych kopalni ich poziom podniósł się o kilkadziesiąt metrów. W związku z powyższym, wskutek zmian ciśnienia piezometrycznego i jego oddziaływania na górotwór zaobserwowano podnoszenie powierzchni terenu.

Analiza danych z pasm L i X pozwoliła z kolei na śledzenie w ciągu kilku miesięcy przebiegu zmian podziemnego frontu robót, który odzwierciedlał się na powierzchni terenu, na przetworzonych zobrazowaniach radarowych. Analizę taką przeprowadzono w rejonie KWK „Halemba-Wirek”. Najbardziej efektywne w tym zakresie okazały się wysoko rozdzielcze dane TerraSAR-X,

Mgr inż. Zbigniew Kowalski*⁾ Prof. dr hab. Marek Graniczny*⁾

Wykorzystanie danych sAR do obserwacji deformacji terenu spowodowanych działalnością górniczą w rejonie

Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wyniki projektu DoRIs (EC-FP7)

Application of sAR data for the monitoring of ground deformations caused by mining activities in the area of the upper silesian Coal Basin. The results

of DoRIs project (EC-FP7)

dr inż. Albin Zdanowski*⁾ Mgr inż. Maria Przyłucka*⁾