Technologia eksploatacji złoża "Turów" - stan obecny

W czerwcu 2007 roku BOT Kopalnia Węgla Brunatnego Turów SA obchodziła jubileusz 60-lecia swej działalności pod polskim Zarządem. Przejmując 18.06.1947 roku na własność Państwa Polskiego z rąk administracji radzieckiej Kopalnię, zwaną ówcześnie "Graniczna", nikt nie mógł się spodziewać, że właśnie od Turowa rozpocznie się bezprzykładny rozwój górnictwa odkrywkowego węgla brunatnego w naszym kraju.

Złoże węgla brunatnego "Turów" jest częścią złoża żytawskiego, leżącego w obrębie Przedgórza Sudeckiego, w obniżeniu terenowym oddzielającym Góry Łużyckie od zachodniej części Gór Izerskich. Pod względem morfologicznym teren występowania złoża jest obszarem obniżonym w stosunku do obszarów sąsiednich. Złoże żytawskie obejmuje obszar ok. 40 km² na pograniczu trzech państw: Polski, Republiki Czeskiej i Niemiec. Jest to w tej części Europy jedno z bogatszych złóż, a jego zasoby przed podjęciem eksploatacji wynosiły ponad 2,0 mld Mg węgla brunatnego. Największe pokłady, blisko 2/3 części całkowitych zasobów węgla brunatnego, znajdują się na terytorium Polski i są przedmiotem górniczej eksploatacji odkrywkowej, prowadzonej przez naszą kopalnię.

Złoże "Turów" charakteryzuje się skomplikowanymi warunkami geologiczno-górniczymi, wśród których należy wymienić: liczne uskoki o zróżnicowanych kierunkach, duże i wielokierunkowe nachylenia serii geologicznych złoża, liczne wypiętrzenia, spękania oraz powierzchnie nieciągłości serii geologicznych. Skomplikowana budowa geologiczna złoża "Turów" jak i jego geograficzne umiejscowienie (bliskość granic państwowych oraz Nysy Łużyckiej) powoduje, że prowadzenie eksploatacji oraz zwałowania w KWB Turów nie należy do najłatwiejszych.

W ciągu tych 60. lat Kopalnia Turów uległa wszechstronnemu rozwojowi oraz przeobrażeniom. W jej historii (od 1947 r. do 1.05.2007 r.) możemy wyróżnić wiele znaczących momentów, które miały znaczny wpływ na prowadzenie eksploatacji:

• intensywny rozwój (od lat 60. ubiegłego wieku) zwałowania zewnętrznego, aż do jego likwidacji w dniu 31.03.2006 r. (dzięki temu było to najdłużej funkcjonujące zwałowisko zewnętrzne na świecie, na którym zdeponowano ok. 1,7 mld m³ nadkładu),
• sukcesywne wprowadzanie do eksploatacji w latach 1991-1995 wysokowydajnych koparek kołowych typu KWK-1500s,
• przebudowa czterech koparek kołowych typu SchRs-1200 na KWK-1200M (zwiększająca ich żywotność), która nastąpiła w okresie 1996-2002,
• budowa kolejnych zwałowarek przeznaczonych do zwałowania wewnętrznego (Z-45 w 1983 r., Z-46 w 1994 r. oraz Z-47 w 2000 r.)
• początek formowania północnego zwałowiska wewnętrznego, co nastąpiło 30.04.2004 roku (początek pracy zwałowarki Z-46 na tym zwałowisku),
• wprowadzenie do eksploatacji w grudniu 2006 r. pierwszej polskiej kompaktowej koparki kołowej typu KWK-910, przeznaczonej do urabiania bardzo twardych gruntów (tzw. utworów trudnourabialnych).

Nowa koparka do utworów trudnourabialnych typu KWK-910.

Po za tym warto nadmienić, iż aktualnie (maj 2007 r.) prowadzone są intensywne prace związane z demontażem i likwidacją całego układu transportowego pochylni III.

W okresie od 1947 do kwietnia 2007 roku w Kopalni Turów w wyniku prowadzonej eksploatacji węgla brunatnego przemieszczono około 1.790 mln m³ nadkładu i wydobyto ponad 820 mln Mg węgla, co oznacza przemieszczenie w tym czasie ok. 2.450 mln m³ masy.

Wyrobisko odkrywkowe Kopalni Turów zajmuje aktualnie ok. 24,0 km˛ powierzchni, zaś docelowo powierzchnia przekształcona robotami odkrywkowymi wyniesie 27,8 km˛. Obecnie w wyrobisku funkcjonują jeszcze dwa pola wydobywcze (Pole Północne i Południowe), co wynika z ich położenia względem przebiegającego z zachodu na wschód Uskoku Głównego oraz północne zwałowisko wewnętrzne. Aktualna głębokość wyrobiska to 250 m (od rzędnych dna wyrobiska na +25 m n.p.m. do górnej krawędzi wyrobiska w części południowej na rzędnych +275 m n.p.m.).

Nadkład i węgiel brunatny urabiany jest wielkogabarytowymi koparkami wieloczerpakowymi, które osiągają praktyczne wydajności 600-2.400 m³/godz. Na poszczególnych poziomach (frontach) roboczych odkrywki pracuje 13 podstawowych koparek wieloczerpakowych (patrz schemat). Z każdej koparki urobek odstawiany jest ciągiem przenośników poziomowych do jednego z trzech zbiorczych węzłów transportowych odkrywki, tj. pochylni III, IV i V.

Ze względu na skomplikowaną budowę geologiczną złoża niemożliwe jest wydzielenie "czysto" węglowych pięter (frontów) wydobywczych, co oznacza, że z każdego piętra, w którym występują zasoby węgla przemysłowego, odbierany jest także nadkład. Urabianie oraz odstawa węgla i nadkładu odbywają się naprzemiennie w sposób selektywny.

Na schemacie przedstawiono układ technologiczny wyrobiska odkrywkowego wraz z maszynami podstawowymi (koparkami i zwałowarkami) oraz poziomami, na których one pracują wg stanu na koniec kwietnia 2007 r. Układ technologiczny wyrobiska odkrywkowego składa się z:

• ciągów przenośników transportujących wydobyty urobek z poziomów eksploatacyjnych (są to ciągi od C-1 do C-13 oraz ciąg A-9, który przestał pracować 21.05.2007 r. i jest w fazie likwidacji),
• koparek podstawowych pracujących na poszczególnych poziomach eksploatacyjnych (zestawienie koparek wielonaczyniowych w tabeli 1, spośród nich aktualnie koparka K-14 jest w remoncie głównym),
• zbiorczo-rozdzielczych układów transportu węgla i nadkładu, czyli układ III pochylni (likwidowany od 21.05.2007 r.), układ IV pochylni z łącznikiem do pochylni V (tj. zbiorcze przenośniki węglowe i nadkładowe), górna część pochylni V (przenośniki zbiorcze, do których podłączone są ciągi C-1, C-2, C-4 i C-5), dolna część pochylni V (przenośniki zbiorcze, do których podłączone są ciągi od C-6 do C-13) oraz obwodnica nadkładowo-węglowa,
• ciągów przenośników zwałowych (ciągi Z-6, Z-8 i Z-9),
• zwałowarek północnego zwałowiska wewnętrznego (Z-45, Z-46 i Z-47).

Koparki przedstawione w tabeli 1 w tym roku, tj. od stycznia do kwietnia 2007 roku, wydobyły ok. 13,0 mln m³ masy, w tym 3,6 mln Mg węgla i ponad 10,0 mln m³ nadkładu.

Tabela. 1. Zestawienie koparek wielonaczyniowych pracujących w BOT KWB Turów SA.

¹ Oznaczenie 3.500/1.370 oraz odpowiednio 70/125 oznacza:
- wydajność max 3.500 m³/h przy jednostkowych siłach skrawania 70 kN/m
- wydajność max 1.370 m³/h przy jednostkowych siłach skrawania 125 kN/m

W nadchodzących latach eksploatacja przebiegać będzie w kierunku południowym i południowo-wschodnim, a fronty wydobywcze w Kopalni sięgną do najniżej położonych zasobów I pokładu węgla, osiągając rzędne -15 m n.p.m.

Od czasu zakończenia zwałowania zewnętrznego, co nastąpiło 31.03.2006 r., podstawowym odbiornikiem nadkładu z frontów eksploatacyjnych odkrywki stało się północne zwałowisko wewnętrzne usytuowane w północnej i północno-zachodniej części wyrobiska odkrywkowego. Formowanie północnego zwałowiska wewnętrznego rozpoczęła zwałowarka ZGOT-6300 (Z-46) od 30.04.2004 r. Kolejna ze zwałowarek, czyli ZGOT-11500 (Z-47), pracuje na tym zwałowisku od grudnia 2005 r.

Od 11.05.2007 r. (uruchomienie na ciągu Z-8 zwałowarki ARsP-6500 - Z-45) na północnym zwałowisku wewnętrznym nadkład odbierany przez trzy istniejące w Kopalni Turów zwałowarki (patrz tabela 2) przy pomocy ciągów zwałowych Z-6, Z-8 i Z-9.

Tabela 2. Zestawienie zwałowarek aktualnie pracujących w BOT KWB Turów SA.

W okresie od 30.04.2004 r. do 30.04.2007 r. na północnym zwałowisku wewnętrznym zdeponowano około 33,0 mln m³ nadkładu, z czego zwałowarka Z-46 odebrała ok. 18,0 mln m³, natomiast zwałowarka Z-47 - prawie 15,0 mln m³ nadkładu. Zwałowisko wewnętrzne wypełnia sukcesywnie przestrzeń powstałą w wyniku eksploatacji złoża, a jego granice zewnętrzne w zasadzie zdeterminowane są kształtem wyrobiska.

Planowy rozwój północnego zwałowiska wewnętrznego jako podstawowego odbiornika nadkładu, jest jednym z podstawowych warunków technicznych o istotnym znaczeniu dla dalszej eksploatacji złoża "Turów". W związku z tym oprócz trzech istniejących zwałowarek, które pracują na tym zwałowisku, przewiduje się od połowy 2008 roku wprowadzenie do układu technologicznego zwałowania kolejnej nowej zwałowarki typu ZGOT-11500 (Z-48) oraz wybudowanie dwóch dodatkowych ciągów przenośników zwałowych (Z-10 i Z-11). Ostatecznie "zatrudnione" będą na tym zwałowisku cztery następujące zwałowarki: ARsP-6500 (nr 45), ZGOT-6300 (nr 46), ZGOT-11500 (nr 47) i ZGOT-11500 (nr 48).