Najgłębiej w Polsce

Najgłębsze wyrobisko górnicze w Polsce, czyli szyb GG-1 w Kwielicach, ma 1348 m i należy do KGHM Polska Miedź S.A. 14 czerwca 2023 r. był ważnym dniem w historii firmy. Właśnie tego dnia nastąpiło zbicie techniczne, czyli połączenie szybu z kopalnią KGHM O/ZG Rudna.

Uruchomienie szybu GG-1 umożliwi eksploatację nowych złóż miedzi położonych w rejonie Głogów Głęboki Przemysłowy. Wykonawcą tej kluczowej dla KGHM inwestycji jest spółka z Grupy KGHM – Przedsiębiorstwo Budowy Kopalń PeBeKa S.A. specjalizująca się w budownictwie podziemnym. Jest to 31. szyb wybudowany przez PeBeKa na terenie Zagłębia Miedziowego.

UNIKATOWE ROZWIĄZANIE

Zgłębienie szybu to tylko część inwestycji, która ma umożliwić KGHM PM S.A. dalszą eksploatację złóż rud miedzi. Schodzenie z wydobyciem do coraz niżej położonych rejonów związane jest z sukcesywnie rosnącą temperaturą górotworu. Po przekroczeniu 1000 m temperatura pierwotna skał zaczyna zbliżać się do 50^oC, a pracujące w kopalni maszyny spalinowe jeszcze ją podwyższają. Dodatkowym czynnikiem utrudniającym pracę jest wysoka wilgotność. Rosnąca odległość „przodków”, na których odbywa się wydobycie, od szybów wdechowo-zjazdowych powoduje konieczność transportowania pracowników chodnikami na coraz większe odległości. Czyste powietrze doprowadzane przez szyby wdechowe pod ziemię szybko się nagrzewa i wymaga schłodzenia do temperatury, w której zgodnie z przepisami możliwe jest wykonywanie pracy przez ludzi. To wszystko sprawia, że zapewnienie wydajnego systemu chłodzenia powietrza wewnątrz kopalni, staje się koniecznością. Przy tak dużych głębokościach wydobycia rozwiązania wykorzystujące klimatyzację stanowiskową lub przodkową stają się nieefektywne. Odpowiedzią na to wyzwanie jest budowa systemu klimatyzacji centralnej z wytwarzaniem wody lodowej, tj. wody o temperaturze ok. 1,5^oC w powierzchniowych stacjach klimatyzacyjnych, takich jak PSK.

Powierzchniowa stacja klimatyzacyjna przy szybie GG-1 zaprojektowana została w systemie trigeneracji. Oznacza to, że jednocześnie wytwarzana jest woda lodowa będąca źródłem chłodu, woda gorąca będąca „odpadem” w procesie wytwarzania energii elektrycznej oraz energia elektryczna. W układzie technologicznym wykorzystywane jest „ciepło odpadowe” powstające podczas pracy silników gazowych, które w zależności od potrzeb, przetwarzane jest w przy pomocy agregatów absorpcyjnych w chłód (woda lodowa) lub dystrybuowane za pomocą węzłów grzewczych. Obecnie uruchamiany jest węzeł grzewczy na potrzeby grzania powietrza wlotowego do szybu GG-1, natomiast przyszłościowo podłączony zostanie m.in. budynek  administracyjno-socjalny, którego rozpoczęcie budowy planowane jest w ciągu najbliższych dwóch lat. Wykorzystywane są więc wszystkie rodzaje energii towarzyszące procesowi technologicznemu. Obecna moc chłodnicza stacji to 33 MW, ale projektowana jest jej rozbudowa do 40 MW. Zainstalowane w PSK dwa układy kogeneracyjne są w stanie pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną samej stacji, obiektów przyszybowych, a także budynków administracyjno-socjalnych.

Sterowanie całym procesem i kontrola parametrów odbywa się automatycznie i bezobsługowo (jedynie pod nadzorem pracowników). Należy nadmienić, że w PSK wytwarzana jest woda lodowa o temperaturze bliskiej 1,5^oC, co stwarza ryzyko zamrożenia instalacji i wymaga zastosowania zaawansowanej automatyki zapewniającej bezpieczeństwo procesu.

CHŁÓD „SCHODZI” DO KOPALNI

Woda lodowa wytworzona w Powierzchniowej Stacji Klimatyzacyjnej musi zostać przetransportowana do wnętrza kopalni. PSK wybudowana przy szybie GG-1 dostarcza chłód do dwóch kopalni: KRG Rudna i KRG Polkowice-Sieroszowice. Woda lodowa dostarczana jest z PSK za pomocą rurociągów biegnących do odwiertów wykonanych bezpośrednio w ziemi. Lokalizacja podajników trójkomorowych na poz. 1250 m, w okolicach wylotów otworów wiertniczych pozwala ograniczyć długość i rozległość dołowych sieci rurociągów wody lodowej. Takie rozwiązanie umożliwia zmniejszenie ubytku energii chłodu o 50 %, a także uniknięcie strat w układach wentylacyjnych. 

Zastosowanie technologii trigeneracji oraz nowoczesnej automatyki sprawia, że PSK jest unikatowym obiektem tego typu, nie tylko na obszarze Legnicko-Głogowskiego Zagłębia Miedziowego, ale również na skalę światową. Warto tez zaznaczyć, że inwestycja pozwala na pozyskiwanie energii oraz chłodu w sposób nieobciążający środowiska, bez emisji szkodliwych pyłów do atmosfery.

Plany wydobycia miedzi na głębokości ponad 1000 m powstały w KGHM ponad 20 lat temu, a głębienie szybu zaczęło się 11 grudnia 2013 r. Szyb w Kwielicach jest szybem wentylacyjnym, wdechowym, który będzie służył do transportu ludzi i materiałów do kopalni. Podczas głębienia wykorzystano technikę mrożenia górotworu. Jest to pionierska metoda udoskonalana od wielu lat przez PeBeKa. W ramach przygotowania do zamrażania górotworu wywiercono 40 otworów mrożeniowych o średnicy 16 m, które połączono w instalację mrożeniową ze stacją agregatów mrożeniowych. Schłodzona do odpowiedniej temperatury (–20 – – 40^oC) solanka, krążąc w otworach zamraża górotwór do głębokości 700 m. Metoda ta pozwala zabezpieczyć szyb przed zalaniem wodami gruntowymi i umożliwić bezpieczne przebicie się przez luźne warstwy górotworu złożone z piasków, iłów, żwirów itp. W przypadku szybu GG-1, którego głębokość przekracza 1300 m można mówić o wyjątkowo głębokiej strefie zamrożenia. Obecnie następuje demontaż elementów potrzebnych na etapie głębienia szybu i przygotowanie do wyposażenia w konieczne instalacje i urządzenia na okres docelowy.

Oprac. mj, zdjęcia: PeBeKa